Revista energías renovables by Pomaquiza Segu Sg

INGENIERÍA MECÁNICA. FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES “Las fuentes de energía renovable están en todo nuestro alrededor: agua, viento, sol... cada día más personas las utilizan como parte de su vida diaria. Las utilizamos para calentar nuestros hogares en épocas frías” Pomaquiza Segundo 22/12/2015

CONTENIDOS:

Créditos:  EDITOR Pomaquiza Tocalema Segundo Gaspar Pag.3….Ecuador se une a la carrera por la generación de energía limpia.

Pag.4….Energía renovable Pag.5….Energía solar Pag.7….Cómo hacer un panel solar Pag.16….Bibliografía Pomaquiza Segundo Diseño y diagramación

Pomaquiza Segundo Portada

Esta revista tiene el objetivo de publicar trabajos de calidad en el ámbito de la ingeniería mecánica que incluya la perspectiva del análisis por parte de la sociedad, esta publicación electrónica pretende promover y difundir, con seriedad y rigor.

En la actualidad la ingeniería mecánica está centrada en la búsqueda de nuevas fuentes de energía, para satisfacer las necesidades y demandas de la población de los países, con estas investigaciones aportan al planeta al disminuir la contaminación global.

Con el aporte de las NTIC’S en la actualidad podemos fácilmente investigar nuestras inquietudes y aportar con nuevas formas de obtener energía amigable con el planeta.

1. Ecuador se une a la carrera por la generación de energía

limpia. Ecuador ha logrado avances en materia de energías renovables. Proyectos de generación eólica en varios sectores del país y otros de fuerza solar lo ratifican. Pero la apuesta nacional aún se centra en el aprovechamiento de su potencial hídrico con grandes proyectos e inversiones. La energía eléctrica mediante generación eólica avanza de forma imparable a partir del siglo XX, en algunos países más que en otros. A nivel de Sudamérica se está implementando este sistema en Argentina, Brasil, Colombia, Perú.” (diario El Comercio)”

En Loja, Ecuador, el Parque Eólico Villonaco está ubicado a 2 720 metros sobre el nivel del mar; será el más grande en su clase en el país. 11 aerogeneradores se instalaron en el cerro Villonaco. Estos equipos generarán 16,5 megavatios de energía desde inicios del 2013 y su aporte al país será de 0,03% al Sistema Nacional Interconectado. El Gobierno actual invirtió USD 36 millones. Santiago López, gerente de la Unidad de Negocios de Celec (Gensur), anunció que el 16 de diciembre comenzaron las pruebas de cada aerogenerador. Uno de los objetivos será evitar la emisión de 38 000 toneladas de CO2 así como la importación de diésel. “ (diario El Comercio)”

2. Energía renovable

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.1 Entre las energías renovables se cuentan la eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocarburantes.” (https://www.google.com/search?q=energia+renovable&ie=utf8&oe=utf-8)”

El girasol, icono de las energías renovables por su enorme aprovechamiento de la luz solar, su uso para fabricar biodiesel y su "parecido" con el Sol.

2.1. Energía solar

La energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que podrían ayudar a resolver algunos de los problemas más urgentes que afronta la humanidad. Las diferentes tecnologías solares se pueden clasificar en pasivas o activas según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores solar térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.” (https://www.google.com/search?q=energia+solar&ie=utf-8&oe=utf-8)”

Tecnología y usos de la energía solar Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general: 

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Energía solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35 °C y 60 °C), se utiliza en casas; de media temperatura, alcanza los 300 °C; y de alta temperatura, llega a alcanzar los 2000 °C. Esta última, se consigue al incidir los rayos solares en espejos, que van dirigidos a un reflector que lleva a los rayos a un punto concreto. También puede ser por centrales de torre y por espejos parabólicos. Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos. Energía solar térmica: Es usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción. Energía solar fotovoltaica: Es usada para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar. Energía solar termoeléctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite térmico). Energía solar híbrida: Combina la energía solar con otra energía. Según la energía con la que se combine es una hibridación: 20 o Renovable: biomasa, energía eólica. o No renovable: Combustible fósil.” (https://www.google.com/search?q=energia+renovable&ie=utf-8&oe=utf-8)”

3. Cómo hacer un panel solar ¿Quieres tener energía limpia y renovable de forma gratuita? ¿Quieres reducir tu factura mensual de luz? ¡Entonces haz tus propios paneles solares! ¡Cuestan una fracción de los paneles comerciales y funcionan de manera increíble! Lee los pasos a continuación para aprender a hacer tu propio panel solar.

Parte 1 de 6: Reunir los materiales

Compra las células. Existen unos cuantos tipos diferentes de células fotoeléctricas que puedes comprar, pero la mejor opción entre costo y eficiencia serán las células policristalinas. Compra tantas como necesites de acuerdo con la cantidad de electricidad o potencia eléctrica que quieras generar. Debes ver las especificaciones listadas al momento de comprar las células. Asegúrate de comprar materiales adicionales. Estas células son extremadamente frágiles.

Podrás comprarlas con más facilidad en Internet, pero quizás puedas conseguir algunas en tu ferretería local.

Mide y corta una tabla. Necesitarás una tabla delgada hecha de un material no conductor que deberás unir a las células. Coloca las células en el orden en el que las usarás, luego mide las dimensiones y corta una tabla de acuerdo a ese tamaño. Deja de 2,5 a 5 cm (1 a 2 pulgadas en ambos extremos de la tabla. Este espacio servirá para colocar los cables que conectan las filas).

Mide y corta todo el cable de tabulación que utilizarás. Si observas las células policristalinas, verás una gran cantidad de líneas pequeñas que van en una dirección (la distancia larga) y dos que van en la otra dirección (la distancia corta). Deberás conectar el cable de tabulación para que pase por las dos líneas más grandes y que se conecte a la parte posterior de la siguiente célula en la matriz. Mide la longitud de la línea más grande, duplícala y luego corta dos pedazos para cada célula. Utiliza el lápiz fundente en cada uno de los tres cuadrados (o tiras) de cada línea (generalmente 2 o 3 de ellas) en la parte posterior de la célula. Derrite una capa delgada de soldadura sobre los cuadrados o las tiras en la parte posterior de las células. Aunque ten en cuenta que este paso no es necesario si compras el cable de tabulación que ya viene soldado, el cual es mejor puesto que reduce el tiempo a la mitad, calienta las células solo una vez y gasta menos soldadura.

Calienta la primera mitad del cable de tabulación en la parte superior de los cuadrados o tiras soldados para unirlos a la célula. Repite este paso en las demás tiras.

Podría ser necesario limpiar la cera de las células en caso de que el fabricante las envíe cubiertas con ella. Para hacerlo, sumerge las células en agua caliente, pero no hirviendo.

Parte 2 de 6: Conectar las células

Pega las células a la tabla. Coloca una cantidad pequeña de pegamento en el centro de la parte posterior de las células y luego presiónalas sobre la tabla. El cable de tabulación debe pasar en una línea recta a través de cada fila. Asegúrate de que los extremos del cable pasen por entre las células y tengan libertad de movimiento con solo los dos pedazos sobresaliendo entre cada célula. Ten en cuenta que una fila tendrá que pasar en la dirección opuesta a la siguiente para que el cable de tabulación se extienda hasta el extremo de una fila y el lado opuesto de la siguiente. Planifica la disposición de las células en filas largas, con un número menor de ellas. Por ejemplo, tres filas cada una formada con 12 células colocadas de lado a lado a lo largo.

No olvides dejar unos 2,5 cm (1 pulgada) adicionales en ambos extremos de la tabla.

Conecta la primera fila utilizando un cable bus. En el extremo inicial de la primera fila, suelda el cable de tabulación en la parte frontal de la primera célula. El cable de tabulación debe medir aproximadamente 2,5 cm (1 pulgada) más de largo que lo necesario para cubrir las líneas y extenderse hacia la brecha adicional en la tabla. Ahora, suelda los dos cables con un pedazo del cable bus, del mismo tamaño que la distancia entre las líneas gruesas de la célula.

Conecta la segunda fila. Conecta el extremo final de la primera fila con el principio de la segunda utilizando un pedazo largo de cable bus que se extienda entre los dos cables gruesos (el que está en el borde del panel y el segundo que se encuentra más alejado en la siguiente fila). Necesitarás preparar la primera célula de la segunda fila con un cable de tabulación adicional, tal como lo hiciste con la primera. Conecta los cuatro cables a este cable bus.

Sigue conectando las filas. Sigue conectando las filas con los cables bus largos hasta que llegues al final, donde lo conectarás nuevamente con un cable bus corto.

Mide el panel de la célula. Mide el espacio que ocupa el panel en el que has colocado las células. Necesitarás que la caja tenga las mismas dimensiones. Agrega 2,5 cm (1 pulgada) a cada lado para darle espacio a los lados de la caja. Asegúrate de dejar un espacio de 2,5 cm cuadrados (1 pulgada cuadrada) en cada esquina después de colocar el panel. También asegúrate de que haya suficiente espacio para los cables bus en el extremo final.

Corta la parte posterior de forma plana. Corta un pedazo de madera contrachapada del tamaño que mediste en el paso anterior, más el espacio para los lados de la caja. Puedes utilizar una sierra de mesa o una caladora, dependiendo de lo que tengas a tu disposición.

Dale forma a los lados. Mide dos piezas de 2,5 x 5 cm (1 x 2 pulgadas) que tengan la misma longitud de los lados largos de la base de la caja. Luego mide dos piezas más de 2,5 x 5 cm (1 x 2 pulgadas) para encajarlas entre estas piezas largas, completando así la caja. Corta las piezas que mediste y asegúralas utilizando tornillos autoperforantes para madera y juntas de tope.

Une los lados. Utilizando los tornillos auto perforantes para madera, atornilla la parte superior de los lados y la base para asegurarlos a la parte inferior de la caja. La cantidad de tornillos que utilices para cada lado dependerá de la longitud de los mismos, pero normalmente tres como mínimo será lo adecuado.

Coloca el panel solar. Pega en la caja el panel con las células que construiste. Asegúrate de que esté fijo y de que las células miren hacia arriba para que reciban la luz del sol. Parte 4 de 6: Cablea el panel

Conecta el cable bus final a un diodo. Consigue un diodo un poco más grande que el amperaje del panel y conéctalo al cable bus, asegurándolo con un poco de silicona. El extremo de color claro (también conocido como el extremo con rayas blancas) del diodo debe apuntar hacia donde se encuentra el extremo negativo de la batería (o del dispositivo). El otro extremo debe estar cableado con el extremo negativo del panel. Esto evitará que la energía regrese a través del panel solar desde la batería cuando no se esté cargando. Conecta los cables. Conecta un cable al diodo y pásalo hacia un bloque de terminales que deberás montar en el lado de la caja. Luego conecta un cable blanco desde el cable bus corto en el lado contrario del bloque de terminales.

Conecta el panel a un controlador de carga. Compra un controlador de carga y conecta el panel a este, asegurándote de conectar el lado positivo y negativo correctamente. Pasa los cables del bloque de terminales al controlador de carga utilizando un cable con código de color para realizar el seguimiento de la corriente.

Si vas a utilizar más de un panel, es posible que quieras conectar todos los cables positivos y negativos juntos mediante anillos para asegurarte de terminar con dos cables.

Controla el controlador de carga a las baterías. Compra las baterías que funcionen con el tamaño de los paneles que construiste. Conecta el controlador de carga a las baterías de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Utiliza las baterías. Una vez que hayas conectado y cargado las baterías en el panel o paneles, puedes conectar tus aparatos electrónicos a ellas dependiendo de la cantidad de electricidad que necesites para hacerlos funcionar. ¡Disfruta de tu fuente de energía gratuita! Parte 5 de 6: Sellar la caja

Consigue un pedazo de plexiglás. Compra un pedazo de plexiglás cortado a la medida para colocarlo en el interior de la caja que hiciste para el panel. Puedes conseguirlo en una tienda especializada o en tu ferretería local. Asegúrate de que sea plexiglás y no vidrio, ya que este último tiende a romperse o astillarse (el granizo será tu peor pesadilla).

Coloca bloques para el plexiglás. Corta bloques de madera de 2,5 cm cuadrados (1 pulgada cuadrada) para colocarlos en las esquinas. Deben ser lo suficientemente altos como para que sobrepasen al bloque de terminales pero más bajos que el borde de la caja y deben tener una profundidad un poco mayor que el grosor del plexiglás. Pega estos bloques utilizando pegamento de madera o uno similar.

Parte 5 de 6: Sellar la caja

Advertencias  

Ten cuidado con las herramientas. Si no te sientes seguro de trabajar cerca de una fuente de electricidad, comunícate con un profesional. ¡No te vayas a electrocutar!

Cosas que necesitarás     

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Células fotoeléctricas Cable de tabulación (de preferencia, ya soldado) Cable bus Lápiz fundente Soldadura de plata (aquí sí importa el tamaño; necesitas un tamaño muy pequeño para que se derrita fácilmente sin sobrecalentar las células. Considera la posibilidad de comprar soldadura especial para su uso en paneles solares) Soldador

“ (http://es.wikihow.com/hacer-un-panel-solar)”

4. BibliografĂa diario El Comercio. (s.f.). https://www.google.com/search?q=Ecuador+se+une+a+la+carrera+por+la+generaci%C3% B3n+de+energ%C3%ADa+limpia&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi34Jad5O3J AhVBSyYKHeFqCBEQ_AUICCgC&biw=1360&bih=631#imgrc=PBErJUPIQ2EWnM%3A. Recuperado el 21 de 12 de 2015, de http://www.elcomercio.com/tendencias/ecuador-seune-a-carrera.html https://www.google.com/search?q=energia+renovable&ie=utf-8&oe=utf-8. (s.f.). Recuperado el 21 de 12 de 2015, de https://www.google.com/search?q=energia+renovable&ie=utf8&oe=utf-8: https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_renovable https://www.google.com/search?q=energia+solar&ie=utf-8&oe=utf-8. (s.f.). Recuperado el 21 de 12 de 2015, de https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar tyenergy. (12 de 11 de 2014). http://nuevodesordenmundial.blogspot.com.es/2013/07/manualpara-fabricar-un-panel-solar.html. Recuperado el 21 de 12 de 2015, de http://twenergy.com/co/a/guia-para-construir-tus-propios-paneles-solares-caseros-pasoa-paso-1465

http://es.wikihow.com/hacer-un-panel-solar. (s.f.). Recuperado el 21 de 12 de 2015, de http://es.wikihow.com/hacer-un-panel-solar

Facultad de INGENIERÍA civil y MECÁNICA.

Primer semestre “B”