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Intensidad de cortocircuito isc en paneles fotovoltaicos

por: Eliseo Sebastian
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Corriente o Intensidad de cortocircuito

Corriente a través del panel solar en el momento que su voltaje aquí marca ‘cero’

A. Introducción

Se les llaman «corrientes de cortocircuito a las corrientes de resultados superiores que las corrientes de carga en condiciones normales.

Producen esfuerzos térmicos y electrodinámicos muy importantes sobre los distintos componentes de las instalaciones, pudiendo provocar daños irreparables sobre los componentes de las instalaciones si no son eliminadas rápidamente». Entonces, vale la pena diferenciarlas. Más al respecto.

Por esta razón, para el diseño de una instalación y elegir adecuadamente los dispositivos de protección se deben saber los valores máximos y mínimos de estas corrientes de cortocircuito.

B. La «intensidad de cortocircuito»

Se muestra en la curva IV y por lo general se escribe: «Isc» o «Icc».

Nótese que el valor Isc es mayor al Imp.

La curva formada por los valores de ‘tensión de voltaje (V)‘ e ‘intensidad de corriente (I)nos muestra la calidad del generador de corriente que en este caso es la célula solar. Nos dice cuán eficiente es dicha célula para convertir los fotones de la luz del sol directamente en electricidad por el efecto fotovoltaico.

La corriente de cortocircuito se debe a la generación y recolección de portadores de luz generados.

Para una célula solar ideal, en la mayoría de los mecanismos de pérdida moderada de resistencia, la corriente de cortocircuito y la corriente de la luz generada son idénticas.

Por lo tanto, la corriente de cortocircuito (Isc) es la máxima corriente que se puede extraer de la célula solar.

C. ‘Isc’ en las células o celdas solares fotovoltaicas

La corriente de cortocircuito (Isc) de las celdas solares se define «como el flujo de corriente máximo en condiciones sin carga y de voltaje cero».

Cuando los cables de salida están en cortocircuito, la medición de corriente de cortocircuito caracteriza la corriente máxima de diseño de circuito de un conjunto solar, ISC

Recordaremos siempre que las características son directamente proporcionales a la radiación solar y se reducen cuando la temperatura de la unión PN de la celda aumenta. Mucho cuidado.

En el campo, la medición de corriente de cortocircuito se puede medir conectando un medidor de abrazadera al bucle de cable en cortocircuito del conjunto solar, conectando terminales de terminales positivo (+) y negativo (-).

D. ¿De qué depende una buena ‘Isc’?

La corriente de cortocircuito depende de factores que se describen a continuación:

D1. Del área de la célula solar. Para eliminar la dependencia del área de la célula solar, es más común a la lista de la densidad de corriente de corto circuito (Isc en mA/cm²).

D2De la intensidad de la luz. Isc de una célula solar es directamente dependiente de la intensidad de la luz.

D3Del espectro de la luz incidente. Para la mayoría de la medición de células solares, el espectro está normalizado. 

D4De las propiedades ópticas (absorción y reflexión) de la célula solar.

D5De la pasivación de superficie de las células.

E. Medición de Factor de Forma (FF)

Este concepto de FF es muy importante para calcular después el porcentaje de eficiencia de la Célula Solar o Módulo Fotovoltaico,

Tomamos importancia de este factor de Forma FF porque es parte de las fórmulas para el cálculo de EFICIENCIA y CALIDAD tanto en celdas como en módulos o paneles solares fotovoltaicos.

Corriente Isc en las Curvas IV

Para el cálculo del Factor de Forma interviene el cociente de la Potencia Máxima Teórica (Vmp x Imp) y la Potencia Máxima de Trabajo (Voc x Isc) Tensión en circuito abierto e Intensidad en corto circuito.

Suficiente encontrar datos en catálogos similares a las siguientes con sus respectivos valores. 

Panel Solar de 10W 
Maximum Power (W)10W 
Power Tolerance (%)±3%
Maximum Power Voltage (Vmp)17.3Volt
Maximum Power Current (Imp)0.58A
Open circuit Voltage (Voc)21.7Volt
Short circuit Current (lsc)0.65A
Temp-coefficient Voc-0.35±0.02%/
Temp-coefficient lsc-0.04±0.0015%/
Temp-coefficient Power-0.5±0.05%/
Nominal operating cell temperature (NOCT)47?±2 
Panel Solar de 20W 
Maximum Power (W)20W 
Power Tolerance (%)±3%
Maximum Power Voltage (Vmp)17.3Vmp
Maximum Power Current (Imp)1.15Imp
Open circuit Voltage (Voc)21.8Voc
Short circuit Current(lsc)1.3Isc
Temp-coefficient Voc-0.35±0.02%/
Temp-coefficient lsc-0.04±0.0015%/
Temp-coefficient Power-0.5±0.05%/
Nominal operating cell temperature (NOCT)47?±2 
Paneles Solar de 70W a 80W 
Maximum Power (W)70W75W80W
Power Tolerance (%)±5±5±5
Maximum Power Voltage (Vmp)17.417.517.8
Maximum Power Current (Imp)4.034.294.5
Open circuit Voltage (Voc)21.521.621.9
Short circuit Current (Isc)4.724.95.0
Maximum System Voltage (VDC)750750750
Panel Solar de 100W 
Maximum Power (W)100W 
Power Tolerance (%)±3%
Maximum Power Voltage (Vmp)34.2Vmp
Maximum Power Current (Imp)3.22Imp
Open circuit Voltage (Voc)42.0Voc
Short circuit Current (lsc)3.76Isc
Temp-coefficient Voc-0.35±0.02%
Temp-coefficient lsc-0.04±0.0015%
Temp-coefficient Power-0.35±0.05%
Nominal operating cell temperature (NOCT)47±2% 
Panel Solar de 120W  
Maximum Power (W)120W 
Power Tolerance (%)±3%
Maximum Power Voltage (Vmp)34.8Volt
Maximum Power Current (Imp)3.45Amp
Open circuit Voltage (Voc)42.6Volt
Short circuit Current (lsc)3.9Amp
Temp-coefficient Voc-0.35±0.02%/
Temp-coefficient lsc-0.04±0.0015%/
Temp-coefficient Power-0.5±0.05%/
Nominal operating cell temperature (NOCT)47 ±2 
Panel Solar de 200W a 240W 
Maximum Power (W)200W210W220W230W240W
Power Tolerance (%)±5±5±5±5±5
Maximum Power Voltage (Vmp)47.047.447.848.248.6
Maximum Power Current (Imp)4.264.434.614.774.95
Open circuit Voltage (Voc)57.958.358.759.159.5
Short circuit Current (Isc)4.864.965.075.175.28
Maximum System Voltage (VDC)750750750750750
Panel Solar de 220W a 280W 
Maximum Power (W)220W230W240W250W260W270W280W
Power Tolerance (%)±5±5±5±5±5±5±5
Maximum Power Voltage (Vmp)34.83535.235.435.635.836.0
Maximum Power Current (Imp)6.336.586.827.077.317.557.8
Open circuit Voltage (Voc)43.243.343.643.84444.244.4
Short circuit Current (Isc)7.147.337.527.717.98.098.28
Maximum System Voltage (VDC)750750750750750750750

F. Conclusión

La corriente de cortocircuito (Isc) de las celdas solares se define como el flujo de corriente máximo en condiciones sin carga y de voltaje cero, y cuando los cables de salida están en cortocircuito, la medición de corriente de cortocircuito caracteriza la corriente máxima de diseño de circuito de un conjunto solar.

Se facilitan (arriba) los valores ejemplo de Isc de diferentes módulos con distintos valores de Energía Solar.

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