MODELADO CELDA FOTO
Páginas: 7 (1676 palabras)
Publicado: 14 de febrero de 2016
MODELACION DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA
ABSTRACT: The demand for energy is increasing daily. It is therefore of great importance to implement renewable energy sources that do not harm the environment, so that by 2050 energy demand will triple according to some projections. Currently most energy deficiencies are supplemented with fossil fuels. An alternative that has been exploredonly by 2% over other technologies globally is the use of photovoltaic systems. In this paper an approach to the modeling of a photovoltaic device using the Newton-Raphson method to identify an ultimately becomes the efficiency values that can deliver a solar cell over another to subsequently deduce what can be improved to increase their performance, taking advantage of these systems in suchareas in Colombia are provided for installation and have not yet been explored.
RESUMEN: La demanda de energía está aumentando diariamente. Por éste motivo es de gran importancia aplicar fuentes de energía renovable que no dañen el medio ambiente, es así que para el año 2050 la demanda de energía se triplicará según algunas proyecciones. Actualmente la mayoría de las deficiencias deenergía se suplen con combustibles fósiles. Una alternativa que se ha explorado apenas en un 2% frente a otras tecnologías a nivel global es el uso de sistemas fotovoltaicos. En éste artículo se hace un acercamiento al modelado de un dispositivo fotovoltaico mediante el método Newton-Raphson con el fin de identificar en un último término los valores de eficiencia que pueda entregar una celda solarfrente a otra para posteriormente poder deducir en qué se puede mejorar para aumentar su desempeño, aprovechando de tal manera estos sistemas en zonas que en Colombia se prestan para la instalación y que aún no han sido explorados.
PALABRAS CLAVE: fotovoltaico, Newton Raphson
1 INTRODUCCIÓN
Las celdas fotovoltaicas son matrices (combinación de celdas) que contienen según el caso defabricación determinados materiales que convierten la energía solar en energía eléctrica. Estos sistemas incluyen múltiples componentes como conexiones mecánicas, eléctricas y , medios de regulación y (si es necesario) la modificación de la potencia eléctrica. Los materiales que se utilizan para fabricar una celda fotovoltaica son silicio monocristalino, silicio policristalino, siliciomicrocristalino, teluro de cadmio y seleniuro de cobre e indio. La tensión actual y disponible en los terminales de los dispositivos fotovoltaicos se puede utilizar directamente para alimentar cargas pequeñas, como los sistemas de iluminación o pequeños motores de corriente continua. Con el fin de extraer cantidad máxima de potencia del generador fotovoltaico tenemos que modelar convertidores para quepueda realizar un seguimiento del punto de potencia máxima.
2 EL SOL COMO FUENTE DE ENERGIA
La energía del sol se suministra en forma de radiación desde su núcleo a través de la fusión de átomos de hidrógeno en helio. Debido a la gran distancia del sol a la tierra sólo una pequeña porción de ésta energía llega a la superficie terrestre. La intensidad de la radiación que llega a latierra es de alrededor de 1,369 vatios por metro cuadrado. Esto se conoce como la constante solar. La radiación solar total interceptada por la tierra se puede calcular multiplicando la constante solar con el área de sección transversal de la tierra. Con el fin de calcular la radiación solar recibida en promedio por metro cuadrado el cálculo se puede dar por:
Dónde: S= constante solarr= radio de la tierra
Hasta ahora el efecto de la atmósfera de la tierra no se tiene en consideración. El valor calculado arriba es para determinar la intensidad de la radiación solar promedio en la atmósfera de la tierra, es necesario calcular entonces qué porcentaje de esta energía llega realmente a la superficie terrestre. La atmosfera absorbe cerca de 68 W/m2 y reflecta 77 W/m2...
ABSTRACT: The demand for energy is increasing daily. It is therefore of great importance to implement renewable energy sources that do not harm the environment, so that by 2050 energy demand will triple according to some projections. Currently most energy deficiencies are supplemented with fossil fuels. An alternative that has been exploredonly by 2% over other technologies globally is the use of photovoltaic systems. In this paper an approach to the modeling of a photovoltaic device using the Newton-Raphson method to identify an ultimately becomes the efficiency values that can deliver a solar cell over another to subsequently deduce what can be improved to increase their performance, taking advantage of these systems in suchareas in Colombia are provided for installation and have not yet been explored.
RESUMEN: La demanda de energía está aumentando diariamente. Por éste motivo es de gran importancia aplicar fuentes de energía renovable que no dañen el medio ambiente, es así que para el año 2050 la demanda de energía se triplicará según algunas proyecciones. Actualmente la mayoría de las deficiencias deenergía se suplen con combustibles fósiles. Una alternativa que se ha explorado apenas en un 2% frente a otras tecnologías a nivel global es el uso de sistemas fotovoltaicos. En éste artículo se hace un acercamiento al modelado de un dispositivo fotovoltaico mediante el método Newton-Raphson con el fin de identificar en un último término los valores de eficiencia que pueda entregar una celda solarfrente a otra para posteriormente poder deducir en qué se puede mejorar para aumentar su desempeño, aprovechando de tal manera estos sistemas en zonas que en Colombia se prestan para la instalación y que aún no han sido explorados.
PALABRAS CLAVE: fotovoltaico, Newton Raphson
1 INTRODUCCIÓN
Las celdas fotovoltaicas son matrices (combinación de celdas) que contienen según el caso defabricación determinados materiales que convierten la energía solar en energía eléctrica. Estos sistemas incluyen múltiples componentes como conexiones mecánicas, eléctricas y , medios de regulación y (si es necesario) la modificación de la potencia eléctrica. Los materiales que se utilizan para fabricar una celda fotovoltaica son silicio monocristalino, silicio policristalino, siliciomicrocristalino, teluro de cadmio y seleniuro de cobre e indio. La tensión actual y disponible en los terminales de los dispositivos fotovoltaicos se puede utilizar directamente para alimentar cargas pequeñas, como los sistemas de iluminación o pequeños motores de corriente continua. Con el fin de extraer cantidad máxima de potencia del generador fotovoltaico tenemos que modelar convertidores para quepueda realizar un seguimiento del punto de potencia máxima.
2 EL SOL COMO FUENTE DE ENERGIA
La energía del sol se suministra en forma de radiación desde su núcleo a través de la fusión de átomos de hidrógeno en helio. Debido a la gran distancia del sol a la tierra sólo una pequeña porción de ésta energía llega a la superficie terrestre. La intensidad de la radiación que llega a latierra es de alrededor de 1,369 vatios por metro cuadrado. Esto se conoce como la constante solar. La radiación solar total interceptada por la tierra se puede calcular multiplicando la constante solar con el área de sección transversal de la tierra. Con el fin de calcular la radiación solar recibida en promedio por metro cuadrado el cálculo se puede dar por:
Dónde: S= constante solarr= radio de la tierra
Hasta ahora el efecto de la atmósfera de la tierra no se tiene en consideración. El valor calculado arriba es para determinar la intensidad de la radiación solar promedio en la atmósfera de la tierra, es necesario calcular entonces qué porcentaje de esta energía llega realmente a la superficie terrestre. La atmosfera absorbe cerca de 68 W/m2 y reflecta 77 W/m2...
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