Efectos de la radiación y temperatura en celda solar fotovoltaica

1.- Introducción

La característica eléctrica de una celda solar fotovoltaica está dada por la relación de intensidad de corriente y su tensión (curva I-V) que fluye a través de dicha celda, conocida familiarmente como la ‘curva de potencia solar’.

Esta curva depende de la Irradiancia (W/m²), de la composición espectral, de la radiación solar incidente y de la temperatura de la celda y otras condiciones como se explican aquí.

Lo que no podemos perder de vista es que las curvas de potencia I-V muestran que el valor máximo está por encima del “codo”, además de las utilidades que se explica en este otro reporte.

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2.- Potencia pico

Potencia Pico, expresada en Wp (Watt pico), se define normalmente como ‘la potencia máxima que da una celda (o panel) ponofotovoltaica si incide en ella una radiación solar de 1,000 W/m² a 25 ºC de temperatura.

Tómese como ejemplo lo siguiente: Una celda de 10 x 10 cm (100 cm²) tiene una potencia de 1,0 – 1,5Wp (con VM = 0,5V y IM = 2 – 3A), corresponde a una eficiencia de 10 – 15%; es decir de 10 a 15% de la energía solar incidente puede ser extraída como energía eléctrica.

Con un panel FV de 50 Wp, de cada 1,000 W de radiación solar, se pueden extraer 50 W eléctricos. Al factor 1 000 Wh ó 1 000 vatios hora, se le suele denominar como “horas sol pico”, es decir es su Máx. Potencia de energía.

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3. Efectos de la Radiación Solar

Efectos de la Radiación Solar

Quien gobierna la calidad de la célula solar fotovoltaica es el grado de radiación solar que cae sobre ella. Es lo mismo mencionar que la salida del módulo está muy dependiente de la Intensidad de la Radiación Solar que soportan las células.

Reducir a la mitad la intensidad de la radiación solar reduce también la energía de salida del módulo a la mitad.

Veamos en nuestro gráfico, como ejemplo: Una celda por donde ingresa una radiación de 800 W/m² nos regala posiblemente una energía (potencia) de 40 W. Si a ésta incide la radiación de 400 W/m2, la salida indicará una energía de 20 W en ambos cumpliendo su ley de W=IscxVop.

Sombrear una sola célula de todo un módulo solar puede reducir considerablemente la energía de salida. (Conjunto de células o celdas constituyen un módulo).

Una sola rama de árbol, una maleza o un nido de pájaro puede sombrear una celda y hacer que la producción eléctrica caiga dramáticamente.

Los módulos de tipo amorfo y multijunción son menos afectados por pequeñas sombras que los módulos de tipo cristalino.

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4. Efectos de la Temperatura 

Efectos de la Temperatura sobre la celda solar

La temperatura (medida de calor) tiene una influencia importante, pués al aumentar la temperatura se incrementa ligeramente la corriente, disminuyendo la tensión, teniendo como resultado final la disminución de la potencia de 0,3 a 0,5% por cada °C.

Al aumentar la irradiancia aumenta la corriente mientras el voltaje lo hace ligeramente.


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5.- Conclusiones

La calidad de una celda solar fotovoltaica está sujeta a la radiación solar que llega sobre ella e igual depende de la temperatura que goza o perjudica sobre dicha ‘celda solar fotovoltaica’.

Los efectos de la mayor o menor temperatura sobre las celdas nos indicarán la mayor o menor producción de energía (Watts) que es lo que se hallan como etiquetas de las celdas solares fotovoltaicas comerciales.

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9 Comentarios

  1. Amigo Edgar Pizaroo. Este efecto de la temperatura sobre los paneles puede resultar en la paradoja que bajo un sol muy intenso y con poca ventilación, de repente las baterías ya no se cargan por completo! – No por falta de radiación solar, sino por la alta temperatura que reduce el voltaje de los paneles a un valor insuficiente para llenarlas!

    A más temperatura aumenta la corriente pero paradójicamente baja la tensión. Pero de noche porqué aumenta la tensión? Siguen trabajando aún las otras radiaciones aún siendo de noche.

    Saludos

    Saludos

  2. edgar pizarro dice:

    Hola Eliseo, muy buena información, recien me entere de tu pagina y ya siento ser parte de ella, pregunta, en la fig. 28 IV, con respecto al aumento de T°, vos decis que aumenta la corriente, viendo el gráfico, en el rango de 0 a 10 volt, disminuye la corriente y se mantiene la tension constante, gracias por responder.

  3. Muy amable Oscar. Un gusto tenerte con nosotros siempre a la Orden. Muy atentamente http://www.eliseosebastian.com

  4. Oscar Benavides Arrasco dice:

    Ing. Eliseo su aporte a la difusión de las RENOVABLES y en especial de la SOLAR es muy VALIOSA…estoy aprendiendo mucho sobre el tema …..y dejeme felicitarlo por tan dedicado aporte ….. estaremos por esta solicitando su atención sobre el tema

  5. Quien tiene que dar las GRACIAS soy yo mi querido amigo Jorge Enrique. Felicitarte por tus ganas de superación. La clave ser constante, tener interés de superación y no aburrirte con el tiempo y eso no creo que pase contigo porque te noto un buen emprendedor. Estaremos a la orden cuando quieras, por favor tus consultas. Dale todos los días, no importa 5 minutos de tu tiempo. Arriba Jorge!!!. Saludos http://www.eliseosebastian.com

  6. jorge enrique velez jaramillo dice:

    mi saludo cordial para todo tu grupo especial que te acompaña y es para mi muy agradable decirle señor ELISEO,que ud hace una obra maravillosa con todos nosotros para conpartir de manera muy sencilla todo, su conocimiento acerca de la energía solar dios en su infinita amor le a de bendecir por ser como es ud.

  7. Buena intervención Ricardo. No te desanimes. Los precios cada vez están bajando. Espérate que después el hombre lo va a necesitar como pan del día, peor en casos de tragedias castigos de la naturaleza. Nos estamos preparando. Vale la pena hacer un esfuerzo como tú. Pon en práctica pero NUNCA DESMAYES. Muchos lo dejan. Las celdas se sueldan con las cintas hechas de estaño 96% Cobre 3.5% y Plata 0.5%. Igual están así las tiritas que están pegadas en ellas. Los %s. son muy aproximados pero valen. Espero que contagies a tus colegas o familiares. Estamos a tus órdenes en http://www.eliseosebastian.com siempre hay para leer bastante.

  8. ricardo abreu dice:

    Hola, realmente me gusta mucho lo de la enrgía fotovoltaica, pero primero me gusta estudiar a profundidad el tema para estar bien informado antes de emitir una opinión. tengo muchos conocimientos debido a las informaciones suministrada. ahora me toca poner en practica esos conocimientos. pero me ha servido de mucho para poder asi fabricar mi propio panel solar, ya que en mi pais la energia es cara y suele irse mucho….. pero tengo una dudad. y es de que está hecho el alambre que se usa para soldar las celdas una a otra…..

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