seminario de tesis(farfismat)

8/14/2019 Seminario de tesis(farfismat)

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Proyecto deInvestigacion

Indice

Introduccion

Planteamiento ydefinicion delproblema

Justificacion de lainvestigacion

Objetivos

Marco teorico

Componentes parala instalacion delsistemafotovoltaico

DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA

A TRAVES DE PANELES SOLARES EN

UNA ZONA RURAL DE PUNO

Estudiante:Ruben Lucas FLORES AYALA

UNA - PUNOEnero/ 2009


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion

2 Planteamiento y definicion del problema

3 Justificacion de la investigacion

4 Objetivos

5 Marco teoricoEnerga SolarEspectro luminosoMasa del aireInsolacion

6 Componentes para la instalacion del sistema fotovoltaico

7 Diseno Metodologico

8 Conclusiones

9 Anexo


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion



4 Objetivos




8 Conclusiones

9 Anexo


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Introduccion

Suele reconocerse que la electricidad es un importante elemento del

desarrollo socioeconomico rural, no como fin en s misma sino a traves

de la demanda de los servicios que permite ofrecer, como el bombeo de

agua potable, la prolongacion del da gracias a la iluminacion, y la

preparacion de alimentos. En general, el aumento de la demanda de

energa, tanto en cantidad como en calidad, esta directamente

relacionado con el desarrollo socioeconomico. Con todo, las poblaciones

rurales de muchos pases en desarrollo han quedado excluidas de la

mayor parte de los beneficios del desarrollo economico y de la transicion

hacia servicios de energa electrica de mejor calidad. Poco parece haber

cambiado desde que se plantearon por primera vez las cuestiones y los

problemas de la energa rural a fines del decenio de 1960; las fuentestradicionales de energa (lena, residuos de biomasa, traccion humana y

animal) siguen siendo los principales y con frecuencia los unicos recursos

energeticos disponibles para millones de familias rurales, con

limitaciones y efectos bien documentados en el bienestar rural en

ambitos como la salud, la seguridad alimentaria y la produccion agrcola.


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion



4 Objetivos




8 Conclusiones

9 Anexo


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Planteamiento y definicion delproblema

No se pone en duda que la energa electrica sea hoy en da

inherente a la Calidad de vida y a la civilizacion moderna por serconstitutivo en equipos electronicos, como computadoras otelevisores, y por la facilidad de transportarla y transformarlaeficientemente en otras formas de energa util, como, por ejemplo,en energa luminosa. Sin embargo, mientras que en pasesdesarrollados practicamente todos sus habitantes disponen en sushogares de electricidad, 30% de los Peruanos todava no tienenelectricidad en sus hogares y eventualmente millones de Peruanosse quedaran sin electricidad en sus casas inclusive dentro de losproximos diez o veinte anos, debido al alto costo de laelectrificacion de areas rurales.

La extension de la electrificacion rural convencional, va conexiona una red electrica, cuesta hoy en el Peru en promedio mas de $1000 por punto de conexion y este costo aumentarasignificativamente en los proximos anos, debido a que los pobladosque todava deben ser conectados a la red electrica se encuentrancada vez mas apartados y distanciados entre s.


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Para la produccion de energa electrica se usan panelesfotovoltaicos. Estos dispositivos son paneles que contienen

placas, llamadas celdas, constituidas de silicio.

La poca disponibilidad e ineficiencia de las actuales fuentesde energa en el area rural genera grandes problemas tanto enel uso indiscriminado de los recursos naturales (lena y otros)para la iluminacion, la coccion de alimentos, y hace que lapoblacion campesina incremente su voracidad al medioambiente, sin conocer que existen otras posibilidadestecnologicas que pueden resultar en esquemas sostenibles demanejo de los recursos naturales.Se puede utilizar la energa solar fotovoltaica para la

calefaccion y calentamiento de agua, piscina o de usodomestico?


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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion



4 Objetivos

5 Marco teoricoEnerga Solar

Espectro luminosoMasa del aireInsolacion



8 Conclusiones

9 Anexo


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Justificacion de la investigacion

Gran parte de la poblacion mundial que no disfruta de losbeneficios de la energa electrica que viven en zonas rurales no

electrificadas caracterizadas por una gran dispersion y bajasdensidades de poblacion. En estas zonas no resultaeconomicamente rentable la extension de la red electrica, siendo lasolucion fotovoltaica una solucion muy interesante especialmentepara instalaciones de potencias inferiores al Kw que suelen ser lasmas demandadas. Es esta razon por la que la energa solar

fotovoltaica cumplira un importante papel en la electrificacion dezonas rurales y en la universalidad del acceso a la energa electricay a los servicios que esta proporciona.

En el Peru, gracias tambien a la alta disponibilidad de la energasolar: la radiacion solar es en la mayor parte del territorio nacional

bastante alta y uniforme durante todo el ano, con valorespromedios de 5 - 6 Kwh./m2da. Un Sistema FotovoltaicoDomiciliario, SFD, que puede proporcionar 5 - 6 kWh deelectricidad por mes, cuesta hoy menos de $ 1000 (incluyendoalrededor de 40% de impuestos), incluyendo los costos deinstalacion, de capacitacion del usuario y de servicio posventa.


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Esta cantidad de energa electrica es suficiente para satisfacer lasnecesidades de iluminacion y telecomunicacion (radio, TV) de unafamilia campesina y no es mucho menor que la energa electricaconsumida por las familias campesinas que disponen de la electricidadva la red. Adicionalmente, los SFD son modulares, permitiendo ser

ampliados en cualquier momento si existe la necesidad y ladisponibilidad economica. Ademas la energa solar es una fuenteenergetica segura, limpia, permanente, confiable, ilimitada y cada damas atractiva desde el punto de vista social y economico.

Si bien es cierto que en las instalaciones fotovoltaicas es recomendablesituar los paneles en lugares bien ventilados, para paliar los efectosnegativos de la temperatura sobre las celulas fotovoltaicas, tambien escierto que se esta desaprovechando la energa en forma de calor queexiste en las mismas.

Por otra parte la idea de integrar energa fotovoltaica y termica en unmismo panel es un concepto novedoso, y que merece la pena investigar,ya que conllevara las siguientes ventajas:

a) Menos superficie necesaria para instalar energa fotovoltaica termica.b) Menos residuos alcanzado el fin de la vida util de la instalacion.c) Incremento de al menos un 15% en la produccion de electricidad.d) Obtencion de agua caliente para usos sanitarios, calefaccion, etc.e) Reduccion de la radiacion solar reflejada.


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion



4 Objetivos





8 Conclusiones

9 Anexo

Ob


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Objetivos

Objetivos generales Generacion de energa electrica a traves de

paneles solares a bajo costo. Estudio y analisis de la teora de radiacion y la

instalacion de sistemas fotovoltaicos

Objetivos Especficos Dimensionar el uso de los paneles solares. Aprovechar al maximo la radiacion solar

incidente en la region de puno. Se producira una cogeneracion aprovechamiento

la energa en forma de electricidad y calor.


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Introduccion



Objetivos

Marco teoricoEnerga Solar

Espectro luminoso

Masa del aire

Insolacion

Componentes parala instalacion delsistema

fotovoltaicoDisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion



4 Objetivos





8 Conclusiones

9 Anexo

E l


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Introduccion



Objetivos


Espectro luminoso

Masa del aire

Insolacion


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Energa solar

El sol es una estrella formada por diversos elementos en

estado gaseoso, principalmente hidrogeno, en condicionestales que producen, de forma espontanea e interrumpida, unproceso de fusion nuclear, el cual emite luz y calor. Este es elorigen de la inagotable energa solar.

La fuerza del sol que llega a la tierra equivale a 10.000 veces

el consumo mundial de energa.

El sol se encuentra a una distancia de unos 150 millones dekilometros de la Tierra y la radiacion que emite tarda algomas de ocho minutos en alcanzar nuestro planeta, a unavelocidad de 300.000 km/s. Desde el punto de vistacuantitativo se puede decir que solo la mitad de la radiacionsolar llega a la superficie de la Tierra. La restante se pierdepor reflexion y absorcion en la capa de aire. (MARTINEZ,Angel .1999)

l i


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Introduccion



Objetivos


Espectro luminoso

Masa del aire

Insolacion


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

espectro luminoso La luz, sea esta de origen solar, o generada por un foco

incandescente o fluorescente, esta formada por un conjuntode radiaciones electromagneticas de muy alta frecuencia, queestan agrupadas dentro de un cierto rango, llamado espectroluminoso. Las ondas de baja frecuencia del espectro solar(infrarrojo) proporcionan calor, las de alta frecuencia(ultravioleta) hacen posible el proceso de fotosntesis o elbronceado de la piel. Entre esos dos extremos estan las

frecuencias que forman la parte visible de la luz solar. Laintensidad de la radiacion luminosa vara con la frecuencia.La Fig. 1.1 muestra la composicion del espectro luminoso.

P d d l i


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Introduccion



Objetivos


Espectro luminoso

Masa del aire

Insolacion


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

masa del aire La posicion relativa del sol respecto a la horizontal del lugar

determina el valor de la masa de aire. Cuando los rayossolares caen formando un angulo de 90 respecto a lahorizontal, se dice que el sol ha alcanzado su cenit. Para estaposicion la radiacion directa del sol atraviesa una distanciamnima a traves de la atmosfera. Cuando el sol esta mascercano al horizonte, esta distancia se incrementa, es decir, lamasa de aire es mayor.

Variacion del espectro luminoso

Al incrementarse la distancia, la absorcion, reflexion ydispersion de la luz solar tambien se incrementan, cambiandoel rango de frecuencias que integran el espectro luminoso, as

como la intensidad del mismo. Esto explica las variaciones deintensidad y color de la luz solar durante la salida y puestadel sol. La fuente luminosa usada para medir la potencia desalida de un panel FV tiene un espectro luminosocorrespondiente a una masa de 1,5 (M1,5), el que ha sido

adoptado como estandar. La intensidad es muy cercana a1KW m2.

P t d I l i


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Objetivos


Espectro luminoso

Masa del aire

Insolacion


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Insolacion La cantidad total de radiacion solar (directa y reflejada) que

se recibe en un punto determinado del planeta, sobre unasuperficie de 1 m2, para un determinado angulo deinclinacion entre la superficie colectora y la horizontal dellugar, recibe el nombre de insolacion. El termino deriva de lapalabra inglesa insolation, la que, a su vez, representa unacronismo derivado de otras tres palabras del mismo idioma:incident solar radiation (radiacion solar incidente).

Unidades de medida

Se usan diferentes unidades para expresar el valor de lainsolacion de un lugar. La mas conveniente para nuestraaplicacion es el Kilowatt.hora por metro cuadrado

(KWh/m2), o su valor equivalente en miliwatt.hora porcentmetro cuadrado (mWh/cm2). Si la energa del sol seutilizare para calentar agua, resulta mas conveniente usarcomo unidad las caloras por metro cuadrado (Cal/m2) o losBtu/f2 (British thermal units por pie cuadrado ). La

reduccion de una cantidad a la otra puede hacerserecordando que 1KWh m2= 860 Cal m2 = 317.02 Btu f2.

Proyecto de


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion


3 Justificacion de la investigacion4 Objetivos





8 Conclusiones

9 Anexo

Proyecto de


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

COMPONENTES PARA LA INSTALACION DEL SISTEMA

FOTOVOLTAICO

En una instalacion fotovoltaica consta de cuatro partes o

elementos que son los siguientes:

A Paneles solares

El panel solar se define como la union de varias celulas que sedenominan fotovoltaicos. Dependiendo de la instalacion quetu quieras debes unir celulas para as obtener una tensionadecuada, cada celula puede llegar a producir por lo generaluna tension de medio voltio.

Los paneles solares tienen tipo sandwich, estan hechos de

una capa de cristal, otra de acetato de vinilo, las celulas quese quieran poner, otra capa de substrato organico y porultimo otra serie de capas de vidrio.

Los paneles solares que llevan las celulas conectadas en serie,los valores de tension varan segun la cantidad de celulas que

se pongan.

Proyecto de B Acumulador


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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

B AcumuladorEste sistema tiene basicamente tres funciones:

Evita sobrecargas a la batera que puedan producirdanos.

Impide la descarga de la batera en los periodos de luzsolar suficiente.

Asegura el funcionamiento del sistema en el punto demaxima eficacia.El regulador mantiene constante la tension y laalimentacion del circuito y la carga de bateras.

C Regulador

Los acumuladores sirven para acumular energa y consumirlaen horas de poca radiacion solar o de noche, estos equipos deacumulacion son las bateras. Las bateras estan formadas

por dos compuestos Generalmente (Plomo y acido). Estanconstruidos en modulos denominados vasos, que tendran doselectrodos el positivo y el negativo, cada vaso puede llegar adar 2 voltios. La cantidad de energa que puede almacenaruna batera depende de su capacidad que se mide en A/h.

Los acumuladores estan compuestos por una serie de laminaselectrodos de plomo.

Proyecto de D Convertidor


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Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

D Convertidor

Son los mas avanzados de todos los convertidores de energacuantica y constituyen el mas prometedor camino hacia lapotencia electro-solar. Este proceso es llamado tambien

proceso de foto emision interna. Se producefundamentalmente por foto emision que posee un umbralinferior a la absorcion de fotones y la luz pasa de ser luz a serelectricidad sin pasar antes por un estudio de energatermica. A parte de las celulas fotovoltaicas existen otras,

pero la fotovoltaica es la unica que posee una absorcionoptica muy alta y una resistencia electrica los suficientementebaja como para poder convertir la energa solar en energautil de modo economico.a que hay una amplia eleccion de semiconductores con el

intervalo apropiado de absorcion espectral, podemosseleccionar un material apropiado que abarque el espectrosolar.Estos semiconductores se hacen uniendo partes positivas ynegativas de silicio, que actualmente es el que mas rinde.Todas las celulas solares actuales tienen en comun tres

caractersticas:

Proyecto de


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yInvestigacion

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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

a) Un absorbente optico que convierte los fotones en pareselectron-hueco.

b) Un campo electrico interno que separe estas cargas.

c) Contactos en los extremos del semiconductor para laconexion con una carga externa.

La parte de los convertidores que absorbe los fotones es elsemiconductor que se elige de forma que tenga una bandaprohibida similar a la del espectro solar. No podramos cogeruna celula solar con un valor bajo de energa de bandaprohibida aunque pareciera lo ideal para que absorbiese casitodo el espectro, pero la fuerza electromotriz de la celulaesta limitada por la energa de banda prohibida, y si esta es

pequena la energa electromotriz tambien lo sera. Es pocoprobable que un foton tenga el doble de energa que el nivelde fermi por eso siempre solo habra un solo parelectron-hueco por foton absorbido y la energa en exceso delfoton se disipa.

Proyecto de


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yInvestigacion

Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion







8 Conclusiones

9 Anexo

Proyecto deDi M d l i


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Investigacion

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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Diseno Metodologico

INSTALACION DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO

Un modulo solar fotovoltaico puede instalarse casi en cualquier lugar,

donde haya espacio suficiente, tanto en los tejados de las casas, comoen las terrazas, o en los balcones, etc. En el caso en que no haya ning unlugar conveniente es posible construir tambien un soporte especial.

En el lugar de instalacion de los paneles fotovoltaicos hay solamente unaspecto muy importante y fundamental a tener en cuenta: hay queasegurar que no existen obstaculos que les puedan dar sombra a lospaneles durante todo el da, y especialmente durante las horas centralesdel da, cuando la radiacion solar es mayor y con esto tambien el efectodel sistema.

La sombra puede reducir el efecto de todo el sistema notablemente.Esto en la selva significa que es necesario buscar un sitio libre, donde nohaya una vegetacion muy densa. La superficie que ocupa este tipo deinstacion depende de la potencia que se quiera instalar y tambien del

tipo de paneles que se utilicen. Pero en general hay que contar con quecada kWp (kilovatio pico = la maxima potencia generada durante 1hora en condiciones optimas; la energa producida en estas condicioneses 1kWh) ocupa una superficie de entre 7 y 11 m2. En lo que se refiereal peso de los paneles, depende tambien del tipo del panel, pero engeneral hay que considerar unos 15 kg.m-2. Pero, por ejemplo, el vientopuede suponer en algunos casos una carga adicional.

Proyecto de


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Investigacion

Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion







8 Conclusiones

9 Anexo

Proyecto deI Concl siones


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Investigacion

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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Conclusiones

La energa solar ofrece grandes posibilidades de electrificaciontambien de los poblados pobres, que estan aislados de lacivilizacion. Pero un gran impedimento para ello es la altainversion primaria, aunque es la unica inversion porque la vida utilde los paneles solares es de 20 a 30 anos o mas. Pero laelectricidad fotovoltaica se encuentra todava en panales y esoconfirman los numerosos proyectos de investigacion de las celulassolares en las universidades en todo el mundo. Su meta es subir el

rendimiento de los paneles fotovoltaicos, que hoy hace solamente20 a 30% dependiendo del tipo del panel. Se buscan entoncesotros materiales para las celulas fotovoltaicas, que hoy se fabricanbasicamente de silicio que sube el precio. Buenas caractersticasmuestran los semiconductores de materiales organicos, perotodava falta para poder fabricar estos paneles.

Para la electrificacion solar fotovoltaica de los comunidadesaislados deberan hacer mas pasos los gobiernos de los paseslatinos. Primero tienen que pensarse las prioridades economicas yecologicas, luego hay que ensenar a la gente, que es un sistemafotovoltaico, que ventajas tiene y que se necesario hacer para su

mantenimiento.

Proyecto deI i i 1 I d i


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Investigacion

Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

1 Introduccion







8 Conclusiones

9 Anexo

Proyecto deI esti i anexo


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Investigacion

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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

anexo

Proyecto deInvestigacion Bibliografa


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Investigacion

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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

Bibliografa

GASQUET, Hector L.Manual teorico y practico sobre los sistemas

fotovoltaicos, mexico - Editorial Trillas, 2o edicion, 2004.

MARTINEZ AGUILAR,

Angel EduardoRenewable Energy, Honolulu,Hawai - April-2007.

http://www.instalacionenergiasolar.com/http://fc.uni.edu.pe/mhorn/electrificacion.htm

Proyecto deInvestigacion GRACIAS POR SU ATENCION


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Investigacion

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Marco teoricoComponentes parala instalacion delsistemafotovoltaico

DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

GRACIAS POR SU ATENCION

APLAUSOS!!!



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Investigacion

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Introduccion



Objetivos


DisenoMetodologico

Conclusiones

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Bibliografa


APLAUSOS!!!



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Introduccion



Objetivos


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa


APLAUSOS!!!



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g

Indice

Introduccion



Objetivos


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Introduccion



Objetivos


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Objetivos


DisenoMetodologico

Conclusiones

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Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

Anexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

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Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

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Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

Conclusiones

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Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

ConclusionesAnexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

ConclusionesAnexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Indice

Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

ConclusionesAnexo

Bibliografa

APLAUSOS!!!



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Introduccion



Objetivos

Marco teorico


DisenoMetodologico

ConclusionesAnexo

Bibliografa

F i n d e l a a p r e s e n t a c i o n . C l i q u e a q u i p a r a s a l i r .
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