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Eficiencia de los paneles solares comerciales

• Eficiencia actual de paneles comerciales: entre 21\% y 24\%.
• Células en desarrollo: entre 26\% y 27\%.
• Eficiencia máxima teórica: 29\%.

1. Las células comerciales se acercan al límite teórico: 29\% - 24\% = 5 puntos porcentuales por recorrer desde el valor más alto actual.
2. Desde el valor más bajo actual: 29\% - 21\% = 8 puntos porcentuales de mejora posible.

Respuesta: los paneles comerciales operan al 21\%-24\% de eficiencia, con máximo teórico de 29\%.

Comparación con otras fuentes de energía

• Motores de combustión interna, centrales nucleares y plantas termoeléctricas: eficiencia alrededor de 30\%.
• Células fotovoltaicas comerciales: 21\%-24\%.

1. Diferencia entre el máximo teórico fotovoltaico y las fuentes convencionales: 30\% - 29\% = 1 punto porcentual.
2. Diferencia entre la eficiencia actual mínima (21\%) y las fuentes convencionales: 30\% - 21\% = 9 puntos porcentuales.
3. Conclusión del texto: aunque la eficiencia es ligeramente menor, la energía solar resulta competitiva económicamente.

Respuesta: la diferencia es pequeña (del orden de 1 a 9 puntos porcentuales), por lo que la energía solar es económicamente competitiva.

Características económicas y de mantenimiento

1. Costo inicial de instalación y suministro: más alto que otras fuentes.
2. Costo a lo largo de la vida útil: económico.
3. Mantenimiento: limpiar regularmente las superficies de las células para captar la mayor cantidad de rayos solares.
4. Modularidad: el mismo panel que alimenta una lámpara puede escalarse para usarse en un complejo industrial mayor.

Respuesta: alto costo inicial, bajo costo operativo, limpieza periçódica y posibilidad de escalar de una lámpara a un complejo industrial.

Energía termosolar y proceso de una planta termosolar

La energía termosolar aprovecha el Sol en forma de calor para: calentar agua (calentadores solares), cocinar alimentos (hornos y estufas solares) y generar electricidad mediante una turbina de vapor.

Proceso en una planta termosolar (según el diagrama de la página):

1. Los helióstatos (espejos sobre un terraplén) concentran y reflejan la radiación solar (luz solar reflejada) sobre una tubería.
2. La tubería contiene un fluido conductor del calor que se calienta y asciende hasta la caldera.
3. El calor de la caldera produce vapor a presión en el intercambiador de calor.
4. El vapor a presión hace girar la turbina de vapor, que está acoplada al generador.
5. El generador produce electricidad que pasa por el transformador al tendido eléctrico.
6. Trabajo del condensador: el vapor se condensa y el bomba regresa el fluido al intercambiador para reiniciar el ciclo.

Respuesta: luz solar → helióstatos → fluido conductor → caldera → vapor a presión → turbina → generador → transformador → tendido eléctrico, con condensador y bomba cerrando el ciclo.

Preguntas de comprensión

a) ¿Por qué la energía solar se considera competitiva si su eficiencia es menor que la de las fuentes convencionales?

Porque la diferencia de eficiencia es pequeña: las fuentes convencionales rondan el 30\% y el máximo teórico fotovoltaico es 29\%, sólo 1 punto porcentual menos. Además, el costo de la electricidad generada por células solares es económico durante toda su vida útil, lo que compensa su mayor costo inicial.

Respuesta: la pequeña diferencia de eficiencia (≈1 punto porcentual respecto al máximo teórico) y el bajo costo operativo la hacen económicamente competitiva.

b) ¿Qué mantenimiento requieren las células solares y por qué?

Requieren limpiar regularmente sus superficies para retirar polvo y suciedad. Esto asegura la mayor captación posible de rayos solares y, por tanto, una mayor generación de electricidad.

Respuesta: limpieza periódica de las superficies para maximizar la captación de rayos solares.

c) ¿Qué significa la modularidad de los paneles solares?

Significa que los paneles se pueden ampliar o reducir según la necesidad: el mismo panel que alimenta una lámpara puede formar parte de un sistema mayor, como un complejo industrial.

Respuesta: capacidad de escalar el sistema desde una lámpara hasta un complejo industrial usando los mismos paneles.