Energía Fotovoltaica.

Energía fotovoltaica.

Introducción.

En la actualidad la energía es uno de los factores más importantes para el desarrollo económico y social de la humanidad, su obtención está fundamentada en los combustibles fósiles, actualmente existe una gran demanda energética, lo cual ha provocado radicales cambios en el clima de la Tierra, esto podría tener repercusiones importantes si no se reducen los niveles de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y otros gases de efecto invernadero a un nivel de 5 % por debajo del que tenían antes de 1990 [1].

Lo antes mencionado aunado a la disminución de los recursos no renovables obligan a la búsqueda de alternativas para la producción de energía que puedan ser utilizadas en un futuro cercano. El hidrógeno ofrece una alternativa viable para satisfacer la demanda energética manteniendo un equilibrio ecológico, para que esto sea posible se deben resolver numerosos aspectos técnicos involucrados en cada una de las etapas asociadas al empleo del hidrógeno: la generación, adecuación (purificación/compresión), transporte, almacenamiento y el diseño de los dispositivos que lo aprovechen como combustible (quemadores eficientes y celdas de combustibles).

Teniendo en cuenta que el hidrógeno posee una elevada energía específica de combustión de 120 MJ/kg comparado con 50 MJ/kg del gas natural [2], en este proyecto se propone la construcción y análisis de un electrolizador alcalino con difusión, alimentado con un sistema fotovoltaico.

Sistema fotovoltaico.

Existen diversas propuestas para solucionar algunos de los problemas ambientales y la demanda de energía, una de ellas es el uso de fuentes de energías alternas, sin embargo éstas aun se encuentran en desarrollo. La energía fotovoltaica se considera una propuesta adecuada debido a que la tierra captura alrededor de 1.8x1011 MW del Sol [3], por otra parte los sistemas fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia del 20% [4,5].

Los sistemas fotovoltaicos tienen aplicaciones importantes en diversos sectores, ejemplos de estos son; hogares aislados de la conexión eléctrica donde se hace más costosa la instalación de las líneas de transmisión, alumbrado público donde el sistema es muy pequeño, bombeo de agua en ranchos y en la producción de hidrógeno donde no se requieren de grandes sistemas fotovoltaicos.

Un sistema fotovoltaico está constituido por celdas que se encargan de la transformación de energía radiante a eléctrica ( basado en el efecto fotovoltaico), la cual será regulada para después ser almacenada en un banco de baterías y dependiendo de la aplicación, la energía obtenida se podría transformar en energía alterna con un inversor. Es común que en las aplicaciones no se suele utilizar todo el sistema, omitiéndose el inversor, algunas veces el regulador e incluso el banco de baterías, como es el caso de la producción de hidrógeno [6, 7].

La utilización de la energía fotovoltaica como fuente de electricidad para la producción de hidrógeno (H2) se considera como una de las opciones más prometedoras para el uso del hidrógeno [8,9], sin embargo aun hay varios desafíos que lograr en el acoplamiento de estas dos tecnologías.

Definiciones de los sistemas fotovoltaicos.

Un sistema fotovoltaico es un conjunto de equipos construidos e integrados para realizar las siguientes funciones:

• Transformar directamente la energía solar en energía eléctrica.

• Almacenar adecuadamente la energía eléctrica generada.

• Proveer adecuadamente la energía

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