¿HASTA DÓNDE LLEGAREMOS?
Sabemos que escoger un problema adecuando con el cual trabajar, aveces no es tan fácil ya que problemas hay muchos y sólo uno se puede trabajar, reconociendo que jamás su solución será completa.
Para este equipo de trabajo ha sido muy duro seleccionar el tipo de planta con el que se trabajaría en el proyecto 2012-2013 en la línea de Biotecnología...
escogimos esta planta, porque está en vía de extinción. Es muy importante, ya que tiene varios usos, no sólo para nosotros, si no también para el loro Orejiamarillo; Una especie la cual gran parte de su vida depende de esta palma. Queríamos tratar de salvar la palma y de una vez al Loro Orejiamarillo, porque también se está extinguiendo.(X) NO SE PUEDE TRABAJAR
- No se puede trabajar con esta planta ya que su crecimiento es muy lento, entonces no es tanto que no se pueda, si no que no conviene, ya que el tiempo que tenemos para presentar el proyecto y sus resultados, es muy corto.
Esta planta es muy utilizada en la sociedad, no está en vía de extinción, ya que a pesar de que se utiliza mucho, su cultivo es muy fácil y rápido, además es una de las plantas mas sanas que hay. Queríamos la fitoquímica a esta planta, para extraer algunas de sus propiedades y lograr darle un uso medicinal. (x) NO SE PUEDE TRABAJAR
- No se puede trabajar, porque la fitoquímica no la podemos aplicar en el colegio, sólo cultivo in vitro.
Fresa: (Fragaria)
Es un género de varias especies de plantas rastreras. La fresa tiene infinidad de usos, tanto gastronómico como medicinal gracias a sus propiedades nutritivas; centrándonos en el campo medicinal, encontramos que esta planta es utilizada para tratar el reumatismo, pero de una forma directa. Nosotros decidimos trabajar con esta planta y el reumatismo, la idea era buscar esa propiedad de la fresa el cual ayuda al reumatismo, pero que no sea de forma directa, para esto teníamos la idea de contar con la asesoría de Reumolab y Fitosalud para buscar mas información sobre las tazas de reumatismo que hay en la ciudad.
- Esta vez tenemos pensado trabajar con la fresa, sin embargo no con la parte del reumatismo ya que no se pudo, ¿por qué? Estuvimos llamando a Fitosalud (empresa que trabaja con medicinas naturales)en busca de información sobre cómo eran los tratamientos que manejaban para el reumatismo, pero nos la negaron debido a que no tienen permitido hacerlo telefónicamente, teníamos la opción de ser presencial, pero para esto había que pedir una especie de cita, la cual no sabíamos cuanto nos cobrarían puesto que tampoco nos quisieron dar esa información, entonces en definitivo con Fitosalud, no se pudo. (x) NO SE PUEDE TRABAJAR
- Después de haber intentado una vez mas trabajar con otra planta, esta vez con la fresa y el reumatismo, de nuevo no se pudo, lastimosamente siempre encontramos algo que nos limita el tema de investigación o de cierto modo nos desvía y nos baja de lo que estamos pensando. Pero sin embargo seguiremos trabajado con la fresa, hasta el momento tenemos pensado empezar nuestra investigación con el cultivo in vitro, ya que este lo habíamos tomado como segunda opción. El cultivo in vitro se hará con el fin de mejorar el crecimiento de la planta, prevenir bacterias, hongos y plagas, y que esta esté mas sana para mejorar su producción y sea más económico frente a sus cuidados.
- Dado a que determinamos la viabilidad de las ideas del proyecto anteriormente trazadas, se llegó a la conclusión que dichas ideas no eran concisas con respecto al tiempo y en casos especificos estas ya se hiban realizando o eran demasiado complicasas y demoradas.
Así que se retomo el proyecto del año pasado, que consite en el desarrollo de paneles fotovoltaicos que permiten un ahorro económico en el costo de dichos paneles.
PLANTEAMIENTO DE UN DISEÑO INNOVADOR DE PANELES
FOTOVOLTAICOS, REEMPLAZANDO EL MATERIAL SEMICONDUCTOR DEL PANEL COMUN POR BORO
RECUBIERTO DE LAMINAS DE ALUMINIO, QUE SUSTITUYA EL SILICIO.
PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
¿En que influye la
sustitución del Silicio por Boro, con un recubrimiento de láminas de Aluminio,
en los costos de producción y absorción de energía solar en un panel fotovoltaico?
PROBLEMA
DE INVESTIGACIÓN
El hombre ha despertado con
respecto a la situación de la contaminación producida por el consumismo, con
la generación de mecanismos de energías
alternas.
Una situación con respecto a
las energías alternas es el costo de estas en especial la de los paneles
fotovoltaicos, el cual requiere hasta más de 10 años
para recuperar el costo inicial y generar ganancias. El precio actual de los
módulos fotovoltaicos, oscila entre los 3.5 y los 5.0 $/W (USD), de capacidad
de producción, en función de la cantidad que se compre y la procedencia. El
precio de 8 $/W, aunque algo barato, es el precio completo de una instalación
fija: módulos, estructuras de soporte, onduladores, protecciones, sistemas de
medición, costes del proyecto, instalación y permisos administrativos. Un
precio normal está entre 8.6 y 9.0 $/W. Esto se debe a que cuyos materiales utilizados para el desarrollo
de este mecanismo poseen un costo muy elevado y a eso se le suma el costo de
instalación del mecanismo, entre los que sobresale en Silicio, el cual es el
material semiconductor y encargado básicamente de la generación de energía de
este mecanismo.
Así que presentamos una
solución mediante la implementación innovadora en los paneles fotovoltaicos,
por medio del remplazo del Silicio por el Boro un elemento casi con
sus mismas caracterizaciones, pero con un problema, su conductividad, pero este
se puede solucionar sumiéndolo a altas temperaturas y entre mas sea el aumento
de la temperatura, mas será su conductividad, las cuales se conseguirán con el
recubrimiento del Boro con un material metálico que reaccione a la condiciones
de temperatura. El Aluminio es el más recomendado, introducido de forma de
láminas que recubran el Boro.
Lo cual reduciría el gasto del Silicio y el costo
de un panel fotovoltaico y brindaría una igual o casi igual producción en estos
y así se incrementaría la venta de estos ayudando así al mantenimiento del
medio ambiente.
OBJETIVOS
General:
Diseñar
y construir un mecanismo con innovación de paneles fotovoltaicos, por medio del
remplazo del Silicio por Boro recubierto con láminas de Aluminio.
Específicos:
·
Diseñar un mecanismo, por medio del programa Google Sketchup®, para la
realización futura de un prototipo.
·
Realizar un prototipo del mecanismo, realizado con base a
los planos y diseños, para la muestra del proyecto.
·
Evaluar el costo y la producción que traería el cambio
del silicio por el boro recubierto con la minas de aluminio, a partir del
mecanismo o prototipo realizado.
JUSTIFICACIÓN
En el
presente proyecto se intenta dar solución a los problemas con respecto al costo
de los paneles fotovoltaicos, sin mostrar una deficiencia en la producción de
estos con el remplazo del material semiconductor, por uno más barato y con una
misma producción o menor, pero que no supere el precio, consiguiendo una ahorro
en el costo y además satisfaciendo la necesidad de producción.
Este
proyecto presenta un ahorro en el costo de un panel fotovoltaico y una
producción igual o idéntica, lo cual generara un rendimiento de producción que
llene las expectativas a menor precio, lo cual también servirá como disparo
comercial por la venta de este producto, con lo cual también se conseguiría un
implementación en los hogares de economía mediana y se daría un implemento de
energías alternas lo que contribuye al daño ambiental y a sus problemáticas.
HIPOTESIS
El cambio del Silicio por el
Boro en los panales fotovoltaicos, conlleva a un ahorro en el costo de
producción de este.
El
gasto de energía a causa del consumismo mundial, se subsana con la innovación en paneles fotovoltaicos.
MARCO
TEORICO
1.
PROBLEMAS AMBIENTALES Y DE CONSUMISMO
Un aspectos de análisis es el alto porcentaje de contaminación que en
los últimos años se ha venido presentando en todo el mundo y en parte está
ligada a un consumismo de los recursos de los cuales uno de los primordiales es
la energía, cada vez mas importante y necesaria, esto es debido al incremento
de la población, La población mundial aumenta en más de 81 millones de
personas por año. Cada 10 años, alrededor de mil millones de habitantes se
añaden a la población mundial.
Esta contaminación es generada en gran parte por
las emisiones de CO2 producidas por los mecanismos de producción de
energías de combustión de recursos fósiles, que representan el 80% de la
energía mundial. El consumo de energía actual de la población terrestre está
cercano a 12-13 TW
2. PANELES SOLARES
Así que se implementaron las energías alternas,
como otros medios de producción de energía, las cuales no son contaminantes y
son inagotables, pero no son una fuente que sustente la gran necesidad mundial
de este recurso, dado a que la producción es menor a los mecanismos de
combustión fósil.
Una de este tipo de fuente es la solar, que se
obtiene de dos maneras, térmica y lumínica y es obtenida atraves de los
paneles.
Los paneles solares son
dispositivos que aprovechan la energía que nos llega a la tierra en forma de radiación solar, el funcionamiento de los
paneles se basa en el efecto fotovoltaico. Este efecto se produce cuando
materiales semiconductores convenientemente tratados incide la radiación solar
produciendo electricidad, los paneles convierten la energía solar en energía
eléctrica.
2.1 Historia
En 1883 el inventor norteamericano Charles Fritts
construye la primera celda solar con una eficiencia del 1%. La primera celda
solar fue construida utilizando como semiconductor el Selenio con una muy
delgada capa de oro. Debido al alto costo de esta celda se utilizó para usos
diferentes a la generación de electricidad. Las aplicaciones de la celda de
Selenio fueron para sensores de luz en la exposición de cámaras fotográficas.
La celda de Silicio que hoy día utilizan proviene
de la patente del inventor norteamericano Russell Ohl. Fue construida en 1940 y
patentada en 1946.
La época moderna de la celda de Silicio llega en
1954 en los Laboratorios Bells. Accidentalmente experimentando con
semiconductores se encontró que el Silicio con algunas impurezas era muy
sensitivo a la luz.
2.2 Datos estadísticos y de producción
En un día soleado, el Sol
irradia alrededor de 1 kW/m2 a la superficie de la Tierra.
Considerando que los paneles fotovoltaicos actuales tienen una eficiencia
típica entre el 12%-25%, esto supondría una producción aproximada de entre
120-250 W/m² en función de la eficiencia del panel fotovoltaico.
Por otra parte, están
produciéndose grandes avances en la tecnología fotovoltaica y ya existen
paneles experimentales con rendimientos superiores al 40%.
A latitudes medias y
septentrionales, llegan a la superficie terrestre 100 W/m² de media en invierno
y 250 W/m² en verano. Con una eficiencia de conversión de, aproximadamente,
12%, se puede esperar obtener 12 y 30 vatios por metro cuadrado de celda
fotovoltaica en invierno y verano, respectivamente.
Con los costes actuales de
energía eléctrica, 0.08 $/kWh (USD), un metro cuadrado generará hasta 0.06
$/día, y un km² generará hasta 30 MW, o 50,000 $/(km².día).
El problema con los
paneles fotovoltaicos es el costo de la inversión, requiriendo hasta más de 10
años para recuperar el costo inicial y generar ganancias. El precio actual de
los módulos fotovoltaicos, oscila entre los 3.5 y los 5.0 $/W (USD), de
capacidad de producción, en función de la cantidad que se compre y la
procedencia. Los más baratos vienen de China y se debe ser muy prudente con la
calidad y garantías de los mismos. El precio de 8 $/W, aunque algo barato, es
el precio completo de una instalación fija: módulos, estructuras de soporte,
onduladores, protecciones, sistemas de medición, costes del proyecto,
instalación y permisos administrativos. Un precio normal está entre 8.6 y 9.0
$/W. Si la instalación es con seguidores de sol de dos ejes, el coste puede
rondar los 10.60 $/W, aunque la producción eléctrica obtenida es del orden de
un 30% superior que en una fija.
Actualmente, la producción mundial de células
fotovoltaicas se concentra en Japón (48%), Europa (27%) y EEUU (11%). El
consumo de silicio en 2004 destinado a aplicaciones fotovoltaicas ascendió a
13.000 toneladas.
3. UTILIZACION DEL BORO
Generalmente se elaboran de silicio, el elemento que es el principal componente de la sílice, el material de la arena,
este material posee una buena producción con respecto a un panel fotovoltaico,
pero este posee un costo elevado, sumado a los demás materiales que componen un
panel fotovoltaico el costo de este mecanismo sería muy elevado, y si de
remplazaré este elemento por uno más barato como el Boro, lo cual reduciría el
gasto del Silicio y el costo de un panel fotovoltaico. ¿Pero la producción puede ser igual?, con el
remplazo del material encargado de la producción, el cual se remplazaría con el
boro un elemento casi con sus mismas caracterizaciones, pero con un problema, su
conductividad, pero este se puede solucionar sumiéndolo a altas temperaturas y
entre mas sea el aumento de la temperatura, mas será su conductividad, las
cuales se conseguirán con el recubrimiento del Boro con un material metálico
que reaccione a la condiciones de temperatura. El Aluminio es el más
recomendado, introducido de forma de láminas que recubran el Boro, lo cual lo
haría poseer las mismas características del Silicio y generaría así una
igualdad de producción en el mecanismo.
MATERIALES:
- Programa
Google Sketchup® y un asesor en el manejo de este.
- Boro,
en la cantidad que se utiliza el Silicio en un panel común.
- Laminas
de Aluminio, con cantidad directamente proporcional a la cantidad de Boro.
- Panel
común.
METODOS:
-
Se diseña un modelo de un panel fotovoltaico,
en el Programa Google Sketchup®, con
ayuda de una persona que conozca lo suficiente en el programa, dado a que el
programa es en 3D en este se vería el mecanismo casi aun modo realista. Al
desarrollo del diseño se le suman soportes de planos físicos.
- Se
toman los datos de producción del panel solar común.
-
Se comienza el desarrollo del prototipo con
base a los diseños antes realizados. Se pasa al remplazó del silicio en la
estructura del panel, por el boro, como el boro es mal conductor a temperatura
ambiente, pero reacciona en alta temperatura se introduce las laminas de
Aluminio recubriendo el boro y a cumplir el papel de recalentarían. (esto solo
se trabajara en las capas del panel donde se trabaja con el silicio lo demás no
se le hará cambio).
- Se
organiza el cableado y los demás elementos comunes y corrientes.
- Se
toman los datos de producción con las modificaciones.
- Se
realiza la respectiva comparación.
- Se
realiza las conclusiones.
CRONOGRAMA
DE ACTIVIDADES
Número de mes y medio
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Actividad
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1 - 2
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3 - 4
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5 - 6
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7 - 8
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9 - 10
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11 - 12
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Recopilación de información
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Selección de datos
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Anteproyecto
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Planos manuales
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Planos virtuales
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Desarrollo del prototipo
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Conclusiones y comparaciones
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Presentación
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PROYECTO TERMINADO
VIDEO DEL PROYECTO
Un breve video que explicara lo que trata nuestro proyecto
