Este documento presenta un proyecto para construir una lámpara alimentada por energía solar. El objetivo es transformar la radiación solar en energía eléctrica utilizando una celda solar y luego usar esa energía para alimentar una lámpara LED. El proyecto busca diseñar una estructura sencilla y económica para la celda solar y la lámpara que sea eficiente. Se probarán diferentes materiales para identificar los mejores para la celda solar y la lámpara LED. El proyecto final pretende medir los parámetros eléctric
2. Transformar la radiación solar en energía
eléctrica utilizando una celda solar y utilizar
esta energía en un modelo de lámpara tipo
LED, construido por nosotros en la sala y con
materiales reciclables
3. •Diseñar la estructura básica necesaria para la celda solar y la lámpara tipo
LED, de tal forma que produzcamos un artefacto eficiente, sencillo,
económico y de buena calidad.
*Utilizar diferentes materiales caseros para identificar el de mejor
rendimiento en la fabricación de la celda solar y la lámpara tipo LED.
.
•Proponer una manera fácil para construir una celda solar fotoeléctrica y/o
fotovoltaica con materiales comunes y baratos.
•Construir nuestro proyecto de conformidad con los mejores resultados
obtenidos para que sea llevado a la práctica en una maqueta simulada de la
foto-lámpara.
* Medir los parámetros eléctricos, el voltaje, la corriente, potencia de cada
una de las diferentes opciones construidas en los diferentes ensayos de
prueba
4. Se dio este proyecto pensando en la necesidad de crear
una fuente de energía de bajo costo para que toda la
sociedad tenga acceso a ella.
Este proyecto será una muy buena opción para crear
energía en nuestros propios hogares y obtener barios
beneficios tales como tener una forma de economía
basada en el medio ambiente ya que la radiación solar
es emitida por el sol y forma parte del ambiente, en
este caso estaríamos utilizando un recurso natural y al
utilizar este recurso natural no estaríamos
deteriorando el medio ambiente.
5. Se conoce por radiación solar al conjunto de radiaciones electromagnéticas
emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo
negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de
unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el
ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, pues las
ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la
atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la
radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía
que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m²
(vatio por metro cuadrado).
La capa más externa que es la que produce casi toda la radiación observada
se llama fotosfera y tiene una temperatura de unos 6000 K. Tiene sólo una
anchura de entre 200 y 300 km. Por encima de ella está la cromosfera con
una anchura de unos 15000 km. Más exterior aún es la corona solar una
parte muy tenue y caliente que se extiende varios millones de kilómetros y
que sólo es visible durante los eclipses solares totales.
6. La superficie de la fotosfera aparece conformada de un gran número
de gránulos brillantes producidos por las células de convección.
También aparecen fenómenos cíclicos que conforman la actividad
solar como manchas solares, fáculas, protuberancias solares, etc.
Estos procesos que tienen lugar a diferentes profundidades, van
acompañados siempre de emisión de energía que se superpone a la
principal emisión de la fotosfera y que hace que el Sol se aleje
ligeramente en su emisión de energía del cuerpo negro a cortas
longitudes de onda por la emisión de rayos X y a largas longitudes
por los fenómenos nombrados, destacando que no es la emisión igual
cuando el Sol está en calma que activo. Además la cromosfera y
corona absorben y emiten radiación que se superpone a la principal
fuente que es la fotosfera.
7. Energía solar, energía radiante producida en el Sol como resultado de
reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio
en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la
atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación
solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la
Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y
su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin
embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un
0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real
disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar
debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la
interacción de los fotones con la atmósfera.
La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de
la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del
año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que
puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.
8. Las células solares hechas con obleas finas de silicio,
arseniuro de galio u otro material semiconductor en
estado cristalino, convierten la radiación en electricidad
de forma directa. Ahora se dispone de células con
eficiencias de conversión superiores al 30%. Por medio
de la conexión de muchas de estas células en módulos, el
coste de la electricidad fotovoltaica se ha reducido
mucho. El uso actual de las células solares se limita a
dispositivos de baja potencia, remotos y sin
mantenimiento, como boyas y equipamiento de naves
espaciales.
9. Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía
solar. El término panel solar abarca tanto a los colectores
solares utilizados para producir agua caliente, conocidos
como calentadores solares y a los paneles fotovoltaicos
utilizados para generar electricidad.
Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas
celdas que convierten la luz en electricidad. Estas celdas
están formadas por células fotovoltaicas. Estas celdas
dependen del efecto fotovoltaico para transformar la luz
solar y hacer que una corriente pase entre dos placas con
cargas eléctricas opuestas.
10. Los colectores solares tienen una placa receptora y tubos
adheridos a ella, generalmente por soldadura (pero no
necesariamente) por los que circula un líquido que se calienta. La
placa receptora asegura la transformación de radiación solar en
calor, mientras que el líquido que circula por los tubos transporta
el calor hacia donde puede ser utilizado o almacenado.
Para el panel fotovoltaico el silicio cristalino es la elección típica
de materiales para celdas solares. Cuando es expuesto a luz solar
directa, una celda de Silicio de 6cm de diámetro puede producir
una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5 voltios
(equivalente a un promedio de 90 W/m², en un rango de
usualmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la
eficacia de la celda).
11. Transformar la radiación solar en energía eléctrica utilizando un panel
solar y como hacer uso de eso por medio de una lámpara.
Lo que queremos lograr al construir este proyecto es transformar la
radiación solar en energía eléctrica y de esta forma utilizar la gran
cantidad de radiación emitida por el sol en electricidad la cual utilizamos
cotidianamente en nuestra sociedad y de esta forma habrá un beneficio
para las persona que utilicen este elemento, pues tendrán un ahorro
significativo ya que no tendrán que comprar energía eléctrica si no que la
producirán en el lugar en el que estén.
Inicialmente lo que queremos lograr con el proyecto fuera de poder
convertir la radiación solar en energía eléctrica es instalar un panel solar
en las viviendas de las personas interesadas para que puedan obtener
dichos beneficios pero no alejándonos de nuestro objetivo principal que
es poder transformar la radiación solar en energía eléctrica y de esta
forma si poder brindar estos beneficios.
