Funcionamiento paneles solares

1. Funcionamiento Paneles solares
Introducción a las
Energías Alternativas

2. Contenido
Introducción
Estructura del modulo fotovoltaico
Curva característica del modulo fotovoltaico
Terminología
Ecuación Característica
Factores que afectan la característica I-V del
generador
Condiciones de referencia
Eficiencia del modulo fotovoltaico
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3. 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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4. Conexión entre celdas y encapsulado
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.
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5. 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 llaman
Vmax e Imax
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6. 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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7. 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
Pot max V pmp I pmp
FF =
=
de la celda.
Voc I sc
Voc I sc
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8. Ejemplo de Factor de llenado
Encuentre el factor de
llenado del ejemplo anterior
si Isc=2.8 Amp
Y Voc=0.6V
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9. 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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  V + IRs   V + IRs
I = I L − I o  exp
 mV  − 1 − R

t 
p



IL corriente fotogenerada
Io corriente inversa de saturación
Vt =KT/e
K constante de boltzman
T temperatura en grado kelvin
e la carga del electron
m 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.
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10. 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*Np
Vmod=VcxNs
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11. 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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12. 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.
  V / Ns + IRs / N p   V / N s + IRs / N p
 − 1 −
I = I L − I o exp


mVt
Rp
 
 
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