Fundamentos y Componentes de Sistemas Solares Fotovoltaicos

Aplicaciones de Sistemas Fotovoltaicos

Aplicaciones Autónomas

Generan la electricidad justa y necesaria para alimentar lo que esté conectado a ellas.

Aplicaciones Espaciales

Proporcionan energía para aparatos en el espacio.

Aplicaciones Terrestres

• Telecomunicaciones (telefonía, repetidores)
• Electrificación de zonas rurales y aisladas
• Señalización
• Alumbrado público
• Bombeo de agua
• Redes VSAT
• Telemetría (pluviometría)

Componentes Principales de una Instalación Solar Fotovoltaica

• Módulo Fotovoltaico: Convierte la energía del sol en eléctrica (CC). Se utilizan varios paneles para dar la potencia necesaria.
• Regulador de Carga: Nexo de unión entre los paneles y los elementos de consumo. Posee características físicas/eléctricas específicas. Protege a los acumuladores de sobrecargas, proporciona CC y fija el valor de la tensión nominal de la instalación.
• Baterías: Solo en instalaciones autónomas, acumulan energía para los periodos sin luz solar.
• Inversor: Convierte la CC en alterna a 220V y 50Hz.

Parámetros Eléctricos de Células Fotovoltaicas

• Corriente de Iluminación: La generada cuando incide la radiación solar sobre la célula.
• Corriente de Oscuridad: Debida a la recombinación de los pares electrón-hueco en el semiconductor.
• Tensión de Circuito Abierto (Voc): Máxima tensión en los extremos de la célula cuando no está conectada a ninguna carga.
• Corriente de Cortocircuito (Isc): Máximo valor de corriente que puede circular por la célula cuando sus terminales están cortocircuitados.
• Factor de Forma (FF): Máxima potencia / (Tensión de circuito abierto x Corriente de cortocircuito). Valor típico: 0,7.

Factores Atmosféricos que Afectan la Radiación Solar

• Dispersión: Energía se pierde por partículas de polvo.
• Reflexión: Radiaciones devueltas al espacio por las nubes.
• Difracción: Rayos solares se descomponen en muchos trayectos de menos energía.
• Absorción: Por O₂, O₃.

Tipos de Radiación Solar

• Directa
• Extraatmosférica: Energía de fuera de la atmósfera.
• Reflejada: Del entorno.
• Difusa: Consecuencia de reflexión, difracción, etc.
• Energía Total Recibida: La suma de directa, difusa y reflejada.

Pérdidas por Sombreado

Si tapas una columna en serie, la intensidad es casi 0 por rama.

Si es la mitad de la célula, la intensidad (I) se reduce a la mitad, afectando proporcionalmente la intensidad de la rama donde esté asociada la serie.

Cálculos para el Generador Fotovoltaico

Pasos:

1. Determinación de la radiación sobre los paneles inclinados.
2. Determinación del consumo eléctrico de los aparatos que se van a conectar.
3. Calcular, a partir del panel, el número de ellos necesarios y el tipo de asociación (serie/paralelo).
4. Potencia: El consumo total es la suma de la parte continua y alterna. El generador proporciona la corriente necesaria para evitar problemas con el consumo.

Factores de Dimensionamiento

Factor de Seguridad del Acumulador y Generador

Energía almacenada / Energía demandada.

Valor de Capacidad Nominal de la Batería

(Consumo x Días de autonomía) / Profundidad máxima de descarga.