Energia Eolica Y Solar Final 2.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOFÍSICA

TEMA: Energía Eólica Y Energía Solar CURSO: Recursos Naturales ALUMNOS: Vargas Fernández Carlos Eduardo Segura Fuentes Diego Yana Quentasi Alexandra Bustinza Jacinto Erick Ccahuana Aguilar María Elena DOCENTE: Ing. Armando Minada Lixara-a

AREQUIPA-2018

INDICE 1.

OBJETIVOS ...................................................................................................... 1 1.1

Objetivos de la energía eólica ........................................................................ 1

1.2

Objetivos de la energía solar .......................................................................... 1

2.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 2 2.1

Introducción a la energía eólica ..................................................................... 2

2.2

Introducción a la energía solar ....................................................................... 2

3.

HISTORIA DE LA ENERGÍA EÓLICA .......................................................... 3

4.

DEFINICIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA ...................................................... 5

5.

APLICACIONES DE LA ENERGÍA EÓLICA ................................................ 6 5.1

5.1.1

Aerogeneradores ..................................................................................... 6

5.1.2

Molinos ................................................................................................... 9

5.1.3

Bombeos de agua .................................................................................... 9

5.1.4

Molino de granos .................................................................................. 10

5.1.5

Parques eólicos ..................................................................................... 11

6.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PARQUES EOLICOS ................. 13 6.1

Ventajas ........................................................................................................ 13

6.2

Desventajas................................................................................................... 14

7.

DEFINICION DE LA ENERGIA SOLAR ..................................................... 14 7.1

8.

Maquinas eólicas ............................................................................................ 6

Tecnologías básicas del uso de energía solar ............................................... 15 HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR ......................................................... 15

9.

ENERGÍA SOLAR PASIVA .......................................................................... 16

10.

ENERGÍA SOLAR ACTIVA .......................................................................... 17

10.1

Energía solar térmica ................................................................................ 17

11.

APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR ............................................... 20

12.

PROYECTOS CON LA ENERGÍA SOLAR .................................................. 20

13.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS..................................................................... 23

13.1

Ventajas .................................................................................................... 23

13.2

Desventajas ............................................................................................... 24

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA Web Grafía

1. OBJETIVOS 1.1

Objetivos de la energía eólica 

Dar a conocer la manera en que el Perú hace uso de la energía eólica a través de los parquees eólicos.



Demostrar que la energía eólica es un recurso renovable y que no provoca impactos ambientales, es una fuente de energía limpia.

1.2

Objetivos de la energía solar 

Analizar cuáles son las ventajas y desventajas del uso de la energía solar



Conocer de manera general los proyectos de energía solar existentes en el Perú

1

2. INTRODUCCIÓN 2.1

Introducción a la energía eólica La energía eólica hace referencia a aquellas tecnologías y aplicaciones en que se aprovecha la energía cinética del viento, convirtiéndola a energía eléctrica o mecánica. Se pueden distinguir dos tipos de aplicaciones: las instalaciones para la producción de electricidad y las instalaciones de bombeo de agua. Entre las instalaciones de producción de electricidad se pueden distinguir instalaciones aisladas, no conectadas a la red eléctrica e instalaciones conectadas, normalmente, denominadas parques eólicos. Las instalaciones no conectadas a la red, normalmente cubren aplicaciones de pequeña potencia, principalmente de electrificación rural. Las aplicaciones conectadas a la red eléctrica, por otra parte, son las que permiten obtener un aprovechamiento energético mayor, son además las que presentan las mejores expectativas de crecimiento de mercado.

2.2

Introducción a la energía solar Nuestro planeta recibe del sol una cantidad de energía anual de aproximadamente 1,6 millones de kWh, de los cuales sólo un 40% es aprovechable, una cifra que representa varios cientos de veces la energía que se consume actualmente en forma mundial; es una fuente de energía descentralizada, limpia e inagotable. El aprovechamiento energético está entonces condicionado por la intensidad de radiación solar recibida por la tierra, los ciclos diarios y anuales a los que está sometida y las condiciones climatológicas del lugar. Se define energía solar a aquella que mediante conversión a calor o electricidad se aprovecha de la radiación proveniente del sol; otra forma de aprovechamiento asociado considera la posibilidad de hacer uso de la iluminación natural y las condiciones climatológicas de cada emplazamiento en la construcción de edificios mediante lo que se denomina arquitectura bioclimática.

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3. HISTORIA DE LA ENERGÍA EÓLICA A través de grabados pertenecientes a civilizaciones muy antiguas, se ha podido comprobar que el aprovechamiento del viento con fines energéticos se remonta a por lo menos 3.000 años antes de la era cristiana, habiendo sido utilizado en aquellos tiempos principalmente para la navegación. Diferentes pueblos, desde los egipcios pasando por los Fenicios, Romanos y muchos otros utilizaron esta forma de impulsión. Los datos más antiguos de artefactos que aprovechaban el viento para otro tipo de actividades (p.e. molienda de granos) aparecen en Persia, alrededor de los años 200 antes de Cristo. Se cree que en siglo XIII esas máquinas fueron introducidas en Europa por quienes retornaban de las cruzadas.

Durante el transcurso de la edad Media se amplió la gama de usos empleándoselas para mover las maquinarias de nacientes industrias como la textil, maderera, metalúrgica. Estos primeros molinos eran muy rudimentarios, basando su diseño en la rotación un eje colocado en forma vertical. Los holandeses modificaron esa tecnología y a partir del año 1.350 comenzaron a utilizarse máquinas de eje horizontal y de cuatro palas, muy similares en aspecto a los que acostumbramos ver hoy en día en los típicos paisajes de ese país. A partir de entonces se los empezó a utilizar principalmente para desecar pantanos y lagos y también aserraderos, para la fabricación de papel y para extraer aceites. Hasta ese entonces los equipos que aprovechaban la energía del viento producían únicamente energía mecánica. Eran máquinas lentas, pesadas y baja eficiencia. A mediados del siglo pasado se desarrolló un molino que se impuso rápidamente en muchos países, llamado comúnmente molino americano. Este molino es también un conversor en energía mecánica, pero con una eficiencia muy superior a la de los anteriores y se destina casi exclusivamente al bombeo del agua.

Las primeras máquinas equipadas con generadores eléctricos, hacen su aparición hacia 1900. Durante la primera mitad del siglo, a pesar de que no hubo una activa

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utilización de la energía eólica, se produjeron gran variedad de diseños cuyos principios fundamentales son válidos hasta el presente. Desde la década del 30 y hasta comienzos de la del 50 se popularizaron máquinas de pequeño porte (hasta unos 3kW) en el medio rural, donde todavía no existía un sistema de electrificación por redes que cubriera amplias zonas. La crisis energética de los años 70, que ocasionó un abrupto encarecimiento del petróleo, y por consecuencia de sus derivados, provocó que aquellos países que tenían una importante dependencia de la importación de esos productos para la satisfacción de sus necesidades energéticas, buscaran soluciones alternativas a los grandes desequilibrios económicos que esta situación les creaba. Es así como empezó a pensar seriamente en lo que dio en llamarse ahorro o conservación de energía y al mismo tiempo se comenzó a replantear el tema de la utilización de las energías no convencionales., apareciendo entonces la energía eólica, desde el punto de vista económico, como una fuente más competitiva para la producción de electricidad. Esta situación incentivó la realización de nuevos estudios que llevaron a una importante mejora de las tecnologías de aprovechamiento, logrando equipos conversores de energía eléctrica cada vez más confiables y potentes. Hoy en día es destacable la explotación que efectúan países como Estados Unidos, Dinamarca, Alemania, Holanda , España, India y China entre muchos otros

Figura 1. Molinos de Holanda Fuente:https://www.amsterdamtours.es/guia-de-holanda/los-molinos-de-holanda.html

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4. DEFINICIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA La energía eólica tiene su origen en el viento, es decir, en el aire en movimiento. El viento se puede definir como una corriente de aire resultante de las diferencias de presiones en la atmósfera provocadas, en la mayoría de los casos, por variaciones de temperatura , debidas a las diferencias de la radiación solar en los distintos puntos de la Tierra. Las variables que definen el régimen de vientos en un punto determinado son: 

Situación geográfica



Características climáticas



Estructura topográfica



Irregularidades del terreno



Altura sobre el nivel del suelo

Sólo un 2 % de la energía solar que llega a la Tierra se convierte en energía eólica y por diversos motivos, sólo una pequeña parte de esta energía es aprovechable. A pesar de ello, se ha calculado que el potencial energético de esta fuente de energía es unas 20 veces el actual consumo mundial de energía, lo que hace de la energía eólica una de las fuentes de energía renovables de primera magnitud.

La energía del viento es de tipo cinético (debida a su movimiento); lo que hace que la potencia obtenida del mismo dependa de forma acusada de su velocidad, así como del área de la superficie captadora. Desde hace siglos el ser humano ha aprovechado la energía eólica para diferentes usos: molinos, transporte marítimo mediante barcos de vela, serrerías, pero es en la actualidad cuando su uso es casi exclusivo para la obtención de electricidad.

Las máquinas eólicas encargadas de este fin se llaman aerogeneradores, aero turbinas o turbinas eólicas. En definitiva, los aerogeneradores transforman la energía mecánica del viento en energía eléctrica.

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Figura 2 . Circulación de las masas de aire por presión y temperatura. Fuente:http://presionatmosfericaynubosidada.blogspot.com/

5. APLICACIONES DE LA ENERGÍA EÓLICA 5.1

Maquinas eólicas Una máquina eólica es cualquier dispositivo accionado por el viento. Si se utiliza directamente la energía mecánica, será un aeromotor, y si se acciona un generador eléctrico, se tratará de un aerogenerador

5.1.1 Aerogeneradores Estos equipos están especialmente diseñados para producir electricidad. En la actualidad se fabrican máquinas comerciales de muy variados tamaños, desde muy bajas potencias (100 a 150 W) hasta 700 y 800 Kw. y ya están superando la etapa experimental modelos de hasta 1.500 Kw. de potencia. A diferencia de los molinos, estos equipos se caracterizan por tener pocas palas porque de esta manera alcanzan a desarrollar una mayor eficiencia de transformación de la energía primaria contenida en el viento. Si bien existen algunos de una sola pala, los de dos o tres son lo más utilizados.Sintéticamente un aerogenerador está conformado por dos elementos principales: un rotor compuesto por un eje y la o las palas que es accionado por el viento, y un generador que se mueve por arrastre del rotor. Los rotores de los aerogeneradores de potencia mediana en adelante (más de 20 Kw.) no desarrollan gran número de revoluciones, considerándose como normal

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el orden de 60 a 70 revoluciones por minuto. Teniendo en cuenta que los generadores normalmente trabajan a unas 1.500 r.p.m., para adecuar las distintas velocidades de trabajo de estos dos elementos se intercala una caja multiplicadora. En las máquinas pequeñas el generador suele ser un alternador conectado directamente al eje de rotación. Se puede diferenciar a los aerogeneradores en dos grandes grupos según sea la posición del eje de rotación: de eje vertical y de eje horizontal. Ambas tecnologías tienen aspectos favorables y desfavorables. Existen dos tipos:

Figura 3. Aerogenerador Tipo Monopala Fuente:http://opex-energy.com/eolica/tipos_aerogeneradores.html

Figura 4. Aerogenerador Tipo Bipala (a la izquierda) y Tipo Tripala (a la derecha) Fuente. http://opex-energy.com/eolica/tipos_aerogeneradores.html

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5.1.1.1 Aerogeneradores de eje horizontal Son los más utilizados. Deben mantenerse paralelos al viento, lo que exige una orientación previa, de modo que éste incida sobre las palas y haga girar el eje. Estos aerogeneradores pueden ser: 

De potencia baja o media (hasta 50 kW): Suelen tener muchas palas (hasta veinticuatro). Se utilizan en el medio rural y como complemento para viviendas.



De alta potencia (más de 50 kW): Suelen tener como máximo cuatro palas de perfil aerodinámico, aunque normalmente tienen tres. Necesitan vientos de más de 5 m/s. Tiene uso industrial, disponiéndose en parques o centrales eólicas.

5.1.1.2 Aerogeneradores de eje vertical Su desarrollo tecnológico está menos avanzado que las anteriores y su uso es escaso, aunque tiene perspectivas de crecimiento. No necesitan orientación y ofrecen menos resistencia al viento. El funcionamiento de este tipo de aerogeneradores es similar al de los de eje horizontal. El viento incide sobre las palas del aerogenerador y lo hace girar, este movimiento de rotación se transmite al generador a través de un sistema multiplicador de velocidad.

Figura 5 Aerogenerador Vertical (a la izquierda) y Horizontal (a la derecha) Fuente. https://repositorio.unican.es/xmlui/bitstream/handle/10902/5990/372196.pdf?sequence=1

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5.1.2 Molinos Es muy común en el campo la utilización para extraer agua del subsuelo. El equipo utilizado se denomina molino multipala en razón de estar compuesto por un número elevado (12 a 16) de palas. La razón de este sistema radica en que con muy baja velocidad de viento (apenas una brisa) está en condiciones de trabajar. Al girar acciona mecánicamente una bomba que extrae el agua necesaria. El diseño de este tipo de molino es de origen norteamericano, introducido en Argentina a mediados del siglo pasado. También es muy utilizado en Australia, Sudáfrica, Holanda y Dinamarca

Figura 6 Molino de Viento Fuente. http://mural.uv.es/laormar/ener.htm

5.1.3 Bombeos de agua En las instalaciones de bombeo de agua, es habitual utilizar las aerobombas multipalas. A partir del viento se genera energía mecánica que acciona la bomba de la instalación, que permitirá hacer ascender el agua hasta el depósito. Estas aerobombas funcionan a baja velocidad, por lo que pide contar con el máximo número de palas posible, normalmente entre 12 y 24. Estas instalaciones son habituales en zonas rurales, y para consumos propios.

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Figura 7. Funcionamiento de bomba de agua Fuente: tomado de Energía Eólica: El recorrido de la energía

5.1.4 Molino de granos La rotación del eje se aprovecha para hacer girar unas grandes piedras circulares y achatadas entre las cuales pasan los cereales y otros granos y la fricción entre ellas los muele o tritura formando harina.

Figura 8. Funcionamiento de molino de granos Fuente: tomado de Energía Eólica: El recorrido de la energía

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5.1.5 Parques eólicos Un parque eólico es un conjunto de aerogeneradores conectados entre sí a baja tensión que, mediante la acción del viento, transforman la energía cinética en energía eléctrica y que, después de ser transformada en alta tensión, se conectará a la red eléctrica.

Este tipo de instalaciones está produciendo electricidad que se vende a las compañías eléctricas. La realización de parques eólicos exige emplazamientos, donde las características del viento cumplan una serie de condiciones respecto a la velocidad, la continuidad y la estabilidad. Normalmente, son necesarias velocidades medias anuales del viento superior a los 6,5 m/s. La distribución y situación de los aerogeneradores en un parque eólico depende de la orografía del terreno y de las direcciones predominantes del viento en la zona.

Normalmente, los aerogeneradores se sitúan linealmente, siguiendo el perfil de la cima, y se orientan según las condiciones del viento. La distancia entre aerogeneradores, aunque depende de la dirección del viento, se mantiene entre 2 y 3 veces el diámetro de las palas.

Figura 9.: funcionamiento de parque Eólico Fuente: tomado de Energía Eólica: El recorrido de la energía

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5.1.5.1 Parques eólicos en el Perú El Ministerio de Energía y Minas (MEM) indicó que los cuatro parques eólicos que operan en el país aportan 239 MW (megavatios) al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). En el 2014 entraron en operación las centrales de Marcona (Ica) de 32 MW, Cupisnique (La Libertad) de 80 MW y Talara (Piura) de 30 MW, mientras que la cuarta, Tres Hermanas (Ica) de 97.15 MW, se integró al sistema en marzo de este año. Según el MEM, el potencial eólico que hay en el Perú se encuentra en alrededor de 22,540 MW, y hasta ahora solo se cuenta con 239 MW instalados. Sin embargo, se tiene planeado seguir desarrollando proyectos de energía renovable, pues no emiten gases contaminantes. La central eólica Tres Hermanas demandó una inversión de aproximadamente 185,7 millones de dólares y se encuentra compuesta por 33 aerogeneradores. 5.1.5.2 Proyecto eólico tres hermanas  Ubicacion Departamento: Ica Provincia: Nazca Distrito: Marcona Altitud: 496msm  Descripción del proyecto Realización lleva en mano de la ingeniería, compras, construcción y puesta en marcha de un Parque eólico de 97,15MW, ubicado en las proximidades de la localidad de Marcona, Departamento de Ica, Perú, incluyendo: el suministro e instalación de 25 aerogeneradores Siemens modelo SWT 108 de 3,15 MW y 8 aerogeneradores Siemens modelo SWT 108 de 2,3MW, todos ellos con sus centros de transformación correspondientes; la construcción de viales de acceso; viales interiores; plataformas de montaje y cimentaciones de aerogeneradores; zanjas de cables; líneas subterráneas de evacuación de potencia a 34,5 kV y comunicación por cable de fibra óptica a la subestación transformadora; ampliación subestación transformadora elevadora a 220 kV del Parque.

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Figura 10. Proyecto Tres Hermanas Fuente: Tomado de www.grupocobra.com

Figura 11. Proyecto tres Hermanas Fuente: tomado de www.grupocobra.com

6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PARQUES EOLICOS 6.1

Ventajas 

Bajo poder contaminante: La energía eólica es, después de la energía solar, la campeona. La energía generada a través de aerogeneradores es la que menor impacto tiene sobre el medio ambiente, debido a que durante su proceso de generación no lleva implícito proceso de combustión.

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

Impacto medioambiental: En su transporte tiene un impacto cero sobre nuestro entorno natural en el momento de ser transportada, pues no emplea tuberías, barcos o camiones

6.2

Desventajas 

Los rotores de las turbinas afectarán la alimentación y la migración de los pájaros debido al disturbio y coaliciones que producirán.



Los molinos como una estructura vertical de 135 m de altura y los rotores móviles de 110 m de diámetro tendrán un impacto importante en la vista natural del paisaje con su estructura horizontal predominante.



Los disturbios adicionales podrían ser el ruido y las vibraciones de los rotores sobre la superficie.



Los campos magnéticos y eléctricos artificiales generados por las conexiones de los cables, afectarán la orientación de las especies de peces y mamíferos marinos.



Además, debido al tamaño que tendrán estos parques de energía eólica aumentará el peligro de colisiones navieras

7. DEFINICION DE LA ENERGIA SOLAR La energía solar es la que se forma en el Sol cuando átomos de hidrógeno se combinan para formar átomos más pesados de helio. Al finalizar esta transformación, una parte se convierte En helio final y otra desaparece en radiación luminosa. Esta radiación luminosa es irradiada por el Sol hacia todas direcciones. A la Tierra llega menos de 1 % de esta radiación. La energía solar es una de las más limpias ya que al ser utilizada no produce contaminación ni efectos adversos al ambiente, como el ruido y emisiones tóxicas. El uso del sol o energía solar directa, se puede dividir en tres ramas o tecnologías básicas: solar pasiva, solar fotovoltaica y solar térmica.

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7.1

Tecnologías básicas del uso de energía solar 

Solar Pasiva – Ésta usa y combinas materiales de construcción, diseño y ubicación de una estructura para que los requisitos de iluminación, calefacción y enfriamiento sean mínimos.



Solar Térmica – Este tipo de energía usa la radiación solar en forma de calor y luz para producir aire caliente, agua caliente o generar electricidad por medio de vapor.



Solar Fotovoltaica – La energía solar produce electricidad, indirectamente, en el proceso de conversión a carbohidratos en la biomasa, pero el espectro de luz visible del sol puede utilizarse para generar electricidad, por medio de celdas fotovoltaicas

Figura12.Principales tipos de energía Fuente: https://www.greenteach.es/la-energia-solar-todo-sobre-ella/

8. HISTORIA DE LA ENERGÍA SOLAR La energía solar térmica tiene un lugar en la historia de la energía solar a partir del año 1767. En este año el científico suizo Horace Bénédict De Saussure (físico, geólogo y alpinista) inventó el heliotermòmetro, un instrumento con el que se podría medir la radiación solar. El desarrollo posterior de su invento dio lugar a los instrumentos actuales para medir la radiación solar. Horace Bénédict De Saussure había inventado el colector solar que tendrá una determinante repercusión en la historia de la energía solar y en el desarrollo de la energía solar térmica de baja temperatura. A partir de su invento surgirán todos los

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desarrollos posteriores de calentadores solares de agua de placa plana que se han proporcionado agua caliente a millones de personas en el mundo. De hecho, De Saussure también fue capaz de desarrollar el primer colector solar. Se trataba de “cajas calientes” hechas de madera y cristal con el objetivo de atrapar la energía solar. Se trataría del primer colector de energía solar térmica.

Más recientemente, en 1865, el inventor francés Auguste Mouchout fue capaz de crear la primera máquina capaz de convertir la energía solar en energía mecánica. El mecanismo se trataba de generar vapor mediante un colector solar y mover un motor mediante su presión. En 1877 Mouchout recibió el encargo de instalar varias de estas turbinas en la Argelia francesa. Desgraciadamente, los elevados costos impidieron que su invento tuviera un uso comercial. Varios años antes, en 1515 Leonardo da Vinci inició un proyecto parecido al de Mouchout para producir vapor y calor industrial con la radiación solar, pero finalmente el proyecto quedó inacabado. Mouchout fue un personaje importante para la sociedad francesa. Además de crear la primera máquina de vapor solar ideó otros inventos. Mouchout inventó una cocina solar que consistía en un depósito negro recubierto de vidrio expuesto al Sol. Por el lado del depósito que no estaba expuesto el Sol, situaba un espejo cilindricoparabólico para reflejar la radiación solar. Incluso se llegó inventar una imprenta accionada mediante energía solar. Un invento que fue ideado por Abel Pifre.

9. ENERGÍA SOLAR PASIVA La energía solar pasiva es el conjunto de técnicas dirigidas al aprovechamiento de la energía solar de forma directa, sin transformarla en otros tipos de energía, para su utilización inmediata o para su almacenamiento sin la necesidad de sistemas mecánicos ni aporte eterno de energía, aunque puede ser complementada por ellos, por ejemplo para su regulación. Las tecnologías que se unas bombas o ventiladores consumen una significativa cantidad de energía para su funcionamiento y por ello se clasifican dentro de las tecnologías solares activas. Algunos sistemas solares pasivos pueden, no obstante,

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consumir una pequeña cantidad de energía necesaria para activar compuertas, relés, interruptores u otros tipos que mejorarían el rendimiento de estos sistemas en la recolección, almacenamiento y uso de la energía solar.

Figura 14. Calefacción solar pasiva de un hogar Fuente: https://energiasrenovables10.com/solar/pasiva

10. ENERGÍA SOLAR ACTIVA 10.1 Energía solar térmica La energía solar térmica o energía termo solar consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y, a partir de ella, de energía eléctrica. Adicionalmente puede emplearse para alimentar una máquina de refrigeración por absorción, que emplea calor en lugar de electricidad para producir frío con el que se puede acondicionar el aire de los locales.

Los colectores de energía solar térmica están clasificados como colectores de baja, media y alta temperatura. Los colectores de baja temperatura generalmente son placas planas usadas para calentar agua. Los colectores de temperatura media también usualmente son placas planas usadas para calentar agua o aire para usos residenciales o comerciales.

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Los colectores de alta temperatura concentran la luz solar usando espejos o lentes y generalmente son usados para la producción de energía eléctrica. La energía solar térmica es diferente y mucho más eficiente que la energía solar fotovoltaica, la que convierte la energía solar directamente en electricidad. Mientras que las instalaciones generadoras proporcionan solo 600 megavatios de energía solar térmica a nivel mundial a octubre de 2009, otras centrales están bajo construcción por otros 400 megavatios y se están desarrollando otros proyectos de energía termosolar de concentración por un total de 14 gigavatios 

Sistema de captación El sistema de captación está formando por captadores solares conectados entre sí, su misión es captar la energía solar para transformarla en energía térmica, aumentando la temperatura de fluido que circula por la instalación. El tipo de captador más extendido es el captador solar plano que consigue aumentos de temperatura de 60°C a un coste reducido. Estos captadores están indicados para la producción de agua caliente para diversas aplicaciones: agua caliente sanitaria, calefacción por suelo radiante, etc. El captador plano está formado por una placa metálica que se calienta con su exposición al Sol (absorbedor); esta placa es de color negro de forma que no refleja los rayos del sol. Normalmente la placa esta colocada en una caja con cubierta de vidrio. Por el interior de la caja se hace circular agua a través de un serpentín o un circuito de tubos de forma que el calor se trasmite al fluido. El efecto que se produce es similar al de un invernadero, la luz del sol atraviesa la placa de vidrio y calienta la palca ennegrecida. El vidrio es una trampa solar, pues deja pasar la radiación del sol (onda corta) pero no deja salir la radiación térmica que emite la placa ennegrecida (onda larga) y como consecuencia, esta placa se calienta y trasmite el calor al líquido que circula por los tubos.

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

Sistema de acumulación Consiste en almacenar la energía térmica en un depósito de acumulación para su posterior utilización. El agua caliente obtenida mediante el sistema de captación, conducida hasta donde se va a utilizar. Puede ser directamente, como es el caso del calentamiento del agua de una piscina, o en calefacción la demanda no siempre coincide con el momento en el que hay suficiente radicación, por lo tanto, si se quiere aprovechar al máximo las horas de sol será necesario acumular la energía en aquellos momentos del día en que esto sea posible y utilizarla cuando se produzca la demanda.

El sistema de acumulación está formada por uno o más depósitos de agua caliente. La demanda de los depósitos de almacenamiento deberá ser proporcional al consumo estimado y debe cubrir la demanda de agua caliente de uno o dos días. 

Sistema de distribución En este sistema engloban todos los elementos destinados a la distribución y acondicionamiento a consumo: control, tuberías y conducciones, vasos de expansión, bombas, purgadores, válvulas, etc.

Figura15. Esquema del sistema de energía solar térmica Fuente: Guía de la energía solar (Madrid Solar)

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11. APLICACIONES DE LA ENERGÍA SOLAR 

Producción de agua caliente sanitaria



Calefacción de baja temperatura



Calentamiento de agua de piscinas



Aire acondicionado mediante máquinas de absorción



Aplicaciones de energía solar fotovoltaica



Instalaciones aisladas a la red eléctrica

12. PROYECTOS CON LA ENERGÍA SOLAR Todas las centrales de generación eléctrica con energía solar fotovoltaica actualmente operativas resultaron adjudicatarias de las subastas que ha llevado a cabo Osinergmin para contratar el suministro de energía de origen renovable. En ese sentido, además del contrato de concesión eléctrica definitiva, han suscrito contratos de suministro con el Ministerio de Energía y Minas, mediante los cuales se les garantiza el ingreso anual adjudicado independientemente del precio de la energía en el mercado spot, donde se comercializa la electricidad generada. A fin de asegurar la rentabilidad de las inversiones, el Estado dispuso que estos proyectos adjudicatarios se beneficien con una prima recaudada de las facturaciones a todos los usuarios del sistema, según el consumo de estos últimos. En la Tab. 1 apreciamos información principal de los cinco proyectos solares que operan en Perú, que incluye su potencia instalada, la tarifa adjudicada en la subasta, la cantidad de energía anual que deben entregar al sistema y la prima que el Estado les fija para asegurar su rentabilidad.

Tabla 1. Centrales de generación eléctrica con energía solar fotovoltaica en Perú Proyecto Potencia (Mw)

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

CENTRAL SOLAR MOQUEGUA FV. Es un proyecto de energía solar fotovoltaica con una potencia instalada de 16 megavatios, ubicado en la provincia de Mariscal Nieto de la Región Moquegua. Cuenta con una concesión eléctrica definitiva otorgada por el Ministerio de Energía y Minas mediante Resolución Ministerial Nº 496-2012-MEM-DM, publicada en el diario oficial El Peruano el 10 de noviembre de 2012. La central de generación fue puesta en operación comercial el 31 de diciembre de 2014. La empresa Moquegua FV S.A.C., titular del proyecto, ha suscrito el Contrato de Concesión Nº 403-2012 con la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas.



CENTRAL PANAMERICANA SOLAR. Es un proyecto de energía solar fotovoltaica con una potencia instalada de 20 megavatios, ubicado en la provincia de Mariscal Nieto de la Región Moquegua. Cuenta con una concesión eléctrica definitiva otorgada por el Ministerio de Energía y Minas mediante Resolución Ministerial Nº 272-2011-MEM-DM, publicada en el diario oficial El Peruano el 22 de junio de 2011. La central de generación fue puesta en operación comercial el 31 de diciembre de 2012. La empresa Panamericana Solar S.A.C., titular del proyecto, ha suscrito el Contrato de Concesión Nº 364-2011 con la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas.



CENTRALES MAJES SOLAR 20T Y REPARTICIÓN 20T. Son dos proyectos de energía solar fotovoltaica con una potencia instalada de 20 megavatios cada uno, ubicados en la provincia de Caylloma de la Región Arequipa. Ambas cuentan con una concesión eléctrica definitiva otorgada por el Ministerio de Energía y Minas mediante Resoluciones Ministeriales Nº 244 y 2432011-MEM-DM, respectivamente, publicadas en el diario oficial El Peruano el 27 de mayo de 2011. Las centrales de generación fueron puestas en operación comercial el 31 de octubre de 2012. La empresa GTS Majes S.A.C., titular de los proyectos, ha suscrito los Contratos de Concesión Nº 368 y 371-2011 con la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas.



CENTRAL TACNA SOLAR. También es un proyecto de energía solar fotovoltaica con una potencia instalada de 20 megavatios, ubicado en la provincia de Tacna de la Región del mismo

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nombre. Cuenta con una concesión eléctrica definitiva otorgada por el Ministerio de Energía y Minas mediante Resolución Ministerial Nº 299-2011-MEM-DM, publicada en el diario oficial El Peruano el 8 de julio de 2011. La central de generación fue puesta en operación comercial el 31 de octubre de 2012. La empresa Tacna Solar S.A.C., titular del proyecto, ha suscrito el Contrato de Concesión Nº 3762011 con la Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas.

Figura 20 – Ubicación de la central fotovoltaica Tacna Solar Fuente Google Maps, 2015

Figura 21 – Área de concesión de la central fotovoltaica Tacna Solar (Google Maps, 2015) Fuente Google Maps, 2015

En la Fig. 20 se observa la ubicación de la central fotovoltaica Tacna Solar muy próxima a la ciudad de Tacna. En la figura 21 se puede apreciar el área de concesión de la central delimitada por un cuadrado que rodea a los paneles fotovoltaicos.

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El concesionario tiene el derecho para aprovechar las radiaciones solares dentro de esta área, sin embargo la concesión de generación eléctrica no habilita a su titular para inyectar la electricidad producida en la red eléctrica nacional. Para la entrega de la electricidad el generador debe construir una línea de transmisión que transporte la energía eléctrica desde la central hasta una red cercana. Por tal motivo, Tacna Solar S.A.C. solicitó una concesión de transmisión eléctrica, la cual le fue otorgada mediante Resolución Suprema N° 025-2012-EM publicada el 9 de febrero de 2012. Con este título, el concesionario construyó y puso en operación su propia línea de transmisión y actualmente entrega su energía en la red de transmisión nacional.

13. VENTAJAS Y DESVENTAJAS 13.1 Ventajas Sus principales ventajas son: 

Evitar un costoso mantenimiento de líneas eléctricas en zonas de difícil acceso



Eliminar los costos ecológicos y estéticos de la instalación de líneas en esas condiciones



Contribuir a evitar el despoblamiento progresivo de determinadas zonas



Es una energía descentralizada que puede ser captada y utilizada en todo el territorio



Una vez instalada tiene un costo energético nulo



Mantenimiento y riesgo de avería muy bajo



Tipo de instalación fácilmente modulable, con lo que se puede aumentar o reducir la potencia instalada fácilmente según las necesidades



No produce contaminación de ningún tipo



Se trata de una tecnología en rápido desarrollo que tiende a reducir el costo y aumentar el rendimiento



No produce ruido, emisiones, contaminación ni emplea combustible.

23

13.2 Desventajas 

Sólo produce energía mientras haya sol y su producción fluctúa según la fuerza de la luz.



El costo del equipo para producir y almacenar la energía puede ser elevado.

24

CONCLUSIONES 

Los parques eólicos han generado una fuerte controversia al interior de los grupos ambientalistas por el impacto que generan sobre el paisaje, los gigantes del viento y la muerte de las aves migratorias producida por los aerogeneradores.

Para

paliar

esta

desventaja,

se

han

trasladado

algunos parques eólicos dentro del mar y, aunque dicha tecnología aún sigue en constante evolución, algunos expertos consideran que la fuerza del viento marítimo es el futuro de la energía eólica. 

El uso de la energía solar es óptimo para la conservación del medio ambiente debido a que este no contamina y es rentable



EL Perú es un país que ya se ha iniciado en la utilización de energías renovables y limpias como la energía solar y la eólica, prueba de ello son los parques eólicos y las centrales solares que se encuentran principalmente en el sur del territorio peruano.

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BIBLIOGRAFIA 





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Web Grafia 

https://peru21.pe/economia/parques-eolicos-peru-aportan-239-mwsistema-electrico-interconectado-nacional-214608.

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 

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