Energia solar Fotovoltaica _ las Células


La Curva IV

Semiconductor células solares convierten la luz solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. La luz incidente cae sobre las células y crea móviles partículas cargadas en el semiconductor que luego son separados por la estructura del dispositivo para producir corriente eléctrica.
La gran mayoría de las células solares están hechas de silicio cristalino. Las células individuales cristalinas son las más eficientes sin embargo, el abaratamiento de las células multicristalino también son populares. Incluso más barato células de silicio amorfo son también disponibles y se utilizan ampliamente para productos de consumo pequeños pero rara vez se utiliza para sistemas de energía.
Una sola célula fotovoltaica producirá entre 1 y 1,5 W a una tensión de 0,5 a 0,6 V bajo condiciones de prueba estándar. Las condiciones estándar de prueba son: una irradiación de 1 Kw / m 2, la referencia estándar AM1.5 espectro [ 1], y una célula de temperatura de 25 ° C.
Una curva característica IV se muestra en la figura 1. Los puntos importantes son:
  • Corriente de cortocircuito (I SC)  - Esta es la corriente máxima que puede proporcionar la célula y ocurre cuando las células está en cortocircuito. A diferencia de otros de pequeña escala de generación de electricidad fotovoltaica células del sistema no se vean perjudicados por estar en cortocircuito.
  • Circuito abierto actual (V OC) - Esta es la tensión máxima que existe entre los terminales de las células y se obtiene cuando no hay ninguna carga conectada a través de ellos.
  • Punto de máxima potencia (P Max) - El punto de la curva IV en la que está siendo la potencia máxima producida por la célula. Obsérvese que puesto que el gráfico no es una línea recta, la potencia producida puede variar en función de la tensión de funcionamiento (figura 2), aunque el voltaje en cualquier punto en el gráfico todavía se puede calcular utilizando P = IV. P Max se produce en la "rodilla" de la curva IV.


Figura 1: Una típica curva IV para una célula fotovoltaica de silicio


Figura 2: A vrs alimentación típicas de salida. Curva de voltaje para una célula fotovoltaica de silicio.

En la práctica las células fotovoltaicas no operan bajo condiciones estándar. Los dos parámetros que tienen más que ver con su desempeño son la temperatura y la radiación.

Los efectos de la temperatura

La Figura 3 muestra los efectos de la temperatura sobre la curva IV de la célula fotovoltaica. I SC aumenta ligeramente con la temperatura por sobre 6μA por ° C durante 1 cm 2 de la célula, esto es tan pequeño que es normalmente ignorado. Sin embargo, un efecto más significativo es la dependencia de la temperatura de la tensión que disminuye al aumentar la temperatura. Típicamente, la tensión disminuirá por 2.3mV por ° C por célula.


Figura 3: Efectos de la temperatura sobre la curva IV de la célula fotovoltaica 



Figura 4: Los efectos de la irradiación en la curva IV de las células fotovoltaicas.

Los efectos de la irradiación

Irradiancia solar es una medida de la energía del sol, en condiciones normales se toma la cantidad de energía que llega a la superficie de la Tierra en un día despejado para 1 Kw / m 2. La cantidad de radiación disminuye con la menor cantidad de bruma y se hace muy pequeña durante los días del elenco. ISC es directamente proporcional a la Irradiancia: de manera que si mitades de Irradiancia, así que hace SC. La variación de tensión es muy pequeña y se ignoran generalmente
La energía producida en condiciones diferentes, como una función de la tensión, se muestra en la figura 5. Las figuras 4 y 5 muestran claramente que la tensión a la que P Max se produce no varía mucho con la Irradiancia.


Figura 5: célula PV potencia de salida como una función de la tensión.

Valores de irradiación se dan normalmente como un medio por día, por lo que la Irradiancia global promedio puede ser 4,5 Kw / m 2 por día. Si asumimos que la mayoría de esta radiación cae sobre los paneles solares en las seis horas 9 a.m.-3 p.m. podemos calcular la Irradiancia media que cae sobre los paneles durante todo el día: en este caso, será 0,75 Kw / m 2. Irradiancia a veces se denota por I sin embargo, para evitar la confusión con actual se denota aquí por G. al buscar valores para G tener cuidado de notar si son para paneles horizontales o paneles invierte desde la horizontal en un ángulo igual a la latitud de la ubicación.


Video Tutorial 
Medición de la curva tensión intensidad de una placa solar fotovoltaicas