Proyecto de Paneles Solares

1. Paneles solares
Britany Elizabeth Reyes Guartatanga, Gina Yuliana Romero Abarca, Bryan Jazmany Vaca
Moreira, Jenny Brillith Villavicencio Guerrero
Universidad técnica de Machala - Ingeniería Civil
breyes3@utmachala.edu.ec
gromero7@utmachala.edu.ec
bvaca2@utmachala.edu.ec
jvillavic1@utmachala.edu.ec
Resumen
El presente proyecto está basado en el
análisis bibliográfico y experimental de un
panel solar. Cuyo objetivo esla construcción
de un panel solar para el suministro de
energía en las instalaciones del laboratorio 1
de la Universidad Técnica de Machala.
Teniendo en cuenta los equipos y
condiciones de operación requeridas para
cubrir la demanda de consumo de energía
diario. Es una buena alternativa de ahorro de
energía que sirva para atender las
necesidadesde las personassustentadasen el
fomento de una cultura para el uso racional
de energía y preservación del medio
ambiente. Es por eso que se ha considerado
necesario que la ciudadanía en general
cuente con una alternativa en momentos de
escasez.
Palabras Claves: Energía, panel solar,
medio ambiente, celdas fotovoltaicas y
circuitos
Abstract
The present project is based on the
bibliographic and experimental analysis of a
solar panel. Whose objective is the
construction of a solar panel for the supply
of energy in the facilities of laboratory 1 of
the TechnicalUniversity of Machala.Taking
into account the equipment and operating
conditions required to meet the daily energy
consumption demand. It is a good alternative
energy saving that serves
to meet the needs of people supported the
promotion of a culture for the rational use of
energy and preservation of the environment.
That is why it hasbeen considered necessary
for citizens in general to have an alternative
in times of scarcity.
Keywords: Energy, solar panel,
environment, photovoltaic cells and circuits
I. Introducción
Cuando se habla de energía, se abarca un
tema muy amplio, lo importante de esto es
identificar, en qué momento de la historia
está situada, a dónde nos lleva el
descubrimiento de las fuentesde energía. La
evolución de la energía, nos permitirá
entender el por qué la civilización no se
cansa de buscar e investigar por más fuentes
[1].
Muchas de las fuentes energéticas utilizadas
actualmente están causando un impacto
negativo en el medio ambiente, por esta
razón existen las energías alternativas.
Las energías renovables o alternativas son
una fuente infinita de energía, las cuales han
estado en uso durante miles de años de una
manera u otra. Algunos tipos de estas son,
la energía eólica, solar, geotérmica,
hidroeléctrica y la biomasa. Estas fuentes de
energía se consideran renovables debido a
que son producidas a partir de fuentes
naturales. [2].
La energía proveniente del sol es una de las
mejores opciones que podemos tener para la

2. producción de electricidad de una manera
limpia, ya que si nos damos cuenta el sol
emite energía 24 horas aldía, 365 días al año
a nuestro planeta [3].
La energía solar es una fuente de energía
renovable que se obtiene del sol y con la que
se pueden generar calor y electricidad.
Existen varias maneras de recoger y
aprovechar los rayos del sol para generar
energía que dan lugar a los distintos tipos de
energía solar: la fotovoltaica (que transforma
los rayos en electricidad mediante el uso de
paneles solares), la foto-térmica (que
aprovecha el calor a través de los colectores
solares) y termoeléctrica (transforma el calor
en energía eléctrica de forma indirecta) [4].
El presente proyecto está orientado hacia la
energía fotovoltaica que transforma de
manera directa la luz solar en
electricidad, empleando una tecnología
basada en el efectofotovoltaico. Al incidir la
radiación del sol sobre una de las caras de
una célula fotoeléctrica que conforman los
paneles solares, se produce una diferencia de
potencial eléctrico entre ambas caras que
hace que los electrones salten de un lugar a
otro, generando así corriente eléctrica [5].
Un panel solar es un dispositivo para
aprovechar la energía solar. También se le
puede llamar módulo solar. Los paneles
solares fotovoltaicos contienen un conjunto
de células solares que convierten la luz
en electricidad. Se puede utilizar para
generar energía eléctrica, tanto en
aplicaciones domésticas o en aplicaciones
comerciales, Los nodos fotovoltaicos
contienen un conjunto de celdas
fotovoltaicas interconectadas entre ellas [6].
Un sistema fotovoltaico es la mejor opción
para producción de energía eléctrica, este
proceso se lleva a cabo a través de células
fotovoltaicas la cual convierte la luz solar de
forma directa en energía eléctrica. Un fotón
o la energía lumínica son emitidos por el sol,
así que cuando los fotones llegan
directamente a las células fotovoltaicas
existe un desprendimiento de electrones,
esto quiere decir que comienzan andar
libremente en todo el material. [7]
La cantidad de energía que producen en
estos sistemas fotovoltaicos no es lo
suficiente, porque una célula fotovoltaica no
es capaz de producir una gran cantidad de
voltaje, ciertas células fotovoltaicas
convencionales producen alrededor de 1 a 3
voltios o hasta llegar a producir hasta 9
voltios; por ejemplo, para el aumento de
voltaje se necesitará un sinnúmero de células
fotovoltaica, con esto se puede tener carga
suficiente para poder alimentar un aparatode
tensión alta [8].
Las celdas fotovoltaicas que componen un
panel fotovoltaico se encuentran encajadas y
protegidas entre sí mismas, para poder
sostenerse por dos superficies de vidrio. La
placa fotovoltaica está diseñada para
soportar las condiciones que se dan en el aire
libre y poder formar parte de la “piel” del
edificio o casa. Su vida útil se considera que
es de 25 años. Cuando las células o celdas se
encapsulan en resina, y se coloca entre dos
láminas para formar los módulos
fotovoltaicos [9].
Las placas fotovoltaicas producen
electricidad en forma de corriente continua y
suelen tener entre 20 y 40 celdas solares. De
todos modos, es habitual que los módulos
están formados por 36 células para alcanzar
los voltios necesarios para la carga de
baterías que es de 12 voltios. En este caso se
trabajará con dos circuitos, el primero de 5
voltios (paralelos) y de 12 voltios (paralelos
y series) [10].
II. Metodología
El presente proyecto trata acerca de
fabricación de paneles solares, este tema fue
dado por la docente. Luego se coordinó con
cada grupo, los que estarían conformados
por cinco estudiantes. Nuestro tema en
específico será la elaboración de un panel
solar el cual va alimentar un dispositivo
electrónico del laboratorio. Para poder llevar
a cabo el proyecto se realizaron dos fases:
análisis bibliográfico y análisis
experimental.
Análisis bibliográfico: Se basa en eltipo de
investigación utilizada en este proyecto, el

3. cual se investigó el origen, la estructura de
los paneles solares, en donde se obtuvo
información, que se necesita para dar una
visión clara acerca delfuncionamiento de un
panel solar. Para esto se encontraron 18
fuentes de artículos científicos que hablan
sobre el tema. Una vez encontradas las
fuentes se procedió a leer cada una para
seleccionar las 10 mejores, las cuales
complementarán la investigación del
proyecto.
Análisis experimental: Consiste en la
elaboración del panel solar. Se ejecutaron
dos pruebas de campo, en las cuales la
primera se elaboró con materiales totalmente
caseros como:
● Pasta dental.
● Agua con sal.
● Un limón.
● Un pedazo de madera o cartón.
● Sulfato de cobre.
● Papel aluminio.
● Cinta.
● Pintura color negro
● Alambre de cobre
Para la elaboración primeramente se tomó la
caja de cartón y se pegó papel aluminio.
Luego, se pintó una zona de color negro para
ubicar el hilo de cobre (resistencia), y en la
zona pintada se colocó la mezcla de pasta
con limón.
Después, se combinó agua con sal en un
recipiente junto con el sulfato de cobre para
poder cubrir toda la parte con aluminio. Pero
el sulfato de cobre óxido por completo el
papel aluminio, debido a su acidez.
En la segunda prueba se optó por cambiar los
materiales, y tomar otro método de
elaboración del panel solar, cuyos materiales
son:
● Cable de red(UTPL)
● Cautín
● Multímetro
● Silicona en barra
● Pistola de silicón
● Estaño
● Vidrio de 40 cm x 60 cm
● Celdas fotovoltaicas.
● Puerto USB 2.0
● Bombillas de 6v y 12v
● Boquilla( para las bombillas)
Primeramente, se dividió el panel en dos
circuitos uno de 5 voltios y el otro de 12
voltios. Seguidamente, soldaron los cables
en elcircuito de 12 voltios en serie y paralelo
(mixto), y en el circuito de 5 voltios en
paralelo.
Después,se procedió a soldar elpuerto USB;
que se lo utilizará para la prueba de carga de
un teléfono móvil y para el otro extremo del
circuito de salida 12v se ubicó bombillas
para prueba una de 6v y otra de 12v
III. Desarrollo
Aquí se presenta los resultados propuestos
en la metodología.
Análisis bibliográfico: Se analizó el origen,
la estructura de un panel solar y cómo
podemos llevar a cabo el funcionamiento de
un panel solar construido con materiales
caseros y comerciales.
Análisis experimental: En el primer
análisis de experimentación se pudo
demostrar que el panel solar construido con
los materiales caseros no funcionó, debido a
que el sulfato mezclado con elagua salada se
comenzó a oxidar el papel aluminio, esto
pasa por que la sal es un catalizador y lo que
hace es acelerar el proceso de oxidación de
un metal; en este caso el papel aluminio.
Debido a que en la primera prueba no
funcionó, se optó por cambiar los materiales,
y tomar otro método de elaboración del
panel solar, la cual es con celdas
fotovoltaicas divididas en dos circuitos uno
en paralelo y otro mixto (serie y paralelo)

4. En el segundo análisis experimental se
obtuvo más éxito, debido a que las celdas
utilizadas nos proporcionan el voltaje
requerido para llevar a cabo el proyecto, el
circuito que está ubicado en paralelo, como
salida de voltaje nos brinda de 5 a 6 voltios,
esto ocurre por la intensidad de radiación
solar; esto quiere decir que el voltaje de
salida no siempre será el mismo sino que
dependerá mucho de la luz solar emitida.
Cuando se realizó la primera prueba del
panel solar para cargar un teléfono móvil, no
cargaba el teléfono; se realizó las pruebas
necesarias con un multímetro y el panel si
proporcionaba los 5 voltios. El problema
estaba en el puerto USB porque cuando se
soldó había estado al revés, las polaridades
de puerto estaban incorrecta así que se
procedió a ubicar de forma correcta e puerto
y cuando se conectó el teléfono comenzó a
cargar.
En el segundo circuito ocurrió algo similar,
elvoltaje de salida a principio era de 11 v por
que la intensidad de luz solar era baja, pero
cuando se elevó la emisión de luz el voltaje
de salida también se elevó a 12 voltios, de
DC (corriente directa), debido ubicación
mixta del segundo circuito se obtiene de 11
a 12 voltios; esto significa que es suficiente
para encender una de las bombillas. A
continuación se mostrará los costos de panel
solar con las celdas.
Tabla 1. Costo de materiales del panel solar
construido a base de celdas fotovoltaicas
Materiales Precios
Vidrio( 40x60) $3.40
Cables de red( UTPL) $0.80
17 Celdas fotovoltaicas $68
2 Celdas fotovoltaicas($2.30 y
$ 2.40)
$4.70
1 metro de estaño $0.50
Pasta para soldar $1
Cautín $0
Puerto USB $0
Silicona en barra $1
Cartulina $0.10
Bombillas de 6v y 12v $0.60
Boquilla(para las bombillas) $0.45
Total $80.55
IV. Conclusión
En conclusión, el mundo está sufriendo
mucha contaminación debido a que el ser
humano siempre está buscando generar
energía, sin importarle las consecuencias de
lo que realiza, es por eso que con el fin de
mitigar esta contaminación se utiliza
energías totalmente amigables con el medio
ambiente, un claro ejemplo son los paneles
solares. Por ese motivo se realizó un panel
solar, muy fácil de realizar y con materiales
que se pueden encontrar en cualquier tienda
de electrónica.
V. Referencias
[1] M. M. Arlington, «Prezi,» 15 05 2016.
[En línea]. Available:
https://prezi.com/t8vnytiy6qc3/proyecto
-de-investigacion-paneles-solares/.
[Último acceso:2018].

5. [2] Carolina, «Twenergy,» 06 Marzo 2015.
[En línea]. Available:
https://twenergy.com/a/como-se-puede-
utilizar-la-energia-solar-1636. [Último
acceso:2 diciembre 2018].
[3] J. Inzunza, «Meteorología Descriptiva,»
2015. [En línea]. Available:
http://www.met.igp.gob.pe/users/yamin
a/meteorologia/radiacion_doc_Univ_C
Hile.pdf.
[4] S. S. Nandwani, Junio 2005. [En línea].
Available:
http://www.catalogosolar.mx/download/
Energia_Solar_Conceptos_Basicos.pdf.
[Último acceso:1 Diciembre 2018].
[5] Blanca, «Erenovable,» 19 junio 2016.
[En línea]. Available:
https://erenovable.com/energia-solar-
ventajas-y-desventajas/. [Último acceso:
03 diciembre 2018].
[6] A. G. Gil., «Proyecto de Instalación
Solar Fotovoltaica Para Bloque de
Vivienda,» Septiembre 2016. [En línea].
Available:
https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10
251/75816/PONS%20-
%20PROYECTO%20DE%20INSTAL
ACI%C3%93N%20SOLAR%20FOTO
VOLTAICA%20PARA%20BLOQUE
%20DE%20%20VIVIENDAS.pdf?sequ
ence=4. [Último acceso:03 diciembre
2018].
[7] M. O. V. L. C. I. N. Arrieta Paternina,
«Redalyc,» 10 enero 2012. [En línea].
Available:
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=4
96250733011. [Último acceso:05
diciembre 2018].
[8] G. Arencibia-Carballo, «La importancia
del uso de paneles solares en la
generación,» Revista Electrónica de
Veterinaria, vol. 17, nº 9, pp. 2-4, 2016.
[9] M. A. Paternina, L. C. O. Villalba, J. L.
I. Nuñez y R. A. Á. López, «Diseño de
prototipo de sistema solar fotovoltaico
optimizando el ángulo de inclinación de
los paneles solares,» PROSPECTIVA,
vol. 10, nº 1, pp. 100-107, 2012.
[10] R. A. P.-G. ,. J. E. V.-P. Oriana
Noguera-Salas1, «LA EFICIENCIA DE
LOS NUEVOS MATERIALES
FOTOSENSIBLES USADOS EN LA
FABRICACIÓN DE PANELES
SOLARES,» Iteckne, vol. 15, nº 1, pp.
7-16, 2018.