Energía solar fotovoltaica

Antecedentes Primeras observaciones que relacionan luz y electricidad, s.XIX Descubrimiento del efecto fotovoltaico del Si en 1941 Primera célula solar fotovoltaica en 1954 gracias a Chapin, Fueller y Pearson

Células solares Unidad principal del módulo fotovoltaico Funcionamiento basado en la formación de uniones entre semiconductores con distintos dopajes

Semiconductor tipo n Al añadir P ( 5e-) a una red de Si (4e-) el conductor toma cierta conductividad debido a las cargas negativas

Semiconductor tipo p Al añadir B (3e-) a una red de Si (4e-) aparecen huecos que actúan como cargas positivas

Unión p-n Al poner en contacto un tipo n con un tipo p: los e- de n se difunden a p los huecos de p se difunden a n Aparece una ddp entre ambas regiones (0,5V para Si)

Formación del campo eléctrico en la unión p-n

Efecto fotovoltaico Conversión directa de radiación electromagnética en corriente eléctrica mediante una célula

Formación de módulos Varía en función del tipo de célula. Se disponen en paneles de 6, 12 o 24 V de tensión nominal. Las células se conectan en serie. Los módulos pueden ser: - Cristalinos - Integrados

Módulos cristalinos Cubierta exterior: Protege de agentes atmosféricos. Se usa vidrio templado. Capas encapsulantes: Protege las células y las conexiones. Se usa etilvinilacetileno (EVA). Protección posterior: Protege de la humedad. Marco soporte: Da rigidez mecánica

Sección de un módulo fotovoltaico

Módulos integrados Se fabrican por técnicas automatizadas de bajo coste

Instalación fotovoltaica Elementos necesarios para realizar el suministro de electricidad para satisfacer unas necesidades energéticas. Se clasifican según: -Potencia - Autonomía

Según potencia: - Instalación pequeña 1-5kW - Instalación mediana 5-100 kW - Instalación grande 100 kW- 1 MW - Centrales fotovoltaicas 1- 50 MW Según autonomía: - Instalaciones autónomas de la red eléctrica - Instalaciones conectadas a la red eléctrica

Componentes de un sistema fotovoltaico Sistema de captación de energía Sistema de acumulación de energía Sistema de regulación Sistema de adaptación del suministro eléctrico. Adicionalmente puede llevar: Sist. de transporte de energía Sist. de control, medida y protección

Instalaciones autónomas de la red eléctrica Usadas para pequeños consumos situados en el mismo lugar o cercanías

Ejemplos de sistemas autónomos

Instalaciones conectadas a la red eléctrica En este caso no se precisa ni reguladores ni acumuladores. La electricidad pasa directamente al inversor

Ejemplo de paneles integrados Fachada terminada

Aplicaciones