presentacion energia solar fotovoltaico - prof. juan casas

8/6/2019 Presentacion Energia Solar Fotovoltaico - Prof. Juan Casas

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Prop. Intelectual Juan Casas Q.


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Dimetro 1.392.000 km(~1,4 10 9 m)

Dimetro relativo(d S /d T)

109

Superficie 6,09 10 18 m2

Volumen 1,41 10 27 m 3

Masa 1,9891 10 30 kg

Densidad 1411 kg/m 3

Gravedad en lasuperficie 274 m/s

2 (27,9 g)

Temperatura de lasuperficie 6000 K

Temperatura de lacorona 5 10

6 K

Temperatura del ncleo ~1,36 10 7 K

Luminosidad (L S) 3,827 10 26 W


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Ncleo : 30% radio total15% volumen40% masa90% energaT = 10 7 KFusin Nuclear

Zona Radiativa :Las partculas que transportan laenerga (fotones) intentanescapar al exterior en un viajeque puede durar unos 100.000

aos debido a que stos fotonesson absorbidos continuamente yreemitidos en otra direccindistinta a la que tenan


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Componentes qumicos Smbolo %Hidrgeno H 92,1

Helio He 7,8Oxgeno O 0,061

Carbono C 0,03Nitrgeno N 0,0084Nen Ne 0,0076

Hierro Fe 0,0037Silicio Si 0,0031

Magnesio Mg 0,0024Azufre S 0,0015Otros 0,0015


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Neutrn

Neutrn

Protn


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(Hidrogeno) (Deutrio) (Helio-3)

1 H1 + 1 H2 2 He 3

(Helio-3) (Helio-3) (Helio-4) (Hidrogeno)

2 He 3 + 2 He 3 2 He 4 + 2 1 H1

26,2 x 10 6 eV por Kg de protones consumidos

6,25 x 10 18 eV = 1 joule


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Velocidad de Propagacin:300.000 km/s


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Energa Solar

AplicacionesActivas

Energa SolarFotovoltaica

Sector RuralTurismo

Energa SolarTrmica

AbastecimientoT > 60

AplicacionesPasivas

ArquitecturaBioclimtica

Ventilacin eIluminacin

natural



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CondensadoresParablicos

Producen T > 400 C

Condensadores de California conproduccin de 354 MW

Con esta energa se abastece a 350mil personas con un equivalente al

consumo de 2.3 millones debarriles de petrleo



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Abastecimiento por distritos; Suecia. 10.000 m



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La electricidad es unfenmeno fsico originadopor cargas elctricas estticaso en movimiento y por suinteraccin.

Se define como un flujo deelectrones



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p s


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Intensidad : Es un flujo de cargas elctrica en untiempo determinado y se mide en Amperes

La carga elctrica se mide en Coulomb

Si la Intensidad es constante: Corriente Continua

Si la Intensidad es Variable dentro de un ciclodefinido: Corriente Alterna



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Es unidireccionalNo varia en funcin deltiempoNo tiene frecuenciaPolaridad: (+) y (-)

Es cclica (funcinsinusoidal)Varia en funcin deltiempoTiene frecuenciaPolaridad: Fase y Neutro



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1. Una fuente de Fuerza Electromotriz , que genera una

diferencia de potencial2. Un flujo de cargas , que se produce producto de la

diferencia de potencial generada

3. Existencia de una resistencia conectada al circuito, quesea capaz de transformar la energa elctrica en energa til



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I

V R

Georg Simon Ohm

Alessandro Volta

Andre Ampere



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La ley Ohm la podemos analizar en

un circuito simple, endonde la ampolleta acta como resistenciaconsumiendo energa al sistema



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Serie:

V(ab) = V(ac) + V(cb)

Como la corriente que circula por R1 y R2 es I , entonces:

V(ac) = R1 * IV(cb) = R2 * I

V(ab) = (R1 + R2) * I

R(ab) = R1 + R2

Aumenta el Voltajey el Amperaje se

mantiene constante



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Paralelo:V(ab) = V1 = V2

I = I1 + I2

I1 = V(ab) /R1I2 = V(ab) /R2

Como sabemos de la ley de OHM:

V(ab) = I * R(ab)

1/ R(ab) = 1/R1 + 1/R2

El Amperaje varia y el Voltaje se

mantiene Constante



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Transferencia de energa por medio de ondas electromagnticas.

La radiacin es un proceso de transmisin de ondas o partculas (fotones) a travs del espacio o de algn

medio.



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1. Todos los objetos emiten energa radiante, cualquiera seasu temperatura, por ejemplo el Sol, la Tierra, laatmsfera, los Polos, las personas

2. Los objetos con mayor temperatura radian ms energatotal por unidad de rea que los objetos ms fros.

3. Los cuerpos con mayor temperatura emiten un mximode radiacin en longitudes de ondas ( ) ms cortas.

4. Los objetos que son buenos absorbedores de radiacinson tambin buenos emisores



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Las ondaselectromagnticasconducen energa,este vectorrepresenta la transferencia deenerga a objetosque se ponen encontacto con lasondaselectromagnticas



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La magnitud del vector de Poynting representa la tasa de flujode energa en una onda electromagntica travs de una superficie perpendicular al flujo

Su direccin es a lo largo del desplazamiento de la onda

Dimensionalmente se mide en:



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La potencia de la radiacin solar que se recibe en uninstante determinado sobre un metro cuadrado desuperficie se conoce como irradiancia (I) y se expresa en W/m2

Para una distancia media Tierra-Sol el valor de la Irradiancia en un plano exterior a la atmsfera y perpendicular a los rayos del sol, se conoce comoconstante solar (S)



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AtmsferaGases, nubes,

partculasslidas

en suspensin

1000 W/m2



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Directa: Radiacinproveniente del sol sincambiar de direccin,esta se mide mediante elpirheliometro

Difusa: Es aquella que tieneque cambiar su direccinpor reflexin y dispersin, elinstrumento que nospermite medir este tipo deradiacin es el pinanometro



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CondicionesClimatolgicas

Irradiancia

Watt/m2

ComponenteDifusa (%)

Cielo Claro 750-1000 10 - 20

Parcial- Nublado 200 500 20 90

Completo. Cubierto 50 150 90 - 100



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1. Marco: Aluminio anodizado2. Superficie Colectora: Vidrio

templado o plstico de granimpacto3. Superficie Esponjosa 4. Junta selladora 5. Clula Fotovoltaica (EVA)6. Material Encapsulante7. Sostn Rgido8. Apoyo Sostn (plstico o

aluminio)



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Celdas fotovoltaicas : silicio policristalino de alta eficiencia de conversin,rendimiento estable, contactos elctricos optimizados.

Frente : cristal templado y texturizado de bajo contenido de hierro para la optimizacin

de la transmisin de la luz

Material de encapsulacin : EVA, polimerizado de alta temperatura,con estabilizador UV y baja permeabilidad al agua y a la humedad.

Parte posterior: pelcula de Tedlar (hojas de PVF-PE-PVF) para garantizar la mxima proteccin contra los agentes atmosfricos.

Marco : en aluminio anodizado y pretroquelado para una instalacin fcil y rpida.

Caja de conexin : resistente al polvo y al agua. Dotada de diodos de by-pass



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Primeras observacionesprincipios del siglo XIX

1. Efecto Fotoemisivo2. Efecto Fotoconductivo

3. Efecto Fotovoltaico1954 : Creacin de la primera

clula Solar



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Estructura de Bandas y Materiales semiconductores



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La Energa de Gap,es la Energa

necesaria para que los

Electrones puedanpasar la banda

prohibida y pasara la de conduccin;

Establecindose asUn flujo de electrones

(corriente Elec ..)



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Intensidad de Cortocircuito:(en ausencia de cargas externas, mx. corriente que puede obtenerse de una clula fotovoltaica)

Tensin en Circuito Abierto:(mxima tensin que puede obtenerse sin estar conectado a ningnconsumo y la intensidad es nula)

Potencia Mxima:(producto de la intensidad mxima y el voltaje mximo)



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Se define como el cociente depotencia mxima que se puede

entregar a una carga entre elProducto de la tensin de circuito

abierto y la intensidad de cortocircuito

Este Factor varia entre 0.7 y 0.8



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Se refiere al proceso de clculo y seleccinde los distintos componentes elctricos a instalar y su sistema que constituye una instalacin fotovoltaica



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Existen a lo menos 3 tipos de instalaciones genricasfotovoltaicas:

1.-Instalaciones autnomas sin conexin a la red

2.-Instalaciones autnomas osemi-autnomas, con conexin a la red

3.-Instalaciones conectadas a las red, no autnomas



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Panel Fotovoltaico

Regulador de Carga

Batera

Inversor



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Se desea electrificar, medianteenerga solar fotovoltaica una casa

ubicada en la Serena, Latitud 29,9Sur, de la cual se tiene lossiguientes datos de consumos

totales y de radiacin disponible



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Si se emplean paneles fotovoltaicos de 75Wp depotencia unitaria Cuntos paneles ser necesarioinstalar para garantizar las necesidades diarias deconsumo en las condiciones mas desfavorables?

Cul es la capacidad mnima de Ah que deberntener las bateras para garantizar una autonoma de6 das si se acepta una profundidad de descarga mxima del 50% y la tensin de trabajo de la instalacin es de 12V ?

Determine la capacidad del (o los) regulador (es) a utilizar?

Determine la capacidad del inversor de corrientecontinua a alterna a utiliza r



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El controlador de carga regula elestado de carga entre lmitespreestablecidos. El voltaje de lasbateras se mide y se toma como

factor principal para estimar el estadode carga, adems algunoscontroladores miden la temperatura de la batera lo que ayuda a incrementar la vida til de su banco de

bateras, existen algunos que inclusodesconectan la carga cuando la batera esta por descargarse (desconexin porbajo voltaje LVD).



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Conexin en serie para Bateras

Conexin en paralelo en Bateras



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Conexinmltiplesbateras usandobateras de 2 V (Serie y Paralelo)

Conexin de mltiplesbateras pero con una regulacin de voltaje



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Un inversor es un circuitoutilizado para convertircorriente continua en corrientealterna. Los inversores sonutilizados en una gran variedadde aplicaciones, desde pequeasfuentes de alimentacin para computadoras, hasta aplicaciones industriales para manejar alta potencia. Losinversores tambin sonutilizados para convertir la corriente continua generada porlos paneles solares fotovoltaicos,en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados enla red elctrica o usados eninstalaciones elctricas aisladas.



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Propiedad Intelectual Juan

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