Paneles Solares.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

“Año del Diálogo y Reconciliación Nacional”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

CURSO “LIDERAZGO Y RELACIONES HUMANAS” DOCENTE: ING. JESUS VICENTE VARA SÁNCHEZ TEMA: PANELES SOLARES SEMESTRE: 2018-B

CICLO: V

PARTICIPANTES:

GRUPO HORARIO: CÓDIGO:02T

SÁNCHEZ FRANCO Viviana Estefany

1613115246

2018

CURSO: LIDERAZGO Y R.R.H.H. CICLO: 2018 B

PROF.: ING. JESUS VICENTE VARA SÁNCHEZ TEMA: PANELES SOLARES

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PANELES SOLARES I.- INTRODUCCIÓN Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía lumínica produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente. Para lo cual mediante este proyecto queremos comprobar cuanta energía continua puede captar según el día y según su ángulo de inclinación hacia el sol. Con esto queremos comprobar la eficiencia de los paneles para nuestra sociedad y a la vez a la concientización del uso de paneles en nuestra sociedad para así minimizar el consumo de energía producida por las grandes hidroeléctricas. II.- HISTORIA El término fotovoltaico proviene del griego φώς:phos, que significa “luz” y voltaico, que proviene del campo de la electricidad, en honor al físico italiano Alejandro Volta, (que también proporciona el término voltio a la unidad de medida de la diferencia de potencial en el Sistema Internacional de medidas). El término fotovoltaico se comenzó a usar en Inglaterra desde el año 1849. El uso de la energía solar ha sido utilizada desde hace muchos años con diferentes objetivos como: en la agricultura, hornos solares o para generar vapor para maquinaria, calefacción, entre muchos otros ejemplos. Pero el científico francés Alexandre Edmon Becquerel, experimentando con una pila electrolítica sumergida en una sustancia de las mismas propiedades, observo que después al exponerla a la luz generaba más electricidad, así fue que descubrió el "efecto fotovoltaico" en 1839 que consiste en la conversión de la luz del sol en energía eléctrica. En 1885 el profesor W. Grylls Adams experimento con el selenio (elemento semiconductor) como reaccionaba con la luz y descubrió que se generaba un flujo de electricidad conocida como "fotoeléctrica".

Alexandre Edmon Becquerel

PROYECTO DE TERMODINÁMICA PANEL SOLAR Página 5 Charles Fritts en 1893, fue quien invento la primera célula solar, conformada de láminas de revestimiento de selenio con una CURSO: LIDERAZGO Y R.R.H.H. CICLO: 2018 B

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fina capa de oro, estas células se utilizaron para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas. Albert Einstein investigo más a fondo sobre el efecto fotoeléctrico y descubrió que al iluminar con luz violeta (que es de alta frecuencia) los fotones pueden arrancar los electrones de un metal y producir corriente eléctrica. Esta investigación le permitió ganar el Premio Nobel de Física en 1921 El inventor estadounidense Russel Ohl, creo patentó las primeras células solares de silicio en 1946, pero Gerald Pearson de Laboratorios Bells, por accidente, experimentando en la electrónica creo una célula fotovoltaica más eficiente con silicio, gracias a esto Daryl Chaplin y Calvin Fuller mejoraron estas células solares para un uso más práctico. Empezaron la primera producción de paneles solares en 1954, que se utilizaron en su mayoría en satélites espaciales. En los 70's el primer uso general para el público, de los paneles solares fue con calculadoras que se siguen utilizando actualmente. Panel solar Un panel solar (o módulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica. III.- CONCEPTO Las células de silicio más empleadas en los paneles fotovoltaicos se pueden dividir en tres subcategorías: • Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme. • Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso. • Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también más baratas. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras. Los lingotes cristalinos se cortan en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes (impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) en las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro.

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Los paneles solares se construyen con estas celdas agrupadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños, causados por radiación o por el manejo de éstos, en la superficie frontal se los cubre con una cubierta de vidrio y se pegan sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se hacen conexiones eléctricas en serie-paralelo para fijar el voltaje total de salida. El pegamento y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no se convierte en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes se llaman paneles solares o grupos solares. IV.- ESTRUCTURA Las estructuras para anclar los paneles solares son generalmente de aluminio con tornillería de acero inoxidable para asegurar una máxima ligereza y una mayor durabilidad en el tiempo. Las estructuras pueden ser estándares para las medidas más habituales (superficie, orientación e inclinación -tanto en horizontal, como en vertical.

V.- FUNCIONAMIENTO El funcionamiento de los paneles solares se basan en el efecto fotovoltaico, que se produce cuando, sobre materiales semiconductores convenientemente tratados, incide la radiación solar produciendo electricidad tal y como ya he mencionado anteriormente. En el momento en que queda expuesto a la radiación solar, los diferentes contenidos en la luz transmiten su energía a los electrones de los materiales semiconductores que, entonces, pueden romper la barrera de potencial de la unión P-N, y salir así del semiconductor a través de un circuito exterior.

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Estas células fotovoltaicas se combinan de muy diversas formas para lograr tanto el voltaje como la potencia deseados y de este modo poder conseguir que la energía solar se acabe convirtiendo en energía que poder consumir. VI.- USO DE LA ENERGIA Deben su aparición a la industria aeroespacial, y se han convertido en el medio más fiable de suministrar energía eléctrica a un satélite o a una sonda en las órbitas interiores del Sistema Solar, gracias a la mayor irradiación solar sin el impedimento de la atmósfera y a su alta relación potencia a peso. En el ámbito terrestre, este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años. Los paneles fotovoltaicos de este yate pueden cargar unas baterías de 12 V hasta a 9 amperios.

Entre los años 2001 y 2012 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años. Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10% del consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada de 2.200 TWh, y podría llegar a proporcionar el 100% de las necesidades energéticas actuales en torno al año 2027. Experimentalmente también han sido usados para dar energía a vehículos solares, por ejemplo en el World Solar Challenge a través de Australia o la Carrera Solar Atacama en América. Muchos barcos y vehículos terrestres los usan para cargar sus baterías de forma autónoma, lejos de la red eléctrica. Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico, ha apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países, contribuyendo a evitar la emisión de una mayor cantidad de gases de efecto invernadero.

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VII.- PRODUCTORES DE PANELES Los diez mayores productores mundiales de paneles fotovoltaicos (por producción en MW) en 2013 fueron: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Yingli. Trina Solar. Canadian Solar. Sharp Solar. Jinko Solar. First Solar. ReneSola. Kyocera. JA Solar. Hanwha Solarone.

VIII.- POTENCIA MUNDIAL La potencia de un módulo solar se mide en Wp o Wp (Watt peak, vatio pico), respectivamente en kWp o MWp. Se trata de la potencia eléctrica generada en condiciones estándares para la incidencia de luz. A finales de 2013 había instalados en el mundo aproximadamente 96,5 GW de energía solar fotovoltaica, según un informe dado a conocer por la Agencia Internacional de la Energía. En la siguiente tabla se muestra el detalle de la potencia mundial instalada, desglosada por cada país, desde el año 2000 hasta finales de 2012:

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IX.- GRANDES PLANTAS En Europa y en el resto del mundo se han construido un gran número de centrales fotovoltaicas a gran escala. En abril de 2014, las plantas fotovoltaicas más grandes del mundo eran, por este orden:

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X.- COSTO DE PANELES El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red. Hasta 2005 el problema más importante con los paneles fotovoltaicos era el costo, que estaba bajando hasta 3 o 4 dólares por vatio. El precio del silicio usado para la mayor parte de los paneles tuvo una breve tendencia al alza en 2008, lo que hizo que los fabricantes comenzaran a utilizar otros materiales y paneles de silicio más delgados para bajar los costes de producción. Debido a economías de escala, los paneles solares se hacen menos costosos según se usen y fabriquen más. A medida que ha aumentado la producción, los precios han continuado bajando y todas las previsiones indican que lo seguirán haciendo en los próximos años. El costO de las células solares de silicio cristalino ha descendido desde 76,67 $/Wp en 1977 hasta aproximadamente 0,36 $/Wp en 2014. Esta tendencia sigue la llamada "ley de Swanson", una predicción similar a la conocida Ley de Moore, que establece que los precios de los módulos solares descienden un 20% cada vez que se duplica la capacidad de la industria fotovoltaica. XI.- CONCLUSIONES Los paneles solares producen energía de forma limpia. Los paneles solares generan electricidad a partir de la luz solar. Por ese motivo, los paneles solares prácticamente no producen contaminación. Por el lado contrario, la quema de combustibles fósiles libera grandes cantidades de gases tóxicos a la atmósfera. Para el consumidor, los paneles solares pueden liberar al individuo de la dependencia de la red eléctrica y del monopolio de la energía. Una vez realizada la inversión inicial en el hardware necesario, el individuo tendrá electricidad gratuita en durante los próximos años. Los combustibles fósiles son unos recursos limitados. A pesar de las reservas existentes de combustibles fósiles, se espera que se acaben durante el próximo siglo. La energía solar es limpia, abundante y seguirá siendo un recurso renovable que puede satisfacer todas las necesidades energéticas de la Tierra durante miles de millones de años.

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