Función.

Las centrales fotovoltaicas producen electricidad sin necesidad de turbinas ni generadores, utilizando la propiedad que tienen ciertos materiales de generar una corriente de electrones cuando incide sobre ellos una corriente de fotones.La clave del funcionamiento de las células fotovoltaicas está en la disposición en forma de sandwich de materiales dopados de diferente forma, de manera que unos tengan exceso de electrones y otros, por el contrario, "huecos" con déficit de electrones. Los fotones de la luz solar portan una energía que arranca los electrones sobrantes de una capa y los hace moverse en dirección a los "huecos" de la otra capa.El resultado es la creación de flujo de electrones excitados, y por lo tanto, un voltaje eléctrico.

Células, capaces de transformar la energía del sol en electricidad.

¿Cómo lo hacen?

Absorbiendo la luz solar, que se compone de unas partículas llamadas fotones.Al impactar sobre las células fotovoltaicas, los fotones golpean a otras partículas, llamadas electrones. Éstas se encuentran como dormidas, porque están sujetas a los átomos.Pero con el golpe que reciben de los fotones (de la luz solar) despiertan y empiezan a moverse. Y ese movimiento es el que permite luego generar electricidad.

Para que esto funcione, las células se forman un material especial, silicio.

Este elemento químico permite ayudar a absorber la luz del sol.

Las células fotovoltaicas se combinan por diferentes formas para lograr tanto el voltaje como la potencia deseados.

Panel fotovoltaico, conjunto de células sobre el soporte adecuado y que poseen recubrimiento que le protegen de agentes atmosféricos.

Célula fotovoltaica es un pequeño de material semiconductor con unión P-N y con capacidad igualmente de producir electricidad.

¿Como funcionan los paneles solares?

Funciona como efecto fotovoltaico, donde el sol incide la radiación sobre materiales semiconconducctores, produciendo electricidad de los paneles solares.

La radiación solar (contenidos de luz) transmite energía a los electrones de los materiales semiconductores, entonces rompe la barrera de potencial de la unión P-N y sale así del semiconductor a través de un circuito exterior, produciendo corriente eléctrica.

Se usa en forma de capas, que a su vez forman un campo eléctrico, positivo en un lado y negativo en el otro. Uniendo ambos lados, es posible capturar a los electrones en movimiento y obtener una corriente eléctrica.

Cuando la luz solar incide sobre la placa, la célula empieza a funcionar. Los fotones de la luz solar interaccionan con los electrones disponibles e incrementan su nivel de energía.

A medida que la luz solar se hace más intensa, el voltaje que se genera entre las dos capas de la célula fotovoltaica aumenta.

Célula fotovoltaica está formada por dos delgadas láminas de silicio, positivo y negativo, separadas por otra capa de material semiconductor, los fotones chocan contra la superficie de la capa positiva, y al chocar liberan electrones de los átomos positivos, los cuales, al estar en movimiento pasan por el semiconductor, pero no pueden volver para atrás, la capa negativa adquiere una diferencia de potencial (tensión) respecto la positiva.

Fotones impactan sobre la superficie de la célula y allí son absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio, golpeando a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían, así los electrones comienzan a circular por el material produciendo la electricidad en forma de corriente continua a baja tensión.

El regulador (modulador) de carga, encargada de evitar que se produzcan sobrecargas o descargas excesivas en el acumulador (batería)

El tipo corriente eléctrica que proporcionan los paneles solares es corriente continua, muchas veces se usa un inversor y/o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna.

CELULAS FOTOVOLTAICAS

PANEL FOTOVOLTAICAS

Conectando 36 células obtendremos una tensión de 18 voltios. Conectando gran número de células, podremos alcanzar el

voltaje que deseemos.

Tipos de paneles solares en función de los materiales que existen: los mas conocidos son silicio puro monocristalino, silicio puro policristalino, silicio amorfo, arsenio de galio, teluro de cadmio, diseleniuro de cobre de indio y tándem.

Identificación visual

Las células de cSi se reconocen a simple

vista, ya que su superficie es uniforme.

Expuestas a la luz actúan como un espejo grisáceo.

Las células policristalinas reflejan

la luz en forma no uniforme, pudiéndose

observar las imperfecciones en el

cristal. Tienen, asimismo, una

coloración azulada.

Las células amorfas. Como su nombre lo indica estas células no

poseen una estructura cristalina.

Una celula de silicio perfectamente cristalizado en una sola pieza .

En laboratorio se han alcanzado rendimientos máximos del 24,7% para éste tipo de paneles siendo

en los comercializados del 16%.

Silicio puro policristalino, igual que la de anterior pero tiene proceso de cristalización del silicio es diferente. La célula de silicio forma una

estructura desordenadamente en forma de pequeños cristales. Son visualmente muy

reconocibles por presentar su superficie un aspecto granulado.

Rendimiento inferior a 19.8% Comercialmente 14% por precio más bajo.  

Silicio amorfo. (TFS) Tambien tiene silicio pero no se sigue este panel, esto es usado para pequeños dispositivos electrónicos ( Calculadoras, relojes) y en pequeños paneles portátiles.

Forma una lamina delgada

Rendimiento máximo alcanzado 13% Comerciales 8%.

Teluro de cadmio. Rendimiento 16% Comerciales 8% debido altocontenido tóxico

Arseniuro de Galio, Uno de los materiales más eficientes por rendimientos 25.7% y comerciales del 20%Se utilizo en los años 60 en la fotovoltaica que alimenta a los satélites artificiales, pero es caro para competir con el silicio.

Fotovoltaica orgánica en cristales de ventanas

Las células solares son gotas de silicio que miden 1,8 mm de diámetro y son muy transparentes.

http://lookverde.com/2010/03/haciendo-de-nuestras-ventanas-colectores-solares/#more-295

http://lookverde.com/2011/01/celdas-solares-organicas-de-grafeno-mas-baratas-trasparentes-y-flexibles/#more-443

Tipos de paneles solares en función de la forma que existen.

Paneles de formato “baldosa o teja”: Son paneles de pequeño tamaño, y están especialmente pensados para ser combinados en gran número, de forma que cubran grandes superficies que ofrecen los tejados de las viviendas. Aptos para cubrir grandes demandas energéticas en los que se necesita una elevada superficie de captación.

Paneles solares bifaciales: Son paneles especiales basados en un tipo de panel capaz de transformar en electricidad la radiación solar que le recibe por absolutamente cualquiera de sus dos caras.

Paneles con sistemas de concentración: A través de una superficies reflectantes, concentra la luz sobre los diferentes paneles fotovoltaicos. Aunque el porcentaje de conversión tienda a no variar, una misma superficie de panel producirá más electricidad ya que recibe una cantidad concentrada de fotones

Pérdidas de energía luminosa

Estas pérdidas ocurren fuera del material semiconductor:oEl reflejo de la superficie colectora de una celula de cSi, actúa como un espejo , se refleja hasta el 30% de la luz incidente. Para disminuír el reflejo, la superficie tiene una capa antireflectiva de monóxido de silicio (SiO), esto hace que disminuye el reflejo a un 10%. Y la otra segunda capa baja reduce un reflejo a un 4%, pero incrementa el costo. La necesidad de una capa antireflectiva se extiende a todo tipo de células, si bien el tratamiento es diferente.

oEl “sombreado” de los contactos: en la superficie colectora posee una rejilla metálica, de trazos finos, esto tambien disminute el área activa de la célula, se lo conoce como el “sombreado” de los contactos y no debe confundirse con el sombreado externo sobre el área colectora. Esta reducción, en células modernas, varía entre un 3 y un 5% de la superficie activa. Un fabricante ha anunciado la producción de células sin rejillas frontales (Sun Power).

Sistemas de seguimiento solar

En los sistemas solares fotovoltaicos existe la posibilidad de emplear elementos seguidores del movimiento del Sol que favorezcan y aumenten la captación de la radiación solar.

Existen tres tipos de soporte para los colectores solares:

- Colocación sobre soporte estático - Soporte sencillo sin movimiento. Dependiendo de la latitud de la instalación y de la aplicación que se quiera dar se dotan a los paneles de la inclinación más adecuada para captar la mayor radiación solar posible. Es el sistema más habitual que se encuentra en las instalaciones.

- Sistemas de seguimiento solar de 1 eje. Estos soportes realizan un cierto seguimiento solar. La rotación del soporte se hace por medio de un solo eje, ya sea horizontal, vertical u oblicuo. Este tipo de seguimiento es el más sencillo y el más económico resultando sin embargo incompleto ya que sólo podrá seguir o la inclinación o el azimut del Sol, pero no ambas a la vez.

- Sistemas de seguimiento solar de dos ejes. Con este sistema ya es posible realizar un seguimiento total del sol en altitud y en azimut y siempre se conseguirá que la radiación solar incida perpendicularmente obteniendose la mayor captación posible. Existen tres sistemas básicos de regulación del seguimiento del sol por dos ejes:- Sistemas mecánicos- El seguimiento se realiza por medio de un motor y de un sistema de engranajes. Dado que la inclinación del Sol varia a lo largo del año es necesario realizar ajustes periódicos, para adaptar el movimiento del soporte

- Mediante dispositivos de ajuste automático -. El ajuste se realiza por medio de sensores que detectan cuando la radiación no incide perpendicular al panel corrigiedose la posición por medio de motores.

- Dispositivos sin motor - Sistemas que mediante la dilatación de determinados gases, su evaporación y el juego de equilibrios logran un seguimiento del Sol- (IMAGEN)

Se estima que con estos sistemas se puede lograr un aumento de entre el 30% y el 40% de la energía captada. Se hace necesario evaluar el costo del sistema de seguimiento y la ganancia derivada del aumento de la energía para determinar su rentabilidad

Fabricación o ensamblado del panel solar fotovoltaico

http://tipos-de-energia.blogspot.com/2007/01/energa-solar-fotovoltaica.html

Paneles solaresLos paneles solares se clasifican por su potencia nominal en vatios, es decir que es la cantidad de energía que se espera que el panel solar para producir en una hora pico dom.

Nota: La ubicación geográfica afectará a las horas pico del sol y esto tiene que tenerse en cuenta al hacer sus cálculos.

Pueden ser conectados en serie o en paralelo para aumentar la tensión o corriente,

Se clasifican de acuerdo a: •la energía máxima [W], •la tensión en Pmax [V],•la actual en Pmax [A], etc

Todos los paneles solares tienen una tensión en bornes nominal de alrededor de 17 voltios. La salida de un panel solar se ve afectada por la temperatura de funcionamiento de la célula. Los paneles son nominalmente nominal a 25 grados centígrados y puede variar hasta en un 2,5% por cada aumento de 5 grados de temperatura. Así, a medida que aumenta la temperatura, la salida del panel solar disminuye.

Regulación de los Paneles Solares (= o controlador de carga) , se usa para regular el flujo de la corriente [A] del panel solar a la batería. Las beterias no deben ser sobrecargados o dañados. Cuando la batería se ha cargado completamente el regulador de energía solar se detendrá el flujo de electricidad a la batería. Se puede comprar cualquier tipo de caracteristica y tiene una funcion especia que es la desconsexiion por Bajo Voltaje.

Inversores Las baterías de acumuladores usar y almacenar DC - Corriente directa y tener una salida de bajo voltaje por lo general en el rango de 12 a 24 voltios. Prácticamente todos los aparatos modernos funcionan en AC - corriente alterna y trabaja en 240 voltios. Un inversor es un dispositivo que toma la energía de la fuente de batería de la CC y por medio de una tecnología especial que impulsa a la electricidad casero que le da la energía para hacer funcionar aparatos eléctricos como televisores, luces, equipos, herramientas eléctricas y donde quiera que estés. Simplemente, un inversor aumenta su energía de la batería 12/24/48-volt a la corriente alterna 110/240.

El tamaño de una instalación fotovoltaica Para el tamaño de una instalación fotovoltaica, siga estos procesos: 1. Determinar la cantidad de electricidad que se necesita: Determinar el número de dispositivos que se apoya, Multiplicar la potencia (en vatios o kilovatios) en cada dispositivo por el número de horas en un día será el dispositivo utilizado para obtener la energía eléctrica necesaria en KWh, Agregue todos los kwh juntos para obtener el requerimiento total de energía actual de la instalación fotovoltaica; Permitir la expansión de su sistema. Dependiendo de sus recursos, es posible que desee considerar un factor de seguridad de 1,3 (es decir, 30% por encima de su requisito actual) o 1.5 (es decir, 50% por encima de su requisito actual). 2. su tamaño módulo FV y su capacidad de la batería: Tenga en cuenta que una célula fotovoltaica de, digamos, de 100 mm por 100 mm de células produce cerca de 1 a 2 vatios de electricidad. La batería debe ser suficiente para almacenar la electricidad para su uso durante por horas-sol (noches y días nublados).

Las características, que definen eléctricamente, los paneles fotovoltaicos.

VENTAJAS La energía solar es una energía limpia, que no contamina el medioambiente, ya que para obtenerla no se queman ni carbón, ni gasolina, ni gas. La desventaja es que hoy en día todavía es bastante costoso producirla, porque los paneles solares son caros.

ACTUALIDADNumerosos laboratorios en todo el mundo trabajan para conseguir células capaces de convertir la luz del sol en electricidad con el mayor rendimiento posible. A medida que el rendimiento aumenta y la fabricación de las células se abarata, la electricidad fotovoltaica se hará cada vez más competitiva en comparación con las otras maneras de producir electricidad.

BIBLIOGRAFIA http://elblogverde.com/tipos-de-paneles-solares-en-funcion-de-la-forma/http://elpais.cr/articulos.php?id=22494http://www.mailxmail.com/curso-energia-solar-fotovoltaica/introduccionhttp://tskan.com/funcionamiento-panel-solar/http://www.inspira.es/energia-solarhttp://centralese.blogspot.com/2009/02/centrales-fotovoltaicas-las-centrales.htmlhttp://www.mayoristasolar.com/tipos.phphttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.wirefreedirect.com/solar_panel_sizing.asphttp://www.wikiciencia.org/electronica/semi/celulas-fotovoltaicas/index.phphttp://www.mailxmail.com/curso-energia-solar-fotovoltaica/introduccion