INTRODUCCIN

La luz solar es la primera fuente de energa ya que el sol nos enva 120 vatios de luz por metro cuadrado de superficie, es por eso que muchas tecnologas con energa renovable tratan de aprovechar esa gran cantidad de energa. Los rayos solares pueden dividirse en 3 tipos: ultravioleta, rango visible y rango infrarrojo. La radiacin solar puede ser aprovechada principalmente de 2 maneras; a travs de tecnologas y aprovechadas de forma directa y se pueden encontrar diferentes tipos de energas como energa solar pasiva, energa solar hibrida, energa solar trmica, energa solar fotovoltaica.La produccin de electricidad a partir de la energa solar no genera ningn tipo de emisiones, no produce fluentes lquidos y evita el uso de combustibles fsiles, a pesar de que esto no genera daos ambientales, hay que tomar en cuenta que se necesitan grandes hectreas para colocar espejos direccionales para la obtencin de dicha energa; cabe mencionar que las placas fotovoltaicas dejan residuos que deben ser tratados especficamente cuando estos terminan su vida til.

LUZ SOLAREl Sol, fuente de vida y origen de las dems formas de energa que el ser humano ha utilizado desde los albores de la historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades si aprendemos cmo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco mil millones de aos, y se calcula que todava no ha llegado ni a la mitad de su existencia.Laluz solar, es la primera fuente de energa. El astro amarillo nos enva 120 vatios de luz por metro cuadrado de superficie. Es por eso que muchas de las tecnologas con energa renovable tratan de aprovechar esa gran cantidad de energa. Pero, de dnde proviene tanta energa?ElSoltiene ms del 99% de la masa total delSistema Solary est compuesto principalmente por hidrgeno. Debido a las altas presiones a las que est sometido el hidrgeno es capaz de fusionarse para dar helio, desprendiendo muchsima energa. A causa de las altas temperaturas la fotosfera, que la capa de Sol ms externa y que podemos ver, emite radiacin electromagntica como ondas con unas longitudes de onda caractersticas. Esta capa est en equilibrio trmico y emite radiacin decuerpo negro(luz que emite todo cuerpo caliente).La luz solar es todo el espectro de radiacin electromagntica emitida por el Sol. Cuando la luz del Sol se rompe al pasar a travs de un prisma (como pueden ser unas gotas de agua), se separa en diferentes colores, cada uno con su longitud de onda, y podemos ver un bonito arcoris. Aunque no toda la energa emitida por el Sol est en forma de luz visible, la luz solar abarca el espectro ultravioleta, infrarrojo y visible.Esta luz directa proporciona alrededor de 93 lmenes de iluminacin por vatio de potencia electromagntica, incluyendoinfrarrojo, visible y ultravioleta. Brillante proporciona iluminacin de aproximadamente 100,000 candelas por metro cuadrado en la superficie terrestre.Es un factor fundamental en el proceso defotosntesis, tan importante para la vida; es la principal fuente deenergaque recibe laTierra. Gracias a ella, elplanetapuede sostener la vida como se concibe hoy.Del total de la energa solar recibida por la tierra, un 30% es reflejado por lasnubesy partculas presentes en la atmsfera, volviendo al espacio exterior, un 14% es absorbida por la atmsfera y slo un 56% llega a la superficie terrestre. Losocanosy loscontinentesabsorben parcialmente esa energa. Mientras que otra parte vuelve a la atmsfera como calor irradiado y reflejado. Algunos componentes de atmsfera, principalmenteCO2yvapor de agua, y otrosgases, retienen elcalor.Este efecto es deseable y necesario para lavida, pero el incremento ms all de la concentracin normal decarbono(CO2), provoca una retencin de calor mayor a la normal.El espectro de radiacin electromagntica golpea laatmsfera terrestrees de 100 a 106nm. Esto puede ser dividido en cinco regiones en orden creciente delongitud de onda:Ultravioleta C o rango (UV-C): que se expande en el rango de 100 a 280 nm. El trmino ultravioleta se refiere al hecho de que la radiacin est en una frecuencia mayor a la luz violeta (y, por lo tanto, es invisible al ojo humano). Debido a la absorcin por la atmsfera solo una pequea cantidad llega a la superficie de la Tierra (Litsfera). Este espectro deradiacintiene propiedades germicidas, por lo que algunos equipos denominados esterilizadores ultravioleta la utilizan para la purificacin deaire,aguao de superficies; estos dispositivos contienen lmparas que emiten esta luz, a la cual se expone el elemento a esterilizar. La radiacin de las lmparas de luz ultravioleta tambin se aprovecha en diversos dispositivos para conseguir efectos pticos especiales en las superficies.Ultravioleta B o rando (UV-B): se extiende entre 280 y 315 nm. Es tambin absorbida en gran parte por la atmsfera, y junta a la UV-C es responsable de las reacciones fotoqumicas que conllevan la produccin de lacapa de ozono.Ultravioleta A o (UV-A): se extiende entre los 315 y 400 nm. Ha sido tradicionalmente considerado menos daino para elADN, por lo que es usado al broncearse y terapia PUVA parapsoriasis.Rango visible o luz: se extiende entre los 400 y 700 nm. Como el nombre indica, es el rango que es visible al ojo humano naturalmente.Rango Infrarrojo: que se extiende entre 700 nm y 1 mm (106 nm). Es esta radiacin la principal responsable del calentamiento o calor que proporciona elSol. Est a su vez subdividido en tres tipos en funcin de la longitud de onda: Infrarrojo-A: 700 nm a 1400 nm. Infrarrojo-B: 1400 nm a 3000 nm. Infrarrojo-C: 3000 nm a 1 mm.Durante el presente ao, el Sol arrojar sobre la Tierra cuatro mil veces ms energa que la que vamos a consumir.Espaa, por su privilegiada situacin y climatologa, se ve particularmente favorecida respecto al resto de los pases de Europa, ya que sobre cada metro cuadrado de su suelo inciden al ao unos 1.500 kilovatios-hora de energa, cifra similar a la de muchas regiones de Amrica Central y del Sur. Esta energa puede aprovecharse directamente, o bien ser convertida en otras formas tiles como, por ejemplo, en electricidad.Sera poco racional no intentar aprovechar, por todos los medios tcnicamente posibles, esta fuente energtica gratuita, limpia e inagotable, que puede liberarnos definitivamente de la dependencia del petrleo o de otras alternativas poco seguras, contaminantes o, simplemente agotables.El mundo en el que vivimos hoy en da basa su constante desarrollo en el creciente consumo de energa en alguna de sus variantes: petrleo, gas, carbn, electricidad, etc. El asunto de la energa ha estado desvelando a los especialistas desde hace ya algunas dcadas, especialmente desde la dcada de 1970, cuandolos pases productores de petrleoelevaron el valor del mismo a cifras nunca previstas (y que continan en ascenso an hoy). Fue entonces que los pases consumidores de petrleo comprendieron que era de vital importancia buscar fuentes de energa alternativas a las previamente mencionadas y fomentar un uso racional y cuidadoso de la misma, ya que pertenecen todas a la categora de fuentes de energa no renovables, es decir que se extinguirn eventualmente.Estudiando esas fuentes de energa alternativas se lleg a la conclusin que, entre todas las energas renovables,la que se presentaba como ms confiable y con mayores posibilidades de aprovechamiento era la energa solar. Esta es un tipo de energa renovable y limpia, y se ubica dentro del grupo deenergas consideradas verdes, las cuales provienen de fuentes respetuosas con el medio ambiente, ya que no inciden sobre l de manera negativa.

APROVECHAMIENTO DE LA RADIACION SOLARLa radiacin solar puede ser aprovechada principalmente de dos maneras:aquella que es aplicada a travs de tecnologas (obteniendo de este modo energa trmica y elctrica) aquella que es aplicada en forma directa, ya sea a travs del viento, las olas o la fotosntesis (combinadas con el uso de tecnologas, se conseguir energa trmica y elctrica). Dentro de estos dos grupos de aprovechamiento de energa solar podemos encontrar, entre muchos otros, los siguientes tipos de energa:Energa solar pasiva:Es el conjunto de tcnicas dirigidas al aprovechamiento de la energa solar de forma directa, sin transformarla en otro tipo de energa, para su utilizacin inmediata o para su almacenamiento sin la necesidad de sistemas mecnicos ni aporte externo de energa, aunque puede ser complementada por ellos, por ejemplo para su regulacin.Energa solar hbrida:Es un sistema de produccin de energa, mediante la combinacin de energa solar con la obtenida de una central trmica tradicional, de biomasa, energa elica o de combustibles fsiles (funciona con el aire calentado por el sol).Como se indic anteriormente, este tipo de energa an est siendo estudiada y sus diversas variantes se encuentran en proceso de desarrollo, por lo cual, todava se investiga, por ejemplo, como obtener energa de la fotosntesis de algas y plantas (la cual tiene un bajo rendimiento, pero aun as puede resultar til). En cuanto a losusos de la energa solar, podramos citar cientos, comenzando por los hogares: acondicionamiento de aire, calefaccin, potabilizacin y calentamiento del agua, hornos solares, etc.

Energa solar trmica oenerga termosolar:Es el aprovechamiento de la energa del Sol para generar calor mediante el uso de colectores o paneles solares trmicos. Esta energa solar se encarga de calentar el agua u otro tipo de fluidos a temperaturas que podrn oscilar entre 40 y 50, no debiendo superar los 80.Energa solar fotovoltaica:La luz del sol es convertida directamente a electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiacin solar.Energa solar termoelctrica:Para producir electricidad con un ciclo termodinmico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite trmico).

CENTRALES SOLARES.Las centrales solares son instalaciones destinadas a aprovechar la radiacin del Sol para generar energa elctrica. Existen 2 tipos de instalaciones con las que se puede aprovechar la energa del Sol para producir electricidad:CENTRAL TERMOSOLAR: se consigue la generacin elctrica a partir del calentamiento de un fluido con el cual, mediante un ciclo termodinmico convencional, se consigue mover un alternador gracias al vapor generado de l.Hay diferentes esquemas de centrales termosolares, aunque las ms importantes son: Centrales de torre central. Centrales de colectores distribuidos.Limitaciones de las centrales termosolaresEl desarrollo de este tipo de centrales hace frente a varias limitaciones:Econmicas: sus costes de explotacin son an muy altos, por eso no son competitivas ante otro tipo de centrales.Tecnolgicas: an se deben realizar muchas mejoras para aumentar la eficiencia de los sistemas de concentracin y almacenaje. Estacionalidad: hay que hacer frente a la variabilidad de la radiacin solar y las incertidumbres meteorolgicas.INSTALACIN FOTOVOLTAICA: la obtencin de energa elctrica se produce a travs de paneles fotovoltaicos que captan la energa luminosa del Sol para transformarla en energa elctrica.Las tecnologas disponibles se han de optimizar para que la eficiencia de las clulas fotovoltaicas pueda mejorar hasta llegar a cifras del orden del 18-20%.En ellas, el productor no utiliza la energa directamente, sino que es vendida al organismo encargado de la gestin de la energa en el pas. Tienen la ventaja de que la produccin de electricidad se realiza precisamente en el periodo de tiempo en el que la curva de demanda de electricidad aumenta, es decir, durante el da, siendo muy importantes los kilovatios generados de esta forma. Cabe distinguir:Centrales fotovoltaicas y huertos solares: recintos en los que se concentra un nmero determinado de instalaciones fotovoltaicas de diferentes propietarios con el fin de vender la electricidad. La potencia instalada depende de las dimensiones del generador fotovoltaico. Edificios fotovoltaicos: es una de las ltimas aplicaciones desarrolladas para el uso de la energa fotovoltaica. La rpida evolucin en los productos de este tipo ha permitido el uso de los mdulos como material constructivo en cerramientos, cubiertas y fachadas de gran valor visual. Adems, la energa fotovoltaica es el sistema de energas renovables ms adecuado para la generacin de electricidad en zonas urbanas sin provocar efectos ambientales adversos. La integracin arquitectnica consiste en combinar la doble funcin, como elemento constructivo y como productor de electricidad, de los mdulos fotovoltaicos La mayora de estos sistemas han sido integrados en tejados, porque es all donde alcanzan la mxima captacin de energa solar, pero ltimamente se est comenzado a integrarlos en muros y fachadas, en las que, por ejemplo el vidrio es reemplazado por mdulos de lminas delgadas semitransparentes. A la hora de realizar este tipo de instalaciones se tienen en cuenta consideraciones estticas (en la eleccin del tipo de panel), adems de las relacionadas con el rendimiento energtico.

IMPACTO SOBRE EL MEDIO AMBIENTE DE LAS CENTRALES SOLARESDesde el punto de vista medio ambiental, la produccin de electricidad a partir de este tipo de sistemas tiene grandes ventajas: No genera ningn tipo de emisiones atmosfricas. No produce fluentes lquidos. Evita el uso de combustibles fsiles.A pesar de esto, las grandes centrales termosolares pueden generar un gran impacto sobre el paisaje y necesitan grandes superficies para colocar los espejos direccionales.Cabe mencionar tambin que una vez han terminado su vida til, las placas fotovoltaicas dejan residuos que deben ser tratados especficamente.

TRANSFORMACION DE ENERGIA SOLAR A ENERGIA ELECTRICA.El sol arroja cada ao sobre la tierra cuatro mil veces ms energa que la que se consume en todo el mundo. Los cientficos alemanes Gerhard Knies y Franz Trieb afirman que bastara cubrir con colectores solares una pequea parte (un 0,5%) de los desiertos clidos para satisfacer las necesidades elctricas del mundo entero.La mayor parte de la energa solar transformada en energa elctrica corresponde a la energa solar fotovoltaica, mientras que el resto a energa solar termoelctrica.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA (Mtodo directo)La tecnologa solar fotovoltaica consiste en la transformacin de la radiacin solar en electricidad mediante las denominadas clulas fotovoltaicas. Utilizando el denominado efecto fotoelctrico y aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores, estas clulas generan corriente continua al incidir en ellas la luz, corriente que es posteriormente transformada en alterna para su utilizacin. Las clulas fotovoltaicas empleadas comnmente son de silicio cristalino, aunque ya se est investigando el uso de nuevos materiales.Los mdulos fotovoltaicos, que estn formados por un conjunto de clulas (conectadas en serio o paralelo), pueden instalarse de diferentes maneras. Los mdulos fijos son los ms sencillos y fiables debido a que no presentan partes mviles, pero su rendimiento es menor que otras alternativas. Otra posibilidad es incorporar seguidores, que son equipos electromecnicos que orientan el mdulo fotovoltaico para que siempre est dirigido hacia el sol. Como consecuencia de ello su rendimiento es mayor que el de los mdulos fijos. Tambin es posible emplear concentradores, que son elementos que captan y concentran la energa sobre clulas solares de alta eficiencia.En paralelo a los avances en mdulos fotovoltaicos, actualmente se trabaja en el desarrollo de la tecnologa de lmina delgada, basada en compuestos como el silicio amorfo o el CIS/CIGs, que resulta muy prometedora.AplicacionesEn una primera gran divisin las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos: Instalaciones aisladas de la red elctrica. Instalaciones conectadas a la red elctrica.En el primer tipo, la energa generada a partir de la conversin fotovoltaica se utiliza para cubrir pequeos consumos elctricos en el mismo lugar donde se produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificacin de: viviendas alejadas de la red elctrica convencional, bsicamente electrificacin rural; servicios y alumbrado pblico: iluminacin pblica mediante farolas autnomas de parques, calles, monumentos, paradas de autobuses, refugios de montaa, alumbrado de vallas publicitarias, etc. Con la alimentacin fotovoltaica de luminarias se evita la realizacin de zanjas, canalizaciones, necesidad de adquirir derechos de paso, conexin a red elctrica, etc. aplicaciones agrcolas y de ganado: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminacin de invernaderos y granjas, suministro a sistemas de ordeo, refrigeracin, depuracin de aguas, etc.; sealizacin y comunicaciones: navegacin area (seales de altura, sealizacin de pistas) y martima (faros, boyas), sealizacin de carreteras, vas de ferrocarril, repetidores y reemisores de radio y televisin y telefona, cabinas telefnicas aisladas con recepcin a travs de satlite o de repetidores, sistemas remotos de control y medida, estaciones de tomas de datos, equipos sismolgicos, estaciones meteorolgicas, dispositivos de sealizacin y alarma, etc. El balizamiento es una de las aplicaciones ms extendida, lo que demuestra la alta fiabilidad de estos equipos. En cuanto a las instalaciones conectadas a la red se pueden encontrar dos casos: centrales fotovoltaicas, (en las que la energa elctrica generada se entrega directamente a la red elctrica, como en otra central convencional de generacin elctrica) y sistemas fotovoltaicos en edificios o industrias, conectados a la red elctrica, en los que una parte de la energa generada se invierte en el mismo autoconsumo del edificio, mientras que la energa excedente se entrega a la red elctrica. Tambin es posible entregar toda la energa a la red; el usuario recibir entonces la energa elctrica de la red, de la misma manera que cualquier otro abonado al suministro.

CELDAS SOLARES FOTOVOLTAICAS:El elemento principal de cualquier instalacin de energa solar es el generador, que recibe el nombre de clula solar. Se caracteriza por convertir directamente en electricidad los fotones provenientes de la luz del sol. Su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico.Una clula solar se comporta como un diodo: la parte expuesta a la radiacin solar es la N, y la parte situada en la zona de oscuridad, la P. Los terminales de conexin de la clula se hallan sobre cada una de estas partes del diodo: la cara correspondiente a la zona P se encuentra metalizada por completo (no tiene que recibir luz), mientras que en la zona N el metalizado tiene forma de peine, a fin de que la radiacin solar llegue al semiconductor.

La clula fotovoltaica ms comn consiste en una delgada lmina de un material semiconductor compuesto principalmente por silicio de cierto grado de pureza, que al ser expuesto a la luz solar absorbe fotones de luz con suficiente energa como para originar el "salto de electrones", desplazndolos de su posicin original hacia la superficie iluminada. Al desprenderse estos electrones con su carga negativa (n) originan la aparicin de huecos o lagunas con cargas positivas (p).Como los electrones tienden a concentrarse del lado de la placa donde incide la luz solar, se genera un campo elctrico con dos zonas bien diferenciadas: la negativa, de la cara iluminada donde estn los electrones y la positiva en la cara opuesta donde estn los huecos o lagunas. Si ambas zonas se conectan elctricamente mediante conductores adheridos a cada una de las caras de la placa el desequilibrio elctrico origina una fuerza electromotriz o diferencia de potencial, creando una corriente elctrica para igualar las cargas. Dicha corriente, obviamente continua, se genera en un proceso constante mientras acte la luz solar sobre la cara sensible de la lmina. Aproximadamente proveen 0,5 volt cada una de las fotoclulas, las cuales pueden conectarse en serie o en paralelo. Si se conectan en serie incrementan el voltaje ya que se suma el voltaje individual de cada una de las fotoclulas solares.Si se conectan en paralelo el voltaje se mantendr constante al de una clula pero incrementar el amperaje.PANEL SOLARUn panel solar o mdulo fotovoltaico est formado por un conjunto de clulas, conectadas elctricamente, encapsuladas, y montadas sobre una estructura de soporte o marco. Proporciona en su salida de conexin una tensin continua, y se disea para valores concretos de tensin (6 V, 12 V, 24 V...), que definirn la tensin a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

EL REGULADORDispositivo encargado de proteger a la batera frente a sobrecargas y sobredescargas profundas. El regulador de tensin controla constantemente el estado de carga de las bateras y regula la intensidad de carga de las mismas para alargar su vida til. Tambin genera alarmas en funcin del estado de dicha carga.Los reguladores actuales introducen microcontroladores para la correcta gestin de un sistema fotovoltaico. Su programacin elaborada permite un control capaz de adaptarse a las distintas situaciones de forma automtica, permitiendo la modificacin manual de sus parmetros de funcionamiento para instalaciones especiales. Incluso los hay que memorizan datos que permiten conocer cul ha sido la evolucin de la instalacin durante un tiempo determinado.Para ello, consideran los valores de tensin, temperatura, intensidad de carga y descarga, y capacidad del acumulador.

EL INVERSORConvertir la CC de la instalacin fotovoltaica en CA para la alimentacin de los receptores que trabajan con CA (la mayora). LA BATERIA

La funcin prioritaria de las bateras en un sistema de generacin fotovoltaico es la de acumular la energa que se produce durante las horas de luminosidad para poder ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo.Otra importante funcin de las bateras es la de proveer una intensidad de corriente superior a la que el dispositivo fotovoltaico puede entregar. Tal es el caso de un motor, que en el momento del arranque puede demandar una corriente de 4 a 6 veces su corriente nominal durante unos pocos segundos.

ENERGIA SOLAR TERMOELECTRICA:La tecnologa solar termoelctrica est basada en la conversin de la energa radiada en calor, posteriormente empleado en un ciclo termodinmico. Su principal componente es el captador, elemento de la instalacin por el que circula un fluido que absorbe la energa solar con el fin de alcanzar medias y altas temperaturas que permitan la generacin de energa elctrica. Esta generacin se realizara inyectando el vapor generado a alta presin a la turbina que se encarga de accionar el correspondiente generador elctrico.La energa solar termoelctrica se clasifica en sistemas de media y alta temperatura. Su diferencia radica, especialmente, en la temperatura que alcanzan los fluidos de salida.Instalaciones de media temperatura: las aplicaciones ms usuales que se han realizado hasta la fecha, han sido la produccin de vapor y agua muy calientes para procesos industriales, y la generacin de energa elctrica en pequeas centrales de 30 a 2.000 kW. Tambin existen ejemplos de otras aplicaciones tales como la desalinizacin o la refrigeracin mediante energa solar. Las mximas temperaturas conseguidas mediante estas tecnologas llegan a rondar los 400C.En cuanto a las centrales de media temperatura, la tecnologa ms desarrollada corresponde a las centrales con Colectores Cilindro-parablicos.COLECTORES CILINDRO PARABOLICOSEstas plantas se componen de lazos o hileras de espejos de forma parablica que concentran la radiacin solar (aumentado la intensidad energtica, igual que una lupa concentra su luz en un punto) en un tubo colector central por el que circula un aceite trmico, que lo calienta para alcanzar una temperatura cercana a los 400.Este aceite caliente se traslada a un intercambiador trmico, donde: Vaporiza agua que, en una turbina de vapor, acciona un generador que inyecta la energa elctrica a la red En momentos de sobre energa sirve para calentar sales de nitrato fluidas y almacenar el calor en un tanque caliente que permita seguir generando electricidad en ausencia de insolacin. TUBO RECEPTOR:

Adems de la precisin ptica de los espejos, desempea un papel clave en la eficiencia de las centrales elctricas termosolares cilindro-parablicos los tubos receptores, sellados al vaco con una envolvente de vidrio. Estos, convierten la radiacin solar en calor y necesariamente deben cumplir con unas rigurosas condiciones; tanto fsicas (estn a la intemperie y por lo tanto sometidos a severas condiciones ambientales) como de trabajo (su vida til puede situarse perfectamente en los 20 aos). As pues el receptor est compuesto por:Tubo de vidrio: fabricado con un robusto vidrio borosilicato de gran transparencia, que recibe en el proceso de produccin un novedoso recubrimiento antirreflectante, que adems de tener una elevada resistencia (y de forma duradera) a la abrasin, al mismo tiempo, permite el paso de ms del 96,5% de la radiacin solar.Recubrimiento solar selectivo en el tubo absorbedor: este recubrimiento presenta un grado de absorcin de aprox. el 95,5% y emite como mximo el 9,5% de radiacin trmica a una temperatura de aprox. 400 C.Unin vidrio metal: en el tubo receptor se ha aplicado innovadoras soluciones tcnicas. La unin vidrio-metal y el fuelle para la compensacin de las distintas dilataciones lineales del vidrio y el metal no estn dispuestos uno a continuacin del otro, como era habitual hasta ahora, sino superpuestos. Gracias a ello se aprovecha realmente el 96,6% de la longitud del tubo receptor.Instalaciones de alta temperatura: la radiacin solar puede servir para la generacin de electricidad a gran escala. Mediante un proceso clsico que acciona una turbina mediante vapor a presin convirtiendo el calor en energa mecnica y posteriormente en energa elctrica, se consiguen altas capacidades en la produccin de electricidad.Podemos clasificarlas en Centrales Termoelctricas de Torre y Centrales Termoelctricas de Discos Parablicos. Ambas se basan en procesos tecnolgicos parecidos a los utilizados en instalaciones de media temperatura, pero eso s, con una mayor capacidad para concentrar los rayos del Sol, as como para alcanzar temperaturas ms elevadas, entorno a los 800 C, llegando incluso a picos de 1.000 C en las Centrales de Torre ms avanzadas. Estas se componen de una serie de heliostatos que a modo de espejos concentran la radicacin solar en un colector situado en un punto de la Torre de la central.

CENTRALES TERMOELCTRICAS DE TORRELa central est compuesta por una serie de heliostatos que forman el sistema concentrador que consisten en una superficie reflectante y un sistema que la orienta de tal forma que refleja energa solar a un punto central en una torre. Esta torre suele medir varias decenas de metros, llegando incluso a medir por encima de los 100 metros, dependiendo entre otras cosas de la extensin del terreno en la que estn colocados los heliostatos. En el punto donde se concentra la radiacin solar (receptor) hay un conducto por el que circula un fluido que se calienta o sufre un cambio de estado (evaporacin). El fluido de trabajo suele ser vapor de agua o sales fundidas y una vez que ha adquirido la energa trmica va a un tanque donde. De ah pasa a la turbina de un generador producindose energa elctrica. Para poderse iniciar el ciclo de nuevo, el fluido ha de pasar por un condensador y ya puede ser calentado de nuevo.El heliostato es un instrumento con un espejo montado sobre un eje que se mueve gracias a un mecanismo mediante el cual la energa solar puede ser reflejada en una direccin. El conjunto est automatizado gracias a un sistema de control. La superficie reflectante del heliostato suele de vidrio montada sobre una estructura metlica pero tambin puede consistir en una membrana estirada sobre la que se pone un espejo de lmina fina. En cuanto al tamao, la superficie de los heliostatos va desde 40 m hasta los 150 m, aunque est apareciendo un cierto inters en los heliostatos de pequeo tamao (alrededor de 1 m).La distancia entre los heliostatos tiene que ser tal que se minimicen las sombras y bloqueos que se produzcan entre ellos, pero no demasiado grande de tal forma que se optimice la ocupacin del terreno disponible para la central elctrica. Segn la posicin de los heliostatos dentro del campo, se les tendr que aplicar unos determinados coeficientes que tengan en cuenta la disminucin del rendimiento por las sombras y los bloqueos, as como por la atenuacin de la atmsfera. La reflexin de los espejos que usan los heliostatos ronda el 80%.El receptor de toda esta radiacin solar que llega concentrada, se ubica en lo alto de una torre. All se encuentra el absorbedor que transforma la radiacin en energa trmica que se utiliza para calentar un fluido que como se mencion al inicio, puede ser agua o sales fundidas.Las centrales pueden disponer de tanques donde almacenar el fluido caliente para ser utilizado posteriormente. Tambin hay centrales hbridas donde se utilizan combustibles fsiles o gas natural pero que contribuyen en un pequeo porcentaje de la potencia total, y se utilizan para por ejemplo recalentar el fluido.Para el caso de una central que proporcione 20 MW, estara formada por unos 3000 heliostatos y la torre medira aproximadamente 120 metros de altura.CENTRALES TERMOELCTRICAS DE DISCOS PARABLICOSLas Centrales que utilizan Discos Parablicos usan un reflector parablico en forma de disco para concentrar la luz solar en un receptor situado en el punto focal del disco. Este absorbe la energa reflejada por los concentradores, haciendo que el fluido del receptor se caliente a unos 750 C. ste se usa entonces para generar electricidad en un pequeo motor, siendo el ms usado el motor Stirling o turbinas Brayton.Los concentradores de disco parablicos son comparativamente pequeas unidades con un motor generador en el punto focal del reflector. Los tamaos tpicos oscilan entre los 5 y los 15 metros de dimetro y de los 5 a los 50 kW de energa elctrica.Gracias a su ptica parablica, ideal para el enfoque en un punto, y su control de trayectoria solar, los concentradores de disco consiguen mxima concentracin de flujo solar y por tanto el mejor rendimiento de todos los tipos de concentradores.Alguno de los discos tienen instalados un motor Stirling, motor de combustin externa que emplea el ciclo termodinmico del mismo nombre y que presenta dos ventajas que le hacen muy adecuado para esta aplicacin: Es de combustin externa, es decir, el aporte energtico puede realizarse mediante la luz solar recogida por el disco parablico y concentrado en su zona focal. Es un ciclo de alto rendimiento termodinmico. El motor Stirling lleva acoplado un alternador, de manera que dentro de un mismo bloque situado en el foco del disco concentrador se realiza la transformacin de la energa luminosa en electricidad que se puede inyectar en la red elctrica o bien destinarla a consumo directo en alguna aplicacin prxima al lugar de emplazamiento.COMPONENTES DEL SISTEMAConcentradores solar disco parablico: los sistemas Disco Stirling utilizan concentradores solares que realizan el seguimiento del sol en dos ejes. Estos concentradores poseen una superficie reflectante que, ya sea de metal (plat), de vidrio o de plstico, que refleja la radiacin solar directa incidente en una pequea regin llamada foco, o zona focal.El tamao del concentrador solar para los sistemas Disco - Stirling est determinado por el motor utilizado, su receptor y las condiciones de radiacin directa de la zona de su instalacin.En definitiva depender tanto de la potencia nominal como de la energa a generar en un periodo de tiempo para unas determinadas condiciones de radiacin solar y rendimientos asociados de los elementos que constituyen el sistema.Sistema de control de seguimiento del sol (Tracking): el sistema disco parablico necesita ubicarse constantemente de tal forma que los rayos de la radiacin directa del sol estn paralelos al eje de la parbola para lograr esto se debe realizar el seguimiento en dos ejes de la posicin del sol y actualmente stos sistemas se puede dividir en de tres tipos:

1.- Seguimiento de elevacin - acimutal, El disco concentrador est asentado en un plato que gira en un plano paralelo a la tierra (acimut) y en otro plano perpendicular a ella (la altitud). Estos sistemas proporcionan al colector la capacidad de rotar a izquierda / derecha y arriba / abajo mediante el uso de un pequeos servomotores. 2.- En el mtodo de rastreo polarEl disco concentrador gira en torno a un eje paralelo al eje de rotacin de la tierra y se realiza su seguimiento en coordenadas polares, en la actualidad slo se utiliza en sistemas de pequeo porte, debido a las cargas a soportar de la estructura en una sola columna.Receptor: es quien realiza la conexin trmica entre el concentrador y el motor Stirling.Tiene dos tareas fundamentales:- Absorber la radiacin solar reflejada por el concentrador.- Transmitir esta energa absorbida al motor Stirling en forma de calor con las mnimas prdidas.Los receptores empleados en los discos parablicos de alta temperatura son receptores de cavidad, en los que la radiacin concentrada entra por una apertura (situada en el foco del paraboloide) incidiendo posteriormente sobre el absorbedor. De esta forma se consiguen disminuir las prdidas reflectivas y convectivas, as como homogeneizar el flujo radiante incidente sobre el absorbedor y reducir su valor mximo.Motores Stirling: el ciclo Stirling es el ciclo termodinmico ms eficiente para transformar calor en energa mecnica y luego con un generador en elctrica.Entre las caractersticas de un motor Stirling destaca que es un motor de combustin externa, dependiendo su funcionamiento del aporte de calor que se realice, con independencia del modo en que se genere dicho calor.El motor Stirling casi no produce ruido o vibraciones y posee un ciclo de vida potencial extraordinariamente alto, ya que no hay contaminacin interna ni de los pistones, ni de los cojinetes, ni degradacin del lubricante al no existir combustin.El motor en un sistema Disco Stirling convierte el calor en energa mecnica, por la compresin de un fluido de trabajo cuando est fro, el cual se calienta durante la compresin y que, a continuacin, se expande a travs de una turbina o con un pistn para producir trabajo.En estos sistemas disco-motor el calor tambin puede ser suministrado por un quemador de gas suplementario para permitir funcionamiento durante tiempo nublado y por la noche.Ciclo de Stirling.Los actuales motores de ciclo Stirling utilizados en sistemas solares de alta temperatura utilizan hidrgeno o helio como gas de trabajo a elevada presin.La temperatura de trabajo del gas puede llegar a sobrepasar los 700C, y la presin alcanzada puede ser de hasta 20 MPa en modelos de alto rendimiento.En el ciclo Stirling, el fluido de trabajo es alternativamente calentado y enfriado en procesos a temperatura constante y a volumen constante. Por lo general los motores Stirling incorporan un regenerador para conseguir una mejora de la eficiencia. El regenerador capta el calor durante la refrigeracin a volumen constante y lo suministra cuando el gas se calienta a volumen constante.En la versin ms simple, un motor Stirling consiste en un sistema hermticamente cerrado con dos cilindros (cilindros de expansin y compresin) lleno de un gas de trabajo.Los pistones de esos cilindros estn conectados a un cigeal. Cuando el gas de trabajo en el cilindro de expansin (cilindro de trabajo) es calentado (por el sol), este se expande debido al aumento de temperatura, empujando el pistn hacia abajo generando potencia.Parte de esa potencia se utiliza para empujar el fluido de trabajo caliente desde el cilindro de expansin hacia el cilindro de compresin.Al pasar de un cilindro a otro el gas de trabajo atraviesa el regenerador donde la mayor parte de su calor es almacenado, donde existe un enfriador de gases refrigerado por agua.Una vez que el gas de trabajo se encuentre completamente en el cilindro de compresin, este pistn sube debido a la inercia del cigeal, comprimiendo el gas de trabajo a baja temperatura, el gas vuelve al cilindro de trabajo reabsorbiendo el calor cedido en el regenerador.

ENERGIA SOLAR EN EL SALVADOREn la regin central del rea metropolitana de El Salvador la irradiacin solar es alta (5.3 kWh/m2/da), en comparacin con la de otros pases como Alemania o Tokio (3.3 kWh/m2/da). El mapa de irradiacin solar en El Salvador fue creado bajo el proyecto SWERA, el cual muestra el potencial de irradiacin solar en promedio diario de un ao.

Existen muchos sistemas instalados en El Salvador que aprovechan el recurso solar. La mayora de estos son sistemas fotovoltaicos aislados con banco de bateras, los cuales son usados como Sistemas Solares Domsticos. Hay un nmero limitado de sistemas FV (fotovoltaico) conectados a la red que son utilizados para autoconsumo, de los cuales la mayora de ellos estn instalados en edificios gubernamentales, escuelas y universidades. El sistema fotovoltaico ms grande es de 99 kW.Sistemas fotovoltaicos conectados en la red de El Salvador

AplicacinUbicacinCapacidad

(kW)

Sitio recreativoLago Coatepeque, Sta. Ana1.63

Escuela AlemanaSan Salvador20

Granja ecolgica Santo DomingoSto. Toms, San Salvador2.48

Oficinas administrativas de CELSan Salvador24.57

Oficinas administrativas de FUNDESan Salvador2.17

Oficinas administrativas de SEESASan Salvador2.17

Residencia privadaSan Jos Villanueva, La Libertad2.02

Universidad de El SalvadorSan Salvador2.2

Supertienda San CarlosSan Rafael Cedros6

Universidad PolitcnicaSan Salvador0.7

Campamento base de EE. UU.La Paz91.0 + 9.0

Bodegas de DIZASASanta Tecla84

Oficinas de la Asamblea LegislativaSan Salvador7.92

Planta UNITAPEAteos90

TOTAL344.86

Hotel Intercontinental (Cogeneracin solar: calor y electricidad)San Salvador108 kWth+21 kWe

Adicional a los sistemas FV, se ha considerado el desarrollo de sistemas de energa solar trmica que acumulan la energa trmica de la irradiacin solar directa y la utiliza para obtener altas temperaturas. Luego de varios estudios y pruebas piloto, se considera que el potencial de este tipo de energa es alto en El Salvador y aunque el costo de inversin inicial sigue siendo elevado, La Geo e INE tienen planes de desarrollo a futuro respecto a la energa solar trmica concentrada.