Energía solar fotovoltaica

Presentación del tema: "Energía solar fotovoltaica"— Transcripción de la presentación:

1 Energía solar fotovoltaica

2 ¿Cómo se produce la energía eléctrica?
¿Qué es? La energía solar fotovoltaica es la energía procedente del Sol que se convierte en energía eléctrica de forma directa, sin ninguna conversión intermedia ¿Cómo se produce la energía eléctrica? Se produce mediante generadores fotovoltaicos compuestos por módulos fotovoltaicos conectados entre sí que su vez están compuestos por unidades básicas denominadas células solares o fotovoltaicas.

3 Coordenadas y movimientos de la tierra
Latitud (φ) La latitud (φ) es la distancia angular que existe entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto . Longitud . La longitud es la distancia angular que existe entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto

4 La Tierra tiene un movimiento de traslación alrededor del Sol, en sentido contrario a las agujas del reloj si se observa desde el hemisferio norte, describiendo una órbita ligeramente elíptica con el Sol situado en uno de los focos de la elipse y no en el centro de la misma. Esto provoca que la distancia del Sol a la Tierra no sea constante

5 Orientación del generador fotovoltaico
Una vez descritas las coordenadas que nos permiten situar el Sol en el cielo, hay que situar la superficie del generador fotovoltaico de manera que reciba la mayor cantidad posible de energía solar. Esto depende de: • La orientación de la superficie del generador fotovoltaico. • El tiempo que se va a usar a lo largo del año: anual, estacional, etc. • La aplicación que va a tener: autónomo, conectado a la red, etc.

6 Una superficie recibe la mayor cantidad posible de energía si es perpendicular a la dirección del Sol. Como la posición del Sol varía a lo largo del día, la posición óptima de la superficie también tendrá que ser variable. La orientación óptima será un valor constante, con una inclinación (β) que va a depender de la latitud φ del lugar y un acimut (α) que depende del hemisferio en el que está situado el generador La figura muestra una superficie situada en el hemisferio norte, donde el Sol sigue una trayectoria Este-Sur-Oeste. Para maximizar la captación de energía solar, la superficie tendrá que estar orientada hacia el Sur y por lo tanto el ángulo de acimut (α) debe ser nulo.

7 Radiación solar Radiación directa Radiación difusa Radiación reflejada
La radiación solar atraviesa la atmósfera antes de llegar a la superficie terrestre y se altera por el aire, la suciedad, el vapor de agua y los aerosoles en suspensión, causando: Radiación directa Radiación difusa Radiación reflejada RADIACION GLOBAL

8 Irradiancia: potencia o radiación incidente por unidad de superficie
Irradiancia: potencia o radiación incidente por unidad de superficie. (W/m2) Irradiación: integración o suma de las irradiancias en un periodo de tiempo determinado. (J/m2 por hora, día, semana, mes, año, según el caso) De la irradiancia que genera el Sol solo una pequeña parte de esta radiación llega al exterior de la atmósfera terrestre. En la figura se observan los valores de irradiancia sobre la superficie terrestre según los componentes directa o difusa de la radiación solar

9 Efecto fotovoltaico La conversión de luz en diferencia de potencial recibe el nombre de efecto fotovoltaico. Para conseguir la separación de electrones y huecos se utiliza una unión de semiconductores P y N. Cuando a un material semiconductor se le añaden impurezas tipo P por un lado e impurezas tipo N por otro, se forma una unión PN con dos regiones, una N y otra P separadas. Célula solar Una célula solar básica es una unión PN con un contacto en la región P y otro en la región N que permiten el conexionado con un circuito eléctrico.

10 Célula solar y módulos fotovoltaicos
Una sola célula solar tiene valores de tensión y corriente que no son suficientes para casi ninguna aplicación. Los módulos fotovoltaicos son agrupaciones de células fotovoltaicas que se agrupa en serie o en paralelo.

11 Hoja de datos del fabricante
Las hojas de datos de un módulo fotovoltaico deben incluir información de un conjunto de parámetros característicos de acuerdo con las normas UNEEN50380: 2003: • Potencia eléctrica máxima (Pmáx). • Tensión en circuito abierto (Uoc). • Intensidad de cortocircuito (Isc). • Tensión en el punto de máxima potencia (Umpp). • Condiciones Estandar de Medida. • Condiciones de Temperatura de Operación Nominal. • Temperatura de operación nominal de la célula. • Coeficientes de temperatura.

12 Potencia y tolerancias de producción
Módulos fotovoltaicos se clasifican por tu potencia máxima o de pico. Las diferencias propias de los procesos de fabricación hacen que no se produzcan dos paneles fotovoltaicos exactamente iguales. La vida útil de un módulo fotovoltaico se cifra en torno a 25 años. Debido al envejecimiento se produce una disminución de la potencia máxima generada que suelen ser de un valor del 90 % de la potencia durante los primeros 10 años y de un 80 % de potencia durante 25 años. En las hojas de datos de los módulos fotovoltaicos se deben especificar las tolerancias de producción superior e inferior, en tanto por ciento, para una potencia máxima (Pmáx) dada. Siempre se deben elegir módulos con la menor tolerancia de producción posible.

13 Conexión de módulos fotovoltaicos
La intensidad y la tensión de un módulo fotovoltaico no siempre satisfacen los requisitos de tensión e intensidad de un sistema. Es necesario agrupar varios módulos para conseguir valores adecuados, teniendo en cuenta que conectando módulos en serie se aumenta la tensión del sistema y conectando módulos en paralelo se aumenta la intensidad del sistema. Generador fotovoltaico

14 Siempre que se agrupan módulos fotovoltaicos se debe cumplir la condición de que sean iguales.
Esta igualdad implica que tengan las mismas características y que además sean del mismo fabricante. Se pueden realizar tres tipos de conexión en función de las necesidades: • Conexión serie: para elevar la tensión del generador. • Conexión paralelo: para elevar la intensidad del generador. • Conexión serie/paralelo: para elevar la tensión y la intensidad del generador.

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16 Los paneles solares fotovoltaicos te permiten producir electricidad para reducir tu factura eléctrica con una energía renovable e inagotable. Ideal para casas aisladas, fachadas o tejados encarados al sur, o en su defecto, a este u oeste.

17 Beneficios ambientales
Ventajas Ahorro con autoconsumo Amortización menos de 10 años (según consumo) Garantía 25 años Fuente de energía inagotable Beneficios ambientales Al producirse electricidad con una fuente natural y renovable como el Sol, con los paneles solares fotovoltaicos reducimos la necesidad de generar electricidad a través de centrales nucleares o térmicas, muy contaminantes en gases de efecto invernadero y residuos peligrosos.

18 ¿Cuántos paneles se necesitan para abastecer una casa?
Preguntas frecuentes ¿Cuántos paneles fotovoltaicos se necesitan para abastecer una empresa? Según la disponibilidad de espació del lugar, se puede dimensionar la instalación en función del tamaño del tejado o del consumo eléctrico. ¿Cuántos paneles se necesitan para abastecer una casa? Cada placa tiene una capacidad aproximada de W, aunque existen de hasta 350 W. Para una vivienda unifamiliar aislada de la red eléctrica, será necesario instalar un conjunto de placas conectadas a unas baterías de acumulación para garantizar en todo momento el suministro eléctrico.

19 Cálculo de paneles EJEMPLO 1) Cual es mi consumo diario en energía (en Watt • horas)? 2)Multiplique el consumo en potencia por las horas de uso y al final haga la suma de este producto (en Wh o kWh). 3)Para calcular el numero de paneles divida el consumo total por lo que produce un panel solar. 4)Al resultado acreciéntele un 30% que incluye la perdida de la batería. 5)Con inversor: Levante el resultado del consumo en un 10% - que incluye la pérdida do inversor

20 ¿Qué mantenimiento requieren?
La instalación requiere muy poco mantenimiento, aunque para mantener un óptimo rendimiento es conveniente limpiar la superficie de los paneles periódicamente. ¿La energía solar fotovoltaica permite ser autosuficiente o se necesita también la electricidad que me ofrece mi proveedor? En caso de instalación fotovoltaica aislada, para ser autónomo, es necesario un acumulador (grupo de baterías). En una instalación fotovoltaica conectada a la red, se podrá usar la energía que viene de la red en caso de necesidad.

21 Características técnicas de los paneles fotovoltaicos
HOGAR EMPRESA POTENCIA PICO PANEL ENTRE 5W Y 350W >200W HASTA 350W TENSION BAJA BAJA/MEDIA EXISTENCIA DE BATERIAS SI NO N° DE PANELES REDUCIDO SEGÚN DISP. DE ESPACIO PRECIOS Panel Solar 5 Watts Aprox $300 Panel Solar 20 Watts Aprox $800 Panel Solar 50 Watts Aprox $1000 Panel Solar 120 Watts Aprox $2400

22 ¿Preguntas? GRACIAS!