Proyecto final diseño de Sistemas Productivos

             Universidad Nacional Autónoma de México[pic 1][pic 2]

Facultad de Estudios Superiores

 Plantel Aragón

Ingeniería Industrial

Diseño de Sistemas Productivos  

Proyecto Final

Profesor: Ulises Mercado Valenzuela

Alumnos:

Gutiérrez Herrera Brenda Guadalupe
Nava Martínez Alexis Arturo

Orozco Ralla José Antonio
Sánchez Crisóstomo Marisol
Vázquez Martínez César Andrés

Grupo:2614

Índice.

Contenido

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Introducción

Planteamiento del problema

Formulación del problema

Objetivo

Justificación de la Investigación

Limitaciones

Antecedentes de la investigación.

Bases teóricas.

Definición de términos básicos

Hipótesis

Diseño de la investigación

 Población y muestra

Recursos necesarios

Cronograma de actividades

Bibliografía.

Anexos

Introducción (Una cuartilla).

Actualmente la humanidad se enfrenta a un problema realmente grave ya que la temperatura del planeta se ha mantenido en constante aumento causando principalmente estragos en las estaciones climáticas por lo cual ahora la temperatura es alta en temporadas donde debería ser baja y viceversa.

De esta manera también la temperatura se ha mantenido al alza en regiones donde no debería, como consecuencia los glaciares se derriten aumentando el nivel del mar. La vida marina es afectada, así como muchas otras especies ya que su hábitat es afectado por todos los cambios climáticos.

Como consecuencia se han realizado muchísimos esfuerzos para poder detener y revertir este problema. Muchos científicos han utilizado diferentes tipos de energía renovable y sustentable para tratar el problema, sin embargo, la mayoría de los esfuerzos se quedan cortos puesto a que son procesos caros y poco eficientes, lo cual genera poca confianza para realizar una fuerte inversión.

Otro de los problemas a los que se enfrentan estos tipos de energía es que se obtienen de recursos que solo se encuentran en zonas específicas, como por ejemplo la energía mareomotriz la cual solamente se obtiene del mar y una vez generada la energía el problema es la transportación a la zona deseada, donde solo es viable entregar dicha energía a zonas cercanas, por lo cual es poco práctico para masificarse y usarse en zonas lejanas al mar.

La energía solar por su parte se puede obtener en la mayor parte del planeta por lo cual es la opción más viable, ya que requieren poco mantenimiento y actualmente ya no son tan difíciles de conseguir y de fabricar. Los paneles solares son compuestos por aleaciones de Silicio con materiales como Boro o Fósforo, dichos materiales son fáciles de obtener y el proceso de fabricación es relativamente sencillo.

Sin embargo, también cuenta con problemas de eficiencia la cual se ve afectada por diferentes factores como la cristalización del material sólido, las condiciones climatológicas, la temperatura de los paneles, el material de aleación entre otros.

Sin embargo, cada vez se van creando nuevos métodos para eliminar o reducir estos factores que afectan de manera directa la eficiencia de los paneles.

Es importante encontrar métodos que aumenten la eficiencia de estos métodos de obtención de energía para reducir la producción de agentes contaminantes que afecten al planeta y por lo tanto sus ecosistemas.

Planteamiento del problema.

El problema que se plantea resolver es la eficiencia de los paneles solares, ya que pueden reducir su eficiencia si se encuentra trabajando en una temperatura mayor a la establecida por el fabricante, la cual es de aproximadamente 25 C.

5.- Formulación del problema.

Para resolver el problema ya antes mencionado se plantean dos posibles soluciones, la primera implementar un sistema de refrigeración en la estructura de los paneles solares, la segunda sugerir un nuevo compuesto que sustituya a los componentes ya existentes o cambiar totalmente los componentes de los paneles solares.

6.- Objetivos.

Implementar un sistema de refrigeración o un nuevo compuesto en su estructura interna para mejorar la eficiencia de los paneles, aprovechando el sistema en lugares con una temperatura mayor a los 25°C.

Realizar un estudio estadístico para observar la influencia de la temperatura y la radiación solar del entorno sobre los paneles solares.

Diseñar un sistema de energía solar fotovoltaico que suministre la energía requerida para satisfacer las necesidades del cliente.

7.- Justificación de la investigación.

El uso generalizado de los combustibles fósiles y el debilitamiento de la capa de ozono está haciendo que la temperatura de la tierra aumente, provocando un futuro incierto para las próximas generaciones. Por las dificultades antes expuestas nos vemos en la necesidad de generar energía eléctrica utilizando paneles solares, en las cuales se quiere realizar una mejora en estos utilizando un sistema de refrigeración, ya que estos no cuentan con una eficiencia al 100% dado a que se trabajan a temperaturas mayores a las establecidas.

8.- Limitaciones.

Compuestos no compatibles con el sistema

Componentes caros

Maquinaria

Es intermitente

Ocupan mucho espacio

9.- Antecedentes de la investigación.

En la década de los 80 comienza el aumento de las concentraciones de gases que provocan el efecto invernadero en la Tierra, las cuales se han dado por la quema de combustibles fósiles, esto trajo consigo la búsqueda de alternativas para reducción de estos gases, gracias a todo esto se llevó a plantear el uso de energías renovables para sistemas sustentables.

El uso de la energía solar se puede remontar a épocas muy antiguas donde por sí misma la agricultura no podría concebirse sin la utilización constante de la energía emanada del sol, también esta energía se aprovechaba en hornos solares para generar vapor para maquinaria, calefacción, entre muchos otros ejemplos. Pero siendo más específicos y considerando el uso de la energía solar mediante mecanismos más elaborados podríamos remontarnos a el año 212 A.C. cuando Arquímedes atacó mediante un rayo de luz a una flota romana en Siracusa quemando algunas de sus naves.

Pero no fue sino hasta que el científico francés Alexandre Edmon Becquerel, experimentando con una pila electrolítica sumergida en una sustancia de las mismas propiedades, observó que después al exponerla a la luz generaba más electricidad, así fue que descubrió el "efecto fotovoltaico" en 1839 que consiste en la conversión de la luz del sol en energía eléctrica. A la edad de sólo 19 años Becquerel descubrió que algunos materiales generaban pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz.

Más tarde Heinrich Hertz quien estudió el efecto en los sólidos en 1870, fabricando celdas fotovoltaicas que transforman la luz en electricidad con una eficiencia de 1% al 2%.

Uno de los descubrimientos más importantes fue el de utilizar el Selenio como un material foto conductivo, las celdas de Selenio son utilizadas como elementos medidores de luz en fotografía.

Estas celdas de Selenio tuvieron sus primeras aplicaciones en el área militar a finales del siglo IXX, cuando aún no se investigaban las comunicaciones inalámbricas por radio, ya que se utilizaban sistemas de comunicaciones que usaban reflectores de luz y la clave Morse para comunicarse.

En 1940 se desarrolló el procedimiento Czochralski que permitió generar cristales de silicio de alta pureza. En 1954 los Laboratorios Bell utilizaron esta nueva técnica de producir cristales para fabricar una celda de silicio con un 4% de eficiencia.

Algunas de las aportaciones más importantes son:

•1873 Willoughby Smith descubre la fotoconductividad de selenio.

•En 1885 el profesor W. Grylls Adams experimento con el selenio (elemento semiconductor) como reaccionaba con la luz y descubrió que se generaba un flujo de electricidad conocida como "fotoeléctrica".

•Charles Fritts en 1893, fue quien inventó la primera célula solar, conformada de láminas de revestimiento de selenio con una fina capa de oro, estas células se utilizaron para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.

•Albert Einstein investigó más a fondo sobre el efecto fotoeléctrico y descubrió que al iluminar con luz violeta (que es de alta frecuencia) los fotones pueden arrancar los electrones de un metal y producir corriente eléctrica. Esta investigación le permitió ganar el Premio Nobel de Física en 1921.

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