1final de Tesis Terminada

8/18/2019 1final de Tesis Terminada

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1.1 INTRODUCCIÓN

Desde hace ya un tiempo a ésta parte, el mundo se está iendoen!rentado a pro"lemas ener#éticos, de"ido al a#otamiento de lasreseras mundiales de petr$leo, el cual es utili%ado como !uente

directa de ener#&a 'motores de eh&culos u otros(, o "ien para )ue atraés de él se #eneren otras ener#&as 'eléctrica por e*emplo(, este!en$meno irreersi"le ha sido denominado como +Crisis ner#ética-.as ra%ones pueden ser muchas/ aumento del consumo de ener#&aeléctrica de"ido al constante crecimiento, tanto del sector residencial,como del sector industrial, )uienes son los )ue demandan la mayorcantidad de ener#&a, aumento del par)ue automotri%, a#otamiento derecursos naturales como el a#ua dulce, *unto con el ya mencionadopetr$leo.

0rente a esta crisis ha sur#ido la necesidad de aproechar de me*or!orma los recursos ener#éticos disponi"les, para esto se estándiseando dispositios eléctricos y electr$nicos de uso e2ciente laener#&a, se han reali%ado campaas )ue permitan crear conciencia enlos usuarios, etc. 3or otro lado se han ideado !ormas de aproechardistintos tipos de ener#&as usuarios, etc. 3or otro lado se han ideado!ormas de aproechar distintos tipos de ener#&as naturales con elprop$sito de conertirlas en ener#&a eléctrica, las )ue ademáscuentan con la enta*a de ser renoa"les, dentro de estas seencuentran por e*emplo/ la ener#&a solar, e$lica, mareomotri%,#eotérmica, etc. 4isten sistemas )ue permiten aproechardesperdicios animales y5o e#etales o tam"ién llamada 6iomasa, )ueen su estado de descomposici$n #eneran #ases utili%a"lesdomésticamente, estos sistemas son conocidos como "iodi#estores.

n el presente estudio se a"ordarán temas como 2ciencia ner#éticay dispositios léctricos y lectr$nicos 2cientes, ner#&a 7olar y7istemas )ue permitan conertirla en ner#&a léctrica, terminando

con un Diseo de un 7istema de Iluminaci$n 8limentado por 3aneles09, utili%ando 8mpolletas ed, para el cual se anali%ará el diseo entérminos técnicos y econ$micos la !acti"ilidad de la instalaci$n delsistema en un ho#ar de la ciudad de ima y )ue además estéconectado a la red léctrica.


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1.: 38NT8;INTO D 3RO6;8

a crisis ener#ética es un pro"lema )ue a todos nos a!ecta, une*emplo de esto es el aumento de los costos de la ener#&a eléctrica.s por esto )ue desde un tiempo a esta parte ha sur#ido un #raninterés por "uscar alternatias )ue permitan reducir estos costos, ypara esto pueden e4istir dos caminos/ el primero es usar de !ormae2ciente y consciente la ener#&a, esto a traés de dispositioseléctricos y electr$nicos e2cientes, aplicando medidas de ahorro

como por e*emplo apa#ando las luces )ue no se están utili%ando, etc.l se#undo camino es utili%ar al#TI9O7?NR87

@ 7er capa% de anali%ar y proponer una soluci$n al pro"lema de lacreciente demanda ener#ética.

@ Desarrollar un proyecto )ue permita determinar la coneniencia dela utili%aci$n de ener#&as no conencionales para sistemas deiluminaci$n de "a*o consumo, utili%ando paneles !otooltaicos.

1.A O6>TI9O7 73CB0ICO7


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@ 8plicar los conocimientos ad)uiridos durante la !ormaci$n comoestudiante y )ue estos permitan hacer uso de las tecnolo#&ase4istentes, para dar soluci$n a un pro"lema o"serado.

@ Desarrollar un proyecto te$rico )ue consista en el análisis de un

sistema de iluminaci$n, "asado en ampolletas de "a*o consumo y )uea la e% este alimentado por paneles !otooltaicos.

@ Disear un sistema )ue permita conmutar en !orma automáticaentre ener#&a eléctrica proporcionada por paneles solares y redeléctrica conencional. 8nali%ar la e2ciencia y calidad de lu% de lasampolletas de "a*o consumo. 8nali%ar la e2ciencia y calidad de lu% delas ampolletas de "a*o consumo.

@ 8l termino del tra"a*o ser capa% de mostrar las enta*as )ue tiene el

uso de dispositios de "a*o consumo, com"inados con sistemas dealimentaci$n !otooltaicos.

1. 8C8NC7 D T;8

l alcance del tema consiste en reali%ar un 8nálisis de un 7istema deIluminaci$n, Utili%ando 8mpolletas de 6a*o Consumo y 8limentado por3aneles 0otooltaicos, para lo cual se estudiarán los distintos !actores

inolucrados en el diseo de este sistema.8 continuaci$n se listan los estudios necesarios para el análisis antesmencionado/

@ 2ciencia ner#ética, aplicado a la ener#&a eléctrica.

@ ner#&a 7olar, irradiaci$n, insolaci$n y condiciones necesarias paraun me*or aproechamiento de esta.

@ Condiciones am"ientales para la instalaci$n sistemas solares en la

ciudad de 9aldiia.

@ 3aneles 7olares 0otooltaicos, tecnolo#&as de !a"ricaci$n, posici$n yorientaci$n al 7ol.

@ Caracter&sticas de Técnicas de 8mpolletas ed.

@ Descripci$n de los si#uientes e)uipos/ Inersor, 6ater&as, re#ulador.

@ Determinaci$n de la ener#&a consumida.

@ Diseo de un 7istema de Iluminaci$n 8limentado por 3aneles 09,utili%ando 8mpolletas ed.


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@ studio econ$mico del sistema. 8dicionalmente se entre#aráin!ormaci$n so"re las !ormas de captaci$n de la ener#&a colectoressolares y sus caracter&sticas de !uncionamiento, ta"la comparatia dee2ciencia de 8mpolletas Incandescentes, 0luorescentes y ed.

1. ECU7ION7 D T;8

7e e4cluirá de este estudio lo si#uiente/

@ ;ediciones de radiaci$n e insolaci$n.

@ ;ediciones de luminancia e iluminancia para ampolletas

C83ITUO :/ 0ICINCI8 NR?FTIC81

a 2ciencia ner#ética '( se puede de2nir como el con*unto deacciones o medidas )ue permiten optimi%ar la ener#&a destinada aproducir un "ien y5o sericio:. sto se puede lo#rar a traés de laimplementaci$n de diersas medidas e inersiones a niel de/

@ Tecnolo#&a/ diseando o modi2cando dispositios para )ue utilicende !orma e2ciente la ner#&a.

@ ?esti$n/ optimi%ando los recursos siempre escasos, para producir el

mismo producto, de i#ual o me*or calidad, pero a un costo ener#éticomenor.

@ Gá"itos culturales en la comunidad/ asumiendo como propio eldesa!&o de usar e2cientemente la ener#&a, adoptando medidas tansimples como apa#ar las luces )ue no se estén ocupando.

a adopci$n de medidas de optimi%aci$n de la ener#&a '( trae"ene2cios directos al pa&s y a su desarrollo sustenta"le en cuatroáreas "ásicas/

@ straté#icos/ Reduce la dependencia de !uentes ener#éticase4ternas.

@ con$micos/ el ahorro de ener#&a permite aumentar el ahorroecon$mico, esto de"ido a la reducci$n de la demanda ener#ética porparte de consumidores e industria, en todos los sericios ener#éticostales como lu%, cale!acci$n, transporteH y #eneraci$n de actiidadecon$mica, empleo y oportunidades de aprendi%a*e tecnol$#ico, enlos nueos mercados de "ienes y sericios )ue se crearán para los

di!erentes sectores usuarios.


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@ 8m"ientales/ disminuci$n de la demanda de recursos naturales.sto incluye aliio de presiones locales as& como presiones #lo"alestales como las emisiones de CO:, conducentes al calentamiento#lo"al.

U7O CONCINT D 8 NR?B8

Reducir el consumo ener#ético domiciliario contri"uye a un ahorropara la econom&a del ho#ar y a su e% permite disminuir las emisionesde #ases de e!ecto inernadero a la atm$s!era, principal causa delcam"io climático. 7in em"ar#o, lo anterior no representa una medidade e2ciencia ener#ética, ya )ue solo apunta a consumir menosener#&a haciendo uso de los mismos dispositios, sino )ue más "ienpermite islum"rar iniciatias so"re la importancia del uso consciente

de la ener#&a. 8 continuaci$n se listan al#unos procedimientos )uepueden ser


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per!ectamente entendi"le, el se#undo parámetro corresponde a lapotencia de la lámpara, lo cual se asocia a una mayor o menorluminosidad. ?racias al eti)uetado de e2ciencia ener#ética y a lain!ormaci$n )ue poco a poco se ha ido di!undiendo en "ien de utili%ar

e2cientemente la ener#&a, es posi"le darse cuenta de )ue nin#uno delos criterios nom"rados anteriormente permite ele#ir correctamentela ampolleta. 7i "ien es cierto el precio del e)uipo es un !actor!undamental, no es coneniente reali%ar la elecci$n solo por el ahorro)ue se podr&a conse#uir al momento de la compra, sino )ue esnecesario ealuar otros !actores tanto o más importantes como lae2ciencia del e)uipo. 3or otro lado, lado, menos, aun)ue si dependeen parte de esta, la #ran responsa"le de iluminar más o menos es lae2ciencia de la lámpara, ya )ue mientras más e2ciente sea, mayorserá la cantidad de lu% 'lm( #enerada por cada att de potenciaconsumido. as lámparas residenciales pueden consideradase2cientes cuando poseen un rendimiento mayor a AJ lm5, esto)uiere decir )ue por cada att consumido la lámpara #enera unaluminosidad de AJ lumens. 3or e*emplo, si se considera una lámparade 1 att con una e2ciencia de conersi$n de AJ lm5, esta#enerará un Ku*o luminoso de JJ lumens. 3or otro lado siconsideramos una lámpara menos e2ciente como una incandescentede J att, cuyo rendimiento se encuentra alrededor de 1: lm5, seo"tendrá un Ku*o lum&nico de JJlumens, idéntico al anterior pero con

la saledad de )ue la lámpara e2ciente consume =att menos parareali%ar el mismo tra"a*o, lo )ue e)uiale a ahorrar un LJM deener#&a con respecto a la incandescente, además las e2cientesposeen otras enta*as como la ida


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Figura 2.3.8 Estructura de una Lámpara LFC

Figura 2.3.9 Distintos tipos de Lámparas LFC

7u !uncionamiento se "asa en una corriente eléctrica alterna )ueKuye a traés del "alasto electr$nico, donde un puente recti2cador deonda completa se encar#a de recti2carla y conertirla en corrientecontinua y me*orar, a su e%, el !actor de potencia de la lámpara.

ue#o se conierte en corriente alterna mediante un circuitooscilador, compuesto !undamentalmente por transistores )ue


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cumplen la !unci$n de ampli2car la corriente, un trans!ormador y uncondensador se encar#an de su"ir la !recuencia a alores entre :J mily J mil Gert%.

l o"*etio de elear la !recuencia es eitar o disminuir el parpadeo

)ue prooca el arco eléctrico )ue se crea dentro de las lámparasKuorescentes cuando se encuentran encendidas. De esa !orma seanula el e!ecto estro"osc$pico )ue normalmente se crea en lasanti#uas lámparas Kuorescentes de tu"o recto )ue !uncionan con"alastos electroma#néticos. n las lámparas Kuorescentes anti#uas elarco )ue se ori#ina posee una !recuencia de s$lo J Gert%, la cualcorresponde a la !recuencia de la red.

Una e% )ue los 2lamentos de una lámpara 0C se encienden, el calor

)ue producen ioni%a el #as inerte )ue contiene el tu"o en su interior,creando un puente de plasma entre los dos 2lamentos. 8 traés deese puente se ori#ina un Ku*o de electrones, )ue proporcionan lascondiciones necesarias para )ue el "alasto electr$nico #enere unachispa y se encienda un arco eléctrico entre los dos 2lamentos. neste punto del proceso los 2lamentos se apa#an y se conierten endos electrodos )ue de"en mantener el arco eléctrico durante todo eltiempo )ue permane%ca encendida la lámpara. 7i "ien el arcoeléctrico no produce directamente la lu% en estas lámparas, su misi$ncorrespondiente es mantener ioni%ado el #as inerte. De esa !orma losiones desprendidos de este #as chocan contra los átomos del aporde mercurio contenido tam"ién dentro de tu"o, proocando )ue loselectrones de mercurio se e4citen y comiencen a emitir !otones de lu%ultraioleta no isi"le para el o*o humano. stos !otones de lu% U9 alsalir despedidos chocan contra las paredes de cristal del tu"orecu"ierto con la capa Kuorescente, lo cual prooca )ue los átomosde K


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Vida útil: os ciclos de encendido y apa#ado de al#unas lámparas0C a!ectan la duraci$n de su ida


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de !orma impresionante, lo#rando alcan%ar un una cate#or&a deiluminaci$n totalmente nuea, aportando sentido y simplicidad anuestra iluminaci$n diaria.

a iluminaci$n D ha reolucionado el mundo de la iluminaci$n, esto

por su e2cacia, dura"ilidad, respeto con el medio am"iente ycontrola"le, permitiendo aplicaciones noedosas y tradicionales.Comparándolos con ampolletas incandescentes y 0C, los D poseenmuchas enta*as. 8lcan%an eleados nieles de e2ciencia, no #enerancalor, han me*orado enormemente su niel lum&nico, no #eneranresiduos t$4icos, poseen mayor dura"ilidad 'hasta 1JJJJJ horas(,"a*o consumo ener#ético, entre otras.

Diodo Led (Li!t Emittin Diode " diodo emisor de lu#)/ es undispositio semiconductor )ue emite lu% monocromática cuando porel circula una corriente eléctrica al ser polari%ado en !orma directa. lcolor depende del material semiconductor del )ue está construido eled, ya )ue de acuerdo al material )ue se utilice será la lon#itud deonda de la lu% emitida. sta puede ariar desde el ultraioleta,pasando por todo el espectro de lu% isi"le, hasta el in!rarro*o, éstos


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aplicaci$n suele ser #radual, para minimi%ar los costos de suimplementaci$n en las empresas.

3or lo tanto, de"ido a )ue aun no e4iste una normatia )ue permitare#ulari%ar el uso de este tipo de e)uipos en nuestro pa&s, se tomará

como re!erencia los estándares 2*ados por los pa&ses pertenecientes ala 83C.

Ampolletas LED: poco a poco se han ido introduciendo ennuestro pa&s las ampolletas D, )ue como se e4plic$ anteriormente,están !ormadas por diodos D de alta luminosidad y "a*o consumode ener#&a. a #ran "arrera e4istente hasta el momento, correspondea su alto costo, lo cual hace lenta la recuperaci$n de la inersi$n enaplicaciones domesticas u otra, donde el tiempo de utili%aci$n

#eneralmente no supera las = a A horas. 7in em"ar#o en aplicacionesdonde se necesite mantener iluminado por lar#os periodos de tiempo,como supermercados, estacionamientos su"terráneos, salas dee4posici$n, etc., el uso de este tipo de lámparas #enera ahorrosecon$micos a corto pla%o y ahorros ener#éticos inmediatos. 8continuaci$n se muestran al#unas de las lámparas e4istentes en elmercado/

Ampolleta LED de '

n este caso las muestras corresponden a la marca Osram, como sepuede apreciar en el ?rá2co :.=.. l Ku*o y e2ciencia m&nima es de11L lm y , lm5 respectiamente, mientras )ue el Ku*o ye2ciencia má4ima son de 1 lm y :, lm5. l promedio seencuentra en 1= lm de Ku*o y lm5 de e2ciencia luminosa. 7i"ien es cierto poseen un "a*o Ku*o luminoso, se puede compro"ar )uetienen una alta e2ciencia de conersi$n de ener#&a.

!rá"ico 2.3.8 Fu#o $ e"iciencia para ámparas LED de 2 %


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Ampolleta LED de

n este caso, e4isten : marcas adicionales, las cuales corresponden alos modelos ner#y ;arQet y 73J, la primera es distri"uida por laempresa del mismo nom"re, la cual además !a"rica al#unos modelos

de ampolletas D, su Ku*o es de 1J lm y su e2ciencia de J lm5,mientras )ue la se#unda alcan%a los 1J lm de Ku*o luminoso y =,=lm5 de e2ciencia de conersi$n y es comerciali%ada por la empresa7olener, dedicada principalmente a la enta de e)uipos solares. 3or


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0inalmente para la lámpara de 1, , la marca 3oly"rite, distri"uidapor ed 3eru, dispone de tres modelos como se o"sera en el ?rá2co:.=.1:, la 3ar = es la de menor Ku*o y e2ciencia, con AAJ lm y:=,L lm5 respectiamente, lue#o la 3ar = C posee un Ku*o de J

lm y una e2ciencia de :, lm5, por


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E.E/01A 23LA/

l sol representa la mayor !uente de ener#&a e4istente en nuestro

planeta. a cantidad de ener#&a emitida y )ue lle#a a la tierra en!orma de radiaci$n, e)uiale a apro4imadamente = millones de


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eces la ener#&a producida por todas las centrales de #eneraci$neléctrica de 3er


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CELDA F353V3L5A$CAUna celda !otooltaica, es un dispositio electr$nico )ue permitetrans!ormar la ener#&a luminosa '!otones( en ener#&a eléctrica'electrones( mediante el e!ecto !otoeléctrico. 8 su e% el e!ecto!otoeléctrico consiste en la emisi$n de electrones por un materialcuando se le ilumina con radiaci$n electroma#nética, estos electronesli"res, al ser capturados #eneran una corriente eléctrica 'er 0i#ura=.=.1(. a 0i#ura =.=.: muestra una celda !otooltaica policristalina.

a uni$n de celdas !otooltaicas da ori#en a un panel !otooltaico, el)ue consiste en una red de celdas solares conectadas en serie paraaumentar la tensi$n de salida continua hasta el alor deseado.

Tam"ién se conectan en paralelo con el prop$sito de aumentar lacorriente de salida del sistema.

Figura 3.3.1 E"ecto Foto,otaico de una Ceda Soar


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Figura 3.3.2 Ceda Foto,otaica de Siicio -oicristaino

2ilicio 6onocristalino: stas celdas están !a"ricadas en "ase a láminas de un


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Una e% )ue el material se ha secado, se corta en del#adas láminas.l proceso de moldeo es menos costoso de producir )ue el siliciomonocristalino, pero son menos e2cientes, de"ido a )ue el procesode*a imper!ecciones en la super2cie de la lámina. a e2ciencia de

conersi$n alcan%a alores alrededor del 1,M en la"oratorio y de1AM en paneles comerciales. n la 0i#ura =.=.L se puede apreciar unpanel de estas caracter&sticas.

as caracter&sticas del silicio cristali%ado, hacen )ue los paneles desilicio policristalino posean un #rosor considera"le. mpleando siliciocon otros materiales semiconductores, es posi"le o"tener panelesmás 2nos e incluso Ke4i"les.

F7.C$3.A6$E.53 DE 7. PA.EL

l principio de !uncionamiento de los paneles !otooltaicos se "asa enel e!ecto !otooltaico o e!ecto !otoeléctrico, mediante la captaci$n de!otones proenientes de la lu% solar, los cuales inciden con una ciertacantidad de ener#&a en la super2cie del panel, esta interacci$nprooca el desprendimiento de los electrones de los átomos de silicio,rompiendo y atraesando la "arrera de potencial de la capasemiconductora 'er 0i#ura =.A.1(. sto #enera una di!erencia de

potencial en la capa N con respecto a la 3. ue#o si se conecta unacar#a eléctrica o elemento de consumo entre los terminales del panelse iniciará una circulaci$n de corriente continua.

Figura 3./.1 Despaamiento de Eectrones mediante a captaci+n de Fotones

l niel de ener#&a proporcionado por un panel !otooltaico dependede lo si#uiente/

@ Tipo de panel y área del mismo.


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@ Niel de radiaci$n e insolaci$n.

@ on#itud de onda de la lu% solar.

l comportamiento eléctrico de los paneles está dado por las curas

de corriente 5s olta*e 'cura I9( o potencia 5s olta*e 'cura 39(. acura de potencia esta dada por el producto entre la corriente y elolta*e en cada punto de la cura I9. a 0i#ura =.A.= muestra lascuras I9 y 39 caracter&sticas de un panel t&pico 7olare4 9EP=,disponi"le comercialmente. 6a*o las condiciones estándares deprue"a mencionadas anteriormente, cada modelo de panel tiene unacura I9 o 39 caracter&stica. a corriente nominal 'Imp( y el olta*enominal '9mp( del panel se alcan%an en el punto de má4imapotencia. ;ientras el panel opere !uera del punto de má4ima

potencia, la potencia de salida será si#ni2catiamente más "a*a. a Ta"la =.A.1 muestra los datos entre#ados por el !a"ricante de paneles7olare4 9EP=.

Figura 3./.3 Cur,a $ - para un m+duo "oto,otaico típico a 1000 %m2 $ 24 5C

(aba 3./.1 -aca de datos entregada por "abricante de un pane Soare6 L743


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Factor de 8orma (FF)

Tam"ién se conoce como 0ill 0actor en in#lés y de2ne la e2cacia de unpanel solar, relacionando el punto de má4ima potencia '3m(, diididopor el producto entre el olta*e a circuito a"ierto '9oc( y la corrientede cortocircuito 'Isc(. sto se muestra en la cuaci$n =.A.=.

Ecuaci+n 3./.3 Factor de Forma para un -F


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Figura 3././ Factor de Forma FF:

Factores 9ue a8ectan el rendimiento de un PanelFotooltaico

ner#&a de la lu% incidente 3ara producir el moimiento de loselectrones y #enerar Ku*o de corriente, es necesario )ue el niel deradiaci$n )ue incide so"re el panel '!otones( posea una cantidad deener#&a entre ciertos l&mites. De"ido a )ue la lu% incidente tienedistintas lon#itudes de onda, cerca del JM de la radiaci$n reci"idano esta dentro del mar#en aceptado por los paneles solaresdisponi"les comercialmente y se pierde, ya sea por poca o demasiadaener#&a. 3or otro lado la corriente es directamente proporcional a la

radiaci$n incidente y aceptada por el panel, por lo )ue un "a*o nielde ener#&a radiante proocará )ue la corriente #enerada tam"ién sea"a*a, la 0i#ura =.A. muestra las curas I9 para distintos nieles deradiaci$n.

Figura 3./.' E"ectos de os ni,ees de radiaci+n sobre a corriente


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APL$CAC$3.E2 DE L32 PA.ELE2 F353V3L5A$C32

os sistemas !otooltaicos pueden ser aplicados tanto en la super2cieterrestre como en el espacio.

n el espacio son una !orma muy con2a"le para alimentar de ener#&aa los satélites o sondas espaciales, ya )ue los nieles de radiaci$nson más eleados por la carencia de o"stáculos como la atm$s!era.3or otro lado, las aplicaciones en tierra an desde una simple celdapara ener#i%ar calculadoras o relo*es, hasta comple*os sistemas decaptaci$n de la ener#&a solar, tam"ién llamados par)ues solares. asinstalaciones pueden ser de dos tipos/ conectadas a la red eléctrica, o"ien, aisladas de la red eléctrica. Fstas serán descritas más adelante.

a utili%aci$n de sistemas au4iliares, como, "ater&as, inersores ore#uladores, han permitido ampliar el campo de aplicaci$n de estossistemas, ya )ue como se sa"e, los paneles !otooltaicos entre#anpor s& solo corriente continua, lo cual imposi"ilita su utili%aci$n directaen sistemas )ue !uncionen en "ase a corriente alterna.

8ctualmente muchos #o"iernos están impulsando y motiando a lapo"laci$n para la utili%aci$n de sistemas no conencionales en "ase a


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ener#&as renoa"les. 8l#unos de estos pa&ses son/ 8lemania, >ap$n,UU, spaa, ?recia, Italia, 0rancia, etc., los cuales su"encionan lasinstalaciones con el o"*etio de diersi2car la matri% de #eneraci$n yas& eitar la dependencia de los sistemas conencionales de

#eneraci$n eléctrica, como por e*emplo/ hidroeléctricas o en "ase acom"usti"les !$siles. 8demás de contar con apoyo para la instalaci$ndel sistema, para las instalaciones conectadas a la red eléctrica y )uetienen la posi"ilidad de ender parte de la ener#&a #enerada, loscostos pa#ados por este concepto suelen ser más eleados )ue porlos de #eneraci$n conencional.

8 continuaci$n se listan una serie de aplicaciones, sin necesidad deestar limitadas a ésta.

$nstalaciones aisladas de la red el;ctrica

7on utili%adas en sectores ale*ados, )ue no tienen acceso a la redeléctrica, #eneralmente sectores rurales, iluminaci$n de áreasaisladas, antenas de comunicaciones, "ali%as o "oyas de seali%aci$n,"om"eo de a#ua, etc. stos sistema an acompaados de inersoresde corriente, para pasar de corriente continua a corriente alterna,re#uladores de olta*e y "ancos de "ater&as )ue permiten almacenar

la ener#&a )ue no se esta utili%ando. sto puede ser apreciado en la0i#ura =..1.

Figura 3.'.1 nstaaci+n Foto,otaica *isada de a )ed E;ctrica


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as instalaciones aisladas de la red dan lu#ar a dos tipos desuministros se#


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a 0i#ura =..: muestra un es)uema de instalaci$n conectada a lared.

Figura 3.'.2 nstaaci+n Foto,otaica Conectada a a )ed E;ctrica

6A.5E.$6$E.53 DE LA $.25ALAC$4.@ os paneles !otooltaicos #eneralmente no re)uieren demantenimiento, pero se de"e tener presente )ue la super2cie delpanel esté siempre limpia y li"re de som"ras 'ár"oles u otro o"stáculo)ue impida la incidencia directa de la lu% so"re el panel(.

@ l re#ulador de car#a no re)uiere nin#


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@ Capacidad de independencia de la red eléctrica 'hasta en un 1JJM(.

@ 3uede entre#ar ener#&a eléctrica en sectores remotos, donde noe4ista sericio eléctrico.

@ s una alternatia en caso de crisis ener#ética, además es unaayuda !rente a los incrementos del costo de la ener#&a.

@ Dependiendo del tamao de la instalaci$n, se puede trans!ormar enuna !uente de in#resos, por el concepto de enta de ener#&a.

@ 0uente de #eneraci$n limpia y renoa"le. Reduce el e!ectoinernadero, no produce contaminaci$n térmica ni emisiones de CO:.

@ Instalaci$n relatiamente rápida.

@ s posi"le instalarlos en cual)uier lu#ar donde se dispon#a de lu%solar.

@ 6a*a mantenci$n.

@ 6a*o impacto isual.

D$2E>3 DE 7. 2$25E6A DE $L76$.AC$4. AL$6E.5AD3 P3/PA.ELE2 FV% 75$L$ZA.D3 A6P3LLE5A2 LED

C?LC7L3 DE $L76$.AC$4.: l diseo del sistema de iluminaci$n sereali%ará para una casa )ue consta de dos dormitorios, un liin# 5comedor, una cocina y un "ao, además de un pe)ueo pasillo. aplanta de la casa es mostrada en la 0i#ura A.1.1, la cual además demostrar las dimensiones, muestra la Iluminancia mantenida '(necesaria para cada una de las ha"itaciones 'planta sin escala(.

Figura /.1.1 -anta Casa


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os nieles de Iluminancia mantenida, !ueron e4tra&dos del ;anual deIluminaci$n de 3hilips. 3ara reali%ar los cálculos de iluminaci$n, seutili%ará el método del Ku*o total para el cálculo del alum"rado deinteriores, para lo cual es necesario de2nir lo si#uiente/

@ / iluminancia promedio )ue se pretende 'u4(

@ 0/ Ku*o lum&nico de la lámpara )ue se desea utili%ar 'umen(

@ 7/ super2cie de la ha"itaci$n 'm:(.


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@ / !actor de utili%aci$n, el cual indica la e2ciencia luminosa delcon*unto lámpara, luminaria y local, por lo tanto depende del sistemade iluminaci$n, de las caracter&sticas de la luminaria, del &ndice dellocal '(, del !actor de reKe4i$n del techo, piso y paredes de la

ha"itaci$n. Ecuaci+n /.1.1 Factor de : para uminaci+n Directa

Ecuaci+n /.1.3 =ndice de Loca >: para uminaci+n ndirecta

Donde:

A: Ancho del Local

B: Largo del Local

H: Plano base útil o altura de las luminarias sobre el plano de trabajo

H’: Distancia del techo al plano de trabajo

C?LC7L3 DE LA $.25ALAC$4. F353V3L5A$CA

Determinaci$n de la 3otencia de Consumo para el 7istema deIluminaci$n. n la Ta"la A.:.1 se descri"en los distintos consumos deiluminaci$n para cada una de las ha"itaciones del ho#ar donde sedesea implementar el sistema. a sumatoria de consumos dediersidad, el cual representa una estimaci$n de la porci$n dearte!actos )ue se encuentran en !uncionamiento en !ormasimultánea. 3ara este caso utili%aremos un !actor de diersidad i#uala un LJM, es decir, se estima )ue se utili%ará en !orma simultánea unLJM del consumo total considerado por concepto de iluminaci$n, lo

cual corresponde a un consumo apro4imado de .


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Una e% estimado el consumo ener#ético total te$rico de iluminaci$n'T 'h((, es necesario !otooltaica calcular el consumo real '( )uetendrá la casa una e% reali%ada la instalaci$n, esto es, considerandoademás el consumo de los e)uipos propios de la instalaci$n 'inersor,

"ater&as, otros(, producto de las pérdidas asociadas al!uncionamiento.

(aba /.2.1 Estimaci+n de Consumos de uminaci+n

Cálculo del $nersor

3ara el seleccionar el inersor, se de"e estimar la potencia má4imainstantánea demandada, para lo cual es coneniente o"serar ladescripci$n de los distintos consumos de la casa, indicados en la Ta"laA.:.1J, de la cual podemos decir )ue el má4imo consumo instantáneopuede alcan%ar los , , esto es, !uncionando todos los e)uipos almismo tiempo dentro de una hora. 3ero de acuerdo al !actor dediersidad aplicado, esta potencia alcan%a un alor de , ysumando a esta el consumo por parte de los e)uipos propios de lainstalaci$n, la potencia instantánea alcan%a los L, , estimaremos

)ue la potencia del inersor será de 1JJ.8 modo de recomendaci$n se de"e decir )ue los inersores de"entra"a*ar a plena car#a, o cercano a esta, a 2n de no a!ectar sue2ciencia de !uncionamiento.

(aba /.2.10 Estimaci+n de Consumos Energ;ticos


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Conmutador

l conmutador podrá ser del tipo manual o automático, y permitiráreali%ar el cam"io de alimentaci$n eléctrica entre el sistema de#eneraci$n !otooltaico y el suministro de ener#&a por medio de la redca"leada. ste actuador !uncionará en condiciones de "a*a car#a delas "ater&as '=JM de la capacidad má4ima, se#


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su "a*o precio. 3ara el caso de las 0C, sus enta*as principales son unconsumo ener#ético relatiamente "a*o y precio ase)ui"le, aun)ue suprincipal desenta*a es lo peli#rosas )ue se uelen una e% )uetermina su ida


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@http/55VVV.li#htin#.philips.com5esWes5led5in!ormation5ledsWe4plainWtool.phpYmainZesWes[

parentZ1[idZesWesWled[lan#Zes, In!ormaci$n de ampolletas D

@ http/55enciclopedia.us.es5inde4.php5DiodoWD, l diodo D

@ http/55VVV.ViQiciencia.or#5electronica5semi5diodos5inde4.php,0uncionamiento del diodo


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Documents

1final de Tesis Terminada