diseño regenerativo, trabajo alumnos de ingeniería ambiental

1. 2016
Integrante:
Sara NoemíPadillaMattos
18/01/2016
ENERGIA FOTOVOLTAICA SIN CONEXIÓN A LA RED

2. MARCO TEORICO
La energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica y la biomasa, son consideradas las fuentes
de energía del futuro, ya que, a diferencia del petróleo, el carbón, el gas o el uranio, son
prácticamente inagotables y amigables con el medio ambiente.
La cantidad disponible a nivel mundial de energías renovables es suficiente para cubrir las
necesidades energéticas de la Tierra. En tan sólo una hora, el Sol transmite más energía a la
Tierra que la que es consumida en un año. Esta es la razón por la que la energía solar será
uno de los principales pilares para la producción de energía en el futuro. Junto al uso de la
energía solar
Para producir calor (energía solar térmica), el Sol será también utilizado para generar
energía eléctrica, a lo quen también es conocido como energía solar fotovoltaica (FV).
La energía solar fotovoltaica será indispensable en la configuración futura de la energía
debido a:
 Su enorme potencial, la energía solar e prácticamente infinita.
 Sus aplicaciones son escalables, desde sistemas pequeños hasta plantas Solares de
producción eléctrica.
 Su producción descentralizada disponible en el lugar de generación, sin cargos
extras por su distribución o pérdidas asociadas a su transmisión.
 La factibilidad de suministrar energía en áreas remotas a la red eléctrica.
 El gran potencial para la reducción de costos conforme los mercados y proceso de
manufactura son desarrollados.

3.  El beneficio para economías locales, mitigando flujos financieros.
 Ningún daño ambiental, reducción de gases invernadero, libre de ruido y emisiones.
 Períodos de recuperación energética cortos, alrededor de 3 años.
 Tecnología probada, confiable y durable.
 Bajos costos de mantenimiento

4. LA CONVERSIÓN DE LA LUZ SOLAR EN ELECTRICIDAD.
Con la tecnología fotovoltaica, la luz de Sol es convertida directamente en electricidad. La
luz que llega a las celdas solares libera su energía a los electrones que éstas contienen.
Dichos electrones, una vez conectados auna carga, generan una corriente eléctrica. Dicho
proceso no requiere necesariamente radicación solar directa, aún en condiciones de luz
difusa, como cielos nublados, es posible obtener hasta un 50% de La producción de un día
normal.
Cada celda solar es conectada eléctricamente y encapsulada en un módulo fotovoltaico.
Esto las protege contra el ambiente y les permite una vida funcional de más de 30 años. Las
garantías típicas de manufactura en pruebas de durabilidad son de 25 años.
El campo de la tecnología fotovoltaica se está desarrollando aceleradamente. Hoy en día no
sólo existen en el mercado una variedad de tecnologías de celdas sol res como lo son las
mono y multi cristalinas, las amorfas, las CIS y las CdTe, sino que también ya han sido
probadas en diversas aplicaciones prácticas. Los materiales de las celdas solares las
diferencian principalmente en su eficiencia, su propósito y sus costos de inversión. Aunque
actualmente las celdas solare cristalinas de silicio predominan en el mercado, la proporción
de las diferentes tecnolog
ías de películas delgadas ( thin ‐ film ) está creciendo, principalmente por sus b jos costos
de producción.
La creciente demanda de proyectos de energía renovable ha generado grandes Inversiones
en nuevos centros de producción que Junto con la investigación y desarrollo, han generado
una tecnología fotovoltaica mucho más eficiente. Este rápido crecimiento del mercado a
largo plazo contribuye a la disminución de los costos de producción lo cual es reflejado en
los precios en el mercado.

6. SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NO CON ECTADOS A LA RED (off – grind
systems) – ELECTRICIDAD RENTABLE E IDENPENDIENTE DE LA RED
ELECTRICA.
Los sistemas fotovoltaicos que no son conectados a la red eléctrica son conocidos como
“sistemas off ‐ grid ”. Los módulos fotovoltaicos generan electricidad en forma de corriente
directa (CD) que puede ser utilizada directamente Sin necesidad alguna de un
almacenamiento temporal (por ejemplo en bombas de agua alimentadas con energía solar),
sin Embargo la mayoría de los sistemas off ‐ grid cue tan con baterías que almacenan la
energía generada por los módulos FV para su posterior uso. Los sistemas off ‐ grid utilizan
comúnmente Equipos de CD (lámparas, radios, televisiones, refrigeradores), aunque usando
inversores de CA un mayor número de dispositivos pueden ser utilizados (laptops, equipo
médico). Una de las principales aplicaciones de estos sistemas es el alumbrado público.
Cuando la conexión a la red eléctrica es técnicamente muy compleja o cuando resulta muy
costosa, los sistemas off ‐ grid proveen la Perfecta solución para sati facer las necesidades
energéticas. A diferencia de los generadores diesel, los si temas fotovoltaicos son
autosuficientes, muy confiables, no utilizan combustible, tienen Bajos costos de
mantenimiento y pueden ser construidos en cualquier t maño.
La energía solar fotovoltaica, mediante sistemas off ‐ grid, es comúnmente utilizda para el
suministro de agua potable. Mediante energía solar ese posible utilizarbombas y pequeñas
plantas de tratamiento de agua, proporcionando no Solamente agua potable, sino también
agua para usos agrícolas. Lo que Mejora susta cialmente la calidad de vida de muchas
zonas rurales.
Los sistemas FV Off ‐ gri n han sido utilizados por más de 20 años en muchas partes del
mundo, en especial Para el desarrollo de comunidades rurales.

8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
La Energía Solar Fotovoltaica presenta ventajas e inconvenientes tanto técnicas como no
técnicas. A menudo, las ventajas y desventajas son diametralmente opuestas a las de las
centrales convencionales de fuel. Por ejemplo, las plantas de combustibles fósiles provocan
emisiones peligrosas para el medio ambiente, usan una fuente limitada, su coste tiende a
crecer y no son modul res, es decir, no se pueden hacer plantas pequeñas. La Energía Solar
Fotovoltaica no tiene ninguno de esos problemas; por el contrario tiene la desventajas de su
difícil almacenamiento. Por último, coinciden en ser ambas tecnologías muy fiables.
En la Tabla 1 identificamos las ventajas e inconvenientes de la Energía Solar Fotovoltaica.
Algunos de estos últimos no son técnicos sino que están relaci nadas con la economía o las
infraestructuras, pero pueden compensarse pa cialmente gracias a la gran aceptación
pública y por los indudables beneficios al medio ambiente. Durante la segunda mitad de los
años 90 la producción creció una media del 33% anual y en el siglo XXI lo está haciendo al
40%.

9. PERSPECTIVA GENERAL DE LAS APLICACIONES FOTOVOLTAICAS.
APLICACIONES DE LA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
El carácter modular de los generadores fotovoltaicos implica que se pueden constituir
sistemas de suministro de energía eléctrica en un amplísimo rango de potencia.
Aunque la Energía Solar Fotovoltaica se considera una forma cara de producir energía es,
muy a menudo, en aplicaciones aisladas de la red, la solución más económica de suministro
eléctrico. El crecimiento del mercado mundial indica que la electricidad solar ha penetrado
en muchas áreas en las que es econ micamente viable. Además, el crecimiento rapidísimo
de los sistemas conectados a la red se ha hecho atractivo para particulares, compañías y
gobiernos que desean contribuir al establecimiento de un sistema de suministro eléctrico
más benigno con el medio ambiente. En la figura 14 se muestra el crecimiento del mercado
desde 1980.

10. Es interesante señalar que actualmente el 89% de los módulos están conectados a la red.
Esto incluye los si temas instalados en los tejados de las casas (solución mayoritaria en
Japón y Alemania) y grandes centrales (solución mayoritaria en España).
La ingeniería de aplicaciones ha sido capaz de introducir la electricidad solar fotovoltaica
en los sectores que se presentan en la figura 15:

11. EXPERIENCIAS EN AMERICA CENTRAL
En América Central, el uso de los sistemas fotovoltaicos se ha desarrollado en forma
relativamente lenta. A pesar de disponer tanto de condiciones climatológicas apropiadas
como de aproximadamente 3.5 millones de hogares sin conexión a la red eléctrica
convencional, el uso generalizado de sistemas fotovoltaicos no se ha materializado. En la
década de los 70 ya se tenía conocimiento, especialmente en las universidades, de la
existencia de la tecnología fotovoltaica. En la década de los 80 se comenzó a utilizar,
principalmente con fines experimentales para aplicaciones rurales. Los resultados de esta
fase n fueron muy exitosos debido, principalmente, al desconocimiento que existía en esa
época de las capacidades y limitaciones de los páneles fotovoltaicos. La utilización de esta
un va tecnología estuvo marcada fuertemente por el interés de investigadores y unos pocos
inversionistas visionarios. En la década de los 90, se empezó a utilizar seriamente la
tecnología fotovoltaica para resolver problemas de electrificación rural. En estos años, el
mercado fotovoltaico centroamericano era aún muy pequeño y muchas de las empresas
privadas que i tentaron abrirse paso, fracasaron.
El nuevo siglo ofrece a esta tecnología nuevas oportunidades y esperanzas. El interés por
utilizar la energía del sol ha crecido. En América Central ya existen miles de familias que
disponen de un sistema fotovoltaico doméstico para satisfacer sus necesidades básicas de
electrificación. Aunque el mercado fotovoltaico todavía es pequeño, ya existen más
empresas dedicadas exclusivamente a la venta e instalación de estos sistemas.
Hasta la fecha, los sistemas fotovoltaicos se utilizan principalmente para proveer
electricidad a familias en las áreas rurales aisladas de la red eléctrica comercial. En cada
país existen numerosas experiencias al respecto, pero no se ha evaluado sistemáticamente el
impacto de la tecnología fotovoltaica en toda la región ni se disponen de datos confiables
que permitan establecer el grado de electrificación fotovoltaica de cada uno de los países.
Por eso, en este manual se presentan solamente algunos ejemplos relevantes de aplicaciones
fotovoltaicas frecuentes en la región.

12. USOS FRECUENTES DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA EN AMÉRICA CENTRAL.
 Iluminación de edificios públicos:
La Figura 11 muestra la electrificación fotovoltaica de una e cuela rural. Esta es una
aplicación de la energía solar para proveer a muchos niños y niñas de recursos audio
visuales necesarios para su formación escolar. El uso de programas de aprendizaje a
distancia a través de un televisor y el uso de equipos de sonido para desarrollar las
habilidades artísticas de los niños y niñas, son dos de los beneficios directos más evidentes
de esta aplicación. También existen beneficios para los adultos; por ejemplo, programas de
alfabetización nocturna, reuniones comunitarias nocturnas, puestos de salud, puestos de
emergencia, puestos policiales, etc. Una ventaja importante de este tipo de aplicación es
que la cantidad de beneficiarios es grande y los costos de este tipo de sistemas no son
considerablemente mayores que los costos de un sistema individual para aplicaciones
domésticas.

13.  Iluminación pública:
Generalmente se asocia a los sistemas fotovoltaicos con la iluminación eléctrica para los
interiores de las viviendas rurales, sin embargo, la iluminación de canchas de fútbol,
espacios libres comunitarios, caminos, parques, calles y otros sitios públicos es otra
aplicación extremadamente útil de los sistemas fotovoltaicos. El beneficio de la iluminación
es mayor cuando el número de usuarios es grande. Además, los sistemas fotovoltaicos de
iluminación pública pueden proveer suficiente energía para el entretenimiento de la
comunidad a través de la utilización de televisores o equipos de sonido. Una ventaja
importante de la iluminación fotovoltaica pública es que el costo de una luminaria
fotovoltaica autónoma no es significativamente mayor que el costo de un sistema
fotovoltaico doméstico; mientras que el número de usuarios y el número de beneficios del
sistema fotovoltaico de iluminación pública es muchos más grande que en el caso del
sistema doméstico de iluminación. Ver Figura 11a.

14. BARRERAS:
A pesar de las buenas características y oportunidades, existen varias barreras que impiden
la mayor aplicación de sistemas fotovoltaicos en América Central. A continuación se
mencionan las más importantes:
•Falta de coordinación regional y local de esfuerzos: En todos los países centroamericanos
surgen iniciativas y proyectos cuyo éxito podría garantizarse si se conocieran las
experiencias y los resultados de iniciativas y proyectos similares ya desarrollados por otros
en la misma área centroamericana. En buena medida, en todos los países se afronta el
mismo tipo de problemas y se formulan el mismo tipo de proyectos; sin embargo, casi
siempre, se comienza desde el principio, pues la información ya existente no se analiza ni
comparte con el resto de colegas interesados en el tema.
• Falta de programas de financiamiento para la realización de proyectos de electrificación
fotovoltaica de gran cobertura: Muchos de los proyectos que se realizan se originan de
iniciativas privadas o de donaciones extranjeras y, generalmente, no tienen un impacto
significativo debido a que tienen una cobertura energética muy reducida. En los sistemas
financieros convencionales, existen los créditos para adquirir una casa, un automóvil,
electrodomésticos, vacaciones, etc. y son relativamente fáciles de obtener; sin embargo, el
crédito para la adquisición de un sistema fotovoltaico no está disponible en todos los países
de la región para la mayoría de los usuarios que realmente necesitan de esa ayuda para
resolver sus problemas de electrificación doméstica. Está claro que la inversión inicial que
requiere la instalación de un sistema fotovoltaico no la puede pagar la mayoría de las
familias rurales; sin embargo, si existe en ellas capacidad de pago a créditos a largo plazo
con tasas normales de interés. En el fondo, no se trata de un problema de falta de capacidad
de pago, sino de una ausencia de programas adecuados de financiamiento a largo plazo
destinado a un grupo de usuarios de bajo ingreso.

15. • Falta personal capacitado: la cantidad de personas con la capacidad de diseñar e instalar
sistemas fotovoltaicos es todavía limitado en la región de América Central, especialmente
en las zonas rurales.
• Falta de competencia sana entre proveedores de equipos y tendencia a vender e instalar
equipos de mala calidad: El deseo de reducir los precios y de vender más, ha llevado a
algunas empresas privadas (suplidoras) tanto a vender equipos de baja calidad como a
utilizar mano de obra no calificada para la instalación. Este tipo de prácticas pone en
peligro la implementación exitosa de esta tecnología y crea falsas expectativas con respecto
de la confiabilidad y duración de los sistemas fotovoltaicos.
OPORTUNIDADES:
A pesar de las barreras, el futuro de las energías renovables en América Central tiene
interesantes posibilidades de desarrollo. Se mencionan las oportunidades más relevantes:
 Existe mayor conciencia en la búsqueda de soluciones apropiadas a los problemas
energéticos de la región.
 Se prevee una tendencia a mejorar el trabajo de coordinación, promoción y
desarrollo de las energías renovables por parte de organismos locales y regionales.
 Existen ONG's interesadas en la formación técnica para instaladores fotovoltaicos y
en capacitaciones relacionadas con aspectos socio-económicos de las energías
renovables.
 Existen en todos los países empresas privadas dedicadas a la venta e instalación de
equipos fotovoltaicos básicos.

16.  Las principales universidades centroamericanas disponen de investigadores
dedicados al
 desarrollo de proyectos de electrificación utilizando esta tecnología.
BIBLIOGRAFIA
 Manuales sobre energía renovable: Solar Fotovoltaica/Biomass
Users Network (BUN-CA). -1 ed. - San José, C.R. : Biomass
Users Network (BUN-CA), 2002.42 p. il. ; 28x22 cm.
 http://www.renacmexico.com