Consulta sobre Celdas solares
11 ¿Que
Son Celdas Solares?
R/=Las celdas solares son
dispositivos que convierten la energía del sol en electricidad, ya directamente
vía fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
22 ¿Cómo
Se Hacen Las Celdas Solares?
R/=Las celdas solares de
silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) mono cristalinas, planchas poli
cristalinas o láminas delgadas.
Las planchas mono cristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro
espesor) se cortan de un gran lingote mono cristalino que se ha desarrollado a
aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de
una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.
Las planchas poli cristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en
el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar.
Entonces se rebana en planchas. Como las planchas poli cristalinas son hechas
por moldeo son apreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente
como las celdas mono cristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las
imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.
33 ¿Cuánto
Cuesta Hacer Una Celda Solar?
R/=Es difícil poner
un precio promedio a un proyecto casero de energía solar, ya que el costo depende en gran medida de cuán grande es el
proyecto que decides asumir, la cantidad de sol que recibes y el tamaño de tu
casa.
44 ¿Cómo Funcionan Las Celdas Solares?
R/=Para entender la operación de una célula fotovoltaica,
necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del
sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente
silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede
ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que
separa algunas de las cargas positivas ("agujeros") de las cargas
negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. Los agujeros se mueven
hacia la capa positiva o capa de tipo p y los electrones hacia la negativa o
capa tipo n. Aunque estas cargas opuestas se atraen mutuamente, la mayoría de
ellas solamente se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo
fuera del material debido a la barrera de energía potencial interno. Por lo
tanto si se hace un circuito se puede producir una corriente a partir de las
celdas iluminadas, puesto que los electrones libres tienen que pasar a través
del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
15 ¿Cuál Sería La Efectividad De Las
Celdas Solares En Relación A Su Costo Y Beneficio?
R/=A grandes rasgos, los costos de electricidad
solar están alrededor de U$S10 a U$S12 por vatio instalado. El uso se pensó en
kilovatios. Un kilovatio es de 1000 watts. Por lo tanto, para generar un
kilovatio, tendrás que pagar U$S10.000 a U$S20.000 de instalación. El sistema
solar eléctrico de U$S20.000, dependiendo de cuán frugal seas, puedes reducir
tu factura en un 20 por ciento a 50 por ciento. Un sistema completo para una
casa grande puede costar cerca de U$S100.000 y requieren cada centímetro
cuadrado de tu techo y algo más.
26 ¿Cuáles Son Los Conceptos Básicos
Para Diseñar Un Carrito Solar?
R/=
37 Factores que disminuyen la
velocidad del carrito solar.
- Peso: cuanto más liviano sea el carrito, mayor
aceleración el carrito alcanzará (recuerden que por la segunda ley de Newton,
la aceleración es inversamente proporcional a la masa).
- Resistencia del viento: la resistencia provocada por el
viento disminuye la velocidad del carro. Mientras más área de contacto tenga el
carrito con el viento y mientras mayor sea la velocidad del viento (la cual
depende de la velocidad del aire y del propio carrito), mayor será la
influencia del viento sobre él.
- Fricción: la fricción entre los engranajes, las ruedas y del
contacto de las llantas con la pista también disminuyen la velocidad del
carrito.
La fuerza de fricción depende de las características
de la superficie en contacto (entre engranajes, en las ruedas y entre la llanta
y el suelo). y de la masa del carrito.
Por lo tanto, el peso del carrito debe ser el menor
posible, se debe evitar elementos que aumenten la resistencia del aire (por
ejemplo, puertas abiertas, carteles perpendiculares a la dirección del viento),
los engranajes deben tener poca fricción (usar engranajes de plástico o
aluminio) y deben estar montadas firmemente al chasis ó sobre un apoyo rígido,
las ruedas deben ser perfectamente redondas y tener llantas de goma y los ejes
deben ser perfectamente paralelos y bien apoyados.
Conceptos básicos sobre la célula
fotovoltaica.
Las células fotovoltaicas fueron
creadas en 1954. En si ellas trasforman la luz del sol en energía eléctrica a
través de un fenómeno físico conocido como efecto fotovoltaico. Las células
solares están hechas generalmente de silicio.
Existen varias tecnologías de
células siendo las más importantes las de tipo cristalino y las de tipo amorfo.
Como esto no es tan importante en este caso, lo que nos importa es cuanta
energía estas células son capaces de entregar. La unión de varias células es
llamada de modulo fotovoltaico.
La tensión de la célula disminuye
si aumenta la temperatura de la célula, por otro lado la corriente generada
aumenta si aumenta la irradiación solar sobre ella.
La salida eléctrica de la célula
(tensión y corriente) depende del valor de la resistencia del circuito (en este
caso del motor). Para saber cómo obtener este valor se puede usar una
resistencia variable unida al módulo y medir los valores de corriente y tensión
obtenidos con un multímetro.
Las células pueden ser conectadas
en serie o en paralelo según las necesidades del motor. En un arreglo en serie
las tensiones se suman (6 células de 1,5 V en paralelo sería equivalente a una
célula de 9 V), mientras que en un arreglo en paralelo las corrientes se suman (3
células de 1 A en paralelo equivalen a una célula de 3 A)
Conceptos básicos sobre el motor.
Para poder avanzar el motor del
carrito tiene que tener la fuerza necesaria para vencer la resistencia de los
tres factores comentados arriba. Esta fuerza es igual a la potencia del motor
dividida por la velocidad del carrito.
Cuando el carrito arranca, la
potencia del motor es pequeña. Conforme se aumenta la velocidad, la potencia
del motor continuará creciendo hasta un valor determinado que depende del
motor. A partir de esta velocidad, a pesar que esta aumente, la potencia del
carrito empezará a disminuir.
El motor debe funcionar con
corriente contínua. La tensión de trabajo depende del tipo y número de células
fotovoltaicas que conectes en serie, ya que no debe exceder ese parámetro. Lo
importante es que veas el número de rotaciones que tiene el motor (de
preferencia compra un motor de alta rotación con opción de reducción por
engranajes).
Otra opción es que uses el motor
de un carrito de juguete, pero fijate cuantas pilas usa para no excederte en la
tensión. Las pilas AA, AAA, C y D son de 1,5 V. Por lo tanto, si el juguete usa
4 pilas su consumo debe ser de 6V.
48 ¿Conceptos Básicos Sobre La Célula
Fotovoltaica?
Una célula fotoeléctrica, también llamada celda, fotocélula o célula fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite
transformar la energía lumínica (fotones) en energía eléctrica (flujo
de electrones libres) mediante el efecto
fotoeléctrico, generando energía
solar fotovoltaica. Compuesto de un material que presenta efecto fotoeléctrico:
absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son
capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada
como electricidad.
9 Partes de las celdas solares
9 Partes de las celdas solares
