Medio Ambiente

PK-MA-338-LA Casa funcionando cien por ciento con un sistema de energía solar

Energía asequible y no contaminante
Ciudades y comunidades sostenibles

Asesor: Monica Romero Jimenez

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

Equipo [Casa funcionando cien por ciento con un sistema de energía solar.] Damian Cervantes Cazarin[Coyote], Erick Cruz Huitron[Coyote]

Resumen

La energía solar no contamina, se puede auto generar y es renovable, utilizando los paneles solares se genera electricidad, se puede utilizar un sistema interconectado con un contrato con la compañía de CFE o puede ser un sistema isla, éste se refiere a que está aislado y no está conectado a la red eléctrica, en este caso se utilizan baterías para almacenar la energía eléctrica que generan los paneles solares y de este modo se pueda utilizar cuando se requiera  ya sea de día o de noche. 

Queremos  dar a conocer que un sistema solar si  es capaz de generar electricidad, para que una casa funcione al cien por ciento con energía solar y no dependa de CFE, necesitamos conocer el nivel del consumo de energía eléctrica 

Debemos mencionar que el tamaño del  sistema solar no  dependen si es una casa chica o grande, en realidad depende  del consumó que tengan las personas que la habitan.  

Vamos a exponer un sistema solar totalmente autónoma a escala, para ello construimos una pequeña casa de madera  necesitaremos cuatro elementos básicos que son panel, inversor, batería y un controlador son los aditamentos de una casa de uso convencional.

Pregunta de Investigación

¿Se puede hacer que una casa funcione cien por ciento con un sistema de energía solar?

Planteamiento del Problema

Hoy en día la alta contaminación está afectando demasiado a nuestro planeta, por lo que buscamos utilizar energía limpia y renovable, utilizando un sistema de energía solar, que se forma con paneles solares, controlador, batería de litio y un inversor, esto depende del consumo que tengan en sus casas las personas. Puede ser desde pequeñas instalaciones hasta gigantescas instalaciones generadoras de energía eléctrica por medio de paneles solares.

Antecedentes

El Sol es vida y hasta los cavernícolas usaban al Sol como fuente de procesos positivos para vivir mejor. Pero esa obviedad se volvió más compleja cuando el conocimiento científico hizo del Sol más que un momento del día para calentar las espaldas de nuestros antepasados.

La historia de la humanidad sobre la Tierra también gira alrededor del Sol, pero no fue hasta que Alessandro Volta, un físico italiano, estudió la electricidad y descubrió la pila eléctrica en 1849 que entendemos el ¡hágase la luz!

Incluso considerando que ya Arquímedes quemaba las naves romanas que asediaban a Siracusa en el año 212 a.C., concentrando los rayos solares con reflectores, o que en 1615, Solomon de Caux desarrolló una de las primeras máquinas activadas con energía solar que, mediante la expansión de aire con el calor proveniente del Sol, es capaz de bombear agua.

La historia de los paneles solares comenzó con las investigaciones de diferentes científicos que se enfocaban en transformar la energía luminosa —luz— en energía eléctrica, conocido como efecto fotovoltaico  En 1893, el físico francés Edmond Becquerel obtuvo tensión eléctrica tras realizar un proceso de irradiación con luz de un electrodo de plata en un electrolito.

Aunque la magia llegó después, con el inventor estadounidense Charles Fritts, quien diseñó y fabricó el primer antecedente de los paneles solares. Este consistía en una celda funcional que transformaba la luz en electricidad. Pero el invento era muy débil y no podía no dar energía a una bombilla por mucho tiempo.

Medio siglo después de arduos trabajos por parte de científicos y físicos, fue posible la creación de dispositivos funcionales que aprovechaban la energía solar. Ésta se captaba y acumulaba por tubos y placas colectoras fabricadas con óxido cuproso y selenio.

Después de la Segunda Guerra Mundial, en 1954 Chapin, Pearson y Prince, investigadores de Estados Unidos, lograron desarrollar una celda fotovoltaica con silicio. Esta celda tenía una gran capacidad para captar energía solar y transformarla en electricidad, esto permitió a la industria energética creer posible suministrar energía eléctrica a hogares e inmuebles al aprovechar la energía del sol por medio de estos elementos.

¡Eléctrico ochentero!

En los años ochenta, la tecnología solar había avanzado lo suficiente como para ser utilizada cotidianamente como una forma auxiliar de alimentación de energía eléctrica. Muchos dispositivos digitales de poca potencia ya contaban con un sistema auxiliar de alimentación de celdas fotovoltaicas. ¿Te acuerdas de tu calculadora solar?

En la década de los 90, naciones desarrolladas como Japón y Alemania diseñaron, perfeccionaron y fabricaron las celdas solares que conocemos actualmente. Incluso en esos años ya se podía tener proveer a una casa completa de energía solar con celdas.

Sin la ley del efecto fotoeléctrico, por la que Albert Einstein recibió el Premio Nobel en 1921, no habrían sido posibles los aparatos que transforman la luz en electricidad, como los paneles solares. 

La utilización más evidente del efecto fotoeléctrico sean las placas solares. Se trata de recoger de la forma más eficiente posible todos los fotones que le llegan a un material para convertirlos en corriente eléctrica. Así de simple. Utilizar el principio descrito por Einstein de la forma más pura posible. Luz generando electricidad.

La genialidad del físico alemán nos brindó dos formas de obtener energía: las centrales nucleares y las placas solares. El tiempo y la demagogia política han hecho que se hayan convertido en estandarte antitético. Los verdes contra los malos. Una banalidad simplista que no hace honor a su trascendencia.

La utilización más evidente del efecto fotoeléctrico sean las placas solares. Se trata de recoger de la forma más eficiente posible todos los fotones que le llegan a un material para convertirlos en corriente eléctrica. Así de simple. Utilizar el principio descrito por Einstein de la forma más pura posible luz generando electricidad.

Objetivo

Demostraremos que una casa si  funciona cien por ciento con un sistema de energía solar, pudiendo utilizar todos nuestros aparatos eléctricos y nuestra luz sin depender de ninguna otra fuente para generar nuestra electricidad, teniendo beneficios económicos ya que la inversión inicial se recupera a pronto plazo, y también disminuimos la contaminación de nuestro planeta.

Justificación

En el presente estamos sufriendo por la alta contaminación que tenemos en nuestro planeta por lo que utilizaremos una fuente de energía alternativa, que sea renovable, no contaminante y que genera energía eléctrica, en la que solo se utilice energía solar por medio de un sistema de paneles solares.

Hipótesis

Si logramos hacer que una casa funcione solo con energía solar, entonces  utilizaremos paneles solares para generar  la energía eléctrica que se requiere y de este modo la energía eléctrica generada por los paneles solares carga  las baterías, así es posible satisfacer las necesidades de energía eléctrica que tengan las personas en su hogar y por medio de estos sistemas de energía solar ayudamos a disminuir la contaminación.

Método (materiales y procedimiento)

1.- Ocuparemos 1 panel  de 10 watts

2.-Un controlador de carga de 10 amperes de 12 volts

3.-Una batería de plomo acido de 12 volts

4.-Un inversor de corriente de 12 volts a 200 watts de potencia

Este es un método experimental, emplearemos 1 panel solar de 10 watts, colocándolos sobre una estructura de madera y anclados en  el techo de la casa.

La carga eléctrica que se genera por los paneles solares va a ser administrada por un controlador de carga solar de 10 Amperes, el cual enviara toda la corriente eléctrica generada a una batería de plomo de 12 volts, la cual estará colocada fuera de la casa, pues al ser de plomo ácido, no debe estar cerca de las personas porque genera vapor de ácido sulfúrico.

A su vez la batería alimenta a un inversor de corriente y este último convierte la corriente directa a corriente alterna como la que nos provee la CFE.

 

Galería Método

Resultados

Los componentes se instalaron en la casa y su funcionamiento fueron sorprendentes, se logró el objetivo de demostrar que si funcionan los sistemas de energía solar sin tener que buscar otras alternativas para satisfacer las necesidades de cada  persona. 

Por medio de estos sistemas de energía solar ayudamos a disminuir la contaminación.

Galería Resultados

Discusión

 

Conclusiones

Si las personas utilizan un sistema de energía solar, por medio de paneles solares en sus casas aparte de ser beneficiadas económicamente, también están ayudando a bajar la alta contaminación de nuestro planeta.

Bibliografía

Sabugo, J. (2016). Einstein descubrió el principio de las placas solares y las cámaras digitales. 2022, de Ayuda a las Víctimas del 11-M Sitio web: 

https://www.libertaddigital.com/ciencia-tecnologia/ciencia/2016-03-15/einstein-descubrio-el-principio-de-las-placas-solares-y-las-camaras-digitales-1276569817/

 

Maurer, C. (2021). Diplomado en Energía Solar para Generar Electricidad. 2022, de vLex Sitio web: https://institutomaurer.com.mx/

 

Zunne Energía Inteligente, 2021.. (2021). Paneles solares para casa | Todo lo que debes saber. 2022, de Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica Sitio web: 

https://zunne.mx/paneles-solares-para-casa-mexico/

 

Suncore6Jr. (2018). ¿De dónde vienen los paneles solares?. 2022, de ASOLMEX Sitio web:

 https://suncore.com.mx/

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography