Este documento describe un proyecto de investigación que busca implementar un sistema generador de energía mediante paneles fotovoltaicos para determinar el voltaje óptimo para la iluminación en comunidades rurales. Explica los antecedentes de la energía solar fotovoltaica y justifica la investigación debido a que proveerá energía limpia y beneficios socioeconómicos a las comunidades. El proyecto generará energía eléctrica con paneles solares y la almacenará en baterías para distribuirla de manera equitativa y ev

1. ESCUELA SUPERIORI POLITECNICA DE CHIMBORAZO
CARRERA: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
TELECOMUNICACIONES Y REDES
MATERIA: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
FECHA: Lunes 8 de Junio/2015
CALIFICACIÓN:
INTEGRANTES: 926 – 927 – 931 – 932 TALLER No:
I. DEFINICION DE LA JUSTIFICACION DEL PROYECTO DE INVESTIGACION.
1.1 DOCTRINA FILOSÓFICA
Racionalismo
1.2 LÍNEA
Ciencias de la Investigación e Innovación
1.2.1 SUB-LÍNEA
Energías Alternativas
1.3 ÁREA
Electrónica
1.4 PROBLEMA
1.5 SOLUCIÓN
1.6 TEMA DE INVESTIGACIÓN
Implementación de un sistema generador de energía mediante paneles fotovoltaicos en la
determinación del voltaje óptimo para la iluminación en comunidades rurales.

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1.7 ANTECEDENTES
Los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica se originan con el descubrimiento del
efecto fotoeléctrico. A mediados del siglo XIX (1839) el físico francés Becquerel descubrió el efecto
fotoeléctrico (FV) [1]. Este hallazgo determinó un gran paso para el desarrollo de los sistemas
generadores de energía solar fotovoltaica.Laprimera célula fotovoltaicadatade 1883; fue desarrollada
por Charles Fritts, que recubrió una muestra de selenio semiconductor con oro [2]. Esta célula
fotovoltaica fue la base del sistema generador de energía solar fotovoltaica. Posteriormente se
desarrollaron los primeros dispositivos con células fotovoltaicasquegeneraban energía suministrada a
pequeños dispositivos (relojes, calculadoras,etc.).De esta manera empezaba el auge por lossistemas de
generación de energía solar fotovoltaica como proveedoras de electricidad.
Luego delos descubrimientos mencionados anteriormente aparece elprimer sistema generador
de energía solar fotovoltaica. El Vanguard 1 fue el primer satélite que utilizó un módulo fotovoltaico
para alimentar un transmisor que consumía solamente 5 miliwatts [3]. Más tarde, a mediados de la
década de los setenta, las aplicaciones prácticas de los sistemas generadores de energía solar
fotovoltaica comenzaron a incrementarse rápidamente. Las primeras plantas fotovoltaicas de gran
tamaño (i.e. mayores a 1 MW) comenzaron a instalarse a inicios de los ochentas, como la de Saijo en
Japón, instalada en 1981 y cuya potencia es de 1.2 MW [3]. A inicios del S. XXIlos sistemas generadores
de energía solar fotovoltaicaseconviertenen una fuentede energía prácticay fiablepara muchos países.
A finales de 2007 había una potencia instalada de más de 950MWp en este tipo de instalaciones,
localizándose más de 390 plantas en Alemania, 225 en EstadosUnidos y 120 en España [3]. Actualmente
Alemania, EstadosUnidos y Españason los países mayores productoresy consumidores de energía solar
fotovoltaica a nivel mundial.
En la actualidad, los sistemas de generación solar fotovoltaicase presentan como la opción con
más futuro para liderar la revoluciónenergética a nivelmundial. Enel mundo actual se ha originado una
gigantesca ola de tendencias que pretenden aplicar métodos alternativos de generación energética,
comoes el caso de la energía proveniente del sol [4]. Hoy en día, muchos países están apostando por los
sistemas de generación de energía solar fotovoltaicadebido a sus características, tales como eficiencia,
inagotabilidad, facilidad de instalación, etc. Países más cercanos al Ecuador apuestan por la energía
solar, debido a que la radiación del sol en esos países es mucho mayor. El estado de California (EEUU),
España, Italia, Grecia, países del Norte de África, Emiratos Árabes Unidos, entre otros, se adentran en
proyectos solares fotovoltaicos[5].

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Enla actualidad existe gran cantidad de familias que vivensin electricidad, mayoritariamente en
las comunidades rurales de los países en vías de desarrollo. En áreas remotas y escasamente pobladas
la tecnología fotovoltaica puede ofrecer una alternativa rentable a la extensión de las redes eléctricas
[6]. Es decir, que los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica traen consigo beneficios
socioeconómicosy medioambientales. Elpotencial de los sistemas de energía solar fotovoltaica(FV)se
ha demostrado en los proyectos de electrificación rural realizados en todo el mundo, en especial el de
los sistemas solares domésticos [7]. Esdecir, que los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica
traen consigo beneficios socioeconómicos y medioambientales para estas comunidades rurales, tales
como el fomento de actividades productivas (Agricultura, ganadería, etc.) y la reducción de emisiones
de CO2 al medio. Hoy en día, debido al gran auge de la población mundial, la gran demanda energética
mundial y el agotamiento de los recursos no renovables, muchos países del primer mundo se inclinan
por el uso de fuentes de energía limpia, siendo la más utilizada la energía obtenida por el sol conocida
como energía fotovoltaica [8].
1.8 JUSTIFICACIÓN
El presente proyectode investigación ha sido ejecutado en diversos países a nivel mundial. Por
ejemplo, El G.E.R. (Grupo de Energías Renovables) de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad
Nacional de Nordeste, ubicada en la Provinciadel Chaco, en la República Argentina ejecutó el Proyecto
de electrificación rural a través de sistemas fotovoltaicos autónomos en la provincia de Corrientes. A
través del Proyecto de Energías Renovables en Mercados Rurales (PERMER) se instalaron sistemas
fotovoltaicos autónomos en diecinueve departamentos de la provincia de Corrientes [9]. Sin embargo,
el presente proyectopresenta una variante característica, que será determinar el voltajeóptimo para la
iluminación en comunidades vulnerables, conello se lograra establecer valores determinados que serán
la base para proyectos futuros.
La implementación del sistema generador de energía eléctrica estará enfocada en el desarrollo
de un sistema generador de energía solar fotovoltaica autónomo. Un sistema fotovoltaico autónomo o
aislado (SFA)conviertelaenergía proveniente delsol en energía eléctrica,almacenándola enuna batería
para su uso posterior. Es un sistema que no requiere de una conexión a la red eléctrica, trabajando de
forma autónoma para proveer energía a los equipos [10]. Es decir, los sistemas generadores de energía
solar fotovoltaicaautónomosbuscan un balance entre la energía generada y la potencia generada con la
carga. De esta manera se puede determinar el voltaje necesario para lograr una distribución equitativa
en toda la comunidad y evitar pérdidas por caída de tensión.
La ejecución del proyecto estará basada en la generación de energía eléctrica mediante la
utilización de celdas, células o paneles solares. El funcionamiento de una celda solar consiste en que la
luz solar caliente lasuperficie de la celda, esto ocasiona desplazamiento de electrones y generan un flujo
de corriente eléctrica [11]. De esta manera, se generara la energía eléctricaque será almacenada en una
batería para su posterior distribución. Una única célula es capaz de proporcionar una tensión de apenas
0,5 V y una potencia entre 1 y 2 W.Para elevar la potencia suministrada, las células se conectan en serie

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y en paralelo, dando lugar a lo que se denomina panel o modulo fotovoltaico [12]. Con esto, se lograra
producir energía eléctrica aprovechando la radiación solar.
Los posibles resultados a obtener al finalizar el presente proyecto de investigación es lograr
determinar el voltaje óptimo necesario para la iluminación de dichas comunidades, estos resultados
mejorarán la distribución y transmisión de energía eléctricadebido que se obtendrá un balance entre la
energía generada y la potencia generada por la carga. El impacto del proyecto se verá reflejado en los
modos de vida de la poblaciónde estos sectores, ya que traerá beneficios socioeconómicos,mediante el
fomento de actividades productivas. En las áreas rurales estas actividades incluyen principalmente la
agricultura (por ejemplo un sistema de riego con energía fotovoltaica), la ganadería y pequeñas
industrias (por ejemplo, artesanía). Más energía puede aumentar el nivel de renta, elevando la
productividad del trabajo [6]. Además traerá beneficios medioambientales, ya que al ser una energía
limpia no produce emisiones de gases de efectoinvernadero. De esta manera, la ejecución del proyecto
fomentara el desarrollo de la matriz energética del país.
1.15.- BIBLIOGRAFÍA
[1] H. L. Gasquet, Conversión de la luz solar en Energía Eléctrica: Manual Teórico y Práctico sobre los
sistemas Fotovoltaicos: Gasquet, 1997.
[2] M. M. Vallina, Instalaciones solares fotovoltaicas: Editorial Paraninfo, 2010.
[3] J. A. Díaz, "Tecnología Fotovoltaica," Boletín IEE, pp. 58-63, 2008.
[4] R. A. P. Rosas and E. J. A. Rodríguez, "Sistema de suministro energéticoen cercas eléctricas para
ganadería utilizando paneles solares," 2009.
[5] I. B. Salbidegoitia, "Solar Energy," DYNA, vol. Vol. 83, pp. 561 - 566, December 2008 2008.
[6] J. C. Císcar, "Tecnología fotovoltaica y electrificación rural en los países en vías de desarrollo: la
dimensión socioeconómica," ed: Sevilla: The IPTS report. JRC, 1997.
[7] B. Van Campen, D. Guidi, and G. Best, Energía solar fotovoltaica para la agricultura y el desarrollo
rural sostenibles: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2000.
[8] D. A. M. Muñoz and M. J. R. Morán, "Diseño y dimensionamiento de la instalación de sistemas
fotovoltaicos para sectores urbanos de Guayaquil y comunidades aisladas," 2014.
[9] C. Bello, L. Vera, A. Busso, and C. Cadena, "Proyecto de electrificaciónrural a través de sistemas
fotovoltaicos autónomos en la provincia de Corrientes," Avances en Energías Renovables y Medio
Ambiente, vol. 13, 2009.
[10] O. Style, Energía Solar Autónoma: Planificación, dimensionado e instalación de un sistema
fotovoltaico autónomo: Oliver Style, 2012.
[11] A. Martineza, V. Quinterob, J. Garcíac, and J. A. Huertad, "Estudio técnico-económico en la
implementación de un sistema fotovoltaico para uso residencial," 2012.
[12] J.M. AndújarMárquez,E.Gómez,M.Juan,E.DuránAranda,andM.A.MartínezBohórquez,"Sistema
para la generación automática de curvas IV, PV y monitorizaciónde módulos fotovoltaicos," XXV
Jornadas de Automática Ciudad Real, del, vol. 8, 2004.