Paneles solares

Presentación:
Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.
En la actualidad, se utiliza el silicio (un elemento que figura en la tablilla de elementos), y sobre el mismo, se agrega alambrede cobre. Cuando hay heliofanías (horas de claridad), los rayos del sol, al chocar con el panel, hacen una reacción química, y así le da energía a la batería, (de 24 voltios).
Se basa en el aprovechamiento de la Radiación Solar (fotones), que al impactar una Celda Fotovoltaica genera electricidad. La radiación promedio del Sol sobre la tierra es aproximadamente de 1000 Watts/m2/hora, variable deacuerdo a las estaciones del año, latitud, condiciones climáticas, orográficas, orientación y horario.

Objetivos:
Los objetivos que se pretenden alcanzar son los siguientes:
1. Aumentar el rendimiento de un panel solar fotovoltaico en un 15%
2. Obtener A.C.S. a partir del calor absorbido del panel fotovoltaico.
3. Reducir la superficie necesaria para obtener electricidad y   A.C.Ssimultáneamente.
4. Aprovechar al máximo la radiación solar por metro cuadrado.
5. Incrementar la vida útil de las instalaciones fotovoltaicas
(a) El aumento de la eficiencia se deberá a la reducción del factor de degradación por efectos de la temperatura sobre las células fotovoltaicas (Se mejora la zona de transición para la curva I-V)
(b) El calor extraído de las células serátransferido al absorbedor que será el generador A.C.S.
(c) Al ser el mismo captador se reducirá a la mitad la superficie necesaria.
(d) Se producirá una cogeneración aprovechando la energía en forma de electricidad y calor.
(e) Los semiconductores que forman las células operarán a temperaturas más bajas y por lo tanto más idóneas, debido a las propiedades intrínsecas del silicio.

Justificación:
aresistencia de un conductor metálico aumenta al aumentar la temperatura. Dicho aumento depende de la elevación de la temperatura y del coeficiente térmico de resistividad alfa, el cual se define como el cambio de resistividad por grado centígrado de variación. Los semiconductores tienen un coeficiente de temperatura negativo, mientras que muchos metales se tornan superconductores a pocos grados porencima del cero absoluto.
La temperatura de trabajo (Tt) que alcanza un panel fotovoltaico
obedece una relación lineal dada por la expresión:
                
 Tt=Ta+K.R
• Tt: Temperatura de trabajo
• Ta: Máxima temperatura ambiente
• R: radiación solar en mW/cm2 (varía entre 80 y 100 mW/cm2).
• K: coeficiente que varía entre 0,2 y 0,4 ºC.cm2/mW dependiendo         de la velocidadpromedio del viento. Cuando ésta es muy baja, o inexistente, el enfriamiento del panel solar es pobre o nulo y K toma
valores cercanos o iguales al máximo (0,4). Si la velocidad del viento produce un enfriamiento efectivo del panel, el valor de K será el mínimo (0,2).
K.R: Representa el incremento de temperatura que sufre panel sobre la máxima temperatura ambiente.
Para calcular la Potencia desalida a la temperatura de trabajo
(Pt) que alcanza un panel fotovoltaico, el primer paso es calcular la
Temperatura de trabajo y luego se determina el incremento en
la temperatura respecto a la de prueba (25 ºC).
La expresión aproximada para el cálculo es:
     Pt= Pp δ.Dt
• Pt: Potencia de salida a la temperatura de trabajo.
• Pp: Potencia pico del panel (25 ºC).
• δ: Coeficiente dedegradación (0,6 % / ºC)
• Dt: Incremento de temperatura sobre los 25 ºC (Tt – 25ºC)

Desarrollo:
Silicio cristalino y Arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de Arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de Silicio están disponibles en lingotes estándar más baratos producidos principalmente para el...