JONATHAN GABRIEL TRUJILLO BURBANO

JORGE FERNANDO GOYES





GRADO:8.1

 
                                    


  INSTITUCIÓN EDUCATIVA NIÑO JESÚS DE PRAGA






1.De que forma se puede aprovechar la energia del sol?(produccion de energia, calefaccion, cultivos, etc

Sabemos que la energía proveniente del sol es una de las energías renovables más importantes que existen. Pero… ¿Cómo la empleamos? ¿Qué aplicaciones prácticas obtenemos de su calor y su luz? ¿Cómo ha cambiado nuestra vida gracias a ella?

La energia solar es una de las alternativas más sostenibles para la producción de energía . Este es un hecho conocido, pero ¿qué nuevas aplicaciones damos a una de las energías renovables más importantes de nuestra vida? Si tenemos en cuenta que Greenpeace  estima que la energía solar fotovoltaica podrá suministrar electricidad a dos tercios de la población en 2030, y que el Consejo Mundial de Energía cree que el año 2100 el 70 % de la energía consumida será de origen solar, no está de más repasar algunas de las aplicaciones más provechosas de esta renovable:

Electricidad

Esta es la aplicación más básica de todas: gracias a un panel fotovoltaico, usted puede aprovechar la energía del sol para generar electricidad. Ésta le servirá para alimentar, por ejemplo, el consumo (o al menos parte de él) de energía de su hogar, su hotel, o su empresa. Su panel puede almacenar lo generado en baterías o estar directamente conectado a la red.

Agua Caliente

En zonas de sol, como la mayoría de países de Latinoamérica o España, puede aprovecharse la energía solar para calentar el agua, a través de captadores solares que generan calor. En este caso, hablamos de paneles de energía solar térmica en los que el agua se calienta y puede servir en los hogares (hoteles y hospitales), para ducharse o cocinar, y se puede aprovechar también en la calefacción.

Calefacción y frío solar

Llamamos 'frío solar' al aire acondicionado ecológico, que, gracias al consumo de energías limpias puede representar un ahorro de hasta un 70% de la energía. La energía solar se emplea para producir este aire acondicionado eco a través de dos métodos: se recolecta mediante paneles fotovoltaicos que activan los equipos de frío, o mediante colectores solares que son ellos mismos quienes producen la energía térmica a baja temperatura.

 

 

 

 

 2.que es y como funciona un panel solar  fotovoltaico?


Los paneles o módulos fotovoltaicos —llamados comúnmente paneles solares, aunque esta denominación abarca además otros dispositivos— están formados por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos mediante el efecto fotoeléctrico.

Los paneles fotovoltaicos, en función del tipo de célula que los forman, se dividen en:

• Cristalinas

• Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada).

• Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas.

• Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

Su efectividad es mayor cuanto mayor son los cristales, pero también su peso, grosor y costo. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 22 %  mientras que el de las últimas puede no llegar al 10 %, sin embargo su costo y peso es muy inferior.

El costo de los paneles  fotovoltaicos  se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales ​ y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.​

 

 

3.cuales son las ventajas y las desventajas del uso de energia  solar?

Ventajas

• La energía solar es un recurso renovable prácticamente ilimitado. Hay virtualmente una provisión ilimitada de energía solar que podemos usar y es una energía renovable. Esto significa que nuestra dependencia de combustibles fósiles se puede reducir en proporción directa a la cantidad de energía solar que producimos. Con el constante incremento en la demanda de fuentes de energía tradicionales y el consiguiente aumento en los costos, la energía solar es cada vez más una necesidad.
• No contamina. La energía solar es una excelente fuente de energía alternativa porque no hay contaminación al usarse.

• Tiene un bajo costo de aprovechamiento. El único costo asociado al uso de la energía solar es el costo de fabricación de los componentes e instalación. Tras la inversión inicial no hay costos adicionales asociados a su uso.

• Es adaptable a las necesidades. Los sistemas de energía solar pueden ser diseñados para ser flexibles y expandibles. Esto significa que tu primer proyecto solar puede ser pequeño y puedes aumentar en el futuro la capacidad de tu sistema para adaptarlo a tus necesidades. Al empezar con un proyecto relativamente pequeño puedes reducir el gasto inicial.   

• Es limpia. Un sistema de energía solar para generación eléctrica en el hogar puede potencialmente eliminar hasta 18 toneladas de emisiones de gases de invernadero al ambiente cada año.

• La energía solar opera con sistemas silenciosos. No hay contaminación por ruido.

• La encuentras en todos lados. Una gran ventaja de la energía solar es su uso en ubicaciones remotas. Es la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados en todo el mundo, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto.

Desventajas

• Los grandes proyectos de generación de energía solar a escala comercial pueden requerir grandes cantidades de tierra. Sin embargo, un sistema para una casa habitación no tiene este problema.

• Los costos iniciales de instalación de un sistema de energía solar pueden ser altos comparados con otras alternativas. Sin embargo, como se señaló en el apartado de ventajas, no existen costos posteriores, por lo que la inversión inicial se recupera rápidamente. Para algunas familias los costos iniciales pueden ser un obstáculo importante, por lo que en muchos países existen apoyos gubernamentales y esquemas de financiamiento.

• En algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energía permanente. Este prácticamente no es un problema en México, ya que nuestro país cuenta con una excelente captación de luz solar en prácticamente todo su territorio.

4.cual es la diferencia entre las aplicaciones de la energia solar activa y pasiva?

ENERGIA ACTIVA.

La energía solar se puede aprovechar básicamente de dos formas:

Mediante la energía solar activa (energía solar fotovoltaica y energía solar térmica)

Mediante la energía solar pasiva.

Técnicas para el aprovechamiento solar pasivo
Beneficios de la energía solar pasiva

La diferencia principal está en que en la energía solar activa hay un proceso de transformación energética. Mediante paneles fotovoltaicos  transformanos la energía solar en energía eléctrica o mediante paneles solares térmicos transformamos la energía solar en energía calorífica.

La energía solar pasiva son las técnicas que permite aprovechar la energía solar directamente sin tener que procesarla. Por ejemplo, dependiendo del diseño arquitectónico en la construcción de edificios se puede mejorar considerablemente el aprovechamiento energético natural.

La energía solar pasiva utiliza componentes tales como la construcción de paredes, suelos, techos, ventanas, elementos de construcción exteriores y paisajismo para controlar el calor generado por el sol. Los diseños de calefacción solar intentan atrapar y almacenar la energía térmica de la luz solar directa. El enfriamiento pasivo minimiza los efectos de la radiación solar a través de sombreado o la generación de corrientes de convección de aire de ventilación.

Un aspecto importante en el diseño de edificios para el aprovechamiento de la energía solar pasiva está en saber gestionar el flujo de corrientes de aire dentro el edificio para capturar el calor en invierno y disiparlo al exterior en verano.

La iluminación natural, y la calefacción y refrigeración pasivas son los principales conceptos solares.

Un buen diseño arquitectónico también nos permite mejorar la iluminación natural. Un edificio comercial puede reducir su factura de electricidad mediante el uso de la luz natural. Se va a crear un ambiente agradable y reducir los costos de aire acondicionado, porque también es considerable la cantidad de calor generado por las bombillas y loas fuentes de iluminación artificial.

ENERGIA PASIVA.

La energía solar pasiva ser caracteriza por su bajo coste para la realización de su trabajo. A veces, este coste es incluso nulo. El coste de mantenimiento es muy reducido. Durante su funcionamiento no se emiten gases de efecto invernadero. A pesar de ello, se continúa trabajando para una mejor optimización del rendimiento y beneficio económico.

Esto no impide que sea necesario seguir trabajando optimizando los sistemas para obtener un mayor rendimiento y beneficio económico. El ahorro y la eficiencia en el consumo de la energía dependen del tamaño de una instalación (ya sea renovable o convencional). Estos criterios resultan un mayor beneficio económicos si son criterios que se consideran desde el principio

 

Una central solar de torre central, también conocida como central solar de torre o central de heliostatos, es un tipo de horno solar que usa una torre para recibir luz solar concentrada. Usa un conjunto de espejos planos, móviles (llamados heliostatos) para enfocar los rayos del sol sobre una torre colectora (el blanco). La energía solar termal concentrada es vista como una solución viable para generar de una fuente energía renovable y libre de polución.

Los diseños iniciales usaban estos rayos enfocados para calentar agua y utilizaban el vapor resultante para impulsar una turbina. Se han demostrado diseños más nuevos que usan sodio líquido y ahora se encuentran en operación sistemas que usan como fluidos de trabajo sales fundidas (40 % de nitrato de potasio, 60 % de nitrato de sodio). Estos fluidos de trabajo tienen una alta capacidad calorífica, que pueden ser usadas para almacenar energía antes de usarla para hacer hervir el agua que producirá vapor utilizado para impulsar las turbinas. Estos diseños también permiten la generación de energía eléctrica incluso cuando el sol no está iluminando.

6.la red electrica convencional puede ser alimentada a partir de energias solares?en que  casos?

La generación de energía solar es uno de los métodos más limpios de producción de energía ideado por el hombre hasta ahora, ya que se basa en la conversión de la captación de la radiación solar y su transformación en electricidad (fotovoltaica) o en calor (térmica), convirtiéndose en un proceso comparable al mecanismo básico de las plantas para generar su energía, conocido como fotosíntesis.

Los rayos solares son una fuente básica de energía inagotable, el 99.98% de la energía proviene del sol como energía radiante y equivale a 173,000 x 1012 Watts  -unidad de medida de generación de energía-. De esta energía, el 77% es reflejada o devuelta al exterior. Sólo el 23% es retenido en la tierra, este porcentaje se emplea casi todo en el ciclo hidrológico -evaporación, convección, precipitación y corrientes de agua, entre otras formas-; una pequeña fracción 0.2% da lugar a olas, vientos y fenómenos de convección en la atmósfera y una fracción aún menor 0.02 % es capturada y transformada por las plantas en el proceso de fotosíntesis e ingresa de esta forma al sistema trófico que sustenta la vida sobre la tierra.

Esta gran cantidad de energía puede captarse para generar ENERGÍA ELÉCTRICA, una alternativa tecnológica moderna para obtenerla, son los paneles solares formados por celdas fotovoltaicas, que transforman de manera directa la radiación solar en electricidad.

7. mensione algunos ejemplos de aplicacion de los sistemas solares de baja temperatura.


Se consideran instalaciones de energía solar térmica de baja aquellas instalaciones que proveen un calor útil a temperaturas menores a 65ºC mediante la energía solar.


Una instalación solar térmica de baja temperatura està formada por captadores solares, dos circuitos de agua (primario y secundario), intercambiador de calor, acumulador, vaso de expansión y tuberías.

La circulación del agua por dentro de los circuitos se puede obtener mediante termosifón, aprovechando la diferencia de densidad del agua a temperaturas distintas o mediante una bomba de circulación. Aunque con una bomba de circulación se necesita una aportación externa de energía eléctrica.

Los captadores solares térmicos capturan la radiación solar para transformarla en energía calorífica o calor. De captadores solares térmicos hay distintos tipos, actualmente conocemos los de placa plana, los de tubos de vacío y los captadores absorbedores sin protección ni aislamiento.

Los colectores solares térmicos se componen de los siguientes elementos:

• Cubierta: Debe ser de un material transaprente, generalmente se trata de vidrio, pero existen determinados plásticos que también se pueden utilizar con la ventaja de ser más baratos y manejables. La función de la cubierta es reducir al mínimo las pérdidas de calor por convección y radiación y por eso debe tener una transmitancia solar lo más alta posible.

• Canal de aire: Es un espacio que separa la cubierta de la placa absorbente y puede estar vacío o no. Para calcular su espesor se deben equilibrar las pérdidas por convección y las altas temperaturas que se pueden producir si es demasiado estrecho.

• Placa absorbente: La placa absorbente es el elemento que absorbe la energía solar y la transmite al líquido que circula por las tuberías. La principal característica de la placa absorvente es que tiene que tener una gran absorción solar y una emisión térmica reducida. Para cumplir este requisito se utilizan materiales combinados para obtener la mejor relación absorción / emisión.

• Tubos o conductos: Los tubos están tocando (a veces soldadas) la placa absorbente para maximizar el intercambio de energía calorífica por conducción térmica. Por los tubos circula el líquido que se calentará y transportará el calor hacia el tanque de acumulación.

• Capa aislante: La finalidad de la capa aislante es recubrir el sistema para evitar y evitar pérdidas térmicas. Para que el aislamiento sea el mejor posible, el material aislante deberá tener una baja conductividad térmica.

8.porque es necesario agrupar las celulas solares en la produccion de energia a gran escala?

La energía fotovoltaica es una tecnología del área de las energías muy importante por muchas razones. Al ser una tecnología de energía solar, presenta numerosos beneficios ambientales. Como una fuente interna de energía eléctrica, contribuye a la seguridad energética de cada país, sin dependencias exteriores. Como una industria relativamente joven, industria de alta tecnología, ayuda a crear puestos de trabajo y fortalecer la economía. Como cada vez cuesta menos su producción su utilización, se hace más asequible y disponible, existen muchas más razones, como veremos más adelante.

Pocas tecnologías de generación de energía tienen tan mínimo impacto sobre el medio ambiente como la energía fotovoltaica. Como genera electricidad a partir de luz, la energía fotovoltaica no produce contaminación de aire o residuos peligrosos. No requiere combustibles líquidos o gaseosos que tengan que ser transportados o usar su combustión. Debido a que su fuente de energía - luz del sol - es gratis y abundante, los sistemas fotovoltaicos garantizan el acceso a la energía eléctrica.

La energía fotovoltaica  nos libera de los costes e incertidumbres que rodean a los suministros de energía de regiones políticamente inestables y, además de no reducir nuestro déficit comercial, una industria nacional sólida de energía fotovoltaica  crea nuevos puestos de trabajo y fortalece la economía de los países que la utilizan.

Los beneficios de la energía fotovoltaica

Echemos un vistazo a las muchas maneras que la energía fotovoltaica, hoy en día, mejora nuestro mundo.  Exploraremos porque la energía fotovoltaica es importante para estos aspectos:

• Para la economía

• Para garantizar la Energía

• Para Medio Ambiente

• Para Usted

9.son las energias solares bien aprovechadas en nuestro medio?porque?

La energía que estamos utilizando masivamente hoy día es, evidentemente, solar. Pero solar fósil. Carbón, petróleo y gas derivan de  biomasa del Carbonífero, un periodo de la historia de la Tierra de hace unos 330 millones de años. Una parte muy pequeña de la energía solar capturada entonces se concentró en el subsuelo de ciertos lugares de planeta, y ahora la estamos disipando. Piensen que estamos consumiendo esa energía en no más de 200 años, cuando estuvo capturándose de la que llega constantemente del sol durante unos 20 millones de años: 20 millones/ 200 = 100000 veces más.

La energía que llega del sol a la superficie de la Tierra en un día es -por lo menos- 2 veces la que utilizamos los seres humanos en 365 días, en un año.  Fíjense que digo -por lo menos-, sin entrar a que pueda ser bastante más. Pero voy a utilizar esta cifra: 400 billones (millones de millones) de kwh. Empleo kilovatios hora porque es la unidad por la que nos cobran la energía que utilizamos en forma de electricidad, y así cualquiera puede comparar: Una estufa de 1 kw, trabajando 1 hora seguida, consume 1 kwh, que nos cobran, impuestos incluidos,  a 0.17 euros.

Esta energía esta dispersa, y hay que capturarla y almacenarla para que nos sea útil. Los seres humanos, como todos los animales, así lo hemos hecho desde que aparecimos por el planeta, recogiéndola de plantas y animales y almacenándola sobre todo en forma de grasa en nuestros cuerpos. Con la revolución agrícola empezamos a capturar esa energía de manera sistemática, con los cereales esencialmente, plantando sus semillas y recogiendo sus frutos, y almacenándolos en silos en las nuevas ciudades construidas para ello. Desde hace unos 6000 años, por lo menos, y hasta hace unos 200 años (a partir de 1800 EC) toda la riqueza, todo el dinero de la Tierra era la energía solar capturada básicamente mediante los cereales en los campos del planeta y de la cual, el pequeño exceso sobre las necesidades alimenticias, se almacenaba y se asimilaba al dinero que servía para medir la energía disponible. Si un esclavo valía tantos dracmas, no era  mas que porque podía desarrollar la energía necesaria para realizar su trabajo.

10.de que forma contribuye la energia solar con el cuidado del medio ambiente?

Hay muchos beneficios en la energía solar y a medida que avanzamos en estos tiempos de dificultades económicas y de suministro de energía, estos beneficios serán aún más evidentes.

En primer lugar, usando el poder del sol para calentar e iluminar nuestros hogares es una forma muy limpia y respetuosa con el medio ambiente y la generación de energía. Si de ninguna manera estas preocupado por las huellas de carbono, entonces pon atención y consume menos combustibles fósiles de los que estés utilizando a partir de hoy y serán mayores las fuentes renovables de energía.

En segundo lugar, mediante la instalación de paneles solares, estáras utilizando una forma de energía renovable y tienes menos preocupaciones por si hay escasez de energía en el futuro. Las reservas mundiales de petróleo, carbón y gas son finitos y si no actuamos rápidamente para encontrar alternativas, serán sin duda los problemas de almacenamiento para el futuro.

Sin embargo estos pequeños cambios que podría parecer que estamos haciendo personalmente, cuando se suman a tus amigos y los esfuerzos de sus amigos de amigos, todo se suma a un gran cambio.

En tercer lugar, con la instalación de energía solar en tu casa te asegurarás de que tienes mucho menor gasto de combustible casi de inmediato. Tradicionalmente, la instalación de paneles solares ha sido una inversión costosa. Sin embargo, las cosas han avanzado a tal nivel que ahora es posible construir e instalar paneles solares por ti mismo, a la vez muy barato y fácil.