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Calcular Eficiencia de las Células Solares

  • Casos presentados en la práctica

    Recordamos lo siguiente (Continuación del reporte anterior) para presentar ejercicios de práctica lo que comunmente suele eñalarse en casos diferentes para utilizar los conceptos básicos de interpretación de la curva Tensión-Voltate (I-V) en las células y paneles solares fototovoltaicos.

    1. Curva I-V (Intensidad de corriente y Tensión Eléctrica)

    I-V_curve

    2. Factor de Forma (FF)

    ppee7

    • FF en las Células Cristalinas oscila de 0.70 a 0.85
    • FF en las Células Amorfas varían de 0.50 a 0.70

    3. Eficiencia de una Célula Solar Fotovoltaica

    Efic.

    Problemas:

    1. Cuál es el rendimiento de una célula solar fotovoltaica cristalina que acabamos de adquirir de Amazon de tamaño 3 pulg x 6 pulg, Responde según catálogo a una Intensidad Máxima de 3.6 Amperios y de Tensión Máxima 0.96 Voltios.  (Celula características).
    2. Nos piden calcular el rendimiento de un panel solar de 36 células solares cuyas medidas son de 125 mm x 125 mm y que responde el panel a la característica eléctrica de Voltaje en circuito abierto de  Voc=22.5 V e intensidad en Cortocircuito de Isc 5.27 A. (Catálogo de Amazon).
    3. Si nos aseguran que una célula monocristalina responde a un rendimiento de apenas 15 % y que ésta tiene como Tensión Máxima 0.95 V, Intensidad Máxima de 3.5 A y su factor de forma igual a 0.83. ¿De qué tamaño es esta célula solar fotovoltaica.

    Resoluciones:

    1. Si nos están pidiendo la eficiencia de esta célula, tenemos que acudir a la fórmula general del punto 3 (arriba) para lo cual tenemos que asumir el valor de FF igual a 0.80 por ser cristalina (véase reporte). De acuerdo al enunciado el valor Voc=0.96; Isc=3.6 y el área calculada 3 x 6 pulg (0.076m x 0.152m) en metros cuadrados es de 0.0115. El valor de G es siempre la irradiación asumida a 1,000 W/m² es decir la Irradiancia en condiciones normalizadas. Reemplazando valores el resultado es que la eficiencia de esta célula responde a  24% aprox.
    2. En este caso acostumbran, por práctica, calcular primero el área del panel solar considerando las 36 células. Aquí resulta un área de panel de 0.125²= 0.015625 m²x36 = 0.5625 m². El factor de forma podemos asumir a 0.82, por lo que reemplazando valores en la fórmula general del punto 3 (arriba) tendremos el resultado de eficiencia del panel igual a: 17% aprox.
    3. Para hallar la medida de una célula tenemos que acudir a la siguiente fórmula que es el mismo de la sección 3 (arriba) despejando al valor de Área que extraído la raíz cuadrada nos dará el valor de 135 mm. Es decir,30 anotamos como numerador los valores de FF=0.83, Voc=0.95, Isc=3.5 (estos datos siempre se encontrarán en el catálogo de venta respectiva). Como datos en el denominador: Eficiencia (eta)=0.15 y G=1000. 

    Si aún se presentan dudas, favor consultar nuestra base teórica aquí.

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