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CELDAS FOTOVOLTAICAS CELDAS FOTOVOLTAICAS

Celdas fotovoltaica

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Energía Solar Y Ahorro De Energía.

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CELDAS CELDAS FOTOVOLTAICASFOTOVOLTAICAS

¿QUE ES UNA ¿QUE ES UNA FOTOVOLTAICA?FOTOVOLTAICA?

DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR SENSIBLE A LUZ, EL DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR SENSIBLE A LUZ, EL CUAL SE PUEDE CONSIDERAR UN VERDADERO FOTO CUAL SE PUEDE CONSIDERAR UN VERDADERO FOTO GENERADOR, PUES DESARROLLA UN POTENCIAL GENERADOR, PUES DESARROLLA UN POTENCIAL ELÉCTRICO AL SER ACTIVADO POR LA LUZ. ESTE ELÉCTRICO AL SER ACTIVADO POR LA LUZ. ESTE COMPORTAMIENTO TAMBIÉN SE MANIFIESTA EN LA COMPORTAMIENTO TAMBIÉN SE MANIFIESTA EN LA CELDA SOLAR.CELDA SOLAR.

ANTECEDENTESANTECEDENTES

EL FENÓMENO FOTOVOLTAICO FUE DESCUBIERTO EN 1839 Y LAS PRIMERAS CELDAS SOLARES DE SELENIO FUERON DESARROLLADAS EN 1880. SIN EMBARGO, NO FUE SINO HASTA 1950 QUE SE DESARROLLARON LAS CELDAS DE SILICIOMONOCRISTALINO QUE ACTUALMENTE DOMINAN LA INDUSTRIA FOTOVOLTAICA. LAS PRIMERAS CELDAS DE ESTE TIPO TENÍAN UNA EFICIENCIA DE CONVERSIÓN DE SOLO 1%; YA PARA 1954 SE HABÍA LOGRADO INCREMENTAR LA EFICIENCIA AL 6% EN CONDICIONES NORMALES DE OPERACIÓN, MIENTRAS EN EL LABORATORIO SE LOGRARON EFICIENCIAS CERCANAS A 15%. LAS PRIMERAS APLICACIONES PRÁCTICAS SE HICIERON EN SATÉLITES ARTIFICIALES. EN1958 FUERON UTILIZADAS PARA ENERGIZAR EL TRANSMISOR DE RESPALDO DEL VAGUARD 1, CON UNA POTENCIA DE CINCO MILIWATTS.

IMPACTO AMBIENTAL Clima:La generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no

requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.

Geología:Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la

arena, muy abundante en la Naturaleza y del que no se requieren cantidades significativas. Por lo tanto, en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las características litológicas, topográficas o estructurales del terreno.

Suelo:Al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra,

la incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es nula. Aguas superficiales y subterráneas: No se produce alteración de los acuíferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos.

Flora y fauna:La repercusión sobre la vegetación es nula, y, al

eliminarse los tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.

Paisaje:Los paneles solares tienen distintas posibilidades de

integración, lo que hace que sean un elemento fácil de integrar y armonizar en diferentes tipos de estructuras, minimizando su impacto visual. Además, al tratarse de sistemas autónomos, no se altera el paisaje con postes y líneas eléctricas.

EFECTO FOTOVOLTAICOEFECTO FOTOVOLTAICO

EL EFECTO FOTOELÉCTRICO O EL EFECTO FOTOELÉCTRICO O FOTOVOLTAICO CONSISTE EN LA FOTOVOLTAICO CONSISTE EN LA CONVERSIÓN DE LUZ EN ELECTRICIDAD. ESTE CONVERSIÓN DE LUZ EN ELECTRICIDAD. ESTE PROCESO SE CONSIGUE CON ALGUNOS PROCESO SE CONSIGUE CON ALGUNOS MATERIALES QUE TIENEN LA PROPIEDAD DE MATERIALES QUE TIENEN LA PROPIEDAD DE ABSORBER FOTONES Y EMITIR ELECTRONES. ABSORBER FOTONES Y EMITIR ELECTRONES. CUANDO LOS ELECTRONES LIBRES SON CUANDO LOS ELECTRONES LIBRES SON CAPTURADOS, SE PRODUCE UNA CORRIENTE CAPTURADOS, SE PRODUCE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA QUE PUEDE SER UTILIZADA COMO ELÉCTRICA QUE PUEDE SER UTILIZADA COMO ELECTRICIDAD.ELECTRICIDAD.

FUNCIÓN DE LAS CELDASFUNCIÓN DE LAS CELDAS

ESTOS ELEMENTOS ESTOS ELEMENTOS PRODUCEN ELECTRICIDAD AL PRODUCEN ELECTRICIDAD AL INCIDIR LA LUZ SOBRE SU INCIDIR LA LUZ SOBRE SU SUPERFICIE TOMANDO EN SUPERFICIE TOMANDO EN CUENTA EL EFECTO CUENTA EL EFECTO FOTOVOLTAICO. LA FUENTE FOTOVOLTAICO. LA FUENTE DE LUZ UTILIZADA DE LUZ UTILIZADA GENERALMENTE ES EL SOL,. GENERALMENTE ES EL SOL,. ESTAS SON CONOCIDAS ESTAS SON CONOCIDAS TAMBIÉN COMO BATERÍAS TAMBIÉN COMO BATERÍAS SOLARES, FOTOPILAS.SOLARES, FOTOPILAS.

DE QUE MATERIAL SON DE QUE MATERIAL SON

ESTÁN CONSTRUIDAS DE SILICIO YA QUE POR EL HECHO DE QUE ES UN SEMICONDUCTOR (CUYA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA PUEDE SER MANIPULADA) ESTE ELEMENTO QUÍMICO SE ENCUENTRA EN TODO EL MUNDO BAJO LA FORMA DE ARENA, QUE ES DIÓXIDO DE SILICIO (SIO2), TAMBIÉN LLAMADO CUARCITA.

PROCESO DE FABRICACIÓN

Primera Fase: Obtención Del Silicio.

Segunda Fase: Cristalización

Tercera Fase: Obtención De Obleas

Cuarta Fase: Fabricación De La Célula Y Los MÓDULOS

Tipos de Células.

EL PANEL FOTOVOLTAICOEL PANEL FOTOVOLTAICO

BATERÍASBATERÍAS

En las instalaciones fotovoltaicas lo más habitual es utilizar un conjunto de baterías asociadas enserie o paralelo para almacenar la energía eléctrica generada durante las horas de radiación, para su utilización posterior en los momentos de baja o nula insolación.

COMPONENTES DE LOS SISTEMAS COMPONENTES DE LOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOSFOTOVOLTAICOS

COMO FUNCIONANCOMO FUNCIONAN

1.1. CUANDO UN NÚMERO SUFICIENTE DE CUANDO UN NÚMERO SUFICIENTE DE FOTONES IMPACTA EN UNA PLACA FOTONES IMPACTA EN UNA PLACA SEMICONDUCTORA, COMO EL SEMICONDUCTORA, COMO EL SILICIO, PUEDEN SER ABSORBIDOS SILICIO, PUEDEN SER ABSORBIDOS POR LOS ELECTRONES QUE SE POR LOS ELECTRONES QUE SE ENCUENTRAN EN LA SUPERFICIE DE ENCUENTRAN EN LA SUPERFICIE DE ÉSTAÉSTA

2. La absorción de energía adicional permite a los electrones (cargados negativamente) liberarse de sus átomos. Los electrones se empiezan a mover y el espacio que dejan libre lo ocupa otro electrón de una parte más profunda del semiconductor

COMO FUNCIONAN

3. 3. COMO RESULTADO, UNA COMO RESULTADO, UNA PARTE DE LA LÁMINA TIENE PARTE DE LA LÁMINA TIENE UNA MAYOR UNA MAYOR CONCENTRACIÓN DE CONCENTRACIÓN DE ELECTRONES QUE LA OTRA, ELECTRONES QUE LA OTRA, LO QUE ORIGINA VOLTAJE LO QUE ORIGINA VOLTAJE ENTRE AMBOS LADOS. AL ENTRE AMBOS LADOS. AL UNIR AMBOS LADOS CON UN UNIR AMBOS LADOS CON UN CABLE ELÉCTRICO SE CABLE ELÉCTRICO SE PERMITE QUE LOS PERMITE QUE LOS ELECTRONES FLUYAN DE UN ELECTRONES FLUYAN DE UN LADO AL OTRO DE LA LADO AL OTRO DE LA LÁMINA, LO QUE SE CONOCE LÁMINA, LO QUE SE CONOCE COMO CORRIENTE COMO CORRIENTE ELÉCTRICA.ELÉCTRICA.

COMO FUNCIONAN

VENTAJASVENTAJAS

Las celdas solares son confiables y silenciosas, no tienen partes móviles y duran 30 años o más si se las recubre con vidrio o plástico. 

Pueden ser instaladas rápida y fácilmente, necesitan poco mantenimiento. 

No producen dióxido de carbono durante su uso y la contaminación de agua y aire durante su operación es baja y la contaminación de aire durante su manufactura también.

A pesar de que el día esté nublado no dejaras de producir energía ya que las células generan electricidad a partir de la radiación solar no la del calor. 

DESVENTAJASDESVENTAJAS

Los costos actuales de las celdas fotovoltaicas son elevados.

Los grandes proyectos de generación de energía solar a escala comercial pueden requerir grandes cantidades de tierra.

En algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energía permanente.

INSTALACIÓN DE CELDAINSTALACIÓN DE CELDAPASO 1PASO 1

DECIDE CUÁNTA POTENCIA NECESITAS. DECIDE CUÁNTA POTENCIA NECESITAS. PARA HACERLO, DETERMINA QUÉ PARA HACERLO, DETERMINA QUÉ DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS TE GUSTARÍA DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS TE GUSTARÍA HACER, Y LUEGO AVERIGUA CUÁNTA HACER, Y LUEGO AVERIGUA CUÁNTA POTENCIA USARÁN. LA MAYORÍA DE LOS POTENCIA USARÁN. LA MAYORÍA DE LOS DISPOSITIVOS TIENEN UNA POTENCIA DISPOSITIVOS TIENEN UNA POTENCIA NOMINAL, LA QUE DEBE MULTIPLICARSE NOMINAL, LA QUE DEBE MULTIPLICARSE POR LA CANTIDAD DE HORAS DE USO PARA POR LA CANTIDAD DE HORAS DE USO PARA OBTENER LOS VATIOS POR HORA (WH), UNA OBTENER LOS VATIOS POR HORA (WH), UNA UNIDAD DE CONSUMO ELÉCTRICOUNIDAD DE CONSUMO ELÉCTRICO

PASO 2PASO 2

DETERMINA CUANTA LUZ SOLAR SIN DETERMINA CUANTA LUZ SOLAR SIN OBSTRUCCIÓN SE RECIBE EN EL LUGAR EN EL OBSTRUCCIÓN SE RECIBE EN EL LUGAR EN EL QUE PLANEAS INSTALAR LOS PANELES QUE PLANEAS INSTALAR LOS PANELES SOLARES. SIN OBSTRUCCIÓN SIGNIFICA, SOLARES. SIN OBSTRUCCIÓN SIGNIFICA, LITERALMENTE, QUE NO HAYA SOMBRAS.LITERALMENTE, QUE NO HAYA SOMBRAS.

PASO 3PASO 3

DIVIDE EL CONSUMO TOTAL DE ENERGÍA DEL PASO 1 POR LA DIVIDE EL CONSUMO TOTAL DE ENERGÍA DEL PASO 1 POR LA CANTIDAD DE HORAS QUE OBTUVISTE EN EL PASO 2. SI CANTIDAD DE HORAS QUE OBTUVISTE EN EL PASO 2. SI DECIDES QUE NECESITAS 600 WH, Y OBTIENES 6 HORAS DE LUZ DECIDES QUE NECESITAS 600 WH, Y OBTIENES 6 HORAS DE LUZ SOLAR, ESO SERÍA 600 WH / 6 H = 100 W. ÉSTA ES LA CANTIDAD SOLAR, ESO SERÍA 600 WH / 6 H = 100 W. ÉSTA ES LA CANTIDAD DE POTENCIA QUE NECESITAS GENERAR POR HORA DE LUZ DE POTENCIA QUE NECESITAS GENERAR POR HORA DE LUZ SOLAR PARA SATISFACER TUS NECESIDADES. PARA ESTAR SOLAR PARA SATISFACER TUS NECESIDADES. PARA ESTAR SEGURO, MULTIPLICA ESE VALOR AL MENOS POR 2. ESTO ES SEGURO, MULTIPLICA ESE VALOR AL MENOS POR 2. ESTO ES PARA TENER EN CUENTA QUE LOS PANELES SOLARES SÓLO PARA TENER EN CUENTA QUE LOS PANELES SOLARES SÓLO GENERAN LA POTENCIA NOMINAL CUANDO APUNTAN GENERAN LA POTENCIA NOMINAL CUANDO APUNTAN DIRECTAMENTE AL SOLDIRECTAMENTE AL SOL

PASO 4PASO 4

COMPRA LOS PANELES SOLARES. EN TÉRMINOS COMPRA LOS PANELES SOLARES. EN TÉRMINOS GENERALES, HAY TRES TIPOS DE PANELES SOLARES GENERALES, HAY TRES TIPOS DE PANELES SOLARES (ESTRICTAMENTE HABLANDO, CELDAS FOTOVOLTAICAS): (ESTRICTAMENTE HABLANDO, CELDAS FOTOVOLTAICAS): SILICIO AMORFO, POLICRISTALINO Y MONOCRISTALINO. SILICIO AMORFO, POLICRISTALINO Y MONOCRISTALINO. LOS PANELES DE SILICIO AMORFO SON RELATIVAMENTE LOS PANELES DE SILICIO AMORFO SON RELATIVAMENTE BARATOS Y SE VEN RELATIVAMENTE POCO AFECTADOS BARATOS Y SE VEN RELATIVAMENTE POCO AFECTADOS POR PEQUEÑAS SOMBRAS, PERO SON MUY POR PEQUEÑAS SOMBRAS, PERO SON MUY INEFICIENTES EN TÉRMINOS DE ESPACIO (DADA LA INEFICIENTES EN TÉRMINOS DE ESPACIO (DADA LA MISMA POTENCIA NOMINAL, LOS PANELES DE SILICIO MISMA POTENCIA NOMINAL, LOS PANELES DE SILICIO AMORFO SON MÁS GRANDES Y PESADOS).AMORFO SON MÁS GRANDES Y PESADOS).

PASO 4PASO 4

LOS PANELES POLICRISTALINOS SON MÁS EFICIENTES LOS PANELES POLICRISTALINOS SON MÁS EFICIENTES Y BARATOS QUE LOS MONOCRISTALINOS, PERO Y BARATOS QUE LOS MONOCRISTALINOS, PERO TAMBIÉN MENOS EFICIENTES. LOS PANELES TAMBIÉN MENOS EFICIENTES. LOS PANELES MONOCRISTALINOS SON LOS MÁS EFICIENTES, PERO MONOCRISTALINOS SON LOS MÁS EFICIENTES, PERO TAMBIÉN LOS MÁS COSTOSOS. LA SALIDA DE LOS TAMBIÉN LOS MÁS COSTOSOS. LA SALIDA DE LOS PANELES MONOCRISTALINOS Y POLICRISTALINOS PANELES MONOCRISTALINOS Y POLICRISTALINOS PUEDEN REDUCIRSE A LA MITAD O MENOS POR UNA PUEDEN REDUCIRSE A LA MITAD O MENOS POR UNA PEQUEÑA SOMBRA, DEBIDO A LA FORMA EN LA QUE PEQUEÑA SOMBRA, DEBIDO A LA FORMA EN LA QUE ESTÁN CONECTADAS LAS CELDAS INDIVIDUALESESTÁN CONECTADAS LAS CELDAS INDIVIDUALES

PASO 5PASO 5

CALCULA LA CANTIDAD DE CAPACIDAD QUE CALCULA LA CANTIDAD DE CAPACIDAD QUE NECESITARÁS PARA LA BATERÍA.NECESITARÁS PARA LA BATERÍA. PARA HACERLO,  PARA HACERLO, TOMA EL CONSUMO DE ENERGÍA ESTIMADO EN EL TOMA EL CONSUMO DE ENERGÍA ESTIMADO EN EL PASO 1 Y DUPLÍCALO (YA QUE DEBE PASO 1 Y DUPLÍCALO (YA QUE DEBE CONSIDERARSE UTILIZABLE SÓLO LA MITAD DE LA CONSIDERARSE UTILIZABLE SÓLO LA MITAD DE LA CAPACIDAD DE LA BATERÍA, PARA EVITAR QUE SE CAPACIDAD DE LA BATERÍA, PARA EVITAR QUE SE DESCARGUE DE MÁS). LUEGO MULTIPLÍCALO POR DESCARGUE DE MÁS). LUEGO MULTIPLÍCALO POR LA CANTIDAD DE DÍAS DE RESERVA QUE DESEES.LA CANTIDAD DE DÍAS DE RESERVA QUE DESEES.

PASO 6PASO 6

COMPRA LAS BATERÍAS.COMPRA LAS BATERÍAS. AUNQUE LAS BATERÍAS  AUNQUE LAS BATERÍAS COMUNES PARA AUTOMÓVILES SIRVEN (POR UN COMUNES PARA AUTOMÓVILES SIRVEN (POR UN TIEMPO), LO MEJOR ES USAR TIEMPO), LO MEJOR ES USAR BATERÍAS DE CICLO BATERÍAS DE CICLO PROFUNDOPROFUNDO, QUE SUELEN COMERCIALIZARSE PARA , QUE SUELEN COMERCIALIZARSE PARA SU USO EN CASAS RODANTES Y BOTES. ALGUNAS SU USO EN CASAS RODANTES Y BOTES. ALGUNAS PERSONAS PREFIEREN LAS BATERÍAS DE 6 V DE LOS PERSONAS PREFIEREN LAS BATERÍAS DE 6 V DE LOS CARRITOS DE GOLF, DISEÑADAS PARA SOPORTAR CARRITOS DE GOLF, DISEÑADAS PARA SOPORTAR DESCARGAS PROFUNDAS REPETIDAS. SI USAS DESCARGAS PROFUNDAS REPETIDAS. SI USAS BATERÍAS DE 6 V, CONECTA DE A DOS EN SERIE (EL BATERÍAS DE 6 V, CONECTA DE A DOS EN SERIE (EL TERMINAL POSITIVO DE UNO SE CONECTA AL TERMINAL POSITIVO DE UNO SE CONECTA AL TERMINAL NEGATIVO DEL OTRO), LUEGO CONECTA TERMINAL NEGATIVO DEL OTRO), LUEGO CONECTA ESOS PARES EN PARALELO (EL TERMINAL POSITIVO ESOS PARES EN PARALELO (EL TERMINAL POSITIVO DE UN PAR CON EL POSITIVO DEL OTRO PAR, Y DE UN PAR CON EL POSITIVO DEL OTRO PAR, Y NEGATIVO CON NEGATIVO).NEGATIVO CON NEGATIVO).

PASO 7PASO 7

COMPRA UN CONTROLADOR DE CARGA COMPRA UN CONTROLADOR DE CARGA SI CONECTAS LOS SI CONECTAS LOS PANELES SOLARE DIRECTAMENTE A LAS BATERÍAS, ÉSTAS SE PANELES SOLARE DIRECTAMENTE A LAS BATERÍAS, ÉSTAS SE CARGARÁN POR UN TIEMPO, PERO PODRÍAN ARRUINARSE CARGARÁN POR UN TIEMPO, PERO PODRÍAN ARRUINARSE RÁPIDAMENTE. EL CONTROLADOR DE CARGA QUE TENGAS TIENE RÁPIDAMENTE. EL CONTROLADOR DE CARGA QUE TENGAS TIENE QUE SOPORTAR LA CANTIDAD DE CORRIENTE QUE PRODUCEN QUE SOPORTAR LA CANTIDAD DE CORRIENTE QUE PRODUCEN LOS PANELES SOLARES.LOS PANELES SOLARES.

PASO 8PASO 8

SI PLANEAS ALIMENTAR ARTEFACTOS CON CORRIENTE SI PLANEAS ALIMENTAR ARTEFACTOS CON CORRIENTE ALTERNA (COMO LOS QUE SE ENCHUFAN A LA PARED), ALTERNA (COMO LOS QUE SE ENCHUFAN A LA PARED), TAMBIÉN NECESITARÁS UN INVERSOR TAMBIÉN NECESITARÁS UN INVERSOR

BIBLIOGRAFÍA.BIBLIOGRAFÍA.

CASTELLANOS, C. (2009). ENERGÍA SOLAR: UNA SOLUCIÓN LIMPIA Y FIABLE DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA. QUITO ECUADOR ESCUELA: POLITÉCNICA NACIONAL.

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SECRETARÍA DE ENERGÍA. (2007). PROSPECTIVA DE SECTOR ELÉCTRICO 2006-2015. MÉXICO D.F.: SENER.