Doce mapas de Bolivia, uno por cada mes, son parte de un proyecto de investigacin realizado por el Departamento de Fsica de la Universidad Mayor de San Simn (UMSS), que sirven para un mejor aprovechamiento de la energa solar con tecnologas renovables.

Las provincias y reas ms alejadas del departamento y del pas, donde no llega la electricidad ni el gas, pueden contar con una mayor eficiencia en la instalacin de los equipos de energa solar gracias a este atlas.

Antes de esta investigacin, las empresas que se dedican a la instalacin de este tipo de equipos no tenan datos exactos de la radiacin que se genera en determinados lugares, y colocaban los equipos de manera aleatoria. Algunos contaban con radimetros, pero la informacin que obtenan no era muy puntual. MATERIAL

Tres fuentes de informacin nutrieron a los investigadores con material para la elaboracin del atlas.

El Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (Senamhi) apoy con algunos datos de mediciones obtenidos en las estaciones de red meteorolgica.

Tambin se consigui informacin de irradiacin solar de imgenes satelitales de la Administracin Nacional de Aeronutica y del Espacio (NASA).

Para la construccin de los mapas se trabaj con informacin de los ltimos 27 aos, de la radiacin solar, gracias a imgenes de 47 satlites.

Luego de obtener toda esta informacin se aplic un mtodo geoestadstico para obtener los niveles de radiacin en el pas.

El director del Departamento de Fsica de la UMSS, Ivn Fuentes Miranda, indica que gracias a estos mapas los equipos como calefones solares y paneles fotovoltaicos, que sirven para la generacin de energa elctrica, son ms efectivos.

Esta informacin tcnica la pueden usar todas las instituciones que aprovechan la energa solar para sus proyectos, para ver qu disponibilidad de rayos solares hay en determinado lugar, menciona.

Cualquier empresa o persona interesada en obtener el atlas puede acceder de manera gratuita a este material en el Departamento de Fsica de la UMSS.

En el mapa se puede apreciar que en la zona de los llanos: Santa Cruz, Cobija y Beni, la radiacin directa es muy baja. En departamentos ms altos tales como La Paz, Oruro y Potos la radiacin es mucho ms elevada.

El mapa indica que los meses en los que se puede obtener mayor provecho de la radiacin en todo el pas son septiembre y octubre, cuando estamos ms cerca del sol.

El trabajo fue realizado a partir de 2007 y se culmin en 2010.Ahora, cada ao se hace una actualizacin de los mapas.

En el trabajo de investigacin participaron tanto ingenieros como auxiliares y estudiantes.

El financiamiento provino de la Agencia Sueca de Cooperacin Internacional (ASDI) con alrededor de 10 mil dlares por ao.

En primera instancia, los mapas eran distribuidos solamente por la UMSS, pero varias instituciones privadas y del Gobierno, al conocer esta informacin, tambin la han comenzado a difundir. ALTA DEMANDA

Fuentes asegura que actualmente existe una alta demanda del uso de energas renovables, no solamente en Bolivia sino tambin en otros pases en desarrollo, motivo por el cual era necesario contar con una base de datos confiable. Esto, adems, porque los equipos son altamente dependientes de los cambios y condiciones climatolgicas.

Para suplir el uso de la energa convencional, actualmente se utiliza la energa solar para el bombeo de agua, transporte, provisin de requerimientos de calentamiento y enfriamiento para el diseo de edificios, entre otros.

Bateras para Sistemas Solares y ElicosBateras para Almacenar la EnergaLa disponibilidad de luz o viento para producir la electricidad raras veces coincide con el tiempo cuando lo necesitamos. Balancear la energa entre la produccin y el uso es imprescindible. Aunque hay muchasformas de almacenar la energa, las ms usadas son bateras a base de plomo (acumuladores). Otras formas de bateras, sobre todo los de ion de litio (Li-Ion) estn en desarrollo y lentamente tamaos que pueden sustituir bateras de plomo penetran el mercado.Bateras pueden ser consideradas el taln de Aquiles de los sistemas tipo 'isla', sistemas que no son conectadas a la red. Bateras representan gran parte de la inversin pero tienen frecuentemente la vida ms corta de toda la instalacin.Todas las bateras funcionan bien al inicio, las diferencias se muestran en su expectativa de vida. Hay bateras que pueden durar ms de veinte aos y otros, bajo las mismas condiciones, duran menos que dos. Hay que preguntarse entonces de qu sirve una batera que cuesta la mitad pero dura solamente una tercera parte? Adems, bateras tienen riesgos importantes por ejemplo para su salud y el medio ambiente: reducir la frecuencia de cambiarlas contribuye significativamente a disminuir estos peligros.

Tipos de BaterasHay muchos diferentes tipos de bateras con muy buenas caractersticas, pero para las aplicaciones en sistemas fotovoltaicos y elicos se usa en su gran mayora bateras de plomo por su buena relacin del precio por energa disponible. Este tipo fue inventado ya en 1859 por el francs Gastn Plant.La grfica a la derecha muestra las diferentes tecnologas de bateras comparando sus capacidades en relacin a su peso (eje vertical) y su volumen (eje horizontal). Las bateras de ion de litio como las usadas en celulares y computadoras son las superiores.Actualmente se investiga fuertemente en mejorarlas y en el desarrollo de alternativas, principalmente motivado para solucionar los requerimientos de energa de vehculos elctricos. Aunque hay investigaciones muy prometedoras, hasta el momento no hay alternativas econmicamente viables a los acumuladores de plomo. De inters especial son las bateras de litio-ferrofosfato (LiFePO4) que no contienen elementos txicos, se puede descargar hasta un 20% de su capacidad y tienen una vida de ms de 2000 ciclos. La gran desventaja actual es el alto precio (aprox. tres veces de una batera de plomo) y cargarlas es ms delicado. Esperamos tener bateras con ms vida a un mejor precio en un futuro no muy lejano!Bateras de Plomo La mayora de las bateras de plomo usadas en sistemas solares y elicos parecen a los que se usan en autos y camiones, pero son optimizadas para una aplicacin diferente. Importante en los carros es la disponibilidad de mucha energa durante un tiempo muy corto, principalmente para arrancar el motor. Este alto flujo de amperes necesario se logra con capas de plomo delgadas.En sistemas solares y elicas las bateras tienen que dar la energa sobre un tiempo considerablemente ms largo y frecuentemente se descargan a niveles ms bajos. Estas bateras de tipo ciclo profundo tienen capas de plomo ms gruesas que adems brindan la ventaja de significativamente prolongar su vida.Estas bateras son relativamente grandes y pesadas por el plomo. Son compuestas de celdas de 2 voltios nominales que se juntan en serie para lograr bateras de 6, 12 o ms voltios.Peligros de Bateras de PlomoNo hay que olvidar que a parte del agresivo acido sulfrico y los gases explosivos que pueden producirse en ciertas condiciones, el plomo es venenoso. Se acumula en los huesos y con el tiempo causa graves daos de salud. Sobre todo nios estn en peligro. Por esto se prohibi el uso de plomo en los combustibles y pinturas. Es importante tenerlas en lugares ventilados y asegurados para evitar accidentes. Este problema es reducido pero no eliminado con los modelos VRLA sellados de gel o tipo AGM. Por su contenido txico y agresivo, las bateras necesitan ser recicladas para no daar la salud y el medio ambiente.Vida de Bateras SolaresLa vida de estas bateras depende aparte de la calidad de la fabricacin y del tipo sobre todo de su uso correcto. Con el uso difcil a controlar, los fabricantes prefieren no ofrecer garantas largas. Aunque todos queremos saber cuantos aos dura una batera, lo que se puede medir son ciclos de carga/descarga a una profundidad de descarga con una temperatura determinada (normalmente se mide a 25C).La mayora de bateras de carros viven menos de 200 ciclos si se descarga regularmente a 50% de su capacidad. Bateras liquidas de ciclo profundo (incluso las 'selladas') son capaces de 400 ciclos, bateras de AGM y de Gel superan fcilmente 800 ciclos. Hay bateras de Gel para el uso industrial (por ejemplo los tipos OPzS o OPzV) que pueden manejar bajo ciertas condiciones ms de 10,000 ciclos! Los aos de vida depende entonces de su uso: si se conoce la profundidad de descarga y la cantidad de ciclos, se puede estimar su vida en aos.Pero exponerlas a temperaturas elevadas o descargarlas solamente pocas veces por completo, arruina la calculacin!

Todas las bateras a base de plomo necesitan (quizs como humanos) una buena alimentacin (carga). Bateras de calidad, siempre llenas, sin sobrecargarlas, pueden vivir 20 aos o ms. Si se descargan frecuentemente en forma profunda (aunque el termino 'ciclo profundo' sugiere diferente), mueren ms rpidas. La ilustracin a la izquierda muestra la profundidad de descarga versus el nmero de ciclos. Mantenerlos sin alimento sobre un tiempo prolongado es su fin.En la prctica esto significa instalar suficiente capacidad para descargar las bateras a no menos de 50% de su valor nominal. (Nota: tambin se necesita suficiente capacidad de los paneles solares o del aerogenerador para cargarlas completamente). Tener suficiente capacidad instalada adems tiene el importante beneficio de aumentar las reservas por ejemplo para los das con poco sol o viento y para situaciones de emergencias cuando de repente se necesita ms luz. Entonces, dependiendo de la necesidad de electricidad, es importante calcular un balance ptimo para la capacidad instalada.Nuestra calculadora solares de gran ayuda en dimensionar la potencia necesaria de la(s) batera(s) segn sus requerimientos de energa.Lamentablemente mucha gente prefiere ahorrar en bateras con la sorpresa ms adelante de bateras muertas en poco tiempo. La entonces expresada opinin que las bateras son malas frecuentemente no es correcto, era su uso inapropiado.

La temperatura tiene gran influencia sobre la batera. No quieren el frio, ni el calor: una temperatura entre 20 y 25C es lo ptimo para una batera en uso.Temperatura y vida: A ms alta temperatura, la vida es ms corta. Una temperatura 10 grados arriba del ptimo puede cortar la vida por la mitad! La grfica a la derecha ilustra este fenmeno. Por otro lado hay que tomar en cuenta que la capacidad de almacenar energa disminuye en temperaturas bajas. Entonces para una batera sin uso, es preferible mantenerla a una temperatura ms baja.La temperatura tambin influye como cargar una batera. Con el aumento de la temperatura hay que disminuir el voltaje para evitar una gasificacin, pero todava asegurando una carga por completo. Recordamos que una gasificacin en bateras selladas (libre de mantenimiento) no es recuperable: el liquido se pierde por las vlvulas sin tener la posibilidad de rellenarlas. Por eso, todos los controladores buenos tienen una compensacin de temperatura incorporada.Eficiencia de Bateras SolaresLa eficiencia de las bateras varan segn tipo, temperatura, vejez, el estado de descarga y su calidad de construccin. Tambin hay que considerar que los productores miden la capacidad de sus bateras sobre diferente tiempo, lo que dificulta compararlas. Una batera descargada con una corriente alta en poco tiempo tiene menos capacidad que la misma descargada con una corriente pequea sobre un tiempo prolongado. Normalmente se indican la capacidad de la batera descargada sobre 24 horas (a 25C), pero algunos fabricantes miden la capacidad hasta 100 horas y as indican un valor comparativo ms alto de la competencia.Ms importante es la diferencia entre la cantidad de energa que entra en la batera (cargando) y la que es disponible en la batera (descargando). Esta eficiencia de Coulomb (tambin llamada eficiencia de Faraday) es en bateras normales de plomo entre 70 y 85%. Significa por ejemplo que de 100Ah producidos para cargar la batera, solamente entre 70 y 85Ah son disponible, el resto de la energa se pierde principalmente en calor. Las bateras de buena calidad, sobre todo los de tipo AGM, pueden tener una eficiencia hasta 95%.Tipos de Bateras de Plomo para Aplicaciones SolaresSe usan en la mayora dos diferentes tipos de bateras de plomo:1. Bateras Liquidas son las ms antiguas y su simple produccin permiten precios favorables. Existen en versin abierta con tapas que dejan sustituir el agua o en versin 'libre de mantenimiento' que son cerradas pero con vlvulas para que posibles gases puedan escapar durante cargas excesivas(en realidad no son libre de mantenimiento, son de bajo mantenimiento). Sus ventajas aparte de los precios es que son menos problemticos si se sobrecargan. Las desventajas son el peligro de perder el muy agresivo acido, un control del nivel del agua es necesario (en las de 'libre mantenimiento' no se pueden sustituir el agua), y su corta vida tpica de aproximadamente 400 ciclos de carga y descarga. Una ventilacin es muy importante para estos tipos de batera y temperaturas bajo zero pueden destruirlas rpidamente.2. Bateras tipo VRLA (abreviacin del ingls: Valve Regulated Lead Acid battery). Estas bateras modernas tampoco son completamente selladas, pero contienen una tecnologa que recombinan el oxigeno y hidrgeno que sale de las placas durante la carga y as eliminan la prdida de agua si no son sobrecargadas. Estas bateras funcionan en cualquiera posicin. Hay dos tipos principales: los de consistencia de Gel y los AGM, donde el acido es fijado en fibra de vidrio (AGM - absorbed glass mat). Bateras de Gel. En estas bateras 'selladas', el acido tiene la forma de gel. Su gran ventaja es que ya no hay un liquido que se puede perder, son cerradas y funcionan en cualquier posicin. La corrosin es reducida y son ms resistentes a bajas temperaturas. Su vida es mucho mayor que la vida de las bateras liquidas y comparado con otras, son las menor afectadas en casos de descargas profundas. Las desventajas son una resistencia interna poco ms alta que reduce el flujo mximo de la corriente, son algo ms delicadas para cargar y llevan un precio mayor. Estas bateras se usan frecuentemente en la industria y la telecomunicacin. Bateras tipo AGM. En estas bateras, desarrolladas inicialmente para la aviacin, el cido esta fijado en fibras de vidrio. Cada vez mas se usan en sistemas solares y elicos. Sus ventajas adicionalmente a las de las bateras de gel son una alta resistencia en climas fros, su auto descarga sobre el tiempo es mnimo y tiene la eficiencia ms alta de todas las bateras de plomo (hasta 95%). Tienen una baja resistencia interna que permiten corrientes altas. Desventaja, aparte del precio ms elevado, es su vulnerabilidad ms alta a descargas profundas.

Queremos destacar que no existe la mejor batera. Hay que encontrar la batera ptima para cada solucin.Hay una tendencia de cada vez ms usar las de tipo AGM por su buena relacin de vida por precio y su manejo fcil con un peligro reducido. Las bateras tipo VRLA son las nicas del tipo plomo que se permite transportar en aviones.Existen bateras liquidas tradicionales aptos para aplicaciones solares y elicas de una excelente calidad con una vida extrema que se usan frecuentemente en operaciones de altas exigencias (un ejemplo son las tubulares de Hoppecke OPzS que pueden alcanzar una vida de diseo hasta 25 aos! Vea imagen a la izquierda).En mercados con una oferta reducida, bateras de ciclo profundo que se usan en la minera o para carretillas elevadoras (montacargas) pueden ser una opcin viable, donde el mejor precio puede justificar una vida algo menor.Para alguien que siempre pueda asegurar la atencin necesaria, una batera liquida tradicional puede ser la mejor opcin sobre todo considerando el precio.Como sea, no podemos recomendar ahorrar en bateras. Bateras son el 'Taln de Aquiles' de cualquier sistema independiente de la red.

NOTA:

Apellido: Jurez MendizbalNombre: Jhon GaryCarrera: Ing. En Petrleo, Gas y EnergaFecha De Entrega: 22/08/2014

TRABAJO N 2

*RADIACION SOLAR EN BOLIVIA *TIPOS DE BATERIAS PARA PANELES SOLARES