Energia Solar

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ORIZABA

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR

INGENIERÍA MECÁNICA

ZEPEDA RAMIREZ ANTONIO

GONZALEZ AGUILAR RUBEN ELIGIO

INDICE

INTRODUCCION 5

PLANTIAMIENTO 6

JUSTIFICACION 6

CAPITULO 1 7

Energía solar 7

Energía proveniente del Sol 8

Energía solar fotovoltaica 10

Paneles solares fotovoltaicos 10

Energía solar térmica 12

Tecnología y usos de la energía solar 13

Aplicaciones de la energía solar 15

Directa 15

Térmica 16

Fotovoltaica 16

Hornos solares 17

Enfriamiento solar 17

CAPITULO 2 18

Colector solar 18

Tipos 18

Captadores de baja temperatura 18

Captadores de alta temperatura 19

Colectores planos protegidos 20

Colectores planos no protegidos 20

Tubos de vacío 20

Concentrador Solar 21

Funcionamiento 21

Aplicaciones 22

Perspectivas de uso en calefacción 23

CAPITULO 3 24

Calentador solar 24

Tipos 25

Activos 25

Pasivos 25

Componentes 25

Colector 25

Contenedor 27

Sistema 27

Substancia de trabajo 27

Tipos de circulación 28

Circulación directa 28

Circulación Indirecta 28

Ubicación 28

Ventajas 29

Desventajas 29

CAPITULO 4 30

Vehículo solar 30

Cabina del piloto 31

Sistema eléctrico 31

Tren de transmisión 32

Sistemas mecánicos 32

Placas solares 33

Carrocería y chasis 34

Carreras solares 35

CAPITULO 5 37

ENERGÍA SOLAR EN MÉXICO 37

CAPITULO 6 40

ENERGÍA SOLAR EN ESPAÑA 40

Evolución 41

Fotovoltaica 41

Mayores plantas fotovoltaicas en España 42

Plantas de energía solar térmica 44

En operación 46

Anunciadas 53

Energía Solar de Concentración 55

Plataformas 55

Normativa urbanística 56

Investigación y desarrollo 56

CONCLUSION 57

BIBLIOGRAFIA 58

INTRODUCCION

Este proyecto está basado en cómo se puede aprovechar como fuente de energía la luz solar y los diversos usos que esta tiene en diversos aspectos, ya sean tanto industriales como cuestiones cotidianas.

los diferentes proyectos de dos países que aprovechan este recurso no contaminante como fuente alterna ya que la energía solar no contamina y es una de las energías más abundantes en la tierra y con ello también una de las más desarrolladas para las industrias en la actualidad ya que es considerada un recurso inagotable.

El desarrollo de esta energía esta dado gracias a la investigación y el desarrollo de paneles solares que permiten el manejo de dicho recurso y con el cual se pueden generar diversos productos así como diversas aplicaciones para una mejor forma de vida, y como energía pura es una excelente energía alternativa ya que no es contaminante.

PLANTIAMIENTO

Aprovechamiento de la energía solar como fuente de energía para industrias y la vida cotidiana y diversos inventos conforme a esta.

JUSTIFICACION

El tema se escogió por la necesidad de dar a cono ser la energía solar como una alternativa a energías tanto eléctricas como a la gasolina y así también que se sepa más acerca de la manera de utilizar este tipo de energía para la vida cotidiana.

CAPITULO 1

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol.

La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los más urgentes problemas que afronta la humanidad.1

Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.

En 2011, la Agencia Internacional de la Energía se expresó en los siguientes términos: "el desarrollo de tecnologías solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aun más importante, independen diente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subida excesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas de forma sabia y deben ser ampliamente difundidas".1

La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.2

Actualmente, y gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales,3 aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.4 5Otras tecnologías solares, como la energía solar termoeléctrica está reduciendo sus costes también de forma considerable.

Energía proveniente del Sol

Aproximadamente la mitad de la energía proveniente del Sol alcanza la superficie terrestre.

La Tierra recibe 174 peta vatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera.6 Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos y las masas terrestres. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principalmente por luz visible y rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. 7

La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiación.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La irradiación directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1366 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).

La radiación absorbida por los océanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la temperatura de éstas. El aire calentado es el que contiene agua evaporada que asciende de los océanos, y también en parte de los continentes, causando circulación atmosférica o convección. Cuando el aire asciende a las capas altas, donde la temperatura es baja, va disminuyendo su temperatura hasta que el vapor de agua se condensa formando nubes. El calor latente de la condensación del agua amplifica la convección, produciendo fenómenos como el viento, borrascas y anticiclones. 8 La energía solar absorbida por los océanos y masas terrestres mantiene la superficie a 14 °C.9 Para la fotosíntesis de las plantas verdes la energía solar se convierte en energía química, que produce alimento, madera y biomasa, de la cual derivan también los combustibles fósiles.10

Flujo Solar Anual y Consumo de energía humano

Solar 3.850.000 EJ11

Energía eólica

2.250 EJ12

Biomasa

3.000 EJ13

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