paper energia solar fotovoltaica
DESCRIPTION
fvdfTRANSCRIPT
-
1
LA ENERGA DE LA NATURALEZA: UNA ALTERNATIVA CON VISTA AL FUTURO
Edna Carolina Orjuela Espitia
Bogot D.C, Colombia
RESUMEN
La tendencia mundial orientada al desarrollo sostenible marca
una nueva era de responsabilidad ambiental y cambio social en
los pases, a travs del uso de energas renovables;
encontramos la energa solar fotovoltaica como una opcin para
la autogeneracin y el autoconsumo elctrico en las empresas y
las Familias. El aprovechamiento de la energa solar por
conversin fotovoltaica constituye quizs el sector ms popular
y de mayor crecimiento en los ltimos aos.
ABSTRACT
The global trend focused on sustainable development marks a
new era of environmental responsibility and social change in the
countries, through the use of renewable energy. We found the
photovoltaic solar energy as an option for self-generation and
electricity consumption in companies and Families. The use of
solar energy for photovoltaic conversion is perhaps the most
popular and fastest growing industry in recent years.
PALABRAS CLAVES: Desarrollo sostenible, electricidad,
energa, renovable, sol, fotovoltaica.
KEYWORDS: Sustainable development, electricity, energy,
renewable, sun, photovoltaic system.
INTRODUCCIN
En el transcurso de los ltimos 30 aos, la palabra desarrollo
sostenible ha tomado fuerza en el mbito poltico, econmico y
social a nivel global. No obstante, sus implicaciones son
enormes teniendo en cuenta que en trminos simples, se hace
referencia a un tipo de desarrollo que utilice los recursos
disponibles en el presente, sin comprometer el futuro de las
generaciones que estn por venir [8].
El crecimiento demogrfico del mundo crece exponencialmente,
principalmente en aquellos pases en va de desarrollo.
Asimismo, los modelos de consumo de estas poblaciones se
incrementan, exigiendo cada da un mayor nmero de bienes,
los cuales proceden de los recursos naturales [7].
Indiscutiblemente existe una relacin estrecha entre la energa y
el desarrollo sostenible que coloca en el panorama nacional e
internacional la relevancia de una energa moderna, menos
contaminante y eficiente. Razn por la cual el planeta entero se
ha visto impulsado a permanecer en la constante bsqueda de
alternativas, las cuales sean distintas a las fuentes
convencionales de generacin elctrica como los combustibles
fsiles (carbn y gas natural) y las fuentes nucleares, teniendo
en cuenta sus implicaciones negativas conocidas por todos [7]
[8].
La energa es primordial para casi todo los grandes desafos y
oportunidades en la actualidad, lo cual ayudara a reducir la
pobreza y mejorar las condiciones y el nivel de vida de la
mayora de la poblacin mundial. Bien sea para los empleos, la
seguridad, el cambio climtico, la produccin de alimentos o
para incrementar los ingresos [9]. Por lo tanto, el acceso a la
energa para todas las personas es esencial, de acuerdo a lo
mencionado por Naciones Unidas una de cada cinco personas
carece todava de acceso a la electricidad moderna [13].
ENERGA RENOVABLE
Los humanos desde tiempos remotos se han beneficiado de
fuentes de energa renovable, en particular la solar, la elica y la
hidrulica. Desde muchos siglos atrs ya se utilizaban y su
empleo era continuo durante toda la historia. Sin embargo,
estas fuentes de energa se fueron abandonando por ser
consideradas inestables en el tiempo y con la llegada de la
Revolucin Industrial, en donde el petrleo alcanzo un bajo
precio. En aquella poca no se pronosticaba un agotamiento de
las fuentes, ni otros problemas ambientales derivados de su uso
[17].
Entretanto en las ltimas dcadas, el aumento del costo de los
combustibles fsiles y los problemas ambientales derivados del
ejercicio de explotacin, permitieron que furamos testigos del
renacimiento de las energas renovables. No obstante, el punto
de origen se constituye en 1970 con la crisis del petrleo donde
el desarrollo de estas energas toma fuerza, cuando la sociedad
empez a tomar conciencia de que los recursos fsiles se
agotaran, dejando un panorama incierto para las generaciones
futuras y adquiriendo mayores dimensiones en el mbito
energtico del planeta [6] [17].
Se entiende por energas renovables o energas del futuro,
todas aquellas que producen electricidad a partir del sol, el
-
La Energa de la Naturaliza: una alternativa con vista al futuro
2
viento y el agua. Dado que son fuentes inagotables pero que
an presenten grandes dificultades de almacenamiento y son
menos eficientes ya que las instalaciones tienen poca potencia
y el costo de produccin es elevado. Entre las energas
renovables se cuentan la elica, geotrmica, hidroelctrica,
mareomotriz, solar, la biomasa y los biocarburantes [14].
En particular la energa solar es una fuente de vida que da
origen a la mayora de las dems formas de energa presentes
en la tierra, es la energa del sol recibida en la tierra en forma de
radiacin electromagntica (luz, calor y rayos ultravioleta
primariamente), la cual ha sido generada por un proceso de
fusin nuclear [11].Si bien es una fuente que presenta
importantes ventajas frente a otras, trae consigo una serie de
dificultades para su aprovechamiento.
Entre sus ventajas predominan su naturaleza inagotable,
renovable y su energa no contaminante. A pesar de esto para
su utilizacin, es preciso enfrentarse a grandes retos como lo
son su intermitencia, su variabilidad fuera del control humano
(depende del clima y del nmero de horas de sol al ao) y su
baja densidad de potencia [14]. Son esta dificultades las que
traen la necesidad de transforma la energa solar a otra forma
de energa para poder ser almacenada y posteriormente usada
[18].
La energa solar puede transformase en otras forma de energa
como calor y electricidad, pero adems como biomasa y energa
elica. El aprovechamiento de la energa solar se puede realizar
de dos formas: por conversin trmica de alta temperatura
(sistema fototrmico) y por conversin fotovoltaica (sistema
fotovoltaico) [11].
De manera puntual en Colombia las aplicaciones se centran en
el calentamiento de agua (uso domestico, industrial y
recreacional) y para la generacin de electricidad a pequea
escala. Tambin existen otras aplicaciones menos populares
como lo son el secado solar para productos agrcolas y la
destilacin solar de agua de mar u otras aguas no potables [14].
ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA
El aprovechamiento de la energa solar por conversin
fotovoltaica constituye quizs el sector ms popular y de mayor
crecimiento de la tecnologa solar. El efecto fotovoltaico consiste
en la conversin de la luz en electricidad [1]. Este proceso se
logra de manera natural haciendo uso de determinados tipos de
materiales que tienen la propiedad de adsorber fotones,
presentes en los rayos del sol, y emitir electrones [6].
Las instalaciones solares fotovoltaicas se rigen por un sencillo
principio: estn formadas por paneles solares (modulo
fotovoltaicos) individuales, que a su vez tiene celular solares
individuales hechas de materiales semiconductores como el
silicio (cristalino y amorfo) [4]. Cuando brilla el sol, una clula
solar se comporta casi como una batera, la luz solar recibida
separa los electrones de modo que forman una capa de carga
positiva y una de carga negativa en la clula solar; esta
diferencia de potencial genera una corriente elctrica [4].
Cuanta ms luz del sol reciba una clula, ms ser la potencia
de corriente elctrica generada; para aumentar dicha potencia,
se combinan varias clulas y se conectan formando un panel
solar, estos captan la energa solar transformndola
directamente en elctrica en forma de corriente continua, que se
almacena en acumuladores, para que pueda ser utilizada fuera
de las horas de luz; estos paneles a su vez se pueden integrar
para aumentar an ms la potencia formando una planta
fotovoltaica [4].
En la prctica, la potencia mxima de la instalacin se calcula
con base a la radiacin solar del lugar, las necesidades de
energa elctrica del usuario y la superficie disponible para la
instalacin de los paneles solares. Los mdulos fotovoltaicos
admiten tanto radiacin directa como difusa, pudiendo generar
energa elctrica incluso en das nublados [15].
Tradicionalmente esta energa se utilizaba en las zonas donde
no era rentable la instalacin de lneas elctricas
convencionales. Sin embargo con los aos su uso se ha
diversificado resultando de gran inters las instalaciones
solares. Existen dos tipos de instalaciones fotovoltaicas [16]: -1.
Las instalaciones aisladas de la red elctrica y se utilizan
cuando la red de distribucin elctrica est alejada de los
puntos de consumo y son bastantes tiles para la electrificacin
de puntos inaccesibles a la red como viviendas rurales, sistema
de bombeo fotovoltaico, sistemas de comunicaciones aislados,
alumbrado pblico, etc; -2. Las instalaciones conectadas a la
red por medios de estas instalaciones la electricidad limpia
generada se inyecta a la red y se venda a la compaa elctrica.
La energa fotovoltaica tiene muchsimas aplicaciones, en
sectores como las telecomunicaciones, automocin, nuticos,
parqumetros. Tambin podemos encontrar instalaciones
fotovoltaicas en lugares como carreteras, ferrocarriles,
plataformas petrolferas o incluso en puentes, gaseoductos y
oleoductos. Tiene tantas aplicaciones como pueda tener la
electricidad [6]. La nica limitacin existente es el coste del
equipo o el tamao del campo de paneles.
Un sistema sencillo est formado principalmente por un panel
solar, un controlador de carga de bateras, un inversor o
convertidor de corriente directa en corriente alterna (opcional) y
las bateras de acumulacin. Adems, los elementos
-
La Energa de la Naturaliza: una alternativa con vista al futuro
3
consumidores pueden ser luminarias, radios, televisores,
computadoras y otros equipos electrodomsticos [2].
DESARROLLO DE LA ENERGA SOLAR
FOTOVOLTAICA EN EL MUNDO Y EN COLOMBIA
Los pases que hacen parte de la Unin Europea se han
constituido como la principal potencia en el mundo al desarrollar
y aplicar energas renovables como la energa fotovoltaica para
su abastecimiento energtico. Esto confirma su objetivo de
promover un crecimiento respetuoso con el medio ambiente y
sostenible en el tiempo. Alemania, Italia y Francia hacen parte
de los pases con un crecimiento acelerado en lo que se refiere
a este tipo de energa renovable, siendo Alemania el pionero
tras la entrada en vigor de la Ley sobre fuentes de energa
renovable en el ao 2000 [3].
De acuerdo al Informe McKinsey sobre la energa solar de abril
de 2012 [3]: Las instalaciones anuales globales de energa
solar fotovoltaica podran multiplicarse por 50 para 2020 con
respecto a 2005, alcanzando tasas de instalacin que podran
rivalizar con las del gas, la energa elica y la energa
hidroelctrica, e incluso podran llegar a superar las de la
energa nuclear.
En definitiva Colombia presenta un inters por hacer parte de
las tendencias globales en lo que se refiere a fuentes no
convenciones de generacin de energa elctrica y
particularmente en la energa solar fotovoltaica, en este sentido
se sanciona un marco jurdico atrayente para las empresas y
familias que piensen seriamente un cambio radial hacia la
autogeneracin y el autoconsumo elctrico [12].
Con la aprobacin de la ley 1715 de mayo de 2014, el Gobierno
Nacional incentiva el uso de energas renovables, fomenta la
inversin, la investigacin y el desarrollo de tecnologa limpias.
De esta manera el pas avanza hacia la produccin sostenible
de energa solar fotovoltaica [5], incluso esta ley permitir que el
estado compre electricidad a los hogares que excedan su
produccin de energa.
En este sentido la energa solar fotovoltaica representa para los
colombianos una fuente ilimitada del recurso energtico el cual
no hemos podido aprovechar al mximo. Cualquier familia o
negocio, tanto pequeo como grande, puede evaluar la
posibilidad de invertir en energa solar fotovoltaica, un sistema
conformado por componentes sencillos y modulares que
pueden ser instalados en tejados o espacios subutilizados; en
busca de aprovechar la irradiacin del sol la cual es totalmente
gratuita durante al menos 25 aos, el tiempo aproximado de
duracin del sistema fotovoltaico [12].
Segn Juan David Garca gerente de Amrica Fotovoltaica Los
costos de implementacin de un sistema generador de energa
solar fotovoltaica son muy accesibles para los propietarios de
vivienda, y representan a mediano plazo un ahorro significativo
en la factura de electricidad
Como resultado de esta nueva iniciativa del pas hacia las
energas renovables, el pasado 24 de Abril de 2015 se inaugur
en Barranquilla el primer Centro de Investigacin Solar en la
Universidad del Norte, con el objetivo de unir los esfuerzos de la
academia, el sector industrial, privado, las instancias
gubernamentales y legislativas [5]. Lo anterior, en busca de
impulsar las energas renovables y as generar un cambio
social, eficiencia energtica y responsabilidad ambiental.
Segn lo dicho por Gerardo Caas Jimnez, director del
Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones
Energticas para las Zonas No Interconectadas (IPSE) Para el
pas es muy importante buscar formas efectivas para combatir
la pobreza, impulsando el desarrollo de las comunidades,
llevando el progreso a travs de la luz, los colombianos
contarn con soluciones reales generando energa limpia,
amigable con el medio ambiente
La alternativa solar fotovoltaica ofrece independencia a los
consumidores y usuarios de la red elctrica convencional, lo
cual representa en trminos de calidad de vida y reduccin de
costos un logro enorme para los colombianos. Es un cambio
radical en la dinmica del mercado energtico del pas, es decir,
entre proveedor y usuario, teniendo en cuenta que en un futuro
puede estar cambiando el modelo centralizado del que hoy
hacemos parte, donde unos pocos producen y por lo tanto
tienen la capacidad de influir en los precios.
CONCLUSIONES
1. El avance y uso de fuentes energticas renovables, se han
convertido indiscutiblemente en un principio de desarrollo
sostenible a nivel mundial, considerando su estrecha
relacin con la energa, lo cual ayudara a reducir la
pobreza y mejorar las condiciones y el nivel de vida de la
mayora de la poblacin.
2. La produccin de electricidad a partir de los rayos del sol
en los ltimos aos representa la tercera fuente con mayor
capacidad en el mundo al momento de hablar de energa
no renovable, considerando su naturaleza inagotable,
renovable y su energa no contaminante; aunque su
implementacin representa una inversin inicial
considerable a largo plazo se ve recompensado con la
reduccin en los costos energticos.
3. La energa solar fotovoltaica representa para el mundo y
particularmente para Colombia una fuente ilimitada de
-
La Energa de la Naturaliza: una alternativa con vista al futuro
4
recursos que no compromete las generaciones futuras, y
que en el corto plazo representa un cambio en el modelo
convencional de suministro de energa tanto para el rea
rural como urbana.
4. La implementacin de un sistema fotovoltaico permite la
electrificacin de puntos inaccesibles a la red como
viviendas rurales, sistema de bombeo y de comunicaciones
aislados, alumbrado pblico, etc.; desafo para los pases
en va de desarrollo teniendo en cuenta su necesidad de
garantizar el acceso energtico en cualquier parte del
territorio nacional.
BIBLIOGRAFA
[1] AMT Solar. (2012). AMT Solar The Energy Innovations
Company. Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de AMT Solar
The Energy Innovations Company: http://www.amt-
solar.com/index.php/es/fotovoltaica
[2] Energa Integral Andina S.A. (2015). Energa Integral Andina
S.A. Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de Energa Integral
Andina S.A:
http://www.energiaintegralandina.com/productos/unidad-
energia/energia-solar-fotovoltaica.html
[3] EU Prosun. (2014). EU Prosun. Recuperado el 06 de Mayo
de 2015, de EU Prosun: http://www.prosun.org/es/ue-solar-
sostenible/energia-solar-mundial-y-de-la-ue
[4] Greenenegy Latin America. (2015). Greenenegy Latin
America. Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de Greenenegy
Latin America: http://www.greenenergy-
latinamerica.com/es/energia-solar-solar-fotovoltaica-197
[5] IPSE. (23 de Mayo de 2014). IPSE Instituto de Planificacin
y Promocin de Soluciones Enrgeticas para las Zonas No
Interconectadas. Recuperado el 06 de Mayo de 2015, de IPSE
Instituto de Planificacin y Promocin de Soluciones
Enrgeticas para las Zonas No Interconectadas:
http://www.ipse.gov.co/ipse/comunicaciones-ipse
[6] Miliarium Ingenieria Civil y Medio Ambiente. (2008).
Miliarium.com . Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de
Miliarium.com:
http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Energia/Ener
giasRenovables/
[7] Morales, I. (31 de Enero de 2009). Economia y Desarrollo.
Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de Economia y Desarrollo:
https://economiaydesarrollo.wordpress.com/2009/01/31/desarrol
lo-sostenible/
[8] Moricz de Tecso, A. (09 de Octubre de 2013). RS
NOTICIAS.COM. Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de RS
NOTICIAS.COM: http://rsnoticias.com/opinon/item/1592-la-
importancia-de-la-sostenibilidad-para-el-mundo
[9] Naciones Unidas . (16 de Febrero de 2011). 2012 Ao
Internacional de la Energa Sostenible para Todos. Recuperado
el 05 de Mayo de 2015, de 2012 Ao Internacional de la Energa
Sostenible para Todos:
http://www.un.org/es/events/sustainableenergyforall
[10] Pinto Siabato, F. (2004). Energas renovables y desarrollo
sostenible en zonas rurales de Colombia. Bogot D.C:
Universidad de Flensburg: Auf dem Campus 1. 24943
Flensburg, Alemania.
[11] Recio Miarro, J. (Octubre de 2012). Educacin Itec.
Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de Educacin Itec:
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia
[12] Redaccin ALTUS. (2014). GENERE SU PROPIA
ELECTRICIDAD! . Revista Digital ALTUS en Lnea , 1.
[13] Rio+ 20 El Futuro que Queremos. (11 de Septiembre de
2012). Naciones Unidas . Recuperado el 05 de Mayo de 2015,
de Naciones Unidas:
http://www.un.org/es/sustainablefuture/energy.shtml
[14] Rodrguez Murcia, H. (2009). Desarrollo de la energa solar
en Colombia y sus perspectivas. Bogot D.C : Universidad de
los Andes.
[15] Solar Solutions. (2014). Solar Solutions Alternative Energy.
Recuperado el 06 de Mayo de 2015, de Solar Solutions
Alternative Energy: http://solarsolutionsenergies.com/acerca-de-
los-paneles-solares/
[16] Solarweb.net. (2014). Solarweb.net. Recuperado el 06 de
Mayo de 2015, de Solarweb.net: http://www.solarweb.net/solar-
fotovoltaica.php
[17] Soluciones Energticas S.A. (Solenes). (13 de Enero de
2010). Soluciones Energticas S.A. Recuperado el 05 de Mayo
de 2015, de Soluciones Energticas S.A.:
http://www.solener.com/intro.html
[18] Uned Biblioteca. (11 de Junio de 2013). Uned Biblioteca.
Recuperado el 05 de Mayo de 2015, de Uned Biblioteca:
http://www.uned.es/biblioteca/energiarenovable3/sistemas