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sábado, 2 de julio de 2011

PROYECTO GIRASOL: ORIENTANDO EL PANEL SOLAR

Trabajar con energía solar es sinónimo de optimización de recursos. Dejar estanco un panel solar puede representar una desatención y falta de aprovechamiento de la potencia que el sol nos entrega cada día. Aplicando la misma técnica de seguimiento que utilizan las oleaginosas, daremos el primer paso en el desarrollo de un sencillo seguidor solar. La particularidad que tendrá este montaje es que, en lugar de utilizar fotodetectores especiales, empleará sencillos y económicos LEDs. Desde 1970 aportando soluciones al mundo en energías renovables.

 Centro de Estudios de Energia Solar Cursos profesionales a distancia www.censolar.edYa hemos visto que existen distintos materiales que intervienen en la construcción de los diodos LEDs. Además, hemos observado que esa diferencia de semiconductores empleados refleja una variación de la diferencia de potencial de juntura que resulta de la unión de los materiales N y P, los cuales forman el dispositivo “diodo”. Luego de algunas pruebas con distintos tipos de LEDs (difusos y water-clear), y utilizando como guía el abundante material que existe en la Web, llegamos a la conclusión de que aquellos que presentan el mejor desempeño son los de color ámbar o amarillos y los del tipo water-clear.
  • Vale recordar también que los diodos LEDs poseen la característica de emitir luz gracias a los materiales que intervienen en su construcción. Esto significa que no todos los diodos o uniones P-Nfotón por cada combinación “hueco-electrón”, particularidad propia en la circulación de corriente dentro de un diodo. Los materiales fundamentales que impulsaron el desarrollo de los LEDs, y que son capaces de emitir luz por cada combinación electrónica, han sido el Galio (Ga), el Fósforo (P), el Aluminio (Al), el Arsénico (As) y el Indio (I), entre los más comunes.
    tendrán la característica de emitir luz, sino que lo harán sólo aquellos que estén construidos con los elementos capaces de emitir un
    En la acción inversa, es decir, cuando hacemos incidir luz sobre la juntura de un LED, se logra que los fotones – que acceden con la energía suficiente como para desplazar un electrón de su última órbita atómica – inicien la circulación de corriente a través del dispositivo. Dependiendo del tipo de material empleado en la cubierta protectora del LED y del utilizado en el dopaje del silicio, se obtendrá mayor o menor penetración de fotones y circulación de corriente. Las combinaciones de Galio y Fósforo (Verde), junto a las que incorpora el Arsénico (Amarillo o Ámbar), se han comportado mejor que las de Indio (Rojo), dentro de la gama de colores habituales y LEDs de bajo costo.

    Los LEDs azules, violetas, infrarrojos y blancos quizás posean rendimientos similares o mejores, pero el objetivo de utilizar un componente económico se perdería. Además, para la aplicación que realizaremos, no será necesario un desempeño tan extraordinario. Dejaremos esas experiencias para otro artículo en el que comencemos a evaluar la factibilidad de desarrollar pequeños paneles generadores de energía para aplicaciones sencillas. Recordemos que los sistemas fotovoltaicos comerciales poseen un rendimiento optimizado, estudiado y calculado que nosotros no podríamos emular con simples LEDs, pero sí podríamos darnos el gusto de armar y hacer funcionar un pequeño gadget que requiera poca energía.

    Volviendo a los colores y a los materiales empleados, los ensayos han arrojado que con un LED rojo podemos obtener 0,5 a 0,7 Volts, mientras que con uno de color amarillo logramos 1,5 a 1,7 Volts, a plena luz del día. A pesar de tratarse de una energía que puede ofrecernos muy bajos valores de corriente eléctrica, no deja de ser un valor muy alentador para iniciar sumatorias serie y paralelo y así incrementar la energía obtenida. No olvidemos que hablamos de LEDs del tipo water-clear, que apenas valen centavos.

    Nuestro primer seguidor solar
    Lo más importante que debemos considerar en este artículo es que no vamos a presentarte un circuito que permita movilizar estructuras de cientos de kilos y que sea capaz de orientar conjuntos de paneles de varios metros cuadrados. Lo que haremos será una aplicación básica para aprender primero de qué se trata y cómo funciona uno de estos sistemas para luego sí comenzar a pensar en grandes plataformas. Esto lo hacemos así ya que muchos se contentarán con simplemente realizar pequeñas construcciones.                                         

CELULAS FOTOVOLTAICAS Y LA AYUDA DE LA TECNOLOGIA

“No cabe duda de la urgencia de encontrar nuevas formas para la generación de energía. Es un gran orgullo para Picosun ser uno de los cuatro socios industriales de este proyecto de tanta importancia”, declaró Juhana Kostamo, director ejecutivo de la empresa finesa Picosun. “Estas películas serán la clave del éxito de este proyecto. Picosun se centra de forma exclusiva en la deposición atómica de capas (ALD), un proceso básico para fabricar películas delgadas avanzadas.”
Ante la falta de recursos no renovables, ya hace tiempo que muchas instituciones y organismos han comenzado a poner en práctica teorías sobre la utilización de nuevos métodos captadores y generadores de energías renovables.
Así es que se inicia un proyecto comunitario el cual pide la ayuda nanotecnológica para lograr desarrollar materiales mas eficientes para celdas fotovoltaicas.
Estamos hablando del proyecto ROD-SOL (Celdas fotovoltaicas delgadas basadas en nanobarras completamente inorgánicas montadas sobre vidrio), el cual tiene una duración de tres años y suma un presupuesto de 4 millones de euros, donde 2.9 millones provienen del Séptimo Programa Marco (7PM).
Básicamente lo que se pretende con este nuevo emprendimiento, es buscar la manera de elaborar nanomateriales que sean lo mas eficaces posible. De tal manera que expertos estan desarrollando nanobarras de silicio las cuales irían ubicadas sobre superficies de metal o de vidrio donde las mismas son significativamente mas baratas.
De esta manera, las nanobarras (con su diámetro establecido) atraparían la energía solar convirtiéndola así en electricidad.
“No cabe duda de la urgencia de encontrar nuevas formas para la generación de energía. Es un gran orgullo para Picosun ser uno de los cuatro socios industriales de este proyecto de tanta importancia”, declaró Juhana Kostamo, director ejecutivo de la empresa finesa Picosun. “Estas películas serán la clave del éxito de este proyecto. Picosun se centra de forma exclusiva en la deposición atómica de capas (ALD), un proceso básico para fabricar películas delgadas avanzadas.”

funcionamiento de las placas solares fotovoltaicas

Crean material fotovoltaico para células solares más efectivo y económico

Ingenieros e investigadores del California Institute of Technology han desarrollado un nuevo material fotovoltaico flexible, a base de microhilos de silicio, que podría incrementar la captación y aprovechamiento de energía solar, reduciendo al mismo tiempo los costos de producción de las células solares. El nuevo material fotovoltaico insumiría solamente el 1% de la cantidad de materiales de este tipo que se emplean en la actualidad para los mencionados dispositivos energéticos. Por Pablo Javier Piacente.

 Un nuevo material desarrollado a partir de microhilos de silicio podría constituir otro adelanto para la optimización de las células solares y el empleo de esta fuente energética renovable en todo el mundo. El avance fue obtenido por un grupo de investigación del California Institute of Technology, arrojando interesantes resultados positivos en cuanto a su eficacia de captación energética y su potencialidad en la disminución de costos operativos.

El material fue evaluado mediante distintos modelos computacionales, que indicaron la posibilidad de producir con el mismo células solares capaces de convertir entre un 15 y un 20 por ciento de la energía solar en electricidad, una cifra similar a la obtenida por las actuales células solares de silicio de alto rendimiento.


Sin embargo, la gran ventaja de este nuevo material es que requiere solamente el 1 por ciento de los materiales más onerosos utilizados hoy en día, dando lugar a una disminución importante en los costos. Los ingenieros e investigadores fueron dirigidos por
Harry Atwater, profesor de física aplicada y ciencia de los materiales en el California Institute of Technology (Caltech). El trabajo se desarrolló en el marco del Atwater Research Group, y más específicamente en el área de estudio sobre materiales fotovoltaicos.

La investigación fue difundida mediante una
publicación técnica en la página web del Atwater Research Group de Caltech, que participó en la 34º Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), organizada por el IEEE (Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos). A su vez, posteriormente fue reproducida en la edición en inglés del portal especializado Technology Review.


MULTIREFORMES Y EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR

De las muchas energías renovables España cuenta en gran parte de su territorio con el privilegio aún desaprovechado de la más limpia e inagotable de todas: la energía solar.
 
Mediante placas solares o paneles fotovoltaicos la luz solar es captada y transformada para su aprovechamiento térmico o eléctrico.
 
Piense que la instalación de estos colectores no sólo implican un beneficio para el medio ambiente, un coste menor en energía sino que revalorizan positivamente y automáticamente su propiedad. Es la inversión más inteligente que pueda hacer.
 
MULTIREFORMES cuenta con profesionales de experiencia en el diseño de proyectos de aprovechamiento de energía solar y en la instalación de paneles solares.
La energía solar es renovable, segura, inagotable, abundante, limpia y gratuita y su popularización puede liberar a la economía del país de la dependencia del petróleo y de las fluctuaciones de su precio.

A diferencia de la energía solar otras energías son contaminantes o poco seguras; con las instalaciones para su captación se puede convertir fácilmente esta energía en calor o en electricidad.
 
 
 
 
En MULTIREFORMES desarrollamos proyectos de energía solar fotovoltaica o placas solares térmicas para agua caliente sanitaria para empresas y también particulares aprovechables en tejados de propiedades, casas, edificios, huertos solares, etc.
 
La energía solar es transformada en eléctrica a través de las células solares, que captan la luz y producen esta transformación, instaladas en los módulos fotovoltaicos.
Estos módulos son limpios, estéticos, no requieren mantenimiento, no consumen combustible alguno y no producen contaminación química, sonora, ni alguna otra.
 

El uso de las celdas solares (o paneles solares) como fuente de energía ha ido aumentando en los últimos años, pero para que realmente se masifique necesita bajar su actual precio de producción.
El uso del silicio como principal ingrediente para su fabricación no ha permitido que su precio baje, incluso en los últimos años el precio de este producto ha tendido al alza, por lo que los fabricantes de paneles solares han ideado nuevos métodos de fabricación -reduciendo el grosor de los paneles- para lograr mantener sus precios competitivos y con tendencia a la baja.
Claro que todo lo anterior podría quedar en el pasado gracias a una nueva tecnología en la que se encuentran trabajando científicos del MIT, gracias a la cual es posible fabricar papel que se encuentra recubierto por una celda solar.
Para lograr este avance los científicos del MIT idearon una nueva técnica que permite fabricar un tipo de papel que se encuentra recubierto con un material semiconductor orgánico, mediante un proceso similar a como funcionan las impresoras de inyección de tinta.
Claro que para que este nuevo proceso de fabricación logre pasar a una etapa de producción faltan muchos años, ya que en la actualidad estas celdas sólo logran captar cerca de un 2% de la energía (las actuales celdas solares captan entre un 20% a un 40% de energía).

Paneles solares fotovoltaicos

Los paneles solares fotovoltaicos son también conocidos como colectores solares, estos artefactos están formados por un conjunto de celdas cuya función es producir electricidad a partir de la captación de los rayos solares. De acuerdo a expertos consultados, los paneles fotovoltaicos se dividen básicamente en tres tipos: policristalinos, mono-cristalinos y amorfos; cada uno de ellos posee eficiencias diversas ya que cada material tiene un carácter conductor diferente. Se puede afirmar que la efectividad es mayor cuantos más cristales posee; los paneles o módulos funcionan por un efecto fotoeléctrico, las celdas de silicio interactúan con la radiación solar liberando electrones de los átomos de silicio. 


Estos últimos, se conectan con los conductores eléctricos y se inicia así la corriente eléctrica, en los paneles fotovoltaicos policristalinos el mayor componente es el silicio combinado con boro. Muchos se preguntan si fabricar un panel fotovoltaico es una tarea compleja, la respuesta es “no”, pero se necesitan de conocimientos básicos para obtener los resultados esperados; una sola célula fotovoltaica posee un voltaje cercano al 0,5 V, por ende si se las conecta en serie (positivo con negativo), obtendremos voltajes mucho mayores.
Los fabricantes de módulos solares señalan que actualmente se confeccionan paneles de diversos tamaños destinados a distintos propósitos, algunas personas optan por equipos generadores de energía eléctrica para calentar los tanques de agua de las viviendas, otros para climatizar las piscinas, y otro grupo de personas para generar calefacción.
 
 
Contamos con tres tipos de paneles fotovoltaicos básicos: los de bajo voltaje o baja potencia, los pequeños y los grandes; los primeros son hechos conectando entre 3 y 12 segmentos pequeños de silicio amorfo obteniendo así voltajes de entre 1,5 y 6 V, se emplean en calculadoras, relojes, cámaras de fotos y luces automáticas. Los paneles grandes producen entre 10 y 60 vatios, son construidos conectando de 10 a 36 celdas en serie del mismo tamaño; los podemos divisar en bombeadores pequeños o equipos de energía hogareños, comunicaciones y fuentes de energía en áreas aisladas. Por último tenemos los paneles fotovoltaicos pequeños, estos generan entre 1 y 10 vatios y están hechos en pedazos de celdas monocristalinas o policristalinas de 100 cm cuadrados que se encuentran ensambladas en serie; los podemos encontrar en radios, juguetes y cercas eléctricas.
 
En ocasiones un panel solar fotovoltaico no es suficiente para obtener la energía necesaria, por eso se necesitan complementos; cuando hablamos de más de un panel estamos haciendo referencia a módulos, los mismos están compuestos por: más de dos paneles fotovoltaicos, un panel de control el cual regula la energía de los paneles, un sistema de almacenaje, un inversor para convertir la corriente continua en alterna y una cubierta.
Los módulos pueden funcionar en serie o en paralelo, los que se fabrican hoy en día están diseñados para reducir al mínimo las pérdidas de energía; estos conjuntos de paneles se emplean en la construcción de edificios para abastecerlo de energía eléctrica; se estima que cuando el precio de las celdas solares disminuya, la construcción de viviendas con celdas solares integradas será obligatoria, al menos en Europa.

los paneles solares más sofisticados cuentan con los segadores solares, estas estructuras son las encargadas de orientar al equipo para que capte la totalidad de los rayos solares sin importar en donde se encuentre el Sol; se utilizan principalmente en las grandes hectáreas y en aquellas regiones en donde la radiación solar es mínima. Las baterías de los paneles fotovoltaicos son las encargadas de realizar las tareas de almacenamiento, ¿para qué sirven?; sencillamente para aprovechar la energía captada durante el día en períodos en donde el sol no se haga presente. Cada batería es de 2V, en caso de contar con paneles conectados en serie, entonces las baterías permanecerán conectadas de la misma manera para proporcionar el nivel de energía necesario. Las baterías de los paneles solares son las que han convertido a este fenómeno en un proyecto viable, debido a que mediante su uso, podemos utilizar la energía acumulada en cualquier momento del día sin depender de la presencia del sol.