1 ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO
Celdas Fotovoltaicas (Mayo 2019)
[email protected] Mateo Sánchez Cruz –
[email protected] Materiales Electrónicos - MELC I.
OBJETIVOS
Identificar el trabajo adecuado de las uniones tipo P y tipo N. Comprender los principios de la generación de iones cuando se juntan los materiales tipo P y tipo. Caracterizar la topología de celdas fotovoltaicas en la producción de voltaje voltaje y corriente. Aplica Apl icarr las cel celdas das fotovo fotovolta ltaica icass en el dis diseño eño de circuitos electrónicos.
II. MARCO TEÓRICO Los paneles o módulos fotovoltaicos (llamados comúnmente paneles solares, aunque esta denominación abarca además otros dispositivos) están formados por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos mediante el efecto fotoeléctrico. Los paneles fotovoltaicos, en función del tipo de célula que los forman, se dividen en:
Cristalinas Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (Si) (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se puede apreciar en la imagen, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada). Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas. cristalizadas. Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.
Su efectividad es mayor cuanto mayor son los cristales, pero tamb tambié iénn su pe peso so,, gr gros osor or y co cost sto. o. El re rend ndim imie ient ntoo de la lass primeras puede alcanzar alcanzar el 22 % mientras mientras que el de las últimas últimas puede no llegar al 10 %, sin embargo, su costo y peso es muy inferior. Una célula fotoeléctrica, también llamada celda, fotocélula o célula fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía lumínica (fotones) en energía eléctrica (flujo de electrones libres) mediante el efecto fotoeléctrico, generando energía solar fotovoltaica. Compuesto de un material que presenta efecto fotoeléctrico: absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.
El costo de los paneles fotovoltaicos se ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras células solares comerciales y su coste medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un cre crecie ciente nte número número de region regiones es geográ geográfic ficas, as, alc alcanz anzand andoo la paridad de red. III. DESARROLLO DE LA PRACTICA La prác prácti tica ca de la labo bora rato tori rioo co cons nsis iste te prin princi cipa palm lmen ente te en identificar los cambios físico-eléctricos en un circuito con un panel fotovoltaico, fotovoltaico, haciendo uso de una foto celda, para ello se hace el respectivo montaje mostrado continuación.
2 ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO Para la medición de voltaje y corriente se hace en dos etapas; con panel fotovoltaico tapado y con el panel recibiendo la luz solar. Por último, se debe responder la pregunta: ¿Qué relación se encuentra entre la corriente y la intensidad lumínica? IV. A NÁLISIS DE DATOS Al hacer las respectivas mediciones de voltaje, corriente y temperatura los datos arrojados fueron los siguientes: Voltaje Corriente Tapado 0,018 v 0,30 mA Sin Tapar 0,108 v 0,50 mA La relación que se encuentra entre la corriente y la intensidad lumínica es que nos da una idea de la cantidad de luz que emite emi te una fuente fuente de luz indepe independi ndient ente, e, por ej ejemp emplo, lo, una bombilla, en todas las direcciones del espacio. Por contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una dirección. direc ción. Parece claro que necesita necesitamos mos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.
Un resumen en donde se puede evidenciar los beneficios de la en ener ergí gíaa foto fotovo volt ltai aica ca es: es: Reno Renova vabl ble, e, Inag Inagot otab able le,, No co cont ntam amin inan ante te,, Di Dime mens nsio iona nabl blee de desd sdee gran grande dess pl plan anta tass a sistemas domiciliarios, Apta para zonas rurales o aisladas, Contribuye al desarrollo sostenible y Fomenta el empleo local. Por últ último imo,, en la prácti práctica ca se ide identi ntific ficóó la relac relación ión ent entee co corr rrie ient ntee e in inte tens nsid idad ad de lu luzz ya qu quee de depe pend ndie iend ndoo de la cantidad de luz suministrada la panel fotovoltaico se pudo ver como la intensidad de luz aumento en el led de prueba y de ahí concluir como a medida de que aumentaba la luz corriente también y así hacer que la diferencia de potencial en el led también aumente es decir, que la corriente es directamente proporcional a la intensidad luminosa. luminosa.
Además, intensidad luminosa permite cuanta del del fluj flujoola lumi lu mino noso so de una una fu fuen ente te seevaluar pr prop opag aga a en parte un unaa determinada dirección dentro de un ángulo sólido unitario que tenga el vértice en la fuente de luz y como eje, la dirección de propagación.
El fenómeno de la luz desde el punto de vista de su medición se estudia en la disciplina conocida como fotometría. En este marco de referencia, la intensidad luminosa indica la cantidad de luz que es percibida. Desde un parámetro matemático, la intensidad luminosa es algo que se puede medir, para lo cual se emplea la unidad conocida como candela. En este sentido, hay que recordar que la luz tiene unidades de medición diversas (lumen, lux, lumen por vatio y otras) y cada una de ellas sirve para medir algún aspecto de la luz. No hay que olvidar que la luz es una forma de energía, concretamente de energía electromagnética. V. A NÁLISIS DE R ESULTADOS ESULTADOS La energía solar fotovoltaica transforma de manera directa la luz solar en electricidad empleando una tecnología basada en el efecto fotovoltaico. Al incidir la radiación del sol sobre una de las caras de una célula fotoeléctrica (que conforman los paneles) se produce una diferencia de potencial eléctrico entre ambas caras que hace que los electrones salten de un lugar a otro, generando así corriente eléctrica. Exis Existe tenn tres tres tipo tiposs de pa pane nele less so sola lare res: s: fo foto tovo volt ltai aico cos, s, genera gen erador dores es de energ energía ía para para las necesi necesidad dades es de nuestr nuestros os hogares; que se instalan casas con recepción directa detérmicos, sol; y termodinámicos, queenfuncionan a pesar de la variación meteorológica, es decir, aunque sea de noche, llueva o esté nublado.
VI. CONCLUSIONES La conclusión fundamental que podemos obtener de esta práctica de laboratorio es que la energía solar fotovoltaica es una alternativa factible tecnológica y económicamente viable dentro del contexto actual tan marcado por un aumento del precio de la energía eléctrica. La producción de energía fotovoltaica se realiza de manera limpia,como directa elegante por ende esta tiende a proyectarse unay de las mejores alternativas a nivel mundial para obtener energía eléctrica. La generación de energía fotovoltaica trae consigo un sinnúmero de ventajas creemos que todos los países deberí deb erían an implem implement entar ar este este nuevo nuevo sistem sistemaa ya que gracias a ello se contribuye con la naturaleza y este es además muy rentable en cuanto a lo económico. VII.BIBLIOGRAFÍA
HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/PANEL _ FOTOVOLTAI FOTOVOLTAI CO HTTPS://ES.SLIDESHARE. NET NET/DAKIERTEHUT /ENERGIASOLAR -FOTOVOLTAICA
HTTP://WWW.TI.COM/LIT/DS/SYMLINK /LM35.PDF
