Unidad Educativa “La Salle” Casa Abierta de Química Integrantes:
Curso:
Stefany De la Torre
6to “QB”
Gyna Félix
6to “QB”
Tania Gutiérrez
6to “FM A”
Alejandra Caizaluisa
6to “FM A”
Gabriela Chiliquinga
6to “FM A”
Tema: Energía Fotovoltaica (Aplicación en Paneles Solares) INTRODUCCION: El objetivo del trabajo experimental es la aplicación, de energía solar para poder transformarla en energía eléctrica, se realizo una maqueta que contiene una ciudad en la cual podremos ver el panel solar y bombillas, al momento en el cual los paneles receptan luz solar inmediatamente las bombillas se prenderán iluminando la cuidad, así se podrá aprender cómo funciona esta energía renovable. OBJETIVOS: •
Conocer sobre la aplicación de la energía fotovoltaica en nuestros hogares.
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Comprender como se transforma energía solar en energía eléctrica
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Reconocer el funcionamiento de las células fotovoltaicas o polarmente llamados paneles solares.
MATERIALES: •
Un panel solar o células fotovoltaicas
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Bombillas pequeñas o leds
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Cable unipolar
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Multímetro
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Cinta aislante
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Alicates
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Pistola de silicona
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Material de decoración
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Tabla triplex
PROCEDIMIENTO: •
Primero procedemos a realizar un diagrama de la cuidad, es muy importante saber la ubicación de casas, edificios, plazas. Así sabremos cómo realizar las conexiones adecuadas.
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Una vez hecho el diagrama procedemos a hacer el cableado con los cables unipolares, usando cinta aislante para mayor seguridad de la conexión. Las conexiones deben ser en paralelo así se podrá remplazar los leds en caso que se quemen. (el número de leds depende de las células fotovoltaicas).
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Una vez conectados los leds, se realizar una conexión con las células fotovoltaicas, en algunos casos usaremos un solo panel solar Es recomendable usar una orientación de 10° hacia la dirección del sol.
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Una vez echas las conexiones procedemos a armar la maqueta con los implementos de decoración de acuerdo al diagrama realizado anteriormente.
MARCO TEORICO: Que es la energía fotovoltaica? La energía solar o fotovoltaica es la que obtenemos por medio de paneles solares fotovoltaicos expuestos al Sol. "La energía solar fotovoltaica es una forma de obtención de electricidad por medio de paneles solares fotovoltaicos. Los paneles o módulos fotovoltaicos están compuestos por dispositivos semiconductores tipo diodo (células fotovoltaicas) que, al recibir la radiación solar, se estimulan y generan saltos electrónicos, generando diferencias de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de estas células permite obtener voltajes en corriente continua, adecuados para alimentar dispositivos electrónicos sencillos o a mayor escala, esta corriente eléctrica continua generada por los paneles se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica." Que es una celulafotovoltaica? Esta consiste en transformar directamente la energía lumínica del Sol en energía eléctrica por medio de las Celdas fotovoltaicas. La célula fotovoltaica, elemento encargado de transformar la energía solar en eléctrica, se basa en un fenómeno físico denominado efecto fotovoltaico, que consiste en la producción de una fuerza electromotriz por acción de un flujo luminoso que incide sobre la superficie de dicha célula. La célula fotovoltaica más común consiste en una delgada lámina de un material semiconductor compuesto principalmente por silicio de cierto grado de pureza, que al ser expuesto a la luz solar absorbe fotones de luz con suficiente energía como para originar el "salto de electrones", desplazándolos de su posición original hacia la superficie iluminada. Al desprenderse estos electrones con su carga negativa (n) originan la aparición de huecos o lagunas con cargas positivas (p).
Como los electrones tienden a concentrarse del lado de la placa donde incide la luz solar, se genera un campo eléctrico con dos zonas bien diferenciadas: la negativa, de la cara iluminada donde están los electrones y la positiva en la cara opuesta donde están los huecos o lagunas. Si ambas zonas se conectan eléctricamente mediante conductores adheridos a cada una de las caras de la placa el desequilibrio eléctrico origina una fuerza electromotriz o diferencia de potencial, creando una corriente eléctrica para igualar las cargas. Dicha corriente, obviamente contínua, se genera en un proceso constante mientras actúe la luz solar sobre la cara sensible de la lámina. Aproximadamente proveen 0,5 volt cada una de las fotocélulas, las cuales pueden conectarse en serie o en paralelo. Si se conectan en serie incrementan el voltaje ya que se suma el voltaje individual de cada una de las fotocélulas solares. Si se conectan en paralelo el voltaje se mantendrá constante al de una célula pero incrementará el amperaje. Que es un panel solar? Antes que todo hay que entender que un panel solar es un dispositivo utilizado para captar parte de la radiación solar y convertirla en energía eléctrica o térmica. Dentro de los paneles solares se pueden distinguir dos tipos: •
Panel solar térmico
Este tipo de paneles también se conocen como colectores solares térmicos, y funcionan convirtiendo la luz en calor. •
Panel solar fotovoltaico
Esta energía consiste en captar la luz proveniente del sol por medio de un material semiconductor. La energía se debe almacenar en baterías, o bien puede ser inyectada a la red eléctrica. Actualmente esta segunda opción es la más conveniente, ya que de esta forma se ahorran los altos costos de las baterías. Aplicaciones de la energía fotovoltaica Un de las grandes ventajas de la energía fotovoltaica es que una vez que producimos energía eléctrica podremos utilizarla con muchísimos fines diferentes, sin embargo será importante dar un paso antes de su utilización.
Aquí será importante poder instalar los conversores que pasen la energía de corriente continua a corriente alterna. Cuando las placas solares producen energía, esta es de corriente continua, mientras que la que necesitamos para consumo es de corriente alterna, por eso se necesitará la conversión de la onda. Otras aplicaciones de la energía fotovoltaica pueden ser la electrificación de viviendas rurales, suministro de agua a las poblaciones, bombeo de agua para riego, telecomunicaciones (repetidor de señal, telefonía móvil y rural), tratamiento de aguas (desalineación y cloración), señalización de cualquier tipo: marítima, ferroviaria, terrestre y aérea, alumbrado público, conexión a la red, protección catódica, y sistemas de control vía satélite como el control para la detección de incendios. Dentro de la misma categoría conviven muchísimos usos completamente diferentes, sin embargo los enlistamos de manera conjunta para que se pueda apreciar la gran diversidad de uso. Aplicaciones cotidianas Las diversas aplicaciones de la energía fotovoltaica durante la noche son posibles debido a uno de los componentes del sistema: las baterías. Estas funcionan de manera que la energía producida durante el día a través de los rayos solares se pueda almacenar aquí. De esta manera cuando llegan las horas de la noche, en el primer caso, un interruptor activa los regadores y en el segundo otro prende las luces. Dentro de las aplicaciones de energía fotovoltaica más importantes tenemos también aquellas que hacen a la globalización. La repetición de señales y las antenas de telefonía móviles puestas en marcha a partir de energía fotovoltaica muestran que esta forma de obtener energía es compatible y puede hacer frente a las necesidades más modernas En los países desarrollados, en especial en los territorios más alejados de las ciudades una tecnología que se está utilizando es la señalización a partir de energía fotovoltaica. Muchas veces durante la noche los carteles en las rutas pasan desapercibidos debido a la falta de luz y no previenen los accidentes. Con la utilización de paneles solares para señalización podemos tener carteles iluminados durante toda la noche fomentando un manejo más seguro a través de las rutas. Por último, y con un uso diferente pero también en relación al tema de la seguridad, en los campos las aplicaciones de energía fotovoltaica son tan diversas que está la posibilidad de electrificar los cercos del mismo de esta manera. Esto se realiza
como método de seguridad en especial en zonas de animales salvajes de manera de proteger los interiores de las instalaciones.
GRAFICOS: LEDS
Paneles solares
Cuidad ecológica
CONCLUCIONES: •
Aprendimos las aplicaciones en cuanto a señalización y recursos básicos de una ciudad mediante la energía fotovoltaica
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Por medio de la energía solar pudimos comprobar que los paneles fotovoltaicos transforman esa energía en eléctrica
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Comprobamos que las energías renovables son de aplicación cotidiana, y deberíamos concientizar sobre el daño ambiental y como con pequeñas acciones podemos no seguir asesinando nuestra naturaleza.
COSTOS: Panel Solar Paquete de 50 unidades de bombillos o leds Un metro de Cable Unipolar Multímetro Digital Un rollo de cinta aislante Dos alicates Pistola de Silicona Materiales de Decoración Tabla Triplex TOTAL
9,2 6,3 2,25 80,39 1,13 4,6 29 3,2 1,1 137,17
NOTA: El valor del dato de materiales de decoraci贸n solamente se estimo un promedio para la realizaci贸n del costo total, ya que son art铆culos que cada uno de los integrantes aporto.