Ensayo energia solar

Ensayo en donde se expone la viabilidad de la energía solar, pros y contras, así como una explicación sobre como funciona esta tecnología.

1. Integrantes de equipo:

Alumno: Matrícula:
Guzmán Vázquez Ricardo. 201460087
Ontiveros Montaño Adriana Yedid. 201409835
Potrero Pérez Carlos. 201340203
Rodríguez García Yeimi. 201402291
Velázquez García Elizandro. 201354137


Docente: Gabriela Yáñez Pérez

SABADO 11 DE ABRIL DEL 2015

2. RESUMEN
La energía solar es una de las energías renovables más conocidas a lo largo de nuestro país,
existen dos métodos para la transformación de rayos solares en energía eléctrica: celdas
fotovoltaicas y paneles termosolares. Pero desafortunadamente es una tecnología con muchas
cosas en contra, no se puede implementar en cualquier lugar y esperar que produzca los
resultados esperados por ello se necesita de una seria de pruebas que evalúen su viabilidad.

INTRODUCCIÓN
Toda fuente de energía alternativa tiene un fin simple, generar electricidad, su sustentabilidad
y viabilidad han llegado a tal grado de que se puede hacer uso de ellas sin la necesidad de
modificar drásticamente el medio ambiente a diferencia de las fuentes de energía
convencionales, y para su implementación ya sea en zonas con mucho viento para la eólica o
con alta radiación solar para la fotovoltaica y termosolar.
En este ensayo se pretende realizar un enfoque con respecto a las energías alternativas para
la generación de energía eléctrica, en específico la energía solar, tomado en cuenta que
actualmente la energía eléctrica es necesaria para la mayoría de los aspectos de la vida
cotidiana, sin embargo, las fuentes de generación que actualmente se utilizan son altamente
contaminantes, pues, para su funcionamiento es necesario hacer el consumo de combustibles
y otros compuestos que generan altas cantidades de dióxido y monóxido de carbono que son
altamente contaminantes y que diariamente son arrojados a la atmosfera aumentando el efecto
invernadero.
Lo que se pretende hacer en este ensayo es demostrar que las energías alternativas
principalmente la solar (mediante transformación fotovoltaica y la termosolar) es la más viable
para la generación de energía eléctrica, también se analizara que tiene ciertas desventajas pero
se pretende mejorar ciertos aspectos para minimizar los bajos índices de producción y que estos
sean más eficientes y menos perjudiciales para el medio ambiente.
EL SOL COMO FUENTE DE ENERGÍA

3. El sol es la estrella más próxima a la tierra, tiene un radio de 700,000 km y una masa de
2∗1030kg, a su alrededor giran los planetas del sistema solar, aunque él cuenta con el 99% de
la masa del mismo. Su densidad es de 1.41∗103kg/??????3. La temperatura de su superficie es de
6,000 grados centígrados y cerca del centro esta alcanza más de 15, 000,000.00 de grados
centígrados y la densidad es de unas 120 veces mayor que en la superficie. La fuente de toda
la energía del sol se encuentra en el núcleo, debido a las presiones extremas de presión y
temperatura es su interior, tiene lugar reacciones nucleares de fusión, en estos cuatro átomos
de hidrogeno se combinan para convertirse en un átomo de helio, la masa del átomo de helio
es 0.7% menor que la masa de los cuatro átomos de hidrogeno, esa masa que falta es lo que
se convierte en energía, que en forma de rayos gamma, se expande desde el núcleo hacia la
superficie en los primeros 500,000 km de espesor de la esfera solar por radiación, ahí alcanza
la zona en que el transporte es ya por convección y que permite a los fotones (es aquella
partícula de luz que se propaga en el vacío) alcanzar la superficie solar. Se calcula que en la
parte interna del sol se fusionan 700, 000, 000 de toneladas de hidrogeno cada segundo, y la
pérdida de masa, que se transforma en energía solar, se cifra en 4.3, 000,000 de toneladas por
segundo.
El sol se encuentra a 149.5 millones de kilómetros y su luz tarda 8.3 minutos en llegar a la
superficie terrestre, a una velocidad de 300,000 km/seg. La radiación llega a la tierra en forma
de ondas electromagnéticas, que se desplazan por el espacio en todas las direcciones, ya que
estas no necesitan un medio físico para su propagación. Este efecto se denomina radiación y
hace referencia a un fenómeno físico vibratorio que se presenta una forma de ondas
RADIACIÓN SOLAR
Hay fotones que poseen gran cantidad de energía, como los rayos gamma, y otros que son
menos energéticos, como los rayos infrarrojos. La energía que llega a la parte alta de la
atmosfera es una mescla de radiaciones de longitudes de onda, formada por radiación
ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja, estas constituyen el espectro terrestre.
La radiación solar incide sobre la superficie de la tierra después de atravesar la atmosfera, en
la que se debilita por efecto de reflexión, difusión y absorción de la materia atmosférica, esta
absorbe parte de la radiación solar, en unas condiciones óptimas con un día perfectamente
claro y con los rayos del sol cayendo casi perpendicularmente, las tres cuartas partes de la

4. energía alcanza la superficie, el resto se refleja a la atmosfera y se dirige al espacio exterior.
Las nubes son en gran parte responsables de ello. A partir de los fenómenos de reflexión,
absorción y difusión. Esta también varía según el momento del día, de un lugar a otro
especialmente en regiones montañosas y la diferencia con respecto a la latitud de cada lugar.
Sánchez, Miguel Ángel (2013)
En tan sólo una hora, el Sol transmite más energía a la Tierra que la que es consumida en un
año. Esta es la razón por la que la energía solar será uno de los principales pilares para la
producción de energía en el futuro. Junto al uso de la energía solar para producir calor (energía
solar térmica), el Sol será también utilizado para generar energía eléctrica, a lo que también es
conocido como energía solar fotovoltaica (FV). (p. 4)
La energía solar es aquella que es irradiada por el sol y su aprovechamiento para la generación
de energía eléctrica mediante procesos fotovoltaicos o mediante la concentración de energía
solar para la generación de energía térmica y posteriormente la eléctrica.
En el planeta la luz solar golpea la tierra como para poder proveer las necesidades de la energía
solar de todo el mundo durante un año con tan solo 90 minutos de energía solar. Pero ahora
solo es una pequeña matriz de la energía actual sin embargo está empezando a cambiar ya
que está siendo impulsada por acciones mundiales para mejorar el acceso a la energía y así
también poder ayudar al medio ambiente. Los países y empresas empiezan a invertir en la
capacidad de la generación solar para que los costos sigan cayendo y las tecnologías mejoren.
Esto ofrece que la economía avance, se desarrolle, tendencias del mercado y más; todo esto
con una guía para poder utilizar, combinar todo con éxito la energía solar y sus categorías esto
principalmente para los responsables políticos y representantes de las industrias. Esto es para
que la energía solar como principal protagonista pueda desempeñarse en el futuro y a largo
plazo como el principal sistema energético.
El desarrollo de las nuevas tecnologías para la generación de energía eléctrica por medios
fotovoltaicos y termoeléctricos, actualmente el uso de los paneles solares para la recolección
de luz solar son de un alto rendimiento, sin embargo, su eficiencia es de aproximadamente del
18%, esto significa que aún no son una fuente de energía lo suficientemente eficiente para la
producción de energía eléctrica en el país.

5. Todos estos resultados se obtienen por medio de experimentos y pruebas de laboratorio con
diferentes compuestos para comparar su eficiencia, pero no todo depende de los materiales
pues el clima dependiendo de la región los resultados pueden dar un mayor o menor porcentaje
de eficiencia, y variar su desempeño total dependiendo de la cantidad de paneles conectados
en serie para la producción. No obstante si se piensa en la producción en grandes cantidades
no se puede negar que la energía solar en la modalidad termosolar es tal vez la más eficiente
pues su uso es exclusivo para la generación de energía eléctrica alterna a diferencia de la
fotovoltaica que solo produce energía eléctrica directa.
ENERGIA SOLAR TERMOSOLAR
La energía solar térmica o también llamada energía termosolar consiste en el aprovechamiento
de la energía del Sol para producción de energía mecánica y, a partir de ella, energía eléctrica,
o para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos, también para la
producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente
sanitaria, calefacción. Su facilidad de implementación hace posible que su utilización no sea
solamente en instituciones gubernamentales o por empresas e industrias, sino que también la
población puede llegar adquirir esta tecnología.
Sánchez, Miguel Ángel (2013)
El aprovechamiento térmico de la radiación solar puede realizarse por pasivo o por activo (…)
el aprovechamiento pasivo va dirigido a la construcción de los edificios se trata de la arquitectura
solar o bioclimática, que es aquella que optimiza las relaciones energéticas con el entorno
mediante el propio diseño arquitectónico (…) la energía solar activa se consigue mediante la
instalación de elementos materiales para la captación y acumulación de la radiación solar
permite usos tan diversos como la obtención de ACS (Agua Caliente Sanitaria) y la generación
de energía eléctrica. (p. 31)
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
La energía fotovoltaica es la transformación directa de la radiación solar en electricidad. Esta
transformación se produce en unos dispositivos denominados paneles o celdas fotovoltaicos; la
conexión en serie de estos dispositivos permite obtener diferencias de potencial mayores. La
energía fotovoltaica es muy popular en el mercado, en México existe una gran variedad de

6. empresas encargadas de su distribución con precios accesibles para los consumidores. Sus
beneficios y aplicaciones son diversos, cabe mencionar que los paneles o celdas solares
constituyen uno de los métodos más simples que se pueden usar para convertir la energía del
sol en energía eléctrica aprovechable.
Una celda solar es un dispositivo que convierte la energía de la luz del sol en energía eléctrica
en forma directa, sin la necesidad de piezas móviles o algún tipo de combustión. El efecto
fotovoltaico, es decir, convertir la luz solar en electricidad se produce en materiales conocidos
como semiconductores, las cuales son materiales cuya conductividad puede ser modificada, y
además generar una corriente eléctrica con cargas negativas, positivas o ambas. La evolución
de la tecnología de las celdas solares ha experimentado importantes avances desde su
invención. Ha ido paralela a desarrollos y avances tecnológicos producidos en materiales y
procesos. Los dispositivos fotovoltaicos de aplicación a la conversión de la energía solar deben
construirse con materiales semiconductores sensibles a la radiación solar de forma que el efecto
fotovoltaico se produzca de forma eficiente.
La principal desventaja de las celdas fotovoltaicas es que el clima juega un papel importante
para la generación eléctrica, no demasiado calor porque el aumento en la temperatura de las
celdas genera un aumento de resistencia eléctrica en ellas y como consecuencia una baja
producción de energía, además de la baja intensidad de la luz solar también produce una
generación baja de energía.
El porvenir de la energía eléctrica se encuentra en un punto crítico pues los combustibles para
su generación son cada vez más escasos además de que son muy contaminantes, para la
aplicación de la energía fotovoltaica y térmosolar se necesita tener un sustento y respaldo para
la manutención de estas fuentes de energía, si se considera que en un futuro estas fuentes
serán las que brinden el sustento energético del país.
En los últimos años se ha notado con mayor intensidad la participación de los partidos políticos
en cuestión del medio ambiente. Éstos comienzan a interesarse por involucrarse en el ámbito
ya que es una buena estrategia porque ésta es una parte importante de nuestro país que cuenta
con una variedad de recursos.

7. En las reformas publicadas últimamente, encontramos convenio con las energías alternativas,
ya sea para "sustentabilidad energética y protección del medio ambiente" (Peña, 2013), para la
"transición hacia fuentes alternativas de energía" (PRD, 2013), o bien para convertir a México
en "país líder mundial en el fomento de la sustentabilidad energética y las energías limpias"
(PAN, 2013).
Tomando como ejemplos algunos proyectos que involucran las acciones en favor de la
optimización del uso de las EA (Energías alternativas), se encuentra la Ley General de Cambio
Climático establecida en el año 2012 y la Ley para el Aprovechamiento de las Energías
Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética aprobada en el 2008.
Lo que éstas desean es la disminución de emisiones de gases invernadero y atenuar en un
35% la participación de las fuentes no fósiles en la generación de energía. Sin embargo no se
ha notado presencia de las leyes ya que con la reciente aprobación de la reforma energética y
sus leyes secundarias, los diputados y senadores olvidaron poner en la mesa el análisis del
tema de las energías renovables, sobre el cual nuestro país ha firmado acuerdos
internacionales tendientes a aminorar los efectos del cambio climático.
Para tomar en cuenta la falta de atención que se tiene en nuestro país sobre las energías
alternativas podemos citar el Inventario Nacional de Energías Renovables, que tiene como fin
publicar un atlas nacional de zonas factibles para desarrollar proyectos generadores de
energías renovables.
Para contar con un sistema de energías alternativa se debe calcular la inversión para operación,
mantenimiento y desmantelamiento. Esto muchas veces ocasiona que algunos se decepcionen
a instalar o apoyar por medio de una operación financiera donde un error en la determinación
de los recursos de ésta nos proyectará resultados contraproducentes.
"Un buen inventario de Energías Renovables no solamente requiere de conocer la magnitud de
estos recursos, sino además su distribución geográfica, sus variaciones en los ciclos largos,
cortos y muy cortos..." (Huacuz. 2013). Es por esto que seguramente se ha retrasado tanto la
promoción de éste medio, implica estudios, tiempo y dinero.

8. Aludiendo a lo ya presentado, se conoce que "... algunos gobiernos estatales han contratado
los servicios de empresas extranjeras especializadas para la elaboración de mapas solares y
eólicos de sus correspondientes entidades". (Huacuz. 2013).
México cuenta con una gran capacidad para explotación de recursos, eólicos (con mayor
presencia y trabajo en nuestro país), geotérmicos (apenas implementados), hidráulicos (con
poca presencia) y solares (difícilmente aprovechado por la falta de estudios en las zonas
desérticas con mayor presencia del sol).
El inventario promovería la contribución de los objetivos nacionales de seguridad energética,
sustentabilidad ambiental, desarrollo económico y la inclusión social como país de primer
mundo involucrado en el ambiente y avance tecnológico energético.
El desarrollo de las energías alternativas en el país no está en incremento tecnológico, ya que
no existe un interés por parte de la ciudadanía en las diversas instituciones de educación, esto
implica que no se le desarrolle en México, a su vez causa una fuga de cerebros y esto perjudica
al país de manera que los talentos se van a otros país a "triunfar" y cuando esta tecnología se
requiere en el país aumenta el costo por emplear a empresas extranjeras.
Muchos de estos factores antes mencionados, incluso todos, en algunas veces no son tomados
en cuenta a la hora de hacer la instalación del sistema de paneles solares, debido en su mayoría
a cuestiones de ignorancia e incluso negligencia. Es por esta razón que la eficiencia del sistema
no es de lo más óptima, cabe destacar que cuando mencionamos optima nos referimos a una
oscilación de alrededor de 95%, en otros casos debido a la mala inadecuada instalación del
sistema este comienza a fallar e incluso dejar de funcionar. Lo que significaría una gran pérdida
monetaria.
FACTORES A CONSIDERAR EN LA INSTALACIÓN DE PANELES SOLARES
FOTOVOLTAICO
refugios de montaña o repetidores de comunicaciones, ya que a mayor altitud menos es el
espesor de atmosfera que debe atravesar la radiación solar y, por tanto, aumenta la energía
disponible.

9. Según como llegue la luz solar a la superficie terrestre podemos clasificarla en tres tipos
diferentes. Cada uno dándonos un factor
re cualquier superficie con un ángulo único y
preciso. La radiación solar viaja en línea recta, pero los gases y las partículas en la atmosfera
pueden desviar esta energía, lo que se llama dispersión, esto explica que un área con sombra
o pieza sin luz solar este iluminada.
más cortas (violeta y azul) que las longitudes de onda más largas (naranja y rojo). Esto explica
el color azul del cielo y los colores rojo y naranja del amanecer y atardecer.
superficie. El albedo es variable de un lugar a otro y de un instante a otro, por ejemplo para un
cuerpo negro su valor es igual a cero, pero para la nieve es de 0.9, para un suelo mojado es de
0.18 etc.
Las proporciones de radiación directa, dispersa y albedo recibidas por una superficie dependen
de
dispersa
en su totalidad mientras que en un día despejado con clima seco predomina, en cambio, la
componente directa, que puede llegar hasta el 90% de la radiación total.
izontal recibe
la máxima radiación dispersa, si no hay alrededor objetos a una altura superior a la de dicha
superficie, y la mínima reflejada.
refractantes, la radiación reflejada aumenta en invierno por efectos de la nieve y disminuye en
verano por efecto de la absorción de la hierba o del terreno,
Estos es, la radiación total que incide sobre una superficie inclinada corresponde a la suma de
las tres componentes de la radiación
??????�??????�����+??????�??????����+??????�??????���??????=??????�??????��??????

10. observar el recorrido del sol en el hemisferio norte nos percataremos que el sol sale por el este,
se desplaza en dirección sur y se pone por el oeste. Las condiciones óptimas de operación
implican la luz solar plena y un panel que este bien orientado en dirección al sol, perpendicular
a la luz directa, para aprovechar al máximo esta radiación, la orientación de los paneles se hace
hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur.
también la estación del año, el sol no se encuentra en la misma posición sobre el horizonte en
invierno que en verano, por tano la inclinación de los paneles no debe ser fija si se quiere que
en todo momento estén orientados en forma perpendicular a la radiación directa del sol.
Desde este último punto concluimos que: para que un captador solar este un todo momento
correctamente orientado, debería estar dispuesto sobre un mecanismo de anclaje que le
permitiera girar sobre su eje horizontal y sobre el vertical.
los captadores, esta se establece en función de la latitud y de la aplicación
así pueden darse diferentes casos:
a) Para utilizar en invierno: 20º mayor que la latitud
b) Para utilizar principalmente en primavera y verano: 10º menor que la latitud
c) Para usar uniforma a lo largo de todo el año: 10º mayor que la latitud.
Teniendo en cuenta estos factores será más fácil y correcta la instalación de sistemas de
paneles fotovoltaicos.
Ahora los análisis de economía de la captación solar, indican que, para aplicaciones
importantes, sistemas de energía solar que interactúan con las empresas de energía eléctrica
solo se justifican el valor de combustibles de servicios públicos de menor valor en el que se
desplazan. Es decir que en las regiones donde no pico los costos de electricidad son muy bajos
con más eficiencia en la energía solar económicamente siempre y cuando se utilice la
electricidad como fuente de energía auxiliar y esto favorece en los precios para aplicaciones
importantes de la energía solar. Pero en las regiones de donde el costo de no pico de
electricidad es mayor al de la competencia, los sistemas de energía solar usaran mayor

11. combustible distintos al de la electricidad. En pocas palabras todo esto quiere dar a decir que
tanto los sistemas de servicios de electricidad convencionales y casi todos los sistemas de
energía solar son un pobre partido en vista de la tecnología.
CONCLUSION
Tarde o temprano dejaremos de usar los combustibles fósiles, pues estos no rendarían para
siempre, cuando estos se agoten tendremos que implementar otras opciones energéticas pero
el daño que le haremos al medio ambiente será de alto grado. ¿Por qué esperar hasta entonces
para cambiar si lo podemos hacer desde hoy? Para responder estas preguntas basta con
reconocer que no tenemos una cultura ecología y que nuestro gobierno no implementa las
energías renovables porque para el usar combustibles fósiles es un gran negocio altamente
lucrativo. La energía solar es una pequeña fracción de la matriz energética en el mundo, pero
esto puede cambiar en poco tiempo ya que empresas están invirtiendo en la generación solar
y esto como consecuencias los costos siguen cayendo y las tecnologías mejoran. Todo esto
para que la evolución de la electricidad y consumidores de esta, en el futuro la energía solar se
protagonista de nuestro sistema energético.
México requiere de un cambio de paradigma energético. Los hidrocarburos en México se
acabarán en las próximas décadas. La infraestructura energética actual del país nos hace
altamente dependientes del extranjero por tecnología y por importación de combustibles.
El desarrollo de las energías alternativas en el país no está en desarrollo tecnológico ya que no
existe un interés por parte de la ciudadanía en las diversas instituciones de educación, esto
implica que no se le desarrolle en México, a su vez causa una fuga de cerebros y esto perjudica
al país de manera que los talentos se van a otros país a "triunfar" y cuando esa tecnología se
requiera en el país no costaría más barato mi lugar.
Si bien, para contar con un sistema de energía renovables se debe calcular la cifra que se
acumule de los proyectos de inversión, operación, mantenimiento y desmantelamiento permite
que algunos se decepcionen a instalar o apoyar por medio de una operación financiera donde
un error en la determinación de ésta nos proyectará resultados para nada favorables.
Las energías renovables (ER) pueden ser la solución al problema energético de México y de su
desarrollo sustentable. Las ER son un recurso muy abundante en el país que puede contribuir

12. a satisfacer la demanda energética de manera sustentable tanto de las ciudades como del
campo. Las tecnologías de ER son limpias y su uso masivo garantizarían la disminución de los
Gases del Efecto Invernadero, como planteamos en este documento la energía solar es muy
destacable por su viabilidad en el país.
Dadas las condiciones actuales del desarrollo de las tecnologías renovables y en particular de
la solar en el mundo, existe todavía una gran oportunidad para que México ingrese a la
competencia mundial por el desarrollo de la ER.
BIBLIOGRAFIA
 Joseph G. A. and Ronald O. M. (Febru ary 1977) They Be
Interfaced?http://www.bibliocatalogo.buap.mx:2312/content/195/4277/445.abstract?sid=
2f88dad8-b3af-45c7-90e3-7b6f7d9ca06d
 Huacuz, J. M. (2013). El inventario de las energías renovables en el marco de la
transición energética de México. Boletín IIE. Extraído el 11 de marzo de
2015.http://www.iie.org.mx/boletin032013/divulga.pdf
 Q. Hernández-Escobedo, E. Rodríguez-García, R. Saldaña-Flores, A. Fernández-
García, F. Manzano-Agugliaro. (March 2014) Solar energy resource assessment in
Mexican statesalong the Gulf of Mexico, de Science Direct.
http://www.bibliocatalogo.buap.mx:2563/science/article/pii/S1364032114008429?np=y
 Curro Castillo, Alejandro Carlos. (Mayo 2000). Factores que impiden el uso de la energía
solar en la vivienda de la Ciudad de Puebla. (Tesis de maestría) Biblioteca de Área de
Ingeniería y Tecnología "Ing. Luis Barragán".
 Sánchez, M. A. (2013). Energía solar térmica. México: Limusa
 Sánchez, M. A. (2013). Energía solar fotovoltaica. México: Limusa.
 Claudio A. Estrada Gasca y Camilo A. Arancibia Bulnes. (2011). Las energías
renovables: la energía solar y sus aplicaciones. 26/03/2015, de UNAM
http://www.revista.unam.mx/vol.11/num10/art96/
 AIE (01 de Diciembre de 2011) Perspectivas de Energía
Solar.http://www.bibliocatalogo.buap.mx:2381/energy/solar-energy-
perspectives_9789264124585-en