Bienvenido(a) a Crisis Energética, Anonymous Domingo, 28 Abril 2024 @ 10:13 CEST

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Lentes gigantes para generar altas temperaturas

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telecomunista

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Gracias Petro por la gráfica y las explicaciones. Ahora todo me cuadra.

Veo que la tensión en circuito abierto y zona de máxima potencia apenas cambia con la intensidad de luz. Sin embargo la corriente en circuito cerrado si cambia aproximadamente en el mismo porcentaje que la intensidad de luz y la potencia máxima posible.

Otra manera de obtener la curva podría ser usando una resistencia variable y tomando los valores de V e I que van saliendo.

¿Proporcionan los fabricantes estas gráficas con sus células?

Haber si consigo una célula que de de 5 a 7 voltios para poder alimentar fácilmente a aparatos como PDAs, mp3, cargadores... Aunque también podría comprar varias de menos tensión como las de tiendaelectron y soldarlas en serie.



Sólo una economía priorizada podrá amortiguar el golpe y crear un sistema sostenible.

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wind

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Normalmente los fabricantes no te darán esta grafica, auqnue es muy parecida en todas las celulas de tipo cristalino.

una solucion para medir la potencia que logras concentrar es pillarte la celula calibrada que venden en el Elecktron ese, yo la tengo, y biene con los valores que da a diferentes irradiaciones, el comportamiento de la corriente en cortos periodos de tiempo es practicamente lineal ,luego empieza a influir la temperatura si mantienes mas tiempo, maximo cuando la celula va cerrada dentro de un encapsulado que parece un minipanel termico:-).


Podrias poner una resistencia de unos 0,1h conectada como carga a esta celula (que da unos 0,5vcc, o sea es una sola celula), y monitorizar la tensión que tiene y por ley de ohm te sale la corriente, a partir de aqui puedes calcular mas o menos la potencia (radiación)que tienes.

No utilizes un multimetro puesto en posición de mesurar intensidad como carga de la celula, ya que su resistencia interna es alta, y la baja tensión que genera la celula no logra vencerla, con lo que da lecturas muy falsas (experimentado).

Necessitaras unas 18 celulas en serie para obtener los voltios necessarios para estos aparatos, cada celula da unos 0,5Vcc, pero tienes que tener en cuenta que la calor provoca perdida de tensión con lo que tienes que ir algo sobrado de tensión.

saludos


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jarp

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Con esa Fresnel y la 2ª célula fotovoltaica que mostré se podría concentrar hasta X30. Petro, ¿qué rendimiento da tu programa para 30 soles en monocristalino (y ya de paso en policristalino)?

Solía habría que pensar en cómo disipar el calor rápidamente. Aparate de los sistemas de disipación mediante una chapa posterior, se me ocurre la disipación delantera mediante un chorro de aire sobre la célula. Esta corriente de aire podría provocarse mediante un sistema de chimenea, el cual funcionara pasivamente mediante el calor solar (si os interesa lo decis y os lo explico).

También podría utilizarse un vidrio delante de la lente Fresnel para filtrar el infrarrojo y el ultravioleta, con lo que quitamos más de la mitad de la energía calorifica del sol. El vidrio tiene la propiedad de dejar pasar solo el espectro visible, teniendo su pico máximo en el verde (de ahí que el color de este cuando se mira sus cantos es verde), coincidiendo este (según se comentó en otro mensaje) con el máximo de conversión de las células fotovoltaicas. Además, creo que los paneles que venden también traen un vidrio de protección sobre las células, protección que también nos servirá a nosotros, facilitando el mantenimiento del panel.



¿Les habéis dicho a vuestros hijos que les estamos robando el futuro?
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mockba

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Telecomunista, no sé si ya tienes esta página, talvés no sea exactamente lo que buscas, pero es una fresnel. con este diseño incluso podrías usar las celdas fotovoltáicas colocándolas de cara a la refrexión. Me parece un buen diseño. Vienen hasta algunos planos con medidas para que lo construyas tu mismo.

Fresnel Solar Cooker Design

Saludos...



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petro

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Quote by jarp: Con esa Fresnel y la 2ª célula fotovoltaica que mostré se podría concentrar hasta X30. Petro, ¿qué rendimiento da tu programa para 30 soles en monocristalino (y ya de paso en policristalino)?


Ya comente que las graficas solo daban hasta 5000 w/m2, cinco soles, o concentracion x5 en condiciones optimas de 1000 w/m2. (900 de radiacion directa + 100 de radiacion difusa, como la difusa no se puede concentrar se necesitaria una concentracion mayor de x5)


Lo ideal seria que las graficas fueses rectas (lineales) y que aumentando la radiacion x veces, se incrementara la potencia tambien x veces. Pero eso no ocurre asi. Por ejemplo para modulos de monocristalino si aumentamos 5 veces la radiacion (5000 w /m2), solo aumentamos 3.5-4 veces la potencia.

En policristalino es peor. Se llega a un maximo, sobre los 3000 w/m2 y luego la potencia DECRECE con la radiacion.

Hay que tener en cuenta que al aumentar la radiacion aumenta la temperatura de la celula y se pierde rendimiento.

Para unas SANYO de monocristalino el coef. es el 3% de perdida cada 10ºC

Para unas Photowatt de policristalino el coef. es del 4.5% cada 10ºC.

Es de suponer que las graficas se hacen con un espectro completo, por lo que la falta de linealidad en gran parte se debe al incremento de la temperatura de la celula.

Si se le quita el infrarrojo y el ultravioleta, los resultados pueden ser mejores de lo que dan las graficas.

Tambien hay que tener en cuenta que lo normal es que la radiacion directa sea de unos 600-700 w/m2, por lo que para llegar a 5000 w/m2 habria que concentrar por 8 aprox.

No creo que sea prudente concentrar mas, se podrian fundir los conductores por la mayor intensidad y por la temperatura.

En cualquier caso, todo lo que sea refrigerar es bienvenido, por el rendimiento, y por los conductores (que se pueden fundir)

Como las celulas necesariamente tendran que estar separadas (por la geometria de la concentracion) se podrian "pegar" sobre una chapa de aluminio (que estaria como a la sombra en las partes donde no esten las celulas), y esto podria ser suficiente para refrigerar.
Entre las lentes y la chapa se formaria como un conducto, que haria efecto chimenea produciendose una corriente de aire de abajo a arriba.

Saludos

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jarp

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Gracias Petro por los datos. Esto si que os va a gustar:



http://www.greenandgoldenergy.com.au

Esta empresa fabrica y vende lo que nosotros estábamos inventando. En la web hay fotografías y videos de este aparato y de otro invento similar: SunBall.

En la siguiente imágen pueden verse las células dentro de la caja que utilizan el fondo de esta para disipar el calor:


Utilizan "triple junction solar cells" que tienen más del 30% de rendiminiento, las cuales quizás sean caras (10$ por cm2), pero con este sistema son rentables (además de la bajada de precios que tendrá en un futuro). Estas células soportan bien las altas temperaturas y la caja de aluminio les sirve de disipador de calor. Echadle un vistazo a las FAQ del web para más información.


No es por menospreciar, pero creo que esto deja al Stirling en la cuneta. Casi el mismo rendimiento y con muy poco coste y mantenimiento. ¿Qué opinais?



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petro

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Lo mismo, pero a lo bestia...tambien con lentes de Fresnel y triple juntion.

Esto lo hace Amonix.

Parece ser que si, que reducen los costes a la mitad...pero seguro que a estas tecnologias no podra acceder cualquiera...

Primero por las celulas, que las venderan solo a quien les interese.

Y segundo por el seguimiento, que tiene que ser muy preciso ya que se esta concentrando 500 veces. Seguro que tiene que hacerse con ordenador (no con sensores, que es muy sencillo), y la estructura del seguidor tendra que ser muy rigida y resistente, porque si no el viento los moveria y se perderia el enfoque.

Creo que las celulas normales se pueden utilizar con concentraciones bajas, y reducir los costes en una proporcion igual o superior, y sin tanta tecnologia...

Saludos

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PPP

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Petro:

La patente de Amonix ha sido adquirida por una empresa española llamada Guascor Fotón, que opera en Ortuella (Bilbao).

Los costes por KW de potencia o por KWh producido no se reducen a la mitad, ni mucho menos.

Efectivamente, hay un límite en la producción de células para los pedidos que tienen. Les pasa a casi todos en el mercado estos días.

Existen dos versiones en Guascor: la antigua, con concentración a doscientos y pico soles y la más moderna, a 400 soles.
Utilizan unas 200 veces menos silicio, pero los costes de la infraestructura son mayores; por eso el precio no es la mitad, sino sólo muy ligeramente mejor que las tecnologías convencionales.

El seguimiento se hace con un ordenador que lleva un reloj llamado sideral, que tiene en memoria la eclíptica y sigue con precisión menor a un grado la perpendicularidad del panel a los rayos del sol. Si no, la concentración es crítica y pasaría a cero vatios. De todas formas, el ajuste fino lo hace un sensor con varias células, metido en un cilindro. El reloj es para cuando hay nubes, eclipses o cuando hay que buscar el amanecer de cada día.

La temperatura máxima de la célula son 60ºC y eso es fundamental, porque si sube algo más, hay que ventilar de forma forzada. En Amonix/Guascor, la cconcentración es crítica, pero se ventila siemrpe con aire natural, por efecto Venturi. Sería demasiado arriesgado ventilar con aiure forzado. Exigiría una electrónica que si falla puede cargarse las células en un santiamén.

Esto es vital para estos sistemas. En la Escuela de teleco de Madrid se está investigando con 1000 soles, pero me parece que se les ha achicharrado alguna ya. Veremos que sale de ello y me parece uqe buscan otro tipo de células, no tan probadas hoy día, para el aguante.

Saludos

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jprebo

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Quote by PPP:

Esto es vital para estos sistemas. En la Escuela de teleco de Madrid se está investigando con 1000 soles, pero me parece que se les ha achicharrado alguna ya. Veremos que sale de ello y me parece uqe buscan otro tipo de células, no tan probadas hoy día, para el aguante.

Saludos


Hablando de refrigerar, en un curso de la empresa impartido por una señorita ingeriera, le pregunté si ella sabría como colocar una bolsa de plástico nromal, de esas transparentes y finas, sobre y en contacto directo de las brasas de una hoguera sin que el plastico se llegase a no solo a quemar, si no que ni siquiera se arrugase, sorprendida dijo que no, que lo veía como un imposible, la respuesta tambien le sorprendió gratamente afirmando que jamas te acuestas sin saber una cosa mas.

¿Sabeis o imaginais como?, la respuesta dentro de un rato, a ver si acertais.

(No creo que esté patentado, jejeje, por si a alguien le interesa)

creo que sería facil aplicarlo al tema de la concentración de 1000 soles, otra cosa es que conlleve riesgos.











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petro

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A mi solo se me ocurre llenar la bolsa de agua, pero no se si funcionaria...

Pongo aqui otra vez, uno de mis inventos de TBO para concentrar :

MAS SOBRE CONCENTRACION PARA SOLAR FOTOVOLTAICA.

Dicen que la concentracion es el futuro de la fotovoltaica...para aprovechar mejor el silicio.
Se utilizan celulas de rendimientos del orden del 29%, que son muy caras, pero si les metes mucha radiaccion consevando ese rendimiento, merece la pena.
El problema es que los sistemas de concentracion tambien cuestan dinero.

El "invento" se fundamenta en el fenomeno de reflexion total.
Este fenomeno se puede observar por ejemplo debajo del agua: mirando hacia arriba debajo del agua se ve como un espejo a partir de cierto angulo con respecto a la perpendicular.
Se produce cuando la luz pasa de un medio con un indice de refraccion alto a otro de indice bajo, por ejemplo agua-aire.

Imaginaros un cono de plastico transparente (que tenga un indice de refraccion igual que el del agua aunque no es imprescindible)

Se llena el cono con agua totalmente y se tapa la base tambien con plastico transparente.
Si se enfoca el eje del cono al sol la luz que ha atravesado el agua cuando "toque" la pared del cono se reflejara como en un espejo perfecto.
Si en lugar de un cono, ponemos un troco de cono, con unos sencillos calculos geometricos se consigue hacer un concentrador. La relacion de concentracion es la relacion entre el area de la base grande del tronco de cono y la de la pequeña.

Logicamente la celula se pondria en la base pequeña.

Creo que esta es la forma mas economica para hacer un concentrador para fotovotaica, y ademas capta gran cantidad de luz difusa. Ademas el agua sirve de refrigerante de la celula.
Creo que esto o algo parecido se ha patentado recientemente.

Un dibujito explicativo...





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jprebo

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Quote by petro: A mi solo se me ocurre llenar la bolsa de agua, pero no se si funcionaria...


Has hacertado de pleno, premio para el caballero.

El plastico es un pesimo conductor térmico, pero al ser extremadamente fino, el calor que le proporciona las brasas, es rápidamente absorbido por el agua, de forma que puedes poner una bolsa con agua dentro y hacerte un café colocandolo directamente sobre las brasas.

¿No se podría hacer algo parecido con las placas de silicio?, son muy finas y podría colocarse algún sistema de refrigeración forzada o por efecto termosifón tanto por delante como por detras y transportar el calor producido hasta otro punto donde disiparlo.









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petro

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Quote by PPP: Petro:

La patente de Amonix ha sido adquirida por una empresa española llamada Guascor Fotón, que opera en Ortuella (Bilbao).

Los costes por KW de potencia o por KWh producido no se reducen a la mitad, ni mucho menos.

Efectivamente, hay un límite en la producción de células para los pedidos que tienen. Les pasa a casi todos en el mercado estos días.

Existen dos versiones en Guascor: la antigua, con concentración a doscientos y pico soles y la más moderna, a 400 soles.
Utilizan unas 200 veces menos silicio, pero los costes de la infraestructura son mayores; por eso el precio no es la mitad, sino sólo muy ligeramente mejor que las tecnologías convencionales.



Si yo lo decia por lo que ponia en el enlace de jarp

Cost ~ US$1.25 million (US$2.50 / Watt) installed plus packing, shipping, duties, taxes, land, etc
(para una instalacion de 500 kw, que aqui puede costar los 3.5 millones de $ con fotovoltaica "normal")
Y lo que dicen que vale el cm2 de celula: 100 $ para concentrar por 500. (no se que le echaran a la celula para que valga tanto, aparte de cuento...)

Supongo que las patentes y el cuento que le echen sera lo que encarezca mas.

Saludos

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jprebo

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Petro, eso pero con reflectante, se usa para cocinar con el sol.



La siguiente, está hecha con un parasól de coche (2Euros)











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Teploysila

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Hola, compañeros!
Para mis stirlings el tipo de concentrador solar descrito por mockba voy a utilizar. El bulbo caliente será un intercanbiador universal, que me permitiera compaginar la energía solar con la de caldera de combustiible convencional.
Y gracias a jarp por presentar una pagina muy interesante de concentradores solares.

A jprebo: sobre la bolsa de plastico , colocada sobre las brasas de una hoguera, para que no se arrugue, ni se queme, hay que llenarla con agua.

El sistema de AMONIX es fotovoltaica? No sabía que GUASCOR tiene grupo diferente a fabricación de grupos electrogenos, ubicado en Zumaia.


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mockba

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Por Jarp:
No es por menospreciar, pero creo que esto deja al Stirling en la cuneta. Casi el mismo rendimiento y con muy poco coste y mantenimiento. ¿Qué opinais?

Jarp, hay un detalle muy importante que se debe tomar en cuenta antes de decir si un método para producir energía es mejor que otro, los materiales, sólo unos cuantos tienen la capacidad de producir el material primario para la construcción de este tipo de dispositivos y para mi esa es una gran desventaja. Pienso que no podemos dejar de ver el Stirling como una posibilidad en el momento en que los materiales que se requieren para su construcción son más baratos, más comunes y de más fácil acceso que los de una célula de silicio dopado y con ciertas caracteríticas. En cuanto a la concentración solar, la ventaja que veo en el uso de motores Stirling es que podemos manejar la concentración solar térmica deseada con el sólo hecho de aplicar los cálcuos adecuados, en otras palabras, no tenemos que preocuparnos en mayor medida del exceso de calor acumulado en el material, sino al contrario, podemos almacenar energía solar térmica excedente en forma de calor utilizando "agua salada" u otros materiales adecuados para este propósito con el fín de seguir funcionando durante las horas de ausencia de sol.

Con las células fotovoltáicas, es necesario utilizar baterías para almacenar los excedentes de energía colectada que son caras, de vida relativamente corta en muchas ocasiones y lo más importante para mí; es mucho más fácil diseñar, calcular y construir un colector solar térmico que una batería y no es necesario usar materiales dificiles de conseguir.

Teploysila, al tener tú experiencias reales en la construcción de motores Stirling, ¿Crees que sea una buena idea construir un bulbo caliente alargado como el que describo?, es decir, ¿Crees que si se calcula adecuadamente funcione?. A pesar de todo, el mantenimiento que habría que darle a un motor stirling podría ser mayor que el que habría que darle a las células descritas anteriormente, pero de ningún modo podemos ver estos como algo malo. Todo tiene su "pro y su contra". A propósito, he estado pensando en incrustar el bulbo alaragado dentro de un tubo de mayor diámetro lleno de agua o algun material que pueda almacenar el calor durante las horas de falta de sol.

Una aldea que se mueve a base de energía solar ¡enlace erróneo!.


Saludos...



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PPP

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Petro dijo:

Pongo aqui otra vez, uno de mis inventos de TBO para concentrar :

MAS SOBRE CONCENTRACION PARA SOLAR FOTOVOLTAICA.

Dicen que la concentracion es el futuro de la fotovoltaica...para aprovechar mejor el silicio.
Se utilizan celulas de rendimientos del orden del 29%, que son muy caras, pero si les metes mucha radiaccion consevando ese rendimiento, merece la pena.
El problema es que los sistemas de concentracion tambien cuestan dinero.

El "invento" se fundamenta en el fenomeno de reflexion total.
Este fenomeno se puede observar por ejemplo debajo del agua: mirando hacia arriba debajo del agua se ve como un espejo a partir de cierto angulo con respecto a la perpendicular.
Se produce cuando la luz pasa de un medio con un indice de refraccion alto a otro de indice bajo, por ejemplo agua-aire.

Imaginaros un cono de plastico transparente (que tenga un indice de refraccion igual que el del agua aunque no es imprescindible)

Se llena el cono con agua totalmente y se tapa la base tambien con plastico transparente.
Si se enfoca el eje del cono al sol la luz que ha atravesado el agua cuando "toque" la pared del cono se reflejara como en un espejo perfecto.
Si en lugar de un cono, ponemos un troco de cono, con unos sencillos calculos geometricos se consigue hacer un concentrador. La relacion de concentracion es la relacion entre el area de la base grande del tronco de cono y la de la pequeña.

Logicamente la celula se pondria en la base pequeña.

Creo que esta es la forma mas economica para hacer un concentrador para fotovotaica, y ademas capta gran cantidad de luz difusa. Ademas el agua sirve de refrigerante de la celula.
Creo que esto o algo parecido se ha patentado recientemente.


No es un invento del TBO, Petro. El sistema lo utiliza precisamente Amonix/Guascor. La precisión de orientación exigida (paneles perpendiculares a los rayos del sol con bastante menos de un grado de tolerancia, hace que hayan incluido en el fondo y sobre la célula que es de muy alto rendimiento (al tener 200 veces menos silicio para la misma producción energética, se pueden permitir instalar células de muy alto rendimiento y buenas especificaciones térmicas)

Así, la lente de Fresnel concentra con una cierta precisión, pero sobre un tronco de pirámide hueco e invertido sobre cada célula, cuyo cuadrado menor está sobre la célula y el mayor hace de embudo solar. El interior es de aluminio pulido como un espejo y esto permite al sistema tener algo más de tolerancia en la orientación.

Casi todo está descubierto, pero la sensación es de que estamos tocando el trigémino a los rendimientos y llegando a los límites de la física en este campo y con los sistemas conocidos (puede que en Lourdes, en Fátima o en algún laboratorio estadounidense tengan alguna pócima celular milagrosa).

Luque dijo hace varios meses en una conferencia en el CSIC en Madrid que él no esperaba rendimientos mucho mejores que los actuales. Puso los límites en el veintitantos por ciento. Y Luque de esto sabe. Por otro lado, las técnicas en las que estáis embarcados en este hilo sobre mejoras de rendimientos con mecánica o ingenios adicionales a las células en si (espejos concentradores, etc. etc.), están todas exploradas y lo que ganan por el lado del rendimiento, como es lógico, lo pierden casi todo por el lado de la complejidad y del uso de partes móviles, siempre complejas y caras (incluso energéticamente ) de mantener. En mi pueblo decían a esto "comido por servido".

Mientras habamos de galgos y podencos, seguimos teniendo, en el país-paraiso de la fotovoltaica, el cuarto país del mundo en producción de sistemas solares fotovoltaicos y cuarto en potencia instalada, a un ritmo de instalación de apenas 150 MWp año. Y el consumo fósil disparado en órdenes de magnitud miles de veces superiores a este ritmo de campeón fotovoltaico. Una verdadera porquería.

Saludos

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petro

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Si PPP...a estas alturas no voy a descubrir el Mediterraneo...

Tu te refieres a algo como esto, que, como has dicho, utiliza una superficie reflectante (aluminio pulido segun tu, o un plastico aluminizado segun lo que dice el enlace que pongo).

Lo que yo propongo es una pequeña variacion: no tiene espejo, la reflexion se produce por reflexion total por un cambio del indice de refraccion, de un medio de un indice alto a otro con un indice mas bajo (agua-aire).
La idea es ahorrar costes, o hacer las cosas mas sencillas, que es de lo que se ocupa la tecnologia bien entendida.

Para que jugueis un poco, aqui hay un enlace interactivo y muy educativo y que explica este fenomeno.

aquí (marcar en "user defined ratio", y poner 0.7 por ejemplo, y a partir de un cierto angulo se produce reflexion total)

Saludos

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jarp

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Me encanta ver hilos tan desarrolladores como este.

CONCLUSIONES:

1. Como dice Petro, podríamos desarrollar la concentración sobre células fotovoltaicas tradicionales, ya que quizas las ventajas globales sean similares o mejores que utilizando "triple juntion" con cientos de concentraciones, al fin y al cabo el sol siempre va a emitir unos 800 W/m2, por lo que la única ventaja de las triple juntion es que tienen un 35% de rendimiento frente al 18% de las monocristalinas, necesitándose la mitad de superficie de panel para obtener la misma energía eléctrica. La concentración con células tradicionales sería mucho más barata, el calentamiento sería menor por ser las células más grandes y la concentración relativamente baja, y no requerirían seguidores tan precisos. Creo que estas ventajas económicas compensan el inconveniente de necesitar el doble de espacio de paneles que las triple juntion.

2. Las células fotovoltaicas NO se calientan en exceso. Tanto por lo que se ha dicho de Guascor (la temperatura máx. de las células triple juntion es 60ºC y se refrigeran pasivamente en concentraciones x400) tanto por mi experiencia personal con termoelectricidad (efecto Seebeck):

- Experimenté concentrando el sol x7 mediante espejos sobre una célula Peltier de 6 x 6 cm negra y con un grosor de 3 mm, a la cual coloqué un cristal por delante a 2,5 cm formando una cámara hermética para producir efecto invernadero y concentrar más calor. En la parte posterior coloqué un disipador de Pentium de 5 x 5 cm (más pequeño que la célula) con silicona termica y no utilicé ventilación forzada. Cuando lo exponía al sol de mediodía de junio en Cádiz, la temperatura de la cara delantera nunca subia más de 20ºC sobre la temperatura ambiente, siendo la temperatura de la cara posterior (pegada al disipador) 5ºC menos. La diferencia entre ambas caras de 5ºC es insignificante para producir electricidad mediante efecto Seebeck, además de calcular que el rendimiento del conjunto era inferior al 2% (lo cual me hizo interesarme por la fotovoltaica concentrada, aprovechando el hecho del bajo calentamiento que se producía).

20ºC máximo sobre la ambiental y usando efecto invernadero ¿cuál sería la T sin efecto invernadero? La verdad es que no lo probé, pero creo que se reduciría al menos 1/3.

De mi experiencia se deduce que el poder calorifico a concentraciones de, por ejemplo, 30 soles es relativamente bajo y fácil de disipar. Pensemos que una Fresnel de 40 x 40 cm recoje 128 W de radiación (a 800 W/m2), de los cuales una parte se refleja y otra se absorve por la lente. Suponiendo que llegaran 100 W de radiación a la célula, un 18% se convertiría en electricidad y otra parte se reflejaría en esta perdiéndose, por lo que supongo que nos quedan menos de 70 W para producir calor, lo cual no sería dificil de disipar.

Estos cálculos son supuestos y utilizando siempre valores sobre elevados, por lo que creo que la energía que se convierte en calor aún es menor. Además, si colocamos un vidrio con x grosor delante de la Fresnel, este absorverá el infrarrojo y el ultravioleta, llegando menos de la mitad de energía a la célula, con lo que estos 70 W podrían ser menos de 30 W de calor (algo casi insignificante).

3. La idea de Petro del troncocónico lleno de agua para concentrar me gusta. Además, este agua podría filtrar el infrarrojo y el UV, haciendo llegar menos calor a la célula, y también podría enfriar a la célula (podría interponerse un plástico transparente fino entre ambos, como la idea de las brasas).

Petro, ¿puedes decirnos la absorción del agua sobre el infrarrojo y demás espectros? gracias.



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telecomunista

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Jarp. El sistema de greenandgoldenenergy me parece muy interesante y bastante económico. estaría bien saber si la duración de las células solares se ve afectada.

Me gusta también por que el sistema tiene una escala razonable. No como los bichos de AMONIX. Así no me extraña que los costes sean más elevados.
Por su peso la base y el soporte se podrían haber hecho perfectamente de madera, cuyo coste ENERGÉTICO es muy inferior al de los metales ,sin duda.

Para saber cuanta mejora de TRE se puede conseguir con estos sistemas de concentración habría que hacer un estudio serio. Muchas veces se dice aquí que se debe pensar en términos energéticos más que económicos pero luego lo olvidamos.

Si lo que es tan costoso energéticamente son las placas me parece intuitivo que con estos sistemas se logra mejorar la TRE bastante (repito que no se si la duración de las células se ve afectada). Para conseguir 1 Kg de Acrílico para las Fresnel se necesitan 2 Kg de petroleo (según wikipedia). Ahora la cuestión es saber cuantos kilos de petroleo se necesitan para hacer 1 Kg de células fotovoltaicas.

Otra ventaja es que el panel de Fresnels se podría usar también para cocinar sin mas que hacerle otro habitáculo con una tubería que vaya recorriendo los focos y los concentre en una olla a presión. Es decir un sistema híbrido térmico-fotovoltaico pero no a la vez.

Yo no creo que las renovables permitan que se siga como hasta ahora, ni mucho menos. Pero si que ayudarán mucho si las desarrollamos adecuadamente , de manera distribuida, versatil y a escalas humanas (no bichos tremendos como los de Amonix).

Imaginemos que ya pasó el cenit...
Hemos sido razonables y conseguimos mentalizarnos de que las ciudades serian nuestra tumba...
La sociedad entera se ha coordinado para regresar a la vida rural , inclusive repartos de tierras al estilo de Bolivia.
Gracias al desarrollo de tecnologías como la que nos ocupa se pudo mantener una cierta calidad de vida y productividad ya que nos han permitido aprovechar grandes cantidades de energía térmica y algo de electricidad sostenible per secula seculorum.

Quizás he sido optimista, pero esta es mi vision buena del futuro.



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jprebo

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telecomunista:
Para conseguir 1 Kg de Acrílico para las Fresnel se necesitan 2 Kg de petroleo (según wikipedia). Ahora la cuestión es saber cuantos kilos de petroleo se necesitan para hacer 1 Kg de células fotovoltaicas.


Creo que aquí no importa demasiado el peso, si no la superficie de captación solar, por lo que un kilo de acrilico podrá tener una superficie muy reducida frente a un kilo de monocristalino. (Esto ha sido solo una observación, nada malintencionada :-))

Frente al rendimiento de las FV, se habla de que son yá normales las de rendimiento del 18 %, me pregunto, ¿no son de mucho mas rendimiento los motores stirling para generar energía electrica a misma superficie de captación?.









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mockba

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Por Telecomunista:
Para conseguir 1 Kg de Acrílico para las Fresnel se necesitan 2 Kg de petroleo (según wikipedia). Ahora la cuestión es saber cuantos kilos de petroleo se necesitan para hacer 1 Kg de células fotovoltaicas.


Esto es una de las cosas a las que me refiero cuando digo que hay que analizar muy bien las opciones que se tienen actualmente para producir energía, la energía fotovoltáica es una gran maravilla funcional que realmente ha revolucionado muchas mentes, es una verdadera maravilla de la electrónica pero, ¿Cuántos recursos son necesarios para poder producir los semiconductores específicos que son necesarios para la construcción de una celda fotovoltáica?, Además, otra cosa muy importante en la que uno tienen que pensar antes de inclunarse hacia el camino fotovoltáico es que son muy pocos los países que tienen la capacidad tecnológica para producir los semiconductores requeridos para este propósito. Lamentablemente son los mismos países que hoy hacen guerras por petróleo los dueños de esta tecnología, basta con fijarse en las marcas comerciales de los productos fotovoltáicos.

Algo más que hay que considerar es que es muy fácil obtener calor del sol (sobre todo usando lentes fresnel como los que propone telecomunista) y como hemos visto es una gran variedad de cosas las que se puede hacer con esta energía directamente antes de pasar por la electricidad, cosas como; Destilar agua, obtener sales, calentar agua para uso doméstico, desecar materiales y alimentos, cocinar alimentos y entre las cosas que se pued ehacer con el sol directamente es impulasar células fotovoltáicas y motores Striling. Con respecto a esto, pienso que es más factible usar al sol como fuente de calor, que como fuente de luz y por eso menciono que el motor Stirling podría tener una aplicación más realista con respecto al uso de sol como fuente energética.

Además de todo, recordemos que la energía del sol puede ser acumulada en forma de calor aprovechable por muchas horas, incluso días y la luz no se puede acumular. Es mucho más fácil usar y construir acumuladores térmicos eficientes que baterías electro-químicas eficientes. Con los conocimientos generales que cada uno de nosotros tiene y con la cantidad de información con la que disponemos unos de otros hoy aquí en este foro, podríamos diseñar acumuladores temo-solares, más fácil que construir baterías electro-químicas. Además, para usar baterías electro-químicas necesitamos generar electricidad, y para acumular calor, sólo es necesario exponer un dispocitivo al sol, aunque en relalidad existen hoy en día muchas formas de obtener calor.

Saludos...



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Teploysila

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Privet, Mockba, y otros compañeros Hola!
Si, mockva, yo mismo ya hace años pienso utilizar el bulbo alargado dentro de un cilindro parabólico como concentrador de calor solar. Creo , es poco rentable utilizar solo la parte luminaria de la energía solar, creo que hay que aprovechar la totalida de su radiación. Los paneles solares son grandes por su superficie, vulnerables al viento, suciedad, y son materiales caros. Son atractivos por su aparente primitividad: no tienen partes móviles, salvo el mecanismo de guia, si haya.
El problema de acumular cualquir que sea la energia producida durante el tiempo de bajo consumo, siempre presente, no importa la fuente.
Lamento, mockva, que voy de viaje y no puedo ahora estudiar todos los temas recientes.
Volveré dia 15 de septiembre. Estaremos en contacto

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jarp

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Estoy de acuerdo en que hay que aprovechar en lo posible la totalidad del espectro solar, a lo cual, creo que nos acercaremos cada vez más con el tiempo. También simpatizo con la idea de usar la energía directamente o con el mínimo de conversiones, aprovechando el calor solar directamente tanto en la industria (donde tiene una inmensa variedad de aplicaciones) como en el uso doméstico (agua caliente, calefacción, refrigeración por absorción...).

Pero la realidad actual es que todo nuestro mundo está enchufado a la electricidad (electrodomésticos, telecomunicaciones, informática...), y eso no podemos dejar de tenerlo en cuenta. Por ello, defiendo la idea de hogares e industrias con sistemas en sus azoteas que, por un lado aprovechen el calor solar para usarlo directamente y por otro lado conviertan la radiación en electricidad.

Sabemos que los motores stirling tienen un 40% de rendimiento y las células fotovoltaicas un 18% (aunque ya conocemos que hay otras con un 35%), siendo estos rendimientos óptimos y aplicables solo a estos ingenios (no al conjunto total de generación de electricidad). CIÑÉNDONOS A LA REALIDAD y comparando ambos sistemas obtenemos:

Stirling vs Fotovoltaica Concentrada:

1. Para que ambos sistemas sean funcionales o rentables necesitan concentración solar con seguidores.

2. La concentración en fotovoltaica se hace directamente sobre las células mientras que en el stirling se hace sobre conductos que desembocan en el motor, lo cual complica el sistema, aumenta su peso y provoca pérdidas energéticas.

3. Las pérdidas energéticas en fotovoltaica son las de la propia lente de concentración y en el stirling hay que sumarle las pérdidas en los conductos de concentración y en el bloque del propio motor, además de las del generador eléctrico, lo que hace bajar bastante el rendimiento de este último sistema.

4. En fotovoltaica: radiación -> electricidad y en el stirling: radiación -> calor -> mecánica -> electricidad. Estas conversiones provocan en el stirling las pérdidas energéticas que ya comentamos antes, con lo cual el rendimiento total de este se debe acercar mucho al de la fotovoltaica.

5. La vida de los cristales de silicio monocristalinos es prácticamente eterna (a no ser que se rompan por un golpe), ofreciéndose garantias de hasta 40 años por algunos fabricantes. La vida de un motor stirling está limitada por el rozamiento de sus piezas móviles.

6. El peso del motor stirling complica el sistema de seguidores y su consumo.

7. El mantenimiento de las células fotovoltaicas es nulo y el del motor stirling requiere engrases periódicos (grasas derivadas del petroleo). El seguidor del stirling también requiere más mantenimiento pues este sistema es más pesado.

8. Aunque las células fotovoltaicas son caras, el nº de estas es muy bajo usando concentración, lo cual hace más barata esta opción que el motor stirling, que también se hace más caro porque necesita conductos para el concentrador y una estructura y seguidores más robustos para soportar el peso, además de más mantenimiento.

9. El stirling produce ruido y la fotovoltaica es silenciosa.

10. Actualmente cualquiera puede adquirir las células fotovoltaicas que se necesitan en cualquier parte y montar un sistema de estos. En cambio, los motores stirling apropiados (que deberían incorporar el bobinado elécrico) no se fabrican y requeririan construcción artesanal, lo que lo hace imposible para la mayoría de la gente, además de encarecer muchísimo su precio.



Por estas razones sigo manteniendo que es más interesante la fotovoltaica concentrada. Aunque por ahora solo capte una pequeña porción lumínica del espectro solar (lo cual cambiará con el tiempo), en conjunto es más simple y tiene muchas menos pérdidas energéticas que el stirling (y vuelvo a repetir: refiriéndome al conjunto de todo el sistema).

También añado que lo ideal sería aprovechar el calor disipado por la fotovoltaica concentrada, pudiendo ser aprovechado conjuntamente para calentar agua, calefacción, etc., como ya ha apuntado en este hilo antes creo que Petro (corregidme si no es así).



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telecomunista

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Jarp. También hay que tener en cuenta que es mucho más simple y menos costoso almacenar energía en forma de altas temperaturas a partir de un concentrador (de lente, al estar el foco tras ella) que mediante el uso de baterías.
También hay que tener en cuenta que la energía mecánica de un stirling, maquina de vapor, turbina puede ser usada directamente para multitud de importantes aplicaciones.
Sin embargo para la generación de electricidad in situ para aplicaciones en las que sea indispensable creo que la fotovoltaica sigue siendo la mejor opción .
No podemos descartar nada. En unos casos será mejor un método y en otros otro.


Me gustaría que se comentase más lo de la duración de las células de monocristalino. Yo tenia entendido que su vida era de 20 años y por eso no les daba tiempo a generar más energía que la necesaria para su construcción. TRE comprometida. Por el contrario si su duración es muy larga su TRE aumentará linealmente con ella y podrá ser considerado un gran y verdadera fuente de energía.



Sólo una economía priorizada podrá amortiguar el golpe y crear un sistema sostenible.

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mockba

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Talvés tengas razón jarp en muchas cosas acerca de comparar los dos métodos de aprovhechar la energía del sol en esa forma. Pero no lo sé, talvés me estoy precipitando en tratar de justificar el uso de Stirlings para todo.

Aun así hay muchas cosas que no meconvencen de la energía fotovoltáica.

Las celdas fotovoltáicas duran muchos años hasta unos 30 o 40 años, pero los bancos de baterías no pueden decir lo mismo, y las baterías no son baratas. Por la vida de las celdas FV pueden pasar unos buenos billetes en baterías ya que estas duran sólo entre unos 1000 a 1500 ciclos completos en muy buenas condiciones, si vives en un lugar muy cálido y humedo no es tan generoso el tiempo de vida, es decir unos tres años máximo de uso. Lo cual siginifica que usar celdas fotovoltáicas requiere de unas 10 a 12 veces renovar baterías. Los sistemas electrónicos de regulación de voltaje, inversores y de control de carga de baterías también pueden fallar en unos 12 a 18 años, por lo cual como mínimo hay que renovarlo unas 2 veces durante la vida de las celdas FV.

Para aprovechar las FV al máximo es necesario el uso de seguidores solares que mantengan el foco lo mejor posible directo al sol y éstos sí requieren de mantenimiento, se necesita equipo electrónico para guiarlos todo el tiempo y también tiende a fallar (tampoco es eterno), los motores de los seguidores también pueden fallar por el tiempo y el deterioro. El equipo no es barato.

Ahora, la tecnología para desarrollar cada vez más y mejores celdas fotovoltaícas sólo la tienen contados países, de los cuales lleva la delantera EEUU y le sigue Alemania. Ningun país modesto tiene la capacidad tecnológica para producir semiconductores de alta precisión en dopados de silicio haciéndonos una vez más dependientes del poderío de otro país. Yo no veo ninguna ventaja en basar todos los aspectos de nuetsras vida en silicios dopados de los cuales el control lo tienen nuevamente la "élite del petróleo" ya que son verdaderamente los únicos que los producen y desarrollan al igual que la gran mayoría de los electrodomésticos.

Si en verdad la energía FV fuera una opción viable los campos de todo el mundo deberían tener una capacidad productiva tremenda, cada campesino en México tendría su parque fotovoltáico y no terdría problemas de producción de alimentos. No se en España, en Chile, en Argentina, en Brasil... pero si en verdad la FV tuviera posibilidades de colocarse como energía barata ya estuviéramos plagados de silicio. No es nada barato en mi país al menos, creeme, si puediera comprar equipo fotovoltáico lo haría, pero es completamente prohibitivo para el 90% o más de la población en México al menos.



Saludos...



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jarp

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Telecomunista:

Tienes razón en lo del almacenaje de energía. Las baterías son muy caras y habría que encontrar una salida a ese problema.

Como bien dije, estoy de acuerdo en utilizar el calor del sol directamente en todas las aplicaciones posibles. La comparativa que hice es solo teniendo en cuenta la producción de electricidad (siempre habrá que contar con la energía eléctrica).

Hay fabricantes que garantizan más de 30 años a sus paneles fotovoltaicos. La experiencia demuestra que todavía siguen funcionando paneles de los años 60. Creo que lo único que puede limitar la vida de estos son los materiales plásticos que incorporan (estructura, aislantes...), por lo que habría que estudiar su sustitución por otros más duraderos.


mockba:

Gracias por tu detallada explicación. Aunque solo necesito unos cuantos gramos de silicio para un panel con concentración, así que dividiré el kilo del que hablaste entre 100 por ejemplo.

De todas formas, creo que hace falta también mucha energía para crear un motor stirling junto con el generador electrico (bobinas y demás). Piensa que es hierro y cobre que habrá que extraer (algo mucho menos abundante que el silicio) y que fundir. Además, la vida útil de este no creo que sea tan larga como las células fotovoltaicas.

Tienes mucha razón en el almacenamiento energético, por lo que habrá que investigar más sobre ello...



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petro

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No me imagino como podria ser un mundo sin semiconductores...Casi todos los aparatos electricos actualmente tienen semiconductores. Si un dia no disponemos de ellos, no tendremos por que preocuparnos por generar energia electrica, no tendriamos donde emplearla.

Yo creo que en el futuro sera mas dificil conseguir un motor stirling que las celulas fotovoltaicas, igual que pasa ahora...

Y un motor stirling, que se tiene que montar sobre un seguidor ¿para que sirve si no se utiliza para generar electricidad?

PARA NADA !!!

¿Y es facil acumular el calor y luego recuperarlo para producir electricidad?

¿cuanta energia se pierde en ese proceso?

¿Y cuanto vale un sistema que acumule el calor lo suficientemente aislado para que sirva para algo?

Por otro lado, si se quiere almanezar calor, la energia electrica se puede transformar en calor
COMPLETAMENTE con una simple resistencia.

Yo iria al sistema hibrido:

Fotovoltaico con concentracion y con celulas normales, que con una refrigeracion por agua o aceite sirviese para calefacion y agua caliente.

Jarp: lo que me preguntabas de la absorcion de infrarrojo del agua no lo se... pero lo que no va en lagrimas va en suspiros...da igual : al final el calor va a llegar al agua ya que esta en contacto con la celula (o casi)

Saludos

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mockba

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En realidad puede que sea much menos energía, ya que tenia un dato erroneo que no había encontrado... Pues señores hay que ponerse a construir hornos para fundir sílice hasta purificar silicio y después doparlo. Luego vuelvo a poner en analisis corregido... Posiblemente tengan razón acerca de que será mejor usar celdas FV si analizamos los consumos energéticos que conyeva a su fabricación.

Aunque Petro, no sé porqué se empesinan en montar un motor Stirling en un seguidos solar para enfocarlos al sol. Puede haber otras manera de llevar el calor hacia el bublo. No necesariamente se busca electricidad. Puede usarse la energía mecánica en sí para muchas cosas. ¿Para que usamos la energía eléctrica?, para mover motores y mover calor de un lado a otro en su gran mayoría y si no me crees saca cuentas, te invito... ¿Qué porcentaje de la electricidad que consumimos a nivel mundial se usa en motores eléctricos para aire acondicionado, ventiladore, bombeo de agua, refrigeración?, a nivel industrial, ¿Acaso no se usan motores (energía mecánica)?, pero lo diré de nuevo como lo dice Petro sin decirlo así (La energía mecánica, no sirve ¡¡PARA NADA!!, si no es para generar electricidad). Y mucho menos el calor, si se acumula, ¿sólo sirve para generar electricdad? o tampoco sirve para nada el calor, si no se usa para eso.

No me convencen mucho los semiconductores, porque son unos cuantos en algunos países los que tienen el control de la producción de silicio especial para la fabricación de celdas fotovoltáicas. Pero talvés no sea tan dificil obtener información y herramientas suficientes para fabricarlo en cualquier lado. No me cierro, analizaré más afondo, podrían tener razón. Me interesa en dado caso para el tema, saber si es posible impulsar la fabricación de celdas FV alimentada por energía FV.

Una aclaración, el silicio es un elemento de los mas abundantes en la tierra, pero hay que extraerlo, pero el veradero problema es que hay que dorparlo. ¿Alguien sabe cómo?, busquemos fabricación casera de celdas FV.

Saludos...



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mockba

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El punto de fusión del silicio es de 1687°K con un calor específico de 700 J/kg·°K (19.789 J/(mol·K) ), una vez llegando a los 1687°K hay que enfrentarse al consumo energético que representa el cambio de fase con una entalpía de fusión de 50.55 kJ/mol teniendo una masa molecular 28.0855 g/mol; entonces:

Partiendo de una temperatura de 297.16°K ambiente podemos calcular qué:

1687°K - 297.16°K = (1389.84°K)(700 J/kg°K) = 972.888 kJ/kg Para alcanzar 1687°K por kilo.
Luego; (1000g)/(28.0855 g/mol)= 35.60 mol Con una entalpía de fusión de 50.55 kJ/mol tenemos (50.55 kJ/mol).(35.60 mol) = 1799.86 kJ/kg.
Después hay que subir la temperatura del silicio fundido hasta 2173.16°K para mantener condiciones industriales de purificación a 99%, lo cual dá:

2173.16°K - 1687°K = (486.16°K)·(700 J/kg·°K) = 340.312 kJ/kg

En total para fundir 1 kg de Silicio y alcanzar las temperaturas necesarias para su purificación hay que consumir en condiciones ideales, sin contar pérdidas térmicas y el calentamiento extra de altas concentraciones de impuresas:

972.888 kJ/kg + 1799.86 kJ/kg + 340.312 kJ/kg = 3.113 MJ/kg

A este consumo energético hay que sumarle por el proceso de dopado:

1423.16°K - 297.16°K = (1126°K)·(700 J/kg°K) = 788.2 kJ/kg + 3.113 MJ/kg = 3.9012 MJ/kg

Se utilizan hornos de arco eléctrico que consumen la potencia entre unos 5 a 10 segundos... por lo tanto se necesitarían;

[(3.9012 MJ/kg)/(800 w/m² x 0.18)] = (27.092 m²)/(5 segundos) = 5418.41 m² de celdas fotovoltáicas para purificar y dopar 1 kg para celdas FV funcionando óptimas a una radiación solar de 800 w/m².

Espero no haberme equivacado en algun dato o unidad... ¿Cuánto costaría esta superficie de celdas fotovoltáicas con todo y segidores solares para producir celdas fotovoltáicas?

Saludos...



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petro

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Quote by mockba:

Aunque Petro, no sé porqué se empesinan en montar un motor Stirling en un seguidos solar para enfocarlos al sol. Puede haber otras manera de llevar el calor hacia el bublo. No necesariamente se busca electricidad. Puede usarse la energía mecánica en sí para muchas cosas. ¿Para que usamos la energía eléctrica?, para mover motores y mover calor de un lado a otro en su gran mayoría y si no me crees saca cuentas, te invito... ¿Qué porcentaje de la electricidad que consumimos a nivel mundial se usa en motores eléctricos para aire acondicionado, ventiladore, bombeo de agua, refrigeración?, a nivel industrial, ¿Acaso no se usan motores (energía mecánica)?, pero lo diré de nuevo como lo dice Petro sin decirlo así (La energía mecánica, no sirve ¡¡PARA NADA!!, si no es para generar electricidad). Y mucho menos el calor, si se acumula, ¿sólo sirve para generar electricdad? o tampoco sirve para nada el calor, si no se usa para eso.

Saludos...


Lo que queria decir es que es muy dificil aprovechar la energia mecanica directamente de un motor stirling montado en un seguidor.
Y claro que se podra llevar calor a un stirling de otras maneras, se me ocurren muchas... pero este hilo iba de concentrar la luz del sol, y eso necesita enfoque, y como el sol se mueve hace falta un seguidor. Luego puedes montar el stiling en el foco, o llevar el calor del foco a otro sitio donde este el stirling con las correspondientes perdidas...pero lo mas efectivo es montar el stirling en el foco (esto es lo que he visto normalmente).

En cualquier caso, las maquinas que mencionas...

01 ¿seria facil ponerles un motor stirling para que funcionasen?

02 ¿cuantos motores stilirling necesitaria una casa que tuviese una lavadora, un frigorifico, un ventilador, una aspiradora...?

03 ¿no es mas logico aprovechar la electricidad y las maquinas que ya exiten, en lugar de ponerles motores stirling?

04 ¿piensas que las maquinas que utilizas que gastan energia se fabrican en tu pais?

05 ¿de que te sirve que la energia que produzcas la hagas de manera autosuficiente si las maquinas que utilizas proceden de otros paises?

Saludos

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petro

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Quote by mockba: El punto de fusión del silicio es de 1687°K con un calor específico de 700 J/kg·°K (19.789 J/(mol·K) ), una vez llegando a los 1687°K hay que enfrentarse al consumo energético que representa el cambio de fase con una entalpía de fusión de 50.55 kJ/mol teniendo una masa molecular 28.0855 g/mol; entonces:

Partiendo de una temperatura de 297.16°K ambiente podemos calcular qué:

1687°K - 297.16°K = (1389.84°K)(700 J/kg°K) = 972.888 kJ/kg Para alcanzar 1687°K por kilo.
Luego; (1000g)/(28.0855 g/mol)= 35.60 mol Con una entalpía de fusión de 50.55 kJ/mol tenemos (50.55 kJ/mol).(35.60 mol) = 1799.86 kJ/kg.
Después hay que subir la temperatura del silicio fundido hasta 2173.16°K para mantener condiciones industriales de purificación a 99%, lo cual dá:

2173.16°K - 1687°K = (486.16°K)·(700 J/kg·°K) = 340.312 kJ/kg

En total para fundir 1 kg de Silicio y alcanzar las temperaturas necesarias para su purificación hay que consumir en condiciones ideales, sin contar pérdidas térmicas y el calentamiento extra de altas concentraciones de impuresas:

972.888 kJ/kg + 1799.86 kJ/kg + 340.312 kJ/kg = 3.113 MJ/kg

A este consumo energético hay que sumarle por el proceso de dopado:

1423.16°K - 297.16°K = (1126°K)·(700 J/kg°K) = 788.2 kJ/kg + 3.113 MJ/kg = 3.9012 MJ/kg

en condiciones ideales, sin contar la cantidad de veces que hay que repetir el proceso de dopado. Suponiendo que el proceso dura 5 horas (18000 segundos), se necesitaría una potencia sostenida de 48.71 kWh y teniendo en cuenta que las celdas fotovoltáicas pueden obtener hasta un 18% de la energía solar convertida en electricidad útil, tenemos que a una radiación solar de 800 w/m² nos da que necesitamos:

[(48.71 kW)/(800 w/m² x 0.18)] = 338.26 m²

pero no funciona así, se utilizan hornos de arco eléctrico que consumen la potencia entre unos 5 a 10 segundos... por lo tanto se necesitarían;

[(3.9012 MJ/kg)/(800 w/m² x 0.18)] = (27.092 m²)/(5 segundos) = 5418.41 m² de celdas fotovoltáicas para purificar y dopar 1 kg para celdas FV funcionando óptimas a una radiación solar de 800 w/m².

Espero no haberme equivacado en algun dato o unidad... ¿Cuánto costaría esta superficie de celdas fotovoltáicas con todo y segidores solares para producir celdas fotovoltáicas?

Saludos...


Los Kwh son una unidad de energia, no de potencia. Revisa tus calculos.

1 Kwh= 3600 KJ

Saludos

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mockba

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Simplemente me refiero al hecho de que es posible diseñar sistemas de refrigeración basados en motores Stilirng, por ejemplo. En donde yo vivo sobra calor y sol y viento todo el año para casi cualquier sistema de producción de energía (talvés por eso soy tan optimista en muchos temas), por eso es que no me se me hace en lo absoluto dificil pensar que un hospital por ejemplo puediera montar en el techo un motor Stirling de 50 kW (ó muchos pequeños) y con colectores solares mover la máquina para no tener que enfocar en motor al sol para disponer de refrigeración o electricidad para los instrumentos médicos, Pero por el sólo hecho de aporvehcar la energía mecánica para climatizar estaría muy bien, sin pasar por elecrticidad, sobre todo en los días de endemodiado sol que vivimos en mi ciudad. Como subproducto, agua caliente.

La FV tampoco sería tan barata, ¿estas tomando en cuenta el dinero que cuesta adquirir un equipo electrónico de control para procesar 50 kw de FV?

Saludos...



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mockba

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Ups, eso es correspondiente a la parte erronea.... lo siento. Ah y petro, si hablas de energía tienes que habalar exclusivamente de unidades de energía, el concepto de potencia involucra al tiempo. es decir, energía por unidad de tiempo, ¿o no, al menos así es como lo he leido?.



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petro

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Quote by mockba:


La FV tampoco sería tan barata, ¿estas tomando en cuenta el dinero que cuesta adquirir un equipo electrónico de control para procesar 50 kw de FV?

Saludos...


¿Es que piensas que si quieres aprovechar el stirling para generar electricidad a un voltaje y frecuencia determinados, no necesitaras un equipo electronico de control?

¿no crees que seria un sistema dificil de coseguir y que el precio tal vez seria mas caro?

Saludos

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mockba

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50 kW de potencia mecánica para el ejemplo de refrigeración de un hospital no necesitan controles electrónicos complejos, siempre te enfocas en la generación de electricidad. Si se quiere alimentar electricamente un hospital entonces sí, estamos de acuerdo. Pero ahora imagina quieres refrigerar un hospital con celdas FV, necesitas las celdas y el equipo electrónico de control.

Para bombear agua para riego, se necesita potencia mecánica, si se requiere de una potencia de bombeo de 10 kW, ¿cuántas celdas FV se necesitan? y ¿Cuánto tienes que invertir en un equipo electrónico de control?, sin embargo un motor directamente mecánico de 10 kW podría hacer el mismo trabajo. Por eso y otras razones te puedo decir que la energía FV no es barata. Muchos productores del campo en México no podrían financiar energía FV para sus procesos de producción, prefieren seguir usando fósiles.

No digo que no existan ventajas usando FV, pero en definitiva no es lo mejor, porque al igual que muchos otros sistemas para producir energía, tienen aún muchas desventajas.

Saludos...



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jarp

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Mocka, aunque tengas razón hay que ser realista y jugar con lo que hay. No se puede cambiar el mundo en tres días. Actualmente, ahi de todo que funciona con electricidad (bombas, refrigeradores, hornos, ventiladores, motores... ), pero en cambio no hay nada preparado para funcionar con un stirling...

Este es el asunto principal que hace más interesante la FV, unido a los siguientes hechos:

1. Podemos conseguir células FV en cualquier tienda de electrónica, ¿pero stirlings?

2. Se está investigando intensamente en FV, obteniéndose resultados muy positivos que harán que esta sea MUY EFICIENTE en pocos años (superando con creces al stirling). Solo hay que buscar en internet para ver la cantidad de adelantos que hay, como estos módulos flexibles de triple unión: ¡enlace erróneo!

En cambio, sobre stirling no hay apenas investigaciones abiertas.


* Aclaración sobre triple unión:
TECNOLOGÍA TRIPLE UNIÓN
Cada célula se compone de tres uniones semiconductoras montadas una sobre otra. La célula inferior es sensible a la luz roja, la central a la luz verde /amarilla y la superior a la luz azul. Esta posibilidad de absorber una gran parte del espectro solar es la clave de su gran eficiencia, especialmente con luz difusa y con el cielo nublado.


Como veis, en poco tiempo se conseguirá aprovechar casi todo el espectro solar incluyendo el infrarrojo, siendo esta una de las razones por las que creo en FV.

Y ahora que lo pienso, se me ocurre algo nuevo, podrían incluirse sustancias fluorescentes en el silicio que abosobieran radiaciones no aprovechadas hasta ahora y emitieran otras radiaciones si aprovechables por el silicio. Por ejemplo, que convirtieran el infrarrojo o el UV (no aprovechable) en luz verde (si aprovechable). ¿QUÉ OS PARCE LA IDEA?



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telecomunista

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Veo que cada uno expone sus ideas de manera muy diferente según su vision del mundo sin petroleo.

Por ello voy a definir mis premisas:
1-Pienso que el cenit es inminente (0-5 años).
2-Estoy convencido de que el actual sistema no es sostenible sin el petróleo.
3-El transporte será reducido al mínimo necesario. Volverá el ferrocarril a vapor.
4-Habrá una gran migración de las ciudades al campo.
5-Nos tendremos que producir casi todo in situ.
6-Habrá grandes cantidades de chatarra para fundir y reutilizar.
7-Para mantener cierta calidad de vida deberemos utilizar métodos para aprovechar la energía y los materiales que dispongamos in situ.

Necesidades:
1-Priorizar los usos de la energía que se disponga: procesamiento de comida (molienda, cocina...), fabricación de herramientas y utensilios (para el campo, para trabajar la madera, para cocinar...), producción de vestimenta, calefacción...

¡¡¡PARA LO MÁS PRIORITARIO NO SE NECESITA LA ELECTRICIDAD!!!

2-La electricidad es sobre todo útil e imprescindible para: iluminación y comunicaciones. No requeriría grandes cantidades de energía comparativamente hablando (telégrafo, radio).

Propuesta:
1-Utilizar lentes de Fresnel de tamaños considerables (1-15 metros cuadrados) para concentrar la energía solar en un horno fijo y bien aislado salvo por la apertura para el foco. Podría estar en la base de la vivienda pegado a la fachada sur.
2-La lente puede ser de acrílico (ligero,25 años de duración,70% transmisividad del espectro, 240€ actuales por metro cuadrado) o de vidrio (duración altísima ¿200 años?si no se rompe, 50% transmisividad ).
3-El sistema de seguimiento solar sería una persona cada cierto tiempo 5-10 minutos. Quizás algún artilugio mecánico ayudaría a hacer el periodo de ajuste más largo.
4-La base del horno sería un gran bloque negro de metal para absorber toda la energía y proporcionar inercia térmica.
5-En el horno podrá introducirse el foco caliente de una simple maquina de vapor , turbina o quizás un stirling. Para generar energía mecánica.
6-La energía mecánica podría transformarse en eléctrica mediante un generador in situ o quizás mediante un sistema distribuido de bombeo de agua que concentrase la generación en un punto central y que aprovechase también la energía del viento también por bombeo de agua (en discusión en el hilo turbocompresores eólicos aunque quizás necesitase otro nombre).
7-El horno podrá ser alimentado también por leña.


El domingo pasado por la tarde utilicé la fresnel que tengo de 0.150 m^2 para concentrar la energía solar sobre un cilindro de cobre lleno de agua y cubierto de humo negro. A los pocos minutos el agua estaba hirviendo (literalmente). Y eso que aún no le hice el aislamiento de barro como tenía pensado y había bastante superficie de cobre que disipaba calor libremente.
También probé concentrando el sol sobre el metal de un martillo. En poco tiempo estaba que no se podía tocar. Con aislamiento creo que llegaría a ponerse al rojo. Con lentes más grandes se funde el metal al momento.

En fin, creo de veras que es muy muy útil la concentración solar mediante lentes de fresnel por el hecho de que el foco esta detrás de ella.

Cambiando de tema

¿Es posible reutilizar el silicio de los paneles una vez que se deterioran esos elementos que comentáis?

jarp. La idea que comentas es buena como eso , idea. Habrá que ver si es posible y a que coste.
Petro. El problema que le veo a lo del sistema de concentración solar que comentas es que es muy poca la concentración que se puede lograr y no creo que capte apenas radiación difusa.




Sólo una economía priorizada podrá amortiguar el golpe y crear un sistema sostenible.

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jarp

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Telecomunista, creo que eres bastante apocaliptico respecto al cenit del petroleo. No creas ni por un momento que vamos a sufrir deficit de energía y mucho menos que volveremos al campo. Si investigas un poco (solo tienes que navegar por Internet) encontrarás la solución:

ENERGÍA NUCLEAR

Aunque no nos guste, se han reabierto muchas investigaciones sobre esta y los gobiernos están volviendo a dar licencias para hacer pruebas e instalar infinidad de nuevas centrales, todo ello con el propósito de utilizar esta energía como sustituto del petróleo.

Por ello, creo que lo mejor que podemos hacer es incentivar las renovables para usar la mínima nuclear posible.

Por otro lado, el silicio se lleva fundiendo desde que existe el vidrio, pues este es su principal componente. Solo hay que aumentar la demanda para bajar los costes de la FV.



¿Les habéis dicho a vuestros hijos que les estamos robando el futuro?
www.paraloshijosdetushijos.org

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telecomunista

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El futuro que describo no creo que sea apocalíptico. De hecho no me desagradaría demasiado.

La solución nuclear no la veo sin petroleo. A parte no me gusta nada y no me la trago hasta que no se den soluciones reales al problema de los residuos.

Ten en cuenta que no es lo mismo silicio a secas que silicio dopado.



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telecomunista

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Acabo de leer que el vidrio si deja pasar el infrarrojo cercano (49% de radiación).
Más concretamente su transmisividad puede considerarse de 80% desde 0.4 micrones a 3 micrones. Es decir deja pasar el 80% del 92% aprox de la energía solar.
Con lo cual corrijo el dato que puse sobre el vidrio de un 50 % de transmisividad. En realidad es equiparable (o incluso supera) al acrílico llegando al 73 %.
La diferencias son que el acrílico deja pasar más ultravioleta que el vidrio y éste más infrarrojo que el acrílico. Obviamente en ambos casos disminuye con el espesor.



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