Energ

1
Energía solar fotovoltaica
2
Antecedentes

• Primeras observaciones que relacionan luz y
  electricidad, s.XIX
• Descubrimiento del efecto fotovoltaico del Si en
  1941
• Primera célula solar fotovoltaica en 1954
  gracias a Chapin, Fueller y Pearson

3
Células solares

• Unidad principal del módulo fotovoltaico
• Funcionamiento basado en la formación de uniones
  entre semiconductores con distintos dopajes

4
Semiconductor tipo n

• Al añadir P ( 5e-) a una red de Si (4e-) el
  conductor toma cierta conductividad debido a las
  cargas negativas

5
Semiconductor tipo p

• Al añadir B (3e-) a una red de Si (4e-) aparecen
  huecos que actúan como cargas positivas

6
Unión p-n

• Al poner en contacto un tipo n con un
• tipo p
• los e- de n se difunden a p
• los huecos de p se difunden a n
• Aparece una ddp entre ambas regiones (0,5V para
  Si)

7
Formación delcampo eléctrico en la unión p-n
8
Efecto fotovoltaico

• Conversión directa de radiación
  electromagnética en corriente eléctrica mediante
  una célula

9
Características eléctricas de las células

• En presencia de luz, la corriente de salida I
  viene dada por la diferencia entre la corriente
  fotogenerada y la corriente de la célula.
• La curva I-V de una célula vendrá dada por

10
ISC,cel I cuando V entre bornes es nula VOC,cel
V cuando I de la célula es nula Pcel
Potencia máxima que puede generarse. Se obtiene
de Pcel IP,cel . VP,cel
11
Curva característica I-V
12
Dependencia de I-V con la Tª
13
Tipos de células solares

• Principalmente, pueden ser
• De Silicio monocristalinas (c-Si)
• De Silicio policristalinas (mc-Si)
• De capa delgada
• - Silicio amorfo
• - CuInSe2/CdS
• - CdTe/CdS

14
Principales usos en 1998
15
Células c-Si

• Se fabrica a partir de barras cristalinas de Si
  dopado con boro.
• Las barras se laminan en obleas de 0,3mm.
• Se introducen en horno a alta Tª en atm. gaseosa
  con alta concentración de P.
• Se deposita una rejilla conductora metálica

16
Células mc-Si

• Proceso análogo al c-Si
• Lingotes tienen forma cuadrada por lo que los
  módulos tendrán mayor superficie activa
• Los defectos cristalográficos y las impurezas
  provocan disminución de la eficiencia
• Menos costoso económicamente

17
Células de capa delgada

• Las más importante son a-Si
• Se fabrican por procesos que implican grandes
  volúmenes a bajo coste.
• Presentan bajas eficacias (6-8)

18
Comparación entre tipos de células
19
Formación de módulos

• Varía en función del tipo de célula.
• Se disponen en paneles de 6, 12 o 24 V de tensión
  nominal.
• Las células se conectan en serie.
• Los módulos pueden ser
• - Cristalinos
• - Integrados

20
Módulos cristalinos

• Cubierta exterior Protege de agentes
  atmosféricos. Se usa vidrio templado.
• Capas encapsulantes Protege las células y las
  conexiones. Se usa etilvinilacetileno (EVA).
• Protección posterior Protege de la humedad.
• Marco soporte Da rigidez mecánica

21

• Sección de un módulo fotovoltaico

22
Módulos integrados

• Se fabrican por técnicas automatizadas de bajo
  coste

23
Instalación fotovoltaica

• Elementos necesarios para realizar el suministro
  de electricidad para satisfacer unas necesidades
  energéticas. Se clasifican según
• -Potencia
• - Autonomía

24
Según potencia - Instalación pequeña
1-5kW - Instalación mediana
5-100 kW - Instalación grande
100 kW- 1 MW - Centrales
fotovoltaicas 1- 50 MW Según
autonomía - Instalaciones autónomas de
la red eléctrica - Instalaciones
conectadas a la red eléctrica
25
Componentes de un sistema fotovoltaico

• Sistema de captación de energía
• Sistema de acumulación de energía
• Sistema de regulación
• Sistema de adaptación del suministro eléctrico.
• Adicionalmente puede llevar
• Sist. de transporte de energía
• Sist. de control, medida y protección

26
Instalaciones autónomas de la red eléctrica

• Usadas para pequeños consumos situados en el
  mismo lugar o cercanías

27
Ejemplos de sistemas autónomos
28
Esquema de instalación fotovoltaica de una granja
29
Instalaciones conectadas a la red eléctrica

• En este caso no se precisa ni reguladores ni
  acumuladores. La electricidad pasa directamente
  al inversor

30
Ejemplo de paneles integrados
Fachada terminada
31
Aplicaciones
32
Energía solar fotovoltaica en España
33
(No Transcript)
34
(No Transcript)
35
Ejemplos de inversión
36
Ayudas

• Inversión Créditos ICO- IDAE
• Explotación Tarifas establecidas por el RD
  436/2004
• Beneficios fiscales

37
Muchas gracias por su atención