Proyecto de la Feria de Ciencias: Uso eficiente de los paneles solares

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Por Maxine Levaren

Toda la vida en la tierra depende del sol para el calor, el calor y la energía. Los paneles solares permiten a las personas capturar los rayos del sol para crear electricidad. Pero, ¿están funcionando los paneles solares con la máxima eficiencia?

El proyecto de Koa Tran (ver Figura 1) puso a prueba cómo se podían mejorar los paneles solares.

Figura 1: Visualización del proyecto “Uso eficiente de los paneles solares”.

Hipótesis

Creo que el uso de lentes biconvexas, que concentran un haz de luz, mejorará la eficiencia de un panel solar.

Variables independientes

Lentes utilizados en paneles solares

Variables dependientes

Cantidad de voltaje, corriente y resistencia

Controles

Grupos experimentales

Un panel solar de 12 voltios (v) con tres lentes biconvexas conectadas en el sentido de las agujas del reloj en tres lados del panel solar de prueba.

Grupos de control

Un panel solar de 12v

Materiales

  • Tres lentes biconvexas de 5 cm de diámetro
  • Dos paneles solares de 12v/15.24 cm x 17.78 cm x 2.54 cm
  • Dos diodos de bloqueo incorporados para paneles solares
  • Dos tablas de madera de 60,96 cm x 60,96 cm x 0,7 cm
  • Dos multímetros digitales Radio Shack (voltaje/ohmetro)
  • Cuatro pilas de botón 357A de 1,5 V
  • Regla de 500 cm, regla de 30,5 cm y transportador

Procedimientos

1. Establezca grupos experimentales y de control.

2. Coloque a ambos grupos afuera a las 8:50 a.m., cuando los rayos del sol están afectando la ubicación de los grupos, en ángulos óptimos con respecto al sol.

3. Para ambos grupos, registre la cantidad de voltajes, sin las resistencias conectadas.

4. Para ambos grupos, retire los cables de prueba y reajuste cada voltaje/ohmetro.

5. Para cada panel solar, haga contacto entre el cable de prueba rojo y negro con los cables extremos de la resistencia de 220 ohmios.

6. Registre la cantidad de resistencia (en ohmios) para ambos grupos.

7. Lleve a ambos grupos al interior a las 3:26 p.m., cuando los rayos del sol todavía están en fuerte contacto con los paneles solares y los lentes biconvexos.

8. Mida y registre el voltaje, la resistencia y la corriente de cada grupo; redondee la corriente y el voltaje de cada panel solar con la resistencia interna y externa hasta la centésima parte más cercana.

9. Repita el experimento durante las próximas dos semanas, ajustando los tiempos de exposición de los grupos experimental y de control, después de calcular el tiempo para una exposición óptima a la luz solar.

Resultados

La Tabla 1 muestra el promedio de voltios y miliamperios para cada prueba.

Tabla 1: Promedio de voltios y miliamperios para cada panel solar

Grupo de control Grupo de pruebaVoltiosMiliamperiosVoltiosVoltiosMiliamperiosTest 116.142865.8571415.428575.15714Test 217.0000018.8000016.8571413.38571Test 317.1428631.8428617.4285720.51429Conclusiones

Mi hipótesis fue que los paneles solares que usan lentes biconvexas son más eficientes que los paneles solares estándar. Mi hipótesis era incorrecta, porque el grupo experimental con las lentes biconvexas realmente redujo la cantidad de miliamperios, voltajes y corrientes que recibía el panel solar.

Un experimento futuro utilizaría espejos delante del panel solar en lugar de lentes biconvexas, lo que aumentaría la cantidad de luz solar que entra en contacto con las células fotovoltaicas.

Si usted está interesado en crear su propio proyecto de feria de ciencias, vea la Hoja de Trucos de Proyectos de la Feria de Ciencias para Tontos para obtener algunos consejos e información para comenzar.

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