Funcionamiento Paneles solares

Introducción a las Energías Alternativas

Contenido

IntroducciónEstructura del modulo fotovoltaicoCurva característica del modulo fotovoltaico

TerminologíaEcuación CaracterísticaFactores que afectan la característica I-V del

generadorCondiciones de referencia Eficiencia del modulo fotovoltaico

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Introducción

En este capitulo vamos a estudiar las característica voltaje y corriente de las celdas solares y como conectarlas para formar los paneles.

Los paneles solares constituyen un arreglo de celdas en serie y en paralelo para aumentar el voltaje y la corriente que produciría una sola celda además de proveerle un soporte mecánico y protección para los fenómenos atmosférico.

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Conexión entre celdas y encapsulado

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Las celdas poseen una lado positivo que se encuentra en la parte superior y esta compuesto por un borde metálico.Este borde metálico se conecta con el terminal negativo que normalmente lo compone toda la parte inferior de la celda. (conexión en serie).Esta conexión se hace con una malla metálica de baja resistencia.Estos grupos luego se conectan en paralelo con otros grupos y finalmente se crean dos conectores positivo y negativo.Estos grupos de celdas se encapsulan con una cubierta posterior y un vidrio en la parte superior agarrados por un marco generalmente metálico que le da la rigidez necesaria.

Característica voltaje y corriente de una celda solar

Las celdas tienen un comportamiento corriente voltaje casi rectangular. Para cero voltaje la corriente de corto circuito es máxima Isc. Luego continua con este constante durante todo un rango de voltaje. Finalmente esta cae completamente vertical cuando se va acercando al voltaje de circuito abierto Voc. La máxima potencia se encuentra en la curva y es ligeramente inferior a la multiplicación del voltaje Voc y la corriente Ioc.

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El valor del voltaje y la corriente en el punto de potencia máxima se llamanVmax e Imax

Ejemplo: Característica voltaje y corriente de una celda típica

Una celda típica de 100 cm2 y 13% de eficiencia tiene un Vpmp=0.52 cual será su corriente Ipmp. Que valor de resistencia tendrá que tener conectada la carga para obtener esa potencia máxima.

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Factor de llenado

La razón entre la potencia máxima y la multiplicación del voltaje en circuito abierto y corriente en corto circuito se conoce como factor de llenado. Mientras más alto sea ese factor mejor es la calidad de la celda.

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scoc

pmppmp

scoc IV

IV

IV

PotFF

max

Ejemplo de Factor de llenado

Encuentre el factor de llenado del ejemplo anterior si Isc=2.8 AmpY Voc=0.6V

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Ecuación característica de la celda solar

El modelo de la celda solar es una fuente de corriente con un diodo en paralelo y una resistencia en serie y otra en paralelo.

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p

s

t

soL R

IRV

mV

IRVIII

1exp

IL corriente fotogeneradaIo corriente inversa de saturaciónVt =KT/e K constante de boltzmanT temperatura en grado kelvine la carga del electronm es el fator de idealida del diodo entr 1 y 2.Rs es la resistencia en serie de la celda y Rp es la resistencia en paralelo de la celda.

Conectanto celda en serie y en paralelo

Las celdas se conectan en serie para aumentar el voltaje y en paralelo para aumentar la corriente.Imod=Ic*NpVmod=VcxNs

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Ejemplo de arreglo de paneles

Se construye Un panel de 36 celdas como la utilizada en el ejemplo anterior. Cuantas combinaciones se pueden hacer de voltaje y corriente de salida del panel.

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Ecuación característica de los paneles

Cuando las celdas se conectan en serie y paralelo la ecuación se original de una sola celda se altera de la siguiente manera.

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p

pss

t

psoL R

NIRNV

mV

NIRNsVIII

//1

//exp