Resumen Tema 8 Instalaciones Solares Generadoras de Electricidad

Instalaciones solares generadoras de electricidad ================================================= 1. Métodos de generar electricidad con energía solar ---------------------------------------------------- La generación de electricidad a través de la radiación solar se puede realizar de dos manera...

Instalaciones solares generadoras de electricidad ================================================= 1. Métodos de generar electricidad con energía solar ---------------------------------------------------- La generación de electricidad a través de la radiación solar se puede realizar de dos maneras principales: 1. **Paneles Fotovoltaicos**: Utilizan células solares que convierten la radiación solar en electricidad mediante materiales como el silicio. Este sistema es versátil, ya que se emplea tanto para la producción de electricidad a gran escala como para el suministro de energía en viviendas particulares. 2. **Paneles Solares Térmicos de Alta Temperatura**: Generan electricidad mediante el calentamiento de un fluido que produce vapor. Este vapor acciona una turbina conectada a un generador, siendo este método más común en la producción de energía a gran escala para la red eléctrica. Ambos sistemas representan fuentes de energía renovable y limpia, contribuyendo a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. 2. Tipos de paneles solares --------------------------- Existen dos tipos principales de paneles solares: **paneles solares térmicos** y **paneles solares fotovoltaicos**. Dentro de los paneles solares térmicos, se pueden clasificar en: 1. **Paneles Solares Térmicos de Placa Plana**: Son los más comunes y utilizan una placa plana absorbente para capturar la energía solar. El fluido que circula por el interior de la placa se calienta gracias a la radiación solar. 2. **Paneles Solares Térmicos de Tubos de Vacío**: Emplean tubos de vidrio sellados al vacío para capturar la energía solar. El fluido circula a través de estos tubos, donde se calienta al absorber el calor. 3. **Paneles Solares Térmicos de Concentración**: Utilizan espejos o lentes para concentrar la energía solar en una superficie pequeña, transfiriendo el calor al fluido. Son más eficientes que los de placa plana o tubos de vacío. 4. **Paneles Solares Térmicos de Aire**: Diseñados para calentar aire en lugar de agua, el aire circula a través de un colector solar térmico y se calienta por la radiación solar. **Paneles Solares Fotovoltaicos:** 1. **Paneles de Silicio Policristalino**: Los más comunes y económicos, fabricados con bloques de silicio fundido. 2. **Paneles de Silicio Monocristalino**: Ofrecen una eficacia ligeramente mayor que los policristalinos, hechos de un solo cristal de silicio. 3. **Paneles de Película Delgada**: Más flexibles y adaptables a diversas superficies. 4. **Paneles Bifaciales**: Captan radiación desde ambas caras, aumentando su eficiencia. 5. **Paneles de Concentración**: Utilizan espejos para concentrar la luz en células fotovoltaicas de alta eficiencia. El agrupamiento y la conexión de los paneles son cruciales para la eficiencia y el rendimiento de ambos sistemas solares. 3. Agrupamiento y conexión de paneles ------------------------------------- El agrupamiento y la conexión de paneles solares son fundamentales para la eficiencia y rendimiento de los sistemas solares, tanto fotovoltaicos como térmicos. Los conceptos clave incluyen: - **Agrupamiento**: Conectar varios paneles para formar un sistema más grande, aumentando así su capacidad. - **Conexión en Serie**: Se utiliza para aumentar el voltaje en sistemas fotovoltaicos, conectando los paneles uno tras otro. Esto suma los voltajes, pero la corriente total se mantiene igual. En sistemas térmicos, aumenta la temperatura del fluido, manteniendo el mismo volumen. - **Conexión en Paralelo**: Se emplea para aumentar la corriente del sistema. Los paneles se conectan en ramas paralelas, sumando las corrientes mientras el voltaje se mantiene igual. En sistemas térmicos, esto incrementa el volumen de fluido circulante, sin cambiar la temperatura. - Combinación serie paralelo: En algunos casos, se pueden combinar ambas conexiones para obtener la corriente y voltaje deseado en los sistemas fotovoltaicos. En los sistemas térmicos, el volumen del fluido y la temperatura deseada. Además, los paneles solares pueden generar electricidad o calentar fluidos incluso en días nublados, ya que no requieren luz solar directa para funcionar. 4. Instalaciones solares térmicas generadoras de electricidad ------------------------------------------------------------- Las instalaciones solares térmicas generan electricidad al convertir la energía solar en calor, que se utiliza para producir vapor y accionar una turbina. El proceso comienza con paneles solares térmicos que absorben la energía solar, concentrando la radiación en un punto focal mediante espejos curvos o heliostatos. Esto eleva la temperatura de un fluido que circula por los paneles. El fluido caliente se envía a un intercambiador de calor, donde transfiere su calor a otro fluido para generar vapor. Este vapor acciona una turbina que produce electricidad. El vapor que sale de la turbina se condensa y se reutiliza en el ciclo, mientras que el agua de refrigeración ayuda a bajar la temperatura del vapor. Este ciclo se repite continuamente mientras haya sol, y la electricidad generada se distribuye a la red eléctrica para su uso en hogares y empresas. En resumen, las instalaciones solares térmicas convierten la energía solar en calor para generar vapor y producir electricidad. 5. Instalaciones solares fotovoltaicas generadoras de electricidad ------------------------------------------------------------------ Las instalaciones solares fotovoltaicas generan electricidad utilizando paneles solares fotovoltaicos, que convierten la energía de la luz solar directamente en electricidad. Estos paneles están compuestos por células solares con materiales semiconductores, como el silicio. Al incidir la luz solar, los electrones se liberan, creando una corriente eléctrica. Los paneles se conectan en serie para aumentar la electricidad generada y se conectan a un inversor que convierte la corriente continua en corriente alterna, utilizada en hogares y empresas. La electricidad generada puede usarse en el lugar de producción o enviarse a la red eléctrica. Las instalaciones pueden ubicarse en techos, terrenos abiertos o parques solares, y la cantidad de electricidad generada depende de la luz solar disponible y la eficiencia de los paneles. En resumen, las instalaciones solares fotovoltaicas convierten la energía solar en electricidad, que puede ser utilizada localmente o distribuida a la red eléctrica. 6. Componentes instalaciones solares fotovoltaicas -------------------------------------------------- Las instalaciones solares fotovoltaicas constan de varios componentes clave que trabajan en conjunto para convertir la luz solar en electricidad. Los principales componentes son: - **Paneles solares**: Son la parte más visible del sistema y están formados por células solares que convierten la luz solar en energía eléctrica de corriente continua (CC). - **Inversor solar**: Este dispositivo convierte la corriente continua generada por los paneles en corriente alterna (CA), que es la forma de energía utilizada en la mayoría de los hogares y empresas. Existen diferentes tipos de inversores, como de cadena, microinversores o inversores híbridos, según la configuración del sistema. - El sistema de montaje y las estructuras de soporte son esenciales para las instalaciones solares fotovoltaicas, ya que garantizan la correcta inclinación y orientación de los paneles hacia el sol. Estas estructuras pueden ser de techo, suelo, pared o montaje en poste, e incluyen rieles, abrazaderas y otros elementos para fijar los paneles. - Los reguladores de carga son responsables de gestionar la corriente y el voltaje que fluyen desde los paneles hacia las baterías. - Las baterías son opcionales y son necesarias en sistemas fotovoltaicos independientes de la red eléctrica (off-grid) o en sistemas híbridos, ya que almacenan la energía generada durante el día para su uso durante la noche o en momentos de baja generación solar.