Un análisis acerca del aprovechamiento de la energía solar como fuente de energía.

1. 15 de Enero del 2014
Andrés Altamirano Carrasco Zanini / A01421314 / IDS
¿La energía solar como tecnología limpia?
Como ya todos conocemos, el sol es la mayor fuente de energía que tenemos a
nuestro alcance, Hasta hoy ya contamos con la tecnología suficiente para poder
aprovechar esa energía y poderla utilizar en forma de electricidad, la principal
ventaja de esta es que proviene de una fuente considerada como inagotable a
diferencia del petróleo y otros combustibles fósiles que no tienen la capacidad de
reponerse en la misma magnitud a la que los vamos consumiendo.
En el año 1838 Alexandre Edmond Bequerel descubrió este efecto mientras
experimentaba con una pila electrolítica con electrodos de platino, pudo
comprobar que la corriente incrementaba en uno de los electrodos mientras este
era expuesto a la luz solar. (Sitio solar)
Hoy en día los dispositivos empleados para la producción de esta energía son
llamados celdas fotovoltaicas o celdas solares, los fotones que manda el sol
actúan como una bala de cañón que bombardean los átomos de silicio o fósforo
que la conforman y electrones contenidos en ellos son liberados generando una
corriente eléctrica. La energía producida en una sola celda no es mucha, por lo
que se tiene que formar una estructura formada por varias celdas las cuales están
unidas por hilos conductores, si conectamos muchas celdas de esta manera,
podremos producir una considerable cantidad de energía.

2. Los páneles solares por lo regular están hechos de silicio mezclado con otros
materiales que generan cargas positivas o negativas, como por ejemplo el fósforo
que tiene cinco electrones y el boro que tiene tres. Esto es así porque se deben
crear cargas positivas y negativas para generar la electricidad.(Ojo científico )
La cantidad de energía producida por una celda solar depende de la naturaleza de
sus materiales (Tipo y área), la intensidad de la luz del sol y su longitud de onda.
Uno de los materiales más utilizado hoy en día es el silicio, podemos encontrar
celdas en su forma policristalina, monocristalina y amorfa, las de policristalino
tienen una eficiencia menor del %25, esto se debe a que la radiación en la región
infrarroja del espectro electromagnético no tiene suficiente energía como para
separar las cargas positivas y negativas en el material, las de silicio monocristalino
tienen una eficiencia menor del 20% y las del amorfo una cercana al 10%.
Una celda común de 100 cm2podrá producir un voltaje de 0.5v, y una intensidad
de 3 amperios generando una potencia de 1.5w bajo la luz del sol en el verano,
una característica que hay que considerar es que el voltaje generado de las celda
no depende de su tamaño, y es constante con el cambio de la intensidad de la luz,
a diferencia de esto, la corriente si es afectada por la intensidad de la luz y a su
tamaño.
Una de las técnicas que se han ido implementando son mecanismos que hacen
que la celda solar mantenga un ángulo estable respecto a la posición del sol a lo
largo del día,es importante tomar en cuenta que al estar expuesta a altas
temperaturas puede reducirse el voltaje considerablemente.
Otros tipos de materiales fotovoltaicos que tienen potencial comercial incluyen el
diselenide de cobre e indio (CuInSe2) , el teluo de cadmio (CdTe).
(Textos científicos)

3. La cantidad de recursos necesarios para poder adquirir un panel fotovoltaico está
controlada por diferentes factores como los precios dependiendo de la empresa
que lo fabrique, el costo de instalación según la ubicación, el tamaño del sistema
según la cantidad de energía que se requiera. El costo inicial total de un sistema
fotovoltaico individual para aplicaciones usuales en el hogar oscila entre 800USD
y 1000 USD
ya incluyendo los costos de transporte e instalación. De esta
cantidad los montos que más influyen en el costo son el módulo fotovoltaico
(aproximadamente un 30% de este) y la batería (aproximadamente un 15%), el
costo del transporte es un poco difícil de prever ya que depende si se llevará a una
zona
urbana
cercana
al
proveedor
o
auna
zona
rural
muy
alejada
(aproximadamente del 15 al 30%).
Los costos totales de un sistema fotovoltaico pueden clasificarse de la siguiente
manera: Costos de inversión, costos de mantenimiento, costos de reemplazo.
Costos de Inversión: Son aquellos que corresponden a la parte inicial de la
compra, estos costos pueden representar un 70-%75 del costo del sistema
durante el periodo de su vida útil.
Costos de Mantenimiento: Son aquellos que se llevan a cabo durante el
periodo de su vida útil para poder conservar el sistema en buenas
condiciones, representan un 3-%5 del costo del sistema
Costos de Reemplazo: Son aquellos que se dan cuando la batería cubre su
periodo de vida útil y se tiene que reemplazar por otra, su tiempo de vida es
entre 3-5 años dependiendo del buen mantenimiento, uso y ciclos de carga
y descarga.Estos costos totales se muestran en la siguiente imagen:
A continuación se muestra una
tabla de sistemas más utilizados
comparados con la presentación:
Fuente: (Energias renovables hoy)

4. Tipo de sistema
Capacidad
Rango de costo
Usos típicos
Individual CD
50-100W
600-2000USD
Iluminación interna
Radio, Televisor b/n
Individual CA
75-500W
1030-5000USD
Iluminación
interna
y
externa
Equipo de sonido y video
Bomba de agua
Teléfonos celulares
Centralizados aislados
.3-10KW
3560-50000USD
Usos del individual CA +
Máquinas y herramientas
Equipos de refrigeración
75000-750000USD
Venta de energía a la red
comercial
Centralizados
aislados
a 10KW-1MW
red
Tabla 1 sist. básico
184W
12000MXN
Lámparas
fluorescentes
compactas
Televisión blanco y negro
de 9’’
Radio
Tabla 2 sist. intermedio
250W
14000MXN
Usos del sist. básico+
Licuadora
Tabla 3 sist. grande
386W
Impacto ambiental
17000MXN
Usos del sist. intermedio
Fuente: (Energias renovables hoy)
La mayor parte de los impactos negativos de la obtención de energía a partir de
celdas solares están dados durante su fabricación, durante este proceso grandes
cantidades de material fósil son quemadas para poder obtener la energía
necesaria para elaborarlas emitiendo grandes cantidades
de gases de
invernadero, los páneles solares están conformados a partir de materiales
peligrosos y muchos de ellos son cancerígenos, su fabricación
requiere de
arsénico y cadmio, de acuerdo con Union of ConcernedScientists. Además, los
páneles solares necesitan de una sustancia llamada polysilicio. Para fabricar una
tonelada de polisilicio, se producen cuatro toneladas de desechos líquidos. De

5. acuerdo con "The Washington Post", si estos desechos se exponen al aire
húmedo, pueden transformarse en varios ácidos y gases venenosos.(Bonnot)
Conclusiones
Los páneles solares son uno de los pocos medios por los cuales podemos tener
acceso a las energía limpia, conforme lo fuimos explicando durante el texto nos
dimos cuenta de que su acceso a esta está altamente controlado por la
disposición económica, invertir en esta tecnología nos generará un gasto muy
grande en ese momento, con forme pase el tiempo podremos ir notando
losgrandes beneficios de nuestra inversión. Debido a que es una tecnología no
muy avanzada puede tener algunas desventajas como los daños que causa al
medio ambiente, esta no es una razón por la cual se deba dejar esta técnica de
manera inmediata, como ya conocemos, nuevas tecnologías van naciendo cada
vez más y probablemente nos ayuden a reducir o eliminar estos efectos negativos.
Bibliografía
Bonnot, C. (s.f.). eHow. Recuperado el 19 de Enero de 2014, de
http://www.ehowenespanol.com/impacto-ambiental-paneles-solares-sobre_48771/
Energias renovables hoy. (s.f.). Recuperado el 19 de Enero de 2014, de
http://www.energiasrenovableshoy.net/2011/09/costos-de-construccion-de-unsistema.html
Ojo científico . (s.f.). Recuperado el 18 de Enero de 2014, de
http://www.ojocientifico.com/2011/03/03/como-funciona-un-panel-solar
Sitio solar. (s.f.). Recuperado el 18 de Enero de 2014, de
http://www.sitiosolar.com/La%20historia%20de%20la%20energia%20solar%20fotovoltaic
a.htm
Textos científicos. (s.f.). Recuperado el 18 de Enero de 2014, de
http://www.textoscientificos.com/energia/celulas