Transformación de la energía solar a energía eléctrica

Universidad Autónoma del estado de México

Facultad de Ingeniería

Transformación de la energía solar a energía eléctrica

Gaddiel Rojas Pino

0812250      8° semestre     grupo: M1

Ruth Hernández Pérez

Índice

Introducción…………………………………………………………………… 3

1. Generalidades……………………………………………………… 4
2. Marco teórico………………………………………………………. 6

2.1. Funcionamiento de celdas solares……………………………………….. 6

2.2. Tipos de celdas solares…………………………………………………… 7

1. Diseño del proyecto………………………………………………... 8

3.1. Componentes……………………………………………………………... 8

3.2. Diagrama eléctrico……………………………………………………….. 11

1. Resultados………………………………………………………….. 13

Conclusiones………………………………………………………………….... 14

Referencias……………………………………………………………………... 15

Introducción

La energía eléctrica ha sido el fenómeno de estudio desde hace siglos, en el año 1752 cuando Benjamín Franklin estudió, por medio de un experimento con un papalote, los fenómenos eléctricos y descubrió que los rayos de las tormentas eran electricidad. ^[a]Pero fue hasta finales del siglo XlX que se dio la importancia a este fenómeno tan indispensable para los deberes cotidianos de las personas.

Thomas Edison, en 1879 con su invento de la bombilla eléctrica, dio una parte importante que marcó la etapa de la humanidad, para dar inicio a la era de la corriente directa (CD), la cual serviría para el invento de un sistema de iluminación. A finales del mismo siglo, Nikola Tesla propició una nueva corriente de electricidad, la corriente alterna (CA), la cual favorecía más que la CD ya que esta se podía transmitir desde lugares más lejanos y con mayor practicidad.

La implementación de estos inventos a la historia de la humanidad, ha hecho más práctica y fácil la vida que ahora se conoce, pero con el paso del tiempo los recursos y la forma de generar este servicio día a día en los hogares, se ha hecho más costoso. A medida que la ciencia y la tecnología avanza, las formas alternas de producir energía eléctrica para su buen aprovechamiento, han dado una forma practican favorable y de valor económico bajo por medio de celdas solares, las cuales aprovechan la energía del sol para transformarla en energía eléctrica.

La realización de este proyecto busca como objetivo principal, generar electricidad mediante celdas fotovoltaicas, utilizando la energía que promociona el sol, ya que es una fuente renovable, inagotable y de uso libre. Reducir los costos que genera el consumo diario en el hogar, pues la mayoría de los aparatos que se utilizan a diario consumen una gran cantidad de energía que a su vez se ve reflejada en la economía del hogar.^[b]

1. GENERALIDADES

La energía eléctrica es una necesidad básica hoy en día, ya que las personas están  acostumbrados a utilizar diversos tipos de aparatos electrodomésticos en el transcurso de los  deberes cotidianos. La sociedad esta  tan acostumbrada a emplear este tipo de aparatos que, la idea de pensar en la forma  para obtener estos servicios se ha hecho trivial. El tener la conexión a una red eléctrica en el hogar, es de hecho una necesidad básica en la vida diaria de la gente.

Es un hecho que la mayoría de las personas no le da importancia a la forma  generadora de la electricidad que utiliza en el hogar. Las  principales formas de las cuales se genera la electricidad en México por Comisión Federal de Electricidad [CFE] (2014) son:

Con un total de 75.4% de la producción de energía a 2014 y un 23.4% por productores      independientes de energía, para el total del 100% de la producción de energía eléctrica, son las fuentes ^[c]que se utilizan para proveer al país de energía eléctrica.

De acuerdo con El Economista (2015):

Los consumidores domésticos con demanda inferior a 250 KWh mensuales obtuvieron una tarifa de 0.809 pesos por Kilowatt hora, que implica una reducción de 1.94%; en tarifas donde sube el subsidio durante el verano, la variación es la misma y hubo cambios durante los meses de mayo, junio, julio y agosto, en que el costo por Kilowatt hora será de 7.11 pesos para estos consumidores (¶4).

Ya que en la vida diaria el consumo de electricidad es un “mal necesario”, se busca  obtener nuevas formas de ^[d]generar la energía eléctrica a un costo más reducido  y de igual manera no perjudique el medio ambiente. La energía solar, es de hecho una fuente generadora que es necesaria aprovechar por sus principales ventajas,  es renovable, inagotable y de uso libre.

1. MARCO TEÓRICO

2.1 Funcionamiento de las celdas solares         

De acuerdo con Matsumoto (2010) son dispositivos que convierten energía solar en energía eléctrica. Su desarrollo comenzó  a mediados del siglo XX para el sustento de satélites. Hoy en día se utilizan para diversas actividades y aplicaciones, pero  principalmente para la transformación a energía eléctrica.

Las celdas absorben los fotones de la luz solar y emiten electrones, que posterior mente son capturados para dar resultado una corriente eléctrica que se puede utilizar como electricidad. Las celdas solares son hechas de materiales semiconductores, ya que se necesita para formar un campo eléctrico positivo en un lado de la celda y negativo en el otro lado. Cuando la luz incide en la celda, los electrones son perturbados para salir de los átomos del  material semiconductor, con el que se formara una corriente que fluya Y de esta forma obtener energía eléctrica (knier 2010) como se muestra en la figura (1).

2.2 Tip^[e][f]os de celdas solares                 

Los tipos de celdas solares que se conocen actualmente son: termodinámicos, térmicos y fotovoltaicos.

Las celdas  solares termodinámicos  captan energía de cualquier estado meteorológico: lluvia, viento, de la luna, etc.^[g] Para así mismo transformarla en energía eléctrica.

Las celdas solares térmicas funcionan a partir de  rayos de sol que  calientan las celdas,  se almacena esta  energía térmica y después se transforma a energía eléctrica.

Las celdas solares  fotovoltaicas reciben  la radiación solar que se  transmite a los electrones de los materiales semiconductores en las celdas, que consiguen así separarse del núcleo y trasladarse, creando una corriente eléctrica.

Las celdas solares se constituyen de dos tipos de silicio que al contacto de la energía solar, producen una diferencia de potencial y si está conectado a un circuito fluye una corriente. Existen tres tipos de celdas fotovoltaicas según ESCO’TEL (2011) son:

Células monocristalinas: que se cortan de un solo cristal de silicio, tienen una textura suave, son las más eficientes, caras de producir y son rígidas.

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