celdas fotovoltaicas
Páginas: 12 (2764 palabras)
Publicado: 6 de febrero de 2014
Celdas Fotovoltaicas
Las celdas fotovoltaicas son elementos que producen electricidad al incidir la luz sobre su superficie. La fuente de luz utilizada generalmente es el sol, considerando su costo marginal nulo. Estas celdas también son conocidas como baterías solares, fotopilas o generadores helio voltaicos.
Dado que cada elemento puede generar una cantidad reducida de electricidad, ensus orígenes se destinaron a alimentar consumos pequeños con requerimientos particulares, como los de la exploración espacial. Con el avance tecnológico este campo se fue ampliando, como se puede ver en detalle en la bibliografía sugerida al final. Generalmente se las agrupa en disposiciones serie-paralelo, formando panelessolares para aumentar la potencia generada.
La fiabilidad de lasceldas solares es muy grande y no necesitan mantenimiento. Son bastante insensibles a las variaciones climáticas y a los agentes atmosféricos, salvo, como es lógico, los que impiden la llegada de la luz.
Su desarrollo empezó en el año 1839 cuando Becquerel descubrió que si se ilumina uno de dos electrodos sumergidos en un electrolito, aparece entre ambos una diferencia de potencial, dando lugar alefecto fotovoltaico. En 1876, mientras Adams y Day se hallaban experimentando con la conductividad de unas varillas de selenio amorfo embebidas en hierro, descubrieron que se creaba una diferencia de potencial cuando sus aparatos eran iluminados.
Por otra parte, en el año 1873, W. Smith observó una variación de la capacidad de conducción del selenio por efecto de la luz. A partir de esedescubrimiento, denominado efecto fotoconductivo, Siemens construyó un fotómetro, que contribuyó a la divulgación del nuevo fenómeno.
En 1887, investigando la descarga eléctrica entre dos electrodos usada como fuente de ondas electromagnéticas, Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico externo o fotoemisión, observando que la intensidad de la descarga aumentaba si radiaba el electrodo positivo con luzultravioleta, lo que sugirió que las superficies iluminadas emitían más electrones. En 1888 Hallwachs analizó este efecto en profundidad y además descubrió que si radiaba un electrodo negativo no se observaba ninguna variación. Cabe señalar en aquel entonces se utilizaban superficies metálicas pulidas de selenio policristalino de alto grado de pureza y doce años después Hallwachs observó el mismofenómeno en un semiconductor compuesto por cobre y óxido cuproso.
Las experiencias posteriores demostraron que la emisión electrónica aumenta cuando se aumenta la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay mas energía disponible para liberar electrones; pero también se observa que depende en forma característica de la frecuencia de la radiación incidente yque hay una frecuencia límite por debajo de la cual no se emiten fotoelectrones por mas que se aumente la intensidad de la radiación.
Por su parte, en el año 1900 Planck desarrolló la teoría cuántica, que le permitió a Einstein explicar la fotoemisión en 1905. De manera simplificada, esta explicación indica:
1 - La luz recibida se debe considerar como una lluvia de partículas cuánticas(fotones) que transmiten su energía a los electrones del metal irradiado. Si la energía que suministran es suficientemente grande como para que los electrones adquieran una energía superior a la energía de ligazón de la red cristalina, se liberan electrones de la estructura atómica, los que éstos salen de la superficie del metal.
2 - La energía cuántica depende directamente de la frecuencia delas ondas luminosas (a través de la constante de Planck). La intensidad de la luz determina sólo la cantidad de electrones que se pueden liberar si los fotones suministran la energía mínima necesaria para la salida de los electrones.
3 - La carga eléctrica de la placa metálica expuesta a la radiación luminosa puede facilitar la salida de los electrones con carga negativa, o dificultar su...
Las celdas fotovoltaicas son elementos que producen electricidad al incidir la luz sobre su superficie. La fuente de luz utilizada generalmente es el sol, considerando su costo marginal nulo. Estas celdas también son conocidas como baterías solares, fotopilas o generadores helio voltaicos.
Dado que cada elemento puede generar una cantidad reducida de electricidad, ensus orígenes se destinaron a alimentar consumos pequeños con requerimientos particulares, como los de la exploración espacial. Con el avance tecnológico este campo se fue ampliando, como se puede ver en detalle en la bibliografía sugerida al final. Generalmente se las agrupa en disposiciones serie-paralelo, formando panelessolares para aumentar la potencia generada.
La fiabilidad de lasceldas solares es muy grande y no necesitan mantenimiento. Son bastante insensibles a las variaciones climáticas y a los agentes atmosféricos, salvo, como es lógico, los que impiden la llegada de la luz.
Su desarrollo empezó en el año 1839 cuando Becquerel descubrió que si se ilumina uno de dos electrodos sumergidos en un electrolito, aparece entre ambos una diferencia de potencial, dando lugar alefecto fotovoltaico. En 1876, mientras Adams y Day se hallaban experimentando con la conductividad de unas varillas de selenio amorfo embebidas en hierro, descubrieron que se creaba una diferencia de potencial cuando sus aparatos eran iluminados.
Por otra parte, en el año 1873, W. Smith observó una variación de la capacidad de conducción del selenio por efecto de la luz. A partir de esedescubrimiento, denominado efecto fotoconductivo, Siemens construyó un fotómetro, que contribuyó a la divulgación del nuevo fenómeno.
En 1887, investigando la descarga eléctrica entre dos electrodos usada como fuente de ondas electromagnéticas, Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico externo o fotoemisión, observando que la intensidad de la descarga aumentaba si radiaba el electrodo positivo con luzultravioleta, lo que sugirió que las superficies iluminadas emitían más electrones. En 1888 Hallwachs analizó este efecto en profundidad y además descubrió que si radiaba un electrodo negativo no se observaba ninguna variación. Cabe señalar en aquel entonces se utilizaban superficies metálicas pulidas de selenio policristalino de alto grado de pureza y doce años después Hallwachs observó el mismofenómeno en un semiconductor compuesto por cobre y óxido cuproso.
Las experiencias posteriores demostraron que la emisión electrónica aumenta cuando se aumenta la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay mas energía disponible para liberar electrones; pero también se observa que depende en forma característica de la frecuencia de la radiación incidente yque hay una frecuencia límite por debajo de la cual no se emiten fotoelectrones por mas que se aumente la intensidad de la radiación.
Por su parte, en el año 1900 Planck desarrolló la teoría cuántica, que le permitió a Einstein explicar la fotoemisión en 1905. De manera simplificada, esta explicación indica:
1 - La luz recibida se debe considerar como una lluvia de partículas cuánticas(fotones) que transmiten su energía a los electrones del metal irradiado. Si la energía que suministran es suficientemente grande como para que los electrones adquieran una energía superior a la energía de ligazón de la red cristalina, se liberan electrones de la estructura atómica, los que éstos salen de la superficie del metal.
2 - La energía cuántica depende directamente de la frecuencia delas ondas luminosas (a través de la constante de Planck). La intensidad de la luz determina sólo la cantidad de electrones que se pueden liberar si los fotones suministran la energía mínima necesaria para la salida de los electrones.
3 - La carga eléctrica de la placa metálica expuesta a la radiación luminosa puede facilitar la salida de los electrones con carga negativa, o dificultar su...
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