Definicion de justificacion

ESCUELA SUPERIORI POLITECNICA DE CHIMBORAZO CARRERA: ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

TELECOMUNICACIONES Y REDESMATERIA: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

FECHA: Lunes 8 de Junio/2015 CALIFICACIÓN:

INTEGRANTES: 926 – 927 – 931 – 932 TALLER No:

I. DEFINICION DE LA JUSTIFICACION DEL PROYECTO DE INVESTIGACION.

1.1 DOCTRINA FILOSÓFICA

Racionalismo

1.2 LÍNEA

Ciencias de la Investigación e Innovación

1.2.1 SUB-LÍNEA

Energías Alternativas

1.3 ÁREA

Electrónica

1.4 PROBLEMA

1.5 SOLUCIÓN

1.6 TEMA DE INVESTIGACIÓN

Implementación de un sistema generador de energía mediante paneles fotovoltaicos en la determinación del voltaje óptimo para la iluminación en comunidades rurales.



1.7 ANTECEDENTES

Los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica se originan con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico. A mediados del siglo XIX (1839) el físico francés Becquerel descubrió el efecto fotoeléctrico (FV) [1]. Este hallazgo determinó un gran paso para el desarrollo de los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica. La primera célula fotovoltaica data de 1883; fue desarrollada por Charles Fritts, que recubrió una muestra de selenio semiconductor con oro [2]. Esta célula fotovoltaica fue la base del sistema generador de energía solar fotovoltaica. Posteriormente se desarrollaron los primeros dispositivos con células fotovoltaicas que generaban energía suministrada a pequeños dispositivos (relojes, calculadoras, etc.). De esta manera empezaba el auge por los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica como proveedoras de electricidad.

Luego de los descubrimientos mencionados anteriormente aparece el primer sistema generador de energía solar fotovoltaica. El Vanguard 1 fue el primer satélite que utilizó un módulo fotovoltaico para alimentar un transmisor que consumía solamente 5 miliwatts [3]. Más tarde, a mediados de la década de los setenta, las aplicaciones prácticas de los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica comenzaron a incrementarse rápidamente. Las primeras plantas fotovoltaicas de gran tamaño (i.e. mayores a 1 MW) comenzaron a instalarse a inicios de los ochentas, como la de Saijo en Japón, instalada en 1981 y cuya potencia es de 1.2 MW [3]. A inicios del S. XXI los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica se convierten en una fuente de energía práctica y fiable para muchos países. A finales de 2007 había una potencia instalada de más de 950MWp en este tipo de instalaciones, localizándose más de 390 plantas en Alemania, 225 en Estados Unidos y 120 en España [3]. Actualmente Alemania, Estados Unidos y España son los países mayores productores y consumidores de energía solar fotovoltaica a nivel mundial.

En la actualidad, los sistemas de generación solar fotovoltaica se presentan como la opción con más futuro para liderar la revolución energética a nivel mundial. En el mundo actual se ha originado una gigantesca ola de tendencias que pretenden aplicar métodos alternativos de generación energética, como es el caso de la energía proveniente del sol [4]. Hoy en día, muchos países están apostando por los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica debido a sus características, tales como eficiencia, inagotabilidad, facilidad de instalación, etc. Países más cercanos al Ecuador apuestan por la energía solar, debido a que la radiación del sol en esos países es mucho mayor. El estado de California (EEUU), España, Italia, Grecia, países del Norte de África, Emiratos Árabes Unidos, entre otros, se adentran en proyectos solares fotovoltaicos[5].



En la actualidad existe gran cantidad de familias que viven sin electricidad, mayoritariamente en las comunidades rurales de los países en vías de desarrollo. En áreas remotas y escasamente pobladas la tecnología fotovoltaica puede ofrecer una alternativa rentable a la extensión de las redes eléctricas [6]. Es decir, que los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica traen consigo beneficios socioeconómicos y medioambientales. El potencial de los sistemas de energía solar fotovoltaica (FV) se ha demostrado en los proyectos de electrificación rural realizados en todo el mundo, en especial el de los sistemas solares domésticos [7]. Es decir, que los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica traen consigo beneficios socioeconómicos y medioambientales para estas comunidades rurales, tales como el fomento de actividades productivas (Agricultura, ganadería, etc.) y la reducción de emisiones de CO2 al medio. Hoy en día, debido al gran auge de la población mundial, la gran demanda energética mundial y el agotamiento de los recursos no renovables, muchos países del primer mundo se inclinan por el uso de fuentes de energía limpia, siendo la más utilizada la energía obtenida por el sol conocida como energía fotovoltaica [8].

1.8 JUSTIFICACIÓN

El presente proyecto de investigación ha sido ejecutado en diversos países a nivel mundial. Por ejemplo, El G.E.R. (Grupo de Energías Renovables) de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de Nordeste, ubicada en la Provincia del Chaco, en la República Argentina ejecutó el Proyecto de electrificación rural a través de sistemas fotovoltaicos autónomos en la provincia de Corrientes. A través del Proyecto de Energías Renovables en Mercados Rurales (PERMER) se instalaron sistemas fotovoltaicos autónomos en diecinueve departamentos de la provincia de Corrientes [9]. Sin embargo, el presente proyecto presenta una variante característica, que será determinar el voltaje óptimo para la iluminación en comunidades vulnerables, con ello se lograra establecer valores determinados que serán la base para proyectos futuros.

La implementación del sistema generador de energía eléctrica estará enfocada en el desarrollo de un sistema generador de energía solar fotovoltaica autónomo. Un sistema fotovoltaico autónomo o aislado (SFA) convierte la energía proveniente del sol en energía eléctrica, almacenándola en una batería para su uso posterior. Es un sistema que no requiere de una conexión a la red eléctrica, trabajando de forma autónoma para proveer energía a los equipos [10]. Es decir, los sistemas generadores de energía solar fotovoltaica autónomos buscan un balance entre la energía generada y la potencia generada con la carga. De esta manera se puede determinar el voltaje necesario para lograr una distribución equitativa en toda la comunidad y evitar pérdidas por caída de tensión.

La ejecución del proyecto estará basada en la generación de energía eléctrica mediante la utilización de celdas, células o paneles solares. El funcionamiento de una celda solar consiste en que la luz solar caliente la superficie de la celda, esto ocasiona desplazamiento de electrones y generan un flujo de corriente eléctrica [11]. De esta manera, se generara la energía eléctrica que será almacenada en una batería para su posterior distribución. Una única célula es capaz de proporcionar una tensión de apenas 0,5 V y una potencia entre 1 y 2 W. Para elevar la potencia suministrada, las células se



conectan en serie y en paralelo, dando lugar a lo que se denomina panel o modulo fotovoltaico [12]. Con esto, se lograra producir energía eléctrica aprovechando la radiación solar.

Los posibles resultados a obtener al finalizar el presente proyecto de investigación es lograr determinar el voltaje óptimo necesario para la iluminación de dichas comunidades, estos resultados mejorarán la distribución y transmisión de energía eléctrica debido que se obtendrá un balance entre la energía generada y la potencia generada por la carga. El impacto del proyecto se verá reflejado en los modos de vida de la población de estos sectores, ya que traerá beneficios socioeconómicos, mediante el fomento de actividades productivas. En las áreas rurales estas actividades incluyen principalmente la agricultura (por ejemplo un sistema de riego con energía fotovoltaica), la ganadería y pequeñas industrias (por ejemplo, artesanía). Más energía puede aumentar el nivel de renta, elevando la productividad del trabajo [6]. Además traerá beneficios medioambientales, ya que al ser una energía limpia no produce emisiones de gases de efecto invernadero. De esta manera, la ejecución del proyecto fomentara el desarrollo de la matriz energética del país.

1.15.- BIBLIOGRAFÍA

[1] H. L. Gasquet, Conversión de la luz solar en Energía Eléctrica: Manual Teórico y Práctico sobre los sistemas Fotovoltaicos: Gasquet, 1997.

[2] M. M. Vallina, Instalaciones solares fotovoltaicas: Editorial Paraninfo, 2010.[3] J. A. Díaz, "Tecnología Fotovoltaica," Boletín IEE, pp. 58-63, 2008.[4] R. A. P. Rosas and E. J. A. Rodríguez, "Sistema de suministro energético en cercas eléctricas para

ganadería utilizando paneles solares," 2009.[5] I. B. Salbidegoitia, "Solar Energy," DYNA, vol. Vol. 83, pp. 561 - 566, December 2008 2008.[6] J. C. Císcar, "Tecnología fotovoltaica y electrificación rural en los países en vías de desarrollo: la

dimensión socioeconómica," ed: Sevilla: The IPTS report. JRC, 1997.[7] B. Van Campen, D. Guidi, and G. Best, Energía solar fotovoltaica para la agricultura y el desarrollo

rural sostenibles: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 2000.[8] D. A. M. Muñoz and M. J. R. Morán, "Diseño y dimensionamiento de la instalación de sistemas

fotovoltaicos para sectores urbanos de Guayaquil y comunidades aisladas," 2014.[9] C. Bello, L. Vera, A. Busso, and C. Cadena, "Proyecto de electrificación rural a través de sistemas

fotovoltaicos autónomos en la provincia de Corrientes," Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, vol. 13, 2009.

[10] O. Style, Energía Solar Autónoma: Planificación, dimensionado e instalación de un sistema fotovoltaico autónomo: Oliver Style, 2012.

[11] A. Martineza, V. Quinterob, J. Garcíac, and J. A. Huertad, "Estudio técnico-económico en la implementación de un sistema fotovoltaico para uso residencial," 2012.

[12] J. M. Andújar Márquez, E. Gómez, M. Juan, E. Durán Aranda, and M. A. Martínez Bohórquez, "Sistema para la generación automática de curvas IV, PV y monitorización de módulos fotovoltaicos," XXV Jornadas de Automática Ciudad Real, del, vol. 8, 2004.

Science

Definicion de justificacion