ENERGÍA SOLAR

JAVIER ESTEBAN SANTAMARIA OVALLE

LA ENERGIA SOLAR

La energía solar es la energía obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Consiste en la obtención de electricidad directamente a partir de la radiación solar mediante un dispositivo semiconductor  denominado célula fotovoltaica.

¿COMO FUNCIONA UNA INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA CASERA?

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

Los sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías:

• COLECTORES DE BAJA TEMPERATURA

Proveen calor útil a temperaturas menores de 65 °C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, 

• Colectores de temperatura media

Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300 °C.

• COLECTORES DE ALTA TEMPERATURA

Existen en tres tipos diferentes: los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canal parabólico y los sistemas de torre central. Operan a temperaturas superiores a los 500 °C y se usan para generar electricidad (electricidad termo solar) y transmitirla a la red eléctrica

usos• CALOR • ELECTRICIDAD

Se utiliza para tener agua caliente, calefacción de lugares, técnicas de refrigeración.

Paneles solares, (no ruido no combustible y no mantenimiento), a través de células solares

VENTAJAS -Es energía no contaminante. 

-Proviene de una fuente de energía inagotable (Hasta Aproximadamente 5,000,000,000 de años que es lo que le queda al sol hasta consumir todo su hidrógeno y apagarse y convertirse en una enana blanca) 

-Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (campo, islas), o es dificultoso y costoso su traslado (conviene a mas de 5 Km). 

-Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento. 

-El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez hay menos). 

DESVENTAJAS-El nivel de radiación fluctúa de una zona a otra y de una estación del año a otra, en nuestra zona varía un 20% de verano a invierno). 

-Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno. 

-Requiere gran inversión inicial. 

-Se debe complementar este método de convertir energía con otros. 

-Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovechara para desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.). 

-Los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy. 

PAÍSES CON MAS APLICABILIDAD

HIDROGENO

HIDROGENO

El hidrógeno es el elemento más ligero de la naturaleza, así como el más abundante en el universo, totalizando más del 70%. Se halla en las estrellas jóvenes, en polvo interestelar y en las enormes nubes de gas suspendidas en el espacio, pero la mayor parte de él se encuentra formando diversos compuestos químicos. Presenta muy baja solubilidad en líquidos, pero una alta solubilidad en metales, especialmente en paladio

DESCUBRIMIENTO DEL HIDROGENO

PARACELSUS (SIGLO XVI)

ROBERT BOYLE (1671)

HENRY CAVENDISH (1766)

ANTOINE LAVOISIER (1783)

ISOTOPOS DEL HIDROGENO

• 1H conocido como protio, es el isótopo más común del hidrógeno con una abundancia de más del 99,98%.

• 2H  el otro isótopo estable del hidrógeno, es conocido como deuterio y su núcleo contiene un protón y un neutrón.

• 3H se conoce como tritio y contiene un protón y dos neutrones en su núcleo

METODOS DE OBTENCION

• ELECTROLISIS

El proceso de la electrólisis consiste en la descomposición del agua utilizando la electricidad. Es un proceso que está disponible comercialmente con una tecnología comprobada.

• REFORMADO

Consiste en la reacción de hidrocarburos con calor y vapor de agua. También es un proceso generalizado a gran escala y permite obtener un hidrógeno de bajo coste a partir de gas natural. 

• GASIFICACION

Partiendo de hidrocarburos pesados y biomasa se forma hidrógeno y gases para reformado mediante la reacción con vapor de agua y oxígeno. Perfectamente adecuado para hidrocarburos pesados a gran escala, puede utilizarse para combustibles sólidos, como el carbón, y líquidos.

• PRODUCCIÓN BIOLÓGICA

Las algas y las bacterias producen directamente hidrógeno en determinadas condiciones. Durante los últimos años se estudia este recurso de gran envergadura potencial aunque con un ritmo de producción de hidrógeno bastante lento. Se necesitan grandes superficies y la mayor parte de los organismos apropiados no se han encontrado todavía.

PILAS DE COMBUSTIONLa pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma de forma directa la energía química en eléctrica. Es similar a una batería.

Se diferencia de la batería en que puede tener alimentación continua de los reactivos y en que sus electrodos son catalíticos y relativamente estables.

Parte de unos reactivos, un combustible – generalmente hidrógeno- y de un comburente – en muchos casos oxígeno – para producir agua, electricidad en forma de corriente continua y calor.

USOS Y APLICACIONES

• COMBUSTIBLE PARA COHETES 

• Enfriamiento de rotores en generadores eléctricos en usinas de energía, visto que el hidrógeno posee una elevada conductividad térmica

• En estado líquido, es utilizado en investigaciones “criogénicas” incluyendo estudios de superconductividad.

• Como es 14,5 veces más liviano que el aire y por eso es utilizado muchas veces como agente de elevación en balones y zeppelines, más allá que su utilización sea reducida debido al riesgo de trabajar con grandes cantidades de hidrógeno,

• El deuterio, un isótopo de hidrógeno en que el núcleo es constituido por un protón y un neutrón, es utilizado en la forma de la llamada “agua pesada” en fisión nuclear como moderador de neutrones.

• Compuestos de deuterio poseen aplicaciones en la química y en la biología, en estudio de reacciones utilizando el efecto isotópico.

VENTAJAS • El hidrógeno es un combustible extraído  del agua, la cual es un recurso muy abundante e inagotable en el mundo.

• La combustión del hidrógeno con el aire es limpia, evitando así la contaminación del medio ambiente.

• Los productos de la combustión son en su mayoría vapores de agua, los cuales son productos no contaminantes.

 

DESVENTAJAS

Las desventajas del uso del hidrógeno son las siguientes:

• Como no es un combustible primario entonces se incurre en un gasto para su obtención.

• Requiere de sistemas de almacenamiento costosos y aun poco desarrollados.

•Elevado gasto de energía en la licuefacción  del hidrógeno. •Elevado precio del hidrógeno puro.