ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN LAS INDUSTRIAS

1. BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE INGENIERÍA
COLEGIO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y CIVIL
DESARROLLO DE HABILIDADES EN EL
USO DE LAS TECNOLOGÍAS DE LA
INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN
CATEDRÁTICA: GABRIELA YÁÑEZ PÉREZ
“LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
EN LAS INDUSTRIAS”
ARELLANO ENRÍQUEZ JESÚS GABRIEL
RAMIREZ HINOJOSA OBED
VÁZQUEZ LORANCA CRISTINA
HORARIO: 09:00am – 11:00am
VERANO 2017

2. Título. La Energía Solar Fotovoltaica en las industrias
Introducción
Desarrollo:
1. Energía Solar Fotovoltaica
1.1 Definición de energía solar fotovoltaica
1.2 Funcionamiento de la energía solar fotovoltaica
1.3 Usos de la energía solar fotovoltaica
2. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica
2.1 Ventajas económicas
2.2 Ventajas ambientales
2.3 Ventajas de condiciones de trabajo
2.4 Desventajas generales
3. Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
3.1 Aplicaciones generales
3.2 Aplicación en una industria

3. RESUMEN
La energía solar fotovoltaica es una de las más prometedoras fuentes de energía
limpia y renovable, contribuye a reducir el consumo y la dependencia de las
energías fósiles, ayudando al medio ambiente, su uso trae consigo varios
beneficios, este mercado favorece al sector industrial y comercial ya que representa
una posibilidad factible para reducir los costes de energía de una empresa, su
aplicación en la industria utiliza tecnologías para el abastecimiento de energía
eléctrica.
PALABRAS CLAVE: Energía solar fotovoltaica, electricidad, renovable, ventajas,
desventajas, paneles solares, aplicación, industria, mercado, tecnología.
ABSTRACT
The photovoltaic solar energy is one of the most promising clean and renewable
energy sources, it helps to reduce the use and dependence of the fossils energy
helping the environment, its use has benefits, this market helps the industrial and
commercial sector because it represents a possibility to reduce the energy costs in
a company, its application in the industry uses technology for the supply of electric
energy.
KEYWORDS: Photovoltaic solar energy, electricity, renewable, advantages,
disadvantages, solar panels, applications, factory, market, technology.

4. Introducción
La presente investigación, acerca de la energía solar fotovoltaica se realizó durante
el mes de junio dentro de la materia de Desarrollo de Habilidades en el uso de la
Tecnología, la Información y la Comunicación con el fin de hacer uso de la
información obtenida en diversas fuentes para realizar un ensayo, este trabajo se
encuentra dirigido a los alumnos de la Facultad de Ingeniería BUAP y todo aquel
público interesado en este tema.
El estudio de la energía solar fotovoltaica en los últimos tiempos ha
comenzado a dar una mayor importancia a las energías limpias, siendo éstas
obtenidas mediante la utilización de recursos renovables, generalmente
provenientes de la naturaleza, para poder transformarlas en energía eléctrica.
Este estudio es de gran utilidad ya que su principal objetivo es reducir costos
y apoyar al medio ambiente, conforme al aprovechamiento y empleo que le den las
industrias o incluso hogares.
Esta investigación permite al lector conocer algunos de los temas
relacionados con la energía solar fotovoltaica, además de mostrar su
funcionamiento y algunas aplicaciones en la industria, es decir, funcionará como
una consulta de los elementos básicos de los temas tratados en la presente
investigación.
Finalmente, el presente trabajo se encuentra dividido en tres capítulos
principales: el primero es energía solar fotovoltaica, el segundo ventajas y
desventajas de la energía solar fotovoltaica, y el tercero aplicaciones de la energía
solar fotovoltaica, de los cuales se desprenden sus correspondientes temas y
subtemas.

5. LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN LAS INDUSTRIAS
El cuidado del medio ambiente es una obligación de todos y de acuerdo a los índices
de contaminación de hoy en día es necesaria la implementación de energías
renovables, como lo es la energía solar fotovoltaica. Sabemos que la demanda de
energía es cada vez mayor y para satisfacerla se emplean recursos que resultan
dañinos para el medio ambiente. Esto ocasionara problemas mayores con el paso
del tiempo. La energía solar es un recurso que se sustenta a sí mismo, entonces es
posible usarlo como sustituto en la obtención de energía.
1. Energía Solar Fotovoltaica
1.1 Definición de energía solar fotovoltaica
En la actualidad, existen muchas definiciones para la energía solar fotovoltaica y
muchas de estas se consideran incompletas o imperfectas; Méndez define a la
energía solar fotovoltaica de la siguiente manera: “La energía solar fotovoltaica es
una fuente de energía renovable y, por tanto, inagotable, limpia y se puede
aprovechar en el mismo lugar en que se produce” (2012).
En otras palabras, la energía fotovoltaica es aquella energía eléctrica que
proviene de la obtención de energía solar. Esta energía puede ser una solución a la
demanda de energía producida en todo el planeta por el estilo de vida de las
personas e industrias. Este tipo de energía es aplicada en algunos países
desarrollados como parte de su proceso de obtención de energía.
“España es uno de los países europeos con niveles más altos de
radiación solar y tiene un elevado mercado potencial interior en
sistemas conectados a la red. Pero, por contra, en la implantación de
energía solar se encuentra por detrás de países nórdicos como Suecia,
Holanda o Alemania.” (Energía solar fotovoltaica, 2001)
Un dato a destacar es que algunos en particular la emplean en su casa para
volverla una casa ecológica.

6. 1.2 Funcionamiento de la energía solar fotovoltaica
El funcionamiento de este tipo de energía se basa en el denominado efecto
fotovoltaico, éste consiste en que la energía contenida en las partículas de luz que
se encuentran en lo rayos solares, es transmitida a los átomos del silicio, éste último
corresponde a el material más común de las células fotovoltaicas. De esta manera
los electrones libres de estos átomos reciben esta energía, que los pone en
movimiento y a dicho movimiento de los electrones es lo que nosotros conocemos
como electricidad.
De esta forma los paneles fotovoltaicos, producen la electricidad durante el
día, para después almacenarla y posteriormente es consumida y aprovechada en
las condiciones adecuadas que el hombre requiere.
Lógicamente, la instalación fotovoltaica es diferente dependiendo de si
vamos a utilizar la electricidad para consumirla en el lugar o vamos a transportarla
para ser consumida en otra localización geográfica. Cuando se consume en el
mismo lugar donde se produce, se inyecta en unas baterías, para poder reutilizar
la electricidad cuando la demanda lo requiera. Si, por el contrario, pretendemos
utilizar esa electricidad en las industrias se requieres de dichos paneles o células
fotovoltaicas.
1.3 Usos de la energía solar fotovoltaica
En la actualidad existe una gran cantidad de usos de la energía solar fotovoltaica,
un dato relevante es que tiene un cierto uso en los satélites artificiales, inclusive
cada vez existen más aparatos que utilizan minipaneles fotovoltaicos como es el
caso de: cargadores de pilas, cargadores de móviles, chaquetas, e incluso ya se ha
implementado este tipo de paneles en un modelo de automóvil que ya se encuentra
en el mercado, el Toyota Prius.

7. 2. Ventajas y desventajas de la energía solar fotovoltaica
2.1 Ventajas económicas
La energía solar térmica es capaz de proveer de forma natural y económica de parte
del calor que la industria necesita. Existen ya algunas industrias que han decidido
instalar dichos sistemas.
Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil
mantenimiento, lo que facilita su elección, la única inversión es el coste inicial de la
infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento.
“La reducción de los costes de los últimos años (75%) y el incremento del
precio de la electricidad, hace que las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo
sean rentables sin ningún tipo de subvención, las instalaciones se conectan a la red
interna y permiten ahorros muy importantes en la factura eléctrica”. (Energía solar
fotovoltaica, 2011)”.
Como podemos ver día a día, la utilización de energía eléctrica genera un
costo, que muchas veces es elevado y muchas empresas pagan grandes
cantidades para su consumo. Por tal motivo es necesario implementar nuevas
formas de obtención de energía, para esto la solución perfecta seria la utilización de
la energía solar para generar electricidad y ahorrar grandes cantidades de dinero
Nuevas soluciones tecnológicas gestionan óptimamente el consumo
energético y la energía fotovoltaica. Se maximiza el autoconsumo y se reducen los
excedentes.
2.2 Ventajas ambientales
La energía solar fotovoltaica al igual que otras energías renovables, constituye
frente a los combustibles fósiles, una fuente inagotable de energía, contribuye al
autoabastecimiento energético nacional y por lo tanto social, con un impacto
comparativamente mucho menor que las fuentes convencionales de energía.

8. En cuanto a la energía solar fotovoltaica de nuestro país, el autor Edgar
Roberto Sandoval García menciona lo siguiente:
“Ante la evidencia reconocida en el mundo respecto a los peligros
manifiestos del cambio climático, muchos países desarrollados
han avanzado en el desarrollo del aprovechamiento de fuentes
alternativas de energía, que al menos puedan mitigar los efectos
nocivos de la generación de energía a partir del uso de
combustibles fósiles. Una de esas fuentes alternativas es la
energía fotovoltaica. Por su ubicación geográfica, México es un
país privilegiado con el nivel de radiación solar que recibe y que
potencialmente podría convertir energía solar a energía eléctrica
y/o calorífica…” (2011, Febrero)
La energía solar fotovoltaica es la energía eléctrica que se obtiene
directamente del sol, contribuye a reducir el consumo y la dependencia de las
energías fósiles, reduciendo a su vez las emisiones de gases de su combustión y
que provocan el efecto invernadero.
De acuerdo al sitio internet de la empresa SOLICLIMA, con respecto a las
ventajas se menciona lo siguiente:
“En cuanto a las ventajas concretas de la energía solar
fotovoltaica frente a otros métodos de producción de electricidad,
podemos destacar sobre todo que no emite CO2, que es
inagotable y que fomenta la independencia energética del país. El
petróleo es agotable y es necesario importarlo, dependiendo de la
voluntad y precios impuestos por países que muchas veces son
políticamente inestables; la nuclear, aunque ahora ya segura,
según afirman los expertos, no deja de depender de un
combustible, el uranio, que también es agotable, y además genera
unos residuos altamente peligrosos que duran 5.000 años... Por
muy segura que sea su gestión.... ¿Es necesario dejar en

9. herencia a generaciones futuras la necesidad de controlar la
basura generada 4.000 años antes? Es cierto que su producción
actualmente aún resulta levemente más cara que la producción
mediante los combustibles tradicionales, pero se espera la
paridad, es decir, la equivalencia de costes de producción. A
partir de ese punto, la fotovoltaica comenzará su despegue
imparable como productora de electricidad en grandes
cantidades.” (2016)
La producción de plantas solares y paneles fotovoltaicos favorece que, con
el paso del tiempo, se desplace el consumo de otras energías a favor de esta, de
forma que se contribuye a que en un futuro solo se dependa de energía limpia para
el consumo.
2.3 Ventajas de condiciones de trabajo
La disponibilidad de energía solar reduce la dependencia de otros países para el
abastecimiento de energía de la población. Es un sector que promueve la creación
de empleo, necesario para la fabricación de células y paneles solares, como para
realizar la instalación y el mantenimiento de la misma.
Es un tipo de energía que está en alza. Cada vez más gente apuesta por este
tipo de energía para abastecer sus hogares, y los gobiernos y empresas parece
que, poco a poco, comienzan a darse cuenta de la importancia de apostar por
fuentes de energía limpias y alternativas.
2.4 Desventajas generales
Entre las desventajas tenemos que el nivel de radiación de esta energía fluctúa de
una zona a otra, y lo mismo ocurre entre una estación del año y otra, lo que puede
no ser tan atractivo para el consumidor. Por otro se necesitan grandes extensiones
de terreno, lo que dificulta que se escoja este tipo de energía.

10. Además, otra de las desventajas, es que inicialmente requiere una fuerte
inversión económica a la que muchos consumidores no están dispuestos a
arriesgarse
En cuanto a los sistemas fotovoltaicos, los autores Mayra Gutiérrez
Sacramento y Juan Manuel Flores Rico señalan que:
“El desarrollo de un sistema fotovoltaico es un sistema que es fácil
de instalar, de desarrollar y de operar. Un sistema fotovoltaico
tiene por objetivo obtener energía a través de celdas de absorción
de luz solar y transformando ésta en energía eléctrica; tiene como
ventaja ser un sistema que recupera su inversión en poco tiempo,
que es rentable y que rinde muy bien, una desventaja sería la de
la inversión inicial aún a sabiendas de que la inversión se recupera
en poco tiempo. También comentan que el desarrollo se puede
efectuar en cualquier país gracias a su materia prima obtenible en
cualquier lado.” (1999)
Los paneles solares todavía no son capaces de ser o suficientemente
eficientes, o al menos, podrían serlo mucho más. Cada vez hay soluciones más
avanzadas en este aspecto, pero lo cierto es que para que los paneles solares sean
eficaces todavía se depende mucho de la zona donde se coloquen, es decir, están
limitados a zonas con gran incidencia de los rayos solares.
3. Aplicaciones de la energía solar fotovoltaica
Desde la creación de las celdas fotovoltaicas han sido usadas desde dar energía a
un reloj hasta dar energía a industrias, sus usos han sido muy variados, aprovechar
la energía que nos da la luz solar es el sistema de generación de energía renovable,
algo que hoy en día necesitamos con urgencia.
Las celdas fotovoltaicas han sido estudiadas y mejoradas desde la década
de los 80’s como señala en su artículo:

11. “La producción en masa de celdas solares está suficientemente
lejos al precio actual para ser extremadamente interesante. Si
seguimos la predicciónde Zoltan Kiss, presidente de The Chronar
Corporation la producción de celdas solares costará 0.5 USD por
watt para 1990” (Bockris,1985),
Desde el año 1985 se analizaba un precio muy bajo por watt lo que otros
sistemas daban un precio de entre 2 y 3 USD por watt, un sistema que redujera los
costos en un 150% ha sido objeto de estudio reduciendo los costos de generación
de energía eléctrica; ¿pero por qué no usarlo para otros fines?
3.1 Aplicaciones generales.
Una aplicación de celdas solares hoy en día y muy común, son las luminarias con
celdas solares, son lámparas que acumulan la energía obtenida por su celda solar
para utilizarla de noche, esto ha reducido notablemente el uso de energía para la
iluminación de las calles.
Una aplicación de las celdas fotovoltaicas que se está investigando
actualmente y que de desarrollarse sería un avance muy importante, que es el uso
de las celdas fotovoltaicas en automóviles, así puede sustituirse el uso de
combustibles como especifica:
“Las posibles aplicaciones de la energía solar podrían estar en la
industria automovilística, donde todavía no ha pasado de ser el
sistema de propulsión de algunos prototipos de imagen futurista.
Otra aplicación es el uso de los paneles solares espaciales. Estos
son paneles solares que se instalan en los satélites y que recogen
la energía solar en el espacio, energía que luego es usada para
el abastecimiento energético de los propios satélites o transmitida
a la Tierra para su uso en el planeta.” (2016, agosto)
Como dice en la cita anterior el uso de las celdas fotovoltaicas en satélites es
un sistema usado hoy en día, así como especifica la cita la energía obtenida de las

12. celdas abastece de electricidad a los satélites lo que aumenta su permanencia y
funcionamiento en el espacio.
El uso de un sistema fotovoltaico en el mercado de la energía eléctrica ha ido
en aumento, su aplicación del sistema para la distribución de energía eléctrica. La
manera de obtener la energía a través de las celdas fotovoltaicas que es por medio
de la luz y radiación solar lo que su materia prima es prácticamente gratis como
menciona:
“The Photovoltaic (PV) renewable energy has become a very
important electrical energy source within the entire energy market.
The growing is mainly due to the fact that these systems have
been constantly improving in terms of efficiency, power, reliability,
etc. The PV system can be designed either in island or grid
connected mode being the last one the most commonly used”
(Kjaer, 2005).
Cabe resaltar que, a nivel mundial, España se convirtió durante el año
pasado en la primera potencia fotovoltaica mundial, es decir, en este país podeos
encontrar una gran cantidad de aplicaciones de esta energía. “España es uno de
los países europeos con niveles más altos de radiación solar y tiene un elevado
mercado potencial interior en sistemas conectados a la red.” (Energía solar
fotovoltaica, 2001)
3.2 Aplicación en una industria.
El uso de la energía eléctrica obtenida a través de un sistema fotovoltaico ha sido
usado en industrias para llevar a cabo los procesos que éstas hacen, reduciendo
los costos de gasto en energía eléctrica. Puede ser usada la energía no solo para
los procesos sino también para la iluminación, etc.
El uso de las celdas fotovoltaicas para generar energía eléctrica tiene la
ventaja de que puede ocuparse en el mismo lugar en el que se produce. Al producir
la energía eléctrica en las mismas industrias da una ventaja enorme al reducir los

13. costos, pero también en el uso de espacios no utilizados como por ejemplo las
azoteas, así se ocupa el espacio produciendo la energía eléctrica a utilizar en la
empresa.
Una aplicación en la industria es el uso de celdas solares para calentar agua
para usos industriales como pueden ser lavado industrial, lavado de coches,
lavanderías de ropa, donde en las lavanderías piden una cierta temperatura está
puede ser regulada con el sistema de celdas fotovoltaicas.
Otra aplicación es la deshidratación de vegetales con energía solar; este
sistema funciona empleando la energía del sol como elemento para calentar el aire
que se hará circular entre el producto a deshidratar.
Con la energía solar podemos bombear agua de un pozo o salvar el desnivel
desde un río, y usarla para regar una huerta o incluso cambiar el tipo de cultivo de
una parcela agraria, de secano a regadío. Podremos utilizar un equipo de bombeo
solar para conseguir agua potable, siendo la solución más adecuada en aquellas
viviendas rurales aisladas de la red. Instalación de sistemas generadores de
electricidad para bombas hidráulicas de explotaciones agropecuarias aisladas.
Así también como sistemas de calefacción que pueden ser utilizados en
invernaderos hasta cámaras de crianza de aves o cerdos. En estos casos al igual
que con los deshidratadores, los elementos de captación solar pueden ser a base
de agua o aire. Para estos fines, también es posible la aplicación de criterios
bioclimáticos y de arquitectura solar pasiva, con los cuales el propio edifico actúa
como colector térmico y almacena la energía calorífica.
También es posible emplear el calor solar obtenido para el procesado de
alimentos industriales o para cocinas. Se puede emplear para elaborar conservas o
para cocer alimentos (los alimentos comienzan a cocinarse a partir de los 60 ºC.
Otra aplicación se da en la acuicultura debido a que muchas especies
acuáticas criadas en las piscifactorías requieren de temperaturas del agua de entre
18º y 30º C. Por ello muchas piscifactorías recurren a sistemas de calentamiento

14. artificial para poder desarrollar la cría fuera de temporada. En estos casos resulta
especialmente viable el uso de sistemas solares fotovoltaicos. Al ser las
temperaturas de trabajo muy bajas un colector solar podrá ofrecer un rendimiento
excepcionalmente alto. Un ejemplo de este tipo de instalaciones es la que se llevó
a cabo en el IGAFA en Galicia (España), donde un sistema solar térmico
proporciona el calor necesario.

15. Conclusión
El sol es una fuente inagotable de recursos para el hombre, además es limpia,
abundante y está disponible en cualquier lugar, la energía solar fotovoltaica es una
buena opción como alternativa a las energías tradicionales que además de tener un
límite generan daños al medio ambiente, la energía solar fotovoltaica es limpia, no
genera mayores daños al medio ambiente, además de que es una fuente de energía
inagotable, es de gran utilidad en zonas donde es muy difícil el acceso de la red
eléctrica.
Con el desarrollo de la tecnología es importante que las industrias
aprovechen esta fuente de energía, y obtenerla por medio de células fotovoltaicas
es una buena elección, no genera mayores gastos después de su instalación, con
estas tecnologías de sistemas solares es posible reducir el impacto ambiental y al
mismo tiempo obtener un importante ahorro energético y económico al disminuir los
costos de producción y aumentar la competitividad.
En el desarrollo de un sistema fotovoltaico, tenemos que se utiliza la luz solar
como base de una transformación termodinámica para utilizar esta transformación
en energía eléctrica, lo que nos daría en proporciones grandes de celdas
fotovoltaicas energía eléctrica prácticamente ilimitada, para fines de investigación
cabe resaltar que un sistema de este tipo puede generar energía eléctrica para una
casa-habitación hasta una ciudad.

16. Referencias
Bockris, J. (1985). Photovoltaics, Science New Series, Vol. 212, No. 4502 p. 6
Castro, M. (2000) Energía Solar Fotovoltaica. España, Sevilla: PROGENSA
Espada, B. (2016). Energía solar ventajas y desventajas. Recuperado el 20 de junio
de 2017 de Muy interesante. Disponible en: https://erenovable.com/energia-solar-
ventajas-y-desventajas/
Guillemoles, J. (2011). Future concepts for photovoltaic energy conversion. In D.
Ginley & D. Cahen (Eds.), Fundamentals of Materials for Energy and Environmental
Sustainability (pp. 238-256). Cambridge: Cambridge University Press.
doi:10.1017/CBO9780511718786.023
Gutiérrez, M., y Flores, J. M. (1999) Desarrollo de un Sistema Fotovoltaico Solar
para la Generación de Energía. Tesis de Doctorado, Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla, México.
Méndez, J. M. (2012) Energía Solar Fotovoltaica. España, Madrid: Fundación
Confemental.
Milarium (2008). Energía solar fotovoltaica. Recuperado el 18 de junio de 2017.
Disponible en: http://www.miliarium.com/bibliografia/Monografias/Energía/
EnergiasRenovables/EnergiaSolarFotovoltaica.asp
Sandoval, E. (2011). La industria fotovoltaica en México. Revista Universitaria digital
de Ciencias Sociales (RUDICS). [Versión electrónica]. 1(2), 1-5.
Sitio solar (2013) La aplicación de la energía solar térmica en la industria.
Recuperado el 18 de junio de 2017. Disponible en: http://www.sitiosolar.com/la-
aplicacion-de-la-energia-solar-termica-en-la-industria/
Soliclima. (2016) Fotovoltaica. Recuperado el 19 de junio de 2017. Disponible en:
http://www.soliclima.es/fotovoltaica.

17. TFM. (2011). Energía solar fotovoltaica. Recuperado el 20 de Junio de 2017.
Disponible en: http://www.tfm.es/
Tobajas Vázquez, Carlos. (2008) Energía Solar Fotovoltaica. (3a ed.). Barcelona,
España.
Vázquez, G. Zúñiga, M. Pánfilo, R. (2014). High Efficiency Single-Phase
Transformer-less Inverter for Photovoltaic Applications (pp. 173-184). Encontrado
en la base de datos ScienceDirect.