TEMAS SELECTOS DE LA ENERGIA SOLAR

Presentación del tema: "TEMAS SELECTOS DE LA ENERGIA SOLAR"— Transcripción de la presentación:

1 TEMAS SELECTOS DE LA ENERGIA SOLAR
SEMANA 03

2 MODULOS FOTOVOLTAICOS
Los paneles fotovoltaicos son un conjunto de células conectadas convenientemente de forma que reúnan unas condiciones determinadas que los hagan compatibles con las necesidades y equipos existentes en el mercado. Se comercializan con distintos modelos y tamaños. Los módulos proporcionan a las células: Resistencia mecánica. Protección contra los agentes ambientales externos. Aislamiento eléctrico que garantiza su duración y la seguridad de las personas y animales que se encuentren en su entorno. Uno de los objetivos principales de los módulos respecto a las células es favorecer la máxima captación solar evacuando el calor para mejorar el rendimiento.

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4 Las células que se utilizan para construir un panel fotovoltaico han de tener los mismos parámetros eléctricos (se admiten pequeñas desviaciones) para que no se produzcan descompensaciones que limiten su funcionamiento. Por eso son muy importantes los ensayos finales que permitan clasificar y garantizar la igualdad de los parámetros y características eléctricas de las células.

5 ESTRUCTURA DEL PANEL FOTOVOLTAICO
La cubierta superior es de un vidrio templado especial, resistente a los golpes y con una superficie exterior sumamente lisa para que no retengan la suciedad. Es muy importante su calidad óptica para asegurar la mayor transparencia a la radiación solar. La cubierta inferior suele ser opaca y solo tiene una función de protección contra los agentes externos. Se suelen utilizar materiales sintéticos o vidrios. Entre las dos cubiertas y envolviendo las células y las conexiones eléctricas, se encuentra el material encapsulante, que debe ser transparente a la radiación solar, no alterarse con la radiación ultravioleta y no absorber humedad. Los materiales que se utilizan son siliconas, polivinilo y sobretodo EVA (etil-vinil-acetileno). Soporte metálico, de aluminio anodizado o acero inoxidable, que confiere al panel rigidez y protección mecánica sobre todo contra el viento. Elementos eléctricos externos, (cables, cajas de conexión, bornes, etc.) que permiten interconectar los paneles entre si y con la instalación eléctrica exterior.

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7 FABRICACION DE MODULOS FOTOVOLTAICOS
Interconexionado de células. Laminación. Vacío. Fundido del encapsulante. Colocación del marco. Bornes de conexión. Pruebas de módulos.

8 CURVAS DE LOS MODULOS FOTOVOLTAICOS
La curva intensidad tensión de un modulo, se obtiene a partir de las curvas de las células que lo componen. Intensidad 𝑰𝒄𝒄 𝑴𝑶𝑫𝑼𝑳𝑶 = 𝑰𝒄𝒄 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨 𝐱 𝑵 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨𝑺 𝑷𝑨𝑹𝑨𝑳𝑬𝑳𝑶 Tensión 𝑽𝒄𝒂 𝑴𝑶𝑫𝑼𝑳𝑶 = 𝑽𝒄𝒂 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨 𝐱 𝑵 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨𝑺 𝑺𝑬𝑹𝑰𝑬 Potencia 𝑷𝒎𝒂𝒙 𝑴𝑶𝑫𝑼𝑳𝑶 = 𝑷𝒎𝒂𝒙 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨 𝐱 𝑵 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨𝑺 𝑺𝑬𝑹𝑰𝑬 𝐱 𝑵 𝑪𝑬𝑳𝑼𝑳𝑨𝑺 𝑷𝑨𝑹𝑨𝑳𝑬𝑳𝑶

9 INTERPRETACION DE UNA HOJA DE CARACTERISTICAS
A partir de una hoja dada por el fabricante de un panel solar, vamos a analizar como interpretar los datos que en ella aparecen. Tabla de características eléctricas

10 CARACTERISTICAS FISICAS
El fabricante nos da una descripción del aspecto físico del panel: medidas, peso, materiales con los que está construido, etc. Estos valores serán importantes a la hora de elegir los soportes para la sujeción del mismo.

11 VARIACION DE PARAMETROS CON LA TEMPERATURA
El fabricante nos proporciona los coeficientes de temperatura sobre los parámetros que debemos tener en cuenta a la hora de la colocación del panel. Estos nos dan idea de la variación que sufren los parámetros del panel a medida que aumenta la temperatura.

12 AGRUPAMIENTO Y CONEXIÓN DE PANELES
Dependiendo de la instalación que estemos desarrollando, y de la aplicación para la que se ha diseñado, existe la posibilidad de utilizar un solo panel o un conjunto de paneles que se montarán agrupados sobre un determinado soporte y conectados entre sí eléctricamente. En aplicaciones de poca potencia, es posible hasta la utilización de paneles solares flexibles, que permitirán aplicaciones como alimentar un equipo de comunicaciones, recargar la batería de un teléfono, etc. Cuando necesitamos una potencia elevada que no se puede obtener con un único módulo fotovoltaico, se recurre a la conexión en grupo de varios paneles solares.

13 EJEMPLO En el montaje de una instalación fotovoltaica, se van a utilizar paneles solares cuyas características se dan en el cuadro: La potencia total que se espera consumir en la instalación es de 40 W, trabajando a 12 voltios DC. Decidir qué tipo de panel utilizar, cuántos paneles son necesarios y de qué forma habría que conectarlos.

14 ESTRUCTURAS DE SOPORTE
Son uno de los elementos auxiliares del generador fotovoltaico importantes. Han de proporcionar una buena resistencia a los agentes atmosféricos y disponer de una orientación e inclinación adecuadas para proporcionar el máximo de energía posible a lo largo de todo el año. Los materiales de que están construidas han de ser resistentes a la corrosión, empleándose comúnmente aluminio anodizado y acero galvanizado en caliente. Los módulos FV se fijan sobre ellas con tornillería de aluminio anodizado o acero inoxidable para evitar pares galvánicos y corrosiones. Además, debe garantizarse un buen aislamiento eléctrico.

15 La colocación de los paneles fotovoltaicos depende del número de módulos, el espacio disponible, la posible integración en elementos ya construidos, etc., pero podemos comentar de forma general las siguientes posibilidades. Suelo. Es la forma más usual y presenta las ventajas de accesibilidad, facilidad de montaje y área opuesta al viento, aunque es susceptible de quedar enterrada o ser objeto de rotura por animales o personas. Poste. Usual en instalaciones de pequeña dimensión, como farolas o equipos de comunicaciones. Pared. Presenta la ventaja de que no requiere un espacio adicional, sin embargo puede presentar los inconvenientes de no tener una orientación adecuada o estar sometida a sombras parciales. Tejado. Es una de las más usuales, ya que no requiere ni espacio ni estructuras adicionales, pero al igual que en el caso anterior puede resultar más difícil encontrar la orientación adecuada y es frecuente la aparición de sombras parciales.

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17 ORIENTACION E INCLINACION
La orientación e inclinación de los paneles fotovoltaicos debe analizarse de tal modo que reciba una óptima radiación solar para el abastecimiento eléctrico de la vivienda de acuerdo con los usos y necesidades. Los paneles fotovoltaicos estacionarios deben estar orientados hacia el norte y mantener un ángulo de inclinación equivalente a la latitud del lugar de instalación mas 10 grados. (En la realidad se inclina el panel más, entre aproximadamente 20º y 25º). La declinación del sol varía entre invierno y verano con 47º (±23.45º), además los días en el invierno son más cortos. Para mejorar el rendimiento en el invierno cuando hay menos sol y se necesita más luz, se aumenta la inclinación de los paneles para captar más energía en este periodo. Suciedad reduce el rendimiento de los paneles solares. En algunos sitios, por ejemplo al lado de una carretera no pavimentada, puede ser muy fuerte. Lo más inclinados, lo menos se ensucian. En zonas de lluvias se aprovecha además de la ‘auto-limpieza’: una lluvia normal lava un panel automáticamente si la inclinación es más de 20º.

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19 SISTEMAS CON SEGUIMIENTO
Estos sistemas son sistemas móviles que siguen la trayectoria del sol en uno o dos ejes, y se plantearon para aprovechar al máximo la radiación solar incidente. Las técnicas empleadas se basan en el desplazamiento de un fotosensor que busca cada cierto tiempo la mejor orientación. Si bien estos sistemas ofrecen un mayor rendimiento energético, tienen la desventaja de su elevado precio, por lo que deberá estudiarse para cada localización concreta la relación beneficio-coste de este tipo de estructuras.

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