ENERGIA SOLAR Presenta: Ricardo García Carrillo

Básicamente, la radiación solar se puede aprovechar de dos maneras, ya sea por medio de calor mediante captadores o colectores térmicos o electricidad a través de los llamados módulos fotovoltaicos

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Para la transformación de la energía solar en calor se emplean tres tipos de sistemas de baja, de media y de alta temperatura.

Sistemas de baja temperatura (menor a 90º) Consiste en la captación de la energía solar por medio de unos paneles solares planos

EFECTO INVERNADERO

Aplicación

Programa Especial de Cambio Climático Objetivo Fomentar la utilización de la energía solar para el calentamiento de agua. Meta M.10 Promover e impulsar la instalación y puesta en operación de 1.7 millones de metros cuadrados de calentadores solares de agua, en el periodo , que evitarían el consumo de 635 millones de litros de Gas L.P. lo que equivale a 0.95 MtCO2e ( ):

Sistema a media temperatura (90-200º) Se utilizan espejos y lupas, concentradores solares, para concentrar la radiación solar sobre una superficie mucho menor que la de los paneles planos. La concentración de la radiación solar sobre superficies reducidas produce una mayor temperatura, y en definitiva mayor energía calorífica. La eficacia de los concentradores solares depende de un sistema de orientación que las mueva para seguir la trayectoria solar.

Sistema a altas temperaturas (+200ºC) Se utilizan más espejos y de mayor tamaño para concentrar aún más la radiación. Estos enormes espejos, llamados helióstatos, son orientables para seguir la luz del Sol. Su mayor aprovechamiento, se produce mediante una alta torre con una caldera, hacia donde confluyen los rayos solares.

Disco Stirling Un sistema de concentrador disco Stirling está compuesto por un concentrador solar de alta reflectividad, por un receptor solar de cavidad, y por un motor Stirling o una microturbina que se acopla a un alternador. El funcionamiento consiste en el calentamiento de un fluido localizado en el receptor hasta una temperatura entorno a los 750º C. Esta energía es utilizada para la generación de energía por el motor o la microturbina. Para óptimo funcionamiento, el sistema debe estar provisto de los mecanismos necesarios para poder realizar un seguimiento de la posición del sol en dos ejes.

Plato parabólico

Objetivo Incrementar la generación de electricidad con fuentes de energía eólica, geotérmica, hidráulica y solar, que sean técnica, económica, ambiental y socialmente viables. Metas M.17 Desarrollar la producción de vapor con energía solar en la central termoeléctrica Agua Prieta II de CFE MtCO2e (2008 – 2012);

Planta híbrida de ciclo combinado

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA El fenómeno fotovoltaico fue descubierto en 1893 y las primeras celdas solares estaban construidas de material selenio. En 1950 las celdas fotovoltaicas se desarrollaron de silicio monocristalino, el cual actualmente se sigue utilizando en la industria fotovoltaica.

Las celdas solares fotovoltaicas son dispositivos que transforman la luz solar en electricidad. Las celdas FV individuales tienen una producción eléctrica limitada, es por eso que pueden ser utilizadas en equipos o aparatos pequeños como son juguetes, relojes y las calculadoras de bolsillo.

La producción está basada en el fenómeno físico denominado "efecto fotovoltaico", que básicamente consiste en convertir la luz solar en energía eléctrica por medio de unos dispositivos semiconductores denominados celdas fotovoltaicas.

Eficiencia de las Celdas Solares La eficiencia de las celdas solares, se define como la relación entre la potencia eléctrica generada por unidad de área (W/m2) y la irradiación solar incidente (1000 W/m2). Esta relación es adimensional y está dada en forma porcentual como:

Celdas monocristalinas: Son células formadas por silicio intrinseco. Son bastante caras y difíciles de conseguir. A pesar de eso, consiguen unos rendimientos muy buenos, los más grandes, superiores al 18%. Celdas policristalinas: Se construyen básica-mente con silicio y se mezclan con otros elementos. Son más sencillas de conseguir y consiguen unos rendimientos nada despreciables (15%). Celdas amorfas: Las más baratas, menos duraderas y con rendimientos muy bajos de alrededor de un 6% que tienden a cero con el envejecimiento. Son las utilizadas en calculadoras y aparatos por el estilo ya que la energía que proporcionan es muy baja.

Si se desea aumentar la salida de voltaje y amperaje de una fuente FV, las celdas individuales se unen eléctricamente en diferentes formas como son módulos, paneles y arreglos fotovoltaicos

Sistema aislado La energía es almacenada en baterías y se utiliza para abastecer las cargas durante la noche o en días de baja insolación o cuando el arreglo fotovoltaico es incapaz de satisfacer la demanda por si solo. Si las cargas a alimentar son de corriente directa, estas pueden hacerse a través del arreglo fotovoltaico o desde la batería. Cuando las cargas son de corriente alterna, la energía proveniente del arreglo y de las baterías, limitadas por el controlador, es enviada a un inversor de corriente, en donde es convertida a corriente alterna.

Sistema conectado a la red El sistema se alimenta solo durante el día para generar excedentes de energía, los cuales durante la noche son retribuidos por la compañía de luz.

EN MÉXICO Se tienen de los valores de irradiación más elevados en el mundo en kWh/m2, que si se comparan por ejemplo con los valores de los países europeos, se tienen mínimo el 25% de mayor cantidad de radiación solar disponible.

Extensiones de terreno grandes. En los estados del norte y noroeste se tienen extensiones de terrenos sin un uso productivo y por el clima extremo, estas áreas son susceptibles a ser usadas sin afectar el ambiente o actividades productivas.

VENTAJASDESVENTAJAS Es energía no contaminante. Proviene de una fuente de energía inagotable. Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento. El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando. Inversión inicial muy grande. Construcción de las obleas, excesivamente compleja y cara. EFICIENCIA obtenida Espacio de terreno ocupado por los elementos captadores muy grande.

Referencias: Secretaria de energía Instituto de investigaciones Eléctricas Programa Especial de Cambio Climático

Por su atención GRACIAS