Energia solar fotovoltaica

Electrificación con energías renovables

La energía solar fotovoltaica permite electrificar lugares con difícil acceso a la red eléctrica de distribución

Aplicaciones:

·        Explotaciones agrarias

·        Turismo rural

·        Refugios de montaña

·        Segunda residencia

·        Viviendas

Las instalaciones solares fotovoltaicas son una alternativa real, eficiente y sostenible de abastecimiento de electricidad. Es una tecnología que contribuye de manera significativa a la reducción de emisiones contaminantes y junto a  la energía eólica es una herramienta clave para paliar los efectos del cambio climático.

El principal material utilizado es la célula fotovoltaica, que a su vez está constituida de semiconductores, y es la encargada de convertir de manera directa la luz solar en energía eléctrica.

El semiconductor más utilizado para la construcción de células solares fotovoltaicas es el silicio. El silicio es el segundo material más abundante en la tierra después del oxigeno.

Un panel solar fotovoltaico es una unión de varias células fotovoltaicas con el fin de aumentar la tensión de salida y aprovechar esa electricidad para satisfacer todas nuestras necesidades diarias. Las tensiones típicas son 6, 12 y 24 voltios.

Un sistema solar fotovoltaico consta principalmente de cuatro elementos:

·        Campo solar fotovoltaico o generador fotovoltaico

·        Regulador (gestiona la electricidad entrante y saliente, controla los ciclos de carga y descarga de las baterías y evita las sobrecargas y sobretensiones)

·        Acumulador (baterías para mantener la seguridad del suministro eléctrico)

·        Inversor, se encarga de convertir la corriente generada en los paneles (corriente continua CC) en corriente aprovechable en las casas (corriente alterna CA).

Con la tecnología que disponemos actualmente podemos realizar la electrificación autónoma, de telecomunicaciones, en el sector náutico, en vehículos, sistemas de emergencia, caravanas, y en general, allí donde se disponga de un sistema acumulación y sea necesaria la corriente alterna convencional.

También se puede electrificar viviendas aisladas de ocupación permanente, viviendas de fin de semana, refugios de montaña, ermitas, granjas, bodegas, bordas de pastores, equipamiento en áreas recreativas, instalaciones turísticas y campamentos de verano.

Bombeo de agua

Otra de las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica es la alimentación eléctrica de sistemas de bombeos de agua autónomos, tanto para uso doméstico como agrícola. En muchas ocasiones se precisa bombear agua y no se dispone de energía eléctrica. Además se puede configurar un sistema con acumulación o sin ella para abaratar los costes, aunque de esta manera se dispone de bombeo solo cuando el campo solar está operativo.

Otros sectores donde la energía solar fotovoltaica está presente son:

·        Bombeo de agua potable.

·        Extracción. Bombeo aplicación agrícola o ganadera.

·        Drenaje y desagüe.

·        Filtrado.

·        Depuración Esterilización.

·        Desalinización.

·        Sistemas de cloración.

·        Acondicionamiento Sistemas de aireación.

·        Tratamiento de agua.

·        Bombas de circulación.

·        Circulación Bombeo en fuentes decorativas.

·        Sistemas para el suministro.

Los sistemas solares fotovoltaicos destacan por su fiabilidad, fácil instalación y limpieza. Existen desde pequeñas aplicaciones puntuales hasta grandes programas de electrificación rural de los que depende el desarrollo de regiones enteras.

Los sistemas fotovoltaicos juegan un papel muy importante en el suministro de medicamentos en áreas remotas. Las vacunas son sensibles a las variaciones de temperatura y para que conserven sus propiedades deben mantenerse dentro de unas determinadas condiciones son numerosas las organizaciones internacionales que han adoptado sistemas fotovoltaicos para alimentar equipos de refrigeración en el que transportan los medicamentos.  Existen miles de instalaciones fotovoltaicas que hacen funcionar equipamientos de hospitales y centros de salud rurales en todo el mundo.

Los generadores fotovoltaicos son una excelente solución cuando hay necesidad de transmitir cualquier tipo de señal o información desde un lugar aislado, por ejemplo: estaciones meteorológicas, teléfonos remotos y teléfonos de emergencia en autopistas, equipos de radio y de vigilancia forestal para la prevención de incendios, plataformas de telemetría, repetidores y transmisores de radio o TV, sistemas de control de alarmas a distancia. Aplicaciones fotovoltaicas en la navegación y en los sistemas de seguridad aérea, radiofaros y sistemas de alimentación ininterrumpida.

Es posible encontrar instalaciones fotovoltaicas para la señalización de autopistas y carreteras, ferrocarriles, plataformas petrolíferas, balizas de puertos. Instalaciones fotovoltaicas que alimentan equipos electrónicos para la toma de datos en estaciones de medida medioambiental, plataformas oceánicas, redes de protección sísmica, presas, cauces de ríos, redes de protección civil. También en la protección catódica para grandes estructuras como puentes, gasoductos, y oleoductos.

También existen sistemas fotovoltaicos para la iluminación de vallas publicitaria,  túneles de carretera, iluminación pública, faros en la costa marina.

En la náutica son varias las aplicaciones que requieren de un suministro eléctrico fotovoltaico para aumentar el nivel de seguridad y confort.

Las aplicaciones en vehículos eléctricos son cada día más frecuentes. Prácticamente todos los fabricantes de coches del mundo tienen en la actualidad más de un prototipo eléctrico. El futuro en este mercado transcurre más por la electrificación solar de las estaciones de recarga de la acumulación del vehículo eléctrico, que en incorporar al coche módulos fotovoltaicos.

Las caravanas se han convertido en auténticos hogares móviles. La incorporación de sistemas fotovoltaicos en caravanas resulta una aplicación en auge. Son utilizados como generadores autónomos que aumentan la disponibilidad de energía eléctrica.

Eficiencia energética, energía sostenible

Hace poco un gran economista inglés dijo que en un futuro muy cercano el valor de arreglar los desarreglos ambientales ocasionados por el hombre se acercarían al 20 % del PIB mundial.

Como siempre, las personas sencillas no nos enteramos de nada y lo que es realmente lamentable es el hecho de que estamos autodestruyéndonos nosotros y a todas las formas de vida. Todo esto tiene un fin y es el fin de todo.

Las energías renovables son tan necesarias que nuestro futuro, el de nuestros hijos, nuestros nietos y el futuro de todas las generaciones venideras depende y dependerán de ellas. ¿A quién le importan estos temas? Lo que hacemos en el presente es directamente proporcional con lo que vamos a tener en el futuro

¿Vamos a apostar realmente por un futuro mejor? o ¿Vamos a seguir indiferentes ante la destrucción sistemática de este planeta?

Si es verdad que existe un Dios o alguna forma de vida o pensamiento superior que creó esta estructura vital, me cuesta trabajo pensar que tanto esfuerzo constructivo como le debió costar acabe como un pozo lleno de mierda, hablando claro. A pesar de los intereses económicos ¿Qué clase de idiotas recomiendan combustibles fósiles para utilizar en el día a día si estos combustibles tardan millones de años en generarse?

Las energías renovables son buenas, eficientes y son la única esperanza de sostenibilidad.

Tenemos muchas energías renovables y muy buenas y el gran causante de la mayoría de ellas es el sol, nuestro sol, que es de todos y prácticamente inagotable, aunque la verdad sea dicha, también se agotará.

El sol emite rayos solares cargados de radiación, la cual aprovechamos para fabricar energías alternativas o renovables que no son otra cosa que energía natural, eficiente, barata, sostenible y sencillamente amigable con la naturaleza y los seres vivos.

El sol también es el causante de la energía eólica, otra de las renovables, al calentar el aire en la superficie de la tierra que asciende a gran velocidad hacia capas altas donde desplaza el aire frio provocando el viento. El viento incide en las palas del aerogenerador o molino de viento y ruedan una serie de mecanismos y maquinas que generan la electricidad.

De la misma manera que los aerogeneradores necesitan viento para moverse, las placas necesitan sol para generar energía. A medida en que elevamos el aerogenerador en altura y evitamos perturbaciones superficiales a la vez que lo emplazamos a barlovento, vamos generando más y más energía y se dice que optimizamos el sistema.

Con las placas ocurre lo mismo, necesitan estar bien orientadas hacia el sur, que es la orientación que recibe más radiación en el transcurso del día. Además de la orientación, las placas solares necesitan mantener unos grados de inclinación para optimizar el sistema. Esto es así porque el sol no se encuentra a la misma altura durante todo el año, varía desde la máxima altura en el solsticio de verano a la mínima en el solsticio de invierno.

Es importante que los rayos solares incidan en las placas con la mayor perpendicularidad posible.

Además, para complicarlo un poco, la radiación no es la misma en Sevilla que en Tarragona o en Oviedo. Y no penséis que el lugares donde el sol brilla por su ausencia no hay radiación. La radiación se manifiesta de varias maneras:

Radiación directa, es la que se recibe en línea recta.

Radiación difusa, es la que se recibe por toda la superficie del cielo sin contar la directa.

Radiación de albedo, es la que se refleja de la tierra cuando los rayos solares inciden en esta.

Esta idea sobre la radiación solar unida al expreso deseo de mejorar y fomentar nuevas fuentes de energía  se consolida al descubrir que un país como Alemania que tiene una insolación muy por debajo de España representa casi el 60 % de la energía fotovoltaica instalada en el mundo.

El tema ahora es querer cambiar las cosas para que algo bueno empiece a florecer y lo malo se marchite y desaparezca.

Ya sabemos todos que instalar un sistema de energía renovable cuesta un dinero y más con la crisis que está cayendo, pero también hemos de pensar que la inversión inicial se amortiza en más o menos tiempo, ello depende de mucho factores y que una vez amortizado no deja de suponer beneficio, ya sea a un usuario particular o a una empresa.

Para cambiar las cosas a mejor, primero hemos de querer cambiarlas, luego saber cómo cambiarlas y posteriormente empecinarnos en el objetivo.

Para un usuario particular podemos tener trabajando un sistema de energía solar térmica fabricando agua caliente sanitaria (ACS) para la ducha, el baño o la cocina. Además si implementamos la superficie de colectores podemos ayudar al sistema de calefacción por agua caliente y incluso podemos obtener un sistema de refrigeración con aire acondicionado con la energía solar térmica mediante los elementos adecuados.

Para los que dispongan de una piscina, podemos alargar la temporada de baño con el excedente de la acumulación de ACS.

Un sistema de calefacción por suelo radiante a baja temperatura es ideal para trabajar con nuestro sistema solar térmico además en el que se obtiene un alto grado de confort.

En cuanto a la energía solar fotovoltaica puedo enunciar una larga lista de necesidades en la cual está implicada la electricidad, pero especialmente me basaré en las casas en las cuales todavía no se tiene acceso a la electricidad por el excesivo coste de instalación y en las viviendas que desean tener un autoconsumo y cierta independencia de las compañías eléctricas además de ahorrar una importante suma anual en las facturas.

En cuanto al sector empresarial se han de tener en cuenta la gran multitud de estudios económicos acerca de la viabilidad de los proyectos de energía solar.

Instalar un sistema de energía solar es muy rentable a la corta y a la larga en empresas donde interviene una gran cantidad de agua caliente a baja temperatura y/o donde se necesita un aporte extra de electricidad.

En una empresa, la implantación de un sistema de energía solar es deducible del impuesto de sociedades por lo que además de desgravar y pagar menos a hacienda invertimos ese capital en implementar nuestro negocio y hacerlo aún más rentable.

La energía eólica supone una alternativa en entornos rurales donde se necesita un sistema eléctrico seguro y muy eficiente. Las placas solares fotovoltaicas funcionan cuando hay sol cargando las baterías o inyectando electricidad directamente a nuestra red. Por la noche cuando no hay sol y generalmente corre el aire, los mini aerogeneradores trabajan en paralelo  con las placas para seguir generando electricidad y además cuando no hay sol ni viento y las baterías se han descargado, tenemos un generador trabajando en el peor de los casos, a esto se le llama cogeneración y las aplicaciones son tantas que la lista se hace interminable. Como ejemplo, hemos de tener en cuenta          que las bombas que funcionan con electricidad tienen un rendimiento más elevado que los clásicos molinos de viento que se emplean para bombear agua directamente del pozo, además que estos molinos han de situarse encima del pozo. En cambio un sistema de bombeo solar puede instalarse en un lugar alejado de la bomba de extracción.

A modo de resumen es importante constatar el alto grado de eficiencia adquirido junto a unos costes de implantación descendiendo poco a poco configuran unos sistemas energéticos eficientes, sostenibles, limpios y cada vez más rentables.

Fotovoltáica

Es muy triste comprobar cómo, después de un suceso catastrófico, la única opción realmente coherente sale a flote.

Tienen que morir muchos seres humanos para que la humanidad se dé cuenta que en lo más superficial estamos equivocados. No es la energía en si lo que necesitamos. Es más bien el deseo de satisfacer nuestras necesidades.

¿Qué necesidades digo? Las de nuestro ego, por supuesto.

¿Vale la pena? NO, por supuesto

Estamos delante de una verdadera apocalipsis y el único argumento que se mantiene a flote es el de las energías renovables.

¿Por qué esos señores del poder, esos que tienen la varita mágica no dan un golpe maestro y dicen basta?

Ya han muerto muchos seres. Ahora es tiempo de cambiar. Es tiempo de  darnos una nueva oportunidad. Vamos a apostar en serio por las energías renovables. Pero vamos a hacerlo sin tapujos y con soporte estatal.

El inconveniente de la energía solar fotovoltaica es la limitación de la tecnología de la cual disponemos. 

No se ha dedicado el esfuerzo suficiente a desarrollar la tecnología y es por esta razón que en este preciso momento es cuestionable, en cierta medida, la rentabilidad de la inversión en cuanto la analizamos de una manera racional.

En el mejor de los casos, podremos obtener un 15% de la energía obtenida. Esto hace que una de las premisas a la hora de diseñar una instalación solar fotovoltaica sea la elaboración de una tabla de consumos lo más ajustada posible, no a las necesidades a las que estamos acostumbrados, sino a lo básico. Esto es, luz para iluminarnos en la oscuridad, electricidad para instalaciones básicas y algún capricho como ver un rato la televisión, cargar el móvil o utilizar el PC.

En el momento en que diseñemos la instalación para cubrir las necesidades a las cuales estamos acostumbrados en nuestro ritmo de vida habitual, vamos a fracasar sin remedio. Económicamente, esta instalación no será viable, a la corta o a la larga.

En cuanto diseñemos la instalación de una manera lógica y pretendamos sacarle más provecho del que realmente puede dar, también vamos a fracasar, pues tendremos una instalación precaria que no es capaz de satisfacer nuestras necesidades.

Tener una instalación de energía renovable es una cuestión de equilibrio. Este equilibrio nos lo da la naturaleza y no podemos sobrepasar la frontera de lo permitido.

Es una cuestión de conciencia. Podemos utilizar la radiación solar, pero debemos saber qué es  lo que podemos obtener y cuáles son las limitaciones. Muchas instalaciones han fracasado en el momento justo de su concepción.

En este blog, voy a ir detallando instalaciones básicas de electricidad, siempre desde una perspectiva de dar funcionalidad a instalaciones.

Voy a concentrar mi esfuerzo a plasmar instalaciones básicas para casas, sistemas para las pequeñas instalaciones rurales, tales como bombeo de agua, vallas para ganado y cosas así.

Para comprender mejor una instalación fotovoltaica y racionalizar su uso hemos de comprender cuál es la fuente en su amplio espectro.

La radiación solar proviene del sol, eso lo sabemos todos, pero lo que no se sabe a no ser que se estudie en profundidad es la cantidad de radiación de que disponemos en un área geográfica concreta.

Lógicamente, no va a ser la misma radiación en Oviedo que en Las palmas de Gran canaria, por poner un ejemplo.

El sol tiene mucho que ver, esto es obvio. A partir de ahora mirar el sol y calculad inconscientemente la cantidad de vida que nos proporciona.

Placas solares

Desde hace mucho tiempo vengo comprobando que a pesar de la máxima publicidad y política propagandística que las energías renovables tienen, la mayor parte de las personas no saben realmente que son. De entre estas, un porcentaje pequeño sabe que provienen principalmente del sol y del viento.

Cuando pensamos en energía solar, sabemos que esta se capta mediante placas solares y ahí se queda el conocimiento de la mayor parte de la población.

Quiero empezar una serie de artículos relacionados con las energías renovables, pero me gustaría que fuesen altamente instructivos, por ello hemos de empezar de menos a más. Aunque al principio hable de cosas que pueden parecer elementales para muchos, es necesario tener un poco de paciencia, pues de seguro las palabras escritas quedaran, con ejemplos prácticos, para una mayor comprensión y consulta posterior, pues a veces, aunque en determinados momentos no nos interese especialmente un tema, siempre podremos consultarlo más adelante, si conviene.

Después de muchos años construyendo, cuando acudí al primer curso de energías renovable, en mi cabeza solo existían las “placas solares” y “los molinillos de viento”.

Placas solares hay muchas  los molinillos de viento son, de hecho, aerogeneradores.

A grandes rasgos os diré que las placas solares son captadoras de energía, en este caso radiación.

La radiación solar es el más grande bien que la madre naturaleza nos ofrece cada día de vida.

A pesar del poco caso que normalmente le hacemos al sol y de lo poco agradecidos que somos por ofrecernos a diario la base de la vida, este, de forma majestuosa nos ofrece esos rayos que podemos captar de dos maneras principalmente o para dos fines concretos.

Podemos captar la radiación para transformarla en energía solar térmica o transformar la radiación en energía solar fotovoltaica.

Son dos usos con dos propósitos muy diferentes y con diseños de instalaciones muy diferentes.

La energía solar térmica se basa en transformar la radiación solar en calor y este calor traspasarlo a un líquido calo-portador que lo hará llegar, mediante unas tuberías, a un deposito acumulador donde se producirá una entrega de este calor, al agua acumulada. Esta agua calentada mediante este traspaso de calor va a ser el que luego utilizaremos como agua sanitaria, o sea, para ducharnos  lavarnos, lavar platos, lavar la ropa, calefacción o incluso refrigeración mediante aparatos de absorción de calor,

En cuanto a la energía solar fotovoltaica se encarga de, mediante la captación de esa radiación, transformarla en electricidad que luego utilizaremos para todos nuestros propósitos, eso sí, con algunas limitaciones obvias y de sentido común y que a iremos comentando.

Las placas solares para la captación de energía solar térmica son, básicamente, un serpentín de cobre, en una caja oscura que retiene la radiación y la traspasa al líquido que se encuentra dentro del tubo de cobre., Este circuito se encuentra en constante movimiento mediante una pequeña bomba que se encarga de que el líquido calo-portador entregue de forma cumplida el calor al agua contenida en el acumulador. Este es el circuito muy básico, a este nivel en donde empezamos a complicarlo añadiéndole sondas de temperatura, controladores, válvulas, etc.

Poco a poco iremos viendo las particularidades de este tipo de circuito, desde la forma básica hasta la más compleja e intentaré traspasaros mis humildes conocimientos.

Las placas solares para la captación de energías solar fotovoltaica son básicamente una sucesión de un número determinado de células de silicio, unidas en serie y las cuales nos proporcionan una diferencia de potencial en corriente continua. 

Generalmente esta corriente nos es dada a 12 o 24 voltios, porque nosotros lo diseñamos así, pero podemos hacer que la instalación toque el violín, si conviene.

Para transformar este pequeño voltaje a un consumo estándar normal necesitaremos un convertidor o transformador y si además queremos almacenar la electricidad para consumirla más tarde necesitaremos una o más baterías. Haremos cálculos de diferentes instalaciones y pondremos los costes y particularidades de las mismas para que os hagáis una idea. En este tipo de instalación hemos de ser muy cuidadosos y tener muy presente la seguridad, pues para la energía que recibimos del sol no hay protección válida.