Energías Renovables

A medida que una sociedad es mas desarrollada consume mas energía.

Pero la energía que se obtiene del carbón, del petróleo y del gas no se renueva y se va agotando año con año

Lo inteligente es ir usando otras fuentes de energía que están a nuestro lado

Otras fuentes de energía Viento Sol Residuos Del interior de la tierra Del mar

Los cuales son renovables año tras año no se agotan y además no contaminan el medio ambiente

Consumo EnergéticoConsumo Energético

El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de "crisis energética" aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía.

Consumo energético en el mundo

La Tierra de noche usa el 37% de la energia electrica

Energías renovables ventajas

Una energía alternativa, o más precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación.

Energía Renovable costos y Tendencias

PRINCIPIOS DE ENERGÍA SOLAR

La forma de energía solar que llega a la tierra se conoce como radiación electromagnética. La radiación es medida en términos de longitud de onda y frecuencia. La luz visible, la onda acústica y las ondas de radio son ejemplos de radiación electromagnética. Las ondas de luz viajan del sol a la tierra a una velocidad de 186,000 millas (300,000 kilómetros) por segundo.

Solar Energy Radiation KWhr/m2 year

Ventajas de la energía solar

Una de las ventajas de usar energía solar es que esta muy libre de costos a largo plazo, el consumidor generalmente solo haría una inversión inicial en el sistema tecnológico a emplear y en el mantenimiento del mismo.

Desventajas de la energía solar

A pesar de que la energía solar es abundante también presenta algunas desventajas

La energía solar no es constante, como vimos anteriormente depende de la variación de muchos factores, por ejemplo, la radiación solar en un día claro podría ser de 100 %, mientras que en un día nublado solamente de 5% a 50% de radiación solar alcanzarían la superficie de la tierra, es por eso que la energía solar necesita ser concentrada para hacerlo útil.

La energía solar es intermitente. Puede ser reducida fácilmente por las nubes. Está solamente presente por un promedio de doce

horas por día (dependiendo de la localización geográfica y el clima del día) por esto, la tecnología debe mejorarse para almacenar la energía solar hasta que valla ser usada por el consumidor.

Clasificación de la energía solar

La tecnología empleada para la energía solar puede ser caracterizada como directa o indirecta. Estos dos términos son usados para clasificar diferentes recursos energéticos renovables y no renovable

Energía solar directa.- significa que la radiación del sol que llega a la tierra es convertida inmediatamente, mediante la tecnología en una forma usable de energía.

Energía solar indirecta.- significa que la radiación del sol que a llegado a la tierra en un cierto plazo, mediante procesos naturales, se ha cambiado a una forma que no puede ser utilizada inmediatamente, por lo tanto se debe convertir a una forma de energía que pueda ser utilizada.

Energía solar usos

Fotovoltaica Energía eléctrica

Colectores solares Calentamiento de

agua Calentamiento de fluidos o de concentración Generación de vapor

Energía solar a energía eléctrica

La energía solar puede convertirse inmediatamente en energía eléctrica directamente mediante un sistema fotovoltaico o indirectamente mediante conversión de energía solar a calor o a energía química. Este sistema hace uso de celdas fotovoltaicas o también llamadas celdas solares

Descubrimiento del efecto

fotovoltaico Fue descubierto por el científico francés

Edmund Becquerel en 1839 quien descubrió que una corriente eléctrica podía ser producida haciendo brillar una luz sobre algunas soluciones químicas

El efecto fotovoltaico, consiste en hacer incidir la luz solar en un dispositivo semiconductor de dos capas para producir una diferencia de voltaje (potencial entre las capas) de modo que se produce una corriente a través de un circuito externo.

Celda de silicio

Después en 1954 los laboratorios Bell en sus investigaciones sobre transistores y semiconductores hicieron la celda fotovoltaica de silicio, la cual convertía la energía solar en energía eléctrica con una eficiencia de cerca del 6%. Esta clase de celda fue utilizada en satélites orbitales en 1958

Variedad de celdas solares Las celdas solares que se producen

actualmente han evolucionado produciendo energía eléctrica con una eficiencia del 18% y ahora hay una gran variedad de métodos para su producción práctica; de silicio (amorfas, mono cristalinas o poli cristalinas), así como para celdas solares hechas de otros materiales (seleniuro de cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, etc.).

Producción de energía fotovoltaica

La producción mundial de potencia fotovoltaica y fabricación de paneles solares, se ha incrementado considerablemente del 2000 al 2006, según la grafica que se muestra a continuación este incremento alcanza un 823%. y se espera que esta tendencia de crecimiento continúe así hasta el 2010.

Países a la vanguardia Japón y Alemania son los países que están a

la vanguardia en cuanto al desarrollo de estas tecnologías, ambos países han logrado su crecimiento en base a programas de investigación y desarrollo, además de una buena política fiscal que incentiva el uso de energías renovables.

España también a desarrollado tecnologías y aplicación de energías renovables

Estado actual en México, FotovoltaicaDe 1993 a 2003, la capacidadinstalada de sistemasfotovoltaicos se incrementó de 7a 15 MW, generando más de8,000 MWh/año paraelectrificación rural, bombeo deagua y refrigeraciónSe espera tener instalados 25MW con tecnología fotovoltaicapara 2013, y generar 14GWh/año.Fuente: Energías Renovables para el

Estado actual en México, Fotovoltaica

De 1993 a 2003, la capacidadinstalada de sistemasfotovoltaicos se incrementó de 7a 15 MW, generando más de8,000 MWh/año para electrificación rural, bombeo deagua y refrigeración.

Se espera tener instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica

para 2013, y generar 14 GWh/año.

Fuente: Energías Renovables para el Desarrollo Sustentable en México, SENER-GTZ 2006

Generación fotovoltaica unión PN

n-type semiconductor

p-type semiconductor

+ + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Depletion Zone

Electrons in from outside world

Electrons to outside world

Elementos y sistemas fotovoltaico

Sistemas autónomos PV

Autónoma (Stand – Alone)Sistema diseñado para ser autónomo sin conexión a la red.

Proporciona la producción total o parcial de la electricidad en zonas remotas.

Stand Alone System

Conectado a la red eléctrica

Sistemas Conectados a la Red

Conectados a la Red (Grid Connected)El sistema está diseñado para ser conectado sincrónicamente a la red eléctrica

Proporciona las necesidades de electricidad total y el exceso de energía se coloca en la red

Por ley (2007) la CFE debe compensar al productor de electricidad solar - la medición neta (Net-Metering)

La tecnología fotovoltaica es una solución posible

Proyectos Pilotos en México

Grandes campos PV

PV integrados a modernos edificios

El "arte" de la energía fotovoltaica

La posición solar esta en constante

cambio

Cordenada solarAltitude Angle Azimuth angle

La altura o elevación es el ángulo de un objeto parece estar por encima del horizonte. En el cenit de convenio (vertical) es de 90 ° y 0 ° es paralela a la superficie del suelo

El angulo azimut de dirección a lo largo del horizonte. <BR>Por convención, el acimut se mide a menudo desde el norte hacia el este a lo largo del horizonte como una brújula, donde el Norte es igual a 0 ° Este = 90 ° Sur = 180 °

Coordenadas solar

So

l

Sol

South 0° or 180°

East -90° or 90°

West +90° or 270°

In this coordinate system the sun has the coordinates of (Sol , Sol) as the solar Altitude and Azimuth angles

North 180° or 0°

Coordenads de la superficie

South 0°

East +90°

West -90°

a surface has the coordinates of (SUR , UR) as the Surface Altitude and Azimuth Angles In this same coordinate system

North 180°

SUR

SUR

Surface - Solar Coordinates

South 0°

East -90°

West +90°

North 180°

i

The relative position can be decribed by the Angle of Incidence i and the Surface-Solar Azimuth angles or SS

SUPERFICIE Y ANGULOS SOLAR

El característica de los ángulo solar con las superficie están dados por:

El ángulo de incidencia I: i La separación angular entre la superficie normal y el vector de energía solar

La superficie solar Azimut ángulo : La separación angular entre el azimut solar y el azimut de superficie

El Talud : El ángulo de inclinación de superficie con respecto a la horizontal

Tenga en cuenta que = 90 ° -SUR

EL PROCESO PARA DIMENSIONAR

Analizar cargas, el consumo y la producción deseada Determinar qué es la energía que necesita Tamaño de baterías Determinar las necesidades de almacenamiento de copia

de seguridad incluida. Paneles de tamaño Estimar el rendimiento solar anual según su localización

(cosecha ) Análisis de costos y Estudio de Factibilidad Coincidir con el sistema con su presupuesto Optimizar la posición del sistema y los tipos de componentes de

alto rendimiento y vida útil deseada dentro de las limitaciones de costos

Ejemplos para calculo

Latitude: 25°31'5.25"NLongitude: 103°23'53.98"W

CALCULO DE ANGULOS

ANGULO SOLAR OPTIMOS

Solar Panel

= Altitude = Tilt

•The optimal solar altitude angle for Tilt = LatitudeFor Torreón this means β 25°The Latiude of Torreon is 25.5°Seasonal Adjustments 4 times per year improve performance

•The Azimuth angle is 180 South

General rule