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Energía Solar Fotovoltaica: fundamentos físicos y tecnológicos

Teniendo en cuenta, por un lado, el creciente costo de la energía eléctrica a partir de la quita de subsidios y, por el otro, la aparición de facilidades financieras, la energía solar fotovoltaica ha tenido un gran impulso.  

En esta nota el Ing. MBA Diego Rojas nos cuenta acerca de las técnicas de fabricación de células FV y sobre los Módulos fotovoltaicos (FV) 


La célula FV 

Según la teoría cuántica de la luz, ésta, en la fase de emisión, transporte y absorción, se comporta como un flujo de paquetes llamados fotones que tienen almacenada una cantidad de energía proporcional a la frecuencia de la onda luminosa a la que pertenecen. Es decir, que una luz ultravioleta tiene más energía que una infrarroja que transporta la misma cantidad de fotones. 

La misma teoría explica que los fotones interaccionan con los electrones contenidos en la materia en el generando un efecto fotoeléctrico. Desde un punto de vista cualitativo se puede explicar este efecto mencionando el hecho de que los fotones que chocan con los electrones ceden, a estos últimos, su energía. 

La conversión fotovoltaica, definida como el proceso mediante el cual se convierte directamente la radiación solar en electricidad a través de células fotovoltaicas, se basa en este fenómeno de interacción sobre la estructura de un material semiconductor como, por ejemplo, el silicio. 

Técnicas de fabricación de células FV 

Una primera clasificación de las diferentes tipologías de células fotovoltaicas puede ser según el material semiconductor con el que está fabricada. Actualmente la mayoría de las células FV están basadas en el silicio. Esta elección tiene relación con diferentes factores de naturaleza técnico-económica y de practicidad. 

El silicio es un material muy conocido en la producción industrial del sector electrónico. Esto hace que su producción y operación sea tecnológicamente más fácil y económica. Por último, el silicio es un elemento semiconductor muy abundante en nuestro planeta. 

Como ya se ha introducido, la producción de células está basada, mayoritariamente, en el silicio (> 90%). Entre las células de silicio se puede hacer una ulterior clasificación basada en la técnica de fabricación y, en particular, se distinguen tres tipologías fundamentales: 

¿Sabías que las células monocristalinas se reconocen fácilmente porque no son de forma cuadrada, sino que tienen las esquinas cortadas? Esto es debido a que están producidas a partir de cilindros de material monocristalino. 

Puedes consultar el documento IEA-ETSAP & IRENA (2013). «Solar Photovoltaics.  Technology Brief», en el enlace: http://www.irena.org/Publications, dentro de «IRENA-IEA-ETSAP Technology Briefs». 

Células de material alternativo 

Las alternativas al silicio son fundamentalmente las siguientes: 

Módulos fotovoltaicos (FV) 

El módulo FV consiste en la conexión eléctrica de células FV en serie (o paralelo) hasta obtener unos valores de tensión y corriente deseados. 

Conectar eléctricamente en serie significa que la salida eléctrica (polo negativo) de una célula está conectado a la entrada eléctrica (polo positivo) de la célula siguiente. De este modo el voltaje total resultante se obtiene sumando el voltaje de cada célula. 

Además, sólo en pocas aplicaciones los módulos están empleados de manera individual y directamente para un consumo de energía. La excepción más importante es la carga de pequeñas baterías de 12 V para alimentar luces o pequeños equipos en zonas remotas. Ésta es la razón por la que hoy en día muchos módulos comerciales tienen un número de células de 36 para obtener una tensión de salida útil para cargar estas pequeñas baterías. 


Ing. MBA Diego Rojas 
 

Ingeniero Civil por la Universidad Nacional de Córdoba, Master in Business Administration (MBA) por la Universidad Politécnica de Madrid, Master en Ingeniería y Gestión de las Energías Renovables en la Universidad de Barcelona y candidato a Master en Economía de la Universidad Empresarial Siglo 21. 
Consultor internacional. Amplia experiencia en el sector de las energías renovables y eficiencia energética. Sub-director del Instituto de Ambiente, Energías Renovables y Desarrollo Sustentable del Colegio de Ingenieros Civiles de la Provincia de Córdoba. Miembro del Consejo Asesor de Política Energética (CAPEC) de la Provincia de Córdoba. 
Profesor en la Universidad del Pacífico de Lima (Perú), Universidad Siglo 21 y en la Universidad Tecnológica Nacional de La Rioja. 

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Leonardo Oscar Mascitelli

Méd. Vet.

Médico Veterinario. Especialista en Políticas Agroalimentarias. Magister en Relaciones Comerciales Internacionales.

Actualmente se desempeña como consultor independiente en seguridad alimentaria y comercio internacional de agroalimentos, nacional e internacional, como Docente de Posgrados y Jurado de Tesis en ISALUD, UNTREF y Presidente de la Asociación Civil Iniciativa para la Seguridad Agroalimentaria Latinoamérica (IPSAL).

A lo largo de su trayectoria profesional se desempeñó como asesor en el Ministerio de Agroindustria de Nación, como Subsecretario de Calidad Agroalimentaria y Uso Agropecuario de los Recursos Naturales del Ministerio de Asuntos Agrarios de la Provincia de Buenos Aires. Desarrolló distintos cargos durante 40 años en SENASA: Coordinador de Relaciones Internacionales, Director de Cuarentenas, Director de Tráfico Internacional, Coordinador del Programa de Encefalopatía Espongiforme Bovina (Vaca Loca), entre otros.

Guillermo I. O. Spaini

Méd. Vet.

Guillermo I. O. Spaini es Médico Veterinario (UBA) y Licenciado en Ciencias Veterinarias de la Unión Europea (España). Se desempeña como Consultor, entre otros, en la Unidad de Vinculación Tecnológica CEDYAT, Consultor de Asistencia Técnica Internacional de la Unión Europea, Banco Interamericano de Desarrollo, Cooperación Sur/Sur e industria privada.

Realizó diversos estudios de especializaciones y posgrados tales como Especialización en Módulo Calidad e inocuidad de los alimentos y Módulo Tecnología de procesamiento de los alimentos (UBA), Formador de formadores en auditoría (Evaluación) (IRAM), Posgrado en Sistema de gestión de la calidad agroalimentaria y comercio internacional (UNTF) y Posgrado en Políticas y Gestión del Sector Agroalimentario (UNTF).

A lo largo de su trayectoria profesional ha tenido la oportunidad de trabajar en distintos países colaborando en organismos tales como el INVIMA (Colombia), la DGPSA (Nicaragua), el VMG, el SENACSA (Paraguay), SENASA (Costa Rica y Honduras) y en organismos de Bloques como Mercosur (Argentina), la SIECA (Guatemala). En lo que respecta a Latinoamérica, se ha desempeñado en Colombia, Guatemala, El Salvador, Costa Rica, Honduras, Nicaragua, Paraguay, Uruguay, Chile, Venezuela, Argentina y Brasil. A nivel global se ha desempeñado como auditor en Serbia, Croacia, Hungría y en misiones de intercambio comercial en Laos, Camboya y Tailandia.

Alfredo Marcial Montes Niño

Méd. Vet.

Es Médico Veterinario (UBA) y se licenció en Veterinaria en España. También se especializó en Calidad Industrial (UNSAM – INTI) y en Planificación en Salud Animal (UBA). Experto en Programas de Residuos Contaminantes en Alimentos, por más de 30 años se ha especializado en el asesoramiento a programas de control de las substancias químicas exógenas en los alimentos y dirigiendo laboratorios públicos y privados en Latinoamérica, Asia y África. Además, es coautor de 27 publicaciones científicas y participante en 36 consultorías en 22 países. 

Actualmente se desempeña como Vicepresidente de la Asociación Brasileña de Evaluación de la Conformidad (ABRAC). Asimismo, integra la Junta de Gobierno de la Unión Internacional de Laboratorios Independientes (UILI) y el Comité Ejecutivo de la Sección Europea de la AOAC INTERNACIONAL. Es miembro de la Cooperación Interamericana de Acreditación (IAAC) y del Comité de Materiales de Referencia de la ISO (REMCO).

Luisina Lavari

Licenciada en Tecnología de los Alimentos

Es Licenciada en Tecnología de los Alimentos (UCC), Profesora en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Católica de Córdoba (UCC) y Universidad Nacional de Rosario (UNR), en diversas carreras de grado y posgrado. En su formación de posgrado fue becaria de CONICET, completó un Doctorado en Ciencias Biológicas (UNL) y realizó diversos trabajos de investigación principalmente en INTA Rafaela y el Instituto de Lactología Industrial (INLAIN – CONICET – UNL).

Realizó estancias de investigación en la Universidad de Sao Paulo- Facultad de Zootecnia e Ingeniería de Alimentos en el tema aplicación del secado spray a escala piloto para encapsulación de bacterias probióticas y en la Università degli Studi della Basilicata (Potenza, Italia) en el tema “Optimización de la producción de biomasa y secado spray de bacterias probióticas en permeado de suero de queso”.

Cuenta con experiencia en el asesoramiento a industrias lácteas interactuando con áreas técnicas y de calidad para llevar a cabo la implementación de sistemas de calidad.

Damián E. López

Lic. en Administración M. Sc.

Es Licenciado en Administración de la Universidad Nacional de Córdoba y maestrando en Estadística Aplicada de la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Económicas de dicha Universidad.

En su actividad como consultor ha asesorado a organizaciones como Bagley; Cocacola; Hospital Privado, Sanatorio Allende, Clínica Oftalmológica Onnis; Registro de la Propiedad, Fiscalía General y Ministerio de Finanzas de la Provincia de Córdoba.

En el Centro de Transferencia de Calidad Total de la Facultad de Ciencias Económicas ha realizado investigaciones en organizaciones de Córdoba en temáticas vinculadas a la Gestión de la Calidad.

Actualmente se desempeña como Consultor en Sistemas de Gestión de la Calidad, y como docente en Universidad Tecnológica Nacional, Instituto Universitario de Ciencias Biomédicas de Córdoba, AgroGlobal y Aprender en Red.

Diego Rojas

Ing. MBA

Ingeniero Civil por la Universidad Nacional de Córdoba, Master in Business Administration (MBA) por la Universidad Politécnica de Madrid, Master en Ingeniería y Gestión de las Energías Renovables en la Universidad de Barcelona y candidato a Master en Economía de la Universidad Empresarial Siglo 21.

Consultor internacional. Amplia experiencia en el sector de las energías renovables y eficiencia energética. Sub-director del Instituto de Ambiente, Energías Renovables y Desarrollo Sustentable del Colegio de Ingenieros Civiles de la Provincia de Córdoba. Miembro del Consejo Asesor de Política Energética (CAPEC) de la Provincia de Córdoba.

Profesor en la Universidad del Pacífico de Lima (Perú), Universidad Siglo 21 y en la Universidad Tecnológica Nacional de La Rioja.

Nicolás Carbonell

Ing. Agrónomo M. Sc.

Es ingeniero Agrónomo (UNC) y docente de la facultad de ciencias Agropecuarias de la universidad nacional de Córdoba (UNC).

Se especializado en Bienestar animal en animales de producción en la Universidad autónoma de Barcelona (UAB), España. Obteniendo el título de Master en Bienestar animal.

Es el actual director de la institución AgroGlobal, centro de innovación y educación agropecuaria. Su principal enfoque es la promoción, vinculación y profesionalización del sector cárnico, a través de la dirección y la co-creación de proyectos de aplicación tecnológica para el desarrollo del sector agropecuario y agroindustrial.

Ana Paola Zogbi

Veterinaria M. Sc.

Es Veterinaria (UNL), Docente e Investigadora de la Facultad de Ciencias Agropecuarias y Químicas de la Universidad Católica de Córdoba (UCC). Posee formación académica universitaria de posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos.

Su participación en proyectos y estancias de investigación a nivel internacional le han permitido complementar su formación en Tecnología de Carnes en países europeos, principalmente España e Italia, como así también en países latinoamericanos abarcando diferentes aspectos como los procesos, el análisis sensorial, microbiológico e instrumental de la carne y productos cárnicos. A través de una Beca de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo del Programa Iberoamericano de Formación Técnica Especializada realizó el curso en Tecnología de los Productos Cárnicos del Centro de Tecnología de La Carne-lRTA Monells (Girona).

Ha conducido proyectos de investigación y extensión, y ha dirigido tesis de formación en el cuarto nivel. Forma parte de RED Internacional CYTED-España, Productos Cárnicos Más Saludables (Healthy Meat).

Gonzalo Aleu

Méd. Vet. Dr. Mg. Sc.

Es Médico Veterinario (UCC), Profesor e Investigador de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Católica de Córdoba (UCC) y Universidad Nacional de la Rioja (UNLaR), en diversas carreras de grado y posgrado, como así también en la Universidad Nacional de Córdoba, Universidad Nacional de Río Cuarto y Universidad Miguel Hernández (España).

Es Especialista en Ciencia y Tecnología de la Carne y Productos Cárnicos, Master en Ciencia y Tecnología de los Alimentos y Doctor en Ciencias Agropecuarias (UCC). Completó su formación de posgrado en Ciencia y Tecnología de la Carne en el IRTA-Monells (España).

Forma parte de RED Internacional CYTED-España, Productos Cárnicos Más Saludables (Healthy Meat). Tiene más de 16 años de trayectoria en el área de la Industria Cárnica (fiscalización, control de calidad y gestión de procesos). Hoy se desempeña como profesor del Diplomado en “Calidad de res y carne bovina” en AgroGlobal.

Ricardo I. Consigli

Ing. Agr. Esp. M.Sc.

Es Ingeniero Agrónomo (UNC) y Profesor de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y Universidad Católica de Córdoba (UCC) en diversas carreras de grado y posgrado. Se especializó en Producción Animal en el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos (CIHEAM, con sede en Francia) obteniendo el título de “Master of Science en Producción Animal”. Es productor ganadero.

Tiene más de 28 años de trayectoria en el área de la Calidad de la Res y Carne Bovina, ampliando su disciplina de trabajo al Bienestar Animal y la influencia en la producción animal, la calidad de la res y carne. Hoy se desempeña como profesor del diplomado en “Calidad de res y carne Bovina” en AgroGlobal.