ENERGIA ELECTRICA SOLAR
La energia electrica solar es una forma de generar electricidad utilizando la luz solar, es una forma que cada año se vuelve mas popular.
¿Qué es la energía electrica solar?
¿Qué es la energía electrica solar? La energía solar es una forma de energía renovable que es generada por el sol.
El sol es una fuente de energía que nunca sube; Por eso a esto se le llama energía ‘sostenible’. Además, la energía solar es limpia y apenas se libera ninguna sustancia contaminante, como las emisiones de CO2.
Tipos de energia solar
Dado que la energía solar se puede convertir en calor y electricidad es una importante fuente de energía en la tierra.
La energía solar se puede utilizar de varias maneras:
- Como energía solar pasiva : la luz solar que es absorbida por un edificio, únicamente porque está en el sol. Esto se puede tener en cuenta en el diseño y construcción de la casa.
- Con un calentador de agua solar o un colector solar : estos dispositivos convierten la luz solar en calor que luego puede usarse para calentar habitaciones o agua.
- Con paneles solares : estos convierten la energía del sol en energía eléctrica. La energia electrica fotovoltaica que no se usa inmediatamente se guarda.
En países con mucha luz solar hay otra forma de energía solar: térmica o energía solar concentrada . En este caso, la luz solar se dirige a través de los espejos a una superficie pequeña que se calienta mucho.
El vapor se produce a partir de ese calor y ese vapor genera electricidad.
ENERGIA ELECTRICA SOLAR
Un colector solar o un calentador de agua solar utiliza la energía del sol para calentar el agua que se utiliza en la cocina o en el baño. Un calentador de agua solar es un sistema adicional en la caldera. El dispositivo no se utiliza para calentar una casa. Esto requiere una combinación de calentador de agua solar.
La aplicación más utilizada es por medio de paneles solares con células fotovoltaicas (también llamadas células fotovoltaicas). Convierten la luz directamente en electricidad: energía solar.
Energía solar: mejor para el medio ambiente.
La energía solar es mejor para el medio ambiente que la energía del gas natural o el carbón. En la producción de energía solar no entran sustancias nocivas a la atmósfera; Esto sucede cuando se quema gas natural o carbón.
Si monta un panel solar en el techo de su casa, ahorra en el costo de su factura de energía. Comprar energía solar también significa que usted contribuye al mayor desarrollo de la energía sostenible.
Formas de energía solar indirecta.
Ejemplos de energía solar indirecta son la energía hidroeléctrica, la biomasa y la energía eólica. Aquí la energía finalmente utilizable se produce a través de un desvío.
- Energía eólica: radiación solar> diferencias de temperatura / presión> viento> molino de viento> electricidad.
- Hidroelectricidad: radiación solar> evaporación del agua> precipitación> almacenamiento en el depósito> álabes de la turbina de accionamiento / generador> electricidad.
- Biomasa: radiación solar> crecimiento de plantas> cosecha / procesamiento> combustión / gasificación> generador de impulsión> electricidad.
Formación de energía solar directa.
Distinguimos tres formas de energía solar directa:
- Energía solar pasiva: hacer un uso óptimo de la luz solar entrante para la calefacción y la iluminación en edificios.
- Energía solar térmica: aquí el calor del sol se utiliza para calentar el agua, por ejemplo. La aplicación más común es un calentador de agua solar.
- Energía solar fotovoltaica: sistemas fotovoltaicos (PV: P = foto = luz, V = Voltaic = electricidad)
¿Por qué la energía solar?
Las principales razones para aplicar la energía solar son:
- La energía solar es inagotable, fuente de energía sostenible.
- La energía solar se puede aplicar en prácticamente todos los lugares de la tierra.
- La energía solar reduce nuestra dependencia de proveedores de energía en su mayoría extranjeros en países inestables.
- La energía solar es energía limpia, no emite gases nocivos ni partículas.
- La energía solar reemplaza a los combustibles fósiles y, por lo tanto, es un pilar importante de la política climática.
- La energía solar se puede utilizar de muchas maneras.
- La energía solar no tiene riesgos de accidentes durante el transporte.
- La energía solar es extremadamente adecuada para entregar energía personalizada.
- La energía solar puede hacer una importante contribución a las posibilidades de desarrollo de las personas.
Celulas solares
¿Cómo funciona una célula solar?
¿ como se transforma la energia solar en energia electrica ?
El proceso que tiene lugar en una célula solar se llama conversión fotovoltaica. Aquí la luz del sol se convierte en electricidad. El proceso es en general como sigue: las células solares consisten en los llamados materiales semiconductores, por ejemplo el silicio, en el que los electrones cargados negativamente se liberan bajo la acción de la luz, que luego se mueven y dejan «agujeros» cargados positivamente.
Los electrones y los orificios se separan entre sí porque tienen una carga diferente, de modo que se produce un lado con voltaje negativo y un lado con voltaje positivo.
Al conectar ambos lados entre sí, una corriente eléctrica puede comenzar a fluir y, por lo tanto, la electricidad está disponible. El proceso fotovoltaico continúa mientras la luz cae sobre la célula.
La corriente obtenida es corriente continua. Esta corriente se puede convertir en corriente alterna por medio de un inversor, de modo que se pueda suministrar directamente a la red eléctrica oa una batería. La corriente continua también podría usarse directamente para la conducción, por ejemplo, una bomba.
¿Por qué la eficiencia de una célula solar no es del 100%?
La luz solar se compone de diferentes colores que son absorbidos en mayor o menor medida por la célula solar. La extensión de la absorción está determinada por el material semiconductor utilizado, a partir del cual se construye una célula solar. T
al material no es igualmente sensible a todos los colores. Los paneles solares utilizan principalmente la luz visible (aproximadamente el 45% de la luz solar), luz que podemos observar con nuestros ojos. La luz consiste en fotones (= las partículas de luz de la radiación solar = paquetes de energía) que determinan el color de la luz.
El fotón debe tener una cantidad mínima de energía necesaria para liberar electrones en el material semiconductor. Si la energía es superior al mínimo requerido, el exceso de energía se libera en forma de calor. Aproximadamente el 55% de la energía se pierde en la luz en este proceso.
Entonces los electrones tienen la propiedad de volver a caer a su estado anterior. La eficiencia de conversión teóricamente factible, por lo tanto, no es superior al 20-30%.
En este momento, las mejores células solares pequeñas con una sensibilidad de color óptima a nivel de laboratorio tienen un rendimiento de como máximo el 32%. Las células solares producidas comercialmente tienen actualmente un rendimiento de entre el 6% y el 16%.
Los paneles solares de silicio amorfo (película delgada) tienen un rendimiento de entre el 6% y el 8%, los paneles solares monocristalinos dan un 15% a 16% y los paneles solares policristalinos dan una eficiencia de aproximadamente el 14%.
Tipos de celulas solares
Los tipos más importantes son:
- Células solares de silicio monocristalinas (mono-Si)
Células solares hechas de obleas de silicio, cortadas de un gran «cristal único». Las rodajas suelen ser cuadradas y varían de 10 x 10 a 15 x 15 cm. Las celdas redondas también están disponibles. - Celdas solares de silicio multi- o policristalinas (multi-Si o poli-Si)
Se emiten células solares multicristalinas (también llamadas policristalinas), durante el proceso de solidificación surgen las diferentes regiones cristalinas. Son más baratos, más fáciles de fabricar y el rendimiento es ligeramente inferior al de las células solares monocristalinas. Las celdas son de 10 x 10 a 15 x 15 cm de tamaño. - Células solares de película delgada (células de capa delgada)
Las células solares de película delgada se fabrican utilizando técnicas de deposición de vapor en las que el material semiconductor se aplica en una capa muy delgada (1 micrón) sobre un sustrato de vidrio o material flexible. Debido a que esto requiere mucho menos material, estas células solares son más baratas. Esta técnica básicamente permite todas las formas y dimensiones. El término «amorfo» se refiere a la ausencia de una estructura cristalina. Los diferentes tipos de células solares de película delgada son:- Silicio amorfo y germanio de silicio.
- Dielenida Cobre Indio
- Telururo de cadmio
- Película fina de silicona cristalina.
- Concentrador de células en tándem
- Células solares sensibilizadas por colorante
- Células solares orgánicas (polímero).
Vatios pico (Wp)
El pico de vatio (Wp) es la potencia eléctrica que proporciona una célula solar a una irradiación de 1000 W / m² y una temperatura de celda de 25 grados Celsius, la llamada potencia de pico. En estas condiciones, una célula solar de 1Wp produce una potencia de 1 vatio.
Placas solares para energia electrica
¿Qué es un panel solar?
Un panel solar consta de varias células solares conectadas en serie encapsuladas entre paneles de vidrio o de plástico, que son transparentes en la parte frontal. La parte posterior puede tener una capa de cubierta transparente y opaca.
Un panel solar inicialmente suministra corriente continua. Con la ayuda de un convertidor, la corriente continua se puede convertir en corriente alterna de 230 voltios.
Con un panel solar, la luz solar se convierte directamente en electricidad. En promedio, los paneles solares tienen una superficie de aproximadamente un metro cuadrado y un espesor de 5 a 8 mm. En la parte posterior suele haber una caja de conexiones para interconectar los paneles y conectarlos al inversor.
Las células solares están recubiertas para limitar la reflexión solar. El color del recubrimiento determina el grado de reducción de la reflexión, sin embargo, los recubrimientos de color (amarillo, verde, morado, marrón, gris y morado) tienen un 10 a 30% menos de rendimiento que las celdas oscuras (azul oscuro o negro).
Rendimiento de un panel solar
El rendimiento (= cantidad de electricidad producida) de un panel solar está determinado por la cantidad de radiación que el panel solar puede absorber.
La energía suministrada por un panel solar es directamente proporcional a la radiación, pero disminuye a medida que aumenta la temperatura de la celda.
En otras palabras: cuanto más radiación solar, más energía se puede generar. Sin embargo, cuanto más caliente sea la temperatura de la celda del panel solar, menor será la conversión. Los ingresos dependen de:
- La irradiación solar: la cantidad de luz solar impactante.
- La pendiente ascendente: el mayor rendimiento se obtiene en los Países Bajos con un ángulo de inclinación de 36 °. En un ángulo de inclinación entre 20 ° y 60 °, el rendimiento anual es solo un 5% más bajo.
- Ángulo lateral: este ángulo es el más óptimo en los Países Bajos cuando el panel está parado a 5 ° al oeste del sur.
- El ángulo de la barrera luminosa: este ángulo debe ser inferior a 15 ° en las superficies del techo.
- Orientación (este, oeste o sur).
- Superficie de las células solares y módulos.
- Pico de vatios (= potencia de pico): la potencia eléctrica que proporciona una célula solar a una irradiación de 1000 W / m² y una temperatura de celda de 25 grados Celsius.
- Sombra: un panel solar que está sombreado puede conducir menos corriente, lo que conduce a un rendimiento más que proporcionalmente reducido porque los paneles a menudo están conectados en serie. En el caso de la sombra, piense no solo en la sombra de las ramas que sobresalen o en el borde de un techo, sino también en la sombra debido a los altos edificios de la zona.
- Temperatura de la celda: deje suficiente espacio de ventilación alrededor de los paneles para que puedan disipar su calor. Una temperatura más alta asegura un rendimiento de electricidad más bajo.
- Calidad (material) de la célula solar.
¿Cuál es la vida útil de un panel solar?
Los paneles solares duran de 30 a 35 años. En general, los fabricantes de paneles solares garantizan que los paneles solares seguirán produciendo al menos el 80% del rendimiento original después de 25 años.
La mayoría de los paneles solares también tienen una garantía de producto de al menos 5 años. Si se desechan, pueden acudir al servicio municipal de saneamiento como residuos electrónicos. La industria solar está trabajando en un completo sistema de reciclaje.
¿Hay que limpiar los paneles solares?
La velocidad de la contaminación depende fuertemente de la ubicación. Las rutas de vuelo de las aves migratorias, los incineradores, los ferrocarriles, las autopistas concurridas, la industria pesada y similares resultan en un desarrollo significativamente más rápido de un día sucio.
Debido a la pendiente de los paneles solares, los paneles se enjuagan con la lluvia, pero esto no evita la contaminación clara.
Es muy importante limpiar la superficie de los paneles solares con materiales que no causen daños, ya que los rasguños aseguran una reducción permanente del rendimiento. Tampoco es recomendable pulir los paneles solares con un limpiador de alta presión.
No tiene que usar un limpiador universal para limpiar paneles solares, ya que estos tipos de agentes de limpieza pueden dañar los paneles solares. Lo mejor es usar agua de ósmosis para limpiar los paneles solares.
Montaje de paneles solares.
- Un sistema de paneles solares con una potencia total de 600 W se puede conectar a un grupo en la caja de fusibles. Si desea instalar una capacidad mayor, necesitará un grupo adicional.
- La estructura de soporte de los paneles solares puede transferir el ruido desde el exterior de la casa. Esto se puede evitar haciendo que la estructura de soporte se interrumpa sobre las paredes de separación de la casa.
- Con un techo inclinado debe contar con 1 m² por panel solar; Para un techo plano debe contar con 2,5 m² por panel. En un techo plano, los paneles están inclinados en posición vertical, por lo que se necesita espacio adicional para evitar que los paneles se proyecten entre sí.
Instalacion de energia solar
Tipos de instalaciones de energía solar.
Sistemas fotovoltaicos
Estos sistemas llevan el nombre de sistemas fotovoltaicos ingleses (P = Foto = luz, V = Voltaic = electricidad). Los sistemas fotovoltaicos utilizan uno o más paneles solares para convertir la luz solar en electricidad.
Hay dos tipos:
- Sistemas autónomos: estos sistemas no están conectados a la red, la electricidad se suministra a una batería o directamente a un dispositivo, por ejemplo, a una bomba. Esto involucra corriente continua (DC = Corriente Directa).
- Sistemas conectados a la red: la electricidad se suministra a la red eléctrica pública. Para poder hacer esto, la corriente continua primero se debe convertir a 230 voltios de corriente alterna (CA) utilizando un inversor.
Concentración de energía solar (CSP)
El sistema CSP utiliza espejos para dirigir la luz solar a un receptor que puede tolerar temperaturas muy altas. Este receptor contiene líquido o gas que transporta el calor a una turbina de vapor, un motor de combustión externa o un generador que lo convierte en electricidad. Hay tres tipos:
- Canaletas parabólicas (Canaletas parabólicas: Las canaletas parabólicas concentran la energía solar en grandes reflectores en forma de U con espejo que dirigen toda la luz solar a las tuberías llenas de aceite. El aceite se calienta a una temperatura de 400 ° C y se utiliza para regar) Cocinar y producir vapor para alimentar generadores y turbinas de vapor, que luego generan electricidad.
- 2. Torres de energía: las torres de energía capturan los rayos del sol con toldos planos y luz solar directa a un receptor ubicado en la parte superior de una torre larga en la que la luz solar calienta un líquido hasta 570 ° C. El líquido caliente puede usarse para producir vapor para impulsar generadores que luego producen electricidad.
- Motores solares de plato (sistemas de generación de energía con forma de plato): los motores de plato solares utilizan espejos con forma de plato para enfocar la luz solar en un receptor que se encuentra en el punto focal. El plato gira con la posición del sol.
Torres de sol
En las torres solares, el aire es calentado por el calor solar bajo un gran colector solar circular plano que está abierto en el borde. En el centro del círculo hay una torre vertical.
El aire caliente en la torre se eleva como resultado del calentamiento. Como resultado, el aire frío nuevo es aspirado hacia el lado del círculo y el proceso se repite, creando un flujo continuo de aire que se convierte en energía mecánica mediante turbinas eólicas. Esta energía es luego convertida en electricidad por generadores.
Un sistema fotovoltaico (= sistema de paneles solares) es una instalación donde la luz solar se convierte en electricidad por medio de uno o más paneles solares. Estos sistemas llevan el nombre de sistemas fotovoltaicos ingleses (P = Foto = luz, V = Voltaic = electricidad).
Un sistema fotovoltaico consta de los siguientes elementos:
- Paneles solares para energia electrica
- Cableado
- Suspensión del sistema
- Consola: solo es necesaria si los paneles se colocan en un techo plano.
- Inversor (= inversor) en un sistema conectado a la red
- Batería y regulador de carga con sistema autónomo.
¿Cuánta energía proporciona un sistema fotovoltaico?
La potencia media de un sistema fotovoltaico es siempre mucho menor que la potencia máxima. En áreas desérticas soleadas, la proporción es aproximadamente del 23%.
En otras palabras: un sistema en los Países Bajos de 3000 Wp proporciona una potencia promedio de 300 W. Esto corresponde anualmente a 2628 kWh (300 W x 8760 horas x 0.001).
La regla de oro: 1 Wp rendimientos de entre 0,75 y 0,85 kWh por año en electricidad
¿Cuánto cuesta un sistema fotovoltaico?
Para los sistemas estandarizados, conectados a la red en los techos de las casas, el precio de un sistema prefabricado es entre € 2.35 y € 3.25 por Wp, sin IVA.
Estos costos dependen en particular del tipo de célula solar utilizada. En el mercado uno encontrará precios más altos y más bajos. Debido a la mejora de la escala y las mejoras tecnológicas, este precio bajará en los próximos años.
¿Cuánto cuesta la energia electrica solar ?
Los costos de la electricidad de un sistema fotovoltaico conectado a la red están determinados por una serie de factores:
- El rendimiento energético (850 kWh por año para un sistema de 1 kWp)
- Los costes de inversión para el sistema fotovoltaico.
- Los costes de mantenimiento y gestión.
- la prima del seguro
- El periodo de amortización (20 años).
- La tasa de interés real (5%).
En base a los supuestos anteriores, se puede utilizar la siguiente regla general: los costos de electricidad por kWh son iguales a los costos de inversión por Wp divididos por 10.
En base al precio de € 3.20 / Wp, los costos de electricidad son de € 0.32 / kWh. Esta cantidad no tiene en cuenta ningún subsidio por cada kWh producido por los paneles solares
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