PROFR. M. en Arq. FRANCISCO AMANTE VILLASEÑOR

PRESENTAN: EQUIPO # 5

CRUZ FARÍAS JESSICA RAQUEL

GUÍA VELAZQUEZ MARISOL

JIMÉNEZ GONZÁLEZ NERINA JULIETA

LICEA MARTÍNEZ LUDIVINA

SANTIBÁÑEZ BENÍTEZ IVETT

TAMAYO GARIBAY ANDREA CARMEN

GARCÍA GARCILAZO WILFRIDOMAYO 2006

SECCIÓN 03

IV SEMESTRE

CELDAS FOTOVOLTAICASCELDAS FOTOVOLTAICAS

CONTENIDOCONTENIDO

IntroducciónIntroducción ¿Qué es un Sistema de Generación Eléctrica ¿Qué es un Sistema de Generación Eléctrica

Solar?Solar? Celdas fotovoltaicasCeldas fotovoltaicas Cómo Trabaja la Energía SolarCómo Trabaja la Energía Solar Principales aplicacionesPrincipales aplicaciones Ventajas fundamentalesVentajas fundamentales Desarrollos y aplicaciones actualesDesarrollos y aplicaciones actuales

El medio rural aparece como el mejor El medio rural aparece como el mejor escenario para implementar el uso de fuentes escenario para implementar el uso de fuentes de energía renovable. Las energías renovables de energía renovable. Las energías renovables (solar térmica, solar fotovoltaica, eólica, (solar térmica, solar fotovoltaica, eólica, minihidráulica, biomasa) también llamadas minihidráulica, biomasa) también llamadas energías limpias, utilizan todas ellas, directa o energías limpias, utilizan todas ellas, directa o indirectamente, la energía del sol. indirectamente, la energía del sol.

INTRODUCIÓN

Porcentaje de contribución en abastecimiento Porcentaje de contribución en abastecimiento ruralrural

¿Qué es un Sistema de Generación ¿Qué es un Sistema de Generación Eléctrica Solar? Eléctrica Solar?

Es una fuente de energía que a través de la utilización Es una fuente de energía que a través de la utilización de celdas fotovoltaicas convierte en forma directa la de celdas fotovoltaicas convierte en forma directa la energía lumínica en electricidad. El primero en notar energía lumínica en electricidad. El primero en notar el efecto fotoeléctrico fue el físico francés Edmundo el efecto fotoeléctrico fue el físico francés Edmundo Bequerel, en 1839. Bequerel, en 1839.

Celdas fotovoltaicasCeldas fotovoltaicas

Fotovoltaica es la conversión directa de luz en Fotovoltaica es la conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico. Algunos electricidad a nivel atómico. Algunos materiales presentan una propiedad conocida materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que hace que como efecto fotoeléctrico que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.puede ser utilizada como electricidad.

Cómo Trabaja la Energía SolarCómo Trabaja la Energía Solar

La celdas solares o fotovoltaicas funcionan bajo el La celdas solares o fotovoltaicas funcionan bajo el principio de que la electricidad circulará entre dos principio de que la electricidad circulará entre dos semiconductores disímiles al ponerlos en contacto semiconductores disímiles al ponerlos en contacto uno con el otro y ser expuestos a la luz. Un conjunto uno con el otro y ser expuestos a la luz. Un conjunto de dos o más unidades de celdas fotovoltaicas de de dos o más unidades de celdas fotovoltaicas de iguales características constituyen un iguales características constituyen un módulo módulo fotovoltaicofotovoltaico..

El diagrama ilustra la operación de una celda El diagrama ilustra la operación de una celda

fotovoltaica, llamada también celda solar.fotovoltaica, llamada también celda solar.

Varios módulos pueden ser Varios módulos pueden ser conectados unos con otros conectados unos con otros para formar un arreglo. Los para formar un arreglo. Los módulos y arreglos módulos y arreglos fotovoltaicos producen fotovoltaicos producen corriente directa. Estos corriente directa. Estos arreglos pueden ser arreglos pueden ser conectados tanto en serie conectados tanto en serie como en paralelo para como en paralelo para producir cualquier cantidad producir cualquier cantidad de voltaje o corriente que se de voltaje o corriente que se requiera.requiera.

Principales aplicaciones:Principales aplicaciones:

Generalmente es utilizado en zonas aisladas de la red de Generalmente es utilizado en zonas aisladas de la red de distribución eléctrica convencional, pudiendo trabajar distribución eléctrica convencional, pudiendo trabajar en forma independiente o combinada con sistemas de en forma independiente o combinada con sistemas de generación eléctrica convencional. Sus principales generación eléctrica convencional. Sus principales aplicaciones son: aplicaciones son:

Electrificación de inmuebles rurales: luz, TV, Electrificación de inmuebles rurales: luz, TV, telefonía, comunicaciones, bombas de agua telefonía, comunicaciones, bombas de agua

Electrificación de cercas Electrificación de cercas Alumbrado exterior Alumbrado exterior Balizado y Señalización Balizado y Señalización Protección catódica Protección catódica Náutica, Casas Rodantes, etc.Náutica, Casas Rodantes, etc.

Ventajas fundamentales: Ventajas fundamentales:

- No consume combustible - No consume combustible - No produce contaminación ambiental - No produce contaminación ambiental - Es silencioso - Es silencioso - Tiene una vida útil superior a 20 años - Tiene una vida útil superior a 20 años - Es resistente a condiciones climáticas extremas: - Es resistente a condiciones climáticas extremas:

(granizo, viento, temperatura y humedad) (granizo, viento, temperatura y humedad) - No posee partes mecánicas, por lo tanto no requiere - No posee partes mecánicas, por lo tanto no requiere

mantenimiento, excepto limpieza del módulo mantenimiento, excepto limpieza del módulo fotovoltaico fotovoltaico

- Permite aumentar la potencia instalada mediante la - Permite aumentar la potencia instalada mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.incorporación de nuevos módulos fotovoltaicos.

Desarrollos y aplicaciones actualesDesarrollos y aplicaciones actuales..

Proyecto: Electrificación Fotovoltaica de Proyecto: Electrificación Fotovoltaica de Albergues Escolares Albergues Escolares 

Institución Ejecutora:CAPFCE, TSA Institución Ejecutora:CAPFCE, TSA  Lugar y Fecha de Instalación o Ejecución Othón P. Lugar y Fecha de Instalación o Ejecución Othón P.

Blanco, Quintana Roo, Abril-Mayo de 1993 Blanco, Quintana Roo, Abril-Mayo de 1993  Descripción Técnica:Sistema de 1 KW a base de Descripción Técnica:Sistema de 1 KW a base de

paneles fotovoltaicos con aplicaciones en corriente paneles fotovoltaicos con aplicaciones en corriente directa: 24 lámparas de 9W, 12 lámparas de 20W, 2 directa: 24 lámparas de 9W, 12 lámparas de 20W, 2 luminarios VSBP de 35 W, bomba de agua de 1/4 luminarios VSBP de 35 W, bomba de agua de 1/4 HP, 12 contactos CD/CD, 1 refrigerador de 12 pies HP, 12 contactos CD/CD, 1 refrigerador de 12 pies cúbicos. Tiempo y estado de operación desde 1993 en cúbicos. Tiempo y estado de operación desde 1993 en operación continua.operación continua.

Tecnología extranjera con desarrollo de componentes Tecnología extranjera con desarrollo de componentes nacionales. nacionales. 

Proyecto: Plantas Solares Fotovoltaicas Proyecto: Plantas Solares Fotovoltaicas 

Institución Ejecutora:CFE, Gobiernos de los Estados, Institución Ejecutora:CFE, Gobiernos de los Estados, Condumex, Entec, TSA Condumex, Entec, TSA 

Lugar y Fecha de Instalación o Ejecución Diversas Lugar y Fecha de Instalación o Ejecución Diversas localidades de la república mexicanalocalidades de la república mexicana

Descripción Técnica:Sistema unifamiliar de Descripción Técnica:Sistema unifamiliar de electrificación rural compuesto por un módulo solar electrificación rural compuesto por un módulo solar mono o policristalino de 48 a 75 watts, controlador de mono o policristalino de 48 a 75 watts, controlador de carga, centro de carga, batería plomo-ácido de 100 carga, centro de carga, batería plomo-ácido de 100 Amp-hr, contacto CD/CD con selector de voltaje y de Amp-hr, contacto CD/CD con selector de voltaje y de tres a 4 lámparas fluorescentes compactas. El sistema tres a 4 lámparas fluorescentes compactas. El sistema proporciona cerca de 5 horas diarias de iluminación a proporciona cerca de 5 horas diarias de iluminación a plena carga.plena carga.

Tiempo y estado de operación: En operación Tiempo y estado de operación: En operación continua. continua. 

Se han instalado en el territorio nacional cerca de Se han instalado en el territorio nacional cerca de 35,000 sistemas fotovoltaicos unifamiliares de 50 a 35,000 sistemas fotovoltaicos unifamiliares de 50 a 75 watts de capacidad para electrificación doméstica 75 watts de capacidad para electrificación doméstica rural. Principalmente se han utilizado para rural. Principalmente se han utilizado para iluminación, TV y radiograbadoras. La normatividad iluminación, TV y radiograbadoras. La normatividad para estos sistemas fue desarrollada por el Instituto de para estos sistemas fue desarrollada por el Instituto de Investigaciones Eléctricas y la ejecución estuvo a Investigaciones Eléctricas y la ejecución estuvo a cargo de diferentes empresas contratistas a quienes se cargo de diferentes empresas contratistas a quienes se adjudicaba la obra bajo el esquema de licitación adjudicaba la obra bajo el esquema de licitación pública internacional. La supervisión técnica corría a pública internacional. La supervisión técnica corría a cargo de la Comisión Federal de Electricidad. cargo de la Comisión Federal de Electricidad. 

PRECIOSPRECIOS

E-E-VillageVillage 18w 18w AsiAsi ThinThin Film Solar Panel Film Solar Panelprecio precio $1490.00$1490.00

dimensiones:dimensiones: 1280 x 595 x 1280 x 595 x 70mm70mm

peso:peso: 18.8 kg 18.8 kg

Kc130tm, 130w, 12v Panel Kc130tm, 130w, 12v Panel solar W J-Boxsolar W J-Box

precio: precio: $5830.98$5830.98

Description E-Series 4.5 W E-Series 18 W

Energía de arranque (1)4.5 W (300mA @ 15 V) 18W (1200 mA @ 15V

Energía estabilizada (2) 3.5 W 14.5 W

peso lb/kg 2.2 lb 1.0 kg 9.03lb 4.1 kg

dimensiones in/mm 13.38x9.527in

340x242 mm 47.24x37 in 1200x940 mm

Matrix Pw750 85w 12v Matrix Pw750 85w 12v Solar PanelSolar Panelprecio: precio: $4400.70$4400.70

De 2.24 a 7.39 amperesDe 2.24 a 7.39 amperes Peso varia de 13 a 26 Peso varia de 13 a 26

lbslbs

APLICACIÓNAPLICACIÓN

Considerando que se aplica en zonas rurales, y Considerando que se aplica en zonas rurales, y que la energía requerida es mínima, tomamos que la energía requerida es mínima, tomamos en cuenta una casa habitación de 2 recámaras, en cuenta una casa habitación de 2 recámaras, con cocina-comedor, necesitaríamos 3 focos con cocina-comedor, necesitaríamos 3 focos ahorradores de 30w, entonces la operación ahorradores de 30w, entonces la operación sería 3 x 30w = 90w, por lo tanto se usa una sería 3 x 30w = 90w, por lo tanto se usa una celda de 130w.celda de 130w.

Características de la Tecnología FotovoltaicaLos dispositivos FV son únicos en muchos sentidos, teniendo las siguientes

característicasprincipales:• No tienen partes móviles que se desgasten.• No contienen fluidos o gases que puedan derramarse o fugarse.• Tienen una respuesta rápida, alcanzando plena producción eléctricainstantáneamente.• El 85% de las celdas FV se fabrican de silicio, el segundo elemento másabundante en la corteza terrestre.• Tienen una eficiencia de conversión de luz solar a electricidad

relativamente alta• Tienen amplio rango de capacidad de generación, de microwats a

Megawats.• Tienen alta relación de potencia a peso.

Limitaciones de los Sistemas FV:• No son aún económicamente competitivos para la

mayoría de las aplicaciones,especialmente en aplicaciones de escala intermedia y

grande.• Para la manufactura de cierto tipo de celdas requiere

el manejo de sustanciasque pueden ser nocivas para el ambiente en caso de

descargas accidentales.• Las tecnologías de producción están controladas por

los países industrializados.

ConclusionesConclusiones

En la actualidad, una serie de factores están impulsando la investigación y En la actualidad, una serie de factores están impulsando la investigación y el desarrollo de formas alter-nativas de energía con el objeto de reemplazar el desarrollo de formas alter-nativas de energía con el objeto de reemplazar el uso de combustibles fósiles. Estos esfuerzos han sido enfocados en las el uso de combustibles fósiles. Estos esfuerzos han sido enfocados en las llamadas energías renovables tales como la energía solar, dentro de la cual llamadas energías renovables tales como la energía solar, dentro de la cual la tecnología fotovoltaica es la de mayor proyección para el futuro.la tecnología fotovoltaica es la de mayor proyección para el futuro.

Los factores influyentes principales que se pueden mencionar son:Los factores influyentes principales que se pueden mencionar son: El agotamiento de los yacimientos de combusti-bles fósiles.El agotamiento de los yacimientos de combusti-bles fósiles.

El daño medioambientalEl daño medioambientalLos avances tecnológicos.Los avances tecnológicos.

Los avances logrados hasta la fecha en el desarrollo de la tecnología Los avances logrados hasta la fecha en el desarrollo de la tecnología fotovoltaica, sumado a las proyecciones esti-madas para los próximos fotovoltaica, sumado a las proyecciones esti-madas para los próximos años, nos hacen pensar en esta energía como una fuente alternativa viable, años, nos hacen pensar en esta energía como una fuente alternativa viable, segura, lim-pia y adaptable a múltiples aplicaciones en el ámbito civil y segura, lim-pia y adaptable a múltiples aplicaciones en el ámbito civil y militar.militar.

En el futuro, así como en la actualidad, los proyectos En el futuro, así como en la actualidad, los proyectos estarán centrados en la eficiencia y la competitivi-dad estarán centrados en la eficiencia y la competitivi-dad de las naciones y las organizaciones. ¿Cómo será el de las naciones y las organizaciones. ¿Cómo será el mundo cuando no sea necesario realizar enormes mundo cuando no sea necesario realizar enormes inversiones para extraer los combustibles fósiles?. inversiones para extraer los combustibles fósiles?. Nuestro país tiene mucho que decir al respecto, con Nuestro país tiene mucho que decir al respecto, con miles de kilómetros cuadrados de terrenos sin usar y miles de kilómetros cuadrados de terrenos sin usar y con los mayores niveles de radiación solar del con los mayores niveles de radiación solar del planeta, tenemos el desafío de dar una respuesta planeta, tenemos el desafío de dar una respuesta satisfactoria a este problema.satisfactoria a este problema.

APLICACION EN MAQUETAAPLICACION EN MAQUETA

MAQUETAMAQUETA

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

Ciencia@NASA Ciencia@NASA http://http://www.anes.orgwww.anes.org//docsdocs//erer-mexico2.-mexico2.pdfpdf http://http://www.solartronic.comwww.solartronic.com

/Sistemas_Fotovoltaicos/Curso_Breve/1_/Sistemas_Fotovoltaicos/Curso_Breve/1_IntroduccionIntroduccion/v/v