Trabajo Física Energía Solar

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Es un trabajo de física con algo de información de la Energía Solar y como funciona entre otras cosas. Próximamente estará más completo!!

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ENERGA SOLAR TRMICA : Consiste en el aprovechamiento de la energa del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la produccin de agua caliente destinada al consumo de agua domstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefaccin, o para produccin de energa mecnica y, a partir de ella, de energa elctrica. Adicionalmente puede emplearse para alimentar una mquina de refrigeracin por absorcin, que emplea calor en lugar de electricidad para producir fro con el que se puede acondicionar el aire de los locales.

ENERGA SOLAR FOTOVOLTICA :

La energa solar fotovoltaica es una fuente de energa que produce electricidad de origen renovable, obtenida directamente a partir de la radiacin solar mediante un dispositivo semiconductor denominado clula fotovoltaica, o bien mediante una deposicin de metales sobre un sustrato denominada clula solar de pelcula fina.

Este tipo de energa se usa para alimentar innumerables aplicaciones y aparatos autnomos, para abastecer refugios o viviendas aisladas de la red elctrica y para producir electricidad a gran escala a travs de redes de distribucin. Debido a la creciente demanda de energas renovables, la fabricacin de clulas solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los ltimos aos.

La energa solar fotovoltaica se ha convertido en la tercera fuente de energa renovable ms importante en trminos de capacidad instalada a nivel global, despus de las energas hidroelctrica y elica, y supone ya una fraccin significativa del mix elctrico en la Unin Europea, cubriendo de media el 3,5 % de la demanda de electricidad y alcanzando el 7 % en los perodos de mayor produccin.

FSICA :Impacto Ambiental de la energa solar , como funciona y % sw uso en Argentina

IMPACTO AMBIENTAL. ELEGIR.1)

http://www.energiasrenovablesinfo.com/solar/impacto-medioambiental-energia-solar/

El sol constituye una ingente fuente de energa limpia y sostenible, sin emisiones txicas contaminantes o emisiones de gases invernadero.

Las consecuencias que la utilizacin de energa solar proporciona al ambiente , son de beneficio para el mismo, primeramente debido a la disminucin de las emisiones de gases contaminantes como el dixido de carbono, dixidos de azufre u xidos de nitrgeno, consecuentemente el beneficio es en el agua pues al generarse una menor proporcin de lluvias acidas se deja de contaminar aguas y suelos, que al no estar contaminados, su flora y fauna respectiva se ve beneficiada, todo esto ayudando finalmente a nuestro planeta mismo.

Despus hay otro impactos que se pueden ver en el uso del suelo y prdida de hbitats, el uso de agua as como el uso de materias primas peligrosas en la fabricacin de paneles y otros componentes de las instalaciones solares, varan mucho en funcin de la tecnologa empleada para aprovechar la energa del sol. As por ejemplo, no es lo mismo el impacto de la tecnologa solar fotovoltaica que el de una planta de concentracin solar trmica.

Tambin el tamao de una instalacin juega un importante papel. Las instalaciones solares pueden ser tan simples como un panel solar situado en la cubierta de una casa. Pero tambin es cierto que existen grandes huertos o explotaciones solares, cuyo impacto en el medio ambiente es lgicamente mucho mayor.

Sustancias peligrosasEn el proceso de fabricacin de los paneles fotovoltaicos se usan numerosas sustancias peligrosas, muchas de las cuales se emplean para purificar y depurar la superficie semiconductora de los paneles. Estas sustancias qumicas, similares a las usadas en la industria de los semiconductores, incluyen cido clorhdrico, cido sulfrico, cido ntrico, fluoruro de hidrgeno, 1,1,1-tricloroetano y acetona. La cantidad y la sustancia en concreto que se usa depende el tipo de clula solar a fabricar, el grado de pureza que se necesita, y el tamao de la lmina de silicio. Los trabajadores tambin se exponen a riesgos por inhalacin de polvo de silicio. Por ello, en el proceso de fabricacin se deben garantizar unas condiciones laborales seguras para los trabajadores y que los productos usados y residuos, se gestionan adecuadamente.

Los paneles fotovoltaicos de capa fina contienen una mayor nmero de sustancias txicas respecto a los paneles de silicio tradicionales. En su fabricacin se emplean arseniuro de galio, diseleniuro de cobre-indio-galio, y teluro de cadmio. Si no se manejan y se desechan apropiadamente, estas sustancias qumicas pueden ocasionar un serio problema de contaminacin ambiental y amenazar la salud pblica.

Emisiones de gases invernadero asociadas al ciclo completo de la energa solar :

Aunque la produccin de electricidad gracias a los paneles solares no conlleva emisiones de gases de efecto invernadero, hay emisiones asociadas con otras etapas del ciclo de vida de un panel solar, por ejemplo, durante la fabricacin, el transporte, la instalacin, el mantenimiento y su desinstalacin y gestin como residuo.

En cualquier caso, las cifras que se barajan de dixido de carbono equivalente son menores que las asociadas al gas o al carbn, por lo que sigue siendo una alternativa ms limpia y sostenible que las fuentes de energa provenientes de los combustibles fsiles.

2) http://esolar-mambiente.blogspot.com.ar/2012/04/consecuencias-ambientales-de-la.html

4.1 AIRE (FOTO AIRE-ENERGA SOLAR)

A continuacin se muestra una tabla de comparacin entre la concentracin de dixido de carbono en el aire en diferentes aos y entre las dos formas de energa, solar y convencional. Donde se aprecian claramente las bajas cantidades de co2 utilizando paneles que a pesar de no ser nulas quizs por otras actividades ajenas, permanecen constantes.

4.2 AGUA (FOTO AGUA- ENERGA SOLAR) Notablemente al reducir los gases contaminantes en la atmosfera la lluvia se precipita considerablemente menos cida como lo muestra la siguiente tabla:(FOTO)

NOTA: Una solucin neutra tiene un pH de 5,6 a 7 (la escala va de 0,0 a 14,0), por debajo de 5,6 se consideraun cido.

Uso del aguaLos paneles solares fotovoltaicos no usan agua en la generacin de electricidad. S la usan, en pequea proporcin, en su fabricacin.

Sin embargo, las plantas de energa solar trmica de concentracin s consumen gran cantidad de agua en su funcionamiento y enfriamiento. La cantidad de agua usada depende del diseo de la planta, de su localizacin y del tipo de sistema de enfriamiento que usen. Aquellas plantas que usen torres de enfriamiento con recirculacin hmeda pueden gastar entre 2000 a 3000 litros por megavatio-hora de electricidad producida. La tecnologa de enfriamiento en seco puede reducir el uso del agua en casi el 90%. Sin embargo, esto conlleva mayores costes y menor eficiencia.

Puesto que las reas ms propicias para la implantacin de instalaciones solares son las zonas con mayor irradicacin solar, que suelen ser ms ridas y secas, es necesario considerar el factor del consumo del agua como un serio inconveniente a tener en cuenta.

4.3 SUELOUn aspecto muy importante a considerar en este punto es que si se genera electricidad por medio de energa solar nos se tendran que modificar ecosistemas para la construccin de centrales por ejemplo hidroelctricas o de cualquier otra ndole. La erosin de suelos se ve disminuida, y las cosechas no se ven afectadas por las lluvias, roco o bien neblina que vendra ms contaminada si seguimos utilizando fuentes de energa convencionales.

Uso del sueloDependiendo de su localizacin, las plantas solares ms grandes pueden provocar una degradacin del suelo y prdidas de hbitats. Las necesidades totales de suelo varan en funcin de la tecnologa, la topografa de la zona y la intensidad de la radiacin. En una instalacin de solar fotovoltaica, las necesidades son de 2 ha por megavatio instalado en el caso de paneles solares policristalinos y de 5 ha/MW para paneles de capa fina. Si se trata de energa solar de concentracin, las necesidades de terreno son algo mayores llegando a las 6 ha/MW.

A diferencia de los parques elicos, los huertos o plantas solares estn ms restringidos en cuanto a usos simultneos, por ejemplo, con la agricultura o la ganadera. Sin embargo, el impacto sobre el suelo podra verse minimizado si se destinasen a la implantacin de huertos solares aquellas reas ms degradadas o campos de cultivo abandonados por su baja productividad. Por supuesto, las instalaciones ms pequeas en hogares o industrias no ocasionan impacto alguno sobre el terreno al situarse normalmente en las cubiertas de las edificaciones existentes.

4.4 FLORA Y FAUNAAl no existir modificacin de climas por causa de efecto invernadero en la atmosfera, los ecosistemas permanecen en equilibrio y por lo tanto sus especies se mantienen intactas.

3)

http://www.mem.gob.ni/index.php?s=1&idp=852&idt=1

La energa solar fotovoltaica, al igual que otras energas renovables, constituye, frente a los combustibles fsiles, una fuente inagotable, contribuye al autoabastecimiento energtico nacional y es menos perjudicial para el medio ambiente, evitando los efectos de su uso directo (contaminacin atmosfrica, residuos, etc.) y los derivados de su generacin (excavaciones, minas, canteras, etc.).

La fabricacin de un panel solar requiere tambin la utilizacin 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 tecnologa de fabricacin de estructuras y paneles solares supondr una reduccin del impacto ambiental debido a estos conceptos.

En la produccin del panel solar se produce un gasto energtico que genera residuos, como partculas de NOx, SO2, CO2 etc. Esto se debe a que la energa utilizada en la fabricacin del panel solar tiene su origen en la mezcla de fuentes energticas convencionales del pas de fabricacin. Sin embargo, podemos afirmar que la emisin de estas sustancias debida a la fabricacin de paneles solares es reducida, en comparacin con la disminucin en la emisin de sustancias de este tipo que supone la produccin de electricidad por medios fotovoltaicos, en vez de con fuentes convencionales de energa

Los efectos de la energa solar fotovoltaica sobre los principales factores ambientales son los siguientes:

Clima: la generacin de energa elctrica directamente a partir de la luz solar no requiere ningn tipo de combustin, por lo que no se produce polucin trmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero. En cuanto al robo de radiacin solar por parte de los paneles al medio ambiente circundante que, en teora podra modificar el microclima local, es necesario recordar que aproximadamente slo el 10% de la energa solar incidente por unidad de tiempo sobre la superficie del campo fotovoltaico es transformada y transferida a otro lugar en forma de energa elctrica, siendo el 90% restante reflejada o transferida a travs de los mdulos.

Geologa: Las clulas 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 fabricacin de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las caractersticas litolgicas, topogrficas o estructurales del terreno.

Suelo: al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la incidencia sobre las caractersticas fsico-qumicas del suelo o su erosin es nula.En el primer caso, el territorio utilizado puede reducirse casi a cero porque los paneles pueden ser instalados sobre terrenos ya ocupados, como tejados, fachadas y terrazas de los edificios existentes, cubiertas de aparcamientos o, normalmente, de reas de descanso, bordes de autopistas, etc. El potencial para la utilizacin descentralizada de los sistemas fotovoltaicos puede considerarse, por lo tanto, bastante amplio.

Aguas superficiales y subterrneas: No se produce alteracin de los acuferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminacin por residuos o vertidos.Flora y fauna: la repercusin sobre la vegetacin es nula, y, al eliminarse los tendidos elctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.

Paisaje: El impacto visual est relacionado con la orientacin de estas superficies respecto a los posibles puntos de observacin y puede minimizarse respetando unas distancias oportunas respecto a los centros habitados, las carreteras etc., o utilizando elementos como rboles o setos entre los paneles y los puntos de observacin, respetando, en todo caso, la exigencia de evitar sombras indeseadas en el campo fotovoltaico.En algunos casos, los sistemas fotovoltaicos pueden rechazarse por cuestiones estticas. En general, el impacto visual depende sobre todo del tamao del sistema. El tamao no representa un problema en el caso de su utilizacin descentralizada, ya que los sistemas pueden estar bien integrados sobre los tejados o en las fachadas de los edificios.Los sistemas fotovoltaicos de tamao medio o grande pueden, en cambio, tener un impacto visual no evitable, que depende sensiblemente del tipo de paisaje (de su valor).

Ruidos: el sistema fotovoltaico es absolutamente silencioso, lo que representa una clara ventaja frente a los generadores de motor en viviendas aisladas.

Medio social: El suelo necesario para instalar un sistema fotovoltaico de dimensin media, no representa una cantidad significativa como para producir un grave impacto. Adems, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las viviendas.

COMO FUNCIONA???http://erenovable.com/como-funciona-la-energia-solar/

Existen dos formas principales de utilizar la energa solar, una como fuente de calor para sistemas solares trmicos, la otra como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos. Nos centraremos en esta ltima aplicacin.En principio la forma en la que se captura la luz del sol para convertirla en electricidad se hace a travs de paneles solares o fotovoltaicos. Estos paneles estn formados por grupos de las llamadas clulas o celdas solares que son las responsables de transformar la energa luminosa (fotones) en energa elctrica (electrones).

(FOTO PANELES SOLARES)

Estas clulas se conectan entre s como un circuito en serie para as aumentar la tensin de salida de la electricidad, o sea si ser de 12 volts o 24. Al mismo tiempo varias redes de circuito paralelo se conectan para aumentar la capacidad de produccin elctrica que podr proporcionar el panel.

Como el tipo corriente elctrica que proporcionan los paneles solares es corriente continua, muchas veces se usa un inversor y/o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna, que es la que utilizamos habitualmente en nuestras casas, trabajos y comercios.

CLULAS SOLARES

Una clula solar funciona bsicamente de la siguiente forma: los fotones, que provienen de la radiacin solar, impactan sobre la superficie de la clula y all son absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio. Los fotones golpean a los electrones liberndolos de los tomos a los que pertenecan. As los electrones comienzan a circular por el material, y as producen electricidad.(FOTO CELULAS SOLARES)

Este funcionamiento bsico se repite cualquier sea el material usado en la clula solar, siempre y cuando por supuesto tenga propiedades conductoras y absorban la luz.

Las clulas solares que forman los paneles solares actualmente disponibles en el mercado estn hechas a base de silicio, material semiconductor muy abundante en el planeta, pero tambin difcil de extraer y sintetizar, con lo cual los paneles solares resultantes suelen ser caros, pesados y difciles de instalar.

Por esta razn cientficos del mundo entero trabajan continuamente en la bsqueda de nuevos materiales que den como resultado paneles solares ms baratos, eficientes, livianos, delgados y capaces de tener mayor cantidad de aplicaciones, como hasta ser capaces de envasarse en un spray.

As podemos apreciar que se trabaja en la fabricacin de clulas solares con materiales como el cobre, indio, galio y selenio y hasta germanio. Este ltimo da los mejores resultados en eficiencia pero son carsimos de fabricar, con lo cual su uso queda restringido a entidades como la Nasa. Tambin se realizan clulas llamadas de doble o triple unin, que usan varios elementos agregados , de capa delgada, con utilizacin de tecnologa sensibilizada por colorante o celda solar Graetzel, materiales hbridos, y nanotecnologa.

2)http://www.taringa.net/post/info/14222611/Como-funciona-la-energia-solar.html

Tal cual al proceso de fotosntesis de las plantas y el hombre desarroll de manera artificial clulas que captan los fotones que impactan sobre su superficie y all son absorbidos por materiales semiconductores como el silicio. Los fotones golpean a los electrones liberndolos de los tomos a los que pertenecan..

As los electrones comienzan a circular por el material, producindose la electricidad. Los paneles repletos de estas clulas o celdas se denominan paneles fotovoltaicos. Estos paneles estn a su vez conectados a una batera que almacena la electricidad generada y es esta carga la que se utiliza. Tal y como se produce, la energa no puede ser utilizada, ya que debe ser transformada y estabilizada a un voltaje estandarizado (para ello se usan los acumuladores)..

Pero esta es solo una de las maneras de capturar la energa solar, ya que la misma tambin es calrica, por lo que el hombre tambin desarroll formas para aprovechar esta energa (colectores calricos, hornos solares, paneles termoelctricos)..

Actualmente, lo nico que queda por hacer en materia de energa solar es volver ms eficientes los mtodos de captura y almacenamiento para aprovechar mejor este recurso..

PORCENTAJE USO ARGENTINA :http://www.eoi.es/blogs/luisinamagra/2012/02/13/energia-solar-fotovoltaica-en-argentina-evolucion-de-los-precios-y-la-paridad-en-la-red/

Situacin general de la energa solar fotovoltaica en ArgentinaLa evolucin de la potencia instalada en el tiempo en nuestro pas, muestra un fuerte crecimiento hasta el ao 2000-2001, y desde el 2001 en adelante este crecimiento se redujo sustancialmente. Esto debido a que la crisis del 2001 y el fin del 1 a 1 (paridad cambiaria peso argentino dlar estadounidense) hicieron que los costos involucrados en las inversiones se triplicasen o aumentasen an ms de 3 veces.Existe una sola empresa nacional que fabrica paneles fotovoltaicos. Ensambla los mismos a partir de celdas importadas desde Japn.Existen zonas propicias para la instalacin de centrales generadoras combinadas con otro tipo de energa para suplir los descensos de produccin. Estas regiones se encuentran en el NO del pas siendo la provincia de San Juan una de las cuales tiene la ubicacin ms apta para aprovechar este tipo de fuente.La generacin de energa elctrica con fuente solar FV se emplea en instalaciones autnomas fundamentalmente.Precio muy bajo de la energa proveniente de combustibles fsiles.

Participacin de la energa FV en el mix energtico de Argentina en los prximos aosEn base a lo resumido y a que el pas, a pesar de su gran superficie, no cuenta proporcionalmente con tantas zonas de irradiacin ptima, no se considera que la energa solar fotovoltaica pueda tener una importante participacin en la matriz energtica del pas en un futuro cercano.El costo de las instalaciones a gran escala con nuestra paridad cambiaria dificulta la rentabilidad y la disminucin de los precios. Ms an teniendo en cuenta el hecho de que los combustibles fsiles son relativamente baratos y que el gobierno tambin ha invertido en la puesta en marcha de una central nuclear casi-abandonada.Sin embargo, es importante destacar que cada vez hay ms proyectos de generacin autnoma destinados a zonas y poblaciones alejadas, las cuales no tienen acceso al sistema interconectado nacional.Es por esto que a continuacin se proponen algunas ideas para favorecer el incremento de la participacin de la solar FV en nuestra matriz energtica.