Lo mejor si la instalación lo permite es una limpieza mensual con agua desmineralizada  para no dañar el panel solar, en cambio si esto no es posible, deberemos prever una perdida de al menos el 15-20% de la potencia nominal de la placa solar.

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Las primeras que si están conectadas a la red eléctrica se suelen encontrar sobre todo en centrales fotovoltaicas que funcionan como cualquier otra central de energía (Nuclear, Eólica, etc…) y se distribuye directamente en la red eléctrica.

Este tipo de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica también se puede encontrar en empresas, edificios…, destinados sobre todo al autoconsumo propio, aunque si hay algún excedente este suele ir a parar a la red eléctrica general.

El segundo tipo, suele ser utilizado sobre todo a pequeña escala destinado a suplir consumos en el mismo lugar donde se instala, unos cuantos ejemplos de donde se suelen utilizar son:

• Pequeños pueblos o casas demasiado alejados de la red eléctrica (Electrificación rural)
• Pequeñas zonas de alumbrado publico, farolas autosuficientes muy utilizas en los parque, monumentos, paradas de autobús, vallas publicitarias, etc;

Con este tipo de sistemas se evitan la apertura de nuevas zanjas o canalizaciones que con las cuales siempre suele necesitarse derechos de paso, abrir nuevas conexiones en la red eléctrica y el sustancial ahorro no solo en evitar todo esto si no a la larga en el consumo de energía.

Los servicios agrícolas y relacionados con el ganado tampoco se suelen quedar fuera: sistemas de riego, bombeo de agua, sistemas de ordeño, depuración de aguas, etc;

También se suelen utilizar para muchos servicios dentro del área de señalización y comunicación:

•  señalización de carreteras
•  navegación aérea (señales de altura, señalización de pistas)
• navegación marítima (faros, boyas)
•  vías de ferrocarril
• repetidores y reemisores de radio y televisión y telefonía
• cabinas telefónicas aisladas con recepción a través de satélite o de repetidores
• sistemas remotos de control y medida
• estaciones de tomas de datos
• equipos sismológicos
• dispositivos de señalización y alarma
• estaciones metereológicas

1. Ventajas Principales:

• Debido a que no hay combustión, no se crea ningún tipo de contaminación atmosférica donde se utiliza, evitando efectos como el invernadero, lluvia ácida, etc…
• El principal componente de estas placas el silicio es muy abundante y no hace falta llegar a grandes profundidades para encontrarlo ni sobre-explotar yacimientos.
• Ausencia completa de cualquier ruido producido por la trasformación o creación de esta energía

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En general, la energía solar se puede describir como la energía que se recibe de la luz del sol y se convierte en energía eléctrica para el uso humano. Es más barata y fiable ya que el sol es fácilmente disponible, por otra parte, los paneles solares son elementos construidos cuya finalidad principal es la de convertir la energía solar en energía eléctrica. Se construyen a partir de un elemento llamado silicio, el cual interviene en el proceso de creación de energía eléctrica a partir de la luz del sol. La energía solar puede incidir de forma directa o indirecta. En los días nublados a contrario de lo que se cree se puede producir energía perfectamente.

Tipos de radiación

La radiación que puede recibir un módulo puede ser de forma directa:

Radiación directa: La forman los rayos recibidos directamente

O de forma indirecta:

Radicación difusa: Procedente de toda la bóveda del cielo, la forman los rayos dispersados por la atmósfera.

Radiación de albedo: Es la que se refleja de la superficie terrestre hacia el receptor.

La suma de todas estas radiaciones toma el nombre de radiación global.

¿Cómo funcionan los paneles solares?

Las células fotovoltaicas se fabrican con semiconductores. Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica muy pequeña, pero superior a la de un aislante. Los más utilizados son los de silicio, este es un material muy abundante, de ahí su bajo costo. Cuando los rayos del sol inciden sobre las células, la unión P – N de los semiconductores de ella junto con su metal conductor ayuda a producir energía. En esta coyuntura, la unión PN son cargas positivas y negativas que ayudan a producir corriente eléctrica, debido a una diferencia de potencial que se crea cuando se ilumina la célula.

Cuando se cortocircuita la célula (es decir, se unen las regiones P y N mediante un conductor con resistencia nula) los electrones de la región N se desplazan a través del conductor y se unen con los huecos de la región P produciendo electricidad gracias al flujo de electrones, esta corriente se mantendrá mientras la célula esté iluminada.

Tipos de célula fotovoltaica dependiendo del material

Las células se pueden hacer de tres tipos de materiales diferentes:

Silicio monocristalino

Este material tiene una eficiencia del 16 – 19%, tiene una estructura cristalina uniforme y se fabrica en lingotes cilíndricos que son cortados posteriormente en finas láminas. Se gasta mucha energía en su construcción,  se usa en las industrias.

Silicio policristalino

Tiene una eficiencia del 13 – 15%, tiene una estructura cristalina no uniforme. Se fabrica en moldes rectangulares y es más barato que el monocristalino.

Silicio amorfo

Este último tiene una eficiencia del 7 – 10%, tiene una estructura no cristalina y su potencia disminuye conforme pasa el tiempo, este tipo de material es muy barato.
Los módulos fotovoltaicos

Una célula solar produce 2w aproximadamente.

Los módulos tienen entre 40 y 100 células conectadas todas entre ellas y al conjunto de células solares se le denominan módulo fotovoltaico.

Un módulo está formado por:

-Cubierta frontal

-Encapsulante

-Cubierta posterior

-Marco

-Conexiones

-Células

Tipos de instalación

Se puede instalar en tres tipos diferentes de superficie, que pueden ser en:

Instalación en los tejados de viviendas

Se pueden apoyar los módulos directamente en el techo si este es de tejas, si es una azotea se pueden poner previa instalación de un soporte

Instalación en grandes superficies

Se utiliza grandes áreas libres para instalar paneles solares, se pueden utilizar por ejemplo aparcamientos, campos de fútbol…

Instalación en grandes edificios

Se instalan por ejemplo en la fachada de los edificios (que tengan una altura considerable) para aprovechar la radiación directa que reciben estos y autoabastecerse de energía eléctrica.

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• Fuentes de energía renovables o alternativas
• Fuentes de energía no renovables, fósiles y convencionales

Fuentes renovables

Son fuentes de energía inagotables o que pueden ser repuestas a corto o medio plazo, espontáneamente o por intervención humana.

Estas fuentes de energía ya están bastante extendidas en todo el mundo, su importancia va aumentando y a día de hoy representan una parte considerable de la producción mundial de energía.

1. Energía Hídrica

Es obtenida a partir de un curso de agua y se puede aprovechar por medio de desniveles en este.

2. Energía Eólica 

Proviene del viento, en la antigüedad ya se aprovecho para cosas como mover las aspas de los molinos hasta impulsar los barcos, suele ser una de las grandes apuestas en la expansiones de energía renovables.

3. Energía Solar

Proviene de la luz del sol, después de ser captada esta energía puede ser trasformada en dos tipos de energía, eléctrica y térmica.

4. Energía Geotérmica 

Proviene del aprovechamiento del calor del interior de la tierra, también se puede trasformar en energía eléctrica o calorífica.

5. Energía Marítima

Es obtenida gracias al movimiento de subida y bajada del agua del mar. El movimiento del agua en los océanos del mundo crea un gran almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria.

El término energía marina abarca tanto la energía de las olas - la energía de las olas de superficie y la energía mareomotriz - obtenida a partir de la energía cinética de grandes cuerpos de agua en movimiento. La energía eólica suele confundirse como una forma de energía marina, pero en realidad es derivada de la del viento, aunque los aerogeneradores se coloquen sobre el agua.

Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están muy cerca a muchas, sino a la mayoría, de la concentraciones de población. Bastantes investigaciones muestran que la energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nuevas energías renovables en todo el mundo.

6. Energía de Ondas

Consiste en el movimiento ondulatorio de masas de agua, por el efecto del viento y se puede aprovechar para generar energía eléctrica.

7. Energía Biomasa  

La biomasa es el aprovechamiento energético del bosque o de sus residuos, así como los residuos de la agricultura, los de la industria alimentaria o el resultado de las plantas de tratamiento de aguas residuales o industriales, a partir de estos residuos se puede producir biogás y biodiésel.

Fuentes de energía no renovables 

En la actualidad las fuentes de energía no renovables son las que cubre la mayor parte de la demanda energética mundial, son también las mas avanzadas en cuanto a tecnología de extracción o producción se refiere, pero suelen causar un gran impacto medioambiental.

Actualmente también empieza a aparecer una tendencia de inversión sobre la energías renovables mas limpias y cuidadosas con el medio ambiente intentando dejar atrás las energía no renovables.

1. Carbón

Es un combustible fósil extraído mediante exploraciones minerales y fue el primero en usarse a gran escala, también se estima que cuenta con una de las mayores reservas (mas de 160 años), estando presente en mas de 70 países, suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo.

Es bastante contaminantes en términos de polución y alteraciones climáticas.

2. Petróleo 

Se constituye por una mezcla de componentes orgánicos y es una de las principales energías usadas en los medios de transporte, también es una de las mayores fuentes contaminantes de polución en la atmósfera, se estima que el planeta tierra tiene reservas suficientes solo para los próximos 40 años.

3. Gas natural 

Formado por una mezcla de gases ligeros que se suelen encontrar en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo (acumulación de plancton marino) o en depósitos de carbón.

Su composición puede variar en función del yacimiento del que se extrae, su principal composición es metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO₂, H₂S, helio y mercaptanos.

Es menos contaminante en lo que a polución se refiere que el petroleo o carbón pero también afecta a las alteraciones climáticas, es utilizado como combustible tanto en hogares como industrias y se estima que sus reservas se agotaran en unos 60 años.

Actualmente también se esta investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.

4. Uranio

Es un elemento químico existente en la tierra, formando la base del combustible nuclear muy utilizado en la industria de defensa y civil. Tiene un poder calorífico muy superior a cualquier otro tipo de energía fósil.

Pero antes de convertirse en calor, frío, luz o movimiento, la energía sufre una ruta de transformación más o menos larga, durante la cual una parte se pierde y la otra que llega al consumidor no siempre está plenamente aprovechada.

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1. Energía eléctrica
2. Energía lumínica
3. Energía mecánica
4. Energía térmica
5. Energía eólica
6. Energía solar
7. Energía nuclear
8. Energía cinética
9. Energía potencial
10. Energía química
11. Energía hidráulica
12. Energía sonora
13. Energía radiante
14. Energía fotovoltaica
15. Energía de reacción
16. Energía iónica
17. Energía geotérmica
18. Energía mareomotriz
19. Energía electromagnética
20. Energía metabólica
21. Energía hidroeléctrica
22. Energía magnética
23. Energía calorífica

1. Energía Eléctrica

La energia electrica es la energia resultante de una diferencia de potencial entre dos puntos y que permite establar una corriente electrica entre los dos, para obtener algun tipo de trabajo, también puede trasformarse en otros tipos de energía entre las que se encuentran energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

2. Energía lumínica

La energía luminosa es la fracción que se percibe de la energía que trasporta la luz y que se puede manifestar sobre la materia de diferentes maneras tales como arrancar los electrones de los metales, comportarse como una onda o como si fuera materia, aunque la mas normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física, también añadimos que esta no debe confundirse con la energía radiante.

 3. Energía mecánica

La energía mecánica se debe a la posición y movimiento de un cuerpo y es la suma de la energía potencial, cinética y energía elástica de un cuerpo en movimiento. Refleja la capacidad que tienen los cuerpos con masa de hacer un trabajo. Algunos ejemplos de energía mecánica los podríamos encontrar en la energía hidráulica, eólica y mareomotriz.

4. Energía térmica
 

La energía térmica es la fuerza que se libera en forma de calor, puede obtenerse mediante la naturaleza y también del sol mediante una reacción exotérmica como podría ser la combustión de los combustibles, reacciones nucleares de fusión o fisión, mediante la energía eléctrica por el efecto denominado Joule o por ultimo como residuo de otros procesos químicos o mecánicos. También es posible aprovechar energía de la naturaleza  que se encuentra en forma de energía térmica calorifica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.

La obtención de esta energía térmica también implica un impacto ambiental debido a que en la combustión se libera dióxido de carbono (comúnmente llamado CO_2 )  y emisiones contaminantes de distinta índole, por ejemplo la tecnología actual en energía nuclear da residuos radiactivos que deben ser controlados. Ademas de esto debemos añadir y tener en cuenta la utilización de terreno destinado a las plantas generadoras de energía y los riegos de contaminación por accidentes en el uso de los materiales implicados,  como pueden ser los derrames de petróleo o de productos petroquímicos derivados.

5. Energía Eólica 

Este tipo de energía se obtiene a través del viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corrientes de aire.

Actualmente esta energía es utilizada principalmente para producir electricidad o energia eléctrica a través de aerogeneradores, según estadísticas a finales de 2011 la capacidad mundial de los generadores eólicos supuso 238 gigavatios, en este mismo año este tipo de energía genero alrededor del 3% de consumo eléctrico en el mundo y en España el 16%.

La energía eólica se caracteriza por se una energía abundante, renovable y limpia, también ayuda a disminuir las emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero  al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde, el mayor inconveniente de esta seria la intermitencia del viento que podría suponer en algunas ocasiones un problema si se utilizara a gran escala.

6. Energia Solar

Nuestro planeta recibe aproximadamente 170 petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera y solo un aproximado 30% es reflejada de vuelta al espacio el resto de ella suele ser absorbida por los océanos, masas terrestres y nubes.

El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principalmente por luz visible y rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta.La radiacion que es absorbida por las nubes, océanos, aire y masas de tierra incrementan la temperatura de estas.

El aire calentado es el que contiene agua evaporada que asciende de los océanos, y también en parte de los continentes, causando la circulación atmosférica o convección. Cuando el aire asciende a las capas altas, donde la temperatura es baja, va disminuyendo su temperatura hasta que el vapor de agua se condensa formando nubes. El calor latente de la condensación del agua amplifica la convección y procduce fenomenos naturales tales como borrascas, anticiclones y viento. La energía solar absorbida por los océanos y masas terrestres mantiene la superficie a 14 °C. Para la fotosíntesis de las plantas verdes la energía solar se convierte en energía química, que produce alimento, madera y biomasa, de la cual derivan también los combustibles fósiles.

Se ha estimado que la energía total que absorben la atmósfera, los océanos y los continentes puede ser de 3.850.000 exajulios por año. . En 2002, esta energía en un segundo equivalía al consumo global mundial de energía durante un año.La fotosíntesis captura aproximadamente 3.000 EJ por año en biomasa, lo que representa solo el 0,08% de la energía recibida por la Tierra. La cantidad de energía solar recibida anual es tan vasta que equivale aproximadamente al doble de toda la energía producida jamás por otras fuentes de energía no renovable como son el petróleo, el carbón, el uranio y el gas natural.

¿Como se obtiene?

Es obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol, la radiación solar que alcanza nuestro planeta también puede aprovecharse por medio de captadores que mediante diferentes tecnologías (células fotovoltaicas, helióstatos, colectores térmicos) puede trasformarse en energía térmica o eléctrica y también es una de las calificadas como energías limpias o renovables.

La potencia de radiación puede variar según el momento del día, así como las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. en buenas condiciones de radiación el valor suele ser aproximadamente 1000 W/m² (a esto se le conoce como irrandiancia) en la superficie terrestre

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. Mientras que la difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1366 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).

Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.

7. Energía nuclear

La energía cinética es la energía que posee un objeto debido a su movimiento, esta energia depende de la velocidad y masa del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado.

La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética. (véase la imagen)

9. Energía potencial

En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra U o Ep.

La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.

Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

10. Energía Química

Esta energía es la retenida en alimentos y combustibles, Se produce debido a la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos,  posibilita  mover objetos o  generar otro tipo de energía.

11. Energía Hidráulica

La energía hidráulica o energía hídrica es aquella que se extrae del aprovechamiento de las energías (cinética y potencial) de la corriente de los ríos, saltos de agua y mareas, en algunos casos es un tipo de energía considerada “limpia” por que su impacto ambiental suele ser casi nulo y  usa la fuerza hídrica sin represarla en otros es solo considerada renovable si no sigue esas premisas dichas anteriormente.

12. Energía Sonora

Este tipo de energía se caracteriza por producirse debido a la vibración o movimiento de un objeto que hace vibrar también el aire que lo rodea, esas vibraciones se transforman en impulsos eléctricos que nuestro cerebro interpreta en sonidos.

13. Energía Radiante

Esta energia es la que tienen las ondas electromagneticas tales como la luz visible,  los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), las ondas de radio, etc.

Su propiedad fundamental es que se propaga en el vació sin necesidad de ningún soporte material, se trasmite por unidades llamadas fotones estas unidades actúan a su vez también como partículas, el físico Albert Einstein planteo todo esto en su teoría del efecto fotoeléctrico gracias al cual ganó el premio Nobel de física en 1921.

14. Energía Fotovoltaica

La energía fotovoltaica y sus sistemas posibilitan la transformación de luz solar en energía eléctrica, en pocas palabras es la conversión de una  partícula luminosa con energía (fotón) en una energía electromotriz (voltaica). La caracteristica principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común).

15. Energía de reacción 

Es un tipo de energia debido a la reaccion química del contenido energético de los productos es, en general, diferente del correspondiente a los reactivos.

En una reacción química el contenido energético de los productos  Este defecto o exceso de energía es el que se pone en juego en la reacción. La energía absorvida o desprendida puede ser de diferentes formas, energía lumínica, eléctrica, mecánica, etc…, aunque la principal suele ser en forma de energía calorífica. Este calor se suele llamar calor de reacción y suele tener un valor único para cada reacción, las reacciones pueden también debido a esto ser clasificadas en exotérmicas o endotérmicas, según que haya desprendimiento o absorción de calor.

16. Energía iónica

La energía de ionización es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.

17. Energía geotérmica

Esta corresponde a la energía que puede ser obtenida en base al aprovechamiento del calor interior de la tierra, este calor se debe a varios factores entre los mas importantes se encuentran el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, “Tierra”, y thermos, “calor”; literalmente “calor de la Tierra”.

18. Energía mareomotriz

Es la resultante del aprovechamiento de las mareas, se debe a la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna y que como resultante  da la atracción gravitatoria de esta ultima y del sol sobre los océanos.

De esta diferencias de altura se puede obtener energía  interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

 19. Energía electromagnética 

La energía electromagnética se define como la cantidad de energía almacenada en una parte del espacio a la que podemos otorgar la presencia de un campo electromagnético y que se expresa según la fuerza del campo eléctrico y magnético del mismo. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.

 20. Energía metabólica 

Este tipo de energía llamada metabólica o de metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc

21. Energía hidroeléctrica 

Este tipo de energía se obtiene mediante la caída de agua desde una determinada altura a un nivel inferior provocando así el movimiento de mecanismos tales como ruedas hidráulicas o turbinas, Esta hidroelectricidad es considerada como un recurso natural, solo disponible en zonas con suficiente cantidad de agua. En su desarrollo se requiere la construcción de presas, pantanos, canales de derivación así como la instalación de grandes turbinas y el equipamiento adicional necesario para generar esta electricidad.

22. Energía Magnética 

Esta energía que se desarrolla en nuestro planeta o en los imanes naturales. es la consecuencia de las corrientes eléctricas telúricas producidas en la tierra como resultado de la diferente actividad calorífica solar sobre la superficie terrestre, y deja sentir su acción en el espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada punto

23. Energía Calorífica

La energía calorífica es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tienen una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor o energía calorífica.

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