Construccion de una celda fotovoltaica
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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO UNIDAD DE NIVELACIÓN CICLO DE NIVELACIÓN: SEMPTIEMBRE 2013/ FEBRERO 2014 TUTORA: MARÍA ISABEL UVIDIA PROYECTO DE INTEGRACIÓN DE SABERES TEMA: CONSTRUCCIÓN DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA CON MATERIAL RECICLABLE. 1.- DATOS INFORMATIVOS NOMBRES APELLIDOS TÉLEFONO CORREO JAIRO VICENTE PARREÑO RUIZ 0992638308 [email protected] JEFFREY ISRAEL PARREÑO HUMANANTE 0984516540 [email protected] MILTON TORRES 0987177142 [email protected] Página 1
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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
UNIDAD DE NIVELACIÓNCICLO DE NIVELACIÓN: SEMPTIEMBRE 2013/ FEBRERO 2014
TUTORA: MARÍA ISABEL UVIDIA
PROYECTO DE INTEGRACIÓN DE SABERES
TEMA: CONSTRUCCIÓN DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA CON MATERIAL RECICLABLE.
1.- DATOS INFORMATIVOS
NOMBRES APELLIDOS TÉLEFONO CORREO
JAIRO VICENTE PARREÑO RUIZ 0992638308 [email protected]
JEFFREY ISRAEL PARREÑO HUMANANTE
0984516540 [email protected]
MILTON MANUEL TORRES TORRES 0987177142 [email protected]
MIGUEL ANGEL UVIDIA CALDERON 0983337804 [email protected]
Página 1
ANDRES SEBASTIAN
VALENCIA ZAVALA 0992794441 [email protected]
Página 2
RIOBAMBA – ECUADOR
DEDICATORIA:
Dedicamos este proyecto a Dios por ser el inspirador para
cada uno de nuestros pasos dados en nuestro convivir
diario; a nuestros padres por ser los guía en el sendero de
cada acto que realizamos hoy, mañana y siempre; a
nuestras familias, por ser nuestro incentivo para seguir
adelante con este objetivo, a nuestra tutora la Ingeniera
María Isabel Uvidia y todos nuestros profesores de los tres
módulos estudiados por entregarnos sus conocimientos
para realizar los propósitos que tenemos en mente.
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AGRADECIMIENTO:
Agradecemos profundamente a Dios, por guiarnos en el sendero correcto de la vida, cada día en el transcurso de nuestro camino e iluminándonos en todo lo que realizamos de nuestro convivir diario.
A nuestros padres, por ser el ejemplo para seguir adelante en el convivir diario y por inculcarnos valores que de una u otra forma nos han servido en la vida, gracias por eso y por muchos más.
A nuestras familias por apoyarnos en cada decisión que tomamos, y por estar a nuestro lado en cada momento hoy, mañana y siempre.
A nuestros profesores de los tres módulos estudiados por guiarnos en cada paso de este proyecto.
A nuestros amigos y amigas y a todas las personas que nos incentivaron y nos motivaron para seguir adelante con los objetivos de este proyecto.
INDICE
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………
CAPÍTULO I “EL PROBLEMA”
TEMA……………………………………........................................................
OBJETIVOS……………………………………………………………………...
GENERAL……………………………………………………………………......
ESPECÍFICO…………………………………………………………………….
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………...
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA…………………………………………...
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………
HIPÓTESIS…………………………………………………………………….…
CAPÍTULO II “MARCO REFERENCIAL”
MARCO TEÓRICO……………………………………………………………… pág. 7
MARCO CONCEPTUAL……………………………………………………….. pág. 15
MARCO LEGAL………………………………………………………………... pág. 16
CAPÍTULO III “MARCO METODOLÓGICO”
MARCO METODOLÓGICO……………………………………………………. pág.18
ENFOQUE METODOLÓGICO………………………………………………… pág. 18
Página 4
TECNICAS E INSTRUMENTOS A EMPLEAR……………………………… pág. 18
PLAN DE ACCIÓN…………………………………………………………….. pág. 19
MATRIZ DEL PLAN DE TRABAJO………………………………………….. pág. 20
TIEMPO ESTIMADO DEL PROYECTO…………………………………….. pág. 21
CRONOGRAMA DEL PROYECTO………………………………………….. pág. 22
TECNICA DE RECOLECCIÓN DE DATOS………………………………… pág. 23
TECNICA DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS……………... pág. 24
CAPÍTULO IV“PROPUESTA DEL PROYECTO”
ESTUDIO DIAGNÓSTICO…………………………………………………….. pág. 31
FACTIBILIDAD…………………………………………………………………. pág. 31
DISEÑO DE LA PROPUESTA…………………………………………………..pág. 32
MATERIALES…………………………………………………………………… pág. 32
APLICACIÓN PRÁCTICA DE LA PROPUESTA…………………………….. pág. 32
PROCEDIMIENTO……………………………………………………………… pág. 32
CÁLCULOS……………………………………………………………………… pág. 34
CONCLUSIONES………………………………………………………………. pág. 35
RECOMENDACIONES………………………………………………………… pág. 35
LINKOGRAFÍA………………………………………………………………..… pág. 40
ANEXOS………………………………………………………………………… pág. 41
Página 5
INTRODUCCIÓN
Una celda fotovoltaica es un dispositivo que genera electricidad, ya sea
directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa
conversión de energía solar a calor o a energía química.
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el
cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce
una diferencia de foto voltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz
de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir
trabajo útil.
Este dispositivo se lo puede realizar con materiales reciclables y de muy bajo
costo, por ello se ha considerado realizar el presente proyecto para generar una
nueva fuente para la producción de energía eléctrica, aprovechando materiales
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reciclables que se encuentran a nuestro alcance y así disminuir la contaminación
ambiental e incrementar la producción de la misma.
CAPÍTULO I “EL PROBLEMA”
TEMA: CONSTRUCCIÓN DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA CON
MATERIAL RECICLABLE
OBJETIVOS:
GENERAL.
Diseñar una celda fotovoltaica con material reciclable para la disminución
de la contaminación ambiental.
ESPECÍFICOS.
Construir una fuente de energía solar con material reciclable.
Reducir la contaminación ambiental generada por materiales en desuso.
Elaborar una fuente de energía económica con material reciclado.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Hoy en día se ha observado que valioso e importante es el consumo de energía
eléctrica en nuestro país, ya que se ha experimentado algunos apagones en
fechas anteriores, además de eso se sabe que riesgoso y problemático se ha
convertido la contaminación ambiental, es por ello que se da la fabricación de una
celda fotovoltaica base de materiales reciclables para así poder enfrentar estos
aspectos energéticos.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo construir una celda fotovoltaica con materiales reciclables para reducir la
contaminación ambiental y tener una fuente generadora de energía eléctrica?
JUSTIFICACION:
Se ha elegido este proyecto ya que surge en la ideología de un grupo de
estudiantes, empezar a valorar lo importante que es el desarrollo de la tecnología,
recordando la historia, los inconvenientes de fluido eléctrico en todo nuestro país
fue una problemática muy considerable y su demora en soluciones.
Toda la unión de estos elementos permitirá crear dicha fuente con la cual se
abastecerá energía hacia aparatos necesarios para un diario vivir.
HIPÓTESIS:
“La contaminación ambiental será reducida con la máxima aplicación de
materiales reciclados, utilizándolos en innovadores proyectos eléctricos de bajo
costo como la celda fotovoltaica”
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CAPÍTULO II “MARCO REFERENCIAL”
MARCO TEÓRICO
CELDA FOTOVOLTAICA
Una celda fotovoltaica es un instrumento que genera electricidad directamente de
la luz visible, debido al efecto fotovoltaico.
Para poder generar energía útil, se deben interconectar un cierto número de
celdas para formar un panel solar, también conocido como un módulo fotovoltaico.
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Generalmente, la cantidad de poder que se genera con un panel solar es de 12
voltios, los cuales se pueden utilizar de manera independiente o como conjunto en
una red.
El número de celdas fotovoltaicas o el tamaño del panel solar lo determina la
cantidad de luz disponible, y la energía requerida.
La cantidad de energía generada por una celda fotovoltaica es determinada por la
cantidad de luz que cae directamente sobre ella, lo cual a su vez está determinado
por el clima y la hora del día.
En la mayoría de los casos resulta necesario almacenar la energía generada, para
así hacer mejor uso de las celdas solares.
Es posible conectar una red o arreglo de paneles de energía solar, conformados
por celdas solares o celdas fotovoltaicas, a la red eléctrica para asistir a los
paneles solares cuando la energía requerida es mayor a la energía generada.
Estos costos pueden recuperarse al vender los excedentes de energía producidos
a la compañía eléctrica.
Las celdas fotovoltaicas generalmente esta hechas a base de silicio, el mismo
material que se utiliza para transistores y circuitos integrados.
El silicio es tratado para que cuando le llegue la luz, se liberen los electrones,
generando una corriente eléctrica.
CELDAS FOTOVOLTAICAS AMORFAS
La tecnología amorfa es comúnmente utilizada en los paneles solares pequeños,
como en las calculadoras y lámparas de jardín, aunque cada vez son más usadas
para paneles de mayor tamaño.
Página 10
Están conformadas de una película de Silicio depositada sobre otra lámina de
materiales como el acero.
El panel se forma de una sola pieza y las celdas individuales no son tan visibles
como en otro tipo de paneles.
La eficiencia de los paneles solares de celdas amorfas no es tan alta como la de
aquellos paneles conformados por celdas solares individuales.
CELDAS SOLARES CRISTALINAS
Las celdas solares cristalinas se interconectan unas con otras para formar paneles
solares. Cada celda solar produce un voltaje individual de 0.5 a 0.6 volts, se
requieren 36 celdas solares o celdas fotovoltaicas para producir un circuito abierto
de cera de 20 volts. El cual es suficiente para cargar una batería de 12 volts.
Las celdas solares mono cristalina, se cortan de una sola pieza de cristal de silicio,
mientras que las celdas solares poli cristalinas se hacen a base de múltiples
cristales.
CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
A muchos les puede parecer que la contaminación ambiental o contaminación del
aire es cosa de las grandes ciudades. Y no les falta razón. Emisiones de CO2,
residuos químicos, polución… son palabras relacionadas con este tipo de
Página 11
contaminación a las que los urbanitas están acostumbrados y con las que tienen
que convivir día a día. Pero los habitantes de las ciudades no son los únicos en
contribuir y sufrir las consecuencias de la contaminación del aire. También los
incendios forestales, erupciones volcánicas como las sucedidas en la isla canaria
de El Hierro o la quema de basuras provocan el mismo impacto no sólo en las
urbes, sino también en un medio rural.
El asunto más importante de la contaminación ambiental está, por tanto, en el aire.
Precisamente, este tipo de contaminación afecta a la atmósfera y al aire que
respiramos y, por lo tanto, a la salud de los seres vivos y al buen estado del medio
ambiente en general. Por eso es tan peligrosa.
Los mecanismos que provocan este tipo de contaminación en la atmósfera pueden
ser muchos y variados. Las principales causas de contaminación provienen de la
industria química y de procesos industriales que implican combustión (por ejemplo,
combustión de petróleo en automóviles o calefacciones), de las emisiones de
gases contaminantes resultantes de procesos productivos de algunas industrias y
del uso de pesticidas o productos tóxicos como ácidos o detergentes, entre otros.
Leyendo esto podría creerse que se trata de un mal procedente de la mano del
hombre y su afán por la industrialización, pero también la Naturaleza tiene su parte
de responsabilidad. Las erupciones volcánicas, por ejemplo, liberan en la
atmósfera gases como el dióxido de azufre y cenizas volcánicas que también
afectan negativamente a la calidad del aire siendo imposibles de controlar.
Los efectos que esta contaminación tiene sobre el medio ambiente son
devastadores: daños en la capa de ozono, lluvia ácida, efecto invernadero,
deforestación, degradación de la biodiversidad (propagación de enfermedades,
muertes o desaparición de especies), además de problemas concretos que nos
afectan a todos en nuestro día a día como dificultades respiratorias como asma o
alergias.
¿Cómo podemos contribuir a mitigar el problema de la contaminación
ambiental?
Página 12
El cuidado del medio ambiente y de la calidad del aire, en concreto, pasa por un
compromiso compartido entre los representantes de los gobiernos de los países,
las instituciones y empresas, la industria y el ciudadano, que con hábitos
responsables pueden ayudar a controlar las emisiones de CO2 que se genera.
La contaminación atmosférica de muchas grandes ciudades aparece en forma de
smog urbano o presencia de finas partículas en el ambiente, de ahí que muchas
administraciones hayan puesto en marcha sistemas de control de la calidad del
aire, desarrollando sus propias escalas y medidas para alertar a la población de la
peligrosidad de realizar actividades al aire. El principal indicador es el Índice de
Calidad del Aire (AQI), una herramienta que ofrece al público información sobre el
estado del aire local, indicando además si los niveles de polución son
perjudiciales.
Los ciudadanos, por nuestra parte, podemos contribuir con un estilo de vida
sostenible que no contribuya a dañar la calidad del aire. Por ejemplo, utilizando la
bicicleta o medios de transporte público en lugar del vehículo privado, reduciendo
nuestro uso de aerosoles o reciclando para ampliar el ciclo de vida de los
productos que utilizamos no siendo necesaria la generación de nuevos productos
por parte de la industria. Grandes acciones que nos permitirán cuidar el aire que
respiramos.
No sólo hay un solo planeta para todos, sino también una única atmósfera.
Cuidémosla.
EL RECICLAJE
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El Reciclaje transforma materiales usados, que de otro modo serían simplemente
desechos, en recursos muy valiosos. La recopilación de botellas usadas, latas,
periódicos, etc. son reutilizables y de allí a que, llevarlos a una instalación o puesto
de recogida, sea el primer paso para una serie de pasos generadores de una gran
cantidad de recursos financieros, ambientales y cómo no de beneficios sociales.
Algunos de estos beneficios se acumulan tanto a nivel local como a nivel mundial.
Beneficios del Reciclaje
El Reciclaje protege y amplía empleos de fabricación y el aumento de la
competitividad en EE.UU.
Reduce la necesidad de vertederos y del proceso de incineración.
Evita la contaminación causada por la fabricación de productos de
materiales vírgenes.
Ahorra energía.
Reduce las emisiones de Gases de efecto invernadero que contribuyen al
cambio climático y global.
Ahorra en Recursos naturales como son el uso de la madera, el agua y los
minerales.
Ayuda a mantener y proteger el medio ambiente para las generaciones
futuras.
Pasos hacia el reciclaje de productos
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El Reciclaje incluye la recopilación de materiales reciclables que, de otra forma,
serían considerados como simples desechos.
Clasificar y procesar las materias reciclables para reconvertirlas en materias
primas como sucede en el caso de las fibras, fabricar nuevos productos a partir de
los ya reciclados y la compra de los mismos.
La recopilación y proceso de materiales secundarios, así como la fabricación de
productos reciclados y la compra de dichos productos, crea un círculo o ciclo que
a su vez, garantiza el éxito total y el valor que tiene en sí el Reciclaje.
1.-La recogida y el proceso
Recoger desechos reciclables varía de una comunidad a otra, pero podemos
encontrar cuatro procesos principales:
En la acera, en centros específicos de recogida, centros donde se recompensa de
alguna manera por reciclar y otros programas de depósito y/o recogida de
productos desechables. Independientemente del método utilizado en el proceso de
Reciclaje, la próxima etapa del recorrido es la misma. Todo el material reciclable
es llevado al depósito de reciclaje de turno, para su posterior clasificación y
transformación en materiales y nuevos bienes de consumo. Los productos finales
ya reciclados, son comprados y vendidos como cualquier otro producto nuevo, y
los precios de dichos productos fluctúan y/o cambian según el Mercado.
2. La Fabricación
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Una vez limpios y separados, los productos reciclados son sometidos a un
segundo paso de reciclaje. Hoy en día, es muy frecuente encontrar cada vez más,
productos reciclados sólo parcialmente o en su totalidad.
Productos comunes del hogar reciclados son periódicos, toallas de papel, latas de
aluminio, envases de plástico y vidrio, el acero y/o botellas de detergente entre
otros muchos artículos.
Los materiales reciclados también se utilizan para otras aplicaciones innovadoras
para mobiliario urbano; ej. En el asfalto para carreteras, en los bancos del parque
o puentes peatonales, etc.
1. La Compra de Productos Reciclados
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La Compra de Productos Reciclados completa el ciclo del Reciclaje. Al adquirir
¨productos reciclados¨, Gobiernos, empresas, así como, los consumidores
individuales son clave.
Cada uno de ellos juega e interpreta un papel primordial muy importante para el
éxito continuado del proceso de Reciclaje. Como hoy en día el consumidor exige
productos que sean respetuosos con el medio ambiente, los fabricantes de
productos se esfuerzan por seguir ofreciendo productos de gran calidad pero,
reciclados, para satisfacer la gran demanda en el Mercado.
Obtenga más información sobre el reciclaje, su terminología y algunos consejos
para poder acceder e identificar productos reciclados con total seguridad.
MARCO CONCEPTUAL
Contaminación ambiental.- La contaminación es la introducción de
contaminantes a un medio natural que provocan en este un cambio adverso.
Reciclaje.- El reciclaje es un proceso cuyo objetivo es convertir materiales
(desechos) en nuevos productos para prevenir el desuso de materiales
potencialmente útiles, reducir el consumo de nueva materia prima, reducir el uso
de energía, reducir la contaminación del aire y contaminación del agua por medio
de la reducción de la necesidad de los sistemas de desechos convencionales,
como también disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en
comparación con la producción de plásticos.
Celda Solar: Las celdas solares son dispositivos que convierten la energía solar
en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente
mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
Hornilla Eléctrica: La hornilla eléctrica es un aparato que básicamente nos sirve
para calentar cualquier cosa mediante el calor o la alta temperatura que produce
este objeto como su nombre lo dice funciona con corriente eléctrica.
Página 17
Cables o Conductores: Los cables o conductores son elementos que permiten el
paso de corriente eléctrica, es decir conducen la corriente hacia donde nosotros lo
necesitemos.
Amperímetro: Es un instrumento de medición que sirve para medir la corriente
eléctrica, con este instrumento podemos medir: la intensidad, la resistencia, y la
tensión.
Polo negativo: Es el terminal negativo mediante el cual la corriente eléctrica
cierra su circuito, este polo tiene el signo (-).
Polo positivo: Es el terminal positivo mediante el cual la corriente comienza
formar el circuito, este polo tiene el signo (+).
Lámina de Cobre: Es una plancha de material como su nombre lo dice formado
por cobre que no sirve para realizar o formar cualquier maquina o elemento.
MARCO JURÍDICO
El siguiente proyecto se sustenta en los siguientes artículos de la constitución del
Ecuador:
Capítulo séptimo
Derechos de la naturaleza
Art. 71.- La naturaleza o Pacha Mama, donde se reproduce y realiza la vida, tiene
derecho a que se respete integralmente su existencia y el mantenimiento y
regeneración de sus ciclos vitales, estructura, funciones y procesos evolutivos.
Toda persona, comunidad, pueblo o nacionalidad podrá exigir a la autoridad
pública el cumplimiento de los derechos de la naturaleza. Para aplicar e interpretar
estos derechos se observaran los principios establecidos en la Constitución, en lo
que proceda.
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El Estado incentivará a las personas naturales y jurídicas, y a los colectivos, para
que protejan la naturaleza, y promoverá el respeto a todos los elementos que
forman un ecosistema.
Art. 72.- La naturaleza tiene derecho a la restauración. Esta restauración será
independiente de la obligación que tienen el Estado y las personas naturales o
jurídicas de Indemnizar a los individuos y colectivos que dependan de los sistemas
naturales afectados.
En los casos de impacto ambiental grave o permanente, incluidos los ocasionados
por la explotación de los recursos naturales no renovables, el
Estado establecerá los mecanismos más eficaces para alcanzar la restauración, y
adoptará las medidas adecuadas para eliminar o mitigar las consecuencias
ambientales nocivas.
Art. 73.- EI Estado aplicará medidas de precaución y restricción para las
actividades que puedan conducir a la extinción de especies, la destrucción de
ecosistemas o la alteración permanente de los ciclos naturales.
Se prohíbe la introducción de organismos y material orgánico e inorgánico que
puedan alterar de manera definitiva el patrimonio genético nacional.
Art. 74.- Las personas, comunidades, pueblos y nacionalidades tendrán derecho a
beneficiarse del ambiente y de las riquezas naturales que les permitan el buen
vivir.
Los servicios ambientales no serán susceptibles de apropiación; su producción,
prestación, uso y aprovechamiento serán regulados por el Estado.
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Fase Técnica Instrumentos Producto TiempoObservación Visualización de generadoras de
energía eléctrica y entorno naturalTema del presente proyecto 10 días
Encuesta Cuestionario de preguntas impresas en papel y esferográfico.
Resultados acerca de la necesidad en la sociedad de tener más fuentes de energía eléctrica.
14 días
Diagnóstico Audio – Video Computador, televisión, DVD. Reforzamiento de los conocimientos alrededor del campo eléctrico específicamente de la celda solar
4 días
Video presentación Computador, programas de presentación.
Apoyo para la defensa y presentación.. 21 días
Cortado Tijera de mecánico. Obtención de una pieza de cobre del tamaño aproximadamente igual a la placa calefactora de la hornilla eléctrica.
1 día
Plan de proyecto
Limpieza y secado Esponja, lavaplatos, franela, agua. Una lámina de cobre seca sin restos de grasa ni residuos 1 día
Quemado Hornilla eléctrica Lamina de cobre quemada hasta cierto punto. 1 día
Mezcla Sal común, agua caliente Mezcla obtenida disolviendo la sal común en el agua caliente
1 día
Ensamblaje Pinzas, alicate, tijeras, etc. Construcción de la celda solar 8 días
Colocación Botella, láminas de cobre, mezcla Introducción de las láminas de cobre seguidamente la mezcla
1 día
Resultado Comprobación Multímetro Obtención de medición exacta en microamperios que nos da la celda solar
1 día
Presentación Celda solar Obtención de la celda solar acabada 1 día
Verificación Carro de juguete Verificación del correcto funcionamiento del carro de juguete con la energía proporcionada por la celda solar
2 días
Página 20
ASPECTOS METODOLÓGICOS: Técnicas e instrumentos a emplear
Página 21
Actividades a realizarInformación a obtener Medios de registro
de informaciónRecursos
Fecha de inicio y culminación
Investigar sobre la problemática del tema a tratar.
La necesidad o mejores cambios hacia la sociedad
En un cuaderno de apuntes
Computadora, inventario2013-11-04 2013-11-05
Observar videos para obtener información necesaria.
Que elemento o sustancia influye de mayor forma para la obtención de energía eléctrica.
Internet Computadora, DVD2013-10-032013-10-04
Plantear el problema.Los pro y los contra acerca de la utilización de un nuevo equipo.
Agenda electrónica y cuaderno de respaldos
Cuadro de comparación de ventajas y desventajas
2013-11-07 2013-11-08
Plantear objetivos específicos.Sus usos, funciones y sus ventajas como desventajas.
En un cuaderno de apuntes
Computadora2013-11-05 2013-11-06
Diseñar el esquema gráfico de la celda solar.
Un diagrama de elementos a utilizar en el proyecto.
Cuaderno de apuntes, y laptop
Lápiz, formatos A4 y computadora
2013-11-20 2013-11-23
Adquirir todos los materiales que se van a utilizar.
Obtención de materiales reciclables necesarios para la fabricación de la celda solar.
Lista de materiales.Tiempo, transporte, cuaderno y esferográfico
2013-10-122013-10-19
Cortar 2 láminas de cobre y quemar una de ellas
Obtener las respectivas polaridades (positiva y negativa) con las laminas de cobre la una limpia y la otra quemada.
Diseño del esquema de la celda solar
Tijeras de acero, hornilla eléctrica y guantes de electricista
2013-12-282013-12-31
Acoplar todos los materiales La celda solar concluida.Diseño del esquema de la celda solar
Guantes de electricista.2014-01-032014-01-10
Comprobar el correcto funcionamiento de la celda solar y hacer funcionar un carro eléctrico de juguete
Obtener los valores de voltaje previstos para que así funcione el carro de juguete.
Cuaderno de apuntes y esquema.
Multímetro, pinzas eléctricas.
2013-12-09 2013-12-23
Culminar y presentar el proyecto realizado.
Comprobación y generación de la energía eléctrica.
Cuaderno de apuntes y fotografías.
Proyecto culminado e impreso
2014-01-06 2014-01-10
Plan de acción
Matriz del Plan de trabajo
Fase /Actividad 1: Diagnóstico
Competencia a desarrollar: El tema
Estrategia de aprendizaje
Actividad/ tarea Ejes trasversales Recursos ResponsablesTiempo y Fechas
InvestigaciónInvestigar sobre la problemática del tema a tratar.
Habilidades del pensamientos
Computadora, inventario Jeffrey Parreño
10, 11 y 12 de noviembre del 2013. 3 horas diarias.
ObservaciónObservar videos para obtener información necesaria.
Habilidades del pensamientos
Computadora, DVD Jeffrey Parreño8 – 10 de noviembre1 hora
Planteamiento Plantear el problema.Habilidades del pensamientos
Cuadro de comparación de ventajas y desventajas
Jeffrey Parreño11 – 14 de noviembre.2 horas.
Página 22
Fase /Actividad 2: Plan de Proyecto
Competencia a desarrollar: Diseño del prototipo
Estrategia de aprendizaje
Actividad/ tarea Ejes trasversales Recursos ResponsablesTiempo y Fechas
ProposiciónPlantear objetivos específicos.
Habilidades del pensamientos
Computadora Jeffrey Parreño
5 y 12 de noviembre del 2013. 3 horas diarias.
Diseño Diseñar el esquema gráfico de la celda solar.
Introducción a la comunicación científica.
Lápiz, formatos A4 y computadora Jeffrey Parreño
20 – 23 de noviembre1 hora
AdquisiciónAdquirir todos los materiales que se van a utilizar.
Organización del aprendizaje
Tiempo, transporte, cuaderno y esferográfico
Jeffrey Parreño12 – 19 de noviembre.2 horas.
Página 23
Fase /Actividad 3: Conclusión
Competencia a desarrollar: Generación de energía eléctrica
Estrategia de aprendizaje
Actividad/ tarea Ejes trasversales Recursos ResponsablesTiempo y Fechas
ElaboraciónCortar 2 láminas de cobre y quemar una de ellas
Habilidades del pensamientos
Tijeras de acero, hornilla eléctrica y guantes de electricista
Andrés Valencia
28 - 31 de noviembre del 2013. 3 horas diarias.
Preparación Acoplar todos los materiales
Habilidades del pensamientos
Guantes de electricista. Andrés Valencia
3 – 10 de Diciembre1 hora
Comprobación
Comprobar el correcto funcionamiento de la celda solar y hacer funcionar un carro eléctrico de juguete
Introducción a la comunicación científica.
Multímetro, pinzas eléctricas. Andrés Valencia
9 - 23 de Diciembre2 horas.
Presentación Culminar y presentar el proyecto realizado.
Introducción a la comunicación científica.
Proyecto culminado e impreso Andrés Valencia
28 de Enero 1 hora.
Página 24
Tiempo estimado del proyecto.
Matriz de control del Proyecto:
Fase/ Act. DescripciónProgramación Semanal Responsable Tiempo y fecha
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1Analizar el tema de
nuestro proyecto3h Jeffrey Parreño
1h semana 4-5 de noviembre
2 Plantear Objetivo 1h Jeffrey Parreño1h semana 5-6 de
noviembre
3 Plantear el problema 1h Jeffrey Parreño1h semana 5-6 de
noviembre
4 Investigar sobre el tema 5h Jeffrey Parreño2h semana
7-11 de noviembre
5Obtención de los
materiales3h 4h Jeffrey Parreño
3h semana7-23 de noviembre
6 Diseño del esquema 3h Jeffrey Parreño3h semana18-23 de
noviembre7 Construcción del
proyecto2h 3h 2h Andrés Valencia 7h semana 25-13
de diciembre8
Fase de pruebas 2h 1hAndrés Valencia 3h semana 9-23
de diciembre
9 Culminación y obtención de conclusiones
1h 1h Andrés Valencia 2h semana 27-28 de diciembre
10Evaluación del proyecto 2h Andrés Valencia 2h semana del 6-
10 de enero 2014
Elaborado por: Jeffrey Parreño Firma: Fecha: 14- 11 2013
Página 25
Cronograma de actividades de nuestro Proyecto Integrador.
ACTIVIDAD
TIEMPO/SEMANAS.
SEMANA
1
SEMANA
2
SEMANA
3
SEMANA
4
SEMANA
5
SEMANA
6
SEMANA
7
SEMANA
8
SEMANA
9
Elegir tema
Plantear objetivos
Plantear problema.
Realizar marco teórico.
Cálculos.
Realizar conclusiones
Página 26
Realizar proyecto práctico.
Evaluación proyecto.
Página 27
TÉCNICA DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
OBTENCION DE ENERGIA ELECTRICA MEDIANTE PANELES SOLARES
Cuestionario.
1.- Es necesario tener una fuente de energía
SI NO
2.- Es conveniente reducir la contaminación ambiental
SI NO
3.- Se necesita proyectos innovadores referentes a fuentes de energía
SI NO
4.- Cree que es necesario realizar más estudios acerca de las fuentes de energía posibles
SI N0
5.- Una fuente de energía con reacciones químicas no muy nocivas tienen consecuencias
POSITIVO NEGATIVO
6.- Considera la electricidad como contaminación ambiental
SI NO
7.- utilizaría la energía solar como fuente de energía eléctrica
SI NO
8.- piensa usted que al utilizar paneles solares estamos disminuyendo al contaminación ambiental
SI NO
9.- cree usted que al producir energía eléctrica mediante paneles solares mejoraría la economía
del país
NOTABLEMENTE INSIGNIFICANTE
10.- Qué piensa usted acerca de que nuestro país siga creciendo en tecnología para la producción
de energía eléctrica mediante otros medios
NECESARIO INNECESARIO
Página 28
Técnica de Procesamiento y Análisis de datos.
VERIFICACION DE DATOS
PREGUNTA SI NO
1.- Es necesario tener una fuente de energía 19 1
2.- Es conveniente reducir la contaminación ambiental
18 2
3.- Se necesita proyectos innovadores referentes a fuentes de energía
19 1
4.- Cree que es necesario realizar más estudios acerca de las fuentes de energía posibles
20 0
6.- Considera la electricidad como contaminación ambiental
8 12
7.- utilizaría la energía solar como fuente de energía eléctrica
20 0
8.- piensa usted que al utilizar paneles solares estamos disminuyendo al contaminación ambiental
18 2
PREGUNTA POSITIVO NEGATIVO
5.- Una fuente de energía con reacciones químicas no muy nocivas tienen consecuencias
0 20
Página 29
PREGUNTA NOTABLEMENTE INSIGNIFICANTE
9.- cree usted que al producir energía eléctrica mediante paneles solares mejoraría la economía del país
11 9
PREGUNTA NECESARIO INNECESARIO
10.- Qué piensa usted acerca de que nuestro país siga creciendo en tecnología para la producción de energía eléctrica mediante otros medios
20 0
ESTADÍSTICAS.
OBTENCION DE ENERGIA ELECTRICA MEDIANTE PANELES SOLARES
Las encuestas fueron realizadas 20estudiantes politécnicos quienes nos aportaron información muy valiosa con la cual se ha dado las siguientes conclusiones
1. ¿Es necesario tener una fuente de energía casera?
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
SI NO SI: 90% NO: 10%
De un total de 20 personas encuestadas 19 están de acuerdo con que es necesario y factible tener una fuente de energía casera ,1 persona da una opinión diferente al resto.
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2. ¿Es conveniente reducir la contaminación ambiental?
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
SI NO SI: 80% NO: 20%
De un total de 20 personas encuestadas 18 están de acuerdo con que es conveniente y fructífero reducir la contaminación ambiental, 2 personas poseen criterios diferentes
3. ¿Se necesita proyectos innovadores referentes a fuentes de energia?
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
SI NO SI: 90% NO: 10%
De un total de 20 personas encuestadas, el 90%(19personas) apoyan a que si se necesita de proyectos innovadores para la creación de fuentes de energía, el 10% (1 persona) opina acerca del tema con que el gasto económico va a ser elevado y no es conveniente para el país.
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4. ¿Cree que es necesario realizar mas estudios acerca de las fuentes de energia posibles?
0
5
10
15
20
25
SI NO SI: 100% NO: 0%
De un total de 20 personas encuestadas el 100 % están de acuerdo con que se realicen más estudios acerca de fuentes de energía posibles.
5. ¿Una fuente de energia con reacciones quimicas no muy nosivas tienen consecuencias?
0
5
10
15
20
25
SI NO POSITO: 0% NEGATIVO: 100%
De un total de 20 personas todas opinan de una forma en la cual no se llegaran a dar efectos negativos al realizar reacciones químicas no muy nocivas
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6. ¿Considera la electricidad como contaminación ambiental?
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
SI NO SI: 40% NO: 60%
De un total de 20 persona encuestadas el 40% (8 personas) opinan en que si la electricidad es contaminación ambiental mientas que el 60% (12 personas) opinan lo contrario
7. ¿Utilizaría la energía solar como fuente generadora de energía eléctrica?
0
5
10
15
20
25
SI NO SI: 100% NO: 0%
De un total de 20 personas encuetadas el 100% apoya y dice que si utilizaría la energía solar como fuente de energía eléctrica
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8. ¿Piensa usted que al utilizar paneles solares estamos disminuyendo la contaminación ambiental?
0
2
4
6
8
10
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14
16
18
20
SI NO SI: 90% NO: 10%
De un total de 2 personas encuestada el 90% (18 personas) comentan que si efectivamente al utilizar paneles solares disminuiremos la contaminación ambiental mientras que l0 % (2 personas) comentan lo contrario en que nos e lograría reducir la contaminación y mejor se la va a aumentar
9. ¿Usted cree que al producir la energía eléctrica mediante paneles solares mejoraría la economía del país?
0
2
4
6
8
10
12
SI NO SI: 55% NO: 45%
De un total de 20 personas encuestadas el 55% (11 personas) creen que al producir energía eléctrica mediante paneles solares se lograría mejorar la economía de nuestro país, mientras que el 45% (9 personas ) no creen que se mejoraría en ningún sentido la economía del país
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10.¿Qué piensa usted acerca de que nuestro país siga creciendo en tecnología para la producción de energía eléctrica mediante otros medios?
0
5
10
15
20
25
SI NO NECESARIO: 100% INNECESARIO: 0%
De un total de 20 personas encuestas el 100% apoya y cree que es necesario que nuestro país siga creciendo en tecnología para la producción de energía eléctrica mediante otros medios
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ESTUDIO DIAGNOSTICO
En base a las encuestas realizadas a 20 estudiantes politécnicos podemos concluir que el 90% esta deacuerdo que se necesita proyectos innovadores para la creación de fuentes de energía y el 10% opina que el gasto económico va a ser elevado y no es conveniente para el país, también un 55% creen que al producir energía eléctrica mediante paneles solares se lograría mejorar la economía de nuestro país, mientras que el 45% creen que no se mejoraría en ningún sentido la economía del país, además el 100% opina que nuestro país debe seguir creciendo en tecnología para la producción de energía eléctrica mediante otras fuentes.
FACTIBILIDAD
Nuestro proyecto ayudara a reducir la contaminación ambiental con la utilización
de materiales reciclados, y con un costo mínimo de 10 dólares en su fabricación y
lo podemos utilizar en cualquier lugar.
La celda fotovoltaica está construida en base a:
Botellas de plástico
Láminas de cobre
Sal de mesa
Agua
guantes
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DISENO DE LA PROPUESTA
Materiales:
Botella de plástico (de preferencia uno de un buen diámetro para evitar que las placas entre en contacto)
Sal de mesa
Agua
Guantes
Instrumentos Electrónicos:
Amperímetro/Multímetro.
Herramientas:
Cables con pinzas cocodrilo o caimán (terminales)
Una hornilla eléctrica
APLICACIÓN PRÁCTICA
Procedimiento:
Cortar una lámina de cobre de tamaño aproximadamente igual a la placa calefactora de la cocina eléctrica.
Lavar la lámina de cobre para eliminar los residuos de grasa.
Colocar la lámina limpia y seca sobre el quemador.
Cuando la lámina empieza a calentarse, se cubrirá con hermosos colores anaranjados, púrpuras y rojos. Al aumentar más la temperatura, estos colores desaparecerán porque se forma una capa negra de óxido cuproso (óxido de Cu (II)).
Dejar en estas condiciones durante media hora, para lograr una capa bastante gruesa del óxido negro.
Después de esta media hora de calentamiento, apague el calefactor y deje que la lámina de cobre se enfríe lentamente.
Durante el enfriamiento, tanto el cobre como el óxido cúprico se contraen, pero lo hacen a velocidades diferentes, por lo cual el óxido se desprende en forma de escamas
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Después de haber dejado a que la lámina se enfriara la mayor parte del óxido negro se habrá separado.
Limpiar la lámina quemada con agua oxigenada restando las partículas adheridas a la misma.
Cortar otra lamina similar al tamaño similar del primero. Doblar ambas láminas, de modo que las dos sean introducidas a la botella
de plástico, sin que se toquen. Es aconsejable que la cara de la lámina cubierta con óxido cuproso que
miraba hacia arriba durante el calentamiento apunte hacia afuera de la botella de plástico.
Conectar los terminales a cada una de las láminas de cobre, el de la lámina limpia al terminal positivo del amperímetro y el que viene de la lámina cubierta con óxido cuproso (CuO) al terminal negativo.
Agregar dos cucharadas de sal común hacia el agua caliente y revolver hasta que toda la sal esté disuelta.
Verter con cuidado la solución a la botella de plástico, cuidando que no se mojen los conectores.
El agua salada NO debe cubrir completamente las láminas. Es conveniente que queden aproximadamente 2 cm de lámina fuera del
agua, de manera que se pueda mover la celda solar sin que se mojen los conectores.
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CÁLCULOS
Para la construcción de la celda fotovoltaica se ha realizado una mezcla
homogénea entre la sal común y agua
También se ha dado la siguiente reacción química
Cu+2 + O-2 = CuO Oxido cúprico
2Cu + O2 2CuO
Cu+1 + O-2 = Cu2O Oxido cuproso
4Cu + O2 2Cu2O
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CONCLUSIONES
En nuestro proyecto se ha concluido lo siguiente:
Hemos contribuido al medio ambiente, con la utilización de materiales
reciclables como botellas, láminas de cobre que se encuentran en desuso
para así disminuir la contaminación ambiental.
Se ha creado una celda fotovoltaica con materiales reciclables que se la
puede adaptar obteniendo un voltaje de 3 voltios para el correcto
funcionamiento de un carro eléctrico de juguete.
Utilizando celdas fotovoltaicas reduciremos la contaminación y una
reducción en nuestra planilla de luz.
RECOMENDACIONES
Los sistemas con foto celdas son cada vez más habituales en el campo de
la electrificación rural, puesto que las redes eléctricas aun no llegan a
sectores de difícil acceso.
Es muy importante tomar como ejemplo países, como Brasil, China, o
Tailandia, que han optado por esta alternativa para poder generar energía
eléctrica.
Es recomendable que en nuestro país, en nuestra ciudad se dé la creación
de programas, campañas, seminarios, etc. En los cuales se promuevan la
generación de energía eléctrica mediante otros métodos en los cuales se
utilice un recurso natural inagotable como es el sol
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LINKOGRAFÍA
http://www.dforceblog.com/2008/07/18/que-es-una-celda-solar/
http://www.textoscientificos.com/energia/celulas
http://twenergy.com/contaminacion/que-es-la-contaminacion-ambiental-456
http://www.monografias.com/trabajos34/contaminacion-ambiental/contaminacion-ambiental.shtml
http://elreciclaje.org/
http://es.wikipedia.org/wiki/Reciclaje
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ANEXOS
1. Realizando encuestas a estudiantes politécnicos
2. Preparación de materiales
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3. Preparación de las láminas de cobre
4. Colocación de las láminas en la botella
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5. Introducción de agua en la botella
6. Introducción de sal en grano
7. Celda fotovoltaica acabada
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![Celda de flotacion de Laboratorio EDEMETid85]1.pdf · Title: Celda de flotacion de Laboratorio EDEMET Author: EDEMET Subject: Celda de flotacion Keywords: celda de flotacion; concentracion](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/5ba4202109d3f2c0278ce248/celda-de-flotacion-de-laboratorio-id851pdf-title-celda-de-flotacion-de-laboratorio.jpg)
