Energia fotovoltaica

E NERGÍA S OLAR F OTOVOLTAICA
O SCAR P ERPIÑÁN L AMIGUEIRO

Abril 2010

Versión 1.21 Abril de 2010 © 2010, 2009 Oscar Perpiñán Lamigueiro

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I

Las simulaciones y cálculos numéricos han sido realizados con el paquete solaR [68] integrado en el software libre R-project [74]. Las gráficas correspondientes a estos cálculos han sido generados con el paquete lattice [75] de R-project. La escritura y edición del documento ha sido realizada mediante el software libre LYX [78] y el sisteA ma depreparación de documentos L TEX (http://www.latex-project.org/) , empleando la clase Memoir (http://www.ctan.org/tex-archive/macros/latex/contrib/memoir/) y la fuente URW Palladio (http://www.tug.dk/FontCatalogue/palatino/). Las figuras incluidas en el capítulo de Geometría Solar y en el apartado de Sombras Mutuas en Sistemas de Seguimiento Solar han sido generadas mediante código de PSTricks(pst-3dplot, pst-V3D, pst-vue3d, pst-grad, pstricks-add) (http://www.tug.org/PSTricks). Las figuras que recogen esqueA mas eléctricos han sido realizadas mediante el conjunto de macros Circuit_Macros para L TEX (http: //ece.uwaterloo.ca/~aplevich/Circuit_macros/). El comportamiento de las asociaciones de dispositivos fotovoltaicos ha sido modelado mediante el software libre de análisis de circuitos Gnucap(http://www.gnu.org/software/gnucap/).
II

Índice general

Índice general Nomenclatura 1 2 Introducción Geometría Solar 2.1. Geometría del movimiento terrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Geometría de la radiación incidente en sistemas fotovoltaicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III V

1 7 7 15 25 25 27 30 33 35 37 39 39 44 52 55 55 62 65 65 69 76 80 84

3 Radiación Solar 3.1. Naturaleza de la radiación solar . . . . . . . . . . . 3.2. Cálculo de componentes deradiación solar . . . . 3.3. Radiación en superficies inclinadas . . . . . . . . . 3.4. Incertidumbre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Ángulo de Incidencia y Suciedad . . . . . . . . . . 3.6. Aplicación práctica: cálculo para sistemas estáticos

4 La célula solar 4.1. Teoría de Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Funcionamientode una célula solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Fabricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Asociación de dispositivos fotovoltaicos 5.1. El módulo fotovoltaico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Generador Fotovoltaico . . . . . . . . . . . . . . . ....