Por qué el Sol es una de las alternativas

Se estima que cada año el sol arroja cuatro mil veces más energía que la que consumimos y entre otras cosas es la energía renovable por excelencia. Solamente hay que esperar al comienzo del día para que la energía empiece a fluir.

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ABC de la energía solar: Tipos de conexión de paneles fotovoltaicos

Bueno es destacar que hablamos de “tipos de conexión” entre paneles solares cuando el sistema incluye a más de un panel solar. Por eso, a la hora de dimensionar una instalación fotovoltaica surgen cuestiones como la intensidad (amperaje) y la tensión (voltaje) necesarios para que el sistema solar haga lo que tiene que hacer. Por eso las conexiones de los paneles solares dependen del dilema eléctrico que hay que resolver y este artículo buscará aclarar cuáles son los tipos de conexión y qué cosas resuelve cada una.

 

Cuando en la instalación fotovoltaica tenemos más de un panel, tenemos que tener en cuenta las especificaciones que vamos a explicar. Es casi lógico pensar que cuando tenemos un único panel fotovoltaico, no vamos a preocuparnos por todo esto sino que solamente pensaremos en las otras conexiones del sistema.

Los paneles tienen formas diferentes de conexión como mejor convenga ya que según sea la conexión ampliaremos la intensidad (amperaje) o la tensión (voltaje), o ambos si combinamos los dos tipos de conexión en un sistema complejo de muchos paneles.

Una de las cosas que hay que tener en cuenta en las conexiones de paneles solares, tanto en serie o paralelo, es que resulta de extrema importancia que los paneles pertenezcan al mismo fabricante y todos sean de las mismas características eléctricas. Es decir, que no es recomendable “mezclar” paneles de distintos fabricantes ya que pueden diferir en sus características eléctricas y por cuestiones más bien de física eléctrica el sistema tomaría la configuración del peor equipo de la conexión.  

Existen dos tipos de conexión a saber. La conexión en serie, donde se suman los voltajes de los paneles y el amperaje de los mismos permanece constante y la conexión en paralelo, donde el voltaje se mantiene constante y el amperaje se suma.

CONEXION EN SERIE

La conexión en Serie como dijimos, es aquella donde se suman los voltajes de los paneles y el amperaje de los mismos permanece constante. 

La conexión en serie se da cuando conectamos el polo positivo del primer panel con el polo negativo del siguiente panel y así sucesivamente. La conexión final se obtendrá entre el polo negativo del primer panel con el polo positivo del último panel de la serie. Abajo vemos en una imagen un ejemplo práctico de lo que explicamos. Allí se utilizan dos paneles de 24V cada uno y una corriente máxima de 5A. La tensión final de la serie será de 48V y la intensidad de 5A.

Ejemplo práctico de una conexión en serie de dos paneles solares
 

CONEXION EN PARALELO

La conexión en paralelo se da cuando conectamos el polo positivo del primer panel con el polo positivo del segundo panel y así sucesivamente con el resto de los paneles del sistema.

Además se conectan los polos negativos del primer panel con el polo negativo del segundo panel y así sucesivamente. La conexión final se obtendrá entre el polo positivo y negativo del último panel. En este tipo de conexión se obtiene un sistema en el que se suman los amperajes de cada uno de los paneles que intervienen en el sistema y el voltaje permanece constante. Más abajo en una imagen un ejemplo práctico donde se utilizan los mismos paneles tomados en el ejemplo anterior, donde el voltaje obtenido es de 24V y un amperaje de 10A. 

Ejemplo práctico de una conexión en paralelo de dos paneles solares


UN CASO MAS COMPLEJO

Un caso un poco más complejo y que es el que se encuentra con mas asiduidad en las instalaciones, es cuando se combinan los dos tipos de conexiones en un sistema o “arreglo” de paneles solares. En estos sistemas, solamente nos encargamos de armar primeramente las series (donde sumamos voltaje) para luego conectarlas en paralelo (sumamos amperaje). En el ejemplo inferior se suman dos series en paralelo, obteniendo un voltaje final de 48V y un amperaje final de 10A.

Ejemplo combinado de conexiones en serie y paralelo entre paneles solares



LA SEGURIDAD ES IMPRESCINDIBLE

Cuando manejamos sistemas complejos, es necesario contar con las debidas protecciones eléctricas en el sistema fotovoltaico. Esto se debe a que cuando tenemos arreglos con muchos paneles de potencias importantes, los voltajes y la intensidad que éstos producen, pueden ser peligrosas para la salud ante una descarga eléctrica. Por lo tanto, al momento de tener que realizar las conexiones es imprescindible contar previamente con las protecciones eléctricas (fusibles o llaves termomagnéticas) para realizar las conexiones para prevenir riesgos personales.

Imágenes gentileza de http://www.solar-instruments.es/

 

El Horno Solar a fondo -SEGUNDA PARTE-

En la PRIMERA PARTE comenzamos a hablar sobre el horno solar y sus bondades. En esta segunda parte de la nota, vamos a responder algunas preguntas clásicas de los que no conocen este sistema de cocción y que siempre quisieron que se las respondieran. Además vamos a explicar algunos pasos para la construcción de un horno solar casero.

PREGUNTAS Y MAS PREGUNTAS… Y SUS RESPUESTAS
¿Y del tiempo de cocción, qué? La mejor respuesta es que aquí juega mucho el factor experiencia y de cómo vamos conociendo nuestro horno solar. Sí debemos saber que junio es el mes en que el sol aporta menos energía útil (en Argentina), lo recomendable sería el doble del tiempo. Pero a no preocuparse que si el tiempo fue excesivo, no importa, ya que en el horno solar no se queman los alimentos.
¿Qué temperatura alcanza el horno solar? En verano, un horno solar puede alcanzar temperaturas entre los 160-180 °C. En zonas ecuatoriales suelen alcanzar los 200-210 °C. 
Las temperaturas en la época invernal suelen estar en torno a los 120-140 °C.
¿Cuál es el tiempo de cocción de los alimentos en el horno solar? Dependerá de la potencia que tenga el horno solar y de algunos otros factores adicionales. En un día soleado de verano y sin nubes, el tiempo de cocción en el horno solar es similar al de un horno convencional. Las condiciones meteorológicas y la época del año modifican esto. Si las nubes cubren el sol a ratos, el tiempo de cocción se alarga un poco. Es más importante un cielo despejado y un sol brillante que la temperatura ambiente.
En general los factores que afectan el tiempo de cocción son:

  • la calidad de la luz del sol en el momento que se está cocinando
  • el tipo y la cantidad de los alimentos que se cocinan
  • la frecuencia con la que se reorienta el horno
  • el número de veces que se abre la cubierta del horno (como regla práctica se puede decir que cada vez que se hace esto, el tiempo de cocción se alarga de 10 a 15 minutos)
  • la humedad ambiental es también un factor condicionante, a mayor humedad el tiempo de cocción será mayor.

¿El horno solar necesita ollas y recipientes especiales? No, pero funcionan mejor los recipientes oscuros, mejor negros, de paredes finas y con tapa. Los materiales oscuros absorben mejor la luz del sol, convirtiéndola en energía térmica. Las ollas y moldes de aluminio brillantes reflejan la luz, lo que reduce la temperatura del horno solar. Recipientes con tapas de vidrio también funcionan bien, incluso moldes de silicona.
¿Con qué frecuencia debo cambiar la orientación del horno solar? La necesidad de reorientar depende en gran medida de lo que está cocinando, la hora del día, y la temperatura que desea mantener. Una buena regla general es un reajuste cada 30 minutos para mantener la temperatura máxima. Al mediodía el sol está alto en el cielo y se mueve rápidamente, creando la necesidad de reorientar con mayor frecuencia. A medida que avanza el día la necesidad de hacerlo es menor. Inclusive muchas comidas pueden cocinarse sin reorientar. 
¿Cómo lograr una buena orientación del horno solar? Orientar adecuadamente el horno solar hacia el sol, es muy sencillo. Todo lo que se requiere es mirar las sombras que proyecta el horno. Cuando las sombras se ven en todos los lados, el horno está directamente enfocado al sol. Hay algunos hornos que poseen un sistema muy sencillo adicional que permite orientarlos convenientemente.

¿Existe riesgo de quemaduras al manipular el horno solar? Las únicas partes que se calientan son el interior del horno, el recipiente de cocción y la cubierta de cristal. Se debe tomar las precauciones necesarias, como usar manoplas protectoras al abrir la puerta y retirar los alimentos calientes. El exterior del horno solar, incluyendo los reflectores, no se calientan y se mantienen seguros al tacto.
¿El horno solar funciona en invierno? El horno solar se puede utilizar en cualquier día claro o poco nuboso del año. El factor más importante en el uso de hornos solares no es la temperatura del ambiente, sino el brillo del sol y la humedad ambiental. A modo orientativo, en un día frío de invierno con baja humedad, los alimentos se cocinarán más rápido que en un día caluroso de verano excesivamente húmedo. Hay que tener en cuenta, que hay más horas de sol para cocinar en verano que en invierno. 
¿Qué otros usos puede tener el horno solar? En principio el horno solar está concebido para la cocción de alimentos, no obstante es muy versátil y tiene mayores aplicaciones que un horno convencional, además de hornear, cuece al vapor, puede estofar, guisar, rehogar, hacer sofritos. Entre otros usos adicionales interesantes tenemos:

  • Permite deshidratar alimentos de forma rápida y muy higiénica
  • Sirve para esterilizar envases y utensilios
  • Se pueden preparar algunos tipos de conservas
  • Pasteuriza agua
  • Podemos usarlo para secar ropa
  • Cuece piezas de cerámica o barro

¿Cuánta energía puedo ahorrar en casa utilizando un horno solar? El horno solar es un equipo complementario de cocina, capaz de sustituir perfectamente a un horno convencional eléctrico, si las condiciones meteorológicas son adecuada. El ahorro que produce nuestro horno solar dependerá de la utilización que hagamos de él, siempre que lo usemos, será a costo CERO (económico y medioambiental). Invertir en un horno solar es muy rentable, su precio se amortiza en poco tiempo y es un equipo que con un mínimo cuidado puede durarnos toda la vida. Hay que pensar además que 1 kWh de electricidad lleva asociado 0,62046 kg de CO2 en su generación. 
Analicemos lo que sucede cuando utilizamos un horno eléctrico durante 75 minutos (1 hora y cuarto, precalentamiento incluido), tiempo bastante usual cuando se hornea una torta por ejemplo. Asumamos, para este caso, un horno promedio con una potencia de 1000 vatios, en la hora y cuarto de funcionamiento se consumen: 1000 W x 1,25 h = 1.250 Wh o lo que es lo mismo: 1,25 kWh, lo cual se traduce en emisiones a la atmósfera: 1,25 x 0,62046 = 0,78 kg de CO2. Por tanto, si usamos el horno eléctrico unos 20 días al mes, durante un año, ello significará en emisiones a la atmósfera: 20 x 12 x 0,78 = 187,20 kg de CO2
Estos resultados representan de manera orientativa un posible ahorro medioambiental si sustituimos el uso del horno eléctrico por un sistema de cocción no contaminante y que utiliza energía gratuita como el horno solar. 
¿El horno solar necesita algún cuidado especial o mantenimiento? El horno solar no requiere ningún tipo de mantenimiento, ni recambio alguno a lo largo de su vida útil, ninguna de sus partes está sujeta a desgaste debido a la utilización.

COMO CONSTRUIR UN HORNO SOLAR CASERO
Cada vez más personas están motivadas por el deseo de proteger el medio ambiente y conseguir una alimentación más saludable, se interesan en practicar la cocción de alimentos con energía solar. Una alternativa para ello es construir un horno solar casero. 

Hay mucha información en Internet referente a como hacer un horno solar, alguna muy buena, y otra lamentablemente pésima. Queremos ofrecerte algunas recomendaciones útiles para que logres buenos resultados.
En cuanto a los materiales adecuados para construir un horno solar casero, podemos decir que existen muchos materiales que se pueden emplear,  pero depende mucho el uso que va a tener nuestro equipo.

Para la zona de cocción o caja del horno:
Existe mucha información para hacer un horno solar casero confeccionando la zona de cocción a partir de materiales de desecho como cajas de zapatos, de pizzas, etc., desde el punto de vista del reciclaje y del costo económico está muy bien, sin embargo el cartón no es el material más apropiado en muchos casos.
El cartón posee poca resistencia mecánica, se fatiga rápidamente, es muy poco resistente a la intemperie y a la humedad que se produce en el interior del horno al momento de cocinar. Además retiene olores y es difícil de limpiar.
Si tu horno solar va a tener un uso experimental y hasta esporádico, reciclar cajas de cartón es una opción accesible y barata.
Si tu intención es hacer un horno solar para uso continuo, usar cartón no es recomendable. En función del presupuesto y las herramientas disponibles, es preferible utilizar panel de madera aglomerada, fibra, chapa metálica o algún otro material más higiénico y con buena resistencia mecánica.

En cuanto al aislamiento térmico:
El aislamiento térmico de la caja de cocción hay varias opciones, la idea es colocar entre las paredes interior y exterior algún material de alta resistencia térmica, hay muchas opciones, desde no usar nada (dejar un espacio vacío) o emplear papel periódico, cartón, lana, fibras, etc.
Para construir un horno solar de uso experimental o esporádico, dejar un vacío o utilizar papel periódico o cartón como material aislante, es barato y de alguna forma evita perder calor en exceso.
Si deseamos un horno solar casero para uso continuo, necesariamente habrá que utilizar materiales de mejores características, a fin de conseguir un equipo eficiente. El uso de aislante para hornos convencionales o lanas minerales es lo más adecuado.
En ningún caso debe utilizarse espumas plásticas expandidas, ni esponjas artificiales, ya que producen emanaciones tóxicas al calentarse.

En cuanto a las paredes interiores:
Las paredes interiores de la caja de cocción con excepción del fondo, suelen recubrirse de algún material reflectante, para mejorar el rendimiento del equipo.
Si se va a construir un horno solar de uso experimental o didáctico, para unos pocos usos, pegar papel aluminio a las paredes laterales es una solución barata, muy recomendada y que servirá para algunas veces.
De lo contrario, si la intención es hacer un horno solar para uso esporádico o contínuo, no es recomendable utilizar papel aluminio, es un material que se degrada con la exposición reiterada al calor y la humedad. Luego de unos cuantos usos en el horno, se empezará a despegar, a romper y perderá gran parte de sus cualidades reflexivas. Lo ideal en este caso, es utilizar hojas metálicas de aluminio tipo espejo, es durable y resiste la exposición al calor sin deteriorarse.

Para la cubierta:
Normalmente se utiliza cristal en todos los casos, también puede emplearse con aceptables resultados algún metacrilato con buena transparencia.
Si el horno solar casero se proyecta para generar temperaturas elevadas es aconsejable utilizar cristal o vidrio templado (resistente al calor) y además dotar a la cubierta de algún sistema capaz de absorber la dilatación del cristal por el calor, de no hacerlo así, éste puede romperse.

Para la placa absorbente:
En el caso de un horno solar para uso experimental o esporádico la necesidad de una placa absorbente puede suplirse por el mismo recipiente de cocción, que necesariamente deberá ser metálico y de color negro.
Si planeamos construir un horno solar para uso continuo y de mejores prestaciones, es necesario incorporar una placa absorbente en el fondo de la caja de cocción. Un buen material para ello es una plancha gruesa de metal y de color negro, el hierro fundido aporta una importante masa térmica y funciona muy bien.

Reflectores:
El uso de reflectores es opcional, pero sin duda conveniente, puesto que aumenta la cantidad de energía solar disponible.
Para ello, suele encontrarse en numerosas fuentes, recomendaciones hacia la utilización de papel de aluminio. Esto nuevamente será válido dependiendo del uso que vaya a tener el horno solar.
Si es para uso experimental, el papel aluminio cumple la función con cierto acierto, eso si, tener en cuenta que tiene un lado más opaco a la hora de pegarlo.
Pero si deseas hacer un horno solar casero de uso práctico, ten en consideración que existen mejores materiales. El papel aluminio tiene un índice de reflexión aproximado de un 60%, es decir, refleja adecuadamente ese porcentaje de luz solar, el otro 40% se pierde, además su resistencia mecánica es muy pobre. Existen láminas especiales para uso solar con índices de reflexión superiores al 90% y que además tienen buena resistencia mecánica, a la intemperie y a los rayos UV.

Planos para hacer un horno solar casero:
Hay muchos modelos de hornos solares caseros, numerosas web a través de sus publicaciones ofrecen información sobre como fabricar estos interesantes artefactos, entre éstas hay diseños de gran calidad y otros lamentablemente carentes de todo criterio técnico.
Nuestra intención es orientar a quien recién esté tomando contacto con la cocción solar, y aún no disponga de elementos de juicio para saber si un diseño es bueno o no lo es. En la web de la Organización SOLAR COOKERS INTERNATIONAL se pueden encontrar guías para construir hornos solares caseros de diseño muy fiable, entre ellos recomendamos el llamado cocina solar mínima, equipo que reúne la esencia del horno solar, se puede fabricar con materiales muy básicos si se desea un uso experimental, y contiene pautas de como ir mejorando su eficiencia y durabilidad, con el uso de materiales más apropiados y algunos cambios en el diseño original, si deseamos un equipo para uso continuo.

El Horno Solar a fondo -PRIMERA PARTE-

El horno solar es un disposivo que utiliza al sol para cocer alimentos evitando el uso de energías no renovables. Ya hablamos en su momento sobre las COCINAS SOLARES y en aquel momento prometimos hablar del horno solar. Ahora en esta nota, explicamos su principio de su funcionamiento.

Pero primero pasemos por las definiciones “de libro”, ya que son necesarias de conocer: El horno solar es un artefacto que permite cocinar alimentos utilizando la energía del sol. Algunos lo llaman “cocina solar de caja”, y pertenece al grupo de las cocinas solares de acumulación. Para poder describirlo podemos decir que básicamente es un espacio térmicamente aislado, diseñado para capturar la mayor cantidad posible de luz solar, transformarla en calor útil a través del efecto invernadero y conservarlo en su interior para preparar alimentos.

DISEÑOS PARA TODOS LOS GUSTOS
Hay muchos diseños diferentes de hornos solares, pero básicamente todos presentan las siguientes partes:
La zona de cocción, es la parte principal del dispositivo y consiste en un espacio o caja, recubierta de aislante térmico en el fondo y paredes, dentro de ella se acumula el calor y es donde se colocan los alimentos a cocinar.
La cubierta transparente que es por donde ingresan los rayos solares, generalmente es de vidrio. Puede ser de vidrio simple o vidrio doble con cámara de aire. Estos últimos resultan un poco más eficientes que los primeros ya que la aislación térmica es superior.
La placa absorbente, es el elemento que transforma la luz solar en energía térmica o calor, para ella se emplean materiales metálicos negros opacos ya que son los más adecuados.
Los reflectores son superficies espejadas (o pueden ser blancas) que no todos los hornos solares lo poseen. Algunos modelos incorporan reflectores adicionales a su diseño, y con ello se ayuda a capturar más luz solar y por tanto aumentar la capacidad de generar calor.

El uso de estos equipos cada vez gana más aceptación, existen varios hornos solares comerciales y también están los hornos solares caseros o de autoconstrucción.
En general todos funcionan bajo los principios antes mencionados, varían en forma, tamaño, calidad de los materiales, algunos incorporan reflectores, la lista es extensa y enumerarlos sería bastante largo.

COMO FUNCIONA
El funcionamiento de un horno solar se basa en varios principios físicos, tan simples y básicos que conviene repasarlos. Uno de ellos es el Efecto Invernadero que se produce cuando la luz del sol atraviesa el vidrio transparente del horno. La energía que lleva es transformada en calor por la placa absorbente. La energía luminosa que ingresa tiene una cierta longitud de onda, la cual ingresa sin dificultad a través del vidrio. La energía térmica o calor producido por la placa tiene una longitud de onda mayor, la cual no puede atravesar el vidrio y salir al exterior. De esta forma el calor queda atrapado en el interior de la zona de cocción del horno.
Otro principio básico es el aislamiento térmico que representa la cualidad que necesariamente debe cumplir un horno solar para mantener el calor producido por el efecto invernadero. Si el horno produce calor y lo pierde fácilmente a través de la base y las paredes por no tener un correcto aislamiento, difícilmente nos permitirá cocinar los alimentos.

QUE PODEMOS COCINAR ?
En un horno solar  se pueden preparar las mismas recetas que se hacen en un horno convencional y la mayoría de las que se hacen en una cocina. Además de hornear, te permite cocer, hervir, estofar y cocinar al vapor, únicamente no es apto para freír, pero si se puede sofreír y rehogar. También es ideal para esterilizar frascos de cristal, preparar algunos tipos de conservas y deshidratar alimentos.

Los hay de los diseños más variados. Aquí vemos uno que posee una manija para transportarlo y no tiene reflectores.

Además el horno solar permite mantener el sabor natural de los alimentos, la comida sabe mucho mejor, no se carameliza en exceso y es prácticamente imposible que se queme. Gracias al horneado solar los alimentos no se resecan, se mantienen jugosos. En el caso de carnes, éstas resultan más tiernas y con una contracción de volumen mucho menor.
Por otra parte la temperatura al distribuirse de forma mucho más homogénea en el interior del horno solar y al no existir zonas de calor intensas, como las resistencias eléctricas o el fuego directo, permite que los alimentos conserven una mayor cantidad de nutrientes y vitaminas. Además una de las características del horneado solar es que los alimentos no se queman ni doran en exceso, reduciéndose de este modo el nivel de benzopirenos, que son toxinas altamente cancerígenas.
Lo más sorprendente sobre el uso de hornos solares es que es casi imposible quemar los alimentos, además, los alimentos cocinados al sol no se resecan. Esto permite la cocción de los alimentos a menor temperatura y durante más tiempo, o en menos tiempo y a una temperatura mayor, sin afectar la calidad de los alimentos.

NO HAY RECETAS ESPECIALES PERO SI, TIPS
En principio no son necesarias recetas especiales, aunque si es recomendable en algunos casos realizar algunas adaptaciones, sobre todo si deseamos un menor tiempo de cocción. La experiencia personal irá marcando ciertas pautas, en general algunos consejos útiles son:

  • Reducir razonablemente la cantidad de agua o líquidos de la receta.
  • Cocinar los alimentos en trozos medianos o pequeños.
  • Utilizar recipientes de cocción con tapa.
  • Si deseas una superficie dorada, una tapa metálica negra ayuda a ello.
  • Si no deseas una superficie dorada, una tapa de cristal es lo recomendable.
  • No utilices papel de aluminio, ni como base, ni como envoltura de los alimentos, hacerlo aumenta considerablemente el tiempo de cocción.
  • El horneado solar es diferente al horneado convencional, por tanto cada método tiene sus reglas, no pretendas aplicar en una preparación en horno solar,  indicaciones de recetas que están pensadas para horno eléctrico.

En la Segunda Parte de esta nota trataremos una serie de preguntas que se hace un usuario que no está acostumbrado a este nuevo sistema de horneado y abordaremos la fabricación casera de uno de estas maravillas ecológicas.

 

ABC de la Energía Solar: Qué es y cómo funciona un seguidor solar ?

Un seguidor solar es un dispositivo mecánico que se encarga de orientar el o los paneles solares de forma que éstos permanezcan perpendiculares a los rayos solares. Cuando esto ocurre, la radiación solar captada por el panel es máxima. La utilización de estos dispositivos puede aumentar el rendimiento de los paneles solares entre un 30 y un 40 por ciento.

Los sistemas de seguimiento solar tienen aplicación en los sistemas térmicos y fotovoltaicos, tanto en viviendas como a escala industrial. Por un lado, se pueden aprovechar para producir agua caliente de uso doméstico o para instalaciones colectivas. Por otro lado, su producción energética puede servir para abastecer de electricidad a lugares sin conexión a la red eléctrica; para la extracción de agua en pozos aislados mediante bombeo; o para hacer funcionar centros de comunicaciones.
Los seguidores solares pueden moverse en uno o dos ejes. Los seguidores solares que se mueven en dos ejes, permiten seguir al sol en todo momento, independientemente de la posición geográfica del dispositivo y la posición del sol. Está diseñado para ser utilizado con paneles solares de diversas formas y medidas y utiliza componentes electrónicos que permiten minimizar el consumo eléctrico.
El Seguidor solar posee dos fotorreceptores en cada eje de movimiento. Estos sensores captan la radiación solar, por lo que una diferencia entre ellos sobre una misma linea recta será indicio de que el sol no está ubicado de manera perpendicular.

Como se muestra en el esquema, la intensidad de la radiación solar captada por los sensores no es la misma, ya que el sol no se encuentra perpendicular a ellos. Por medio de un sistema de control electrónico, esta diferencia es traducida a movimientos de los motores que regulan la posición del seguidor solar.
Cuando al intensidad solar captada por ambos sensores sea prácticamente igual, los motores se detendrán y el seguidor solar quedará posicionado de tal forma que el sol incidirá perpendiculamente sobre ellos. 
La implementación de estos dispositivos, hacen más costosos los sistemas solares, por eso generalmente para una aplicación hogareña se opta por un soporte fijo.

 
Fuente: www.enenergizar.org.ar
 

El ABC de la energía solar: ¿Hay que limpiar los paneles solares?

Las hojas, el polvo, los contaminantes de tráfico, nidos de aves, y excrementos de animales contribuyen a la suciedad que se puede acumular con el tiempo y reducir la cantidad de luz solar que llega a las celdas solares en sus paneles solares. De hecho, los paneles solares están hechos para soportar las inclemencias del tiempo y de esta forma muchas veces con las lluvias alcanza para mantenerlos limpios. 

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos dice que los paneles solares sucios pueden perder hasta un 25 por ciento de su producción si no se limpian. Así que si usted puede limpiar sus ventanas usted también puede limpiar sus paneles solares. Y ahora que hemos respondido a la pregunta de si los paneles solares necesitan limpiarse, vamos a ir al siguiente tema de “cómo” hay que limpiarlos.  
Los paneles solares se pueden limpiar fácilmente con agua de la misma forma que lo haría para limpiar al aire libre un asiento de plástico. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el sistema produce electricidad y eso implica que hay que tener cuidado. 
En el caso que el panel solar tenga un micro inversor, no debería sujetar el inversor con una mano mientras tiene la manguera de agua en la otra mano. En general, usted tendrá que limpiar los paneles solares hasta tres veces al año, dependiendo de cómo se acumula la suciedad. 
Además, es posible que no sea necesario subir al techo para limpiarlos porque quizás es suficiente utilizar una manguera desde el suelo. 
Mantener los paneles limpios también significa darles una inspección física periódica de rutina para que pueda confirmar que el sistema mantiene su integridad estructural y las conexiones se mantienen en buen estado. 

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ABC de la energía solar: cómo está formado un sistema solar básico ?

Para desmitificar un poco todo lo que rodea a los sistemas fotovoltaicos, vamos a hablar de los distintos componentes que forman parte de un kit de instalación básico. Es decir, todo esto DEBE estar en una instalación fotovoltaica. Pareciera, para el común de la gente, que detrás de todo lo relacionado a la tecnología solar hay mucho misterio o como si todo lo que rodea a este tema es algo que limita con lo mágico.

Pues bien, lamento decirles que no hay nada de extraño y sobretodo hay que sacarse el miedo a esta opción energética. Un sistema fotovoltaico estandar, está formado por un panel solar (o grupo de paneles), por un regulador de carga, un banco de baterías y un inversor. Esta configuración es válida para un sistema solar autónomo, tema que ya fue tratado en una nota anterior.

Pero en definitiva, por donde empezamos ?. Comencemos por lo más básico y hasta lo que parecería una obviedad: los paneles solares. Sin paneles solares, no tendríamos sistema fotovoltaico alguno. Pero bueno, qué son ? Son placas, que estan formadas por una serie de lo que se denominan “celdas solares”. Estas, por una propiedad física reaccionan ante la luz del sol generando en ese proceso, electricidad. Es una definición simple y necesaria. Los paneles que se encuentran en el mercado vienen en distintos tamaños. Esos distintos tamaños se relacionan con la potencia de electricidad que generan. Cuanto más grandes, más potencia. Cuanto mas pequeños, menos potencia. El voltaje que generan puede ser de 12V, 24V o 48V de corriente continua. Si uno voltea un panel y lo mira por la parte trasera verá que sale un cable que dentro “empaqueta” dos cables (o tres en los paneles de mayor potencia): un polo positivo y uno negativo. En la punta de esos cables, obtengo la corriente que genera el panel. Ahora bien, para saber si los paneles funcionan correctamente, existe una comprobación que debemos realizar. Eso lo tratamos en otro artículo que lo invito a leer en el caso que desee realizarla.

Los reguladores hacen las veces de agentes de tránsito entre
los paneles solares y las baterías. Este es uno de los componentes más
importantes del sistema.

Otro componente muy importante de este tipo de instalaciones, es el Regulador de Carga. Para entender su función, podríamos decir que es el intermediario entre los paneles solares y el banco de baterías. Su función sería muy parecida a la de un agente de tránsito. Verifica el estado de las baterías: si estan cargadas, no deja que la corriente proveniente de los paneles solares vaya a éstas. Si las baterías están con poca carga, permite el paso de la corriente de los paneles hacia las baterías, hasta el momento que esten completas. Hay muchos tipos de reguladores en el mercado, de expecificaciones muy variadas lo que influyen en su costo, obviamente. Como esta nota, podríamos catalogarla de “introductoria” al tema, no vamos a ahondar demasiado en todas las posibilidades existentes, pero podemos señalar que algunos reguladores de carga, permiten tener una salida de consumo de 12V. Esto es, que a través del regulador de carga podríamos conectar cualquier dispositivo que utilice este voltaje, por ejemplo una lámpara de led a 12V. Otra función que realizan los reguladores de carga, es verificar en este tipo de consumos, que la carga de la batería no caiga por debajo del 70 porciento de su carga efectiva. De esta forma, el regulador se encarga de proteger la “salud” de las baterías. Es decir, en el caso que el consumo de la batería llega al umbral del 70 por ciento, éste empieza a emitir una alarma de que el consumo es peligroso para la batería y luego de unos minutos corta el suministro de esa energía. En definitiva, nos quedamos sin la luz.

El banco de baterías no es mas que el backup de la energía que generan los paneles solares durante el día, para poder utilizar en los momentos que los paneles no generan electricidad. Las baterías de los sistemas solares, no son baterías normales. Una Bateria de ciclo profundo es diseñada para proveer una cantidad constante máxima de corriente (en amperes), durante un período de tiempo largo. Se pueden descargar más profundamente de manera consecutiva y con ciclos de vida útil 4 o 5 veces mayor que las tradicionales automotrices. Con un buen mantenimiento suelen durar de 8 a 15 años. Los voltajes que manejan, son de 12V o 24V.

En cuanto al inversor de corriente, es un dispositivo que se encarga de transformar el voltaje de 12 o 24 Voltios de un sistema de baterias, al voltaje que tenemos en la vivienda a 220V, y en el cual funcionan la mayoría de los dispositivos de uso común. Será necesario si en la instalación queremos utilizar aparatos de 220V. En el mercado se encuentran de diferentes potencias y su elección depende de la cantidad de cosas que tomarán la corriente de él. Hay muchas variantes para el mismo dispositivo, que será objeto de otra nota más detallada al respecto.
Básicamente dimos un pantallazo sobre cómo está formado un sistema básico. A éste, le hace falta incluir las protecciones eléctricas que deben ir en cada tramo de las conexiones entre los componentes. Ahora bien, la mejor forma de encontrar el sistema que va a cubrir todas nuestras necesidades es dimensionando cada una de estas partes. Este cálculo puede realizarlo únicamente personal especializado en la materia. 

 
Por: Marcelo Robin
 

Todo lo que tiene saber sobre los sistemas solares térmicos a base de tubos de vacío

Los sistemas solares térmicos basados en tubos de vacío son cada vez más populares a la hora de realizar una instalación en la que se desea obtener agua caliente sanitaria. La explicación de este éxito se debe a que estos equipos tienen uno de los mayores rendimientos térmicos en el rubro. La invitación es dar un paseo por esta clase de sistemas térmicos, para conocer a fondo todos los detalles que se esconden en una instalación estandar.


Si hay algo que se asemeja entre los distintos sistemas solares térmicos es que no poseen demasiada tecnología. Un sistema solar térmico de tubos de vacío es un tipo de colector solar que aprovecha la energía solar para transferirla a un fluido que por lo general es agua. Hacemos esta salvedad, ya que como veremos en otro artículo, los sistemas de concentración a alta escala, no utilizan el agua como fluido caloportador.
Pero bien, si comparamos los sistemas de tubos de vacío con los colectores solares planos vamos a ver que en estos ultimos existen pérdidas por convección. Por su parte, en los tubos, al estar aislados al vacío estas pérdidas se reducen a valores en torno a un 5 por ciento, lo que supone alrededor de un 35 por ciento menos con respecto a los paneles planos. Esto, a la larga, permite incrementar el rendimiento de forma increíble, obteniéndose aumentos cercanos al 196 por ciento frente a los colectores planos.

Los sistemas de tubos de vacío le deben su rendimiento, en gran medida, a la excelente confección del tanque acumulador

El sistema de tubos de vacío se basa fundamentalmente en un tanque contenedor que está formado en realidad por dos tanques. Uno exterior que está en contacto con la atmósfera y dentro encontramos otro más pequeño de acero inoxidable que contiene la capacidad que indica el fabricante. El tanque interior está protegido por una aislación térmica muy importante, realizada en espuma de poliuretano lo que permite garantizar que estos equipos pueden llegar a tener una pérdida térmica de tan solo dos grados centígrados por día, en cualquier condición térmica exterior. Los tanques tienen además una serie de perforaciones alineadas, donde van encajados a presión los tubos de vacío. Una arandela de silicona es la que garantiza que no haya pérdidas de agua de ningún tipo.
Tanto el tanque acumulador como los tubos de vacío se montan sobre una estructura que tiene la versatilidad de poder adaptarse a distintos emplazamientos. Es así como pueden ponerse en una terraza, o en lo alto de un tejado sin ningún tipo de problemas. 
Se podrá ver en todos estos equipos, que por detrás de los tubos de vacío, se suele colocar una superficie reflectante. Esto se debe a que se busca aprovechar su forma cilíndrica para absorber la energía reflejada en la placa. 

Un tubo de vacío al detalle

Los tubos de vacío están compuestos por un doble tubo de vidrio, entre cuyas paredes se hace un vacío muy elevado (en torno a 0,005 pa) y el vidrio interior suele llevar un tratamiento a base de metal pulverizado para aumentar la absorción de radiación. Las dimensiones de los tubos son similares a las de un tubo fluorescente, en torno a los 60mm de diámetro y 180cm de largo.
En la actualidad existen dos esquemas generales de tubos de vacío: los colectores de flujo directo y los de flujo indirecto o heat-pipe.

El tubo de vacío de flujo directo fue el primero en desarrollarse, y su funcionamiento es idéntico al de los colectores solares planos, en donde el agua circula por el tubo expuesto al sol, calentándose a lo largo del recorrido y ascendiendo por el efecto de convección. Es el sistema más eficiente de captación solar.
Los sistemas indirectos o comúnmente llamados “heat-pipe” es una evolución de los colectores solares de tubos al vacío tradicionales. Estos provechan al máximo la radiación solar para el calentamiento de agua. Gracias al vacío de los tubos su perdida de calor es minima, otorgándoles un elevado rendimiento. Una de las ventajas de los sistemas heat-pipe es que gracias a la unión seca del heat pipe de cobre con su compartimiento en el tanque de agua, los tubos pueden ser extraídos o intercambiados sin afectar ni detener el funcionamiento del sistema. Además, su diseño modular permite la combinación de colectores para distintos volúmenes de agua a calentar. Una diferencia con el sistema tradicional de tubos de vacío es que al no fluir agua por los tubos y gracias a sus materiales de construcción anticorrosivos como el borosilicato, estos tubos prestan una máxima protección a los agentes corrosivos.

En los tubos de heat-pipe el agua no circula dentro del mismo.
Se calienta el bulbo de cobre que tiene en el extremo.

Una de las ventajas más importantes, es que los sistemas heat-pipe tienen un mayor rendimiento que los sistemas de tubo de vacío tradicionales. Al punto que son los sistemas con mejor rendimiento tienen en climas fríos a extremadamente fríos. Este sistema de flujo indirecto obliga a una inclinación mínima de los tubos en torno a los 15 grados para permitir la correcta circulación del fluido. Este sistema es 166 por ciento más eficiente que las placas planas.

Ventajas y desventajas. Los tubos de vacío, en comparación con los colectores planos, suponen un avance en la captación de calor en condiciones desfavorables (precisamente cuando más se necesita el calor). Los costos de fabricación son mucho menores que las placas tradicionales planas, ya que son fabricados en cristal borosilicato, al contrario que los colectores planos que al ser fabricados en cobre, son más caros.
Desde otro punto de vista, una ventaja añadida de los tubos es su mayor versatilidad de colocación, tanto desde el punto de vista práctico como estético, pues al ser cilíndricos, toleran variaciones de hasta 25 grados sobre la inclinación idónea sin pérdida de rendimiento, lo que permite adaptarlos a la gran mayoría de las edificaciones existentes. 
A esto hay que añadir la menor superficie necesaria que precisan los tubos, además por su forma cilíndrica reciben los rayos solares perpendicularmente durante todo el día, al contrario que los colectores planos que son más eficientes cuando tienen el sol incide sobre ellos perpendicularmente al mediodía.

Uno de los desprendimientos de la tecnología utilizada en los sistemas solares térmicos de tubos de vacío, se encuentra en una aplicación que por lo menos en Argentina aún no ha llegado. Es la aplicación de esta tecnología en lo conocido como “aire acondicionado solar”. Por el momento, los que mejor rendimiento tienen son los denominados “híbridos” que utilizan el sistema térmico y también utilizan energía eléctrica. 

Como vemos, los sistemas de enfriamiento solar no solamente pueden servir
para un domicilio. Aquí vemos un equipo que alimenta la refrigeración
en un laboratorio en Alemania

El aire acondicionado solar híbrido, son sistemas que utilizan el sol como fuente de calor adicional para ayudar con energía solar térmica el proceso de enfriamiento de un sistema de aire acondicionado típico, reduciendo el consumo de energía eléctrica para el funcionamiento del compresor.
El colector solar ayuda el compresor a calentar el gas y permite una reducción en el consumo de energía eléctrica del orden del 40 al 60 por ciento.

Los sistemas de aire acondicionado solar híbridos tienen una eficiencia muy alta y son una alternativa muy moderna para la refrigeración de sitios que funciona en base a energía solar, lo cual no solamente nos llega a brindar un ahorro en el consumo de energía eléctrica, sino que también resulta beneficioso para el ambiente debido a que produce una menor cantidad de dióxido de carbono a largo plazo.

 

Qué son los Sistemas Solares Fotovoltaicos Autónomos ?

Los sistemas fotovoltaicos autónomos se caracterizan por ser independientes de la red eléctrica. Dado que los paneles solares o módulos solares no almacenan energía, usualmente se conectan a un banco de baterías para que la energía pueda ser usada durante la noche o en períodos nublados.


Los sistemas solares a base de baterías pueden funcionar de manera autónoma y autosuficiente si están bien dimensionados.
Las principales aplicaciones para los Sistemas Fotovoltaicos con baterías son: electrificación de casas rurales en zonas apartadas, luminarias solares para alumbrado de parques o puentes, sistemas para repetidoras de microondas, sistemas de telemetría o alumbrado de helipuertos en plataformas petroleras. también tienen aplicación en la alimentación de sistemas de monitoreo en zonas petroleras.

La consideración más importante en el diseño de este tipo de sistemas es que sea del tamaño adecuado para que la energía que consumen los aparatos sea la misma energía producida por el sistema fotovoltaico. Asimismo el banco de baterías debe ser el adecuado, para almacenar la energía suministrada por el arreglo fotovoltaico y además como para que pueda guardar una reserva que satisfaga las necesidades en periodos de baja insolación.
Entre las características generales Sistemas fotovoltaicos autónomos, pueden entregar a la salida corriente continua o corriente alterna y cubren por sí solos la demanda energética del usuario.
Estos sistemas fotovoltaicos autónomos deben ser dimensionados por alguien que esté preparado en la materia. Aquí no existen soluciones mágicas sin hacer el estudio correspondiente. Generalmente están formados por cinco partes fundamentales, las cuales son calculadas por separado.
Los módulos o paneles solares: Hay de distintos tamaños lo que determina la potencia de electricidad que genera. Saber cuál necesitamos, depende de los cálculos.
Un banco de una o más baterías. El tamaño del banco de baterías depende mucho del consumo que hay que cubrir y de los días de autonomía que se espera que tenga el sistema. Estos días de autonomía no son otros que aquellos días en los que se espera que no haya sol o no exista forma de generar la energía correspondiente.
Un regulador de carga. Se encarga de analizar permanentemente el nivel de carga del banco de baterías y permite el flujo de electricidad desde los paneles hacia ellas. Si las baterías están llenas de carga, el regulador deja de enviar energía de los paneles. 
Un inversor de corriente y/o convertidor de corriente. Se encarga de convertir la corriente continua de las baterías de 12V, 24V o 48V en corriente alterna de 220V. En el “mundo de los inversores” los hay de varios tipos, algo que trataremos en un artículo aparte. Esas variantes que existen, son las que hacen que tengan distintos precios de mercado. 
Las protecciones eléctricas correspondientes. Son llaves termomagnéticas y fusibles que permiten hacer un mantenimiento correcto del sistema además de proteger todas las partes de la instalación.

Fuente: www.conermex.com.mx
 

Las ventajas de la Energía Solar

Todo el mundo sabe o debería saber que la energía solar es limpia y verde, y deberían saber que en realidad existen muchas ventajas al utilizar la energía solar. Pero bueno, entendemos que en Argentina como en muchas partes del mundo, esto no es muy conocido y como por otra parte, nadie nace sabiendo, comentamos las diez razones por las cuales la energía solar llegó para quedarse y sin duda es la energía del futuro. Osea, ahora mismo.

Si bien la energía solar tiene muchas ventajas, ésta tiene una sola desventaja, es increíble pero hay sólo una. Dado que el sol no brilla las 24 horas del día, tenemos que utilizar otras fuentes de electricidad como apoyo o soporte y consecuentemente la necesidad de almacenarla de alguna forma. En particular, se necesita almacenarla en baterías con el fin de cubrir el tiempo cuando el sol no está brillando. De todos modos, esa es la única desventaja real de la energía solar.
 
Al momento de las ventajas todo el mundo debe saber que:
 
1.- Se puede ahorrar dinero. Si bien la inversión inicial puede resultar importante, se amortiza con los años. La vida útil de los paneles ronda los 30 años y en el caso de disponer de un banco de baterías, en el caso que tengan el mantenimiento adecuado, alcanzan los 12 años. Por lo tanto, lo que puede entregarnos un sistema solar fotovoltaico puede ahorrarnos mucho dinero en facturas de electricidad.
2.- La energía solar es buena para nuestra salud. La superioridad “verde” de la energía solar está en la cima de la generación de todas las energías. Lo que mucha gente no entiende es que proteger el medio ambiente también significa proteger nuestra salud. Con el aire y el agua más limpios significa personas más sanas.

3.- La energía solar combate el calentamiento global y el cambio climático. La otra cara de la moneda que involucra al medioambiente es el “calentamiento global” y lamentablemente el cambio climático que se está produciendo puede calificarse de catastrófico. Esas crisis climáticas no sólo amenazan nuestra salud, sino también nuestros entornos construidos, viviendas, suministro de alimentos, abastecimiento de agua, y de habitabilidad en general (así como la de muchas especies) del planeta mismo. La energía solar es una de las mejores soluciones a la crisis mundial del cambio climático porque no realiza emisiones dañinas al medioambiente.

 

4.- La energía solar nos protege de la volatilidad de los precios de los combustibles. Las fuentes de energía no renovables tienen sus costos parcialmente impulsados ​​por el costo de su combustible y costos de extracción. Eso da lugar a menudo que la volatilidad de precios bastante dramática. El sol es gratuito y no se encuentra con ninguna de esas cuestiones. Los costos de capital son casi la totalidad del costo del sistema, ya que incluso las necesidades de mantenimiento son mínimos.

5.- La energía solar es renovable. Esto es obvio, pero eso no quiere decir que debe dejarse de lado. Una energía “renovable”, por supuesto, significa que el recurso que utiliza “nunca” se va a agotar. En este caso, el sol.

6.- La energía solar es muy abundante. Las energías “renovables”, y puntualmente hablando de la energía solar, es totalmente masiva. No hay ninguna fuente de energía en el planeta que se compare con la energía solar. Cuando nos fijamos en el gráfico de la izquierda, vemos cómo se compara el potencial energético de un metro cuadro de superficie que es iluminado por el sol y su equivalente de energía generada por: 95 a 120 litros de fuel oil, 95 a 120 metros cúbicos de combustible, de 180 a 235 kilogramos de briquetas carbón y de 230 a 310 kilogramos de madera. Las diferencias son una locura si tenemos en cuenta lo contaminante que representa consumir esas otras energías. 


7.- La energía solar es una fuente de empleo. Con el combustible gratis (el sol), el costo de la energía solar está recostado principalmente en el trabajo humano requerido para producir e instalar los paneles solares. Esto significa simplemente que la energía solar es una gran y novedosa fuente de empleo. En lugar de entregar su dinero a carbón, el petróleo, el gas natural o a multimillonarios, sepa que cuando cambie por la energía solar, usted está apoyando el empleo local y de fabricación.

 
8.- La energía solar necesita muy poca agua. El agua es uno de nuestros recursos más preciados y cada vez más escaso, y miles de millones de personas alrededor del mundo sufren de la sequía y la falta de acceso a agua limpia y potable. En los procesos de extracción del carbón, el gas natural y el petróleo, utilizan y a veces destruyen grandes fuentes de agua natural. Ese problema no se registra en la industria de los paneles fotovoltaicos.
 

9.- La energía solar aumenta el conocimiento y la conservación de energía. Una de las ventajas más importantes de la energía solar. Una vez que usted se convierta en generador de electricidad a través de un sistema solar, de la energía que usted mismo va a consumir, se dará cuenta de la importancia de convertirse en una persona mucho más consciente del uso de la energía. Es un antes y un después y le aseguro que tendrá una mirada mucho más analítica en busca de ahorrar más energía. Ver su producción de electricidad, puede relacionarlo mejor con un kilovatio-hora, y es probable que se encuentre inclinado a usar sólo la electricidad que genera. Después de experimentar el cambio, sus consumos se van a racionalizar mucho mejor.

10.- Energía solar distribuye poder socioeconómico y la riqueza mucho más ampliamente. Otra de las ventajas más subestimadas de la energía solar es que mejor distribuye la riqueza y el poder socioeconómico en toda la sociedad. En lugar de las empresas de energía monopólicas, que tiene cientos de millones de personas que generan electricidad. Eso democratizado el sistema eléctrico.
 
Fuente: www.planetsave.com
 
 
 
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