Energía Solar.

La energía solar como transformación en energía eléctrica, fue descubierta en 1887 por Heinrich Hertz. Y la explicación teórica de este fenómeno (el efecto fotoeléctrico) fue hecha por Albert Einstein en 1905.

Se puede clasificar en 2 tipos: Energía fotovoltaica.- La energía solar fotovoltaica es la energía obtenida por la radiación electromagnética del sol al convertirse la luz en energía eléctrica de corriente continua Energía térmica.- Llamamos energía solar térmica a la energía proveniente del sol, que nosotros utilizamos en forma de calor.

Efecto fotoeléctrico Fotón.- Es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética. Los fotones del rayo de luz tienen una energía característica determinada por la frecuencia de la luz. En el proceso de fotoemisión, si un electrón absorbe la energía de un fotón y éste último tiene más energía que la función trabajo, el electrón es arrancado del material. Si la energía del fotón es demasiado baja, el electrón no puede escapar de la superficie del material.

La energía de un fotón debe ser absorbida y utilizada para liberar un electrón de un enlace atómico una parte libera al electrón del átomo y el resto contribuye a la energía cinética del electrón como una partícula libre.

Célula fotovoltaica Es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (flujo de electrones libres) mediante el efecto fotovoltaico.

Puesto que una sola célula fotovoltaica tiene un voltaje de trabajo cercano a 0.5 V, estas generalmente se conectan juntas en serie para proporcionar voltajes más grandes. Los paneles se fabrican en una amplia gama de los tamaños para diversos propósitos que generalmente caen en una de tres categorías básicas:

Paneles de bajo voltaje (voltajes entre 1 Paneles de bajo voltaje (voltajes entre 1.5 y 6 V), Se utilizan principalmente en relojes, calculadoras, cámaras fotográficas y dispositivos para detectar la intensidad de luz. Paneles pequeños de 1 - 10 vatios y 3 - 12 V, usos principales son en radios, juguetes, bombeadores pequeños, cercas eléctricas y cargadores de baterías. Los paneles grandes, de 10 a 60 vatios, y habitualmente 6 o 12 voltios

Fabricación El silicio es actualmente el material más comúnmente usado para la fabricación de células fotovoltaicas. Se obtiene por reducción de la sílice, compuesto más abundante en la corteza de la Tierra, en particular en la arena o el cuarzo. (puro al 98%) El procedimiento más empleado en la actualidad es el Proceso Czochralski, pudiéndose emplear también técnicas de colado. El Silicio cristalino así obtenido tiene forma de lingotes.

Estos lingotes son luego cortados en láminas delgadas Estos lingotes son luego cortados en láminas delgadas. Después del tratamiento para la inyección del enriquecido con dopante y obtener así los semiconductores de silicio tipo P o N. Posteriormente, las obleas son «metalizadas», un proceso que consiste en la colocación de unas cintas de metal incrustadas en la superficie conectadas a contactos eléctricos que son las que absorben la energía eléctrica que generan las uniones P/N .

Aplicaciones Electrificación Rural Sistemas De Tratamiento De aguas.-  Las celdas fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioleta utilizada para matar bacterias en agua. Bombas de agua accionadas por energía solar Telecomunicaciones Sistemas de Iluminación

TERMICA Por energía solar térmica entendemos la energía obtenida de la radiación del sol en forma de calor mediante el uso de paneles solares térmicos. Un panel solar térmico se compone por; una tubería ubicada dentro de las planchas que vemos a simple vista, por las cuales fluye el agua fría transformándose en agua caliente con la energía del sol, y por la estructura del panel en color negro, ya que es el color que más absorbe el calor.

Los colectores solares se componen de los siguientes elementos: Cubierta: Es transparente, puede estar presente o no. Generalmente es de vidrio aunque también se utilizan de plástico ya que es menos caro y manejable, pero debe ser un plástico especial. Su función es minimizar las pérdidas por convección y radiación. Canal de aire: Es un espacio (vacío o no) que separa la cubierta de la placa absorbente. Su espesor se calculará teniendo en cuenta para equilibrar las pérdidas por convección y las altas temperaturas que se pueden producir si es demasiado estrecho.

Placa absorbente: La placa absorbente es el elemento que absorbe la energía solar y la transmite al líquido que circula por las tuberías. La principal característica de la placa es que tiene que tener una gran absorción solar y una emisión térmica reducida. Como los materiales comunes no cumplen con este requisito, se utilizan materiales combinados para obtener la mejor relación absorción / emisión. Tubos o conductos: Los tubos están tocando (a veces soldadas) la placa absorbente para que el intercambio de energía sea lo más grande posible. Por los tubos circula el líquido que se calentará e irá hacia el tanque de acumulación. Capa aislante: La finalidad de la capa aislante es recubrir el sistema para evitar y minimizar pérdidas. Para que el aislamiento sea el mejor posible, el material aislante deberá tener una baja conductividad térmica

Energía solar térmica de baja temperatura  Energía solar térmica de baja temperatura.- Es la utilizada en los tejados de las viviendas y edificios comerciales, para calentar agua directamente con la radiación solar, y utilizarla para calefacción o agua caliente sanitaria. Energía solar de media o alta temperatura.- Este tipo de energía se presenta en forma de grandes centrales de, como mínimo, 10Mw de potencia. Las temperaturas alcanzadas en estas centrales van desde los 300 grados centígrados, hasta los 800 grados centígrados (video)

En estas centrales, normalmente, se calienta un aceite térmico (preparado para altas temperaturas) a través de la radiación solar, por el reflejo de la energía del sol en los espejos. Este aceite caliente, va a un intercambiador de calor donde pasa sus calorías al agua, este agua se evapora, formando vapor de agua caliente, que mueve una turbina de vapor que genera electricidad.