Nombre del trabajo:

“Análisis e identificación de lugar de instalación para la implementación de paneles solares fotovoltaicos en el municipio de Veracruz”

Autor:

Jesús Alberto Cortés Sosa

Asesor:

Yesenia Isabel Moreno Pavan 

Escuela:

Instituto Tecnológico de Veracruz

Fecha:

Junio - 2014

INDICE

Capítulo 1

Nombre del trabajo…………………..……………………...............................................................................… 3

Problema de investigación…………………………………………………………………………………….......….. 4

Preguntas de investigación…………….……………………………………………………………………………… 4

Introducción………………..……………………………………………………………………………………………. 5

Capítulo 2

Objetivo general………………………………………………………………………………………………………... 6

Objetivos específicos…………………………………………………………………………………………...……... 6

Capítulo 3

Justificación y delimitación del estudio………………………………………………………………………………. 7

Capítulo 4

Marco histórico…………………………………………………………………………………………...................... 8

Marco teórico………………………………………………………………………………………...………..…....… 10

Marco legal…………………………………………………………………………………………………………..... 15

Hipótesis……………………………………………………………………………………………………….….…… 16

Capítulo 5

Tipo de investigación…………………………………………………………………………………………………. 17

Capítulo 6

Estrategias metodológicas (Población y muestreo) Procedimiento………………………………………………………………….……………………………………… 18

Capítulo 7

Cronograma de actividades y presupuesto de inversión…………………………………………………………. 19

Conclusión………………………………………………………………………………………………….………….. 20

Bibliografía consultada…………………………………………………………………………………....……...….. 21

CAPITULO 1Nombre del trabajo:

“Análisis e identificación de lugar de instalación para la implementación de paneles solares fotovoltaicos en el municipio de Veracruz”

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Planteamiento del problema:

Actualmente se están construyendo plantas generadoras de energía eléctrica utilizando recursos renovables y reemplazando las plantas generadoras convencionales que utilizan (recursos no renovables)combustibles fósiles, elementos radiactivos, gas natural, etc. Estas máquinas también cuentan con desventajas y otros factores como la modificación del terreno de instalación para estas máquinas,afectando el medio ambiente.

Preguntas de investigación:

1.-Ubicación del municipio de Veracruz:

2.- Extensión territorial y como se distribuye:

3.- ¿Cuál es el clima del municipio de Veracruz?

4.- ¿Cuál es el tipo de suelo que tiene?

5.- ¿Qué tipo de flora y fauna tiene?

6.- ¿Tiene reservas naturales y cuáles son?

7.- ¿Qué son los paneles solares fotovoltaicos?

8.- ¿Cómo funcionan y su clasificación?

9.- ¿Cómo está conformado los paneles solares fotovoltaicos?

10.- ¿Cuáles son los beneficios de los paneles solares fotovoltaicos?

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Introducción:

Principalmente en los países desarrollados y también enfocándonos en México existen diferentes formas de aprovechar los recursos renovables y mayormente los no renovables para la generación de energía eléctrica, como ejemplo en nuestro país podemos ver que se utiliza la energía nuclear, termoeléctrica, entre otros.

Últimamente en nuestro país se ha fijado en el cuidado del medio ambiente siguiendo el ejemplo de los países desarrollados, cambiando y construyendo a largo plazo plantas generadoras de energía eléctrica a partir de los recursos renovables denominándose “energía limpia”, viendo así algunos ejemplos el desarrollo que ha tenido nuestro país como las geotérmicas, hidroeléctricas, eólicas, etc.

Dicho lo anterior, la energía limpia tiene como finalidad el cuidado del medio ambiente ya que a lo largo de la historia hasta la fecha, se han registrado varios incidentes y la gran cantidad residuos contaminantes que desechan y afectan a todos los ecosistemas del planeta.

Como unos de los temas a utilizar, los paneles solares fotovoltaicos (equipos fotovoltaicos) son buenos aparatos electrónicos, en la producción de energía eléctrica debido a que el recurso que utilizan es la luz del sol, convirtiendo la energía solar en energía eléctrica, también se explicara de forma breve el funcionamiento, características, tipos de paneles, ventajas y desventajas que posee el equipo.

Nos enfocaremos en un lugar adecuado en el puerto de Veracruz para la instalación del equipo fotovoltaico antes mencionado, cuidando de no afectar el medio ambiente o así mismo causar el daño mínimo posible, al igual que a terceras personas.

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CAPITULO 2

Objetivo general:

Analizar e identificar el lugar para la instalación de paneles solares fotovoltaicos, sin afectar el medio ambiente aprovechando de manera eficiente el lugar y el sistema fotovoltaico.

Objetivos específicos:

Analizar la región del municipio de Veracruz para ubicar el lugar adecuado para la instalación del sistema fotovoltaico.

Conocer las condiciones climatológicas del municipio de Veracruz. Identificar el lugar con planicie uniforme y espacio considerable para la instalación de los sistemas

fotovoltaicos. Visualizar los daños posibles, provocando el menor daño posible al medio ambiente.

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CAPITULO 3

Justificación:

La razón principal y en común de las plantas generadoras de energía limpia es el cuidado del medio ambiente, ya que a través de los años el planeta ha sufrido cambios climáticos, debido a la contaminación y residuos que se generan deshaciéndose de ellos sin seguir un protocolo o tratamiento.

También como consecuencia no solo afecta al medio ambiente sino a todo ser vivo que habita en ella, por esto y muchos motivos más se están reemplazando las plantas generadoras convencionales por plantas generadoras de energía limpia, para rescatar los ecosistemas y proteger el bienestar y la integridad de las personas.

Todo lo explicado anteriormente se aplicara en los paneles solares fotovoltaicos para que en México empiece a confiar en este tipo de generación de energía, creando una cultura y concientizando a las personas acerca del tema, y contribuyendo en el cuidado del planeta.

El proyecto contribuirá a implementar los paneles solares fotovoltaicos como ejemplo para la producción de energía limpia en el municipio de Veracruz, utilizando los factores que lo rodean, como el clima y el espacio geográfico.

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CAPITULO 4

Marco histórico:

Veracruz es un municipio y la ciudad más grande e importante del estado de Veracruz de Ignacio de la Llave, así como la ciudad central que da nombre al área urbana denominada como Zona Metropolitana de Veracruz. Tiene el puerto marítimo comercial más importante de México. Con una población de 552,156 habitantes para 2010. Está ubicada a 90 km de distancia de la capital del estado Xalapa y a 400 km de distancia de la Ciudad de México. Colinda al norte con el municipio de La Antigua y el Golfo de México; al sur con los municipios de Medellín y Boca del Río; al este con el Golfo de México y al oeste con los municipios deManlio Fabio Altamirano y Paso de Ovejas. Su clima es tropical cálido, con una temperatura media anual de 25.3 °C y con una precipitación media anual de 1500 mm. Históricamente esta ciudad y puerto destaca por haber sido fundada por Hernán Cortés, encontrándose en la región por la que los españoles desembarcaron para emprender la conquista de Tenochtitlan. Además ha recibido el nombramiento de Cuatro veces heroica por decreto presidencial, a raíz de haber enfrentado cuatro distintas invasiones extranjeras.

La infraestructura de la ciudad de Veracruz cuenta con tres arterias muy importantes como son Rafael Cuervo-Cuauhtémoc, Allende-Miguel Alemán y Díaz Mirón; las avenidas oscilan entre los 6 y 10 carriles de doble sentido; tiene 6 puentes existentes en la ciudad que son: Puente Circunvalación, Cuauhtémoc, Jiménez, Morelos (el más antiguo de la ciudad), Xalapa, Allende y 2 distribuidores viales J.B.Lobos (Aeropuerto) y Olmeca.

El Boulevard más largo del mundo es el de Veracruz con un poco más de 5 kilómetros.

Actualmente se tiene planeado construir dos distribuidores viales más, uno en la Boticaria y otro a la salida a Medellín, y la construcción del periférico veracruzano de Santa Fe a Paso del Toro.

Según resultados preeliminares del censo 2000, se encontraron edificadas en el municipio 123.544 viviendas, con un promedio de 3,68 de ocupantes por vivienda, la mayoría son propias y de tipo fija, los materiales utilizados principalmente para su construcción son el cemento, el tabique, el ladrillo, el block, la madera, la lámina. Así como también se utilizan materiales propios de la región.

Wikipedia fue modificada por última vez el 3 de mayo 2014,a las 01:02.

El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Becquerel, pero la primera célula solar no se construyó hasta 1883. Su autor fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de sólo un 1%. En 1905 Albert Einstein dio la explicación teórica del efecto fotoeléctrico. Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946, aunque SvenAsonBerglund había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.

La era moderna de la tecnología de potencia solar no llegó hasta el año 1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron, de manera accidental, que los semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la luz.

Estos avances contribuyeron a la fabricación de la primera célula solar comercial con una conversión de la energía solar de, aproximadamente, el 6%. 

Wikipedia fue modificada por última vez el 3 mar 2014, a las 07:35

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Como parte del tema la energía solar fotovoltaica es una fuente de energía que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica, o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.

Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autónomos, para abastecer refugios o viviendas aisladas de la red eléctrica y para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.3 4 Entre los años 2001 y 2014 se ha producido un crecimiento exponencial de la producción de energía fotovoltaica, doblándose aproximadamente cada dos años.La potencia total fotovoltaica instalada en el mundo (conectada a red) ascendía a 7,6 GW en 2007, 16 GW en 2008, 23 GW en 2009, 40 GW en 2010, 70 GW en 2011 y 100 GW en 2012. A finales de 2013, se habían instalado en todo el mundo cerca de 140 GW de potencia fotovoltaica.

Gracias a ello la energía solar fotovoltaica se ha convertido en la tercera fuente de energía renovable más importante en términos de capacidad instalada a nivel global, después de las energías hidroeléctrica y eólica, y supone ya una fracción significativa del mix eléctrico en la Unión Europea, cubriendo de media el 3% de la demanda de electricidad y alcanzando el 6% en los períodos de mayor producción.

Gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales,aumentando a su vez la eficiencia, y logrando que su coste medio de generación eléctrica sea ya competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red. Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios, han apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países, contribuyendo a evitar la emisión de una mayor cantidad de gases de efecto invernadero.La tasa de retorno energético de esta tecnología, por su parte, es cada vez mayor. Con la tecnología actual, los paneles fotovoltaicos recuperan la energía necesaria para su fabricación en un período comprendido entre 6 meses y 1,4 años; teniendo en cuenta que su vida útil media es superior a 30 años, producen electricidad limpia durante más del 95% de su ciclo de vida.

.México tiene un enorme potencial en lo que respecta a energía solar. Un 70% de su territorio presenta una irradiación superior a 4,5 kWh/m²/día, lo que lo convierte en un país muy soleado, e implica que utilizando la tecnología fotovoltaica actual, una planta solar de 25 km² en cualquier lugar del estado de Chihuahua o el desierto de Sonora (que ocuparía el 0,01% de la superficie de México) podría proporcionar toda la electricidad demandada por el país.

México de hecho ya lidera la producción solar en Latinoamérica. Una planta fotovoltaica de 46,8 MW se encuentra en construcción en Puerto Libertad (Sonora). La planta, originalmente diseñada para albergar 39 MW, se amplió para permitir la generación de 106 728 000 kWh/año. Otro proyecto de 30 MW se encuentra en construcción en La Paz (Baja California Sur). Una vez completado, proporcionará electricidad a unas 160 000 viviendas.173

Se espera que México experimente un mayor crecimiento en los próximos años, con el fin de alcanzar el objetivo de cubrir el 35% de su demanda energética a partir de energías renovables en 2024, según una ley aprobada por el gobierno mexicano en 2012. A comienzos de 2014, México tenía previstos proyectos fotovoltaicos por una potencia de 300 MW, de los cuales aproximadamente 100 MW comenzaron a desarrollarse durante el último trimestre de 2013.

Wikipedia fue modificada por última vez el 4 may 2014, a las 14:37

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Marco teórico:

Los límites del municipio de Veracruz colindan al norte con el municipio de La Antigua y el Golfo de México; al sur con los municipios de Medellín y Boca del Río; al este con el Golfo de México y al oeste con los municipios de Manlio Fabio Altamirano y Paso de Ovejas.

Con la información actual podemos saber que el territorio del municipio de Veracruzsu clima es tropical cálido, con una temperatura media anual de 25.3 °C y precipitación media anual de 1500 mm. Durante los meses de septiembre, octubre, noviembre, diciembre, enero y febrero se presenta el fenómeno conocido como "norte", que son rachas de viento provenientes del Norte y que alcanzan velocidades aproximadamente desde los 50 hasta los 130 kilómetros por hora. En algunas ocasiones la temperatura desciende varios grados, aunque su duración es breve; de uno a tres días.

Regado por los riachuelos Medio, Grande y Tenoya, contando con buenas playas e islas como la de Sacrificios y Verde. Asimismo en el interior de la ciudad se encuentran numerosas lagunas como la de Lagartos, La Ilusión, Malibrán, Real, Los Lagos, El Vergel, etc.

Situado en la zona central del Estado en la costa del Golfo de México, su suelo es de pequeñas alturas insignificantes y de valles, con una altitud promedio de 10 msnm, contando con buenas playas e islas, como las de Sacrificios, Verde, de Pájaros, Las Blanquillas, y la Gallega; en donde durante el Virreinato de la Nueva España fue construido el fuerte de San Juan de Ulúa.

Los tipos de suelo del municipio son feozem y luvisol. El primero tiene una capa superficial rico en materia orgánica y nutrientes, susceptible a la erosión. El segundo acumula arcilla en el subsuelo, también es susceptible a la erosión, su uso está distribuido de la siguiente manera: En la superficie agrícola 2766 hectáreas (ha), 2241 ha ejidal y 525 ha pequeña propiedad; en la superficie ganadera 19.379 ha, 5921 ha ejidal y 13.458 ha pequeña propiedad; en la superficie urbana 1955 ha, lo que hace una superficie total de 24.100 ha.

Su vegetación es de tipo selva baja caducifolia, se encuentran árboles como el liquidámbar y el ocote. Hay una gran variedad de animales silvestres, entre los que se encuentran principalmente la garza, gaviota, conejo, tlacuache, ardilla y tuza entre otros, además de una gran variedad de insectos.

Wikipediafue modificada por última vez el 3 de mayo 2014,a las 01:02.

Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía lumínica produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente.

Silicio cristalino y arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de silicio están disponibles en lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El silicio policristalino tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste.

Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor 0,5amperios a 0,5 voltios (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un rango de usualmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la eficacia de la celda). El arseniuro de galio es más eficaz que el silicio, pero también más costoso.

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Las células de silicio más comúnmente empleadas en los paneles fotovoltaicos se pueden dividir en tres subcategorías:

Las células de silicio monocristalino están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.

Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso.

Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también menos costoso. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.

Los lingotes cristalinos son cortados en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes (impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras) dentro de las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro. Los paneles solares son construidos con estas celdas cortadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños en la superficie frontal causados por radiación o por el mismo manejo de éstos se los enlaza en una cubierta de vidrio y se cimentan sobre un sustrato (el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda). Se realizan conexiones eléctricas en serie-paralelo para determinar el voltaje de salida total. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no es convertida en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes son llamados paneles solares o grupos solares.

Wikipedia fue modificada por última vez el 1 mayo 2014, a las 13:37

Como parte del tema estos equipos fotovoltaicos su funcionamiento se logran mediante el siguiente proceso:

La luz solar entra sobre la superficie del arreglo fotovoltaico, donde es convertida en energía eléctrica de corriente directa por las celdas solares, después esta energía es recogida y conducida hasta un controlador de carga con la función de enviar a toda o parte de esta energía hasta el banco de baterías en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los límites de sobrecarga y sobredescarga. En sistemas FV conectados a la red, no se usan bancos de baterías.

La energía almacenada o enviada a la red se utiliza para abastecer las cargas durante la noche o en días de baja insolación o cuando el arreglo fotovoltaico es incapaz de satisfacer la demanda por si solo. Si las cargas a alimentar son de corriente directa, estas pueden hacerse a través del arreglo fotovoltaico o desde la batería. Cuando las cargas son de corriente alterna, la energía proveniente del arreglo y de las baterías, limitadas por el controlador, es enviada a un inversor de corriente, en donde es convertida a corriente alterna.

Un Sistema Solar Fotovoltaico es el conjunto de dispositivos cuya función es convertir la energía solar directamente en energía eléctrica, acondicionando esta última a los requerimientos de una aplicación determinada. Consta principalmente de los siguientes elementos

1) Arreglos de módulos de celda solares.2) Estructura y cimientos del arreglo.3) Reguladores de voltaje y otros controles, típicamente un controlador de carga de batería, un

inversor de corriente cd/ca o un rectificador de cd/ca.4) Baterías de almacenamiento eléctrico y recinto para ellas.5) Instrumentos.6) Cables e interruptores.

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7) Red eléctrica circundante.8) Cercano de seguridad, sin incluir las cargas eléctricas.

Un Sistema Solar Fotovoltaico no siempre consta de la totalidad de los elementos aquí mencionados. Puede prescindir de uno o más de éstos, dependiendo del tipo y tamaño de las cargas a alimentar, el tiempo, hora y época de operación y la naturaleza de los recursos energéticos disponibles en el lugar de la instalación.

Tipos de Sistemas Solares: Sistemas Solares Autónomos y Sistemas Solares Interconectados 

Aplicación sistemas solares autónomos: Telecomunicaciones, supervisión remota, abastecimiento de electricidad para comunidades rurales, casas de vacaciones, calculadoras, relojes, satélites espaciales. 

Aplicación sistemas interconectados en ciudades y centros urbanos: Uso residencial, uso comercial, uso industrial.

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Están clasificados en dos tipos de material, cristalinos y no cristalinos, los cristalinos se pueden encontrar los monocristalinos este tiene una eficiencia de producción de 14% a 16%, y se caracteriza por el silicio fundido que se solidifica formando solo un único cristal de grandes dimensiones y policristalinos que tiene una eficiencia de producción deun 14%, se caracteriza en que el silicio en un molde, se forman varios cristalesy la fotocélula es de aspecto azulado, pero no es uniforme, se distinguen diferentes colores creados por los diferentes cristales. En cuanto a los nos cristalinos se encuentra el material amorfo, tiene una eficiencia de producción de un 8% estos se caracterizan en que el silicio durante su transformación, produce un gas que se proyecta sobre una lámina de vidrio. La celda es gris muy oscuro. Es la célula de las calculadoras y relojes llamados de solares.

Ahora veremos las ventajas y desventajas que conllevan el equipo fotovoltaico:

Ventajas

Hay virtualmente una provisión ilimitada de energía solar que podemos usar y es una energía renovable. Esto significa que nuestra dependencia de combustibles fósiles se puede reducir en proporción directa a la cantidad de energía solar que producimos. Con el constante incremento en la demanda de fuentes de energía tradicionales y el consiguiente aumento en los costos, la energía solar es cada vez más una necesidad.

La energía solar es una excelente fuente de energía alternativa porque no hay contaminación al usarse.

El único costo asociado al uso de la energía solar es el costo de fabricación de los componentes e instalación. Tras la inversión inicial no hay costos adicionales asociados a su uso.

Los sistemas de energía solar pueden ser diseñados para ser flexibles y expandibles. Esto significa que tu primer proyecto solar puede ser pequeño y puedes aumentar en el futuro la capacidad de tu sistema para adaptarlo a tus necesidades. Al empezar con un proyecto relativamente pequeño puedes reducir el gasto inicial.   

Un sistema de energía solar para generación eléctrica en el hogar puede potencialmente eliminar hasta 18 toneladas de emisiones de gases de invernadero al ambiente cada año.

La energía solar opera con sistemas silenciosos. No hay contaminación por ruido.

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Una gran ventaja de la energía solar es su uso en ubicaciones remotas. Es la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados en todo el mundo, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.

Desventajas

Los grandes proyectos de generación de energía solar a escala comercial pueden requerir grandes cantidades de tierra. Sin embargo, un sistema para una casa habitación no tiene este problema.

Los costos iniciales de instalación de un sistema de energía solar pueden ser altos comparados con otras alternativas. Sin embargo, como se señaló en el apartado de ventajas, no existen costos posteriores, por lo que la inversión inicial se recupera rápidamente. Para algunas familias los costos iniciales pueden ser un obstáculo importante, por lo que en muchos países existen apoyos gubernamentales y esquemas de financiamiento.

En algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energía permanente. Este prácticamente no es un problema en México, ya que nuestro país cuenta con una excelente captación de luz solar en prácticamente todo su territorio.

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Impacto medioambiental de la producción de ESFV

Observando los paneles solares tienen muchas ventajas ya que es un medio de producción de energía seguro y limpio, pero como todo equipo también genera impactos ambientales.

La generación de electricidad mediante ESFV requiere la utilización de grandes superficies colectoras y por tanto de una cantidad considerable de materiales para su construcción. La extracción, producción y transporte de estos materiales son los procesos que suponen un mayor impacto ambiental.

La fabricación de un panel solar requiere también la utilización de materiales como aluminio (para los marcos), vidrio (como encapsulante), acero (para estructuras) etc, siendo estos componentes comunes con la industria convencional. El progresivo desarrollo de la tecnología de fabricación de estructuras y paneles solares supondrá una reducción del impacto ambiental debido a estos conceptos.

En la producción del panel solar se produce un gasto energético que genera residuos, como partículas de NOx, SO2, CO2 etc. Esto se debe a que la energía utilizada en la fabricación del panel solar tiene su origen en la mezcla de fuentes energéticas convencionales del país de fabricación. Sin embargo, podemos afirmar que la emisión de estas sustancias debida a la fabricación de paneles solares es reducida, en comparación con la disminución en la emisión de sustancias de este tipo que supone la producción de electricidad por medios fotovoltaicos, en vez de con fuentes convencionales de energía. Un ejemplo de esto es que la producción de la misma cantidad de potencia hora por año en una moderna y eficiente central térmica de carbón, supone la emisión de más de 20 veces el CO2 que si la producción de la misma cantidad de energía se realizara mediante módulos de Si mono o policristalino fabricados en pequeña escala. La producción de electricidad mediante paneles solares de Si mono o policristalino fabricados en gran escala, disminuye aún más la emisión de CO2, llegándose a reducir hasta cerca de 200 veces la cantidad de CO2 emitida respecto a una central térmica de carbón. La proporción de entre 100 y 200 veces menos cantidad de residuos se mantiene favorable a la ESFV cuando se analizan las emisiones de NOx, SO2 producidas por una central térmica de carbón.

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La obtención de silicio de grado metalúrgico es requerida en grandes cantidades para la industria del acero, siendo una pequeña proporción de este material la dedicada a la fabricación de las obleas de silicio. La emisión de polvo de sílice es uno de los inconvenientes de esta industria. La purificación del silicio implica el uso de materiales tales como xilano, mientras el dopado precisa utilizar pequeñas cantidades de compuestos tóxicos, tales como diborano y fosfina. También se precisa utilizar agentes agresivos, tales como el ácido sulfúrico. Todos estos compuestos y procesos son utilizados en la industria metalúrgica y electrónica no constituyendo, por tanto, un nuevo factor a considerar. En la producción masiva de células solares, deberá estar contemplado un correcto tratamiento de los residuos, tarea asumible al ser conocidos y estar desarrollados estos métodos para grandes producciones en industrias similares a la de producción de células, como las industrias electrónicas.

Para el caso de las células con CdS y CdTe, se estima que se precisan menos de 200 kg de compuestos de Cadmio para producir 2 MW anuales de células solares de esta tecnología. A efectos de comparación, hay que considerar que la producción mundial de Cd se sitúa en 20000 TM, teniendo por tanto la producción de células solares de esta tecnología un impacto ambiental muy reducido. Como comparación podemos señalar que mientras las pilas de NiCd están constituidas por un 15 % de su peso en Cd, 1 kW de paneles solares (de tecnología Apolo) contendrá 80 g de Cd en forma de CdS y CdTe (nunca de Cd puro), es decir menos de un 0,1 % en peso. Al final de la vida útil de estos módulos, se plantea la posibilidad del vertido en depósitos controlados pues, según normas de los USA y de la CE, estos paneles serían considerados como un residuo no peligroso. Sin embargo resulta aconsejable poner en funcionamiento los procesos de reciclado ya plenamente identificados, aunque no puestos en práctica. Otra tecnología de lámina delgada, denominada de células CIS supone un contenido aún menor de Cd que en las células de CdTe, reduciendo su contenido en dos órdenes de magnitud respecto a estas.

Otros impactos ambientales de esta fuente energética están relacionados con las infraestructuras necesarias para la operación de la ESFV. Quizás el factor más conocido y esgrimido contra la ESFV es la ocupación de espacio por parte de los paneles solares no integrados en la arquitectura. Hay que añadir también la ocupación de terreno debido a carreteras, líneas de transmisión instalaciones de acondicionamiento y almacenamiento de energía, subestaciones etc. Estos factores afectan, esencialmente a las grandes centrales FV. Desde el movimiento ecologista, apostamos por un desarrollo prioritario de la ESFV integrada en la arquitectura y de un modo más simple, aprovechando la superficie de tejados y fachadas ya disponibles.

Finalmente se puede señalar la existencia de fuentes contaminantes relacionadas con la producción de ESFV aunque no sean debidas a la producción de paneles solares. Esta contaminación proviene de la fabricación de equipos tales como inversores, reguladores, estructuras de soporte, cables y especialmente acumuladores. Algunos de estos sistemas están presentes, necesariamente, en todas las instalaciones de ESFV, haciendo así depender el análisis del tipo de instalación considerada.

Ecologistas en Acción. Marqués de Leganés, 12 - 28004, Madrid.

En base a esta información, se investigara un lugar adecuado para la instalación del equipo fotovoltaico considerando lascondiciones climatológicas y la planicie como su extensión territorial, tomando en cuenta todo esto se percatara de los futuros daños que se hará al medio ambiente de manera que se seleccione un lugar que tenga un menor impacto ambiental. Se tomara como referencia para una instalación residencial.

Marco legal:

NMX-J-643-ANCE vigentes – FV módulos - Desempeño

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NMX-J643/1-ANCE–2011 (IEC 60904 – 1) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 1: Medición de la característica corriente – tensión de los dispositivos fotovoltaicos.

NMX-J643/2-ANCE–2011 (IEC 60904 – 2) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 2: Requisitos para dispositivos solares de referencia.

NMX-J643/3-ANCE–2011 (IEC 60904 – 3) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 3: Principios de medición para dispositivos solares fotovoltaicos terrestres (FV) con datos de referencia para radiación.

NMX-J643/5-ANCE–2011 (IEC 60904 – 5) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 5: Determinación de la temperatura equivalente de la celda (ECT) de dispositivos fotovoltaicos (FV) por el método de tensión de circuito abierto.

NMX-J643/7-ANCE–2011 (IEC 60904 – 7) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 7: Calculo de la corrección de desajuste espectral en las mediciones de dispositivos fotovoltaicos.

NMX-J643/9-ANCE–2011 (IEC 60904 – 9) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 9: Requisitos para la realización del simulador solar.

NMX-J643/10-ANCE–2011 (IEC 60904 – 10) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 10: Métodos de mediciones lineales.

NMX-J643/11-ANCE–2011 (IEC 60891) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 11: Procedimientos para corregir las mediciones de temperatura e irradiancia de la características corriente – tensión.

NMX-J643/12-ANCE–2011 (IEC 61836) - Dispositivos fotovoltaicos – Parte 12: Términos, definiciones y simbología.

NMX-J643/2 – Seguridad módulos FV; NMX-J-655-ANCE Desempeño y eficiencia (en desarrollo)

NMX-J-618/1-ANCE-2010 (IEC 61730-1) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 1: Requisitos generales para construcción.

NMX-J-618/2-ANCE-2011 (IEC 61730-2) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 2: Requisitos para pruebas.

NMX-J-618/3-ANCE-2011 (IEC 61646) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 3: Requisitos para módulos fotovoltaicos de película delgada- Calificación del diseño.

NMX-J-618/4-ANCE-2011 (IEC 61215) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 4: Requisitos para módulos fotovoltaicos de silicio cristalino-Calificación del diseño.

NMX-J-618/5-ANCE-2011 (IEC 61701) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 5: Método de prueba de corrosión por niebla salina en módulos fotovoltaicos.

NMX-J-618/6-ANCE-2011 (IEC 61345) – Evaluación de la seguridad en módulos fotovoltaicos (FV)-Parte 6: Método de prueba UV (ultravioleta) para módulos fotovoltaicos.

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NMX-J-655/1-ANCE-2011 (IEC 61853-1) – Desempeño y eficiencia en sistemas fotovoltaicos (FV)-Parte 1: Mediciones de desempeño para irradiancia, temperatura y energía en módulos fotovoltaicos.

NMX-J-655/2-ANCE-2011 (IEC 61683) – Desempeño y eficiencia en sistemas fotovoltaicos (FV)-Parte 2: Acondicionadores de energía- Procedimiento para la medición de la eficiencia.

NMX-J-655/3-ANCE-2011 (IEC 62509) – Desempeño y eficiencia en sistemas fotovoltaicos (FV)-Parte 3: Controladores de carga de baterías para sistemas fotovoltaicos-Desempeño y funcionamiento.

NMX-J-656-ANCE – Seguridad en dispositivos FV

NMX-J-653-ANCE-2011 (IEC 61427) – Celdas secundarias y baterías para sistemas de energía fotovoltaicos-Requisitos generales y métodos de prueba.

NMX-J-656/1-ANCE-2011 (IEC 62109-1) – Evaluación de la seguridad en dispositivos fotovoltaicos-Parte 1: Seguridad en equipos de conversión de energía para uso en sistemas FV-Requisitos generales.

NMX-J-656/2-ANCE-2011 (IEC 62109-2) – Evaluación de la seguridad en dispositivos fotovoltaicos-Parte 1: Seguridad en dispositivos inversores energía para uso en sistemas FV-Requisitos

particulares.

Asociación de Normalización y Certificación, A.C (ANCE).

Hipótesis:

Uno de los mejores lugares en la República Mexicana para instalar los paneles solaresfotovoltaicos es el puerto de Veracruz.

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CAPITULO 5

Tipos de investigación:

Los tipos de investigación que utilice son la investigación pura, investigación cualitativa, investigación no experimental, investigación documental.

Detallando en la investigación no experimental, se utiliza de sus diferentes tipos la investigación transversal o transeccionales.

CAPITULO 6

Estrategias metodológicas (Población y muestreo)

Procedimiento:

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El tema contiene términos que tal vez no se conozcan, el cual se investigaran los conceptos básicos para poder entender los objetivos y saber identificar qué elementos se necesitan, es decir, información acerca de los paneles solares fotovoltaicos y sobre el municipio del puerto de Veracruz.

Primero se buscara información acerca de los paneles solares fotovoltaicos ya sea en libros, páginas de internet puede ser directamente de una página de una industria que los provea o folletos, etc, sobre su funcionamiento, características, clasificación, ventajas y desventajas, así como sus condiciones de instalación y recomendaciones donde se pueda instalar para un mejor aprovechamiento.

Después se buscara información acerca del puerto de Veracruz de igual forma, acudiendo a los libros relacionados o páginas de internet, como su extensión territorial, condiciones climatológicas, temperatura, flora y fauna, tipo de suelo, etc. Buscando y colocando información importante y necesaria para la instalación del equipo fotovoltaico.

Entonces se procederá a la revisión de la información recolectada de este tema y se identificara los lugares candidatos mediante mapas, donde cumpla con los requisitos básicos de la instalación del equipo fotovoltaico, sea un lugar con extensión de terreno considerable, completamente en la intemperie sin ninguna sombra y con una superficie plana, como parte complementaria que este segura contra robos y cualquier daño que le pueda provocar a los equipos.

Elegido el lugar se visualizara el futuro daño que se provocará al instalar el equipo, cuidando de no deteriorar el medio ambiente o en su caso provocando el daño mínimo posible, incluyendo a terceros, es decir, a personas que vivan cerca y no dañen los alrededores de donde viven.

Teniendo todos estos datos se elige el equipo fotovoltaico apropiado para el lugar elegido.

CAPITULO 7

Cronograma de actividades y presupuesto de inversión:

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CRONOGRAMA

ACTIVIDADMESES (SEMANAS)

MARZO ABRIL MAYO JUNIO

Selección del tema

Planteamiento del problema

Introducción y justificación

Objetivos generales y específicos

Marco teórico

Hipótesis

Presentación completo del

trabajo

PRESUPUESTO DE LA INVERSION

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RUBROS PRECIO

Personal $20,000

Equipo(no incluye baterías)

$172,825

Material $7,000

Construcción $13,000

Terreno $60,000

TOTAL $272,825

Conclusión:

Mediante la información recolectada del municipio de Veracruz y acerca de los equipos fotovoltaicos, incluyendo la información de la asociación de ANCE (Asociación de Normalización y Certificación) se llegó a la conclusión de que Veracruz es un buen lugar para la instalación de estos equipos.

En realidad México es un territorio privilegiado en materia de energía solar, ya que recibimos al día promedios de radiación solar de 5 a 6 kW/m^2, lo que permite un mayor desempeño en los equipos e instalaciones y por tanto costos más bajos por kWh en la generación de electricidad. Con esto podemos decir que estos equipos pueden instalarse en cualquier parte de la República Mexicana pero habrá algunos lugares donde haya mejor aprovechamiento que en otros estados, Además de tener cuidado del impacto ambiental que se producirá haciendo el menor daño posible, así también como el cuidado de los equipos fotovoltaicos, como en el caso principal de Veracruz que es la corrosión de metales pero no es tan preocupante para estos equipos ya que la mayoría del material es anticorrosivo.

Bibliografía consultada

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