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Cable electroluminiscente controlado por interfase  microcontrolada.

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Proyecto Aula Solar Fotovoltaica

PROYECTO AULA SOLAR

CONVERSION FOTOVOLTAICA

   ¹ La conversión directa de luz solar en energía eléctrica se consigue por medio de paneles solares, por un proceso llamado “efecto fotovoltaico”. En este proceso la conversión no depende del calor, al  contrario, el rendimiento de las celdas solares desciende a medida que aumenta la temperatura. Esto se debe a que los fotones de la luz solar transmiten su energía directamente a los electrones, sin un paso térmico intermedio.

    Se puede conseguir un efecto de conversión fotovoltaica en todos los semiconductores. Los aislantes son inapropiados a causa de su baja conductividad y los metales son insensibles a la luz debido a su alta concentración de electrones en la oscuridad.

    El silicio es el semiconductor más utilizado para la conversión fotovoltaica de energía solar y es el material de base para la industria electrónica.

    Todas las celdas fotoeléctricas se fabrican de material monocristalino. Las células normales son circulares porque están hechas a partir de láminas cortadas de barras tal como resultan de la fusión.

    En la figura 1 se muestra la estructura básica de una célula solar de silicio convencional.

     ²  El fenómeno de la obtención de electricidad por acción de la luz, también conocido como fotoelectricidad, se refiere a la expulsión de electrones desde una superficie por acción de la luz. Cuando la luz incide sobre materiales semiconductores como el silicio, el selenio o el germanio, provoca una separación de cargas.

UNA CELULA FOTOELECTRICA SE BASA EN LA PROPIEDAD QUE TIENEN CIERTOS MATERIALES DE PRODUCIR UN FLUJO DE ELECTRONES CUANDO SE LES PROYECTA UN RAYO LUMINOSO.

    La célula fotovoltaica es la que actúa como generador eléctrico, su fuerza electromotriz depende de la intensidad luminosa. A mayor intensidad luminosa, menor resistencia por la mayor luz que recibe y viceversa.

    Por el contrario, la célula fotoresistiva varía su resistencia de acuerdo con la intensidad de luz que recibe. A menor intensidad luminosa, mayor resistencia.

Los paneles solares

  ¹ La mayoría de las células solares  de silicio empleadas en aplicaciones terrestres son obleas redondas de 5 cm de diámetro y con un espesor de 0,3 a 0,5 mm. Una célula de estas dimensiones, con una superficie de 20 cm², a pleno sol, con un rendimiento del 15 %, a temperatura ambiente entrega una potencia de 0,3 watts a menos de 0,5 volts. Una célula de 80 cm² da cerca de 1,2 watts bajo las mismas condiciones.

    Para conseguir mayor potencia y/o mayor tensión se debe ensamblar un cierto número de celdas en un panel. Por ejemplo para  aumentar la tensión se conectan celdas en serie. Se debe prestar atención a la igualación de las características eléctricas de las células que van a ser ensambladas.

    Como regla general, todas las células que van a ser montadas en un panel, conectadas en paralelo, deben tener la misma tensión de circuito abierto y el mismo punto de máxima potencia por tensión. Para la conexión serie deben tener la misma corriente de cortocircuito y la misma corriente para potencia máxima.

    La producción total de potencia se reduce al incrementarse la temperatura del panel, debido a la disipación interna de potencia. Si se construyen grandes sistemas de potencia con altas tensiones en los terminales del panel, se debe tener en cuenta una segunda restricción, llamada el problema del “punto caliente” (ver figura pagina 3). El problema consiste en paneles con presencia de una célula defectuosa, que hace que el rendimiento global descienda de forma significativa. La distribución de corrientes no es simétrica, la disipación de potencia aumenta en las células con buen funcionamiento, lo que puede provocar que las soldaduras se fundan y que todo el panel deje de funcionar. Para evitar daños irreversibles, la tensión final del panel en funcionamiento tiene un valor fijo impuesto por la batería conectada al panel o por una unidad electrónica reguladora de potencia. Cuando todas las células funcionan correctamente, la tensión final V, es cuatro veces la tensión v de cada grupo de células conectadas en paralelo. 

     Como resultado, el punto de trabajo de los grupos de buen funcionamiento, deriva hacia una mayor tensión y más baja corriente y por tanto, a una potencia más baja. Consecuentemente cae la producción de potencia del panel.

    Los problemas del “punto caliente” se pueden evitar mediante un adecuado esquema de ensamblaje del panel. En cada grupo se deben conectar en paralelo el mayor número posible de células. Si esto no es posible en la práctica, se puede superar este problema saltando cada línea en paralelo por un diodo, lo que da lugar a una gran corriente opuesta.

    La forma más usual y práctica es construir un panel solar dividido en varios paneles de igual tensión y potencia.

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