Auto A Panel Solar

Índice

Introducción…………………………………………………………….. pág. 3

Energía Solar…………………………………………………………… pág. 4-5

La energía solar fotovoltaica…………………………………………. pág. 5-6

Celdas Solares…………………………………………………………. pág. 6-8

Pregunta Problema…………………………………………………….. pág. 9

Hipótesis………………………………………………………………… pág. 10

Experimentación……………………………………………………….. pág. 11

Bibliografía……………………………………………………………… pág. 12

Introducción

A la energía solar se le puede dar un montón de nuevos usos para una vida menos contaminante y que sea sustentable para el Planeta Tierra.

Uno de los principales usos es como fuente de energía eléctrica doméstica, pero también se le puede dar otros usos, como para los cercos eléctricos, calentamiento del agua mediante un nuevo mecanismo muy complejo y el más interesante y sustentable cambiar el escaso petróleo del Planeta Tierra que usa la mayor cantidad de gente en todo el mundo en los automóviles, que los expertos y profesionales la quieren cambiar por la nueva y futurista energía solar.

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.

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.

La energía solar fotovoltaica

Consiste en la obtención de electricidad (de ahí que se denomine electricidad solar) directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica.

Este tipo de energía se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer casas aisladas y para producir electricidad a gran escala para redes de distribución. Debido a la creciente demanda de energías renovables, la fabricación de células solares e instalaciones fotovoltaicas ha avanzado considerablemente en los últimos años.

Los rendimientos típicos de una célula fotovoltaica de silicio policristalino oscilan entre el 14% o 20%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15% o 21%.

El autoconsumo fotovoltaico consiste en la producción individual a pequeña escala de electricidad para el propio consumo, a través de los paneles solares. Ello se puede complementar con el balance neto. Este esquema de producción, permite compensar el consumo eléctrico mediante lo generado por una instalación fotovoltaica en momentos de menor consumo.

Celdas Solares

¿Qué son las celdas solares: Las celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.

La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.

¿Cómo se hacen las celdas solares?

Los paneles fotovoltaicos de silicio se dividen en:

Célula de silicio monocristalino: Al enfriarse, el silicio fundido se solidifica formando solo un único cristal de grandes dimensiones. Luego se corta el cristal en delgadas capas que dan lugar a las células. Estas células generalmente son un azul uniforme.

Ventajas: Buen rendimiento de 14% al 16%5,

Buena relación Wp m² (~150 WC/m², lo que ahorra espacio en caso necesario

Número de fabricantes elevado.

Inconvenientes: Costo elevado

Células de silicio policristalinas: Durante el enfriamiento de silicio en un molde se forman varios cristales. La fotocélula es de aspecto azulado, pero no es uniforme, se distinguen diferentes colores creados por los diferentes cristales.

Ventajas: Células cuadradas (con bordes redondeados en el caso de Si monocristalino) que permite un mejor funcionamiento en un módulo,

Eficiencia de conversión óptima, alrededor de 100 Wp/m², pero un poco menor que en el monocristalino

Inconveniente: Bajo rendimiento en condiciones de iluminación baja.

Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 20% mientras que el de las últimas puede no llegar al 10%, sin embargo su coste y peso es muy inferior.

Las celdas solares de silicio se elaboran utilizando planchas monocristalinas y también de planchas policristalinas o láminas delgadas

Las planchas monocristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote monocristalino que se ha desarrollado a aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.

Las planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas policristalinas son hechas por moldeo son apreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas monocristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.

¿Cómo funcionan las celdas solares?

Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas ("agujeros") de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de ellas solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.

Impacto Ambiental de las Celdas Solares.

o Clima: la generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.

o Geología: Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la arena, muy abundante en la Naturaleza y del que no se requieren cantidades significativas. Por lo tanto, en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las características litológicas, topográficas o estructurales del terreno.

o Suelo: al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es nula.

o Aguas superficiales y subterráneas: No se produce alteración de los acuíferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos.

o Flora y fauna: la repercusión sobre la vegetación es nula, y, al eliminarse los tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.

Pregunta Problema

¿Podría la energía solar considerarse una alternativa válida para mover un automóvil?

Hipótesis

Será posible que la energía solar actúe como combustible para impulsar un automóvil, con una energía limpia, renovable y además absolutamente gratis, para moverse.

Objetivos Generales

• Describir la energía solar como una alternativa aprovechable para mover vehículos.

Objetivos Específicos

• Reconocer las características de la energía solar.

• Describir los tipos de celdas solares.

• Comparar las ventajas y desventajas de la energía solar con la energía proveniente de los derivados del petróleo.

Experimentación

Para poder comprobar la hipótesis el grupo realizará un experimento que consistirá en construir un mini automóvil casero impulsado por el sol.

La construcción del mini automóvil casero estará hecha de la siguiente forma:

Materiales: una celda solar casera, cable unipolar, un dinamo con engranajes, rueditas y ejes (se puede quitar a un juguete), palitos de helado para el chasis o de un autito liviano.

Para que el autito pueda moverse se debe tener en cuenta: los materiales tienen que ser livianos y aerodinámicos¬; posición de la celda solar (ya que todo depende del sol.)

Celda solar casera: una celda solar casera es igual que una industrial, pero como es casera se la puede usar de 2 a 3 meses y luego se desecha.

Materiales: caja de cartón, papel aluminio, sulfato de cobre, solución salina, palillos, cinta aislante, pasta dental, alambre de cobre, virutas, aerosol.

Costo estimativo: Si bien la energía solar es gratuita, la construcción de los paneles solares es muy costosa. Además, con un costo adicional por el tipo de silicio que se utiliza, prácticamente igual que el petróleo pero a diferencia que sin contaminación al medio ambiente. A la larga podría resultar menos costosa para el individuo que la utilice, ya que la energía solar no se compra.

Prototipo

Conclusión.

En conclusión la energía solar podría utilizarse como una energía renovable válida para impulsar los automóviles del futuro pero el costo de las placas es muy elevado y eso perjudicaría a los que la utilizan al comprar el panel, pero a la larga ese costo no importara ya que durante la utilización de la energía solar no gasta ni consume nada.

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