Energia solar

Materia: Metodología de la investigación.

Proyecto: Energía solar.

Escuela: Colegio de bachilleres del estado de Querétaro.

Grupo: 6-12.

Integrantes:

ü Bautista García Adriana

ü Trejo Martínez Alejandro

ü Maqueda Hernández Maximino

ü Ángeles Gómez Gonzalo

ü Naivit Yajaira Ramírez Monsalvo

ü Martínez Ramírez Isaac Giovanni

ü Romero Alvarado María Guadalupe

ü Ramos cobaxin Dinora Monserrath

TEMA DE INVESTIGACION

ENERGIA SOLAR APLICADA EN ESTUFA SOLAR, PANELES SOLARES, SOLATUBE.

Para nosotros la toma de decisión acerca del tema fue muy difícil ya que, el estudio así como la investigación es todo un reto debido a que se requiere del compromiso de todos y cada uno de nosotros con la sociedad. Lo que traerá benéficos para la población estudiantil ya que se llevara a cabo en el plantel 10 (COBAQ).

Con este proyecto intentaremos crear un sistema para la escuela atreves de la creación de paneles solares, cocina solar, tubo solar utilizando todos los recursos naturales de la manera más sana posible.

ANTECEDENTES

Titulo: Aprovechando la energía solar.

Autor: Omar Méndez Vásquez.

La energía solar es aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electricidad. La radiación solar que alcanza la tierra puede aprovecharse por medio de captadores que mediante diferentes tecnologías (células fotovoltaicas, helióstatos, colectores térmicos) pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos y el calor se logra mediante los colectores térmicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación. Muchos de nosotros nos hemos preguntado donde se podrían aplicar estas energías, hay varios tipos de lugares en donde se podrían utilizar como lo son en las fábricas, en casa, en la misma calle cualquier lado en el cual se quiera contribuir al ahorro de energía eléctrica y reducir la contaminación. Los principales usos que se le puede dar son para calentar el agua y para producir energía eléctrica, climatización de piscinas, calefacción, refrigeración, etc. Este tipo de energías tiene muchas ventajas ya que al tratarse de energía renovable permite reducir el consumo de combustibles fósiles y no emiten gases perjudiciales para la salud ni gases invernadero que afecten al medio ambiente. Mientras usemos más este tipo de energía y no solo esta sino todas aquellas que sean renovables como por ejemplo la eólica, biomasa, etc. Contribuiremos más a reducir la cantidad de gases invernadero y así el cambio climático. Como lo hemos explicado la energía solar es la más barata para utilizarla en casa y en un futuro esta energía nos ira proporcionando un ahorro ya que cabe mencionar que tenemos que ponernos a pensar en no solo ahorrar en lo económico sino en cuanto queremos mejorar el medio ambiente de nuestro planeta.

Titulo: Energía  Solar.

Autor: Joaquín Recio Miñarro.

La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico). La conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores. La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).

Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados.

Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo.

PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA

El proyecto que llevamos a cabo en el colegio de bachilleres del estado de Querétaro, plantel 10 ubicado en la carretera de San Pedro Ahuacatlan se efectuara en el edificio “I” que está en una zona que cuenta con un amplio espacio para llevar a cabo la instalación de un equipo sofisticado que ayude a la reducción de gastos de luz (energía eléctrica) tratando al mismo tiempo ayudar a conservar el planeta mediante paneles solares que nos ayudaran aprovechar al 100% los recursos naturales; ya que debido a la ubicación de este edificio nos es más fácil adquirir energía. A lo largo del año el sol predomina en esta zona, lo que nos proporciona un ahorro muy grande económicamente hablando, aprovecharemos lo mas que podamos este recurso natural así mismo verificaremos si, ¿Es la energía solar una alternativa para el ahorro económico, en las familias del presente y futuro?

JUSTIFICACION

¿Por qué es importante investigar el tema?

Sabremos los beneficios que nos proporcionaran  el ahorro de energía eléctrica por que actualmente vivimos en una sociedad que vive rodeada de tecnología para lo que ocupa energía eléctrica, lo que tiene repercusiones económicas; entonces la importancias es que al investigar esperamos lograr el máximo ahorro económico que beneficie a la sociedad.

¿Qué aportaciones hará al conocimiento?

La amplia importancia del ahorro de energía eléctrica. Para dar un buen consumo a otro tipo de energías para ser mas consientes de cómo se debe de consumir o administrar.

¿Qué beneficios trae?

El principal será el medio ambiente al ya no extraer altas cantidades de electricidad, y también económicamente ya que se reducirá el costo de la electricidad, es renovable. Nunca tienes que preocuparte por quedarte sin luz. El sol es una fuente de energía constante lo que significa que siempre va a estar ahí todos los días.

OBJETIVOS

Comprobar si mediante el uso de estas tecnologías podemos reducir el gasto económico a partir del aprovechamiento de los recursos naturales (Sol) además de comprobar si es redituable o no emplear estas tecnologías.

OBJETIVO GENERAL.

Analizar el ahorro total o posible que se alcance a cubrir con el proyecto. Al aplicarla en estufa solar, celda solar, solatube.

OBJETIVO ESPECIFICO.

Diseñar un plan con el cual se pueda llegar a reducir costos hacia las personas del presente y futuro.

VARIABLES

VARIABLE INDEPENDIENTE.  CLIMA (ENERGIA SOLAR).

VARIABLE DEPENDIENTE.  AHORRO.

HIPOTESIS

Sí es una alternativa utilizar la energía solar por la energía eléctrica para así generar un  ahorro económico en las familias del presente, futuro. 

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Hidraulica

Energía hidráulica 

La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura para producir energía. Actualmente, el empleo de la energía hidráulica tiene uno de sus mejores exponentes: la energía mini hidráulica, de bajo impacto ambiental.

La energía hidráulica o energía hídrica se obtiene del aprovechamiento de las energías y potencial de la corriente del agua o los saltos de agua naturales. En el proceso, la energía potencial, durante la caída del agua, se convierte en cinética y mueve una turbina para aprovechar esa energía.

Este recurso puede obtenerse aprovechando los recursos tal y como surgen en la naturaleza, por ejemplo una garganta o catarata natural, o bien mediante la construcción de presas. Desde hace siglos existen pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más común hoy en día la constituyen las centrales hidroeléctricas de las presas.

Con la Revolución Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, comenzó a cobrar importancia con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. Sin embargo, el nuevo sistema resultaba caro y la central eléctrica acabó cerrándose después de sólo dos años y medio.

El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX por el desarrollo industrial. Ya en 1920 las centrales hidroeléctricas generaban una parte importante de la producción total de electricidad.

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Hidroelectrica

Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es electricidad generada aprovechando la energía del agua en movimiento. La lluvia o el agua de deshielo, provenientes normalmente de colinas y montañas, crean arroyos y ríos que desembocan en el océano. La energía que generan esas corrientes de agua puede ser considerable, como sabe cualquiera que haya hecho descenso de rápidos.Este tipo de energía lleva años explotándose. Los agricultores, desde la Grecia antigua han utilizado molinos de agua para moler trigo y hacer harina. Localizados en los ríos, los molinos de agua recogen el agua en movimiento en cubos situados alrededor del molino. La energía cinética del agua en movimiento gira el molino y se convierte en la energía mecánica que mueve el molino.Sin embargo, la construcción de presas en los ríos puede destruir o afectar a la flora y la fauna y otros recursos naturales. Algunos peces, como el salmón, podrían encontrarse con la imposibilidad de nadar río arriba para desovar. Las últimas tecnologías, como las escaleras de peces, ayudan a los salmones a pasar por encima de las presas y a entrar en zonas de desove a contracorriente, pero la presencia de las presas hidroeléctricas cambia sus patrones migratorios y perjudica a las poblaciones de peces. Las centrales hidroeléctricas también pueden provocar la disminución de los niveles de oxígeno disuelto en el agua, lo que resulta dañino para los hábitats fluviales.

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Geotermica

Energía geotérmica

Se denomina energía geotérmica a la energía almacenada en forma de calor por debajo de la tierra. Esta definición incluye el calor que se encuentra en las rocas, suelos y aguas termales, cualquiera sea su temperatura, profundidad o procedencia. En la actualidad, está considerada como una fuente de energía renovable abundante y de explotación viable. Por su temperatura o “entalpía” (magnitud termodinámica simbolizada con la letra H mayúscula) se presentan de la siguiente manera:

La energía calórica contenida bajo la tierra es enorme. Por ejemplo, los volcanes son pequeños orificios por donde el magma encuentra salida a la superficie; el calor del interior de la tierra derrite con facilidad la piedra y forma la lava que se derrama por las laderas de estos volcanes.

En algunas zonas del planeta podemos encontrar -con relativa facilidad y dependiendo de la topografía- que este calor afecta a grandes volúmenes del suelo o napas de agua. En algunos casos el agua entra en ebullición y encuentra escape a la superficie como grandes chorros de vapor. En otros casos el calor está almacenado en la tierra y las piedras y para extraerlo se inyectan toneladas de agua que se evaporan y vuelven a la superficie con gran energía.

Hasta el momento se han desarrollado diferentes tecnologías para aprovechar el calor extraído de la tierra y, en el futuro inmediato, se proyectan varias más. Por ejemplo, en el caso de las zonas con media y alta entalpía, existe la posibilidad de instalar plantas de generación de energía eléctrica a partir de turbinas de vapor. Para las zonas donde el agua ya sale evaporada (o de alta entalpía) se utilizan los sistemas de ciclo directo con expansión súbita de una o dos etapas.

Para las zonas donde el agua sale caliente pero en forma líquida (media entalpía) se utilizan plantas generadoras con sistemas de ciclo binario. En este tipo de sistemas la evaporación debe lograrse combinando otros elementos como amoniaco o freón que poseen puntos de ebullición más bajos que el agua

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Eolica

ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica pertenece al conjunto de las energías renovables o también denominadas energías alternativas. La energía eólica es el tipo de energía renovable más extendida a nivel internacional por potencia instalada (Mw) y por energía generada (Gwh).

La energía eólica procede de la energía del sol (energía solar), ya que son los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas (energía cinética).

HISTORIA DE LA ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica se ha utilizado históricamente para tareas mecánicas que requerían de mucho esfuerzo físico, como era moler grano o elevar agua de pozos. En estos casos la energía final que se usaba era la energía mecánica, sin embargo, con el paso de los años el objetivo que se buscaba era el de producir energía eléctrica a partir del viento.

La generación de energía eléctrica a partir de energía eólica tuvo lugar en Dinamarca hacia 1890, cuando se realizaron los primeros experimentos con aerogeneradores, llegando a producir hasta 200 kw (profesor La Cour).

Desde el año 1995 hasta nuestros días hemos visto crecer exponencial mente la energía eólica en todo el mundo, destacando los países como España, Dinamarca, Holanda y Alemania.

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Mareomotriz

         Energía mareomotriz 

La energía mareomotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol. La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse 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. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.

La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.

Otras formas de extraer energía del mar son: las olas, la energía undimotriz; de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico.

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Solar

Energía solar

La energía solar es una fuente de energía de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol.

La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que pueden ayudar a resolver algunos de los problemas más urgentes que afronta la humanidad.

Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.

En 2011, la Agencia Internacional de la Energía se expresó así: "El desarrollo de tecnologías solares limpias, baratas e inagotables supondrá un enorme beneficio a largo plazo. Aumentará la seguridad energética de los países mediante el uso de una fuente de energía local, inagotable y, aún más importante, independientemente de importaciones, aumentará la sostenibilidad, reducirá la contaminación, disminuirá los costes de la mitigación del cambio climático, y evitará la subida excesiva de los precios de los combustibles fósiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas de forma correcta y amplia mente difundidas".

La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.

Actualmente, y gracias a los avances tecnológicos, la sofisticación y la economía de escala, el coste de la energía solar fotovoltaica se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales, aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red. Otras tecnologías solares, como la energía solar termoeléctrica está reduciendo sus costes también de forma considerable.

La Tierra recibe 174 petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera  Aproximadamente el 30 % regresa al espacio, mientras que las nubes, los océanos y las masas terrestres absorben la restante. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre lo ocupa principalmente la luz visible y los rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. En condiciones de radiación aceptables, la potencia equivale aproximadamente a 1000 W/m² en la superficie terrestre. Esta potencia se denomina irradiancia. Nótese que en términos globales prácticamente toda la radiación recibida es remitida al espacio (de lo contrario se produciría un calentamiento abrupto). Sin embargo, existe una diferencia notable entre la radiación recibida y la emitida.

La radiación es aprovechable en sus componentes directos y difusos, o en la suma de ambos. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La bóveda celeste diurna emite la radiación difusa debido 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 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).

La radiación absorbida por los océanos, las nubes, el aire y las masas de tierra incrementan la temperatura de éstas. El aire calentado es el que contiene agua evaporada que asciende de los océanos, y también en parte de los continentes, causando 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, produciendo fenómenos como el viento, borrascas y anticiclones. 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.

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