Energía solar fotovoltaica

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CURSO ENERGIA SOLA FOTOVOLTAICA Nº1
Material educativo
elio_chepillo@yahoo.es fono 92711436
www.energiasolar,soltae.bligoo.com

1. La radiación solar

La radiación solar es la energía electromagnética que mana en los procesos de fusión del hidrógeno (en átomos de helio) contenido en el sol.
La energía solar que en un año llega a la tierra a través de la atmósfera es detan sólo aproximadamente 1/3 de la energía total interceptada por la tierra fuera de la atmósfera y, de ella, el 70% cae en los mares. Sin embargo, la energía que queda en un año que cae sobre la tierra firme, es igual a varios miles de veces el consumo total energético mundial actual.

La radiación solar (flujo solar o densidad de potencia de la radiación solar) recogida fuera de la atmósferasobre una superficie perpendicular a los rayos solares es conocida como constante solar y es igual a 1353 W/ , variable durante el año un 3% a causa de la elipticidad de la órbita terrestre.

l valor máximo medido sobre la superficie terrestre es, en cambio, de aproximadamente 1000 W/ , en condiciones óptimas de sol a mediodía y en un día de verano despejado.

La radiación solar que llega a lasuperficie terrestre puede ser directa o dispersa. Mientras la radiación directa incide sobre cualquier superficie con un único y preciso ángulo de incidencia, la dispersa cae en esa superficie con varios ángulos. Es necesario recordar que cuando la radiación directa no puede dar a una superficie a causa de la presencia de un obstáculo, el área en sombra no se encuentra completamente a oscurasgracias a la contribución de la radiación dispersa. Esta observación tiene importancia técnica para los dispositivos fotovoltaicos, que pueden funcionar incluso solamente con radiación dispersa.

Una superficie inclinada puede recibir, además, la radiación reflejada por el terreno o por espejos de agua o por otras superficies horizontales, fenómeno conocido como albedo.
Las proporciones deradiación directa, dispersa y albedo recibida por una superficie dependen:
- De las condiciones meteorológicas (de hecho, en un día nublado la radiación es prácticamente dispersa en su totalidad; en un día despejado con clima seco predomina, en cambio, la componente
De la inclinación de la superficie respecto al plano horizontal (una superficiehorizontal recibe la máxima radiación dispersa -si no hayalrededor objetos a una altura superior a la de la superficie- y la mínima reflejada);
- De la presencia de superficies reflectantes (debido a que las superficies claras son las más reflectantes, la radiación reflejada aumenta en invierno por efecto de la nieve y disminuye en verano por efecto de la absorción de la hierba o del terreno).
En función del lugar, además, varía la relación entre laradiación dispersa y la total, ya que al aumentar la inclinación de la superficie de captación, disminuye la componente dispersa y aumenta la componente reflejada. Por ello, la inclinación que permite maximizar la energía recogida puede ser diferente dependiendo del lugar.

La posición óptima, en la práctica, se obtiene cuando la superficie está orientada al Norte, con ángulo de inclinación igual ala latitud del lugar: la orientación al sur,
de hecho, maximiza la radiación solar captada recibida durante el día y si la inclinación es igual a la latitud hace que sean mínimas, durante el año, las variaciones de energía solar captadas debidas a la oscilación de 23.5º de la dirección de los rayos solares respecto a la perpendicular a la superficie de recogida.

El efecto fotovoltaico

Laconversión directa de la energía solar en energía eléctrica se debe al fenómeno físico de la interacción de la radiación luminosa con los electrones en los materiales semiconductores, fenómeno conocido como efecto fotovoltaico.

El objeto físico en el que este fenómeno tiene lugar es la célula solar, que no es otra cosa que un diodo con la característica esencial de tener una superficie muy...
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