Celdas solares
Páginas: 26 (6313 palabras)
Publicado: 17 de febrero de 2014
2 DESARROLLO DEL SISTEMA
2.1 Sistema Fotovoltaico en un Vehículo Eléctrico
Un Sistema Fotovoltaico (SFV) es una fuente de potencia eléctrica en la cual las celdas solares transforman la energía solar directamente en electricidad, Corriente Directa DC.
Los SFV no requieren combustibles y, por tratarse de dispositivos de estado sólido, carecen de partes móviles, y por consiguiente,requieren escaso mantenimiento. Tampoco producen ruido, ni emisiones tóxicas, ni contaminación ambiental, ni polución electromagnética. Su confiabilidad es elevada y se emplean desde hace cerca de 40 años en lugares inhóspitos tales como el espacio, desiertos, selvas, regiones remotas, etc.
Todas estas cualidades hacen los SFV muy interesantes como para ser aplicados a los vehículos eléctricos.
Elpresente capítulo tiene como objetivo presentar las nociones básicas sobre energía solar, especificar la radiación solar, para finalmente realizar la selección de la alternativa más conveniente para su uso como fuente de energía para un vehículo eléctrico. El objetivo de la presente sección es mostrar la naturaleza de la energía solar, los factores que la afectan, su medición y su estimación parala utilización terrestre.
2.2 NOCIONES BÁSICAS DE LA ENERGÍA SOLAR
2.2.1 Constante Solar
Con el fin de cuantificar la cantidad de energía solar por unidad de tiempo, se define lo que se conoce como “Constante Solar ISC”. Ésta se mide de manera perpendicular sobre una superficie de 1m2, la cual debe estar ubicada fuera de la atmósfera terrestre a una distancia igual a la distanciapromedio entre el sol y la tierra. Esta constante representa la densidad de potencia sobre el tope de la atmósfera.
El World Radiation Center (WRC) es el organismo encargado de establecer un valor de referencia radiométrica mundial WRR (World Radiometric Reference) para la constante solar. Actualmente, el valor de esta referencia es:
I_SC = 1360W/m^2 = 4921kJ / (m^2• h) = 433.3Btu / (h •〖ft〗^2)= 1.96 cal / (〖cm〗^2• min)
Con una desviación estándar de 1,6 W/m2 y una desviación máxima de ±7 W/m^2.
2.2.2 Unidades de Medida
Para determinar el valor de la radiación total de un determinado lugar se utiliza diferentes unidades. La más útil para aplicaciones fotovoltaicas es el Kilowatt hora por metro cuadrado (KWh/m^2); es importante hacer notar que ésta es una unidad deenergía y no de potencia. También algunos libros utilizan como unidad el Mega Joule por metro cuadrado (MJ/m^2) o unidades de calor como calorías por metro cuadrado (Cal/m^2) o BTU/〖ft〗^2.
1KWh/m^2 = 3.61MJ/m^2 (2.1.7)
1KWh/m^2 =860 cal/m^2= 317.02 BTU/m^2
2.2.3 Radiación Solar
La radiación solar extraterrestre es la radiación medida fuera de la atmósfera terrestre. Esta radiación fluctúadurante el año, debido a la variación de la distancia entre el sol y la tierra. Esta variación es calculada mediante la ecuación 2.1.5
G(n)=I_SC• (1+0.033 • cos (360 •n/365))
Donde n es el número del día del año (1 < n < 365).
La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de la luz que emite el sol y que es interceptadapor la tierra. La constante solar, es decir la intensidad media de radiación medida fuera de la atmósfera en un plano normal la radiación es aproximadamente 2.26 KW/m^2.
México es un país con alta incidencia de energía solar en la gran mayoría de su territorio; la zona norte es de las más soleadas del mundo.
La intensidad de la radiación solar que llega a la superficie de la tierra se reduce porvarios factores variables, entre ellos, la absorción de la radiación, en intervalos de longitud de onda específicos, por los gases de la atmósfera, dióxido de carbono, ozono, etc., por el vapor de agua, por la difusión atmosférica por la partículas de polvo, moléculas y gotitas de agua, por reflexión de las nubes y por la inclinación del plano que recibe la radiación respecto de la posición...
2.1 Sistema Fotovoltaico en un Vehículo Eléctrico
Un Sistema Fotovoltaico (SFV) es una fuente de potencia eléctrica en la cual las celdas solares transforman la energía solar directamente en electricidad, Corriente Directa DC.
Los SFV no requieren combustibles y, por tratarse de dispositivos de estado sólido, carecen de partes móviles, y por consiguiente,requieren escaso mantenimiento. Tampoco producen ruido, ni emisiones tóxicas, ni contaminación ambiental, ni polución electromagnética. Su confiabilidad es elevada y se emplean desde hace cerca de 40 años en lugares inhóspitos tales como el espacio, desiertos, selvas, regiones remotas, etc.
Todas estas cualidades hacen los SFV muy interesantes como para ser aplicados a los vehículos eléctricos.
Elpresente capítulo tiene como objetivo presentar las nociones básicas sobre energía solar, especificar la radiación solar, para finalmente realizar la selección de la alternativa más conveniente para su uso como fuente de energía para un vehículo eléctrico. El objetivo de la presente sección es mostrar la naturaleza de la energía solar, los factores que la afectan, su medición y su estimación parala utilización terrestre.
2.2 NOCIONES BÁSICAS DE LA ENERGÍA SOLAR
2.2.1 Constante Solar
Con el fin de cuantificar la cantidad de energía solar por unidad de tiempo, se define lo que se conoce como “Constante Solar ISC”. Ésta se mide de manera perpendicular sobre una superficie de 1m2, la cual debe estar ubicada fuera de la atmósfera terrestre a una distancia igual a la distanciapromedio entre el sol y la tierra. Esta constante representa la densidad de potencia sobre el tope de la atmósfera.
El World Radiation Center (WRC) es el organismo encargado de establecer un valor de referencia radiométrica mundial WRR (World Radiometric Reference) para la constante solar. Actualmente, el valor de esta referencia es:
I_SC = 1360W/m^2 = 4921kJ / (m^2• h) = 433.3Btu / (h •〖ft〗^2)= 1.96 cal / (〖cm〗^2• min)
Con una desviación estándar de 1,6 W/m2 y una desviación máxima de ±7 W/m^2.
2.2.2 Unidades de Medida
Para determinar el valor de la radiación total de un determinado lugar se utiliza diferentes unidades. La más útil para aplicaciones fotovoltaicas es el Kilowatt hora por metro cuadrado (KWh/m^2); es importante hacer notar que ésta es una unidad deenergía y no de potencia. También algunos libros utilizan como unidad el Mega Joule por metro cuadrado (MJ/m^2) o unidades de calor como calorías por metro cuadrado (Cal/m^2) o BTU/〖ft〗^2.
1KWh/m^2 = 3.61MJ/m^2 (2.1.7)
1KWh/m^2 =860 cal/m^2= 317.02 BTU/m^2
2.2.3 Radiación Solar
La radiación solar extraterrestre es la radiación medida fuera de la atmósfera terrestre. Esta radiación fluctúadurante el año, debido a la variación de la distancia entre el sol y la tierra. Esta variación es calculada mediante la ecuación 2.1.5
G(n)=I_SC• (1+0.033 • cos (360 •n/365))
Donde n es el número del día del año (1 < n < 365).
La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de la luz que emite el sol y que es interceptadapor la tierra. La constante solar, es decir la intensidad media de radiación medida fuera de la atmósfera en un plano normal la radiación es aproximadamente 2.26 KW/m^2.
México es un país con alta incidencia de energía solar en la gran mayoría de su territorio; la zona norte es de las más soleadas del mundo.
La intensidad de la radiación solar que llega a la superficie de la tierra se reduce porvarios factores variables, entre ellos, la absorción de la radiación, en intervalos de longitud de onda específicos, por los gases de la atmósfera, dióxido de carbono, ozono, etc., por el vapor de agua, por la difusión atmosférica por la partículas de polvo, moléculas y gotitas de agua, por reflexión de las nubes y por la inclinación del plano que recibe la radiación respecto de la posición...
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