Celdas Fotovoltaicas

 

PANELES FOTOVOLTAICOS

Que es y como funciona un panel fotovoltaico, la energía verde y eficiente  eficiente 

Los paneles solares son sin duda uno de los mejores inventos modernos, además de ser, probablemente, el invento que más contribuye a la ecología. Los paneles solares son módulos que usan la energía que proviene de la radiación solar, y hay de varios tipos, como los de uso doméstico que producen agua caliente o los paneles solares fotovoltaicos que producen electricidad.

Los paneles solares fotovoltaicos se componen de celdas que convierten la luz en electricidad. Dichas celdas se aprovechan del efecto fotovoltaico, mediante el cual la energía luminosa produce cargas positivas y negativas en dos semiconductos próximos de distinto tipo, por lo que se produce un campo eléctrico con la capacidad de generar corriente. Los paneles solares fotovoltaicos también pueden ser usados en vehículos solares. El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son: - radiación de 1000 W/m² - temperatura de célula de 25 °C (no temperatura ambiente). Los paneles fotovoltaicos se dividen en: Cristalinas Mono cristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada). Poli cristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas.  Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado. cristal izado. Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 20% mientras que el de las últimas puede no llegar al 10%, sin embargo su coste y peso es muy inferior.

 

  El coste de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas, alcanzando la paridad de red.

Paneles solares para señalización en carreteras. El término fotovoltaico proviene del griego φώς:phos, que significa “luz” y voltaico, que proviene del campo de la electricidad, en honor al físico italiano Alejandro Volta, (que también proporciona el término voltio a la unidad de medida de la diferencia de potencial en el Sistema Internacional de medidas). El término fotovoltaico se comenzó a usar en Inglaterra desde el año 1849. El efecto fotovoltaico fue reconocido por primera vez en 1839 por el físico francés Becquerel, pero la primera célula solar no se construyó hasta 1883. Su autor fue Charles Fritts, quien recubrió una muestra de selenio semiconductor con un pan de oro para formar el empalme. Este primitivo dispositivo presentaba una eficiencia de sólo un 1%. En 1905 Albert Einstein dio la explicación teórica del efecto fotoeléctrico. Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946, aunque Sven Ason Berglund había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles. Principio de funcionamiento  funcionamiento  Principios teóricos de funcionamiento. Explicación simplificada.  Algunos de los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre la primera prim era superficie del panel, penetrando en este y siendo absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el arseniuro de galio. Los electrones, subpartículas atómicas que forman parte del exterior de los átomos, y que se alojan en orbitales de energía cuantizada, son golpeados por los fotones (interaccionan) liberándose de los átomos a los que estaban originalmente confinados. Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en los átomos que pierden los electrones, (parecidas a burbujas de carga positiva) se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones, en el panel solar. Se ha de comentar que, así como el flujo de electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas que están asociadas a desplazamiento real de masa, los huecos, en realidad, son cargas

 

que se pueden considerar virtuales puesto que no implican desplazamiento de masa real.

Representación de la diferencia de potencial, o voltaje de corriente con respecto al tiempo en corriente continua Un conjunto de paneles solares transforman la energía solar (energía en forma de radiación y que depende de la frecuencia de los fotones) en una determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC (acrónimo del inglés Direct Current y que corresponde a un tipo de corriente eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y un sólo sentido, a través de un circuito. Los electrones se mueven de los potenciales más bajos a los más altos). Opcionalmente: La corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor (inversor) que transforma la corriente continua encorriente alterna, (AC) (tipo de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualquier hogar) de 120 o 240 voltios. La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. La electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de los dispositivos de iluminación de la casa, ya que estos no consumen excesiva energía, y son los adecuados para que funcionen correctamente con la corriente generada por el panel. La electricidad que no se usa se puede enrutar y usar en otras instalaciones.

 

Paneles Fotovoltaicos: Fotovoltaicos: Concepto y tipos Los sistemas fotovoltaicos transforman la luz solar en energía eléctrica, una partícula luminosa con energía (fotón) se convierte en una energía electromotriz (voltaica), de ahí su nombre, fotovoltaico.

Conversión fotovoltaica Es un proceso por el cual la energía solar se transforma directamente en electricidad. El dispositivo o elemento que media en el proceso es la célula solar o célula fotovoltaica. A esta conversión fotovoltaica se le llama efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones e lectrones por un material cuando s e le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Cuando la energía luminosa, principalmente la radiación solar, incide en la célula fotoeléctrica, existe un desprendimiento de electrones de los átomos que comienzan a circular libremente en el material. Si medimos el voltaje existente entre los dos extremos del material, observamos que existe una diferencia de potencial entre 0,5 y 0,6 voltios.

Panel Solar Monocristalino  Monocristalino 

Panel Solar Policristalin Policristalino o 

Célula Fotoeléctrica Una célula fotoeléctrica, también llamada célula, fotocélula o celda fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones) mediante el efecto

 

fotoeléctrico. En la actualidad el material m aterial fotosensible más utilizado es el silicio, que produce corrientes eléctricas mayores. Hoy se utilizan diferentes tecnologías en la producción de las celdas fotovoltaicas con el fin de aumentar su producción y reducir su coste.

Panel o Modulo Fotovoltaico  Al grupo de células fotoeléctric fotoeléctricas as o celdas fot fotovoltaicas ovoltaicas se le conoce co como mo panel fotovoltai fotovoltaico. co. Los paneles fotovoltaicos consisten consisten en una red de células conectadas como circuito en serie para aumentar la tensión de salida hasta el valor deseado (usual-mente se utilizan 12V a 36V) a la vez que se conectan varias redes como circuito paralelo para aumentar la corriente eléctrica que es capaz de proporcionar el dispositivo. La eficiencia de conversión media obtenida por las células disponibles comercialmente (produ-cidas a partir de silicio monocristalino) está alrededor del 16%. La vida útil media a máximo rendimiento se sitúa en torno a los 25 años, período a partir del cual la potencia entregada disminuye. El tipo de corriente eléctrica que proporcionan es corriente continua, por lo que q ue si necesitamos corriente alterna o aumentar su tensión, tendremos que añadir un inversor y/o un convertidor de potencia.

Usos de los sistemas de energía fotovoltaica El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica. Los paneles solares están constituidos por cientos de éstas células, que conexionadas adecuadamente, suministran voltajes suficientes para, por ejemplo, la recarga de una batería. El principal uso de la energía fotovoltaica es hoy día la generación eléctrica conectada a la red de distribución, con el fin de reducir las emisiones de CO2. Igualmente día a día el uso para autoconsumo esta adquiriendo mucho auge.

Fabricación Para su construcción, de la arena común (con alto contenido en silicio) se obtiene inicialmente una barra de silicio sin estructura cristalina (amorfo), una vez separados sus dos componentes básicos, y que acoge gran cantidad de impurezas. Mediante un proceso electrónico, que también permite eliminar las impurezas, la barra de silicio amorfo es transformada en una estructura monocristalina, la cual posee características de aislante eléctrico, al estar formada por una red de uniones atómicas altamente estables. A continuación, con el material ausente totalmente de impurezas (una pequeña impureza lo hace inservible), es cortado en obleas (finas láminas de sólo una décima de milímetro). Las obleas, son entonces fotograbadas en celdillas con polaridades positiva y negativa; la polaridad p positiva ositiva se consigue a base de introducir lo que electrónicamente hablando se denominan huecos, es decir, impurezas que están compuestas por átomos que en su capa de valencia sólo tienen tres electrones (les falta uno para estar estables). Por su parte, en la zona negativa se sigue un proceso similar al de la zona positiva, pero en éste caso las impurezas que se inyectan son átomos que en su capa de valencia tienen cinco electrones, es decir, en la estructura de cristal sobra un electrón (sobra un electrón, por eso se dice que tiene carga negativa). El conjunto de ambos materiales (positivos y negativos) forman un diodo; éste dispositivo tiene la característica de dejar pasar la corriente eléctrica en un sentido pero en el otro no, y aunque los diodos son utilizados para rectificar la corriente eléctrica, en éste caso, permitiendo la entrada de luz en la estructura cristalina, permitiremos que se produzca movimiento de electrones dentro del material, por eso éste diodo es denominado «fotodiodo» o «célula fotoeléctrica».

Tipos paneles fotovoltaicos Tradicionalmente estaban definidos tres tipos de paneles dependiendo de forma de procesar el Silicio: monocristalinos, poli-cristalinos y amorfos. Hoy día nuevas tecnologías en la producción de los paneles están revolucionando la generación eléctrica fotovoltaica. Celdas Esféricas: están compuesto por pequeños corpúsculos de silicio como gotas de silicio, consiste en una matriz de pequeñas células solares esféricas capaces de absorber la radiación solar con cualquier ángulo.

 

Celdas Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular o hexagonal). Celdas Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas. Celdas Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

Células solares con forma esférica Nuevas células revolución solares conenforma esférica yy campo tamañode diminuto (entre 1,5 mmsolar de diámetro) podrían suponer una importante la expansión aplicación de 1 layenergía fotovoltaica. En Japón líder en tecnología fotovoltaica se ha desarrollado unas nuevas celdas solares con forma esférica y minúsculo tamaño entre 1 y 1,5 mm de diámetro, a diferencia de las celdas planas tradicionales de 72 mm. El avance podría suponer una revolución en la energía solar fotovoltaica. El producto desarrollado por la empresa japonesa Kyosemi Kyosemi y al que se ha denominado como Sphelar®, consiste en una matriz de pequeñas células solares esféricas capaces de absorber la radiación solar con cualquier ángulo, pudiendo aprovechar tanto la radiación reflejada como la difusa, con esta tecnología no es necesario el uso de seguidores y su eficiencia llega a superar el 20%. La disposición de las células en un medio flexible y transparente, amplía el campo de aplicaciones para la energía solar fotovoltaica, como la posibilidad de incorporarlas en pequeños aparatos electrónicos o convertir grandes superficies acristaladas como generadores de electricidad. Su aplicación en España permitiría reducir el impacto visual, especialmente en grandes ciudades y zonas de interés turístico.

Paneles fotovoltaicos orgánicos y CIGS El gran auge del uso de Paneles fotovoltaicos para la generación eléctrica en los últimos años ha permitido que la industria de Paneles desarrolle nuevas tecnologías para producir paneles cada vez de menor coste.  Actualmente existen existen divers diversas as soluciones técnicamente v viables iables para la generación de electricidad a partir de luz solar basadas, fundamentalmente, en células fotovoltaicas de silicio relativamente caras. Las tecnologías actuales de película delgada basadas en el silicio podrían estar llegando al límite en cuanto a relación eficacia-coste.  Además, el nuevo precio de la energía para las instalaciones instalaciones de tecnología tecnología solar fotovoltaic fotovoltaica a en España exige una importante reducción en la inversión para su viabilidad económica. El principal coste esta en los paneles fotovoltaicos por ende se requiere de paneles fotovoltaicos de menor coste, viabilidad que está en el desarrollo de células fotovoltaicas orgánicas. Los fotovoltaicos orgánicos (OPV) cuentan con la ventaja de que se pueden pintar sobre una superficie, como las paredes exteriores de un edificio o el tejado.  Además, se pueden elaborar por medio de procesos de impresión y de recubrimiento de alta velocidad y escalables, como las pinturas en aerosol y la impresión de inyección de tinta para cubrir áreas más extensas. Los módulos de película delgada (thin-film) no están hechos a base de células de silicio convencionales, sino que se basan en CIGS (Cobre Indio Galio Selenio) incrustadas en un soporte flexible y ligero y aptas para

 

colocarlas no sólo sobre los tejados, sino también sobre las fachadas de los edificios, ventanas, teléfonos móviles, ordenadores portátiles y coches. Estas nuevas tecnologías, que se revelan como más rentables y eco eficientes, que constituyen, sin duda, una alternativa de bajo coste que permite la inversión acorde a las condiciones económicas del precio de la energía en España y el mundo. España con la nueva ley, no solo reduce el precio de la energía producida si no que también reduce significativamente significativ amente la cuota de instalaciones fotovoltaicas. La importante reducción en el coste de puesta en marcha de las instalaciones fotovoltaicas compensa la importante reducción en la tarifa de compra. Pero por otro lado la deficiente infraestructura de las redes de transmisión eléctrica en Media Tensión de España, impide el desarrollo de este importante sector de la economía.

Células solares plásticas basadas en polímeros Las células solares de polímeros son un tipo de célula solar flexible. Pueden venir en muchas formas incluyendo: células solares orgánicas (también llamados células solares de plástico), o la química orgánica de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz del sol usando polímeros. También hay otros tipos de semiconductores de película delgada más estables, que pueden ser depositados en los diferentes tipos de polímeros para crear las células solares. Esta tecnología es relativamente nueva, se está investigando por las universidades, laboratorios y varias empresas de todo el mundo.

Concepto plásticas

básico

de

las

células

solares

En la actualidad, las células solares comerciales se hacen de un cristal refinado, de silicio altamente purificado, similar a los materiales utilizados en la fabricación de circuitos integrados y chips de computadora (obleas de silicio). El alto costo de estas células solares de silicio, y su complejo proceso de producción ha generado interés en el desarrollo de tecnologías alternativas de energía fotovoltaica. En comparación con dispositivos basados en silicio, células solares de polímeros son ligeros (lo cual es importante para los pequeños sensores autónomos), potencialmente desechables y baratos de fabricar (a veces utilizando la electrónica impresa), flexible, personalizable a nivel molecular, y tienen una menor posibilidad de negativa del medio ambiente impacto. Las desventajas de las células solares de polímeros son también problemas serios: ofrecen aproximadamente 1 / 3 de la eficiencia de materiales duros, y son relativamente inestable hacia la degradación fotoquímica. Por estas razones, a pesar de los continuos avances en los polímeros semiconductores, la gran ma-yoría de las células solares se basan en materiales inorgánicos.

Ventajas de las células solares plásticas

 

 A diferencia d iferencia de las celdas basadas en cristales de silicio, las células solares de polímeros, no requieren un orientación optima al sol ya que plástico recoge energía de hasta 70° del eje de sol a sol al aire libre - y en cualquier orientación en el interior.

Industrialización y campo de aplicación  Actualmente USA la empresa Konarka T Technologies, echnologies, Inc., está produciendo celdas utilizando esta tecnología. Su campo de aplicación actual es para suministrar energía a teléfonos móviles y ordenadores portátiles. El vertiginoso desarrollo de esta tecnología próximamente permitirá integración arquitectónica que permita a las edificaciones generar su propia energía (autoconsumo fotovoltaico).

 

  uminarias amparas postes solares alumbrado publico iluminacion de areas urbanas

Diagrama de un poste solar con una luminaria solar fotovoltaica para alumbrado publico

Las luminarias solares para alumbrado publico   son fuentes de luz que son generados por los paneles fotovoltaicos generalmente montados sobre la estructura de iluminación. Los paneles fotovoltaicos cargan una batería recargable, que alimenta una lámpara fluorescente o LED durante la noche.

La mayoría de los paneles solares se encienden y se apagan automáticamente al detectar la luz al aire libre con un sensor.

 

Las luminarias solares para alumbrado público están diseñados para trabajar durante toda la noche. Muchos pueden estar encendidos durante más de una noche si el sol no está disponible por un par de días. Los modelos más antiguos incluyen lámparas que no eran  eran luminarias de LED. Las luces solares instalados en regiones con fuertes vientos están generalmente equipados con paneles planos para hacer frente a los vientos. Los últimos diseños utilizan la tecnología inalámbrica y la teoría de control difuso de la gestión de la batería. Las luces de la calle utilizando esta tecnología pueden operar como una red y cada luminaria o lampara tiene la capacidad de trabajar dentro o fuera de la red.

Las luminarias solares para alumbrado publico se clasifican generalmente en dos tipos.  Luminarias solares autónomas  

Luminaria solar autonoma de un panel  solar fotovoltaico

 

Las luminarias solares para alumbrado público autónomas tienen paneles fotovoltaicos montados en la estructura. Cada farola tiene sus propios paneles fotovoltaicos y es independiente de las demás luces. Luminarias solares centralizadas 

Las luminarias solares para alumbrado publico también pueden trabajar centralmente En este tipo, los paneles fotovoltaicos para un grupo de luminarias solares para alumbrado público se montan por separado. Todas las luces de la calle en un determinado grupo están conectadas a esta fuente de energía central.

Ventajas de las luminarias solares autónomas para alumbrado publico:  

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Las luminarias solares utilizan la forma de energía mas limpia que existe, el sol.

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Una luminaria solar puede iluminar áreas remotas donde no hay energía eléctrica disponible.

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Las lamparas solares son 100% autónomas.

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Las luminarias solares pueden trabajar durante años sin costo de energía.

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Los LEDS de una luminaria solar tienen una vida útil de 50,000 horas.

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Nuestras luminarias de energía solar están integradas con sensores de luz  para encendido y apagado al oscurecer y al amanecer respectivamente.

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 Inmunes a fallas de energía eléctrica o "apagones" comunes en las lamparas convencionales conectadas a la red de energía eléctrica ( CFE )

Son independientes de la red eléctrica. Por lo tanto, los costos de funcionamiento se reducen al mínimo. Requieren mucho menos mantenimiento en comparación con las farolas convencionales. Los cables exteriores se eliminan, el riesgo de accidentes se reduce al mínimo.

 

  Es una fuente de electricidad no contaminante. Las piezas del sistema solar para iluminación publica se pueden llevar fácilmente a zonas remotas. El sistema de luminaria solar fotovoltaica para alumbrado publico, funciona de manera completamente autónoma sin uso de la red eléctrica. En el poste se encuentran todos los componentes electrónicos:  electrónicos:  la luminaria,  los  módulos solares, baterías de descarga profunda y controles los automáticos. Tiene como única fuente la energía del sol.  sol. Los módulos fotovoltaicostransforman la luz en energía eléctrica, y esta a su vez se almacena en baterías para ser usada por la noche o en días nublados. Una luminaria solar se instala rápidamente, lo único que se necesita es una base de concreto y un lugar bien soleado. Postes solares 

Diferentes tamaños y diseños de postes  solares

El poste es la estructura sobre la cual se soporta la o las luminarias solares, generalmente son metálicos y van anclados al piso con un bloque de concreto.

 

Son muy resistentes a condiciones climáticas adversas y tienen una larga duración. Todo el sistema fotovoltaico va incluido en el poste, razón por la cual son comúnmente llamados "Postes Solares" o "Postes fotovoltaicos"

Luminaria solar para poste de alumbrado urbano

Contamos con una amplia experiencia en sistemas de iluminación de espacios abiertos con energia fotovoltaica autonoma. Manejamos luminarias solares, postes solares, sistemas de iluminación autónomos y en red, lamparas de LED ( Diodo emisor de luz ) , controladores de carga, baterías de ciclo profundo , también contamos con personal altamente calificado para realizar nuestras instalaciones.

Luminarias solares para alumbrado publico: Es cada vez más generalizado el uso de esta tecnología para resolver la necesidad de iluminación urbana, tanto en áreas remotas con frecuentes apagones o suspensiones del servicio eléctrico o Lugares sin ningún acceso a la red de electricidad urbana. Inclusive en ciudades y pueblos donde se dispone se corriente eléctrica suministrada por la red, un sistema autónomo de generación de energía a partir de la luz solar es una manera ecológica y muy eficiente de iluminación incluso para casas habitación, fraccionamientos con un concepto ecológico y finalmente luminarias solares para alumbrado público Inicialmente el costo de un  un sistema de iluminación usando celdas solares

 

fotovoltaicas para obtención de energía eléctrica , representa una inversión adicional cuando se pretende instalar en su etapa inicial, sin embargo, el sistema al ser autónomo en cuanto a la generación de energía eléctrica y al estar alimentado por una fuente inagotable de luz como es el sol, con el tiempo se paga solo y en muchas ocasiones el ahorro no es solo en el costo de la energía eléctrica consumida, sino también en

mantenimiento, confiabilidad, duración de las lámparas, etc.

Luminaria solar ESCO-TEL iluminando una calle 

 A este tipo lampara se le conoce con diferentes diferentes nombres, nombres, siendo siendo los mas mas tipo de lampara comunes: Luminarias solares, postes solares, lamparas solares, faroles solares, reflectores solares, etc. Su funcionamiento básico es relativamente sencillo, las luminarias solares cuentan con un  un panel  panel fotovo fotovolta ltaii co integrado en la parte superior, un regulador administrador de corriente eléctrica para alimentar el ultimo componente que es un panel de LEDS o Diodos emisores de luz. Las lamparas solares de ESCO-TEL SOLAR tienen entre muchas otras ventajas las siguientes:

Tenemos el sistema solar para alumbrado publico adecuado para su  proyecto, si desea mas detalles, aclarar cualquier duda o solicitar una

 

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El diseño básico de un biodigestor. Luis Uribe 

Por Luz Guerrero  Guerrero  Experto de Vida verde  verde  SHARE PIN

Updated February 26, 2016.

Un biodigestor es un contenedor  contenedor hermético hermético  que permite la descomposición de la materia orgánica en condiciones  condiciones anaeróbicas anaeróbicas  y facilita la extracción del gas resultante para su uso como energía. El biodigestor cuenta con una entrada para el material orgánico, un espacio para su descomposición, una salida con válvula de control para el gas (biogás biogás)), y una salida para el material ya procesado (bioabono). Otros nombres: Digestor anaeróbico, reactor anaeróbico, reactor biológico.

Condiciones necesarias para la biodigestión 1.  La temperatura es muy importante para la producción de biogás, ya que los microorganismos que realizan la biodigestión disminuyen su actividad fuera de estas temperaturas. La temperatura en la cámara digestiva debe ser entre los 20º C y 60º C; para optimizar el tiempo de producción es deseable mantener una temperatura entre los 30º C y 35º C. 2.  El nivel de acidez determina como se desenvuelve la fermentación del material orgánico. El pH del material debe

 

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tener un valor entre 6.5 y 7.5. Al estar fuera de este rango neutro la materia orgánica corre el riesgo de pudrirse, ya que se aumenta la actividad relativa de los microorganismos equivocados; esto normalmente produce un olor muy desagradable. El contenedor debe de estar perfectamente sellado para evitar que entre el oxigeno y de esta manera tener un procedimiento  anaeróbico procedimiento anaeróbico  adecuado; también evita fugas del biogás. Debe de contener entre el 80% y 90% de humedad. Los materiales más comúnmente utilizados para producir biogás son el estiércol de vaca, caballo, puerco y humana, sin embargo también se pueden otros materiales orgánicos. Para lograr una descomposición eficiente, la materia orgánica debe de ser en tamaños digeribles pues entre más chica más rápida la producción del biogás. Se deberá tener un equilibrio del carbono y el nitrógeno.

Estructura de un biodigestor. Existen muchas variaciones en el diseño del biodigestor. Algunos elementos que comúnmente se incorporan son:  

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Cámara de fermentac fermentación: ión: El espacio donde se almacena la  biomasa la biomasa  durante el proceso de descomposición. Cámara de almacén de gas: El espacio donde se acumula el biogás antes de ser extraído. Pila de carga: La entrada donde se coloca la biomasa. Pila de descarga: La salida, sirve para retirar los residuos que están gastados y ya no son útiles para el biogás, pero que se pueden utilizar como abono (bioabono). Agitador: Desplaza los residuos que están en el fondo hacia arriba delde biodigestor para aprovechar toda la biomasa. Tubería gas: La salida del biogás. Se puede conectar directamente a una estufa o se puede transportar por medio de la misma tubería a su lugar de aprovechamiento.

Ventajas de  de los biodigestores. biodigestores.     

Es una  una energía renovable  renovable y sustentable. Aprovecha la producción natural del biogás.

 

Es posible utilizar los productos secundarios como abono o fertilizante.

 

Evita el uso de leña local, así reduciendo la presión sobre los recursos forestales.

 

Fomenta el  el desarrollo sustentable. sustentable. 

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Redirige y aprovecha los  los gases de efecto invernadero  producidos por los vertederos y granjas invernadero industriales, lo cual reduce la  la huella de carbono  carbono de estos establecimientos y disminuye su contribución al  al cambio climático..  climático   Cumple con la normatividad nacional e internacional.  

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Impide la contaminación de mantos acuíferos. Crea empleos especializados.

 

Crea la posibilidad de incursionar un proyecto de vanguardia.

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Desventajas, riesgos y consideraciones especiales  

Idealmente, la ubicación debe de estar cerca de donde se recolecta la biomasa.

 

La temperatura de la cámara de digestión debe mantenerse entre 20º C y 60º C; puede ser limitante en lugares extremos.

 

El biogás contiene un subproducto llamado sulfato de

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hidrógeno, humanos. el cual es un gas corrosivo y toxico para los seres  

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Al igual a cualquier otro gas combustible, existe el riesgo de explosión o incendios por un mal funcionamiento, mantenimiento o seguridad.

 

El biogas es la obtención de gas metano mezclado con otros gases a partir de la materia orgánica y no es una tecnología nueva. Sin embargo tradicionalmente se lo asoció a equipamientos complicados y sobre todo a estructuras costosas que ponían en duda la conveniencia final de su implementación frente a combustible esporádicamente abaratados por condiciones del mercado merc ado o por los subsidios. Por distintas razones, los combustibles baratos parecen ser una realidad que dejamos atrás, aspecto al que se le agrega la creciente preocupación por los temas ambientales asociados a la producción. Desde hace tiempo se están realizando pruebas, con diferentes componentes y materiales, para poner a disposición de los productores alternativas de generación de biogas con bajos niveles de inversión. Los equipos para la generación del biogas son llamados biodigestores y existen diferentes modelos. Aquí comentaremos uno de ellos que estamos utilizando en la provincia de Misiones a partir de las conocidas y disponibles bolsas para almacenar silo. Biodigestores con silo bolsa. Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaerobia (en ausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en e ell estiércol, para transformar éste en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, calefacción o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad. El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se está tratando trat ando con la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee a las familias de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas. Estos biodigestores se construyen con silobolsa que se caracterizan por su bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, y de requerir solo de materiales locales para su construcción. Características del biodigestor. El silobolsa debe estar completamente hermético, puesto que es esencial para que se produzcan la reacciones biológicas anaeróbicas. Para lograr este hermetismo y facilitar la anaerobiosis dentro de biodigestor, el film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías de conducción (se utilizan 4 baldes plásticos de 20 litros unidos de cada lado) con tiras de goma (cámaras de auto). Con este sistema, calculando convenientemente la inclinación de dichas tuberías, se obtiene un tanque hermético. El silobolsa debe estar colocado dentro de una fosa que lo proteja, el tamaño de la misma dependerá de las dimensiones del silobolsa disponible en el mercado. Un biodigestor cuenta con dos fases, una Líquida y otra Gaseosa. El volumen de cada fase dependerá del diseño utilizado, pero generalmente se trabaja con una fase líquida (estiércol + agua) de 75% y una fase gaseosa (depósito de biogás) de 25 %. Por otra parte, el biodigestor cuenta con una válvula de salida (conducción de biogás) y una válvula de seguridad que evita que el biodigestor explote al aumentar la presión dentro de la cámara. La alimentación del biodigestor se realiza diariamente y consta de una mezcla con una relación 5:1 de agua –estiércol. La clave de esta mezcla está en que el material sólido ingrese lo más pequeño posible, lo que aumenta la vida útil del sistema. Este material debería permanecer un mínimo de 30 días dentro del biodigestor para hacer un aprovechamiento correcto del material, así como para asegurar una eficiente eliminación de microorganismos patógenos. Producción de biogás El estiércol fresco contiene bacterias que continúan digiriéndolo y producen metano, dióxido de carbono y otros gases. En ausencia de aire (digestión anaeróbica) ocurre una producción en cadena de diferentes tipos de bacterias. Unas inicialmente producen una hidrólisis del estiércol, generando ácidos orgánicos. Otro tipo de bacterias digieren estos ácidos orgánicos a través de una deshidrogenación y acetogenésis dando como resultado ácido acético e hidrógeno.

 

Finalmente otras bacterias, llamadas metanogénicas, utilizan el hidrógeno y el ácido acético para transformarlo en metano, que es el gas más importante del biogás y el que permite la combustión.

Para lograr esta digestión anaeróbica es imprescindible que se cumplan una serie de parámetros, entre los que se pueden destaca, un pH dentro del biodigestor entre 6.5 y 6.7, temperatura sobre los 30 ºC,metanogénicas, medio anaeróbico, tiempo de retención de la La mezcla (mínimodel 30biogás días), puede presencia de bacterias material introducido adecuado. composición variar de acuerdo al tipo de material introducido dentro del biodigestor, pero generalmente tiene la siguiente composición (Cummins Power Generation, 2007). 

Una idea de rendimientos y costos El diseño del biodigestor, en particular en lo que se refiere a dimensiones, dependerá exclusivamente de la disponibilidad de material orgánico para procesar. Por ejemplo, si consideramos un tambo con 10 vacas lecheras de 400 4 00 kg vivo en promedio cada una (valores del NEA) y asumiendo que los bovinos producen aproximadamente 8 kg de estiércol cada 100 kg de peso vivo, cada vaca aportará 32 kg de estiércol.  Sin embargo, por lo general, en las cuencas lecheras de la provincia las vacas no permanecen las 24 hs en un corral, sino que generalmente lo hacen entre el encierre y el ordeñe, unas 4 horas al día. Esto implica contar con un total aproximado de 40-50 kg de estiércol por día, lo cual alcanzaría para alimentar un biodigestor de 7 metros de longitud. Este dato de la dimensión se obtiene al multiplicar la carga diaria (40 kg de estiércol + 200 litros de agua  –  relación 5:1), por los días de retención dentro del biodigestor (35 días). Con esta carga orgánica (en el orden de los 5 %), la producción de biogás estará aproximadamente en 3.5 m3 /día. Si bien, en función de la temperatura ambiente, la producción de biogas varía durante el año se están utilizando métodos, como el agregado de ciertas protecciones con efecto invernadero, que disminuyen estas variaciones Esta producción permitiría alimentar una hornalla común durante 15 horas al día, suficiente para el uso familiar normal y calentar el agua del lavado del tambo. El costo para un biodigestor familiar de 7 metros de longitud se estima en unos 1010 pesos (Cuadro Nº 2) con una vida útil que, con las protecciones correspondientes, podría extenderse a los 10 años. Tomando en cuenta esta inversión inicial, y que su operación no tiene costos adicionales, el costo anual sería equivalente a 4-5 garrafas de 10 Kg por año, a los valores subsidiados actuales en la zona.

 

 

En la región esta experiencia se está multiplicando en pequeños productores tanto lecheros como productores de cerdos y cabras. Cada una de estos residuos tienen sus propias características por lo que los rendimientos diferirán en cada caso, pero en todos resulta positiva. También se están realizando experiencias en grandes explotaciones industriales, utilizando otros materiales más adecuados a sus dimensiones y características, pero con los mismos principios técnicos y similares respuestas económicas.  En síntesis la generación de biogas es, una alternativa económica, de bajo nivel de inversión, que permite la utilización del recurso la mayor parte del año, amigable con el medio porque disminuye las posibilidades de contaminación ambiental.