Fundamentos De Investigacion

CONTENIDO

• Introducción

• Planteamiento del problema

• Objetivos

• Justificación

• Hipótesis

• Antecedentes históricos

• Marco teórico

¿Qué se puede obtener con la energía solar?

Básicamente recogiendo de forma adecuada de radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.

El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y en la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre si, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.

Enfoquémonos entonces es los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los captadores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo domestico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fabricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En nuestra actualidad hay un gran consumo de gas LP, la cual se usa para diversas actividades, lo cual lo hace factor indispensable para la sociedad.

Estadísticamente, en los valles centrales de Oaxaca los hogares en su mayoría cuentan con el servicio de gas, y los usos más comunes que se le dan, son para calentar agua, ya sea en la estufa o boiler, es bastante considerable el tiempo en que se demora y como consecuencia tenemos un gasto económico de gas muy elevado.

Por eso lo más viable es utilizar la energía renovable que nos brinda el sol, o mejor conocida “energía renovable” la cual será captada por paneles solares térmicos.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Implementar paneles solares térmicos

Objetivos espeficificos:

• Determinar el rendimiento que este nos proporciona.

• Aprovecharlo al máximo y establecer el porcentaje de ahorro que proporcione.

• Rendimiento que brinda por familia

• Difundir su utilización

JUSTIFICACIÓN

¿Con que propósito si implementaran los paneles solares térmicos?

Su principal propósito es la utilización de la energía solar, la cual es a la vez amigable con el medio ambiente y una fuente de energía renovable y limpia.

Los paneles solares no tienen partes móviles y requieren poco mantenimiento. Son una construcción resistente y dura décadas, si se les da el mantenimiento suficiente.

¿Qué otros beneficios obtenemos con los paneles solares térmicos?

El último beneficio de los paneles solares, pero no menos importante, es que una vez que un sistema ha pagado por sus cortes de instalación inicial, el ahorro de gas es para el resto de la vida útil del sistema, lo que podría ser de hasta 15-20 años, dependiendo de la calidad del sistema.

¿Qué ventajas tendrá la implementación de los paneles solares térmicos?

Este producto tiene muchas ventajas. Fácil de instalar e integrar, este tipo de sistema (calentador de agua solar) reduce los costos domésticos en aproximadamente un 50% y evita la emisión de una tonelada de CO2. Los paneles se orientan lo más cerca posible de la inclinación sur para optimizar la entrada del sol. Un techo cubierto por paneles solares térmicos puede abastecer todas las necesidades de una familia.

HIPÓTESIS

Teniendo como problema principal el gasto económico elevado al consumo de gas LP, nuestro principal objetivo es darle solución al mismo.

Puesto que en los hogares d hoy en día es indispensable el gas LP para uso diario, hemos identificado que mal uso que se le da causa desequilibrios económicos a nuestros bolsillos y es una situación que nos perjudica a todos. Para contrarrestar esta situación, procederemos a la utilización de paneles solares térmicos, los cuales están diseñados para recoger la energía radicada por el sol y convertirla en energía térmica.

Nuestra posibles solución ante este problema es la implementación de paneles solares térmicos para generar nuestra propia energía térmica a través de los rayos del sol, y como ya bien sabemos los rayos solares están cada vez más fuertes, así que si podríamos calentar una considerable cantidad de agua durante todo el día para el uso cotidiano del hogar y usar la misma para el día siguiente, este proceso nos ayuda a disminuir la contaminación por el exceso en el uso de gas LP.

Antecedentes históricos

Desde la Edad Antigua al Renacimiento

Ya desde la antigüedad se inventaron artefactos capaces de hacer un uso útil de la radiación solar. Quizá unos de los primeros sistemas de aprovechamiento solar térmico de que se tiene información fueron los empleados para producir fuego por medio de la concentración solar.

Así griegos y romanos ya en el S III AC eran capaces de prender las antorchas de los rituales religiosos por medio de unos recipientes en forma parabólica con el interior reflejante llamados en griego Skaphia. El funcionamiento de este artefacto era sencillo. Bastaba con exponerlo los días soleados al sol para que la radiación se concentrara en su foco alcanzando altas temperaturas. En el momento en el que se ponía una antorcha en el foco esta prendía en pocos segundos. En una época en la que se estaba lejos de entender la naturaleza de la radiación solar, la generación de fuego de esta forma era considerado un prodigio digno de los dioses.

Hoy en día antes de la celebración de los juegos olímpicos y como conmemoración de sus orígenes griegos, se produce el fuego de la antorcha olímpica por medio de una Skaphia de fabricación moderna. Después la antorcha así prendida se transporta a la ciudad sede de los juegos olímpicos.

Por otro lado parece documentado que los chinos en el S I también empleaban este sistema para encender sus antorchas en rituales religiosos. Se puede especular que pudo existir algún modelo anterior a los descritos en mesopotamia o en la india

Un gran hito histórico de la antigüedad relacionado con un uso militar de la concentración solar, la protagonizó Arquímedes durante el sitio de Siracusa por lo romanos entre los años 213-211 a.c. Se cuenta que el sabio griego empleo “el rayo de calor” para destruir las naves romanas que atacaban la ciudad. Este rayo de calor consistía en una serie de espejos dispuestos en las murallas de la ciudad con los cuales, una vez orientados de forma adecuada, se concentraba el calor del sol en las galeras romanas enemigas. Esta concentración de la radiación solar provoco que las naves romanas se incendiaran en pocos segundos y quedasendestruidas.

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grabado del frontispicio del Opticae Therasurus de Ibn-al-Haytam representando el uso bélico que Arquímedes dio a la radiación solar

Leonardo da Vinci, el gran hombre del renacimiento, también mostró su interés en la capacidad calorífica del sol. Muy probablemente era conocedor de los modelos de concentradores usados en la antigüedad y se basó en ellos. Así en el año 1515 inició un gran proyecto para la producción de vapor y de calor industrial con el calor del sol. El invento consistía en la construcción con espejos cóncavos de un gran concentrador de 6 Km. de diámetro. Lamentablemente este fue uno de sus proyectos inacabados y solo se tiene conocimiento de el a partir de las notas que dejó.

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Segunda mitad del SXVIII y SXIX

Un hecho fundamental en la historia de la energía solar térmica la protagonizó en naturalista Suizo Horace de Saussure en 1767 cuando inventó lo que él denomino “caja caliente”. Saussure era conocedor del efecto invernadero que se produce en todo espacio cerrado que cuenta con una apertura acristalada por donde entra la radiación solar y decidió potenciar al máximo el efecto para comprobar hasta que temperaturas se lograba alcanzar. Para ello dispuso una caja acristalada con el interior pintado de negro. Todas las caras, excepto la acristalada, contaban con una capa de aislante que retenía el calor producido en su interior. El resultado fue que con su caja caliente logró alcanzar temperaturas de hasta 109 ºC.

Horacio de Saussure había inventado el colector solar que tendrá una determinante repercusión en el desarrollo de la energía solar térmica de baja temperatura. A partir de su invento surgirán todos los desarrollos posteriores de calentadores solares de agua de placa plana que se han proporcionado agua caliente a millones de personas en el mundo.

Sin embargo, este invento no solo supuso el origen con el tiempo de los sistemas de calentamiento de agua y aire a baja temperatura, sino que también dio pie al nacimiento de los hornos solares. En definitiva los hornos solares no son mas que colectores solares o más propiamente dicho “cajas calientes” con muy ligeras adaptaciones para permitir la cocción de alimentos. Así, aunque Saussure ya había cocinado algunas frutas, varias décadas después del invento

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