Este documento describe un estudio técnico y económico sobre la instalación de un panel solar en el laboratorio de la Universidad Técnica de Machala para aprovechar la energía solar. Inicialmente, los estudiantes intentaron construir un panel solar casero con materiales de bajo costo, pero no funcionó debido a reacciones químicas no controladas. Luego, compraron celdas fotovoltaicas y construyeron con éxito un panel solar para cargar teléfonos móviles, aprovechando la energía solar de forma renovable y

1. Resumen. – El presente trabajo de investigación
tiene un método descriptivo, basado en un estudio
técnico y económico referente al aprovechamiento
de una fuente natural inagotable eneste caso como
es el sol ya que, a causa de la gran problemática
de los costos elevados de consumo de energía en la
comunidad académica, surge la idea de instalar
una fuente de aprovechamiento de energía (panel
solar) casero que permita convertir la energía
solar en energía eléctrica sobre la cubierta del
laboratorio para su utilización.
Palabras clave: Panel solar, radiación
electromagnética, energía.
Abstract. - This research work has a descriptive
method, based on a technical and economic study
regarding the use of an inexhaustible natural
source in this case, such as the sun because,
because of the great problem of high energy
consumption costs in the academic community,
the idea arises to install a home energy source
(solar panel) that converts energy into electrical
energy on the laboratory roof for its use.
Keywords: Solar panel, electromagnetic radiation,
energy.
I. INTRODUCCIÓN
Nuestro país Ecuador está localizado en una zona
muy envidiable, por esa razón es un país muy rico en
su biodiversidad, geográficamente, donde las fuentes
energéticas existentes, y temperaturas no extremas lo
convierten en un territorio muy fascinante para la
explotación y el desarrollo de alternativas energéticas
nuevas.
“La energía renovable, es la que cumple con
diversos requisitos para denominarse alternativa,
puesto que es obtenida de fuentes naturales que son
denominadas como inagotables, también poseen un
menor efecto contaminante y por otra parte posee la
gran capacidad de poder restablecerse a través de
medio naturales. Una de ellas, quizá la más
importante es la energía proveniente del sol, ya que
es una fuente que se considera como inagotable ,
renovable y sustentable en el pasar del tiempo” [1].
“La estrella más próxima al planeta Tierra es el Sol,
debido a la elevada temperatura en su interior y por
efecto de la fuerza gravitatoria que en él se produce,
ocasiona una diferencia de masa lo que después se
convierte en energía y esta energía llega en forma de
ondas electromagnéticas a nuestro planeta, la cual se
la conoce como energía solar” [2].
Paneles Solares
Brigitte Farez, Christopher Hurtado, Jorge Macías, Alvaro Mora, Genesis Saraguro
Unidad académica de ingeniería Civil, Universidad Técnica de Machala
Machala, Ecuador
hfarez2@utmachala.edu.ec
churtado2@utmachala.edu.ec
jmacias4@utmachala.edu.ec
amora8@utmachala.edu.ec
gsaraguro2@utmachala.edu.ec

2. “Algunas de las características propias que tiene la
energía solar es su virtud de producir un nulo impacto
ambiental a escala humana además que se considera
como una fuente energética inagotable siendo ésta
muy importante, sumándose a la forma gratuita que
llega hacia nosotros. No obstante, su uso requiere de
un alto desarrollo científico, dado a los aspectos
geográficos, meteorológicos y estacionales” [3].
La tecnología idónea para el aprovechamiento de
esta energía, son los paneles solares que tienen la
capacidad de lograr el aprovechamiento de energía de
la radiación solar, esto comprende tanto a los
colectores solares que son usados para producir agua
caliente como aquellos paneles fotovoltaicos que son
utilizados para generar electricidad, en los dos se
trata de una tecnología limpia que nos permite lograr
energía sin dañar al ambiente.
Estos paneles por el momento abastecen sólo una
parte de la electricidad:” su capacidad generadora
total en el planeta es de 5000 MW, lo que solamente
simboliza un 0,15% de la capacidad de todas las
fuentes productoras. No obstante, es posible que la
luz solar llegara a suministrar 5000 veces la energía
que en la actualidad se consume en el mundo. La
producción por año de los paneles fotovoltaicos ha
venido de una u otra manera incrementando en un 25%
anual, en los últimos diez años, con un notable
impulso de 45%” [4].
En la actualidad, los paneles solares se elaboran de
distintos materiales, desde las clásicas obleas de
silicio policristalino, que aún se encuentran
dominantes en el mercado, hasta las celdas de
película delgada de silicio y también dispositivos
compuestos de semiconductores orgánicos o
plásticos, una de las características de las celdas
fotovoltaicas es su fácil manejo e instalación.
“Los paneles solares captan la energía que proviene
de una fuente luminosa y se encargan de
transformarla en electricidad, su capacidad de
generación depende principalmente de la radiación
incidente y de la respuesta espectral de los materiales
usados en su producción” [5].
“Los paneles solares se fabrican hoy en formato de
módulos independientes grandes y pequeños, lo cual
hace altamente aplicables sus usos según el caso sea
en campos abiertos, azoteas o pequeños techos de
industrias o edificios de oficinas incluso, y con un
mantenimiento mínimo y poco exigente es además
tecnología limpia no contamina, no emite humo, no
emite CO2, no emite gases de efecto negativo” [6].
“La producción de energia eléctrica aprovechando
la luz del sol se conoce como “fenómeno
fotovoltaico”, que es un dispositivo electrónico que
convierte la energía luminosa, en energía eléctrica; es
decir, absorbe los fotones de la luz para liberar
electrones que puede usar en una corriente eléctrica”
[7].
“La eficacia de una celda solar se halla entre un 12%
dependiendo del material semiconductor del cual
estén fabricadas y de las condiciones climáticas. El
porcentaje de la luz solar que es capaz de llegar hasta
el panel posee un rol de vital importancia ya que es
reflejada por ella y no esta aprovechada, por esta
razón se ha logrado desarrollar recubrimientos
especiales que son capaces de poder absorber esta luz
de forma uniforme independientemente del ángulo en
que se encuentre el panel con respecto al sol” [8].

3. Gracias a la energía fotovoltaica podemos lograr
tener la disponibilidad de electricidad en lugares que
se encuentren lejos de la red de distribución eléctrica
ya que tiene muchísimas aplicaciones, verbigracia:
auxiliar en el aula pedagógica de la UAIC (Unidad de
Académica de Ingeniería Civil) de la Universidad
Técnica de Machala y de esta forma, suministrar
electricidad a un aparato electrónico como lo es el
teléfono móvil.
El proyecto tiene la finalidad de elaborar un panel
solar, con la utilización de celdas fotovoltaicas con
un bajo costo y alta rentabilidad, todo esto para
aprovechar de una manera beneficiosa a la energia
solar al transformarla en energia eléctrica, ayudando
a su vez a la preservación del medio ambiente.
II. METODOLOGÍA
Para realizar el siguiente trabajo de investigación se
llevó a cabo una indagación bibliográfica para la
recopilación de artículos científicos de los últimos
cinco años, sobre el funcionamiento de la energía
solar y su aprovechamiento en paneles solares.
En primer lugar, se realizó un análisis de esta
información para la comprensión del proceso de
elaboración. Luego, se encontró un proyecto con
materiales de fácil adquisición, precio accesible y
rápida elaboración, como se especifica a
continuación:
Materiales para el panel solar casero
 Caja de cartón
 Papel de aluminio
 Pintura esmalte
 Hilo de cobre monopolar
 Sulfato de cobre
 Cloruro sódico
 Pasta dentífrica y limón
 Polímetro
Para empezar, “se forra la tapa de una caja de cartón
con papel de aluminio, en el centro se delimita una
franja trasversal pintada con esmalte sintético y sobre
la que se montará una resistencia formada con un hilo
de cobre monopolar dispuesto en zigzag” [9]. Esta
zona una vez preparada se impregnará con una
solución de zumo de limón y pasta dentífrica. A
ambos lados de esta zona quedan dos áreas de papel
de aluminio que se cubrirán con una disolución de
cloruro sódico y sulfato de cobre y sobre la que
posteriormente se esparcirán virutas de acero, zonas
semiconductoras laterales.
En vista de que la fabricación casera del panel solar
no resultó como se esperaba, el día 03 de enero del
2019, se recurrió al asesoramiento del Ing. Novillo y
del Ing. Loor, quienes son docentes de la UAIC de la
Universidad Técnica de Machala, recalcaron que no
era posible la elaboración de este panel de forma
casera por lo que sugirieron la compra de celdas
fotovoltaicas.
Materiales para el panel solar con celdas
fotovoltaicas
 19 celdas fotovoltaicas.
 2 vidrios de 40x60x0.3 cm
 Cautín.
 Estaño
 Pasta térmica
 Pistola de silicona
 Cables
 Playo
 Estilete

4.  Multímetro
Presupuesto de Panel Solar
Cantidad Materiales
Precio
Unitario
Precio
Total
17
Celdas
Fotovoltaicas
$4.00 $68
2
Celdas
Fotovoltaicas
$2,30 $4,60
2
Vidrios de
40cm*60cm
$1.70 $3.40
1 Estaño $0.50 $0.50
1
Pasta
Térmica
$1.00 $1.00
1
Cable de
Cobre
$0.80 $0.80
2
Silicon en
barra
$0.25 $1.00
1 Bombillas $0.30 $0.60
1 boquilla $0,45 $0,45
1 cartulina $0,10 $0,10
Total $80,45
Tabla 1: Presupuesto de Fabricación Panel Solar
“Las celdas fotovoltaicas se forman de dos partes,
de policristalina y de silicio para poder captar la luz
del sol indirectamente, estas están fabricadas de
varios cortes de cristal y su producción no es tan
costosa, el panel solar se lo construirá en circuitos,
como requiera el fabricante sea en conexión de serie,
de paralelo o mixto, captarán la radiación solar y a
través de un proceso se obtendrá electricidad; además
estas celdas hacen saltar electrones rebotando de una
capa a otra obteniendo una corriente proporcional a
la radiación recolectada en ese momento” [10].
Al panel solar se lo dividió en dos circuitos para
su funcionamiento, el primer circuito se lo conectará
en conexión paralela y dará 5 voltios, el segundo
circuito dará 12 voltios y será conectado en mixto
(paralelo y serie). Una vez soldadas las celdas
fotovoltaicas se colocaron en medio de dos capas de
vidrio para su protección.
IV. DESARROLLO
Para iniciar con la elaboración del panel solar
casero, el primer inconveniente que no permitió
concluir su fabricación fue que se observó que al
aplicar la disolución de cloruro sódico y sulfato de
cobre sobre las áreas laterales de papel aluminio,
reacciona adquiriendo un color pardo y el cual
expulsa gases y calor, llegando ciertas partes del
papel de aluminio a perforarse. Esta mezcla se
calentó bastante debido a que es una reacción
exotérmica. El aluminio se disuelve en el agua y el
residuo pardo es el cobre metálico que se forma por
reducción.
Según Babarro Alvaro y Cid Saúl afirman según
sus pruebas experimentales al encontrar las
concentraciones óptimas de los reactivos, que: “A los
55 días -paneles grandes- o 38 días –paneles
pequeños- empieza a disminuir el voltaje generado,
su duración según el tamaño supone por la cantidad
de electrolitos, metales y otros reactivos es mayor.
Esto es consecuencia más del carácter electroquímico
del panel que de su carácter fotovoltaico” [11]. La
fácil adquisición de sus materiales no permite el
control químico de sus elementos, lo que conlleva a
la degradación prematura de los mismos.
La corta duración de los paneles solares con
materiales caseros no cumple con el objetivo de este
estudio, por lo tanto, se consideró la alternativa de

5. adquirir celdas fotovoltaicas para la fabricación del
panel solar.
El panel solar tuvo un gran éxito en su
funcionamiento con dos salidas para su alimentación
de energía, en las que servirán para cargar teléfonos.
Hay que recordar que en las placas fotovoltaicas no
se produce un deterioro de los materiales en un
periodo de tiempo breve, días o meses, por lo que
tendrían un periodo largo de funcionamiento, es decir,
que las pilas electroquímicas agotan los reactivos de
los electrodos y precisan de su reposición para que
sigan funcionando.
V. CONCLUSIÓN
Esta metodología se pudo aplicar favorablemente
para el propósito del trabajo de investigación. En este
caso de estudio, fue posible alimentar un dispositivo
móvil dentro del laboratorio mediante la elaboración
del panel solar con las celdas policristalinas de silicio,
que captan la luz del sol indirectamente, donde cabe
destacar los siguientes aspectos positivos de su
aplicación: precio accesible con respecto a otros del
mercado, una alta rentabilidad y la ayuda en la
preservación del medio ambiente.
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] M. E. Llanes y C. A. Martinez,
«Utilización de paneles solares y su ventaja
en el mejoramiento de la calidad de vida,»
Sistema de Bibliotecas de la Universidad
de BIO-BIO, 08 2013. [En línea].
Available:
http://repobib.ubiobio.cl/jspui/handle/123
456789/1917. [Último acceso: 04 11
2018].
[2] W. F. Mogrovejo y J. S. Sarmiento,
«Análisis de factibilidad técnica y
económica en la implementación de
energía fotovoltaica y termo solar para
generación de electricidad y calentamiento
de agua mediante paneles solares fijos y
con un seguidor de sol de construcción
casera,» Reposytorio Digital de la
Universidad de Cuenca, 10 2013. [En
línea]. Available :
http://dspace.ucuenca.edu.ec/jspui/handle/
123456789/681. [Último acceso: 04 11
2018].
[3] H. R. Grossi, «Atlas de energía solar de la
República Argentina,» Sidalc, 10 2015.
[En línea]. Available :
http://www.sidalc.net/cgi-
bin/wxis.exe/?IsisScript=BRE.xis&metho
d=post&formato=2&cantidad=1&expresi
on=mfn=010339. [Último acceso: 04 12
2018].
[4] G. Arencibia Carballo , «La importancia
del uso de paneles solares en la generación
de energía eléctrica,» REDVET, Malaga,
2016.
[5] J. B. Cano, «DESARROLLO E
IMPLEMENTACIÓN DE PROTOTIPO
ELECTRÓNICO PARA LA
CARACTERIZACIÓN DE PANELES
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EXTERIORES,» Revista Politecnica, 12
2015. [En línea]. Available :
http://revistas.elpoli.edu.co/index.php/pol/
article/view/618/594. [Último acceso: 04
12 2018].
[6] J. C. Osorio, «Diseño e implementación de
un seguidor solar para la optimización de
un sistema fotovoltaico,» Dialnet, 07 2013.
[En línea]. Available :
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?
codigo=4566789. [Último acceso: 04 12
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[7] R. I. Mata Chávez, «Estudio de las
características de una celda,» R. A, España,
2017.
[8] J. C. Cruz Ardila, «Aplicación
electronica para el ahorro de energia
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[9] R. R. Mursia, «Development of Solar
Energy in Colombia and its Prospects,»
Redalyc, 09 2014. [En línea]. Available :
https://www.redalyc.org/html/1210/12101
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[10] A. ESCOBAR MEJIA, «CONEXIÓN DE
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RED ELÉCTR,» Scientia Et Technica,
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[11] A. Babarro y S. Cid, «Panel
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6. Tecnópole, 30 Enero 2014. [En línea].
Available:
https://electroquimicofotovoltaico.wordpr
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