PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO La célula fotovoltaica al ser alcanzada por la luz libera electrones creando de esta manera
Views 159 Downloads 3 File size 613KB
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO La célula fotovoltaica al ser alcanzada por la luz libera electrones creando de esta manera un espacio vacío denominado huevo, ese hueco va a tender a ser llenado por otro electrón libre que fue también excitado por la radiación de la luz que alcanza al semiconductor, en líneas generales la idea es que los huecos se muevan para un lado y los electrones libres para el otro, de esta manera se generara una circulación de corriente sobre el semiconductor. A continuación voy a enumerar algunos puntos favorables y otros no tanto sobre la energía solar fotovoltaica. VENTAJAS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Es inagotable: Podemos considerar al sol como una fuente de energía inagotable, sus rayos alcanzaran la tierra mientras el planeta exista, de esta manera es lógico considerarla como una fuente inagotable de energía. Es Limpia: No emite ningún tipo de contaminante al medio ambiente Ideal para zonas remotas: Es la tecnología adecuada para abastecer de energía eléctrica a zonas donde el tendido eléctrico no llega o es inaccesible, por ejemplo, zonas rurales apartadas, islas o ciudades pequeñas Esta en todos lados: En cualquier parte del mundo donde el sol brille podemos tener acceso a esta tecnología, es una ventaja muy importante ya que nos da independencia de la zona de implementación importante, si lo comparamos por ejemplo con las represas hidroeléctricas que solo se pueden instalar sobre ríos altamente caudalosos, representa una gran ventaja.
Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección. La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados y edificios. 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.
Ventajas por las que si es viable: El coste de producción es menor. Muchos usuarios ven en esta energía sostenible, una manera de reducir sustancialmente su factura de la luz. Esta es sin duda una de las principales ventajas por no decir la principal. Nos saldrá más barata. En algunos países hay subvenciones. Al principio, cuando empezó a implantarse, se ofrecían suculentas subvenciones para apostar por esta iniciativa. Al fin y al cabo, con el tiempo es muy ventajosa. Cada vez hay menos subvenciones para este fin, pero puedes consultarlo en tu país de origen.
Contribuye al medio ambiente. Es una energía “sana” para el ecosistema. No causa contaminación pero sí es cierto que se filtran restos durante el transporte o instalación de los paneles de energía, no obstante es muy poco en comparación con las fuentes de energía convencionales. Este movimiento, además, ayuda a luchar contra el cambio climático. Disponibilidad global. El sol brilla en todos los rincones del mundo, por lo tanto, si hay sol, hay energía solar en mayor o menor medida. El mantenimiento es barato. El mantenimiento de los paneles solares es realmente bajo. Si quieres instalarlo en tu casa, es posible que con una limpieza al año sea suficiente. Podría requerir incluso dos, pero no más. Los paneles o tubos solares además, cuentan con una garantía de unos 25 años, convirtiendo a este tipo de productos en la mejor alternativa a largo plazo. Puede generar electricidad en sitios remotos. Sin duda una de las ventajas, es que puede usarse para tener electricidad en lugares que no pueden depender de redes eléctricas. Tan solo tendrás que instalar los paneles para disfrutar de este tipo de energía. Paneles transparentes en el futuro. Una de las apuestas que ya se han implantado en sitios como Japón, son ventanas con paneles solares transparentes integrados. De tal manera, que el usuario no tendrás que hacer nada tras comprarlas. Simplemente, las limpiezas correspondientes anuales. Es una energía sostenible. Esta es otra de las grandes ventajas, al igual que nuestro tragaluz solar, esta no se consume a sí misma. Es una fuente renovable. Aunque quisiéramos, no podríamos quedarnos sin la energía solar porque es renovable. Es otra de las ventajas más destacadas. Podrás vender la energía que te sobre. Muchos particulares pueden vender el exceso de energía producida. Hay que leer bien la normativa. DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Gran inversión inicial: Los costos de la inversión inicial son altos, si bien con el tiempo se van amortizando, se necesita una gran cantidad de dinero para afrontar la primera etapa de inversión, quizás para un hogar pequeño con poca demanda el costo sea más reducido, pero de igual manera representa un valor elevado. Gran territorio destinado a colocación de paneles: Al igual que la energía eólica, si queremos implementar un sistema para gran consumo, al nivel de una ciudad pequeña, por ejemplo, necesitamos de una gran área de tierra destinada para la colocación de los paneles solares, esto puede representar un problema si no se cuenta con ese espacio. Inestabilidad de radiación solar: Dependiendo la zona, la época del año y el clima la cantidad de radiación del solo puede variar, haciendo de esta manera inestable la cantidad de energía solar que podemos almacenar, esto puede representar un
problema si no contamos con la suficiente capacidad de almacenamiento (baterías) como para cubrir la temporada de baja radiación solar No siempre tendrás la energía que quieras. La energía solar depende del sol, si no hay, tendremos menos energía. Podremos disfrutar de más o menos energía, pero por lo general, debería llegarnos sin problema, aunque el día esté nublado. Lamentablemente, no podemos predecir la energía que se producirá cada día. Contamina un poco. La instalación de los paneles solares y el transporte, provoca un impacto en la atmósfera. No obstante, es una energía limpia. Contamina muy poco, por eso contribuye al medio ambiente. Cuidado con el espacio. Cuanto menor sea la densidad de potencia solar (W/m^2), más espacio necesitaremos, lo que implica mayores costes. Almacenar la energía es caro, así como las baterías para calmar la producción-demanda de la energía. Los paneles no son totalmente eficientes. En estos momentos, todavía queda un largo camino para la energía solar. Los paneles no logran ser lo eficientes que debería. Algunos están además limitados a determinadas zonas.
ENERGÍA FOTOVOLTAICA EN EL ECUADOR
Ecuador se encuentra en una ubicación privilegiada en cuanto a recurso solar, siendo casi perpendicular la radiación que recibe, invariable durante el año y con un ángulo de incidencia constante; características que otorgan a la energía fotovoltaica un enorme potencial de aprovechamiento. El mercado solar ecuatoriano se ha desarrollado hasta hace poco sobre todo en instalaciones aisladas de la red para electrificación rural. La primera planta fotovoltaica en conectarse a la red está ubicada en la norteña provincia de Imbabura, con una potencia de 998 kW.
Fig. 5. Resultado de imagen de fotovoltaica Imbabura. Para impulsar la generación fotovoltaica, el Conelec reformó en 2012 la regulación 04/11 y fijó una tarifa preferencial de U$D 0,40 por kW/h de generación. En el marco de esa normativa, en enero de 2013, el Conelec firmó los permisos para que empresas nacionales y extranjeras construyeran 355 MW de potencia fotovoltaica en 91 proyectos (15 mayores a 1 MW y 76 menores a 1 MW).
El otorgamiento de estos permisos recibió numerosas críticas de sectores que manifestaron que esa tarifa era demasiado alta en comparación con el costo de generación hidroeléctrica o la misma fotovoltaica en otros países de la región. El Conelec revocó los permisos de construcción de varios proyectos porque las empresas concesionarias no cumplieron con los cronogramas de construcción al carecer de financiamiento. En algunos casos también porque se iniciaron las obras sin contar con estudios ni autorizaciones. Representantes de algunas empresas constructoras de los proyectos manifestaron que los retrasos y las revocatorias de permisos se debieron a una serie de trabas burocráticas para la construcción, además de la falta de financiamiento. En un inicio, la Corporación Financiera Nacional (CFN) anunció que financiaría este tipo de proyectos, promesa que no se concretó. Las empresas que finalizaron sus proyectos manifestaron no haber tenido problemas con las entidades de control y solicitaron se les permitiera hacerse cargo de los proyectos inconclusos. La cruda realidad es que a finales de 2013 operaban en Ecuador 4 MW fotovoltaicos. Durante 2014 la nueva potencia fotovoltaica instalada fue de 22 MW, llevando la capacidad instalada a 26 MW a principios de 2015. La potencia acumulada se estancó por debajo de los 30 MW ya que durante 2015 no se añadió prácticamente ningún MW fotovoltaico en el país. Teniendo en cuenta que en enero de 2013 se cerraron acuerdos para proyectos fotovoltaicos por más de 300 MW, resulta evidente que el avance es mucho más lento que lo inicialmente previsto. Precio de la energía Los precios a reconocerse por la energía medida en el punto de entrega, expresado en centavos de dólar por kWh, son aquellos indicados en la tabla que se encuentra mas adelante. No se reconocerá pago por potencia a la producción de las centrales no convencionales
tabla 1. Precio de la energía
PROBLEMAS EN EL ECUADOR PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA http://www.elcomercio.com/actualidad/negocios/proyectos-fotovoltaicos-seestancaron.html Existen distintas formas de emplear la energía solar, siendo las más evidentes el calentamiento de agua, comida y la provisión de energía que produce temperaturas confortables para los seres vivos. También se la puede usar para generar electricidad, a través del uso de paneles solares fotovoltaicos. Actualmente, estos son los más comunes y se encuentran fácilmente en el mercado a precios asequibles. Las nuevas tendencias de edificios y casas amigables con el ambiente son energéticamente autosustentables, debido al uso de estos paneles y de equipos como turbinas eólicas de baja potencia, colectores solares, entre otros que aprovechan las energías renovables. Sin embargo, se pueden adaptar estos dispositivos a edificaciones que no fueron construidas con criterios de sustentabilidad. Para ello es necesario tomar en cuenta algunas consideraciones: en primer lugar, saber cuánta energía eléctrica se consume en la edificación donde se desea implementar la tecnología. El método más sencillo es revisar la planilla de consumo eléctrico; como referencia, una familia promedio tiene un consumo estimado de 200 kWh mensuales. Después, es necesario buscar asesoría técnica para realizar un dimensionamiento apropiado del sistema, que estará basado en los datos obtenidos de consumo, es decir calcular el equipo básico que se requiere para cubrir todas las demandas energéticas. Es importante considerar que el sistema básico para generar electricidad y aprovecharla consta de cuatro elementos: paneles solares, regulador, baterías e inversor. Si bien lo más eficiente es ubicar los paneles perpendiculares a la radiación del sol, se recomienda instalarlos con un ángulo de 5° a 15° para que resbale el agua o cualquier objeto que pueda caer. Tener sombra en una pequeña zona de un panel puede reducir considerablemente la producción de energía eléctrica de todo el sistema, por lo que es recomendable verificar que estén despejados. Actualmente, la eficiencia de un panel solar comercial
se encuentra entre el 15% y 20%, pero se espera que mejore con el desarrollo tecnológico Esta noticia ha sido publicada originalmente por Diario EL TELÉGRAFO bajo la siguiente dirección: https://www.eltelegrafo.com.ec/noticias/punto/1/energia-solarfotovoltaica-en-ecuador Si va a hacer uso de la misma, por favor, cite nuestra fuente y coloque un enlace hacia la nota original. www.eltelegrafo.com.ec NUEVAS TECNOLOGÍAS Nueva tecnología solar promete alcanzar eficiencias de hasta 80% y capturar energía solar incluso de noche. La tecnología solar avanza a pasos agigantados. En numerosos laboratorios públicos y privados en todo el mundo, incontables científicos trabajan arduamente para mejorar los procesos actuales y encontrar nuevas tecnologías que permitan aumentar la eficiencia de la energía solar y hacerla más accesible para su uso en el mundo real. El renovado aumento en los precios del petróleo y otros combustibles tradicionales y la necesidad de encontrar tecnologías más limpias también impulsa este acelerado proceso de innovación tecnológica. Una de las tecnologías más prometedoras en el campo de la energía solar es la de la nanotecnología. Recientemente, el Laboratorio Nacional de Idaho, en los Estados Unidos, reveló una nueva variedad de colector solar que ofrece niveles de eficiencia insospechables y que podría ser tan eficiente como para funcionar incluso durante la noche. Esta nueva tecnología funciona a través de bancos de micro antenas conformadas a su vez por millones de pequeñas fibras metálicas. Los bancos de micro antenas pueden ser montados sobre diversos materiales, como el plástico. Estas pequeñas micro antenas, de alrededor de 1/25 del espesor de un cabello humano, pueden resonar al interactuar con los rayos infrarrojos del sol, lo que a su vez puede convertirse en energía. Dado que la tierra absorbe una gran cantidad de esta energía durante el día, la cual es irradiada a la atmósfera durante la noche, las micro antenas pueden seguir absorbiendo energía durante la noche. Los investigadores esperan que este tipo de paneles solares puedan llegar a convertir hasta el 80% de le energía que reciben del sol, mucho más que el 20% que actualmente captan los paneles existentes. Además, el costo de producción sería mucho más bajo
que los paneles de silicón. Sin embargo, los investigadores aún enfrentan numerosos problemas técnicos antes de poder llevar este descubrimiento a aplicaciones comerciales. El más importante es convertir la energía captada por las micro antenas, que tiene una muy elevada frecuencia, en formas de energía que pueda ser usada en aplicaciones normales domésticas o industriales. Es posible que este proceso dure aún varios años, pero sin
duda se trata de una de las tecnologías más prometedoras en el actual panorama mundial. http://www.energiasolar.mx/paneles-solares/nueva-tecnologia-solar-promete-alcanzareficiencias-hasta-80-y-capturar-energia-sola
Los módulos fotovoltaicos bifaciales se han convertido en una de las grandes promesas de la industria. A través de sus dos caras puede generar más energía eléctrica por unidad de superficie, en comparación de las tecnologías actuales de módulos que generan energía sólo por una de sus caras. “Los resultados preliminares de las mediciones permiten ver que la producción de los módulos bifaciales genera sobre un 25% más de energía diaria por metro cuadrado que los de silicio policristalino y capa fina, lo que nos indica que estamos frente a una tecnología muy prometedora al analizar la densidad de energía por unidad de superficie de los módulos, lo que se traduce directamente en mayores ingresos por unidad de superficie”. http://www.pulso.cl/hub-sustenibilidad/las-tecnologias-prometen-cambiar-lageneracion-fotovoltaica-chile/ http://revistaconstruir.com/nueva-tecnologia-para-paneles-solares-en-la-region/ paneles con optimizadores https://www.enelgreenpower.com/es/historias/a/2017/12/la-tecnologia-egp-quepersigue-al-sol seguidores de sol. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://www.comunicarseweb.c om.ar/biblioteca/nuevas-tecnologias-para-energia-solar
http://www.regulacionelectrica.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2015/12/CONELEC-PreciosRenovables4.pdf http://energia.org.ec/cie/wp-content/uploads/2017/09/AtlasSolar.pdf generación cuanto se genera y donde y usos de la energía fotovoltaica. https://www.eluniverso.com/tendencias/2017/06/10/nota/6222868/energia-solar-seabre-terreno-ecuador
INPACTO AMBIENTAL DE LA GENERACION FOTOVOLTAICA. El sol constituye una ingente fuente de energía limpia y sostenible, sin emisiones tóxicas contaminantes o emisiones de gases invernadero. Los potenciales impactos medioambientales asociados a la energía solar, como el uso del suelo y pérdida de habitad, el uso de agua así como el uso de materias primas peligrosas en la fabricación de paneles y otros componentes de las instalaciones solares, varían mucho en función de la tecnología empleada para aprovechar la energía del sol. Así por ejemplo, no es lo mismo el impacto de la tecnología solar fotovoltaica que el de una planta de concentración solar térmica. También el tamaño de una instalación juega un importante papel. Las instalaciones solares pueden ser tan simples como un panel solar situado en la cubierta de una casa. Pero también es cierto que existen grandes huertos o explotaciones solares, cuyo impacto en el medio ambiente es lógicamente mucho mayor. Uso del suelo Dependiendo de su localización, las plantas solares más grandes pueden provocar una degradación del suelo y pérdidas de hábitats. Las necesidades totales de suelo varían en función de la tecnología, la topografía de la zona y la intensidad de la radiación. En una instalación de solar fotovoltaica, las necesidades son de 2 ha por megavatio instalado en el caso de paneles solares policristalinos y de 5 ha/MW para paneles de capa fina. Si se trata de energía solar de concentración, las necesidades de terreno son algo mayores llegando a las 6 ha/MW. A diferencia de los parques eólicos, los huertos o plantas solares están más restringidos en cuanto a usos simultáneos, por ejemplo, con la agricultura o la ganadería. Sin embargo, el impacto sobre el suelo podría verse minimizado si se destinasen a la implantación de huertos solares aquellas áreas más degradadas o campos de cultivo abandonados por su baja productividad. Por supuesto, las instalaciones más pequeñas en hogares o industrias no ocasionan impacto alguno sobre el terreno al situarse normalmente en las cubiertas de las edificaciones existentes. Uso del agua Los paneles solares fotovoltaicos no usan agua en la generación de electricidad. Sí la usan, en pequeña proporción, en su fabricación. Sin embargo, las plantas de energía solar térmica de concentración sí consumen gran cantidad de agua en su funcionamiento y enfriamiento. La cantidad de agua usada depende del diseño de la planta, de su localización y del tipo de sistema de enfriamiento que usen. Aquellas plantas que usen torres de enfriamiento con recirculación húmeda pueden gastar entre 2000 a 3000 litros por megavatio-hora de electricidad producida. La tecnología de enfriamiento en seco puede reducir el uso del agua en casi el 90%. Sin embargo, esto conlleva mayores costes y menor eficiencia.
Puesto que las áreas más propicias para la implantación de instalaciones solares son las zonas con mayor erradicación solar, que suelen ser más áridas y secas, es necesario considerar el factor del consumo del agua como un serio inconveniente a tener en cuenta.
Sustancias peligrosas En el proceso de fabricación de los paneles fotovoltaicos se usan numerosas sustancias peligrosas, muchas de las cuales se emplean para purificar y depurar la superficie semiconductora de los paneles. Estas sustancias químicas, similares a las usadas en la industria de los semiconductores, incluyen ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, fluoruro de hidrógeno, 1,1,1-tricloroetano y acetona. La cantidad y la sustancia en concreto que se usa depende el tipo de célula solar a fabricar, el grado de pureza que se necesita, y el tamaño de la lámina de silicio. Los trabajadores también se exponen a riesgos por inhalación de polvo de silicio. Por ello, en el proceso de fabricación se deben garantizar unas condiciones laborales seguras para los trabajadores y que los productos usados y residuos, se gestionan adecuadamente.
Los paneles fotovoltaicos de capa fina contienen un mayor número de sustancias tóxicas respecto a los paneles de silicio tradicionales. En su fabricación se emplean arseniuro de galio, diseleniuro de cobre-indio-galio, y teluro de cadmio. Si no se manejan y se desechan apropiadamente, estas sustancias químicas pueden ocasionar un serio problema de contaminación ambiental y amenazar la salud pública. Emisiones de gases invernadero asociadas al ciclo completo de la energía solar Aunque la producción de electricidad gracias a los paneles solares no conlleva emisiones de gases de efecto invernadero, hay emisiones asociadas con otras etapas del ciclo de vida de un panel solar, por ejemplo, durante la fabricación, el transporte, la instalación, el mantenimiento y su desinstalación y gestión como residuo. En cualquier caso, las cifras que se barajan de dióxido de carbono equivalente son menores que las asociadas al gas o al carbón, por lo que sigue siendo una alternativa más limpia y sostenible que las fuentes de energía provenientes de los combustibles fósiles.
CONCLUSIONES Es una excelente alternativa para cubrir y complementar las necesidades energéticas de las ciudades pequeñas o de los hogares, al día de hoy es poco práctico a la hora de utilizar esta tecnología como fuente principal de energía del hogar, pero es una gran opción para utilizar como complemento. Si eres una persona comprometida con el medio ambiente sin duda este tipo de energía renovable es la mejor opción para cuidar el medio ambiente, es Limpia renovables y no daña el medio ambiente.