Modulos fotovoltaicos

PARÁMETROS Y CARACTERÍSTICAS QUE LOS DEFINEN
MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS

-DEFINICIÓN. Conjunto formado por células conectadas en serie y en paralelo,
convenientemente ensambladas y protegidas contra los agentes externos con el fin
de generar la corriente y el voltaje necesarios.
-El escaso valor de la tensión y la potencia hace necesaria la conexión de varias
células en serie. Para ello se suelda el conector (negativo-N) de una célula con el
conector inferior (positivo+P) de la siguiente. Entre las células individuales se
introduce un pequeño espacio de 2mm.
MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS.

FUNCIONES DEL MÓD. FOTOVOLTAICO
-Proteger las células solares y sus
conexiones.
-Aislar eléctricamente el conjunto.
-Darle consistencia mecánica para
su manipulación.
-Permitir la conexión entre
módulos para conformar
generadores F.V.
Las células solares se conectan en
conjuntos de 36 a 96 (36 / 60 / 72
/96) ud. (módulos fotovoltaicos).

MÓDULO
FOTOVOLTAICO.
-La tensión y corriente
suministradas por el
panel se incrementan
hasta ajustarse al valor
deseado.
-Se asocian células en
serie hasta conseguir
la tensión deseada.
-Posteriormente se asocian
en paralelo varios ramales
para alcanzar el nivel de
corriente deseado.

-La forma más habitual no es construir un generador solar de un solo panel sino
dividirlo en paneles de igual voltaje y potencia. Para varias aplicaciones
pueden diseñarse módulos estándar, cumpliendo condiciones estándar.
-La mayor parte de los paneles o módulos solares se construyen asociando
primero células en serie hasta conseguir el nivel de tensión deseada, y luego
asociando en paralelo varios ramales en serie de células para alcanzar el nivel de
corriente deseado.
-Además el módulo cuenta con otros elementos que hacen posible la adecuada
protección del conjunto frente a los agentes externos; una rigidez suficiente,
posibilitando la sujeción a las estructuras que lo soportan y permitiendo la
conexión eléctrica.

CONFIGURACIÓN DE MÓDULOS F.V. A PARTIR DE LAS CÉLULAS ENSAMBLADAS

CONEXIÓN DE 36 CÉLULAS EN SERIE MEDIANTE 4 RAMALES DIFERENTES
PRINCIPALES ELEMENTOS DE UN MÓDULOFOTOVOLTAICO
-Los convertidores electrónicos (DC/AC) que se conectan a
la salida de los módulos trabajan mejor con tensiones
altas.
-Las cargas que pueden trabajar directamente conectadas
a módulos trabajan con tensiones superiores a la
generada por una célula fotovoltaica.

CONEXIÓN DE 36 CÉLULAS EN SERIE MEDIANTE 4 RAMALES DIFERENTES

PRINCIPALES PARTES DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO
-MARCO METÁLICO
-CUBIERTA DE VIDRIO TEMPLADO
-ENCAPSULANTE
-CÉLULAS SOLARES
-ENCAPSULANTE
-CAJA CUBIERTA POSTERIOR
-CAJA DE TERMINALES

CONSTRUCCIÓN DEL MÓDULO FOTOVOLTAICO.
-ENCAPSULANTE: (Etilen-Vinilo-Acetato (E.V.A.)→Acetato de etilen-vinilo o
bien de silicona). El encapsulante se acopla al ensamblaje del módulo al
rellenar el volumen existente y amortigua las vibraciones e impactos que
se pueden producir. El encapsulado debe permitir la transmisión de la luz y
no degradarse con los rayos U.V.
También protege a las células solares y contactos eléctricos de la humedad
y entrada de polvo. Es importante que no quede afectada en su
transparencia por la exposición al Sol, buscándose un índice de refracción
similar al del vidrio protector para no alterar la radiación incidente.

-CUBIERTA EXTERIOR: Es de vidrio que debe facilitar al máximo la
transmisión de la radiación solar. Se caracteriza por su resistencia
mecánica, alta transmisividad y bajo contenido en hierro para facilitar la
entrada luz con la mínima reflexión posible. Protege a las células
fotovoltaicas frente a impactos.

MARCO DE ALUMINIO.
-De aluminio anonizado, proporcionando rigidez y resistencia mecánica al
módulo sin aumentar en exceso su peso. Se une al resto de componentes
mediante una junta de estanquidad.
-Proporciona un sistema de fijación y combinación con otras estructuras
sustentantes. Nunca debe mecanizarse para evitar vibraciones que pudieran
afectar a las células o romper los vidrios de las cubiertas.

FUNCIONES DEL MARCO METÁLICO DEL MÓDULO F.V.
-Aumenta la rigidez y protección del módulo.
-Mejora el aislamiento del módulo.
-Facilita el manejo del módulo durante el montaje del campo solar.
-Permite fijar el módulo sobre la estructura soporte.

TERMINAL DE CONEXIÓN MACHO-HEMBRA MÓDULOS FOTOVOLTAICOS
-CONECTORES. Las conexiones de salida están en la parte posterior del módulo en una
caja estanca que los proteja del polvo. Se exige para las cajas un IP54. Lo más
frecuente es que los módulos vengan provistos de cables, conectores y bornes de
conexión para realizar la instalación de modo más fácil.

CONECTORES MACHO-HEMBRA DE UN MÓDULO FOTOVOLTAICO.

RAMALES DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS CONECTADOS EN SERIE

-Los DIODOS son componentes electrónicos del módulo que solo permiten el
flujo de la electricidad en un solo sentido.
-Su funcionamiento se parece a un interruptor el cual abre o cierra los circuitos.
En los sistemas fotovoltaicos generalmente se utilizan de dos formas:
-Diodos de bloqueo/antirretorno .
-Diodos de by-pass.

-Los DIODOS DE BYPASS protegen individualmente a cada panel de posibles daños
ocasionados por sombras parciales.
-Los DIODOS DE BYPASS impiden que cada módulo individualmente absorba
corriente de otro de los módulos del grupo, si en uno o más módulos del mismo se
produce una sombra.
-Deben ser utilizados en disposiciones en las que los módulos están conectados en
serie. Generalmente no son necesarios en sistemas que funcionan a 24 V o menos.

DIODOS EN EL
CAMPO SOLAR
DIODOS DE BY-PASS
DIODOS ANTIRRETORNO
DIODOS DE BLOQUEO

-Los DIODOS DE BYPASS protegen individualmente a cada panel de posibles daños
ocasionados por sombras parciales.
-Crea un puenteo de corriente, un camino alterno para que la corriente siga
fluyendo y no sea consumida por la célula sombreada.
-Los DIODOS DE BYPASS impiden que cada módulo individualmente absorba
corriente de otro de los módulos del grupo, si en uno o más módulos del mismo se
produce una sombra.
-Deben ser utilizados en disposiciones en las que los módulos están conectados en
serie. Generalmente no son necesarios en sistemas que funcionan a 24 V o menos.

-La función principal de los DIODOS DE BLOQUEO es prevenir que la batería se
descargue sobre el módulo por la noche. En los sistemas FV que emplean baterías,
sería posible que la batería se descargase durante toda la noche a través del
módulo si no se empleasen protecciones.
-Los DIODOS DE BLOQUEO conectados en serie en cada una de las ramas en paralelo
evita el paso de corriente en sentido inverso, “aislando” las ramas defectuosas.
-Su misión es la de bloquear los flujos de corriente inversos de ramas en paralelo
deterioradas o sombreadas durante el día.

-El uso de diodos de bloqueo conectados en serie en cada una de las ramas o
“strings” en paralelo (DIODOS ANTIRRETORNO) evita el paso de corriente eléctrica
en sentido inverso. Cuando se conectan en paralelo varias ramas de paneles, puede
ocurrir que una de ellas resulte severamente sombreada o deteriorada, y que la
corriente de otra rama se derive hacia ésta.

En la imagen superior se representa un campo solar de varias ramas en las que se
han instalado diodos by-pass en todos los módulos fotovoltaicos así como un diodo
antirretorno por rama para evitar corrientes inversas y un diodo de bloqueo para
evitar que la batería se descargue en horario nocturno.

CONEXIÓN CÉLULAS FOTOVOLTAICAS CON CINTAS DE COBRE O ESTAÑO.

PARAMETROS ELÉCTRICOS CARACTERÍSTICOS DE LOS MÓDULOS F.V.
TENSIÓN DE CIRCUITO ABIERTO (VOC)
INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO (ISC)
TENSIÓN EN EL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (VMPP)
INTENSIDAD EN EL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (IMPP)
POTENCIA PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (P. DE PICO) (PMPP)

-En consecuencia, las gráficas características I-V y P-V de un módulo son
proporcionales a las de las células solares y las conclusiones obtenidas
para una célula solar son válidas también para un módulo.
-PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS.
Los parámetros eléctricos de un módulo fotovoltaico tienen una relación
directa con los parámetros eléctricos de sus células y con la cantidad y el
conexionado serie-paralelo de las mismas.

-TENSIÓN DE CIRCUITO ABIERTO. (VOC) Es el punto de corte, con el eje horizontal,
de la curva I-V obtenida en condiciones estándar (C.E.M.). Representa la máxima
tensión que puede proporcionar un módulo solar bajo condiciones S.T.C. Es el
voltaje máximo que se podría medir con un voltímetro sin permitir que pase
corriente alguna entre los bornes de un panel.
-INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO. (ISC) Es el punto de corte, con el eje vertical, de
la curva característica I-V del módulo solar obtenida en condiciones estándar. Es
decir, la máxima corriente que producirá el módulo en esas condiciones.
Correspondería a la medida, mediante un amperímetro de la corriente entre
bornes del panel, sin ninguna otra resistencia adicional, esto es, provocando un
cortocircuito.

-TENSIÓN EN EL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (VMPP). Es la tensión
correspondiente a la potencia máxima y medida en condiciones estándar C.E.M.
-INTENSIDAD EN EL PUNTO DE POTENCIA MÁXIMA (IMPP) Es la intensidad de la
corriente que genera el panel o módulo fotovoltaico, en el punto de potencia
máxima y medida en condiciones estándar.
-PARÁMETROS TÉRMICOS. Coeficientes de temperatura para tensión, corriente y
potencia.
-RANGO DE FUNCIONAMIENTO. Temperatura de uso, máxima tensión del sistema
y cargas de viento y nieve así como la máxima corriente inversa que pueden
admitir.

-POTENCIA ELÉCTRICA MÁXIMA. (PMPP).(POTENCIA DE PICO O NOMINAL)
Es la potencia máxima que puede generar el panel o módulo en condiciones
C.E.M./S.T.C. y se define por el punto de la curva I-V donde el producto de la
Intensidad generada y la tensión es máximo como consecuencia de la
resistencia externa del circuito.
Teóricamente, la condición C.E.M. de irradiancia (1.000w/m2) se produce en
un día soleado al mediodía solar junto con las demás condiciones C.E.M.
El nombre de “pico” hace referencia a que, en realidad, una intensidad de
radiación de 1.000 w/m2 es difícil de “captar”. Por lo tanto la potencia real
producida será también inferior a la potencia nominal de pico.

CURVA I-V CARACTERÍSTICA DE UN MÓDULO F.V.

Las curvas características I-V de un módulo fotovoltaico para diversos niveles de
radiación, manteniendo el resto de condiciones en los valores S.T.C. se muestran en
la figura superior (100 m W/cm2=1.000 w/m2).

La corriente de cortocircuito generada para una determinada radiación solar
ISC_EX es prácticamente proporcional a la radiación incidente (EX), verificándose
la siguiente relación:
𝑰 𝑺𝑪_𝑬𝑿 = 𝑰 𝒔𝒄 ∙
𝑬 𝒙
𝟏. 𝟎𝟎𝟎
Donde:
-ISC_EX es la corriente de cortocircuito para una radiación solar EX.
-EX es la radiación solar que incide sobre la célula fotovoltaica medida en w/m2
para unas condiciones determinadas de trabajo.
-ISC es la corriente de cortocircuito de la célula fotovoltaica medida con una
radiación de 1.000 w/m2 (condiciones C.E.M.).

Curvas P-V del módulo fotovoltaico ATERSA A-75-M para radiaciones de 25,
50 ,75 y 100 mW/cm2. La mayor potencia se consigue con la mayor
radiación (resto de parámetros condiciones S.T.C.).

La potencia generada por un módulo para unas condiciones de radiación
solar distintas de las S.T.C. se calcula mediante la expresión:
𝑷 𝑴𝑷𝑷_𝑬𝑿 = 𝑷 𝑴𝑷𝑷 ∙
𝑬 𝒙
𝟏. 𝟎𝟎𝟎
Donde:
-PMPP_EX es la potencia en el M.P.P. para una radiación solar EX.
-PMPP es la potencia en el M.P.P. para una radiación de 1.000 w/m2 (S.T.C.)
-Ex es la radiación solar que incide sobre la célula fotovoltaica medida en
w/m2 para unas condiciones determinadas de trabajo.

Si incluimos el efecto de la variación de la tensión con la radiación solar
obtenemos una gráfica como la de la figura superior.

FACTORES QUE AFECTAN AL RENDIMIENTO DE LOS MÓDULOS SOLARES.
-Tª de trabajo de las células F.V. del módulo.
-Pérdidas por reflexión.
-Suciedad en la cubierta frontal de los módulos.
-Eficiencia de la conversión luz - electricidad con baja radiación.
-Conexiones deterioradas.
-Montaje con módulos de distintas potencias interconectados.
-Sombreados parciales de la instalación.

RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE UN PANEL FOTOVOLTAICO. (ɳ)
Es el rendimiento máximo medido en condiciones estándar que, si no se
especifica, puede calcularse a partir de la siguiente ecuación puesto que
calculado en tanto por uno, viene dado por:
ɳ 𝒎 =
𝑽 𝑴𝑷𝑷 × 𝑰 𝑴𝑷𝑷
𝑷 𝑰𝑵𝑪𝑰𝑫𝑬𝑵𝑻𝑬
=
𝑮 × 𝑺
-VMPP viene dada en V.
-IMPP en A
-S es la superficie efectiva del panel o elemento fotovoltaico en m2.
-G es la Irradiancia en w/m2

EXPLICACIÓN DE LA EXPRESIÓN DEL RENDIMIENTO DEL PANEL F.V.
En la expresión del rendimiento de un panel la PINCIDENTE es la energía
luminosa que llega al mismo y lo que obtenemos es la potencia
eléctrica (VMPP·IMPP) máxima para dichas condiciones de trabajo.
-Aproximadamente entre un 13% a un 20% de la energía solar es
transformada en energía eléctrica en los módulos actuales de silicio
policristalino y monocristalino.
-Debido a esta baja eficiencia en la conversión de la luz solar en
electricidad es por lo que se precisan grandes superficies de módulos
fotovoltaicos para conseguir potencias elevadas.

FACTOR DE FORMA (FILL FACTOR).
-Se define como el cociente entre la potencia máxima que se puede entregar a
una carga por parte de un panel y el producto de la tensión de circuito abierto
y la intensidad de cortocircuito (C.E.M./S.T.C.).:
-
-Los valores habituales del factor de forma (F.F.) oscilan entre 0,7 y 0,8.
-También se puede definir como el cociente entre el área del rectángulo
formado por el origen de coordenadas y el punto de máxima potencia del
rectángulo de lados ISC y VOC.
𝑭. 𝑭. =
𝑽 𝑶𝑪 × 𝑰 𝑺𝑪
=
𝑷 𝑴𝑷𝑷
𝑽 𝑶𝑪 × 𝑰 𝑺𝑪

PANEL NT181EH DE SHARP DE 57.2 WP

SE MONTA UN MÓDULO CON UNA MATRIZ DE 6×10 CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
DE 156×156mm QUE TIENES LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
VOC=0,63V; VMPP=0,54V; ISC=9 A; IMPP=8,2 A; PMPP=4,42w
DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS DEL MÓDULO CONSTRUIDO.
-La tensión de circuito abierto del módulo será:
VOC_MÓD=60×0,63V=37,8V
-La tensión en el punto de máxima potencia será:
VMPP_MÓD=60×0,54V=32,4V

-La Potencia en el punto de máxima potencia del módulo F.V.:
PMPP_MÓD=60×4,42w=265,2w
-La Intensidad en el punto de máxima potencia del módulo F.V.:
IMPP_MÓD=PMPP_MÓD/VMPP_MÓD=8,2 A
-La Intensidad de cortocircuito del módulo fotovoltaico:
ISC_MÓD=9 A

EFECTO DE LA Tª EN LAS CTCAS. ELÉCTRICAS DE LOS MÓDULOS F.V.
CURVA P-V DE UN MÓDULO F.V. A 15ºC, 25ºC, 35ºC, 45ºC y 55ºC

EFECTO DE LA Tª EN LAS CTCAS. ELÉCTRICAS DE LOS MÓDULOS F.V.

-Las pérdidas de potencia debidas a una temperatura de módulo diferente a
las condiciones estándar de medida (25ºC en la célula para las S.T.C.)
dependen de las características de la instalación fotovoltaica. Con una
buena aireación de los módulos la temperatura de las células fotovoltaicas
es del orden de 30ºC sobre la temperatura ambiente (∆T=30ºC), para una
radiación de 1.000w/m2.
-Para una instalación fotovoltaica integrada arquitectónicamente, con los
módulos poco aireados, la temperatura de las células fotovoltaicas es del
orden de 35ºC a 45ºC sobre la temperatura ambiente. Estos valores pueden
variar en función de las condiciones del viento de la zona donde se ubica la
instalación.

-La TEMPERATURA DE OPERACIÓN NOMINAL DE CÉLULA o T.O.N.C. (N.O.C.T.
o Normal Operating Cell Temperature) se define como la temperatura que
alcanzan las células solares cuando se somete el módulo a una radiación de
800w/m2 con una distribución espectral A.M. 1,5 una temperatura
ambiente de 20ºC y una velocidad del viento de 1m/s.
-A partir de la T.O.N.C. (ºC) se puede obtener de forma aproximada la
temperatura de las células TCELL que forman un módulo F.V. para una
determinada temperatura ambiente TAMB (ºC) y para una determinada
radiación solar (E medida en w/m2 mediante una célula calibrada).

-
-TEMPERATURA DE LAS CÉLULAS QUE FORMAN UN MÓDULO F.V.:
-Muchos de los módulos de c-Si presentan una T.O.N.C. de 47ºC. Determina
la temperatura de la célula para una temperatura ambiente de 10ºC, 25ºC y
35ºC con el resto de parámetros en condiciones S.T.C. (E=1.000w/m2).
𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑻 𝑨𝑴𝑩 + 𝑻. 𝑶. 𝑵. 𝑪. −𝟐𝟎 ∙
𝑬
𝟖𝟎𝟎
𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝟏𝟎 + 𝟒𝟕 − 𝟐𝟎 ∙
𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝟖𝟎𝟎
= 𝟒𝟑, 𝟕𝟓º𝑪
𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝟐𝟓 + 𝟒𝟕 − 𝟐𝟎 ∙
𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝟖𝟎𝟎
= 𝟓𝟖, 𝟕𝟓º𝑪
𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝟑𝟓 + 𝟒𝟕 − 𝟐𝟎 ∙
𝟏. 𝟎𝟎𝟎
𝟖𝟎𝟎
= 𝟔𝟖, 𝟕𝟓º𝑪

-EXPRESIONES QUE SE UTILIZAN A Tª DISTINTA A LA DE LAS S.T.C.:
-EXPRESIONES USADAS CON COEF. DE Tª EXPRESADOS EN PORCENTAJES:
𝑰 𝑺𝑪_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑰 𝑺𝑪−𝟐𝟓º𝑪 + 𝜶 ∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓
𝑽 𝑶𝑪_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑽 𝑶𝑪−𝟐𝟓º𝑪 + 𝜷 ∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓
𝑷 𝑴𝑷𝑷_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑷 𝑴𝑷𝑷−𝟐𝟓º𝑪 + 𝜹 ∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓
𝑰 𝑺𝑪_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑰 𝑺𝑪−𝟐𝟓º𝑪 ∙ 𝟏 +
𝜶
𝟏𝟎𝟎
∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓
𝑽 𝑶𝑪_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑽 𝑶𝑪−𝟐𝟓º𝑪 ∙ 𝟏 +
𝜷
𝟏𝟎𝟎
∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓
𝑷 𝑴𝑷𝑷_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑷 𝑴𝑷𝑷−𝟐𝟓º𝑪 ∙ 𝟏 +
𝜹
𝟏𝟎𝟎
∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓

Algunos fabricantes de módulos fotovoltaicos no indican el coeficiente de
temperatura de la potencia en sus hojas de características.
Utilizando los coeficientes de temperatura definidos en tanto por uno
respecto a ISC o VOC el valor aproximado de la potencia a una determinada
temperatura se puede calcular de forma aproximada mediante la expresión
siguiente:
𝑷 𝑻_𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑷 𝑷𝑲−𝟐𝟓º𝑪 ∙ 𝟏 +
𝜶
𝑰 𝑺𝑪
+
𝜷
𝑽 𝒐𝒄
∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓

Ejemplo: En la hoja de características del módulo fotovoltaico A-75-M no se
encuentra el valor del coeficiente de temperatura de la potencia, pero si el
de la corriente (α=0,002 A/ºC) y el de la tensión (β=-0,0972 V/ºC). Utilizando
los valores anteriores se puede obtener un valor aproximado del coeficiente
de temperatura de potencia (δ), que puede calcularse para diferentes
unidades como se muestra a continuación:
Teniendo en cuenta el valor de ISC=4,8 A y de VOC=21V:
𝜹 =
𝟎, 𝟎𝟎𝟐
𝟒, 𝟖
−
𝟎, 𝟎𝟗𝟕𝟐
𝟐𝟏
= −𝟎, 𝟎𝟎𝟒𝟐𝟏 = −𝟎, 𝟒𝟐%

A continuación se calculan los valores obtenidos con el módulo A-75-M para
una temperatura de 50ºC.
𝑷 𝑻_𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝟕𝟓 ∙ 𝟏 +
𝟎, 𝟎𝟎𝟐
𝟒, 𝟖
−
𝟎, 𝟎𝟗𝟕𝟐
𝟐𝟏
∙ 𝟓𝟎 − 𝟐𝟓
𝑷 𝑻_𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝟔𝟕, 𝟏𝒘
𝑰 𝑺𝑪−𝟓𝟎º𝑪 = 𝑰 𝑺𝑪−𝟐𝟓º𝑪 + 𝜶 ∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓 = 𝟒, 𝟖 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟐 ∗ 𝟐𝟓 = 𝟒, 𝟖𝟓 𝑨
𝑽 𝑶𝑪−𝟓𝟎º𝑪 = 𝑽 𝑶𝑪−𝟐𝟓º𝑪 + 𝜷 ∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓 = 𝟐𝟏 − 𝟎, 𝟎𝟗𝟕𝟐 ∗ 𝟐𝟓 = 𝟏𝟖, 𝟔 𝑨

La siguiente ecuación incluye el efecto combinado de la irradiación y la
temperatura en la tensión producida por el módulo fotovoltaico:
𝑽 𝑶𝑪_𝑻𝑪𝑬𝑳𝑳 = 𝑽 𝑶𝑪−𝟐𝟓º𝑪 ∙ 𝟏 +
𝜷%/º𝑪
𝟏𝟎𝟎
∙ 𝑻 𝑪𝑬𝑳𝑳 − 𝟐𝟓 ∙
𝒍𝒏𝑬 𝒙
𝒍𝒏𝟏. 𝟎𝟎𝟎

EJEMPLO DEL EFECTO DE LA Tª EN EL MÓDULO A-75-M (ATERSA):
Se va a estudiar el efecto de la Tª en el módulo A-75-M de ATERSA. En el
apartado anterior se utilizan las expresiones presentadas anteriormente para
realizar los cálculos de las condiciones previstas.

α β δ (%) VOC (V) VMPP (V) ISC (A) IMPP (A)
0,002 -0,097 -0,42 21 17 4,8 4,4
0 15 30 50 60 70
VOC (V) 23,4 22,0 20,5 18,6 17,6 16,6
VMPP (V) 19,4 18,0 16,5 14,6 13,6 12,6
ISC (A) 4,75 4,78 4,81 4,85 4,87 4,89
IMPP (A) 4,35 4,38 4,41 4,45 4,47 4,49
PPK (w) 82,9 79,2 72,9 64,5 60,3 56,0
TCELL (ºC)
MAGNITUD

EFECTOS Y DEFECTOS EN LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS:
Algunos de los efectos/defectos que pueden aparecer en los módulos
fotovoltaicos son:
-DEGRADACIÓN ANUAL DE LA POTENCIA GENERADA. Valores habituales
del 0,5% a lo largo de la vida útil del módulo, con un valor máximo del
0,8% de degradación cubierto por la mayoría de las garantías de los
fabricantes.
-RETENCIÓN DE LÍQUIDOS EN LOS MARCOS DE LOS MÓDULOS F.V. por
ausencia de agujeros de drenaje del suficiente diámetro.
-ÁREAS DE CÉLULAS INACTIVAS.

-LA DELAMINACIÓN OCURRE CUANDO SE PIERDE ADHESIÓN ENTRE LOS
DIFERENTES ELEMENTOS QUE COMPONEN EL MÓDULO FOTOVOLTAICO. Puede
darse entre el encapsulante polimérico y las células F.V., entre las células
fotovoltaicas y el vidrio de la cubierta frontal o entre la cubierta posterior y el
encapsulante.
-ESTO SUPONE UN PROBLEMA DE GRAN ENVERGADURA PORQUE CAUSA DOS
EFECTOS: SE INCREMENTA LA REFLEXIÓN DE LA LUZ, por tanto se pierde luz
aprovechable para el efecto fotovoltaico y se facilita la entrada de humedad en
el módulo fotovoltaico con consecuencias no deseadas pudiendo generarse
otro modo de degradación que es la corrosión. En climas calurosos y húmedos
la delaminación se ve favorecida por la existencia de agua en el ambiente.

-El efecto L.I.D. (Light Induced Degradation) corresponde a una
degradación de las características del módulo fotovoltaico (normalmente
la disminución de la potencia máxima generada) provocada por la
exposición a luz. También se conoce como degradación fotónica. El valor
máximo anual de reducción de la potencia es del 0,8%.
-Este valor está cubierto por la mayoría de las garantías de fabricantes
habituales. Los valores habituales se sitúan en el 0,5%/año del módulo.

RENDIMIENTO DE MÓD. F.V. DE DIVERSAS MARCAS COMERCIALES DURANTE
SU PERIODO DE GARANTÍA. EFECTO L.I.D. (LIGHT INDUCED DEGRADATION).

ESTABILIZACIÓN INICIAL DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS:
-Durante la estabilización inicial de los módulos también se reduce la potencia
generada, siendo más importante este efecto en los módulos fotovoltaicos de
capa fina (a-Si). La diferencia principal es que los niveles de reducción de la
potencia en algunos módulos fotovoltaicos puede llegar a ser de hasta el
20%, mientras que en c-Si este efecto presenta valores habitualmente
inferiores al 3%. El tiempo de estabilización inicial puede variar de unas pocas
semanas a unos meses según:
-Las condiciones ambientales durante la instalación de los módulos y la planta es
puesta en marcha.
-La tecnología del módulo, que varía de una tecnología de capa fina a otra.

DEFECTOS EN LA SOLDADURA DE CONEXIÓN DE LAS CÉLULAS F.V.
•Los defectos en la soldaduras que conectan las diferentes células en serie de las
células fotovoltaicas en módulos de c-Si induce a una mayor resistencia en los
contactos y una elevación de la temperatura que puede afectar a puntos de la
célula que se puedan deteriorar con el tiempo
•Los defectos en la soldadura pueden deberse a errores humanos (en líneas de
fabricación manuales) o a fallos en la maquinaria que realiza la soldadura en
líneas de producción automatizadas.

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