a energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que podrían ayudar a resolver algunos de los problemas más urgentes que afronta la humanidad.2
Las diferentes tecnologías solares se pueden clasificar en pasivas o activas según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores solar térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.
2. 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
3. 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.
4. Sistemas de baja temperatura
(menor a 90º)
Consiste en la captación de la energía solar por
medio de unos paneles solares planos
8. Programa Especial de Cambio Climático 2009-2012
Objetivo 2.1.4 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 2008-2012, que evitarían el consumo
de 635 millones de litros de Gas L.P. lo que
equivale a 0.95 MtCO2e (2008-2012):
9. 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.
10.
11.
12. 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.
13.
14.
15. 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.
17. Objetivo 2.1.8 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.
0.41 MtCO2e (2008 – 2012);
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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:
24. 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.
25. 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
26. 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.
27. 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.
28.
29.
30. 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.
31. 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 .
32. VENTAJAS DESVENTAJAS
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.
