Históricamente el ser humano ha procurado por desarrollar métodos y herramientas que le permitan el aprovechamiento de las diferentes formas de energía existentes en la naturaleza; para tal fin se ha servido de los diversos fenómenos climáticos como son el viento, la radiación solar y las formas térmicas asociadas a los cambios de estado en los elementos. El sol es la fuente de energía más potente con la cual se cuenta la humanidad. El sol esta irradiando una energía de 3.87Eଵ଴ଶ଺ Joule en cada segundo. La energía que llega a la tierra durante un año es de 4. 03Eଵ଴ଶସ Joule equivalente a 6720 veces la necesidad energética del mundo. Luego de múltiples periodos de experimentación se comprueban las virtudes de la radiación solar para la conversión a energía eléctrica (Fotovoltaica). La energía solar, se basa en las propiedades de ciertos sólidos cristalinos que permiten suministrar una corriente eléctrica, capaz de realizar trabajo cuando este material es expuesto a la luz solar. El efecto fotoeléctrico permite transformar directamente energía solar en cualquiera de sus dos manifestaciones, ya sea directa o difusa en una forma eficiente de energía eléctrica continua; la cual se convierte en una alternativa de amplia difusión en centros urbanos donde apoyan los sistemas eléctricos existentes y en las regiones rurales que por su topografía hacen dificultoso el acceso de las redes eléctricas convencionales. Con el aprovechamiento de nuevas tecnologías llamadas “energías alternativas ó Energías Renovables” se puede ver que la tendencia de generar electricidad para lugares donde la energía tiene costos muy elevados o no hay redes eléctricas. La energía solar es fuente inagotable y se encuentra en todo el mundo sin dependencias de ningún tipo externas.PregradoIngeniero(a) ElectricistaCONTENIDO LISTA DE FIGURAS 9 LISTA DE TABLAS 11 INTRODUCCIÓN 12 CAPITULO 1 1. RADIACIÓN SOLAR SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE 15 1.1.Naturaleza de la Luz 15 1.2.Radiación Solar 16 1.3.Espectro luminoso 16 1.4.Masa de aire 18 1.5.Variación del espectro luminoso 18 1.6.Insolación 18 1.6.1. Variación de la Insolación 18 1.7.Tipos de radiación 19 1.7.1. Radiación Directa (Hb) 19 1.7.2. Radiación Difusa (Hd) 20 1.7.3. Radiación global (H) 20 1.8.Radiación solar en el territorio Colombiano 21 1.9.Descripción de la radiación solar en Risaralda 21 1.9.1. Ubicación general de Risaralda 21 1.9.2. Municipios 22 1.9.3. Temperatura general del departamento de Risaralda 25 1.10. Mapas de radiación solar en Colombia y Risaralda 28 CAPITULO 2 2. LA FÍSICA DE LOS SEMICONDUCTORES 29 2.1.Desarrollo histórico 30 2.2.El dopado 31 2.3.El diodo semiconductor 31 2.4.El silicio 32 2.4.1. Aplicaciones 34 7 2.5.Los donadores y el semiconductor (N) 35 2.6.Los aceptores y el semiconductor (P) 36 2.7.El efecto fotovoltáico N-P 37 CAPITULO 3 3. SISTEMAS FOTOVOLTÁICOS 38 3.1.Esquema básico 38 3.2.El panel fotovoltáico o generador fotovoltáico 39 3.2.1. Composición del panel fotovoltáico 40 3.2.2. Características principales del panel 41 3.2.3. La eficiencia del panel 44 3.2.4. Influencia de la temperatura 45 3.2.5. Vida Útil 46 3.2.6. Mantenimiento 46 3.2.7. Especificaciones eléctricas y mecánicas 47 3.3.Regulador 47 3.4.1. Especificaciones eléctricas y mecánicas 48 3.4.Batería 49 3.4.1. Tipos de baterías 51 3.4.2. Funcionamiento de la batería 56 3.4.3. Mantenimiento 57 3.4.4. Vida Útil 58 3.4.5. Especificaciones eléctricas y mecánicas 58 3.5.Inversor 58 3.5.1. Tipo de inversor 59 3.5.2. Especificaciones eléctricas y mecánicas 59 CAPITULO 4 4. DIMENSIONAMIENTO E INSTALACIÓN DE UN SISTEMA FOTOVOLTÁICO 60 4.1.Cálculo de los paneles fotovoltáicos 60 4.2.Cálculo del banco de baterías 64 4.3.Cálculo del Regulador 65 4.4.Cálculo del Inversor 66 4.5.Elementos de complemento 66 8 4.6.Instalaciones aisladas de la red 67 4.7.Electrificación de Viviendas 68 4.8.Sistemas de bombeo 70 4.9.Sistemas de comunicaciones 72 4.10. Instalaciones conectadas a la red 72 4.11. Sistemas Híbridos 73 4.11.1. Sistemas fotovoltáicos – Sistemas eólicos 74 4.11.2. Sistemas fotovoltáicos – Sistemas electrógenos 74 CAPITULO 5 5. VIABILIDAD TEÓRICA DE LA IMPLEMENTACIÓN EN RISARALDA. 76 5.1.Principales zonas de aplicación en Risaralda 76 5.2.Ejemplos de aplicación 78 5.3.Costo VS carga 82 5.4.Beneficios 85 5.4.1. Estatuto tributario Artículo 207-2. 85 5.4.2. Protocolo de Kyoto 85 5.4.3. Bonos de ܥܱଶ 86 5.4.4. Tipos de comercio. 86 APÉNDICE A 88 APÉNDICE B 108 APÉNDICE C 122 APÉNDICE D 127 APÉNDICE E. 131 6. CONCLUSIONES. 136 7. BIBLIOGRAFÍA. 138