FISICA

Energías Renovables- Energía Solar Fotovoltaica

Introducción

La conducta del hombre ha demostrado ser incapaz de convivir de manera sostenible con el ambiente, generando grandes daños para el mismo y encabezando la lista de especies más perjudiciales para el planeta, dando como resultados problemáticas tanto a nivel global tal es el caso de la reducción de la capa de ozona como a nivel local presencia excesiva de desechos domésticos.

A raíz de esto el hombre ha venido improvisando su existencia mediante soluciones tecnológicas, tal es el caso de la creación de energías renovables, buscando alcanza de esa manea un desarrollo sostenible.

Para enfocar nuestra investigación hacia las energías renovables es necesario entender que la energía se define como “toda causa capaz de producir un trabajo”. y al vincularlo con el principio fundamental dado por la naturaleza, donde se establece que la energía “no se crea, ni se destruye solamente se transforma”, podemos tener como consecuencia que la energía inicial del proceso será la misma de la energía final, (Santamarta, J.,2006), por lo tanto la implementación de la energía del sol para generar electricidad o calor no produce efectos sobre el equilibrio de la tierra. (Formación, E., 2007).

Las energías renovables son aquellas que son producidas de formas constante, haciéndolas inagotables al alcance humano, y creando una íntima relación entre los distintos tipos de energía (Formación, E., 2007).

Las energías renovables se pueden clasificar según los recursos naturales utilizados para generar dicha energía, como por ejemplo:

· Biocarburantes

· Biomasa

· Eólica

· Geotérmica de Alta Entalpía

· Geotérmica de Baja Entalpia

· Marina

· Minieólica

· Minihidráulica

· Solar Fotovoltaica

· Solar Térmica

· Solar Termoeléctrica

La energía fotovoltaica es la transformación de la energía solar directamente a energía eléctrica, fenómeno que toma el nombre de efecto fotovoltaico, el mismo que fue descubierto en 1939, por el físico francés Becquerel e implementada en 1954 (Gasquet, H. L., 1997).

https://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/antiqueimages/becquerel.jpg

“La energía solar fotovoltaico consiste en aprovechar la radiación solar, transformándola directamente en energía eléctrica, mediante el efecto fotovoltaico”

El efecto fotovoltaico se desarrolla a partir de la emisión de electrones de un cuerpo cuando este es iluminado por radiación electro magnético (Rasero, C. M., 2008).para que se produzca la emisión de electrones de dicho cuerpo participan activamente las células fotovoltaicas, encargadas de transformar la energía luminosa en energía eléctrica. Gasquet, H. L. (1997), pero como funciona las células fotovoltaicas?

Una diferencia de potencia eléctrico es el producto de un flujo de electrones o corriente eléctrica, para ellos los materiales que intervienen en este estan completos de electrones, a su vez estos átomos con cargas positivas se encuentran rodeados de una nube con carga negativa, permitiendo que en algunos elemento exista un libre desplazamiento de los electrones generando de esta manera un circuito (Solar, E.2007).

Estas células actúan bajo tres condiciones, la primera cuando es posible modificar el número de cargas ya sean estas positivas o negativas, segundo cuando es posible crear cargas que haga posible la circulación de corrientes y finalmente cuando es posible generar una diferencia entre los campos electrónicos (Solar, E. (2007).

Cuando se aplica energía, por encima de un cierto valor a un electrón, este pasa a una nueva banda llamada “banda de conducción” los mismo que son trasladados un circuito externo, de tal manera que pierden la energía captada y regresando a la banda de valencia, convirtiendo a las células fotovoltaicas en energía.

El uso de la energía solar a través de la implementación de tecnología ha venido intensificándose en los últimos 30 años, estando en constante evolución, ya sea por su condición inagotable y el hecho de no ser contaminante. (Ignateva, M. F., & Pérez, B. P. (2008).

Si consideramos la energía solar que alcanza diariamente, tan solo la superficie de los cinco continentes, la energía solar incidente anualmente 11 y 14 MJ/(m.día)(3,13,92kWh/(m.día)), ahora si consideramos que por razones ecológicas no es posible utilizar el total de la energía, sino una pequeña fracción de ella, se puede determinar, pudiendo determinar q el consumo de energía anual 112000 TWh (112x10kWh). ( Durán, J. C., & Godfrin, E. M, 2004).

Entre los países con mayor producción de este tipo de energía encontramos;

1. Longyangxia Hydro- Solar PV Station. 850 MW. China con una capacidad de 1.280 MW de potencia.

2. Planta fotovoltaica de Kamuthi. 648 MW. India

3. Solar Star Solar Farm I y II. 579 MW. Estados Unidos

4. Desert Sunlightg Solar Farm. 550 MW. Estados Unidos

5. Topaz Solar Farm. 550 MW. Estados Unidos

6. Copper Mountain . 458 MW. Estados Unidos

7. Planta fotovoltaica Ningxia Yanchi Fase I. 380 MW. China

8. Charanka Solar Park. 345 MW. India

9. Planta fotovoltaica de Cestas. 300 MW. Francia

10. Agua Caliente Solar Project. 290 MW. Estados Unidos

En cuanto a nuestro país se ubica en una zona privilegiada del planeta, debido a que ocupa la línea ecuatorial, permitiéndole recibir la energía solar de forma perpendicular, dándonos una gran ventaja en el campo de la energía fotovoltaica, pero a pesar de estas condiciones favorables es apenas que a partir del 2011 el gobierno ha implementado proyectos fotovoltaicos contando con 17 proyectos de generación eléctrica con paneles solares en Imbabura, Pichincha, Manabí, Santa Elena, entre otras provincias, por un total de 272 megavatios
Esto equivale al 6% de la capacidad instalada en el país o un cuarto de la potencia de la central Paute.

Mientras que dentro de nuestra provincia aún no se ha hecho presente este tipo de tecnologías, siendo que contamos con las condiciones adecuadas para la producción de energías limpias, ya que nuestra provincia cuenta con extensas montañas evitando la presencia de sombras, y asu vez proporcionando gran integración con el contorno eco sistémico.

Por otra parte la estructura o distribución de nuestra población nos permitiría implementar, tantas instalaciones fotovoltaicas aisladas que tiene cono objetico el autoconsumo generado, como fotovoltaicas en red.

Siendo esmeraldas una ciudad agrícola la eliminación de agentes externos y la implementación de tecnologías amigables con el ambiente contribuyen al mantenimiento de nuestro ecosistema, disminuyendo de esta manera los efectos nocivos

Conclusiones

Las energías renovables al reducir la contaminación y desacelerar los daños en el ecosistema, tales como la migración e incluso desaparición de especies ha venido generando grandes cambios a nivel mundial, cambios que se reflejan tanto a nivel ecosistema como en la matriz productiva.

Ciertamente la presencia del hombre en el planeta ha generado cambios importante en su genética original, pero no todo ha sido en forma negativa, a pesar de que hombre ha afectado el ambiente la preocupación por su recuperación va implementado a tal manera de encontrar alternativas cada vez más amigables, buscando de manera constante un desarrollo sostenible.

Desde el punto de vista económico la implementación de energías renovables tal es el caso de la fotovoltaica constituye la mejor alternativa para un pueblo en vías de desarrollo, ya que sus costos no son elevados y la producción de energía represente no solo un beneficio para ciudades con deficiente sistema eléctrico, si no que a su vez es el perfecto producto de exportación a países vecinos.

Bibliografía

Santamarta, J. (2006). “Las Energías Renovables son el Futuro.

Ignateva, M. F., & Pérez, B. P. (2008). El desarrollo de las energías renovables y el paisaje: algunas bases para la implementación de la Convención Europea del Paisaje en la política energética española. Cuadernos Geográficos de la Universidad de Granada, (43), 289-310.

De Juana Sardón, J. M. (2003). Energías renovables para el desarrollo. Editorial Paraninfo.

Formación, E. (2007). Energía solar fotovoltaica. FC Editorial.

Gasquet, H. L. (1997). Conversión de la luz solar en Energía Eléctrica: Manual Teórico y Práctico sobre los sistemas Fotovoltaicos. Gasquet.

Rasero, C. M. (2008). Energía solar fotovoltaica.

Solar, E. (2007). Energía solar fotovoltaica. Página consultada en la web el, 26.

Durán, J. C., & Godfrin, E. M. (2004). Aprovechamiento de la Energía Solar en la Argentina y en el Mundo. Boletin energético, 16, 44p.