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NAI: 363

LÍNEA DE ACCIÓN: Agua y sustancias químicas

SEMANA: 31                                                   

REGIÓN: Ucayali

TEMA EJE: Química Orgánica

CATEGORÍA: Ingeniería (eléctrica y mecánica)

ACTIVIDAD: Semana Mundial del espacio

EJE DE DESARROLLO: Polo transoceánico central

ACUERDO NACIONAL: Plan nacional de competitividad que involucra la participación de todos.

Legislacion: Articulo34º.-Promoción de la inversión privada en proyectos y servicios.

 

TITULO: USO DE LAS CÉLULAS SOLARES INFRARROJAS EN FORMA DE SPRAY PARA DISMINUIR EL PORCENTAJE DE PERSONAS CON LA FALTA DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN UCAYALI

OBJETIVOS: Utilizar las células solares infrarrojas en forma de spray para disminuir el porcentaje de personas con falta de energía eléctrica en Ucayali.

VARIABLES:

Cuadro de texto: Utilización de las células solares infrarrojas en forma de spray

 

Independiente:        

 

 

Cuadro de texto: Disminución del porcentaje de personas con falta de energía eléctrica  en Ucayali.

 

Dependiente:

 

 

HIPÓTESIS:

Cuadro de texto: Si se utilizaran las células solares infrarrojas en forma de spray se podría disminuir en porcentaje de personas con falta de energía eléctrica en Ucayali.

 

 

 

 

 RESUMEN: El tema que me ha tocado realizar esta semana ha sido Química Orgánica: es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, también conocidos como compuestos orgánicos.

Yo lo relaciono con mi tema ya que para hacer estas células se necesitaron partículas nanométricas que estaban conformadas por enlaces de o átomos de carbono.

La actividad es la semana mundial del espacio que es una celebración internacional de la contribución de la ciencia y la tecnología a la mejora de la condición humana y se festeja desde el 4 al 10 de Octubre. Yo lo relaciono con Ucayali ya que este presenta una temperatura promedio es 26ºC  que es perfecta para utilizar las células solares infrarrojas además que tiene problemas con la electricidad porque esta no llega a todos lo pobladores. También lo relaciono con el espacio ya que el Sol se encuentra en este y las células también contribuyen a la ciencia y la tecnología.

 La radiación infrarroja o radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.

Una célula solar o un módulo se construye de varias diversas capas, todas que sirven una diversa luz del propósito para despedir apagado. Y encima de todo el esto está una hoja del cristal para proteger el silicio delicado y otras capas. Debajo de todo el silicio, el material conductor, la capa y el cristal, es otra capa material conductora. Uniendo los alambres a la tapa y al fondo de su célula, usted consigue hecho y derecho, electricidad-produciendo, célula solar. Los investigadores de la Universidad de Toronto llevan un tiempo investigando nanopartículas de polímeros capaces de convertir la luz solar en electricidad, aprovechando también la radiación en la zona del infrarrojo del espectro electromagnético que no aprovechan los paneles solares convencionales.
El problema en la región de Tumbes es que solo el 63% de la población cuenta con servicio de energía eléctrica mientras que 37% no la tiene. 

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Utilizando puntos cuánticos para crear nanopartículas que miden entre dos y cuatro nanómetros de diámetro, científicos de la Universidad de Toronto, Canadá, consiguieron desarrollar un nuevo material sensible a la luz infrarroja que podrá dar un nuevo impulso a la fabricación de células fotovoltaicas de alta capacidad y sensores de imágenes para filmadoras y cámaras fotográficas.
En un artículo publicado en la revista Nature, un equipo liderado por el Profesor Ted Sargent, relata un método por el cual átomos individuales de plomo y azufre son suspendidos en un solvente y luego aplicados como tinta, formando grandes áreas con sus nanopartículas. Los minúsculos nanocristales fueron proyectados para ser sensibles a la luz de onda infrarroja mediante el acrecimiento de cadenas formadas con ocho
átomos de carbono. El resultado es un detector de infrarrojos que puede ser literalmente aplicado en la forma de spray.

Las células solares actuales apenas operan en el campo de onda de luz visible, lo que significa que cerca de la mitad del potencial de generación de energía eléctrica de la luz solar continua inexplorado. Las nuevas células fotovoltaicas del profesor Sargent, operan en la franja del infrarrojo, aprovechando ese potencial. El compuesto creado por científicos de la universidad canadiense podría teóricamente multiplicar por cinco la eficiencia de las células actuales gracias a su capacidad de nutrirse también del espectro solar no visible, el de los infrarrojos. Las obleas más eficientes del mercado son la de silicio monocristalino, con un 15% de conversión lumínica en electricidad; mientras que las de polímeros actuales alcanzan conversiones entorno al 6%, las células fotovoltaicas plásticas podrán lograr una eficiencia del 30%.
- En la Universidad de Toronto en Canadá para comprobar la eficiencia de estas células fotovoltaicas plásticas se hizo un experimento con los tres tipos de células fotovoltaicas conocidas hasta la actualidad.

 

Muestra a:

Células solares infrarrojas:

- Aprovechando la radiación de luz visible y también la infrarroja.

- Se utilizan en forma de spray que se puede aplicar a la superficie de cualquier metal.

- Su eficiencia es de 30% transformando la energía solar en energía eléctrica.

- Una de sus debilidades es que recién se está utilizando.

            

 MUESTRA B:

Panel solar orgánico:

-Aprovechan la radiación de la luz solar visible.

- Se utilizar en forma de paneles fotovoltaicos orgánicos que se pueden inclusive doblar y son muy económicos.

- Su eficiencia es de 6% transformando la energía solar en energía eléctrica.

- Su debilidad es que tiene muy poca efectividad de conversión.

 MUESTRA C 

 

Paneles de silicio:

- Aprovechan la radiación solar visible.
- Se utilizan en forma de paneles fotovoltaicos hechos de silicio que es un buen semiconductor.
-
Su eficiencia es de 15% transformando la energía solar en energía eléctrica.

- Sus debilidades son que son muy costosas.

         

-         COMPROBACIÓN  MATEMÁTICA:

Células solares infrarrojas

Panel solar orgánico

Paneles de silicio

1ero:

n % = 180 kJ x 100% = 30%

        600 kJ

Se puede concluir que el porcentaje de eficiencia de las células solares infrarrojas es de un 30%

* el significado de n se explica en la fórmula.

1ero:

n % = 360 kJ x 100% = 6%

         600 kJ

Se puede concluir que el porcentaje de eficiencia de las células solares infrarrojas es de un 6%

1ero:

n % =  90 kJ x 100% = 15%

        600 kJ

Se puede concluir que el porcentaje de eficiencia de las células solares infrarrojas es de un 15%

Los resultados que se mostrarán en las estadísticas serán los siguientes:

1ero: Se suman los porcentajes:

-          30% + 6% + 15% = 51%

2do: El resultado de la suma de los porcentajes es igualado a 100%  y sacamos el porcentaje que le corresponde a cada uno:

MUESTRA A: 51% --------- 100%

                       30% ---------X

X= 30 % X 100%  = 59%                                      

               51 %

MUESTRA B: 51% --------- 100%

                       6% ---------X

X= 6 % X 100%  = 12%                                       

               51 %

MUESTRA C: 51% --------- 100%

                       15% ---------X

X= 15 % X 100%  = 29%                                      

               51 %

-         FÓRMULA:

La eficiencia de conversión* de energía luminosa ha eléctrica es la relación entre la energía eléctrica generada y la energía luminosa para obtenerla. Esta relación es dada en forma porcentual como se muestra a continuación:

n %  =  energía generada en kJ  x 100%

energía incidente en kJ

                                            

El símbolo “n“es la letra griega nu, que es usualmente usada para expresar la eficiencia de conversión.

 

DATOS / RESULTADOS:

Entre las cualidades del nuevo material, figura su uso como spray. Los investigadores aseguran que puede aplicarse, a modo de capa de pintura, sobre superficies para convertirlas en captadoras de radiación solar. Estas nuevas células también podrán tener aplicación como sensores de infrarrojos en el campo de imágenes, aplicaciones médicas y comunicaciones de fibra óptica.

Sargent y otros investigadores combinaron diminutas partículas especialmente diseñadas llamadas puntos cuánticos, cuya longitud es de tres a cuatro nanómetros, con un polímero para hacer un plástico que pudiera detectar energía en el infrarrojo.
La luz infrarroja no es visible al ojo humano sino que es lo que emiten la mayoría de los mandos a distancia, en cantidades pequeñas, para controlar dispositivos tales como televisiones y reproductores de DVD. Esta luz también contiene un enorme recurso sin aprovechar -- a pesar del auge de popularidad que tuvieron las células solares en los años 90, todavía perdemos la mitad de la energía del sol, añadió Sargent.

FOTOS: en la primera foto se ve una célula solar y en la segunda a la luz infrarroja.

                     

ESTADÍSTICAS: En este cuadro se puede observar que las células solares infrarrojas son mucho más eficientes en la conversión de energía luminosa a energía eléctrica que otras.

Fuente: (Resultado de la comprobación matemática)

 

CONCLUSIONES: Se puede utilizar las células infrarrojas en forma de spray para disminuir el porcentaje de personas que no cuentan con electricidad en Ucayali.

INVESTIGACIÓN FUTURA: En un futuro se podrían utilizar las células infrarrojas en forma de spray para disminuir el porcentaje de personas que no cuentan con electricidad en Ucayali.

Alfabetización Funcional (FODA):

Fortalezas: Estas células solares como se dijo ya tienen mayor eficiencia de conversión que otras como las de silicio.

Oportunidades: Pueden ser una fuente de energía inagotable ya que también obtiene electricidad es días nublados.

Debilidades: Que todavía no está a la venta el spray por eso es que aún se siguen utilizando los paneles solares de silicio.

Amenazas: Que todavía no es conocida por las personas.

plan de COMPETITIVIDAD nacional:

En el 2008 debe aumentar la participación universitaria en fondos externos.

PALABRAS CLAVES

Spray: Envase de algunos líquidos mezclados con un gas a presión.

Radiación Infrarroja: radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas

Electricidad: Fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción.

PÁGINAS WEB CONSULTADAS:

http://erenovable.com/2007/06/25/paneles-solares-fotovoltaicos-con-407-de-eficiencia/

http://www.paneles-solares.com/pintura-con-nanoparticulas-que-aprovechan-la-luz-infrarroja/
http://www.paneles-solares.com/2007/06/

http://cerritos.cyberbro.com/Group21PlusPage/21Tech1.html

http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=880

http://www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/59_nanotecnologia_energiasolar.html

http://www.news.utoronto.ca/bin6/050110-832.asp

 

APELLIDOS Y NOMBRES: Cruzado Agüero Gisela María // NODO: Quantum

AÑO DE ESTUDIO: 3ero de Secundaria

CORREO ELECTRÓNICO: giselacruzadoaguero@gmail.com

 

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Última modificación: 29 de Noviembre  de 2007