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    UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE QUERTARO

    VOLUNTAD. CONOCIMIENTO. SERVICIO

    CARRERA DE INGENIERA MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

    TAREA 2:

    PRINCIPALES APLICACIONES DE LA ENERGA SOLARFOTOVOLTAICA

    PRESENTA:JOS EMMANUEL HERNNDEZ RODRGUEZ

    GRUPO: IMI-06

    SANTIAGO DE QUERTARO, QRO. 14 SEPTIEMBRE DE 2010

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    NDICE

    INTRODUCCIN

    CAPTULO I ANTECEDENTES

    1.1.- LA ENERGIA SOLAR: ENERGIA RENOVABLE......5

    1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS ENERGA FOTVOLTAICA.....5

    1.3.- APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR.....7

    1.5 LA ENERGIA SOLAR EN MEXICO.....8

    CAPTULO I I CAPTACIN ENERGA SOLAR

    2.1 CAPTACIN DE LA ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA....10

    2.2 FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGA FOTOVOLTAICA....10

    2.3 BATERIAS..12

    2.4 El REGULADOR O CONTROLADOR DE CARGA....14

    2.5 El INVERSOR.15

    2.6 OTROS ELEMENTOS EN LAS APLICACIN.....16

    CAPTULO III APLICACIONES REALES Y POTENCIALES DE LA ENERGASOLAR

    3.1 APLICACIONES REALES Y POTENCIALES DE LA ENERGIA SOLARFOTOVOLTAICA...19

    3.2 SISTEMAS CONECTADOS A RED..19

    3.3 SISTEMAS AUTONOMOS O AISLADOS....20

    3.2 OTROS USOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS...21

    CAPTULO IV AREA DE OPORTUNIDAD DE APLIACIN EN LA EMPRESA UHOGAR

    4.1 AREA OPORTUNIDAD DE APLICACIN EN AL EMPRESA U HOGAR..26

    CONCLUSIONES

    BIBLIOGRAFA

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    INTRODUCCIN

    El desarrollo de este proyecto tiene la finalidad de identificar losfundamentos, componentes y su aplicacin de la energa solarfotovoltaica en diversas areas ya sea nuestra localidad, empresa uhogar.

    La energa solar fotovoltaica es una de las energas renovables que sepresentan como una alternativa a las fuentes tradicionales como loscombustibles fsiles.La obtencin directa de electricidad a partir de la luz se conoce con elnombre de efecto fotovoltaico. Para conseguirlo, se requiere unmaterial que absorba la luz del Sol y sea capaz de transformar laenerga radiante absorbida en energa elctrica, esto es lo que soncapaces de hacer las clulas fotovoltaicas.

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    CAPITULO 1 ANTECEDENTES

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    1.1.- LA ENERGIA SOLAR: ENERGIA RENOVABLE.

    Se llama energa renovable la que, administrada en forma adecuada,

    puede explotarse ilimitadamente, es decir, su cantidad disponible en laTierra no disminuye a medida que se aprovecha. La principal fuente deenerga renovable es el Sol.

    El Sol enva a la Tierra nicamente energa radiante, es decir, luzvisible, radiacin infrarroja y algo de ultravioleta. Sin embargo, en laatmsfera se convierte en una variedad de efectos, algunos de loscuales tienen importancia como recurso energtico.

    El Sol es una esfera gaseosa con un dimetro de 1 391 000 km. LaTierra da vueltas alrededor del Sol siguiendo una rbita elptica de la

    cual el Sol ocupa un foco, la distancia media de la Tierra al Sol es de149 450 000 km . Es mnima hacia el 15 de Enero y mxima a fines deJunio.

    .Fig 1.1

    1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS ENERGA FOTOVOLTAICA

    Las primeras investigaciones para captar y explotar la energa solar se

    El trmino fotovoltaico proviene del griego phos, que significa luz yvoltaico, que proviene del campo de la electricidad, en honor al fsicoitaliano Alejandro Volta, (que tambin proporciona el trmino voltio a launidad de medida de la diferencia de potencial en el SistemaInternacional de medidas). El trmino fotovoltaico se comenz a usaren Inglaterra desde el ao 1849.

    El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por elfsico francs Becquerel, pero la primera clula solar no se construyhasta 1883. Su autor fue Charles Fritts, quien recubri una muestra deselenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este

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    primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de slo un 1%. RussellOhl patent la clula solar moderna en el ao 1946, aunque Sven AsonBerglund haba patentado, con anterioridad, un mtodo que trataba de

    incrementar la capacidad de las clulas fotosensibles.

    La era moderna de la tecnologa de potencia solar no lleg hasta el ao1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron, de manera accidental,que los semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eranmuy sensibles a la luz.

    Estos avances contribuyeron a la fabricacin de la primera clula solarcomercial con una conversin de la energa solar de,aproximadamente, el 6%. La URSS lanz su primer satlite espacial enel ao 1957, y los EEUU un ao despus. En el diseo de ste se

    usaron clulas solares creadas por Peter Iles en un esfuerzoencabezado por la compaa Hoffman Electronics.

    La primera nave espacial que us paneles solares fue el satlitenorteamericano Vanguard 1, lanzado en marzo de 1958.[1] Este hitogener un gran inters en la produccin y lanzamiento de satlitesgeoestacionarios para el desarrollo de las comunicaciones, en los quela energa provendra de un dispositivo de captacin de la luz solar.Fue un desarrollo crucial que estimul la investigacin por parte dealgunos gobiernos y que impuls la mejora de los paneles solares.

    En 1970 la primera clula solar con heteroestructura de arseniuro degalio (GaAs) y altamente eficiente se desarroll en la extinta URSS porZhore Alferov y su equipo de investigacin.

    La produccin de equipos de deposicin qumica de metales porvapores orgnicos o MOCVD (Metal Organic Chemical VaporDeposition), no se desarroll hasta los aos 80 del siglo pasado,limitando la capacidad de las compaas en la manufactura de clulassolares de arseniuro de galio. La primera compaa que manufacturpaneles solares en cantidades industriales, a partir de uniones simples

    de Gas, con una eficiencia de AM0 (Air Mass Zero) del 17% fue lanorteamericana ASEC (Applied Solar Energy Corporation). La conexindual de la celda se produjo en cantidades industriales por ASEC en1989, de manera accidental, como consecuencia de un cambio delGaAs sobre los sustratos de GaAs a GaAs sobre sustratos degermanio.

    El dopaje accidental de germanio (Ge) con GaAs como capaamortiguadora cre circuitos de voltaje abiertos, demostrando elpotencial del uso de los sustratos de germanio como otros celdas. Unacelda de uniones simples de GaAs lleg al 19% de eficiencia AM0 en

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    1993. ASEC desarroll la primera celda de doble unin para las navesespaciales usadas en los EEUU, con una eficiencia de un 20%aproximadamente.

    Estas celdas no usan el germanio como segunda celda, pero usan unacelda basada en GaAs con diferentes tipos de dopaje. De maneraexcepcional, las clulas de doble unin de GaAs pueden llegar aproducir eficiencias AM0 del orden del 22%. Las uniones triplescomienzan con eficiencias del orden del 24% en el 2000, 26% en el2002, 28% en el 2005, y han llegado, de manera corriente al 30% en el2007. En 2007, dos compaas norteamericanas Emcore Photovoltaicsy Spectrolab, producen el 95% de las clulas solares del 28% deeficiencia.

    Fig 1.2

    1.3.- APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR.

    La radiacin solar se puede aprovechar de tres distintas maneras:

    Directa. Una de las aplicaciones de la energa solar es directamentecomo luz solar, por ejemplo, para la iluminacin de recintos. En estesentido, cualquier ventana es un colector solar. Otra aplicacin directa,

    muy comn, es el secado de ropa y algunos productos en procesos deproduccin con tecnologa simple.

    Trmica. Se denomina "trmica" la energa solar cuyoaprovechamiento se logra por medio del calentamiento de algn medio.La climatizacin de viviendas, calefaccin, refrigeracin, secado, etc.,son aplicaciones trmicas.

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    Fotovoltaica. Se llama "fotovoltaica" la energa solar aprovechadapor medio de celdas fotoelctricas, capaces de convertir la luz en unpotencial elctrico, sin pasar por un efecto trmico.

    1.4 LA ENERGIA SOLAR EN MEXICO

    En Mxico la fuente de energa primaria que tiene una mayorparticipacin en la generacin de electricidad son los hidrocarburos.Las fuentes alternas son la hidroelectricidad, el carbn , lanucleoelectricidad, la geotermia y la energa elica.

    En 1996 se gener un total de 151,889 GWh, de los cuales el58.6%correspondi a los hidrocarburos, el 20.7% a hidroelectricidad, el11.7% al carbn, el 5.2% a nucleoelectricidad y el 3.8% a geotrmica y

    elica.

    Con la diversificacin tecnolgica de las fuentes de generacin deelectricidad, se promueve la mejor utilizacin de los recursosenergticos disponibles, lo que adems, al promover elaprovechamiento de los recursos renovables como aire, agua, sol ydesperdicios slidos, entre otros, reduce los efectos directos sobre elmedio ambiente.

    El aprovechamiento de estos recursos est limitado por ladisponibilidad de las fuentes convencionales de generacin, las cualesutilizan combustibles como el carbn, gas natural y diesel.

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    CAPITULO 2 CAPTACIN DE LAENRGA SOLAR FOTOVOLTAICA

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    2.1 CAPTACIN DE LA ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA

    La energa solar presenta dos caractersticas que la diferencian de las

    fuentes energticas convencionales:

    Dispersin: su densidad apenas alcanza 1 kW/m2, muy pordebajo de otras densidades energticas, lo que hace necesariasgrandes superficies de captacin o sistemas de concentracinde los rayos solares.

    Intermitencia: hace necesario el uso de sistemas dealmacenamiento de la energa captada

    Ello lleva a un replanteamiento en el aprovechamiento de la energa,

    totalmente distinto al clsico, lo que requiere un gran esfuerzo dedesarrollo. As pues, el primer paso para el aprovechamiento de laenerga solar es su captacin, aspecto dentro del que se puedendistinguir dos tipos de sistemas:

    Pasivos: no necesitan ningn dispositivo para captar la energasolar, cuyo aprovechamiento se logra aplicando distintoselementos arquitectnicos

    Activos: captan la radiacin solar por medio de un elemento dedeterminadas caractersticas, llamado "colector"; segn sea stese puede llevar a cabo una conversin trmica (a baja, media oalta temperatura), aprovechando el calor contenido en laradiacin solar, o bien una conversin elctrica, aprovechando laenerga luminosa de la radiacin solar para generardirectamente energa elctrica por medio del llamado "efectofotovoltico".

    2.2 FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGA FOTOVOLTAICA

    Mdulos de silicio monocristalino: son los ms utilizados debido a sugran confiabilidad y duracin, aunque su precio es ligeramente mayorque los otros tipos. Mdulos de silicio policristalino: son ligeramentems baratos que los mdulos de silicio monocristalino, aunque sueficiencia es menor. Mdulos de silicio amorfo: tienen menoreficiencia que los 2 anteriores, pero un precio mucho menor. Ademsson delgados y ligeros, hechos en forma flexible, por lo que se puedeninstalar como parte integral de un techo o pared. Potencia: Lacapacidad energtica nominal de los mdulos fotovoltaicos se indica envatios-pico (Wp), lo cual indica la capacidad de generar electricidad encondiciones ptimas de operacin. La capacidad real de un mdulo

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    fotovoltaico difiere considerablemente de su capacidad nominal, debidoa que bajo condiciones reales de operacin la cantidad de radiacinque incide sobre las celdas es menor que bajo condiciones ptimas.

    Por ejemplo, un mdulo de 55 Wp es capaz de producir 55 W ms omenos un 10 % de tolerancia cuando recibe una radiacin solar de1.000 vatios por metro cuadrado (W/m2) y sus celdas poseen unatemperatura de 25 C. En condiciones reales, este mismo mduloproducira una potencia mucho menor que 55 W. En el mercado, sepueden encontrar mdulos fotovoltaicos de baja potencia, desde 5 Wp;de potencia media, por ejemplo 55 Wp; y de alta potencia, hasta 160Wp. En aplicaciones de electrificacin rural suelen utilizarse panelesfotovoltaicos con capacidades comprendidas entre los 50 y 100 Wp. Lavida til de un panel fotovoltaico puede llegar hasta 30 aos, y losfabricantes generalmente otorgan garantas de 20 o ms aos. El

    mantenimiento del panel solamente consiste de una limpieza del vidriopara prevenir que las celdas fotovoltaicas no puedan capturar laradiacin solar. La eleccin apropiada del tipo y capacidad del mdulofotovoltaico depende de las caractersticas propias de la instalacinfotovoltaica, tales como radiacin solar existente y consumo energticorequerido (fig 2.1)

    Fig 2.1 diversos modulos de captacin de energa fotovoltaica

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    2.3 BATERIAS

    Debido a que la radiacin solar es un recurso variable, en parte

    previsible (ciclo da-noche), en parte imprevisible (nubes, tormentas);se necesitan equipos apropiados para almacenar la energa elctricacuando existe radiacin y para utilizarla cuando se necesite. Elalmacenamiento de la energa elctrica producida por los mdulosfotovoltaicos se hace a travs de las bateras. Estas bateras sonconstruidas especialmente para sistemas fotovoltaicos. Las baterasfotovoltaicas son un componente muy importante de todo el sistemapues realizan tres funciones esenciales para el buen funcionamiento dela instalacin: Almacenan energa elctrica en periodos de abundanteradiacin solar y/o bajo consumo de energa elctrica. Durante el dalos mdulos solares producen ms energa de la que realmente se

    consume en ese momento. Esta energa que no se utiliza esalmacenada en la batera.

    2.3.1.- Ventajas de contar con una batera en su sistema fotovoltaico:

    Proveen la energa elctrica necesaria en periodos de baja o nularadiacin solar. Normalmente en aplicaciones de electrificacin rural, laenerga elctrica se utiliza intensamente durante la noche para hacerfuncionar tanto lmparas o bombillas as como un televisor o radio,precisamente cuando la radiacin solar es nula. Estos aparatos puedenfuncionar correctamente gracias a la energa elctrica que la batera haalmacenado durante el da.

    Proveen un suministro de energa elctrica estable y adecuado parala utilizacin de aparatos elctricos. La batera provee energa elctricaa un voltaje relativamente constante y permite, adems, operaraparatos elctricos que requieran de una corriente mayor que la quepueden producir los paneles (an en los momentos de mayor radiacinsolar). Por ejemplo, durante el encendido de un televisor o durante elarranque de una bomba o motor elctrico.

    2.3.2 .-Caractersticas de las bateras:La Figura 2.2 muestra una batera tpica para aplicacionesfotovoltaicas. En su apariencia externa este tipo de bateras no difieremucho de las utilizadas en automviles. Sin embargo, internamente lasbateras para aplicaciones fotovoltaicas estn construidasespecialmente para trabajar con ciclos de carga/descarga lentos. Lasbateras para sistemas fotovoltaicos generalmente son de cicloprofundo, lo cual significa que pueden descargar una cantidadsignificativa de la energa cargada antes de que requieran recargarse.En comparacin, las bateras de automviles estn construidas

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    especialmente para soportar descargas breves pero superficialesdurante el momento de arranque; en cambio, las bateras fotovoltaicasestn construidas especialmente para proveer durante muchas horas

    corrientes elctricas moderadas. As, mientras una batera de automvilpuede abastecer sin ningn problema 100 amperios durante 2segundos, una batera fotovoltaica de ciclo profundo puede abastecer 2amperios durante 100 horas.

    Fig 2.2 Batera para sistema fotovoltaico

    Aunque el costo inicial es ms bajo, no es recomendable utilizarbateras de automviles en sistemas fotovoltaicos dado que no hansido construidas para estos fines. Las consecuencias ms graves delempleo de batera de automviles son: a) La vida til de este tipo de

    bateras se acorta considerablemente, b) los procesos decarga/descarga se hacen ineficientemente. As, el ahorro en costos quepuede tener comprar bateras de automviles (en lugar de baterasfotovoltaicas) se pierde ante la necesidad de reemplazarlasfrecuentemente.

    Las bateras para aplicaciones fotovoltaicas son elementos bastantesensibles a la forma como se realizan los procesos de carga ydescarga. Si se carga una batera ms de lo necesario, o si sedescarga ms de lo debido, sta se daa. Normalmente, procesosexcesivos de carga o descarga tienen como consecuencia que la vida

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    til de la batera se acorte considerablemente. Debido a que el buenestado de la batera es fundamental para el funcionamiento correcto detodo el sistema y a que el costo de la batera puede representar hasta

    un 15-30 % del costo total, es necesario disponer de un elementoadicional que proteja la batera de procesos inadecuados de carga ydescarga, conocido como regulador o controlador de carga.

    2.4 El REGULADOR O CONTROLADOR DE CARGA

    Este es un dispositivo electrnico, que controla tanto el flujo de lacorriente de carga proveniente de los mdulos hacia la batera, como elflujo de la corriente de descarga que va desde la batera hacia laslmparas y dems aparatos que utilizan electricidad. Si la batera yaest cargada, el regulador interrumpe el paso de corriente de los

    mdulos hacia sta y si ella ha alcanzado su nivel mximo dedescarga, el regulador interrumpe el paso de corriente desde la baterahacia las lmparas y dems cargas.

    Figura 2.3. Tpico regulador de carga fotovoltaico con sus respectivosbornes de conexin para el mdulo, para la batera y para las cargas.

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    Existen diversas marcas y tipos de reguladores. Es aconsejableadquirir siempre un regulador de carga de buena calidad y apropiado alas caractersticas de funcionamiento (actuales y futuras) de la

    instalacin fotovoltaica. Tambin, se recomienda adquirir controladorestipo serie con desconexin automtica por bajo voltaje (LVD) y conindicadores luminosos del estado de carga. Estas opciones permiten ladesconexin automtica de la batera cuando el nivel de carga de staha descendido a valores peligrosos. Generalmente, el regulador decarga es uno de los elementos ms confiables de todo sistemafotovoltaico, siempre y cuando se dimensione e instale correctamente.

    2.5 El INVERSOR

    Proveer adecuadamente energa elctrica no slo significa hacerlo enforma eficiente y segura para la instalacin y las personas; sino que,tambin significa proveer energa en la cantidad, calidad y tipo que senecesita. El tipo de la energa se refiere principalmente alcomportamiento temporal de los valores de voltaje y corriente con losque se suministra esa energa. Algunos aparatos elctricos, comolmparas, radios y televisores funcionan a 12 voltios (V) de corrientedirecta, y por lo tanto pueden ser energizados a travs de una bateracuyo voltaje se mantiene relativamente constante alrededor de 12 V.Por otra parte, hay lmparas, radios y televisores que necesitan 120 V 110 V de corriente alterna para funcionar. Estos aparatos elctricosse pueden adquirir en cualquier comercio pues 120 110 son losvoltajes con el que operan el 95% de los electrodomsticos en AmricaCentral, en los sistemas conectados a la red pblica convencional. Elvoltaje en el tomacorriente, el cual tiene corriente alterna, fluctaperidicamente a una razn de 60 ciclos por segundo, pero su valorefectivo es equivalente a 120 V. Los mdulos fotovoltaicos proveencorriente directa a 12 24 Voltios por lo que se requiere de uncomponente adicional, el inversor, que transforme, a travs dedispositivos electrnicos, la corriente directa a 12 V de la batera en

    corriente alterna a 120 V.Existe una amplia variedad de inversores para aplicaciones domsticasy usos productivos en sitios aislados, tanto en calidad como encapacidad. Con ellos, se pueden utilizar lmparas, radios, televisorespequeos, telfonos celulares, computadoras porttiles, y otros.

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    Fig 2.4 Ejemplo de un inversor

    2.6 OTROS ELEMENTOS EN LAS APLICACIONES

    Finalmente, un sistema fotovoltaico incluye las cargas o aparatoselctricos que se van a utilizar y que consumen la corriente generada oalmacenada. Los ejemplos ms comunes son lmparas, radios,televisores y telfonos celulares para uso domstico; y bombas y

    motores, para usos productivos. La seleccin de estas cargas es tanimportante como la del resto de equipos fotovoltaicos; por ello, hay dosaspectos por considerar cuando se utilizan aparatos que seenergizarn a travs de un sistema fotovoltaico:

    a) El consumo diario de energa del conjunto de aparatos elctricosno debe sobrepasar la cantidad de energa diaria producida por elsistema fotovoltaico. Es importante recordar que la disponibilidad diariade energa elctrica de los sistemas fotovoltaicos es variable puesdepende de la radiacin solar disponible, del estado de carga de labatera y de la capacidad de los equipos fotovoltaicos instalados,

    especialmente de la capacidad total de los mdulos fotovoltaicos. Porlo tanto, la energa disponible es limitada y hay que utilizarracionalmente los aparatos segn sta. Es recomendable hacer uso, enla medida de lo posible, de aparatos modernos de bajo consumoenergtico y alta eficiencia. Por ejemplo, se descarta el uso debombillos incandescentes, planchas elctricas y hornos elctricos.

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    Figura 2.5. Ejem. Convertidor de corriente directa a corriente alterna.

    b) La necesidad de utilizar aparatos a 120 V determina lainstalacin o no de un inversor: Es importante tener en cuenta el tipo deenerga que necesitan los aparatos elctricos que se van a utilizar conel fin de determinar si se necesita o no un inversor. En la decisin hayque tomar en cuenta que el inversor implica un costo adicional delsistema, y que en el mercado se ofrecen varios aparatoselectrodomsticos que funcionan a 12 Voltios, por ejemplo: radios devehculos, lmparas fluorescentes, etc. La suma instantnea de las

    potencias individuales de cada uno de los aparatos por emplear nodebe ser mayor que la capacidad mxima en vatios (W) del inversor.Se recomienda utilizar inversores construidos especialmente paraaplicaciones fotovoltaicas y sobredimensionar la capacidad de stos enun 20-30% para prevenir expansiones futuras en la instalacin. Porejemplo, si se tiene un inversor de 300 W de potencia nominal esposible utilizar simultneamente un mximo de 20 lmparas de 15 Wcada una, o emplear simultneamente un televisor de 75 W ms 15lmparas de 15 W, o cualquier combinacin de aparatos cuya suma depotencias instantneas sea igual o menor que 300 W. La utilizacin deun inversor no imposibilita el uso de aparatos a 12 V de corrientedirecta. Por lo tanto, una instalacin fotovoltaica que disponga de uninversor puede proveer energa tanto a cargas de 12 V como a cargasde 120 V.

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    CAPITULO 3 APLICACIONESREALES Y POTENCIALES DE LA

    ENERGIA SOLARFOTOVOLTAICA

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    3.1 APLICACIONES REALES Y POTENCIALES DE LA ENERGIASOLAR FOTOVOLTAICA

    Fig 3.1Casa con instalacin celdas fotovoltaicas

    Las clulas solares, dispuestas en paneles solares, ya producanelectricidad en los primeros satlites espaciales. Actualmente se

    perfilan como la solucin definitiva al problema de la electrificacinrural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer lospaneles de partes mviles, resultan totalmente inalterables al paso deltiempo, no contaminan ni producen ningn ruido en absoluto, noconsumen combustible y no necesitan mantenimiento. Adems, yaunque con menos rendimiento, funcionan tambin en das nublados,puesto que captan la luz que se filtra a travs de las nubes. Laelectricidad que as se obtiene puede usarse de manera directa (porejemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motorelctrico), o bien ser almacenada en acumuladores para usarse en lashoras nocturnas. Incluso es posible inyectar la electricidad sobrante a

    la red general, obteniendo un importante beneficio Sistemasconectados a red, esta aplicacin tiene la finalidad de conectar a la reduna instalacin fotovoltaica y vender toda la energa producida lacompaa elctrica, convirtiendo as nuestra casa en una pequeacentral productora domestica.

    3.2 SISTEMAS CONECTADOS A RED

    En las instalaciones conectadas a red, la energa elctrica generadapor los mdulos es transformada en corriente alterna mediante un

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    equipo llamado inversor y es vertida a la red elctrica de distribucin enel punto de conexin (normalmente la acometida existente)

    El precio de venta de la energa producida est subvencionado y llegahasta 5,75 veces el precio de compra base, dependiente de la potenciade la instalacin.

    Razones por las que es interesante este tipo de sistemas

    Elevada calidad energtica. Es una energa limpia y renovable. Una de las soluciones para los problemas del cambio climtico,

    ya que contribuimos eficazmente a la reduccin de emisiones deCO2.

    Fig. 3.2 Sistema fotovoltaico conectado a red

    3.3- SISTEMAS AUTONOMOS O AISLADOS

    Estos sistemas tienen como misin garantizar un abastecimiento deelectricidad autnomo (independiente de la red elctrica pblica) deconsumidores o viviendas aisladas. Estas instalaciones no tienenninguna limitacin tcnica en cuanto a la potencia elctrica que puedeproducir; solamente motivos de economa y rentabilidad establecen unaacotacin al nmero de mdulos y acumuladores a instalar.

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    3.2.1 Qu aplicaciones son las ms usuales a nivel domestico?

    Pequeas instalaciones de iluminacin en viviendas (exterior y

    interior) Instalaciones de bombeo agua de pozos o riego autnomo. Instalaciones en viviendas en las que es ms viable

    econmicamente implementar una instalacin autnoma querealizar la conexin a la red general, normalmente por lejana deesta.

    Fig 3.3 Sistema fotovoltaico autnomo

    3.4 OTROS USOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

    a) Sistemas de proteccin Catdicos

    La proteccin catdica es un mtodo de proteger las estructuras demetal contra la corrosin. Es aplicable a puentes, tuberas, edificios,estanques, perforaciones y lneas ferroviarias. Para alcanzar laproteccin catdica se aplica un pequeo voltaje negativo a laestructura de metal y ste evita que se oxide o aherrumbre. El terminal

    positivo de la fuente es conectado a un nodo galvnico o de sacrificioque es generalmente un pedazo del metal de desecho, que es corrodoen vez de la estructura que se desea proteger. Las celdas solaresfotovoltaicas se a menudo utilizan en lugares remotos paraproporcionar este voltaje.

    b)Cercas Elctricas

    Las cercas elctricas se utilizan extensamente en agricultura paraevitar que el ganado o los depredadores entren o deje un campocerrado. Estas cercas tienen generalmente uno o dos alambres "vivos"

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    que se mantienen con cerca de 500 voltios de Corriente Continua.stos dan una dolorosa descarga, pero inofensiva a cualquier animalque los toque. Esta descarga generalmente es suficiente para evitar

    que el ganado derribe los cercos. Estas cercas tambin se utilizan enrecintos de la fauna y reas protegidas. Requieren de un alto voltajepero muy poca corriente y a menudo estn situadas en reas alejadasdonde el costo de energa elctrica es alto. Estas necesidades sepueden resolver mediante un sistema fotovoltaico compuesto declulas solares, un acondicionador de energa y una batera.

    c)Sistemas de Iluminacin

    A menudo se requiere iluminacin en lugares remotos donde el costode emplear energa de la red es demasiado alto. Tales aplicacionesincluyen la iluminacin de seguridad, ayudas a la navegacin (ej. boyasy faros), seales iluminadas en los caminos, seales en crucesferroviarios y la iluminacin de aldeas. Las clulas solares puedensatisfacer tales usos, aunque siempre se requerir de una batera dealmacenaje. Estos sistemas generalmente consisten de un panelfotovoltaico ms una batera de almacenaje, un acondicionador deenerga y una lmpara fluorescente de C.C. de baja tensin y altaeficiencia. Estos sistemas son muy populares en reas remotas,especialmente en pases en vas de desarrollo y es uno de los usosprincipales de clulas solares.

    d) Telecomunicaciones y sistemas de monitoreo remotos

    Las buenas comunicaciones son esenciales para mejorar la calidad devida en reas alejadas. Sin embargo el costo de energa elctrica dehacer funcionar estos sistemas y el alto coste de mantenimiento de los

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    sistemas convencionales han limitado su uso. Los sistemasfotovoltaicos han proporcionado una solucin rentable a este problemacon el desarrollo de estaciones repetidoras de telecomunicaciones en

    rea remotas. Estas estaciones tpicamente consisten de un receptor,un transmisor y un sistema basado en una fuente de alimentacinfotovoltaica. Existen miles de estos sistemas instalados alrededor delmundo y tienen una excelente reputacin por su confiabilidad y costosrelativamente bajos de operacin y mantenimiento.

    Principios similares se aplican a radios y televisiones accionadas porenerga solar, los telfonos de emergencia y los sistemas de monitoreo.Los sistemas de monitoreo remotos se pueden utilizar para recolectardatos del tiempo u otra informacin sobre el medio ambiente ytransmitirla automticamente va radio a una central.

    e) Bombas de agua accionadas por energa solar

    Existen ms de 10.000 bombas de agua accionadas por energa solaren el mundo. Son utilizadas extensamente en granjas para proveer elagua al ganado. En pases en vas de desarrollo se las utilizaextensivamente para bombear agua de pozos y de ros a las aldeaspara consumo domstico y la irrigacin de cultivos. Un tpico sistemade bombeo accionado por energa fotovoltaica consiste en un conjuntode paneles fotovoltaicos que accionan un motor elctrico, el queimpulsa la bomba. El agua se bombea de la tierra o afluente a untanque de almacenaje que proporciona una alimentacin por gravedad.No es necesario un almacenaje de energa en estos sistemas. Lossistemas de bombeo accionados por energa solar se encuentrandisponibles en proveedores de equipo agrcola y son una alternativarentable a los molinos de viento agrcolas para el abastecimiento deagua en reas alejadas.

    f) Electrificacin Rural

    Las bateras de almacenaje se utilizan en reas aisladas para

    proporcionar corriente elctrica de la baja tensin para iluminacin ycomunicaciones as como tambin para vehculos. Un sistemafotovoltaico de carga de bateras consiste en generalmente un pequeoconjunto de paneles solares ms un regulador de carga. Estossistemas se utilizan extensamente en proyectos rurales deelectrificacin en pases en vas de desarrollo.

    g) Sistemas De Tratamiento De aguas

    En reas alejadas la energa elctrica se utiliza a menudo paradesinfectar o purificar agua para consumo humano. Las celdas

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    fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioletautilizada para matar bacterias en agua. Esto se puede combinar con unsistema de bombeo agua accionado con energa solar.

    La desalinizacin del agua salobre se puede alcanzar mediantesistemas fotovoltaicos de smosis inversa.

    h) Otros usos de celdas solares

    Se puede utilizar celdas fotovoltaicas en una gran variedad deaplicaciones incluyendo:

    Productos de consumo tales como relojes, juguetes ycalculadoras

    Sistemas de energa de emergencia Refrigeradores para almacenaje de vacunas y sangre en reas

    remotas Sistemas de la aireacin para estanques Fuentes de alimentacin para satlites y los vehculos

    espaciales Fuentes de alimentacin porttiles para camping y pescar

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    CAPITULO 4

    AREA DE OPORTUNIDAD DEAPLICACIN EN LA EMPRESA

    U HOGAR

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    4.1 AREA OPORTUNIDAD DE APLICACIN EN AL EMPRESAU HOGAR.

    En la empresa que laboro actualmente al ser una empresa pequea,como en mi hogar, Los paneles solares fotovoltaicos, seran muyapropiados para instalaciones sencillas en azoteas y deautoabastecimiento, sin embargo es necesario permanecer conectadosa la red porque sera muy difcil e incosteable tratar de ser

    Pongamos por ejemplo, que las necesidades medias de un hogarrondan los 3-4 kW. Para ello, necesitaramos alrededor de 25 metroscuadrados de superficie de paneles solares, lo cual implicara cubriruna extensa parte de la azotea de mi empresa con paneles solares,pero en el caso de mi hogar me sera inviable, en primera para costear

    el alto costo, y en segunda por el tamao necesario al ser mi casa deinfonavit no llego a tal superficie de azotea, a continuacin se relacionalas capacidades aproximadas de instalaciones pequeas( hogar,empresa pequea) e instalaciones medianas( empresa mediana)

    Instalaciones pequeas de 3 kWp como planta tipo (con rangohasta 5 kW). Son aplicaciones rurales aisladas por ser unasolucin limpia y muchas veces econmica, o aplicacionesconectadas a red sobre tejados, azoteas de casas, hechas porparticulares en zonas de su propiedad o influencia; la motivacines generalmente medioambiental. Con la generacin de 3kWpse cubrira el consumo propio de una casa tipo medio en al quevivan 2-3 personas, excluyendo el consumo de calefaccin y aireacondicionado.

    Instalaciones medianas de 30kWp como planta tipo (con rangoentre 5 y 100kWp). Son generadores en electrificaciones ruralescentralizadas, o conectadas a red en edificios, normalmenteintegrados en la arquitectura de los mismos, instalacionesdiseadas por arquitectos innovadores y realizadas porcomunidades de vecinos, empresas constructoras ocorporaciones pblicas y privadas que desean incorporar

    energa fotovoltaica en sus edificios o construccionesemblemticas como valor aadido. Una instalacin de 30kWp enun edificio supondra cubrir las necesidades elctricas de diezviviendas medias.

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    CONCLUSIONES

    Despus de la elaboracin de este trabajo puedo concluir que la

    energa solar fotovoltaica tiene diversas aplicaciones, sin embargoestos sistemas an requieren de una inversin considerable, en el casoparticular de mi empresa (pequea) o de mi hogar, personalmente creoque un sistema conectado a la red sera una inversin viable a lo largodel tiempo, con un retorno de inversin de 15 a 20 aos, evitando tratarde ser autosuficiente totalmente, puesto que el costo de las bateras esmuy elevado y su duracin ronda los 10 aos mximo, lo que afectarael beneficio econmico.

    Adems se puede determinar que la produccin de energa fotovoltaicase realiza de manera limpia y directa por lo tanto este tipo de energa

    se ve como una de las mejores alternativas para obtener energaelctrica, sobre todo en zonas rurales o aisladas de la red elctricacomn, aunque es similarmente aplicable en zonas urbanas como unmedio para bajar el consumo de electricidad transformada partir demedios convencionales como la quema de derivados de petrleo.

    Sabiendo esto, creo que se debera de bajar los precios y mejorar ladistribucin de los mdulos fotovoltaicos y sus accesorios para suimplementacin, cosa que espero sea en un mediano plazo, para usaresta energa tan benfica con la naturaleza y en teora tambinbenfica para nuestro bolsillo a largo plazo.

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    BIBLIOGRAFA

    Energa Solar: Seleccin del Equipo, Instalacin y Aprovechamiento.Montgomery R.H.Ed. Limusa

    Mxico 1992

    Perspectiva del Sector Elctrico en Mxico 98-06Secretaria de Energa.

    http://news.soliclima.com/divulgacion/energia-solar/introduccion-a-la-energia-solar-fotovoltaica

    http://www.solartecnik.es/fotovoltaica/fotovoltaica.

    http://www.enbuenasmanos.com/articulos/muestra.asp?art=1558

    http://www.textoscientificos.com/energia/aplicaceldas

    http://www.monografias.com/trabajos61/energia-fotovoltaica/energia-fotovoltaica2.shtml