Paneles solares: Energía sustentable del presente y futuro

La instalación del sistema fotovoltaico de 5 kWp se llevará a cabo en la azotea del edificio B del Plantel Dr. Ángel Ma. Garibay Quintana de la UAEMEX. Este sistema estará orientado al sur con una inclinación de 20 grados, optimizando así la generación de energía eléctrica. Para lograr este objetivo, se emplearán 9 módulos fotovoltaicos monocristalinos de la marca Canadian Solar, cada uno con una potencia nominal de 555 W y una eficiencia que varía entre el 14% y el 17%. Estos paneles estarán conectados en serie utilizando cable fotovoltaico con protección UV calibre 10 AWG. La energía generada será transformada por un inversor de corriente directa a corriente alterna de 5 kW bifásico, tipo Growatt o similar, que cumple con la certificación UL 1741 y proporciona una salida de 220 V en corriente alterna.

La conexión en serie de los paneles solares se ha seleccionado para mantener constante el valor de la corriente y aumentar el voltaje, lo que resulta en una mayor eficiencia del sistema y una menor pérdida de potencia. Esta configuración es esencial para alcanzar el nivel de voltaje óptimo que requiere el inversor, permitiendo así que la energía sea transformada de forma efectiva para su uso en la red.

Se espera que el sistema genere 4.95 kW de potencia total, produciendo alrededor de 24.75 kWh diarios, con un promedio de 5 horas de irradiación solar plena cada día. Esto equivale a una generación mensual de aproximadamente 742.5 kWh. En términos económicos, el plantel, que se encuentra en la tarifa GDMTO (Gran Demanda en Media Tensión Ordinaria), obtendrá un ahorro anual de $20,493.12 MXN al reducir el costo del consumo eléctrico.

Además de los beneficios económicos, la instalación contribuirá significativamente al medio ambiente. Se estima una reducción de 4,445 kg de emisiones de CO₂ al año, lo que equivale a plantar alrededor de 12 árboles anualmente para compensar estas emisiones. Para proteger el sistema, se instalarán gabinetes con protecciones tanto en corriente directa como en corriente alterna. Los gabinetes en corriente directa se encargarán de proteger los paneles y el inversor de sobretensiones, mientras que los gabinetes en corriente alterna (SPD Clase II) protegerán contra picos de voltaje que podrían dañar los equipos conectados a la red.

¿Por qué se considera un proyecto verde?
El sistema fotovoltaico es considerado un proyecto verde porque utiliza una fuente de energía renovable, el sol, para generar electricidad sin producir emisiones de gases de efecto invernadero. Al reducir la dependencia de combustibles fósiles, el proyecto contribuye a mitigar el cambio climático, promoviendo un entorno más limpio y sostenible.

Ventajas

• Reducción de costos: Generar energía solar reduce significativamente el gasto en electricidad, especialmente para instituciones que requieren gran demanda de energía.
• Impacto ambiental positivo: La disminución de emisiones de CO₂ ayuda a combatir el cambio climático, mejorando la calidad del aire y protegiendo la biodiversidad.
• Sostenibilidad: El sistema solar aprovecha una fuente de energía inagotable, lo que garantiza su uso a largo plazo sin agotar los recursos naturales.
• Bajo mantenimiento: Los sistemas fotovoltaicos requieren un mantenimiento mínimo en comparación con otras tecnologías de generación de energía.

Justificación del proyecto
La instalación del sistema fotovoltaico se justifica por la necesidad de reducir los costos de electricidad en el plantel y alinear las acciones de la universidad con las metas de sostenibilidad y reducción de huella de carbono. Contribuye al compromiso ambiental de la UAEMEX y ofrece un ejemplo práctico de implementación de tecnologías limpias, educando a la comunidad universitaria sobre los beneficios de las energías renovables.

¿A quién va dirigido?
El proyecto está dirigido a toda la comunidad académica de la UAEMEX, incluidos estudiantes, profesores, y personal administrativo. Además, busca inspirar a otros centros educativos y organizaciones a adoptar prácticas sostenibles.

Tema de la física que lo sustenta
El proyecto está sustentado en principios de energía y electromagnetismo, específicamente en la conversión de energía solar en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Este proceso es esencial para entender cómo los fotones de la luz solar interactúan con los materiales semiconductores de los paneles solares, generando una corriente eléctrica aprovechable.