Este documento trata sobre la energía solar fotovoltaica. Explica que la energía fotovoltaica ha crecido notablemente entre 2004-2012 y se ha convertido en un sector económico activo, con reducción de precios. Describe los tipos principales de células y módulos fotovoltaicos, sus características y aplicaciones. También analiza los desafíos de la disponibilidad energética y el almacenamiento de energía fotovoltaica.

1. Diplomado en Energía
Solar Fotovoltaica
¡Energía sin límites!

2. Introducción a la Fotovoltaica y
Elementos

3. • Crecimiento muy notable entre
los años 2004-2012 (desarrollo e
implantación).
• Aparición de un sector
económico muy activo.
• Reducción de precios, grid parity
o menos.
• Impacto visual y medioambiental
bastante aceptado por la
sociedad.
Energía
Grado de desarrollo
Dos grandes grupos:
• Transporte
• Actividad
Industrial/doméstica

4. Impacto Visual
(China-PNUD)
Panda Green Energy 100MW
(China) 100 plantas para 2020

5. Impacto Visual
(Integración arquitectónica)
Clasicos Especiales

6. • Simplicidad
• Generación “rápida”
• Modularidad
• Escalables
• Inclusión de componentes (simil/dif)
• Duración y fiabilidad
• Producción y rendimiento constantes
• Larga duración(+30 años)
• Elevada fiabilidad (aplicación espacial)
• Mantenimiento reducido
Características
de la
Fotovoltaica
Tipos:
1. Aisladas
2. Autoconsumo –
Conectadas a la red

7. • Calidad de suministro
• Reducción de saturación de líneas
• Reducción de pérdidas en
transporte enerético
• Gestión de redes eléctricas
• Control de potencia reactiva
• Control de potencia activa –
frecuencia de red
• Cubrimiento de huecos de tension
• Gestión de receptores para
incremento de autoconsumo
• Etc
• Seguridad eléctrica
Características
de la
Fotovoltaica
Tipos:
3. Bombeo Solar Directo
4. Híbridos

8. • Genereación imprevisible – variable
• Variabilidad (generación – consumo)
• Almacenamiento de excedentes
• Acumuladores electroquímicos
• Baterías (regimen continuo)
• Condensadores (transitorios)
• Energía mecánica
• Volantes de inercia
• Aire comprimido
• Energía hidráulica
• Saltos de agua artifical
• Energía Térmica (fluidos)
• Almacenamiento en hidrógeno (p/c)(MW)
• Gestión de la energía
• Incremento de autoconsumo
• Gestión de generación – consumo
• Horas valle y punta
• Suministro de picos de demanda
Características
de la
Fotovoltaica
Problemática
1. Disponibilidad
energética
2. Almacenamiento

9. Acumuladores

10. Depende de:
• Desarrollo de modelos
económicos considerando
• Costes de adquisición
• Funcionamiento
• Mantenimiento
• Sustitución
• Legislación energética estáble en
el tiempo
• Financiación adecuada y
estable
• Recuperable con actividades
emergentes
• Condiciones de mercado con
participación pivada
Apoyo a las
Renovables
Implantación
Implicación de agentes
locales:
• Gobernantes
• Formadores
• Población

11. Apoyo a las
Renovables
Implantación

12. Evolución de la potencia FV instalada en el Mundo

13. Evolución de la potencia FV instalada en Europa

14. Efecto de la legislación FV en Europa

15. Capacidad
Instalada/desinstalada
2009 2019

16. Potencia FV instalada total mundial
REN 21

17. Potencia FV instalada total mundial
REN 21

18. Proyección
IRENA

19. Células Solares

20. Efecto Fotovoltaico

21. Energía de la Luz

22. Energía de la Luz

23. Unión p-n

24. Célula FV

25. Curva Oscura / Iluminada
Energía Calor

26. • Cristales orientados de la misma
forma
• Eficiencia elevada (16-22%)
• Fabricación de coste elevado
• Elevado gasto energético de
fabricación
• Espesor común de 200um
Tipos de Células
Fotovoltaicas
Monocristalina

27. • Principal protagonista en la
expansion de la fotovoltaica
• Cristales en diferentes
direcciones
• Coste de fabricación inferior
• Eficiencias cercanas al 16%
• Usada en generación a gran
escala
Tipos de Células
Fotovoltaicas
Policristalina

28. • No hay red cristalina
• Rendimientos cercanos al 9.5%
• Capas delgadas de material
semiconductor
• Fabricación económica (3% c-si
de material)
• Espesores en la escala de 2um
Tipos de Células
Fotovoltaicas
Amorfo

29. • Es posible su fabricación en
módulos flexibles
• Conexionado de células dentro
del proceso de fabricación de la
lámina
• Respuesta spectral amplia
• Ideales para zonas de polvo y
con elevada radiación difusa
• Estabilización inicial
Tipos de Células
Fotovoltaicas
Amorfo

30. • Bajo coste por watt
• Buena respuesta a
la temperatura
Tipos de Células
Fotovoltaicas
Amorfo

31. Mejoras
en la
Célula
FV
• Mejoras en le proceso productivo de las obleas
• Mejoras en las grid-lines
• Mejoras en los Bus-bars
• Capas anti reflexivas
• Geometría de fabricación
• Texturizados (menor reflexión)
• Células bifaciales

32. # Bus-Bars

33. Tecnología PERC

34. Medias Células

35. Bifaciales

36. Bifaciales

37. Parámetros de
estandarización
Condiciones Estandar de
Medida
CEM(STC)
• Radiación: 1000W/m2
• AM: 1.5
• T° ambiente: 25°C
Temp. de Operación Nominal de la
Célula
TONC
• Radiación: 800W/m2
• AM: 1.5
• T° ambiente: 20°C
• Viento: 1m/s

38. Construcción de módulos FV
www.greenrhinoenergy.com

39. Asociación de Células FV
www.greenrhinoenergy.com

40. Caja de conexiones

41. Célula
fotovoltaica
Modelo equivalente
• Iph: Fuente de corriente
máx.
• D: Diodo equivalente de
la union p-n
• Rsh: 200Ω - 800Ω
• Rs: 0.05Ω - 0.3Ω

42. Modelado de la célula
FV
Ecuación Característica Constantes

43. Célula
fotovoltaica
Características
equivalentes
• Isc
• Voc
• Ipmp
• Vpmp
• Ppmp

44. Módulo FV
Características
Eléctricas
• Variación de la corriente
por la radiación

45. Módulo FV
Caracteríasticas
Eléctricas
• Variación de la corriente
por la radiación
• Variación de la tensión
por la radiación

46. Módulo FV
Caracteríasticas
Eléctricas
• Variación de la tensión
por la temperatura
• Variación de la potencia
por la temperatura

47. Módulo FV
Temperatura de Operación
Nominal de la Célula TONC
• Radiación: 800W/m2
• AM: 1.5
• T° ambiente: 20°C

48. Jean Gómez
E-mail: jgomezl@uni.pe
CEL: 948551145