Luces para aprender. Ficha 3

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2 Ficha 3 El Sol se formó hace millones de años y es la principal estrella del Sistema solar, su gran masa genera fuerza de gravedad suficiente para mantener a todos los planetas girando a su alrededor. Es de vital importancia para la Tierra, ya que es su principal fuente de vida. A través de la fotosíntesis, las plantas transforman la luz solar en energía para crecer que sirve a la vez de fuente de alimentación a los seres vivos. Además, el Sol influye en el clima de la Tierra desde el origen de nuestro planeta. La energía del Sol es una necesidad vital constante para todos los seres vivos, y, aunque no la podamos tocar, nos sirve para movernos y mover el mundo que nos rodea. Utilizar este tipo de energía tiene una gran ventaja y es que es renovable y limpia. Es decir, no se agota ni genera contaminación, al contrario de la mayoría de las fuentes de energía utilizadas actualmente por el ser humano, que producen una gran contaminación a nuestro medio ambiente y que con el transcurso del tiempo se agotan como los combustibles fósiles: petróleo, carbón o gas. 1

3 Aunque también tiene un inconveniente y es su alto coste de instalación que impide que todo el mundo pueda acceder a ella. Actualmente se hacen esfuerzos para solventar esta dificultad y conseguir que esta fuente de energía se utilice cada día en más lugares, beneficiando a personas y al planeta. Actividad 1: Compara y debate Comparemos los beneficios que genera el uso de la energía solar con la utilización de la energía proveniente de combustibles fósiles. Debatimos en clase: Cuál de los dos tipos de energía nos proporciona más beneficios? Cuál crees que es el impacto al medio ambiente de ambas energías? Energía solar Combustibles fósiles 2

4 Ficha 3 Existen muchas formas de aprovechar la energía solar. El ser humano ha logrado transformar la energía calórica y lumínica del Sol en otras energías como, por ejemplo: Energía solar térmica: es la energía del Sol utilizada para calentar agua y dar calor a las casas y edificios por medio de paneles solares térmicos. Energía solar termoeléctrica: es la energía del Sol que se utiliza para mover generadores que producen electricidad. Energía solar fotovoltaica: es la energía solar transformada para producir electricidad. La transformación se produce por medio de paneles solares. Los paneles solares La necesidad de producir electricidad en el espacio para abastecer a cohetes espaciales y satélites hizo posible desarrollar la tecnología que usamos hoy. Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar y la transforma en electricidad a través de las llamadas células fotovoltaicas. Mediante un sofisticado proceso, el silicio que es un elemento químico de la naturaleza y que se encuentra en gran cantidad en nuestro planeta, especialmente en la arena de la playa, es extraído para aprovecharlo en la elaboración de células solares o fotovoltaicas. La célula fotovoltaica es una lámina finísima, que contiene silicio, similar a un cuadrado de 10 cm de lado aproximadamente, que transforma la luz del Sol en electricidad. Se comporta como si fuese una pila recargable de las que usamos normalmente. 3

5 Y de igual manera que les ponemos varias pilas a los aparatos electrónicos para conseguir la energía necesaria para su funcionamiento; para formar un panel fotovoltaico tenemos que usar muchas células solares, que, mientras reciben la luz del Sol, producen electricidad y cuya potencia dura al menos veinticinco años, período tras el cual se desgastan y bajan su rendimiento. Componentes del panel solar La batería de acumulación almacena la energía de los paneles para recuperarla en los momentos en que no haya luz solar o cuando las características de la energía proporcionada por ellos no sea suficiente o adecuada para satisfacer toda la energía que se necesita, debido tal vez a la falta de potencia al atardecer, al amanecer, en días nublados o como consecuencia de la contaminación del aire. La radiación solar es variable a lo largo del día y del año y la batería es el elemento clave que ayuda, por ahora, a solucionar este problema ofreciendo una disponibilidad de energía de manera uniforme durante todo el año. Cuando las baterías dejan de funcionar, se pueden reciclar sus partes metálicas en contenedores especiales, ya que contienen residuos químicos en su interior que hay que tratar de forma cuidadosa para que no contaminen el medio ambiente. Panel fotovoltáico Inversor o convertidor Controlador o regulador Batería de acumulación 4

6 Ficha 3 Estas baterías están diseñadas para recibir grandes cargas y producir descargas constantemente, es por ello que requieren un sistema que regule la energía que reciben y emiten. Este sistema es el controlador o regulador de carga para baterías de acumulación y consiste en un equipo electrónico que tiene como función evitar las sobrecargas o descargas en las baterías de acumulación cuando estas se han cargado completamente, con el fin de prolongar su vida útil. También es parte del panel solar el inversor o convertidor, que transforma la corriente directa en corriente alterna, que es la que se utiliza para que puedan funcionar los equipos electrodomésticos convencionales (lámparas, radios, televisores, computadoras, etc.), sin hacer modificaciones en ellos. Actividad 2 Esquema de un panel solar Haz tu propio esquema de un panel solar con un dibujo explicativo. Anota los nombres de cada una de las partes del panel solar. Escribe con tus palabras para qué sirve cada parte. 5

7 Los paneles solares pueden instalarse de dos formas: Aplicaciones conectadas a la red de distribución de energía eléctrica. Aplicaciones aisladas de red (con y sin acumulación en baterías) o sin conexión a la red eléctrica habitual. Instalaciones en edificios Electrificación doméstica y servicios Aplicaciones conectadas a red Energía solar fotovoltaica Aplicaciones aisladas de red Instalaciones en suelo Señalizaciones e iluminación Existe infinidad de aplicaciones para los paneles solares como la iluminación de hogares, escuelas y edificios, energía para calculadoras, juguetes, faros, señales de navegación de los barcos, control del riego de grandes fincas o en las casas de campo aisladas donde no llega el tendido eléctrico. Algunos usos y aplicaciones son Edifcaciones Con el tiempo se han desarrollado nuevos usos de esta energía, como la integración de paneles en la construcción de edificios. Se ha extendido la instalación de paneles solares en los tejados de casas y escuelas para obtener electricidad de ellos y utilizarla en los aparatos eléctricos que existan como, por ejemplo: ordenadores, televisores, lavadoras, lámparas, etc. Iluminación Frecuentemente se requiere iluminación en lugares aislados donde el coste de la energía eléctrica de la red es demasiado alto. Por ejemplo, en farolas de la calle o en caminos alejados de las ciudades. Los paneles también se suelen usar en la iluminación de seguridad, como las 6

8 Ficha 3 ayudas a la navegación (boyas y faros), señales de tránsito iluminadas en los caminos o en cruces ferroviarios, así como en calles y plazas de aldeas. Cercas eléctricas Las cercas eléctricas pueden ser usadas en la agricultura para evitar que el ganado derribe las vallas o los depredadores entren a los campos. Funcionan dando una dolorosa descarga que los ahuyenta, totalmente inofensiva para cualquier animal. Estas cercas también se utilizan en recintos destinados a mantener especies protegidas. Generalmente, están situadas en sitios alejados, donde el coste de energía eléctrica sería muy alto. Bombas de agua accionadas por energía solar Existen más de diez mil bombas de agua accionadas por energía solar en el mundo. Son utilizadas frecuentemente en granjas para proveer de agua al ganado. En países en vías de desarrollo, se utilizan extensivamente para bombear agua de pozos y de ríos a las aldeas para consumo doméstico y para la irrigación de cultivos. Telecomunicaciones y sistemas de monitoreo remotos Las comunicaciones son esenciales para mejorar la calidad de vida en áreas alejadas. Estas estaciones de comunicación constan de un aparato receptor, un transmisor y un sistema basado en una fuente de alimentación fotovoltaica. Actividad 3 Actuamos para nuestra comunidad Para compartir lo que sabemos con nuestros compañeros, familias y amigos, haremos folletos informativos sobre la energía solar. Podemos incluir: Los beneficios de su utilización para las personas, especialmente para nuestra escuela hermana. Las ventajas para el cuidado del medio ambiente. Las diferentes aplicaciones del panel solar. La importancia de su cuidado y mantenimiento. 7

9 Es necesario que el folleto contenga las ideas más importantes y se redacte de forma clara y sencilla. Proyecto de investigación Averigua: En qué países es más frecuente el uso de los paneles solares como fuente de energía para abastecer sus necesidades. Qué otras formas alternativas de energía conoces? Cuáles son sus principales usos? Elabora un listado con las ventajas y desventajas del uso de los paneles solares. Te animas con tus compañeros y tu profesor a crear una celda solar en clase de tecnología? Mira el siguiente enlace donde podrás encontrar información interesante: Celda solar proyecto de ciencias, descripción completa: 8

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