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Páginas: 5 (1206 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2012
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Imágenes
FUENTES DE ENERGÍA ALTERNATIVA: LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Análisis y Perspectivas
Alfredo Chacón* alfredochacon@yahoo.com
1.
Introducción
a crisis energética mundial de los últimos años, el encarecimiento de los combustibles tradicionales y el elevado nivel de contaminación ambiental producido por el empleo de los derivados de combustibles fósiles como el carbón yel petróleo han propiciado el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en la implementación de sistemas fotovoltaicos, como recurso energético alternativo. La energía solar es casi inagotable, barata y fácilmente aprovechable, por lo que constituye uno de los recursos naturales con mayor porvenir y potencial de aprovechamiento. La unidad funcional de un sistema fotovoltaico está constituida por lascélulas solares, mediante las cuales se logra transformar la radiación solar en electricidad. 2. La Radiación Solar
L
El sol se comporta aproximadamente como un cuerpo negro emisor. La temperatura en su superficie es de 5800°K, lo cual hace que la distribución espectral de la radiación recibida por la tierra sea amplia, como se aprecia en la Figura 1. La constante solar, esto es, laradiación solar sobre la atmósfera terrestre, es de 1.3 Kw/m2, el 95% de ella es longitud de onda inferior a 2 mm. Gran parte de esta radiación es devuelta por dispersión el espacio; otra parte es absorbida selectivamente por diversos gases de la atmósfera, de tal modo que después de un simple tránsito vertical a través de la capa atmosférica sólo un Kw/m2, aproximadamente, alcanza la superficieterrestre.
* Ingeniero Electrónico Universidad Distrital F.J.C., docente adscrito a la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital.
Imágenes
3. Células Solares
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La conversión directa de luz solar en energía eléctrica se consigue por medio de baterías solares, las cuales se encuentran compuestas de células solares que aplican el efecto fotovoltaico. Un tipo particular de células son desilicio monocristalino (Ver Figura 2).
Figura 1. Espectro de la Radiación Solar a Nivel del Mar. Fuente: Gonzalez, B.F. Régimen de Radiación Solar en la Sabana de Bogotá. Universidad Nacional de Colombia, Depto. de Física, Tesis de Maestría, Bogotá, 1984
El espectro solar puede dividirse en un 51% de infrarrojo, 40% de visible y 9% de ultravioleta. El conocimiento de su conformación es de sumaimportancia para un desarrollo óptimo de las aplicaciones solares. La máxima emisión corresponde a una longitud de onda de 0.5 mm, es decir, el color verde; además, aproximadamente el 80% de la energía proveniente del sol corresponde a longitudes de onda de menos de 1.5 mm. Para la instalación de un sistema fotovoltaico se hace necesario el conocimiento del mapa de radiación solar de la zona. Deacuerdo con estudios elaborados en la Universidad Nacional de Colombia , para el caso particular de la sabana de Bogotá se ha obtenido que el valor medio anual de radiación solar en la ciudad es de 4.65 Kw/m2 diarios y su variación es bimodal, con mínimos en los meses de mayo y noviembre y máximos en febrero y agosto. La máxima radiación (5.15 Kw/m2 diarios) se presentó al extremo norte de laSabana; la mínima ocurrió en noviembre (4.25 Kw/m2 diarios) en el norte de la ciudad.
Figura 2. Funcionamiento de una Célula Solar
Partiendo de una oblea de silicio se produce una célula solar, mediante un procedimiento similar al proceso de fabricación de un diodo rectificador. Para aumentar la eficiencia de los fotones solares que penetran en el semiconductor el campo eléctrico debe sersuperficial; esto significa que la unión P-N es la cara que se enfrenta al sol. La célula debe reunir ciertas características como son: Absorber un alto nivel de radiación: incide para que la generación de pares electrón-hueco sea eficiente Tener un campo eléctrico interno que separe las dos cargas de cada par, impidiendo su recombinación El cociente entre la energía eléctrica producida y la...
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FUENTES DE ENERGÍA ALTERNATIVA: LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Análisis y Perspectivas
Alfredo Chacón* alfredochacon@yahoo.com
1.
Introducción
a crisis energética mundial de los últimos años, el encarecimiento de los combustibles tradicionales y el elevado nivel de contaminación ambiental producido por el empleo de los derivados de combustibles fósiles como el carbón yel petróleo han propiciado el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en la implementación de sistemas fotovoltaicos, como recurso energético alternativo. La energía solar es casi inagotable, barata y fácilmente aprovechable, por lo que constituye uno de los recursos naturales con mayor porvenir y potencial de aprovechamiento. La unidad funcional de un sistema fotovoltaico está constituida por lascélulas solares, mediante las cuales se logra transformar la radiación solar en electricidad. 2. La Radiación Solar
L
El sol se comporta aproximadamente como un cuerpo negro emisor. La temperatura en su superficie es de 5800°K, lo cual hace que la distribución espectral de la radiación recibida por la tierra sea amplia, como se aprecia en la Figura 1. La constante solar, esto es, laradiación solar sobre la atmósfera terrestre, es de 1.3 Kw/m2, el 95% de ella es longitud de onda inferior a 2 mm. Gran parte de esta radiación es devuelta por dispersión el espacio; otra parte es absorbida selectivamente por diversos gases de la atmósfera, de tal modo que después de un simple tránsito vertical a través de la capa atmosférica sólo un Kw/m2, aproximadamente, alcanza la superficieterrestre.
* Ingeniero Electrónico Universidad Distrital F.J.C., docente adscrito a la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital.
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3. Células Solares
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La conversión directa de luz solar en energía eléctrica se consigue por medio de baterías solares, las cuales se encuentran compuestas de células solares que aplican el efecto fotovoltaico. Un tipo particular de células son desilicio monocristalino (Ver Figura 2).
Figura 1. Espectro de la Radiación Solar a Nivel del Mar. Fuente: Gonzalez, B.F. Régimen de Radiación Solar en la Sabana de Bogotá. Universidad Nacional de Colombia, Depto. de Física, Tesis de Maestría, Bogotá, 1984
El espectro solar puede dividirse en un 51% de infrarrojo, 40% de visible y 9% de ultravioleta. El conocimiento de su conformación es de sumaimportancia para un desarrollo óptimo de las aplicaciones solares. La máxima emisión corresponde a una longitud de onda de 0.5 mm, es decir, el color verde; además, aproximadamente el 80% de la energía proveniente del sol corresponde a longitudes de onda de menos de 1.5 mm. Para la instalación de un sistema fotovoltaico se hace necesario el conocimiento del mapa de radiación solar de la zona. Deacuerdo con estudios elaborados en la Universidad Nacional de Colombia , para el caso particular de la sabana de Bogotá se ha obtenido que el valor medio anual de radiación solar en la ciudad es de 4.65 Kw/m2 diarios y su variación es bimodal, con mínimos en los meses de mayo y noviembre y máximos en febrero y agosto. La máxima radiación (5.15 Kw/m2 diarios) se presentó al extremo norte de laSabana; la mínima ocurrió en noviembre (4.25 Kw/m2 diarios) en el norte de la ciudad.
Figura 2. Funcionamiento de una Célula Solar
Partiendo de una oblea de silicio se produce una célula solar, mediante un procedimiento similar al proceso de fabricación de un diodo rectificador. Para aumentar la eficiencia de los fotones solares que penetran en el semiconductor el campo eléctrico debe sersuperficial; esto significa que la unión P-N es la cara que se enfrenta al sol. La célula debe reunir ciertas características como son: Absorber un alto nivel de radiación: incide para que la generación de pares electrón-hueco sea eficiente Tener un campo eléctrico interno que separe las dos cargas de cada par, impidiendo su recombinación El cociente entre la energía eléctrica producida y la...
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