Inacap Renca Tecnología Análisis uímico Química de
!n"orme Energía #olar
Integrantes: Ana Integrantes: Ana Escobar
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Profesor: Profesor:
Jaime
Doce Docent ntee
: xxxx xxxxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx Fecha Entrega Entrega: :
05/06/2014
Asignatura :
Fech echa
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:
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Índice
$orta%a&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&'''&$ág' 1
(n%ice&&&&&'&&&&'&&&&'&&&&'&&&&&&&'''&&'''$ág' 2
!ntro%ucci)n&&&&&&'&&'&&&'&&&&&&&&&&&''''''''''$ág' *+4
Desarrollo&&&&&'&&&&&&'&&&&&&'&&'&&&&&&''$ág' 5+12
,onclusi)n&&&&&&'&&&&&&&&&&&&&''&&&&'''''&'$ág' 1*
-ibliogra"ía&&&&&&'&&&&&&&&&&&&&''&&&&'''''&'$ág' 1*
Introducción
A mediados del siglo XVIII, Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon, investigo en este campo, y para comenzar, utilizó 2 cristales de lentes con los !ue se percató de !ue f"cilmente pod#a conseguir un fuego a 2$ metros de distancia encendiendo un com%usti%le de mezcla de %rea y polvo de car%ón& 'ntonces decidió construir un aparato m"s am%icioso en el !ue unió ()* piezas de cristal (+ de lado, desplazando su o%etivo a +$ metros consiguiendo de nuevo su o%etivo& Luego de esto creó su concentrador de energ#a solar definitivo con )$ piezas de cristal de 2$ cent#metros& '.perimentando
se percató de !ue si
concentra%a (2$ de los cristales en un com%usti%le a ) metros de distancia, este ard#a inmediatamente&
'n el a/o (*)0 el cient#fico suizo 1orace de aussare desarrolló el primer colector solar& 3"s recientemente el cient#fico franc4s Augustin 3ouc5ot es considerado el m"s importante para el avance de la energ#a solar, ya !ue fue !uien creó los primeros sensores solares, y utilizó calor de un colector solar para producir vapor y mover un motor& 6esgraciadamente los altos costos impidieron !ue su invento tuviera un uso comercial&
7osterior a esto, ser#an muc5os los !ue seguir#an sus pasos, siendo especialmente destaca%les 8o5n 'ricsson, !ue en (*0$ dise/ó un colector para%ólico !ue se usó durante m"s de ($$ a/os, y Au%rey 'neas, !uien fundó la primera empresa de energ#a solar en (9$$, :5e olar 3otor ;o&
'l 5om%re m"s am%icioso dentro de la 5istoria de la energ#a solar fue er ;o, creando la primera planta solar en 'stados ?nidos, la cual genera%a un total de 2$=@& 7osterior a esto a%rió su siguiente planta solar en 3aadi, 'gipto en el a/o (9(2, consiguiendo generar **=@& 1asta los a/os 0$ se 5a%#a deado de lado el uso de energ#a solar, pero en esta 4poca con el aumento en el precio del petroleo y el gas llevó a un resurgimiento en el uso de la energ#a solar para calentar 5ogares y agua, as# como en la generación de electricidad& 'n la actualidad, la energ#a solar se usa principalmente de dos formas& La primera es la potencia solar t4rmica, en la !ue el sol se utiliza para calentar fluidos, los cuales impulsan tur%inas y otras m"!uinas& La segunda es la conversión fotovoltaica paneles solares en los !ue la electricidad es producida directamente del sol&
Desarrollo ¿Qué es la energía solar?
's la energ#a o%tenida a partir del aprovec5amiento de la radiación electromagn4tica procedente del sol, y !ue llega a la superficie de la tierra& 'ste tipo de energ#a es varia%le en función de la 5ora del d#a, 4poca del a/o y situación atmosf4rica& La recogida directa de energ#a solar re!uiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, dise/ados para recoger energ#a, una vez recogida se emplea en procesos t4rmicos o fotovoltaicos& La energ#a solar es igual de gratis !ue las dem"s fuentes de energ#a& :odas est"n a disposición a !ue las tomemos, pero 5acer esto cuesta dinero, y en especial la energ#a solar cuesta m"s !ue las dem"s& ¿Qué se puede hacer con la energía solar?
B"sicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos o%tener calor y electricidad& 'l calor se logra mediante los colectores t4rmicos, y la electricidad, a trav4s de los llamados módulos fotovoltaicos& Am%os procesos nada tienen !ue ver entre s#, ni en cuanto a su tecnolog#a ni en su aplicación& 'l calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades& 7or eemplo, se puede o%tener agua caliente para consumo dom4stico o industrial, o %ien para dar calefacción a nuestros 5ogares, 5oteles, colegios, f"%ricas, etc& 'n los pa#ses "ra%es ya funcionan acondicionadores de aire !ue utilizan eficazmente la energ#a solar&
Las aplicaciones agr#colas son muy amplias& ;on invernaderos solares pueden o%tenerse mayores y m"s tempranas cosec5asC los secaderos agr#colas consumen muc5a menos energ#a si se com%inan con un sistema solar, otro
eemplo es en las plantas de purificación o desalinización de aguas donde pueden funcionar sin consumir ningDn tipo de com%usti%le& Actualmente la energ#a solar se perfila como la solución definitiva al pro%lema de la electrificación rural, con clara ventaa so%re otras alternativas, los paneles no tienen partes móviles, por lo tanto resultan totalmente inaltera%les al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningDn ruido en a%soluto, no consumen com%usti%le y no necesitan mantenimiento& Adem"s, y aun!ue con menos rendimiento, funcionan tam%i4n en d#as nu%lados, puesto !ue captan la luz !ue se filtra a trav4s de las nu%es& La electricidad !ue as# se o%tiene puede usarse de manera directa por eemplo para sacar agua de un pozo o para regar, mediante un motor el4ctrico, o %ien ser almacenada en acumuladores para usarse en la noc5e& Incluso es posi%le inyectar la electricidad so%rante a la red general, o%teniendo un importante %eneficio& La energ#a solar puede ser perfectamente complementada con otras energ#as convencionales, para evitar la necesidad de grandes y costosos sistemas de acumulación& As#, una casa %ien aislada puede disponer de agua caliente y calefacción solares, con el apoyo de un sistema convencional a gas o el4ctrico !ue Dnicamente funcionar#a en los periodos sin sol& 'l valor de la cuenta de la luz ser#a sólo una fracción del !ue alcanzar#a sin la e.istencia de la instalación solar& ?no de los o%st"culos para el aprovec5amiento en general de la energ#a solar es su %aa intensidad& Incluso para las condiciones de tiempo despeado, 5a !uedado
claro !ue la %aa intensidad y la varia%ilidad de la energ#a son desventaas importantes en una potencial fuente de energ#a&
Tipos de Energía Solar.
'nerg#a solar
Las celdas solares se fa%rican a partir de materiales semiconductores, como finas l"minas de silicio, arseniuro de galio u otro material semiconductor en estado cristalino, 4stas convierten la radiación en electricidad de forma directa& A5ora se dispone de celdas con eficiencias de conversión superiores al $F& 7or medio de la cone.ión de muc5as de estas celdas en módulos, el costo de la electricidad fotovoltaica se 5a reducido muc5o& 'l uso actual de los módulos solares se limita a dispositivos de %aa potencia, remotos y sin mantenimiento, como %oyas y e!uipamiento de naves espaciales&
'nerg#a solar t4rmicaE consiste en el aprovec5amiento de la radiación !ue proviene del sol para calentar fluidos !ue circulan por el interior de captadores solares t4rmicos& 'n los procesos t4rmicos, la energ#a solar se utiliza para calentar un gas o un l#!uido !ue luego se almacena o se distri%uye& 'ste fluido se puede destinar para el agua caliente sanitaria, dar apoyo a la calefacción para temperar piscinas, etc&
'n los procesos t4rmicos se utilizan colectores de placa plana, los !ue interceptan la radiación solar en una placa de a%sorción por la !ue pasa el llamado fluido portador& ste, en estado l#!uido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de a%sorción& La energ#a transferida por el fluido portador, dividida entre la energ#a solar !ue incide so%re el colector y e.presada en porcentae, se llama eficiencia instant"nea del colector& Los colectores de placa plana tienen, en general, una o m"s placas co%ertoras
transparentes para intentar minimizar las p4rdidas de calor de la placa de a%sorción en un esfuerzo para ma.imizar la eficiencia& on capaces de calentar fluidos portadores 5asta *2 H; y o%tener entre el $ y el *$F de eficiencia&
Los colectores de placa plana se 5an usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción& Los sistemas t#picos para casa-5a%itación utilizan colectores fios, montados so%re el teado de las casas&
'l otro tipo de colector utilizado son los ;olectores de concentración, los cuales se utilizan para aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energ#a y de calor para cu%rir las grandes necesidades industriales, !ue los colectores de placa plana no pueden cu%rir& 'stos colectores son dispositivos !ue reflean y concentran la energ#a solar incidente so%re una zona receptora pe!ue/a& ;omo resultado de esta concentración, la intensidad de la energ#a solar se incrementa y las temperaturas del receptor llamado %lancoJ pueden acercarse a varios cientos, o incluso miles, de grados ;elsius& 's importante destacar !ue este tipo de concentrador de%en moverse para seguir al ol para !ue actDen con eficacia&
Captación Solar
'.isten dos tipos de sistemas de captación de energ#a solar, pasivo y activo& 7asivosE no necesitan ningDn dispositivo para captar la energ#a solar, cuyo aprovec5amiento se logra aplicando distintos elementos ar!uitectónicos& ActivosE captan la radiación solar por medio de un elemento de determinadas caracter#sticas, llamado KcolectorKC segDn sea 4ste se puede llevar a ca%o una conversión t4rmica a %aa, media o alta temperatura, aprovec5ando el calor contenido en la radiación solar, o %ien una conversión el4ctrica, aprovec5ando la energ#a luminosa de la radiación solar para generar directamente energ#a el4ctrica por medio del llamado Kefecto fotovoltaicoK&
Tipos de Colectores
'l colector es una superficie, !ue e.puesta a la radiación solar, permite a%sor%er su calor y transmitirlo a un fluido& '.isten tres t4cnicas diferentes entre s# en función de la temperatura !ue puede alcanzar la superficie captadora& 6e esta manera, los podemos clasificar comoE Baa temperaturaE captación directa, la temperatura del fluido es por de%ao del punto de e%ullición& Generalmente el aprovec5amiento t4rmico a %aa temperatura se realiza a trav4s de colectores planos, cuya caracter#stica comDn es !ue no tienen poder de concentración, es decir, la relación entre la superficie e.terna del colector y la superficie captadora, la interior, es pr"cticamente la unidad& ;onsta de los siguientes elementosE Cubierta exterior & Generalmente formada por una l"mina de cristal, lo m"s
transparente posi%le, aun!ue a veces es sustituida por algDn tipo de pl"stico& e pueden encontrar con varias capas de cristales, evitando as# p4rdidas de calor,
pero encareciendo el colector& 's la parte m"s propensa a la rotura, ya sea por agresiones e.ternas o por efecto de la dilatación del propio cristal& laca absorbenteE 's pr"cticamente una placa plana pintada de negro, con
o%eto de aumentar su poder de a%sorción y disminuir la refle.ión !isla"iento# 's el recu%rimiento en todos los lados del panel, e.cepto en la parte
acristalada, !ue evita p4rdidas t4rmicas& 'l material es cual!uier tipo de aislante y el grosor depende de la aplicación, lugar& Ca$a exterior# 's la !ue al%erga a todos los componentes cu%ierta e.terior, placa
a%sor%ente, aislamiento generalmente de aluminio, por su poco peso y aguante a la corrosión&
7ara la o%tención de elevadas temperaturas es necesario recurrir a colectores especiales, ya !ue con los planos es imposi%le, estos colectores son los colectores de concentración, cuya filosof#a no es m"s !ue aumentar la radiación por unidad de superficie& 1ay varias formas y sistemas, pero la parte comDn a todos es !ue necesitan orientación 5acia el sol& 3edia temperaturaE captación de %ao #ndice de concentración, la temperatura del fluido es m"s elevada de ($$;& Alta temperaturaE captación de alto #ndice de concentración, la temperatura del fluido es m"s elevada de $$;& Energía
Conclusión
La energ#a solar es una fuente de energ#a renova%le e inagota%le, es limpia y se puede aprovec5ar en el mismo lugar en el !ue se produce& 'l auge del uso de este tipo de energ#a renova%le se de%e a !ue la gente est" pensando en el futuro agotamiento de las fuentes de energ#a fósiles, la gran dependencia e.terior de muc5os pa#ses so%re 4stas, en el progresivo aumento de sus costos y los pro%lemas medioam%ientales derivados de su e.plotación, transporte y consumo& 6esde la antigMedad con la construcción de casas orientadas a captar la luz solar, 5asta las modernas celdas fotovoltaicas delgadas !ue se utilizan 5oy en d#a, los seres 5umanos 5an aprovec5ado la luz solar para cu%rir sus necesidades de energ#a& Lo !ue resulta perfectamente lógico, ya !ue, despu4s de todo, el sol proporciona suficiente energ#a cada 5ora para cu%rir las demandas mundiales por un a/o& e de%e considerar tam%i4n !ue las instalaciones para producir electricidad atreves de placas fotovoltaicas son %astante costosas pero el %eneficio o%tenido es mayor es por esto !ue la visión de las personas !ue !uieran implementar estos dispositivos lo consideran una inversión la cual a lo largo del tiempo solo trae consigo %eneficios&
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Capacidad: 200W/24V.
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Precio:$144.119. (+/iva) 1 unidad.
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Garantía: 10 años.
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Capacidad: 245W/24V.
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Precio:$266.160. (+/iva)
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Garantía: 10 años.
%ibliogra&ía • • •
3einel,A& NAplicaciones de la energ#a solarO& 'ditorial Peverte, &A& I%a/ez, 3& N:ecnolog#a olarO& 'ditorial 3undi-7rensa& N'nerg#a olar, fundamentos y aplicacionesO& 'ditorial :ecnológica de ;osta Pica&