jueves, 5 de noviembre de 2009

Energia Solar #1

Energía Solar, conceptos básicos


Lo fundamental que debe saber sobre la Energía Solar

El sol, centro de nuestra galaxia, genera una cantidad de energía en su normal proceso de fusión. Genera una cantidad inimaginable de energía, tanto es así que una infima parte que es la que nos toca recibir, ya posibilita la vida de todo nuestro planeta. Los rayos solares alcanzan nuestra atmósfera, y a pesar que gran parte de esta radiación solar queda atrapada en ella, nos llega la suficiente cantidad como para satisfacer todas las necesidades energéticas del mundo actual, y aun nos quedaria un enorme excedente.

Ciertamente al sol le queda aún unos 5.000 millones de años mas de vida, por lo que seguirá dando energía para muchas generaciones más. Pero la interrogante surge cuando pensamos en porque no se aprovecha toda esta energía del sol.

Captación de Energía Solar

La principal forma actual de generación de Energía Solar, esta en los paneles solares. Otras forma de captación incluyen los calentadores solares, concentradores solares, entre otros.

Paneles Solares


Los paneles solares utilizan células fotovoltaicas para generar la electricidad. Existen varias formas de construir una célula fotovoltaica, así como sucede con las baterías, dependiendo de los materiales utilizados se obtendrá mayor o menor eficiencia en la generación de energía.

Lo interesante de esto es que los costos se han abaratado bastante, gracias a la investigación e implementación de alternativas al Silicio como semi-conductor. La aleacion Galio-Iridio-Cobre-Selenio y la Cadmio-Telurio son algunas de ellas, pero son relativamente recientes en su comercialización, la que se inicio en el 2007.

Sin embargo, la eficiencia de estos paneles no es mucha, y aquí yace el principal obstáculo para la energía solar. Aunque en pruebas de laboratorio se ha conseguido una eficiencia de alrededor del 40% (estos son records en eficiencia), en la práctica la eficiencia no se asoma a esos niveles y ronda el 12%.

Otro obstáculo es el costo de estos paneles solares, aunque hoy día se han abaratado considerablemente, sigue siendo un impedimento para su comercialización masiva, especialmente en países que no ofrecen incentivos en su utilización.


Pese a estos dos obstáculos, la energía solar sin duda tiene un futuro prominente, debido a que no contamina y es abundante.




martes, 3 de noviembre de 2009

Nuevas tecnologias en Baterias #1

Revolucionaria tecnología en baterías plomo-ácido de la mano de Firefly Technologies

Mejora el rendimiento cíclico, densidad energética y operación en temperaturas extremas

Hace un par de años, la gente de Firefly Technology, desarrolló un nuevo tipo de placas. Su fundamento teórico es que en las baterías convencionales no se utiliza el 100% del área de la placa, lo que conlleva a un menor rendimiento.


La tecnología "Microcell" de Firefly, utiliza una arquitectura en 3 dimensiones, ya que las placas son hechas de un material poroso hecho de grafito y carbono, que forma cientos de miles de esferas de material. Esto permite que la superficie de trabajo de la placa, alcance niveles entre el 70% y el 90%, contra un 20%-50% en baterías convencionales. Mayor superficie de trabajo implica mayor densidad energética, un gran desafío para las baterías plomo-ácido que deben competir hoy día contra las litio-ion que aporta hasta 5 veces más densidad energética.

Esto también contribuye a que en climas fríos, su rendimiento en aplicaciones de arranque y descarga profunda sean superiores. Asimismo, en climas cálidos, su dispersión térmica es mejor, porque el material que utiliza en las placas ayuda a disipar mejor el calor. El resultado de una batería que opera a una temperatura más baja es que se disminiuye la corrosión al material activo, prolongando la vida útil.

Por último y un punto muy importante, su rendimiento cíclico es mejor, y se acerca al rendimiento cíclico de una batería litio-ion. La razón por la cual el rendimiento cíclico es superior, es que la formación de cristales de sulfato es limitada, por la estructura del material, que es porosa y esponjosa 

Y la recarga de esta batería?

Algo que mucha gente olvida, es el tiempo de recarga de una batería. No se menciona su capacidad de recarga. Recordemos que para su uso en vehículos eléctricos, que es el potencial más grande para baterías actualmente, se necesita una batería que pueda recuperar la carga rapidamente. Si hoy Usted se queda sin combustible, basta con ir a la estación de servicio y recargar su tanque en cuestion de minutos. Con las baterías no sucede eso, y actualmente se necesitan minimamente 8-10 horas para que una batería recupere su carga. Imagine que sucedería en un caso de emergencia?. Y desafortunadamente, por más que haya una mejora en la densidad energética, igual siguen siendo muy grandes y pesadas para cambiarlas rápidamente en casos de emergencia

Su campo de aplicación


De nada sirve tener una excelente tecnología si no es aplicada. Actualmente existe una batería desarrollada llamada "Oasis", que utiliza placas "Microcell", pero no se comercializa abiertamente al público.

Según boletines informativos de esta empresa, tienen un contrato con el ejército norteamericano para emplear este tipo de baterías en sus vehículos. Una batería que reduzca el sonido producido por el motor, es una excelente idea para misiones silenciosas.

Informan asimismo que no se están enfocando a vehículos eléctricos actualmente, pero eventualmente deberán hacerlo, ya que hay mucha presión internacional en el desarrollo de este tipo de vehículos.



Lectura adicional
www.fireflyenergy.com

lunes, 2 de noviembre de 2009

Baterias y sus aplicaciones #1

En donde se utilizan baterías?

Aplicaciones prácticas cotidianas

Si se pusiera a contar cuantas veces al día interactúa con una batería, Usted estaría sorprendido, aunque no sea un contacto directo la mayoría de las veces, su función de almacenamiento de energía las hace indispensables para acompañar a aparatos electrónicos y máquinas.

Veamos juntos lo siguiente, yo relataré un día cotidiano para ver cuantas veces se interactua con baterías. Para levantarse, su despertador debe sonar (1), luego Usted se levanta y revisa su celular (2), a continuación va al baño, y se dispone a cepillar los dientes con su cepillo eléctrico (3) y luego se afeita con su afeitadora eléctrica (4). Luego de tomar su desayuno, se sube a su auto, lo arranca (5), y se dispone a conducir hasta su trabajo. De camino recuerda que hoy es el cumpleaños de su jefe, entonces decide ir a comprarle un regalo, pero no recuerda como llegar a la tienda entonces enciende su GPS (6). Ya en su trabajo, se sienta en su cubículo y enciende su Notebook (7). Es hora de almorzar, pero en vez de ir al lugar de siempre, Usted decide tomarse una caminata por el parque escuchando música relajante en su iPod (8). De vuelta a su trabajo, su celular suena, y atiende la llamada utilizando su set manos libres bluetooth (9).


Ha sido un día largo en el trabajo, así que de vuelta en su casa, decide encender su televisor con el control remoto (10). Bueno, creo que ya entendió mi punto. Pero que pasa si además de todo esto Usted utilizó hoy una linterna, sacó fotos con su cámara digital, Usted utiliza un reloj de pulsera digital, su hijo jugó con su auto a control remoto, se fue la luz y sus UPS entraron en funcionamiento, vive en una región aislada y recibe energía de paneles solares, y la lista puede seguir...

Lo importante es saber que diariamente interactuamos con baterías, muchas veces sin darnos cuenta, y que la mayoría de las veces es en forma indirecta




viernes, 30 de octubre de 2009

Que es una Bateria?

Baterias, acumuladores y demas. 

Bien. Parece una pregunta simple pero en realidad no lo es. 

Podríamos definir como un objeto que almacena energía en forma química. Para alcanzar este objetivo, se necesita combinar ciertos elementos, en determinada cantidad y de determinada forma.
Construcción de una batería

Lo que realmente hay dentro de una batería

Y digo realmente porque con el paso del tiempo, me fui dando cuenta que mucho de lo que nos dicen por ahí no es cierto. Bueno, pero hablando en terminos genéricos, toda batería tiene 5 elementos insustituibles, un ánodo, un cátodo, un separador, un eletrólito y una carcasa contenedora. Fíjese que todas las baterías, sin importar el tipo que sean, tienen estos 5 elementos.

La utilización de un tipo de material u otro, en la construcción, hace que la batería tenga determinadas características. Por ejemplo: la primera batería inventada por el hombre fue obra de los habitantes de la Mesopotamia, y se la conoce como Batería de Bagdad. Apasionante verdad? Pensar que ya hace más de 2.000 años alguien había inventado una batería electroquímica!. Esta batería utilizaba elementos como cobre, hierro y plomo, en un vaso de cerámica, y se presupone que su electrólito era jugo de uva, ya que este tiene pH ácido *.

Tipos de Baterias de acuerdo a sus Materiales Constructivos 

Lo que las diferencia unas de otras
 
Claro, aunque tengan elementos comunes, no significa que todas sean iguales. Los materiales mas comunes para construirlas son zinc-cobre, niquel-cadmio, plomo-acido, niquel-MH y hoy en día las famosas litio-ion. Las diferencias entre unas y otras estan marcadas por su duración, rango de temperatura de trabajo, voltaje, ciclos de descarga, costo, por nombrar algunas.


Pero esto aquí no acaba, existen muchas otras químicas menos conocidas, como las zinc-aire, niquel-hierro, plata-zinc, plata-oxido de aluminio, incluso estan las baterías nucleares o beta-baterías (enlace en inglés), solo por nombrar algunas...



NOTA AL PIE: 
* Está en discusión aún si esta era o no una batería, los escépticos dicen que solo servía para guardar objetos ya que en ellas no se encontró rastro alguno de electrólito. Aún así, se podría también suponer que eran baterías que nunca llegaron a ser cargadas con electrólito, o por qué otra razon habrían fabricado este objeto?








jueves, 29 de octubre de 2009

De que trata este blog?


Le doy la bienvenida a este humilde blog, en el cual abordar todo lo referente a baterías y energía. Pero eso posiblemente ya lo sabia por el titulo, o no?.

Aunque no lo crea, existe todo un mundo detrás de estas dos palabras.

Habrá escuchado mas de una vez, que la materia no se destruye, solo se transforma. Bueno, una de sus posible transformaciones es la energía (la otra en materia). Solo imagínese un árbol en llamas, este se convierte en cenizas, pero en ese aparente sencillo proceso de combustion ya se esta produciendo energía. Incluso al caminar, estamos produciendo energía, o acaso nunca escucharon hablar de los relojes Seiko Kinetic?. Bueno, pero este blog no se va a avocar tanto al enfoque físico así que sigamos adelante.

De manera a entender mejor a la generación de energía, el hombre la clasifico dependiendo de donde se la obtenga (una de las tantas clasificaciones). Una de esas clasificaciones es la energía electroquímica.

Electro quee!?

Bueno, a mi hasta ahora me sigue sonando atípica esa palabra... la energía electroquímica es aquella en la cual se genera electricidad, a partir de una reacción química. Si nos ponemos a pensar, en la mayoría los métodos de generación de energía interviene la química de alguna manera, pero en esta se hace énfasis a su nombre debido a que dependiendo de que elementos se combinen, se tendrán distintos voltajes y densidades energéticas.

Pero sobre esto, lo hablaremos mas adelante, por ahora lo que a Usted y mi nos interesa, es que este blog analizará y explicará ambos temas a profundidad y también veremos aplicaciones de baterías y energía para la resolución de problemas cotidianos, compartir experiencias y enriquecer los conocimientos del tema, en un mundo en el cual estas dos palabras ganan día a día mayor importancia y atención.