Centro de estudios científicos y tecnológicos numero 1

[pic 1]Instituto politécnico nacional [pic 2]

Centro de estudios científicos y tecnológicos numero 1

Gonzalo Vázquez Vela

Nombre del proyecto: mochila con cargador de panel solar para celular

MAESTRA DE ANTEMANO UNA DISCULPA POR LA HORA A L ESTE TRABAJO PERO POR PROBLEMAS PERSONALES NO LO PUDE MANDAR ANTES ESPERO ME LO PUEDA ACEPTAR Y REVISAR Y APROVECHANDO SOLO HUBO UN PUNTO EN EL CUAL NO ME QUEDO MUY CLARO LO QUE TENIA QUE HACER ESPERO ME ACLARE MI DUDA EL PUNTO ESTA EN NEGRITAS Y ES DE BALANCE DE MATERIAS PRIMAS PORFAVOR ESPERO DE SU ATENCION Y COMPRENSION GRACIAS QUE PASE UNA LINDA NOCHE.

Hipótesis:

Elaborar un cargador para celular que utilice un panel solar, para reducir gastos de electricidad, poder cargar el celular a cualquier parte a la que se valla, sin necesidad de conectarlo a alguna corriente eléctrica como convencionalmente se hace.

También se busca el poder contaminar menos el planeta ya que como el cargador funciona con la luz que se genera a partir del sol estaríamos contaminando menos el medio ambiente a diferencia que si lo cargáramos con electricidad normal.

Hipótesis nula:

No poder el cargar el celular en cualquier parte a donde se valla, si no hay luz solar haciendo que se tenga que conectar a una corriente eléctrica forzosamente.

Planeación del problema:

El cargar nuestro teléfono celular hoy en día es toda una proeza ya que al tiempo que se han ido modernizando estos aparatos electrónicos nos siguen dejando con una pequeña necesidad en cada uno de ellos el cual es que la pila nunca nos dura el tiempo suficiente para nuestras necesidades.

Otra de las cuestiones es que cada vez más el gasto hacia la electricidad que se consume día con día es más cara y no muy amable con el medio ambiente por lo cual nos dimos a la tarea de ver diferentes formas de poder cargar nuestro teléfono celular.

Antecedentes generales

El uso de la energía solar a sido utilizada desde hace muchos años con diferentes objetivos como: en la agricultura, hornos solares o para generar vapor para maquinaria, calefacción, entre muchos otros ejemplos. Pero el científico francés Alexandre Edmon Becquerel, experimentando con una pila electrolítica sumergida en una sustancia de las mismas propiedades, observo 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.

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 invento 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 investigo 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

El inventor estadounidense Russel Ohl, creo  patentó las primeras células solares de silicio en 1946, pero Gerald Pearson de Laboratorios Bells, por accidente, experimentando en la electrónica creo una célula fotovoltaica más eficiente con silicio,  gracias a esto Daryl Chaplin y Calvin Fuller mejoraron estas células solares para un uso más practico. Empezaron la primera producción de paneles solares en 1954, que se utilizaron en su mayoría en satélites espaciales. En los 70's el primer uso general para el publico, de los paneles solares fue con calculadoras que se siguen utilizando actualmente.

Un panel solar o módulo solar es un dispositivo que capta la energía de la radiación solar para su aprovechamiento. El término comprende a los colectores solares, utilizados usualmente para producir agua caliente doméstica mediante energía solar térmica, y a los paneles fotovoltaicos, utilizados para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica.

Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía lumínica produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente.

Los materiales para celdas solares suelen ser silicio cristalino o arseniuro de galio. Los cristales de arseniuro de galio se fabrican especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de silicio están disponibles en lingotes normalizados, más baratos, producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El silicio poli cristalino tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste.

Cuando se expone a luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor 0,5 A a 0,5 V (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un campo de normalmente 50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y la eficiencia de la celda). El arseniuro de galio es más eficaz que el silicio, pero también más costoso.

Las células de silicio más empleadas en los paneles fotovoltaicos se pueden dividir en tres subcategorías:

Las células de silicio mono cristalino están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.

Las células de silicio poli cristalino (también llamado multicristalino) están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células mono cristalinas. Se caracterizan por un color azul más intenso.

Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también más barato. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.

Los lingotes cristalinos se cortan en discos finos como una oblea, pulidos para eliminar posibles daños causados por el corte. Se introducen dopantes —impurezas añadidas para modificar las propiedades conductoras— en las obleas, y se depositan conductores metálicos en cada superficie: una fina rejilla en el lado donde da la luz solar y usualmente una hoja plana en el otro. Los paneles solares se construyen con estas celdas agrupadas en forma apropiada. Para protegerlos de daños, causados por radiación o por el manejo de éstos, en la superficie frontal se los cubre con una cubierta de vidrio y se pegan sobre un sustrato —el cual puede ser un panel rígido o una manta blanda—. Se hacen conexiones eléctricas en serie-paralelo para fijar el voltaje total de salida. El pegamento y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía infrarroja que no se convierte en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia de operación es deseable minimizarlo. Los ensamblajes resultantes se llaman paneles solares.

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