ENERGIA SOLAR

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Historia

La energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. Hoy en día, el calor y la luz del Sol pueden aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotoeléctricas, heliostatos o colectores solares, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que podrían ayudar a resolver algunos de los actuales problemas más urgentes que afrontan los seres vivos. Las diferentes tecnologías solares se pueden clasificar en pasivas o activas según como capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores solares térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.

En 2011, la Agencia Internacional de la Energía afirmó que «El desarrollo de tecnologías solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aún más importante, independientemente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subida excesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas de forma correcta y ampliamente difundidas».

Soluciones





Alumbrados Autonomos

Principio de funcionamiento

Los módulos fotovoltaicos convierten directamente la luz solar en energía eléctrica de corriente continua. Esta energía es almacenada en baterías de plomo ácido, de electrolito líquido sin mantenimiento. A pedido del usuario y para ciertas zonas geográficas, las baterías pueden ser de otro tipo. La tensión nominal de operación es de 24 volts. Las baterías van alojadas en un contenedor que, según los casos, van montados en la parte superior de la columna, al pie de la misma o enterrados. Las lámparas están formadas por el número adecuado de leds de bajo consumo de energía y una vida superior a las 50.000 horas. Un dispositivo electrónico controla la carga de las baterías, protegiéndolas al impedir su sobrecarga y sobre descarga. El mismo dispositivo enciendo y apaga automáticamente la luminaria.

Cuando es aconsejable la instalación de sistemas de alumbrado autónomos?

Las lámparas solares autónomos son sistemas autosuficientes que convierten la luz del sol en electricidad durante el día, la almacenan en baterías, y la utilizan para alumbrar durante la noche.Se sugiere instalar los sistemas de alumbrado autónomos cuando:

  • *Falta de suministro de energía eléctrica, en zonas Sin acceso a red: Lugares donde no existe la red de distribución eléctrica y/o los mantenimientos son costosos.
    *Altos costos de instalación del sistema de alumbrado: Lugares donde el zanjado y la rotura de pavimentos no es deseable o es muy costoso.
    *Inseguridad: Lugares donde el robo de cables de cobre es frecuente.
    *Ecológicos: Lugares donde se desea mostrar el empleo de energías renovable


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    Generadores Autonomos

    Energia Solar Fotovoltaica

    La energía solar fotovoltaica es una fuente de energia que produce electricidad de origen renovable,1 obtenida directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica,2 o bien mediante una deposición de metales sobre un sustrato denominada célula solar de película fina.3Este tipo de energía se usa principalmente para producir electricidad a gran escala a través de redes de distribución, aunque también permite alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autónomos, así como abastecer refugios de montaña o viviendas aisladas de la red eléctrica. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.4 5 Comenzaron a producirse en masa a partir del año 2000, cuando medioambientalistas alemanes y la organización Eurosolar obtuvo financiación para la creación de diez millones de tejados solares.6 Programas de incentivos económicos, primero, y posteriormente sistemas de autoconsumo fotovoltaico y balance neto sin subsidios,7 han apoyado la instalación de la fotovoltaica en un gran número de países.8 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. A finales de 2018 la potencia total instalada en todo el mundo alcanzó los 500 GW de potencia fotovoltaica, y solo en 2018 se instalaron 100 GW.9. La energía fotovoltaica no emite ningún tipo de polución durante su funcionamiento, contribuyendo a evitar la emisión de gases de efecto invernadero.1 Su principal desventaja consiste en que su producción depende de la radiación solar, por lo que si la célula no se encuentra alineada perpendicularmente al Sol se pierde entre un 10-25 % de la energía incidente. Debido a ello, en las plantas de conexión a red se ha popularizado el uso de seguidores solares para maximizar la producción de energía.11 La producción se ve afectada asimismo por las condiciones meteorológicas adversas, como la falta de sol, nubes o la suciedad que se deposita sobre los paneles.1213 Esto implica que para garantizar el suministro eléctrico es necesario complementar esta energía con otras fuefuentes de energía gestionables como las centrales basadas en la quema de combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica o la energía nuclear.


    Principio de funcionamiento

    Cuando un semiconductor dopado se expone a radiación electromagnética, se desprende del mismo un fotón, que golpea a un electrón y lo arranca, creando un hueco en el átomo. Normalmente, el electrón encuentra rápidamente otro hueco para volver a llenarlo, y la energía proporcionada por el fotón, por tanto, se disipa en forma de calor. El principio de una célula fotovoltaica es obligar a los electrones y a los huecos a avanzar hacia el lado opuesto del material en lugar de simplemente recombinarse en él: así, se producirá una diferencia de potencial, y por lo tanto, tensión entre las dos partes del material, como ocurre en una pila. Existirá así durante toda la vida de la unión, una carga positiva en la región n a lo largo de la unión (porque faltan electrones) y una carga negativa en la región en p a lo largo de la unión (porque los huecos han desaparecido); el conjunto forma la «Zona de Carga de Espacio» (ZCE) y existe un campo eléctrico entre las dos, de n hacia p. Este campo eléctrico hace de la ZCE un diodo, que sólo permite el flujo de corriente en una dirección: los electrones pueden moverse de la región p a la n, pero no en la dirección opuesta y por el contrario los huecos no pasan más que de n hacia p.En funcionamiento, cuando un fotón arranca un electrón a la matriz, creando un electrón libre y un hueco, bajo el efecto de este campo eléctrico cada uno va en dirección opuesta: los electrones se acumulan en la región n (para convertirse en polo negativo), mientras que los huecos se acumulan en la región dopada p (que se convierte en el polo positivo). Este fenómeno es más eficaz en la ZCE, donde casi no hay portadores de carga (electrones o huecos), ya que son anulados, o en la cercanía inmediata a la ZCE: cuando un fotón crea un par electrón-hueco, se separaron y es improbable que encuentren a su opuesto, pero si la creación tiene lugar en un sitio más alejado de la unión, el electrón (convertido en hueco) mantiene una gran oportunidad para recombinarse antes de llegar a la zona n. Pero la ZCE es necesariamente muy delgada, así que no es útil dar un gran espesor a la célula.nota 4 Efectivamente, el grosor de la capa n es muy pequeño, ya que esta capa sólo se necesita básicamente para crear la ZCE que hace funcionar la célula. En cambio, el grosor de la capa p es mayor: depende de un compromiso entre la necesidad de minimizar las recombinaciones electrón-hueco, y por el contrario permitir la captación del mayor número de fotones posible, para lo que se requiere cierto mínimo espesor.En resumen, una célula fotovoltaica es el equivalente de un generador de energía a la que se ha añadido un diodo. Para lograr una célula solar práctica, además es preciso añadir contactos eléctricos (que permitan extraer la energía generada), una capa que proteja la célula pero deje pasar la luz, una capa antireflectante para garantizar la correcta absorción de los fotones, y otros elementos que aumenten la eficiencia de la misma.


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    Conectados a la Red

    En los últimos años y por distintos motivos (contaminación ambiental, empleo de energías limpias. etc.) se ha popularizado en muchos países el empleo de estos generadores para suministrar energía eléctrica en corriente alterna, y que trabajan en paralelo con la red de distribución, a viviendas unifamiliares, negocios, edificios comerciales e industriales. Para esta aplicación, la corriente eléctrica continua entregada por el generador solar es transformada en corriente eléctrica alterna (por ejemplo 220V – 50 Hz) por medio de equipos inversores de onda senoidal pura, de alta eficiencia de conversión (superior al 95 % y de gran confiabilidad). El Inversor inteligente entre automáticamente en sincronismo (tensión y frecuencia) con la red eléctrica a la cual se conecta. El inversor monitorea permanentemente el estado de suministro eléctrico por parte de la red. En caso de falta del mismo, el inversor desconecta por seguridad los paneles solares, anulando el aporte solar de energía eléctrica.


    En que Consiste?

    Un Sistema Fotovoltaico Conectado a la Red (SFCR) consiste básicamente en un generador fotovoltaico acoplado a un inversor que opera en paralelo con la red eléctrica convencional. El concepto de SFCR es compatible con un amplio margen de aplicaciones las cuales pueden ir desde centrales de varios megavatios hasta pequeños sistemas de unos cuantos kilovatios. En nuestro caso estamos centrados en sistemas pequeños y medianos, tales como los que pueden incorporarse en un edificio (Edificios Fotovoltaicos Conectados a la Red,EFCR). El carácter intrínsecamente modular de la tecnología fotovoltaica permite, al contrario que en la mayoría de las fuentes de energía convencionales, un costo unitario relativamente independiente del tamaño de la instalación; por ello los pequeños sistemas presentan un gran interés (producción de energía descentralizada u autosuficiencia del usuario o consumidor).

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