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El Sol y tecnología solar fotovoltaica

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El Sol controla nuestras vidas, en él se puede depositar más de un millón de planetas Tierra

1. -Introducción

Para nadie es desconocido que el Sol se encuentra en el centro de nuestro Sistema solar, alrededor de 93 millones de kilómetros de distancia de nuestro planeta Tierra.

El Sol es un reactor nuclear masivo, pero no es el mismo tipo de reactor que se encuentra en las plantas de energía nuclear que muchas empresas de servicios públicos utilizan para generar electricidad.

El Sol libera cantidades de energía que migra hacia su superficie y luego se irradia hacia el espacio, principalmente en forma de luz y calor que ayudan fácilmente al desarrollo de la tecnología solar fotovoltaica. 

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2. -Elementos químicos que constituyen el Sol

Planeta con la solar fotovoltaica

Alrededor de 3/4 de gas hidrógeno y un 1/4 de helio mas otros elementos como vemos abajo.

El centro del Sol o núcleo es más denso y pesado que su capa exterior (fuente).

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Teorías importantes en este enlace: El Sol y La Luna  

3. -Importancia de la Energía Solar Fotovoltaica 

La energía solar fotovoltaica genera electricidad en corriente continua (12 V) por el efecto fotovoltaico, porque al incidir la luz sobre una material semiconductor (silicio) se genera una diferencia de potencial (tensión) internamente.

La unión de estas células o celdas componen un módulo fotovoltaico (panel fotovoltaico) cuyos soportes, para optimizar su rendimiento, deben orientarse hacia el sur, si la instalación se hace en el norte de nuestro planeta o en una inclinación coincidente con la latitud menos diez grados, captando la mayor irradiancia posible y obteniendo la máxima potencia.

Si la instalación se hace en el hemisferio sur, esta inclinación de paneles será mirando hacia el norte.

Las instalaciones pueden ser aisladas (viviendas, faros, bombeos) o conectadas a la red (grupos de viviendas o centrales de gran tamaño).

La electricidad generada puede ser almacenada y utilizarse tanto en corriente continua como transformada en corriente alterna (220V).

Existen células de varios tipos, siendo las de monocristalino las que generan mayor rendimiento (1 kWh por cada 7-9 m2) y más usados.

Una instalación para corriente continua suele incorporar baterías y reguladores de tensión (controladores) como protección de estas.

Cuando se transforma la corriente en alterna, se requiere el correspondiente inversor, junto con las protecciones eléctricas, y un contador en el caso de conexión a la red.

Los módulos de reciente fabricación se hacen ya compatibles con el diseño arquitectónico.

Cada KW así producido evita la emisión de 1 kg de CO2 equivalente (central de carbón) y su instalación masiva está generando miles de empleos en todas partes.

Como ejemplo para tener alguna idea de costos la instalación de 4 kW, con un coste aproximado de unos 8.500 euros, puede reducir los ingresos anuales de las eléctricas en torno a los 1.000 euros por vivienda.

Una vez instalado, los paneles solares son silenciosos, fiables y prácticamente libre de mantenimiento.

El costo de las celdas solares está disminuyendo rápidamente.

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4. -Ahorro de Energía con Cambios Técnicos

Pocos años atrás tuvimos unos cuantos equipos de electrónica de gran potencia, hoy esos equipos han aumentado y son de mucho mayor potencia y calidad sofisticada y altas resoluciones.

Una vivienda que cuente con la categoría más alta en eficiencia energética consume hasta el 86 % menos de energía que una que no es sostenible, según ha manifestado la Asociación de Empresas de Servicios Energéticos (Anese).

En España tuvieron la obligación que todas las viviendas que se compren, vendan o alquilen avale un certificado energético que no hay pérdidas de energía.

La Eficiencia Energética se convirtió en uno de los principales aspectos a valorar en la compra o alquiler de un inmueble.

La Eficiencia Energética pudo revalorizar el precio de un inmueble hasta en un 20 %.

Las Empresas de Servicios Energéticos eran los mejores aliados de los propietarios, ya que tenían la capacidad de afrontar Las Reformas para mejorar la calificación energética de los edificios, a “costo cero de inversión” para el propietario y con un ahorro energético desde el primer momento garantizado por contrato.

La puesta en marcha del Certificado de Eficiencia Energética tuvo como objetivo favorecer la promoción de edificios de alta eficiencia energética y las inversiones en ahorro de energía, así como concienciar a los consumidores finales, que comenzarán a mostrar interés por el consumo energético de sus edificios y a demandar una mayor eficiencia a la hora de comprar o alquilar una vivienda.

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5. -Aplicaciones en El Mundo actual

Bombear el agua y la gestión del riego.

Para la cámara de frío en la que almacenan las cosechas de frutas y verduras.

Secado del granos o cereales.

Bicicletas modernas.

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Sistema Solar Fotovoltaico

Centros de Salud en comunidades rurales.

Caravanas y en campamentos desolados.

Corriente eléctrica para casas en ciudades con sol.

Electrificación de pueblos en áreas remotas.

Escuelas apoyadas con televisión.

Estaciones Meteorológicas.

Estaciones repetidoras de radio.

Faros, boyas y balizas de navegación marítima.

Fuente de energía para naves espaciales.

Gasoductos, oleoductos, plataformas marinas.

Herramientas eléctricas.

Hoteles en montañas y selvas.

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Iluminación en áreas públicas.

Iluminación Exterior de las casas y edificios.

Iluminación y Bombeo de agua en granjas avícolas.

Instalaciones médicas en áreas rurales.

Interruptores de Seccionalización.

Remotos en Líneas de Transmisión.

Refugios en montañas.

Residenciales vacacionales (cabañas).

Aire Acondi
Solar fotovoltaica para el aire acondicionado

Plantas Potabilizadoras de agua.

Postes aviso de peligros en carreteras.

Protección Catódica.

Radiotelefonía rural.

Refrigeración de productos pesqueros.

Refrigeración de vacunas y elementos para la Salud.

Repetidores de Radiocomunicación.

Riego y temperatura adecuada en los invernaderos.

Relojes y Calculadoras.

Señalización de cruces de ferrocarriles con carreteras.

Solar fotovoltaica en la agricultura

Señalización marítima de Boyas, muelles.

Vigilancia de datos ambientales y calidad del agua.

Sistemas para cargar acumuladores de barcos.

Limpieza, filtración, monitoreo.

Suministro de electricidad en casas-habitación

Vehículos de recreo.

Avisos diversos.

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6. -Justifica una Gran Inversión

Las perspectivas de ahorro a corto plazo para un dueño de casa es muy diferente.

Invertir US$ 5,000 en un Sistema solar en una casa promedio podría no tener sentido económico puesto que el propietario está consumiendo energía eléctrica a un costo tal vez de apenas US$80 mensualmente.

Es que este propietario está pensando en “el presente”, en “el hoy y ahora”. Tal vez tampoco tiene sentido para los que piensan en vivir en un hogar solo cinco o diez años.

6.1 -Las tarifas eléctricas en los pueblos rurales y ciudades suben gradualmente

Por lo contrario, si pensamos en el conjunto de necesidad energética, los problemas medio ambientales, las restricciones e impuestos, los incrementos “insensibles” de año a año de las tarifas eléctricas en los recibos domésticos; simplemente nos convenceremos es mejor prepararse HOY que seguir sufriendo la curva de aumento de tarifas de aquí a cinco, diez o quince años. Esta curva va en aumento, quién sabe hasta cuándo.

Incluso un propietario que aprecia las ventajas de la energía solar podría no ser capaz de permitirse una instalación fotovoltaica pensando sólo en EL HOY y su COSTO ELEVADO de instalación del sistema fotovoltaico.

El sol en nuestras casas

Muchos propietarios se resisten a la instalación de unidades de energía solar debido a que el costo inicial es mayor que el costo de comprar la electricidad de una planta de energía mes a mes.

Es que tal vez no nos convence que la vida media de una unidad fotovoltaica es de 25 años, lo que significa que podemos gozar de un servicio gratuito de más de 15 años porque solo en 5 años habría terminado de pagar la inversión que al inicio le pareció de “alto costo”, US$5,000.

Hay un número creciente de propietarios de viviendas que están optando por la energía solar haciendo precisamente un análisis futurista.

Propietarios de viviendas que están optando por instalar los paneles solares en sus casas como parte de un plano y estructura de proyecto e instalación como si fuera un tanque de agua, un poste de luz, un aire acondicionado, etc. (Documento especial).

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7. -Conclusiones

El objetivo es contribuir a la difusión y el desarrollo de la energía solar fotovoltaica y dar algunas pistas a los actores involucrados para, todos juntos, ponernos manos a la obra.

Ánimo, perseverancia y paciencia a todos los que deseamos transitar el difícil pero gratificante camino de la divulgación y promoción de las energías renovables especialmente la solar fotovoltaica.

Que el presente artículo sea preámbulo comentarios sobre el potencial solar y la evaluación de la radiación solar y los análisis de la orientación, la inclinación y las sombras de los módulos.

Además, la descripción de diferentes instalaciones solares y sus componentes, sus anteproyectos y los estudios económicos y financieros dado el valor energético del Sol.

Que sea principio para el cálculo y los esquemas de instalaciones fotovoltaicas, tanto aisladas como conectadas a la red.




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Ingeniero Químico Colegiado, Universidad Nacional San Cristóbal de Huamanga.
Post-grado Proyectos de Electrificación Rural Energía Solar, Pontifica Universidad Católica del Perú
Maestría en Gestión y Auditorías Ambientales -FUNIBER- graduado Universidad de Piura, Perú.
Consultor: Concejo Nacional de Consultores del Perú
Experiencia: Gerencia de Operaciones Centro Industrial de Carbón y Coque.” Interamericancoal S.A.” – Colombia
Exfuncionario de Operaciones Empresas Minero Metalúrgicas de la C. de P. Corporation, Centromin Perú y Doe Run Peru SRL.
Miembro de la “Asociación Peruana de Energía Solar”.
Miembro de “International Solar Energy Society”-ISES, Freiburg Alemania.
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