UNADM
UNADM Energías Renovables.
Contexto
Socioeconómico de México
EVIDENCIA
DE APRENDIZAJE U3
Reducción del consumo de energía en casa habitación utilizando
celdas solares fotovoltaicas como fuente alterna
Estudiante:
Eric Alfonso Curiel Espinoza
Grupo:
ER-ECSM-1602-B1-003
Docente:
Karina Grissel Mendoza Torres
Hidalgo a 8/09/2016.
Reducción del consumo de energía en casa habitación utilizando
celdas solares fotovoltaicas como fuente alterna
Índice
Introducción
Marco
teórico
Esquema
del efecto Fotovoltaico
Aplicaciones
del equipo
Objetivo
particular
Objetivo
General
Justificación
Cobertura y contexto físico
Contexto
geográfico
Localización
Descripción
geográfica
Resultados y efectos esperados.
Cronograma de actividades predecesoras y sucesoras.
Fuentes
consultadas
Introducción.
En este proyecto hablamos de la reducción de consumo de energía en casa habitación, y retomando parte de los
métodos de reducción de energía habíamos
hablado de la verificación de instalación y corrección de la misma dentro de
nuestra vivienda, esto nos ayudara a disminución de las fugas de corriente que
tengamos dentro de nuestras instalaciones, ya sea desde los equipos que tengan
control remoto y se quedan en modo espera
así como los focos que dejamos prendido y no los ocupamos ya sean bombillas o focos ahorradores, para
este proyecto ocuparemos los focos que menos energía consumen en mi caso tengo focos de led. Al aplicar algunos aspectos en mi vivienda encontré una
reducción del 20% que marco el medidor proporcionado por la comisión federal de
electricidad, esto me ayudo a disminuir el pago
y un ahorro en gasto de energía, claro tuve que hacer un gasto en la
instalación ya que encontré una serie de deficiencias dentro de la misma, y de
igual manera en los focos, realice una sustitución de foco ahorrador por los
focos de led y lámparas de led, a pesar que mi casa habitación es pequeña si
tuve mejoras y ahorros en este tema,
mismo que se tiene que reflejar paulatinamente hasta lograr estabilizar el ahorro.
De apoyo en el ahorro de energía estoy investigando
sobre las fotoceldas voltaicas, estos dispositivos son equipos diseñados para
captar la energía solar y concentrarla en un medio de almacenamiento llamado
batería, esta energía es captada y almacenada para usarla en nuestra casa
habitación, es por ello que ocuparíamos una revisión y mejora de nuestra instalación para
aprovechar al 100% la energía captada por la fotocelda voltaica; estos
dispositivos las fotocelda son un
dispositivo electrónico que son capaces de producir una pequeña cantidad de
corriente eléctrica al ser expuesta a la luz. Entre sus aplicaciones normales y
cotidianas está la de controlar el
encendido y apagado de una lámpara, por ejemplo, o de producir el voltaje
suficiente para recargar una batería o cualquier otra aplicación en que se
requiera una fuente de voltaje. Nosotros
ocuparíamos un sistema aislado, el sistema
fotovoltaicos convierte la
energía del sol en electricidad, sólo
que en este caso toda esa energía generada se almacena en un banco de baterías,
y es de ahí donde nosotros conectaríamos de forma aislada no dependiendo de la
red eléctrica para utilizar la energía que ha almacenado la fotocelda a lo largo
del día y que ocuparemos en la casa habitación para ello debemos saber cuál es
el equipo que necesitamos según los
aparatos que queramos conectar y utilizar ya que no podremos conectar un equipo
que consuma mucha energía porque
podríamos dañar el equipo de la fotocelda.
Este tipo de sistemas se está utilizando en zonas rurales y
aisladas para dar servicio eléctrico a casas de bajos recursos en estados como
puebla, Veracruz donde la comunidad no tiene acceso a la energía eléctrica por
ni un medio debido a la lejanía de la casa de la red eléctrica y la empresa no
proporciona el servicio eléctrico a este tipo de localidades por sus estrechos
accesos a las comunidades y la lejanía a ellos. Estos sistemas apenas se están
utilizando es por ello que nosotros ocuparemos uno de ciertas características
para instalarlo en nuestra casa
habitación como un sistema aislado y de concocción independiente de la instalación eléctrica de la compañía y que funcionara solo como auxiliar en nuestra instalación para lograr nuestro objetico que es bajar el consumo de
la energía eléctrica que proporciona la
compañía a nuestras casas habitación y
así utilizar la energía solar y convertirla a electricidad, y ocupar en lo más
mínimo la energía eléctrica de cuota.
Marco teórico
Sistemas de captación de la energía solar fotovoltaico
Existen cuatro procesos de aprovechamiento del sol: el
proceso fotovoltaico, el proceso térmico, el proceso fotoquímico y el proceso
solar pasiva, de las cuales sólo se tratará el proceso fotovoltaico.
La energía solar fotovoltaica
La palabra fotovoltaica está formada por la combinación de las
palabras de origen griego: foto, que significa luz, y voltaico que significa
eléctrico. estas celdas transformar directamente
la energía luminosa en energía eléctrica la electricidad es una de las formas
utilizada y que mejor se adapta a cada necesidad. Es tan común la electricidad
que hoy por hoy es muy difícil encontrar algún dispositivo o aparato que no la utilizara, los diferentes aparatos funcionan
alimentados con energía eléctrica, bien con corriente continua o corriente alterna.
La luz está formada por un
gran número de entidades físicas llamadas fotones, los cuales participan tanto
de las propiedades de los corpúsculos materiales como de las de las ondas. Los
fotones son capaces de interactuar con los electrones de los cuerpos sobre los
que inciden. Mencionaremos dos tipos de interacción: el efecto fotoeléctrico
externo y el efecto fotovoltaico. El efecto fotoeléctrico externo, descubierto
por Hertz en 1887, consiste en un desprendimiento de electrones de la
superficie de los metales al chocar con dicha superficie fotones de suficiente
energía, dando lugar a una corriente eléctrica denominada fotoeléctrica.
Esquema del efecto
fotovoltaico.
El voltaje de salida de una celda fotovoltaica es de corriente
continua. Esto significa que tiene un
lado positivo y otro negativo; este voltaje
es de alrededor de 0,5 V. La potencia eléctrica proporcionada por la celda
fotovoltaica está dada por el producto de los valores instantáneos del voltaje
y la corriente de salida; este valor es afectado por el comportamiento
intrínseco de un material semiconductor, por el nivel de irradiación luminosa,
y el método de fabricación de la celda. La intensidad luminosa depende de la
intensidad del sol y de los factores
meteorológicos, locación e inclinación de la celda respecto a la trayectoria
del sol y las variaciones estacionales en el lugar de instalación y utilización
del equipo fotovoltaico.
Aplicaciones del equipo
En una primera gran división
las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Instalaciones aisladas de la red eléctrica e instalaciones conectadas a la red
eléctrica.
En las instalaciones
aisladas de la red eléctrica el tipo, la energía generada a partir de la
conversión fotovoltaica se utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en
el mismo lugar donde se instala y capta la energía solar y produce energía eléctrica para la utilización de la energía
producida. El segundo tipo es la instalación conectada a la red eléctrica que a su vez se dividen en dos; a) centrales
fotovoltaicas que la energía eléctrica que generada es entregada directamente a
la red eléctrica y b) sistemas fotovoltaicos que una parte de la energía generada
se invierte en el mismo autoconsumo de edificios o industrias, conectados a la
red eléctrica. La diferencia fundamental entre los dos tipos radica en que las
instalaciones conectadas a red no incluyen baterías ni reguladores. Y la
aislada si debe tener baterías y reguladores para poder estabilizar la energía
y almacenarla para después utilizarla en
la casa habitación.
Para que una instalación
solar fotovoltaica funcione correctamente y tenga una elevada fiabilidad de
suministro y durabilidad tiene que estar constituida por un conjunto de
componentes básicos: placas fotovoltaicas, regulador, baterías eléctricas e
inversor Además de estos subsistemas, las instalaciones fotovoltaicas incluyen
otros equipamientos como pueden ser el cableado o los sistemas de protección y,
por supuesto, los elementos de consumo de la energía obtenida, denominados
también cargas.
Objetivo particular
Reducción del consumo de la
energía eléctrica proporcionada por la compañía de la localidad, así mimo la
revisión y el mantenimiento de la instancian actual para evitar pérdidas de
energía y fugas de la misma, de igual manera la utilización de energías
alternativas llamadas energías verdes o nuevas, como fuentes de alimentación
eléctrica para la reducción del uso de la energía eléctrica de la
compañía encargad de la localidad.
Objetivos generales
Esta investigación nos da
una idea de cómo mejorar los servicios en nuestra casa habitación así mismo la
modificación de los hábitos de uso de la energía ya que con la utilización de energías alternas como es
la foto celda voltaica nos ayudara a
aprovechar por completo la energía captada por
la fotocelda ya que esta se almacena en una batería para que
podremos aplicarla en nuestra casa
habitación como una energía alterna y lograr disminuir el consumo de la energía del
medidor.
Justificación
En la investigación anterior
pudimos notar que la energía tiene
fugas, ya sea en caída de tención como en los aparatos que tiene control remoto y al apagar se
quedan en standby (en espera) y estos
equipos consumen energía. Con esa investigación y ya mejorada nuestras instalaciones
en muy buen estado, procederemos a adquirir un equipo de energía alterna, yo sugiero
un panel fotovoltaico, este dispositivo hay de dos tipos nosotros utilizaremos
uno de conexión aislada ya que no dependerá de la energía eléctrica proporcionada por la compañía que suministra el servicio.
Estos dispositivos solo
tiene conexión a la instalación de la casa habitación y utilizan una fotocelda
voltaica que estará ubicada en la azotea
y dirigía hacia el sol o a la mayor
cantidad de sol que le pueda captar en la mayor parte del día, ya que estos
dispositivos funcionan con la luz del sol a mayor tiempo que le dé al sol más
cantidad de energía capta y almacena en la batería para que la utilicemos en
nuestra vida diaria, y con las mejoras en la instalación ya no tenemos fuga de
energía y la energía generada por la fotocelda es aprovechada por completo.
La energía proporcionada por
la compañía tiene un costo y nuestra
meta es reducirlo, nos encontramos ante una problemática que podremos reducir
con la mejora de instalación como
inicio y la instalación de una fotocelda
voltaica, energía alternativa, estas celdas nos permiten almacenar la energía solar a lo largo del día
y la almacena en una batería misma que utilizaremos en la casa habitación como
alternativa por medio de una conexión aislada para no tener conexión con la de
la compañía.
Es una investigación basada
en un sistema de energía alterna ya que estos dispositivos tiene un costo
elevado y la energía que captan es poca,
para poder utilizar por completo o cubrir las necesidades de una casa
habitación, hay que conocer el consumo total de la casa habitación y
adquirir varis paneles solare, es por
ello que utilizamos una conexión aislada para poder conectar o utilizar la
energía solar o la energía eléctrica de la compañía.
Una opción que nos ayuda a
disminuir el uso de la energía proporcionada por la compañía. Pero por el costo
de estos equipos estamos hablado que serían de apoyo porque el consumo de
equipos como microondas o refrigeradores estos equipos consumen mucha energía y
necesitaríamos una fotocelda voltaica más grande o equipo más amplio para generar más energía y poder utilizar esos
electrodomésticos.
Cobertura y contexto físico
Adaptarse mucho mejor y de
forma automática a las condiciones de entorno, y por tanto proporcionar un
mejor servicio. Esto en apoyo al servicio de la casa habitación y para sustituir
la alimentación de energía de la comisión y aplicar la alternativa de fotocelda voltaica. Ya que
donde se tiene pensado aplicar este servicio existe un clima templado, no hay
mucha lluvia, el sol es constante y si
podremos aprovechar muchas horas de él, astro rey, ya que contamos con un clima
estable y cuando es de día si hay sol, los días nublados son muy copos. Las lluvias
de igual manera son pocas y no es extremoso el clima.
Contexto geográfico.
En forma geográfica estamos
trabajando en casa habitación en Tulancingo hidalgo en la carretera a cuautepec
se llama jardines del paraíso aquí tenemos un clima favorable no llueve demasiado,
la luz del astro rey es constante estamos en una zona un poco montañosa bueno
es un cerro pero no hay árboles, es un poco seco y por lo consiguiente al ser
un cerro no hay agua diario es por ello
que no se conservan las praderas verdes.
Localización
El
estado de Hidalgo se ubica en la parte central del país, al oeste de la Sierra
Madre
Oriental, al noroeste de la altiplanicie meridional y en el sur de la planicie
costera
nororiental, precisamente entre los paralelos 19° 36´ y 21° 24´ de latitud
norte
y los meridianos 97° 58´ y 99° 54, de longitud oeste.
Hidalgo, tiene una superficie de 19,567.8 Km.
cuadrados y representa el
1.03
% del territorio nacional.
El estado de Hidalgo, limita al norte con los
estados de Querétaro, San
Luís
Potosí y Veracruz, al sur con el estado de México, al este con Veracruz y
Puebla;
al oeste con Querétaro y al sureste con Tlaxcala.
Descripción geográfica
En la parte sur de nuestro
estado el clima es semiseco, en la Sierra Madre Oriental es templado y húmedo y
en la Huasteca cálido y húmedo, la temperatura media anual es de 16 °
centígrados y el régimen de lluvias es de verano. En Pachuca la temperatura
media anual es de 14.2 ° centígrados y la precipitación pluvial anual es de
386.3 mm. En la entidad existen dos grandes regiones: La sierra y las llanuras.
La región serrana tiene tres cadenas de montañas que van por el centro en
dirección sureste-noreste, la sierra madre Oriental (con la Sierra de Zimapán,
Jacala, Zacualtipán y Pachuca), la que va de Tulancingo al Cerro de Agua Fría y
la que corre de Mineral del Monte a Pachuca y continua hasta Zimapán y Jacala.
Al noreste de la Sierra Madre Oriental están
las lomerías de tierras fértiles y bien irrigadas que forman la Huasteca
Hidalguense. Las llanuras están al sur del Estado e incluyen regiones como los
llanos de Apan y el Valle del Mezquital. En Hidalgo abundan las aguas termales
y las sulfurosas, lo que lo hacen muy visitado por aquellos que buscan baños
medicinales. Los principales ríos son el Tula y el Amajac, afluentes del
Moctezuma. Dada la caracterización anterior, se puede considerar al Estado como
una entidad bastante heterogénea, ya que cuenta con pendientes que van del 0 al
25%, las cuales se presentan en forma discontinua.
Resultados y efectos
esperados.
Para este proyecto esperamos
obtener una reducción del 80% en el consumo de energía registrada por el
medidor proporcionado por la compañía, mismo que no se retirara por que se utiliza
nuestro proyecto como alternativa no para sustituir el servicio.
La energía solar es renovable.
No tendremos que preocuparnos por quedarnos sin electricidad para el uso de
aparatos eléctricos. El astro rey conocido como sol es una fuente de
alimentación constante lo que significa que siempre va a estar ahí todos los
días, es parte del medio ambiente. En comparación con los combustibles fósiles
que emiten gases de efecto invernadero, sustancias que contaminan, las células
solares no emiten nada al aire. Los paneles solares son muy fiables. No hay
partes móviles por lo que no tiene que preocuparse sobre la sustitución de
cualquier parte. Las células solares no hacen ruido no contaminan por sonido
mientras genera energía. Es la única fuente de energía renovable que es
completamente silenciosa. A la larga, la electricidad solar es más barata que
comprar energía de la compañía eléctrica. Hay un costo de inicio, pero luego se
recupera debido al ahorro que se genera al utilizar el equipo. Una vez que el
punto de equilibrio sea alcanzado todo lo que resta de vida del equipo es
ganancia. Compare esto con el pago de una factura mensual y no obtener retorno
sobre la inversión.
Cronograma de actividades
predecesoras y sucesoras.
Cronograma en la reducción del
consumo de energía en casa habitación utilizando celdas solares fotovoltaicas
como fuente alterna
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Días de
Trabajo
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Actividad
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
|
9
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Revisión de plano e instalación
eléctrica en casa habitación
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Identificación de fallas eléctricas
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Sustitución piezas dañadas
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Cambio de cables
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Verificación de caída de tención
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Verificar y/o modificar preparación
de toma del servicio eléctrico
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Reconexión del servicio eléctrico
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Verificación del consumo eléctrico
total
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Ubicación e instalación de fotoceldas
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Conexión al servicio de la casa
habitación
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Prueba de conexión a
fotocelda/inversor
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Carga de batería del sistema solar
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Entrega y explicación de servicio de
sistema solar
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Las actividades pueden
variar según el clima y las condiciones de la instalación de la casa habitación,
de igual manera la carga de la batería del equipo fotovoltaico.
Fuentes consultadas
http://www.cemaer.org/tipos-de-sistemas-de-energia-solar-fotovoltaica/
http://www.sabelotodo.org/electrotecnia/chequarinstalacion.html
Llamada telefónica con mi
papa Sr. José Curiel ya que el tiene
experiencia en la electricidad y me explico algunas causas que generan el
consumo elevado de energía, tomando en cuenta esta orientación investigue sobre
las posibles fallas en el hogar.
http://programacasasegura.org/cl/2012/12/01/aqui-encontrara-las-respuestas-a-8-preguntas-frecuentes-sobre-seguridad-electrica-en-su-hogar/
http://www.linksys.com/ve/support-article?articleNum=140698
http://www.areatecnologia.com/Instalacion-electrica-viviendas.htm
