Solar fotovoltaica

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE INGENIEROS
INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA
DE MADRID

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA

Energía Solar Fotovoltaica:
Contenidos de la asignatura.
-Introducción a las instalaciones de Energía Solar Fotovoltaica
-Descripción del panel solar fotovoltaico. Curva característica.
-Generación fotovoltaica en continua. Convertidores CC/CC.
-Generaciónfotovoltaica en alterna. Inversor conmutado por
red. Inversor autónomo.
-Cálculo abreviado de una instalación solar.
-Práctica de laboratorio.
Jaime Rodríguez Arribas.

Departamento de Ingeniería eléctrica. ETSII, UPM

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR
DE INGENIEROS
INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA
DE MADRID

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA

Introducción a las
instalaciones deEnergía
Solar Fotovoltaica

Jaime Rodríguez Arribas.

Departamento de Ingeniería eléctrica. ETSII, UPM

Recurso solar

Recurso solar

Recurso solar
Radiación directa: es la radiación solar recibida en la superficie terrestre
sin que haya sufrido ningún cambio de dirección en su recorrido.
Radiación difusa: es la componente de la radiación solar recibida en la
superficie terrestredespués de que los procesos de dispersión
(reflexión y difusión) por la atmósfera hayan modificado su recorrido.
Radiación de albedo: es la componente de la radiación solar procedente
de la reflexión del suelo.
Radiación total: Es la radiación total que recibe un cuerpo, y es el
resultado de la suma de la radiación directa, la radiación difusa y la de
albedo.

LA CÉLULA FOTOVOLTAICA
Paraconvertir la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico se utilizan las llamadas células
solares. Los sólidos tienen los electrones de valencia situados en un conjunto de niveles energéticos que
constituyen la llamada banda de valencia.
En los semiconductores existen otros niveles, generalmente vacíos de electrón, que forman la banda de
conducción situados entre 1-2electrón-voltios (eV) por encima de la banda de valencia. La distancia
energética entre ambas bandas se denomina banda prohibida.
Los fotones de la luz solar inciden sobre los electrones de valencia, los bombean hasta la banda de
conducción y en ella salen por contacto especial con elevada energía; tras perder dicha energía en hacer un
trabajo útil (mover una lavadora, encender una luz, etc), vuelven ala banda de valencia por otro contacto
especial.

LA CÉLULA FOTOVOLTAICA

FUNCIONAMIENTO DE UNA CELULA FOTOVOLTAICA

LUZ SOLAR INCIDENTE

1000 W
Malla metálica superior

OBLEA DE
SILICIO
Cargas eléctricas internas
Malla metálica inferior

150 W
ELECTRICOS

Rendimiento:
15%

Energía Solar Fotovoltaica

Varias células solares se
integran en un módulo
solar fotovoltaico+-

INCONVENIENTES
- Alto coste de fabricación
- Bajo rendimiento
- Tecnología muy sofisticada

VENTAJAS
muy versátil,
muy sencilla de operar
rápida de instalar,
el Si se obtiene en cualquier parte del mundo
no necesita infraestructuras,
no se mueve ni cambia en ningún aspecto visible
genera electricidad sin contaminación acústica ni medioambiental
es susceptible de ser integradaen todas las cubiertas

Células Solares Fotovoltaicas.

Módulos comerciales
Silicio cristalino domina el mercado de los sistemas
fotovoltaicos.
Células solares de capa fina solo tienen un
porcentaje menor. Mejoras en fiabilidad y en
rendimiento son necesarias.

Silicio cristalino (200-500 μm)
„

Coeficiente de absorción reducido

„

Monocristalino o policristalino.

Láminadelgada
“A Vision for Photovoltaic Technology.”
European Commision

„

Silicio amorfo (1 μm)

„

Arseniuro de Galio (1 μm)

„

Teluro de Cadmio (1 μm)

„

Diseleniuro de Cobre e Indio (1 μm)

„

Silicio cristalino (10-50 μm)

Células Solares Fotovoltaicas.

Métodos de fabricación
El Si es muy abundante en la naturaleza, y se extrae del mineral (sílice, cuarcitas…) en...