Instalaciones fotovoltaicas. Diseños de células solares. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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Marco de módulos solares
Existen muchas opciones y desarrollos industriales de fotocélulas y métodos para su fabricación. Describamos brevemente el diseño de uno de ellos: una célula solar de silicio monocristalino estándar. La vista general de la célula solar se muestra en la Figura 2.1.
El módulo solar de marco está fabricado en forma de panel encerrado en un marco de perfil de aluminio. El panel es un generador fotovoltaico que consta de una placa de vidrio, en cuya parte posterior se colocan células solares entre dos capas de película selladora (laminada), conectadas eléctricamente entre sí mediante barras colectoras metálicas. La capa inferior de la lámina selladora está protegida de las influencias externas mediante una capa de lámina protectora. En el interior de la carcasa del módulo hay un bloque de diodos, debajo de cuya cubierta se encuentran los contactos eléctricos destinados a conectar el módulo.
Fig.2.1. Diseño de células solares (haga clic para ampliar)
Requisitos técnicos básicos
1. El material de partida debe ser químicamente muy puro y tener propiedades estables.
2. Las fotocélulas deben producirse en grandes cantidades a un coste mínimo. Es necesario garantizar un control general sobre el proceso de fabricación y un alto nivel de precisión.
3. Las células solares deben tener una vida útil de al menos 20 años en ambientes expuestos (a menudo dañinos). Hay que tener en cuenta que incluso sin la concentración de radiación solar, la temperatura de funcionamiento de la fotocélula puede variar en el rango de -30 a +200°C. Los contactos eléctricos deben ser estables y estar protegidos de todo tipo de corrosión. El dispositivo debe ser resistente al agua.
4. El diseño deberá ser tal que la destrucción de uno de los elementos no provoque el fallo de todo el sistema. Para ello se utilizan conexiones en paralelo y en serie, que, en caso de fallo de algún elemento, deben excluir la posibilidad de fallo de otros elementos.
5. Los módulos prefabricados deben ser aptos para el transporte incluso a zonas remotas y de difícil acceso.
Tipos de fotocélulas
Las células solares más comunes producidas industrialmente son las células de silicio de oblea plana. También hay una variedad de tipos y diseños alternativos que se están desarrollando para mejorar la eficiencia y reducir el costo de la energía producida al reducir el costo total de las células solares. La Tabla 2.1 resume brevemente las distintas células solares.
Tabla 2.1. Parámetros de los principales materiales de las células solares.
(haga clic para agrandar)
Notas 1. En condiciones de irradiación AM 1, la banda prohibida óptima es de 1,4 a 1,5 eV. 2. A medida que aumenta la temperatura, la banda prohibida disminuye. La tabla muestra datos de temperatura ambiente.
Autor: Magomedov A.M.
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