PREGUNTAS FRECUENTES
Directa o indirectamente accionadas por el sol o por el calor natural del interior de la tierra.
Estas fuentes de energía que ocasionan un menor daño y contaminación al ambiente respecto a la fuentes tradicionales (hidrocarburos, carbón, etc.) y ofrecen una alternativa a los recursos no renovables.
1839.- Alexander Becquerel descubre el principio de la generación de electricidad fotovoltaica.
1905.- Albert Einstein logra una explicación científica.
1954.- Bell laboratories: primera celda solar de silicio con una eficiencia de 5%. Las celdas solares se utilizan en los satélites.
1973.- La crisis petrolera provoca que se considere seriamente el uso de energía solar para aplicaciones en la Tierra.
2008.- Casi 5500 MW de nueva potencia instalada solo este año.
¿Cómo funciona un Sistema Solar Fotovoltaico?
El funcionamiento de un Sistema Fotovoltaico se logra mediante el siguiente proceso:
La luz solar entra sobre la superficie del arreglo fotovoltaico, donde es convertida en energía eléctrica de corriente directa por las celdas solares, después esta energía es recogida y conducida hasta un controlador de carga con la función de enviar a toda o parte de esta energía hasta el banco de baterías en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los limites de sobrecarga y sobredescarga. En sistemas FV conectados a la red, no se usan bancos de baterías.
La energía almacenada o enviada a la red 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.
¿De qué componentes esta hecho un Sistema Solar Fotovoltaico?
Un Sistema Solar Fotovoltaico es el conjunto de dispositivos cuya función es convertir la energía solar directamente en energía eléctrica, acondicionando esta última a los requerimientos de una aplicación determinada. Consta principalmente de los siguientes elementos:
1) Arreglos de módulos de celdas solares.
2) Estructura y cimientos del arreglo.
3) Reguladores de voltaje y otros controles, típicamente un controlador de carga de batería, un inversor de corriente cd/ca o un rectificador ca/cd.
4) Baterías de almacenamiento eléctrico y recinto para ellas.
5) Instrumentos.
6) Cables e interruptores.
7) Red eléctrica circundante.
8) Cercado de seguridad, sin incluir las cargas eléctricas.
Un Sistema Solar Fotovoltaico no siempre consta de la totalidad de los elementos aquí mencionados. Puede prescindir de uno o más de éstos, dependiendo del tipo y tamaño de las cargas a alimentar, el tiempo, hora y época de operación y la naturaleza de los recursos energéticos disponibles en el lugar de las instalación.
Tipos de Sistemas Solares
- Sistemas Solares Autónomos.
- Sistemas Solares Interconectados.
Aplicación Sistemas Solares Autónomos
- Telecomunicaciones.
- Supervisión remota.
- Abastecimiento de electricidad para comunidades rurales.
- Casa de vacaciones.
- Calculadoras, relojes.
- Satélites espaciales.
Aplicación Sistemas Interconectados
Ciudades y centros urbanos
- Uso residencial.
- Uso comercial.
- Uso Industrial.
La disponibilidad de los combustibles fósiles convencionales es limitada.
Dentro de los próximos 100 años se agotarán.
Crisis de capacidad.
Energía Solar Luz y Calor
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce, como también a través de la absorción de la radiación.
Energía solar Térmica: Para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción.
Energía solar Fotovoltaica: Para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar.
- El sol proporciona energía ilimitada.
- En una hora, el sol proporciona la energía mundial anual.
- Estará disponible por los próximos 5000 millones de años.
Radiación Solar
Radiación en la atmósfera
Radiación dependiente de la distancia hasta el sol
Constante solar: EO= 1367 W/m2
Radiación en la superficie terrestre:
Radiación global EG= 1000 W/m2
Relativamente dependiente del lugar,
Las horas de radiación son decisivas
El país cuenta con niveles privilegiados de irradiación con un promedio de 5Kwh/2, es de los mas altos del mundo.
Se espera tener instalados 25 MW con tecnología fotovoltaica para 2013, y generar 14 Gwh/año.
De 1993 a 2003 , la capacidad instalada de sistemas fotovoltaicos se incrementó de 7 a 15 MW, para electrificación rural, bombeo de agua y refrigeración.
Dado que los paneles solares (o módulos solares) no almacenan energía, usualmente se conectan a un banco de baterías para que la energía almacenada en este pueda ser usada durante la noche o en periodos de nublados.
Los sistemas solares a base de baterías pueden funcionar de manera autónoma y autosuficiente si está bien diseñado y dimensionado.
Las principales aplicaciones en México para los Sistemas Fotovoltaicos con Baterías son: electrificación de casas rurales en zonas apartadas, luminarias solares para alumbrado de parques o puentes, sistemas para repetidoras de microondas, radioases de telefonía celular, sistemas de telemetria o alumbrado de helipuertos en plataformas petroleras.
La consideración más importante en el diseño de este tipo de sistemas es que sea del tamaño adecuado para que la energía que consuman los aparatos sea la misma que le energía producida por el sistema fotovoltaico. Así mismo que el banco de baterías sea lo suficientemente grande tanto para almacenar la energía suministrada por el arreglo fotovoltaico como para guardar una reserva que satisfaga las necesidades en periodos de baja insolación.
A) Características generales Sistemas Fotovoltaicos Autónomos:
- La mayor parte utiliza baterías.
- Pueden entregar a la salida CD o CA
- Cubren por sí solos la demanda energética del usuario
B) Componentes del Sistema Fotovoltaico Autónomo:
- Módulos solares
- Baterías
- Controlador de carga
- Inversor de corriente y/o convertidores de corriente
- Protecciones eléctricas
- Aplicaciones de los Sistemas Solares Autónomos
B) Aplicaciones y ventajas de los Sistemas Solares Aislados o Autónomos:
- Donde la energía eléctrica convencional no esta disponible
- Donde la energía eléctrica convencional no es confiable
- Para aplicaciones donde se necesita movilidad
- Para apoyo a situaciones de emergencia
B) Ventajas y desventajas de los Sistemas Solares Autónomos:
VENTAJAS
- Energía limpia
- Energía independiente
- Proviene de una fuente inagotable de energía
- Los costos tienden a bajar con el tiempo
DESVENTAJAS
- Se requiere de una inversión inicial fuerte
- Muy costosa para lugares con energía convencional disponible
Los efectos de la energía fotovoltaica sobre los principales factores ambientales son los siguientes:
- Clima: La generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.
- Geología: Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la arena, muy abundante en la naturaleza y del que no se requieren cantidades significativas, por lo tanto en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las características litológicas, topograficas o estructurales del terreno.
- Suelo: Al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es nula, Aguas superficiales y subterráneas; No se produce alteración de los acuíferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos.
- Flora y Fauna: La repercusión sobre la vegetación es nula, y al eliminarse los tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.
- Paisaje: Los paneles solares tienen distintas posibilidades de integración, lo que hace que sean un elemento fácil de integrar y armonizar en diferentes tipos de estructuras, minimizando su impacto visual. Además, al tratarse de sistemas autónomos, no se altera el paisaje con postes y lineas eléctricas.
- Ruidos: El sistema fotovoltaico es absolutamente silencioso, lo que representa una clara ventaja frente a los generadores de motor en viviendas aisladas.
- Medio Social: El suelo necesario para instalar un sistema fotovoltaico de dimensión media, no representa una cantidad significativa como para producir un grave impacto. Además, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las viviendas.
Por otra parte la energía solar fotovoltaica representa la mejor solución para aquellos lugares a lso que se quiere dotar de energía eléctrica preservando las condiciones del entorno; como es el caso de los espacios naturales protegidos.
Producir 1Kwh en nuestro País resulta en emitir 0.75Kg promedio de CO2 a la atmósfera por los hidrocarburos quemados.
Un sistema solar fotovoltaico de 10Kwp genera en promedio 40Kwh de electricidad a la red diariamente y elimina al año la emisión de 11 toneladas de CO2 A= 80m2.
Un sistema solar fotovoltaico de 400 Kwp genera en promedio 1.6 Mvh de electricidad a la red y elimina al año la emisión de 440 toneladas de CO2 A= 4000 m2.
Aplicación en:
- Ciudades y centros urbanos
- Uso residencial
- Uso comercial
- Uso industrial
Tipos de sistemas:
- Sistemas pequeños conectados a la red < 100KW
- Plantas centrales 100KW – 10 MW
Las celdas solares fotovoltaicas son dispositivos que transforman la luz en electricidad. Estas celdas están elaboradas de delgadas capas de material semiconductor usualmente de silicio, que van unidas a contactos de metal logrando así un circuito eléctrico encapsulado en vidrios o plástico.
Las celdas solares fotovoltaicas 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. 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:
- Módulo solar fotovoltaico: Es el conjunto básico de celdas FV donde se puede incluir menos de una docena hasta cerca de 100 celdas.
- Panel solar fotovoltaico: Es un conjunto de módulos fotovoltaicos.
- Arreglo solar fotovoltaico: Es la combinación de paneles en arreglos en serie y/o en paralelo. La forma mas popular de arreglo FV está hecha de paneles planos y puede responder a la luz difusa de todo el cielo ( esto es, puede producir electricidad aun en días nublados ). Los paneles FV planos pueden estar fijos en un soporte o moverse para seguir la trayectoria del sol.
Las luminarias solares son la solución más económica para iluminación pública en entornos sin red eléctrica. No solo convencen por su fiabilidad y su larga vida útil sino también por su flexibilidad ya que pueden ser utilizadas para muchos fines.
Las luminarias solares son un excelente opción y que ofrecen la mayor calidad y durabilidad existente en el mercado, por lo que pueden mantenerse encendidas durante largos periodos de tiempo de manera garantizada, además de que pueden ser monitoreadas a distancia.
- NORMA ELECTRICA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEDE-2012 (Reglamento de instalaciones en México)
- ESPECIFICACION CFE G0100-04 (Especificaciones de interconexion a la red en baja tensión hasta 30KW)
