“Curso Energía Solar Fotovoltaica
Contenido
CLASE I
1. El sol como fuente de energía y las diferentes tipos de radiaciones. 2. La incidencia solar. La radiación solar sobre las coordenadas geográficas 3. El águlo azimuth y altura o elevación. 4. Horas Pico Sol (HSP) 5. Paneles Solares. Tipos y configuración.
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El sol como fuente principal de energía Kw/Segundo
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174 Billones
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RADIACION SOLAR •
Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas liberadas y emitidas al espacio por el Sol.
Esta radiación contiene tres tipos de rayos • 50% son rayos infrarrojos (IR) que proporcionan calor • 40% son rayos visibles (VI) que proporcionan luz y • 10% son rayos ultravioleta (UV)
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El sol como fuente principal de energía INSOLACION Cantidad de energía solar (directa, difusa y reflejada) que se recibe durante el día en un punto determinado en la tierra, sobre una superficie colectora horizontal de 1m2 medida en Kilowat por metro cuadrado (KW/m2).
IRRADIANCIA Potencia de la radiación solar que recibe una superficie de 1m2 durante un período de 1 hora (energía w –tiempo h –espacio m2) medida en Wh/m2.
RADIACION DIRECTA Es la radiación que proviene directamente del sol .
RADIACION DIFUSA Es aquella recibida de la atmósfera como consecuencia de la dispersión de parte de la radiación del sol al pasar atraes de ella misma.
RADIACION REFLEJADA ó ALBEDO Es aquella que como su nombre lo indica, es la radiación reflejada por la superficie de la tierra y que incide principalmente en superficies situadas en un plano distinto al horizontal . llamada también reflectividad del suelo.
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Tipos de Radiaciones solar ▪ Radiación directa ▪ Radiación difusa ▪ Radiación Reflejada ó Albedo
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La incidencia solar. La radiación solar sobre las coordenadas geográficas
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La incidencia solar. La radiación solar sobre las coordenadas geográficas del Hemisferio Sur
21 de Junio Solsticio de Invierno
21 de Diciembre Solsticio de Verano
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Ángulos Solares en el Hemisferio Sur
N
S
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Ángulos Solares
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Inclinación y Orientación óptima de pfv Azimut fijo e Inclinación fija con ángulo igual a la altitud: El azimut es el ángulo de orientación que forma nuestro pfv y el Norte magnético, medido en sentido de rotación de las agujas de un reloj alrededor del horizonte del observador. El ángulo de inclinación es el ángulo que forma la cara frontal de nuestro pfv con respecto a nuestro plano Horizontal Azimut fijo con inclinación variable (MANUAL) Manteniendo fija la orientación de nuestro pfv, permite la corrección manual de la inclinación del pfv tanto en el verano como en el invierno. Además, debido a los valores de radiación solar que se tengan de mes por mes, existe la opción de variar el ángulo de inclinación del pfv cada semestre ó cuando se disponga. Siempre que sea posible, el Azimut debe mantenerce fijo en 0° De esta forma, el pfv orientado hacia el NORTE Magnético recibirá los rayos del sol de forma perpendicular (más certero) durante al menos el mediodía.
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Inclinación y Orientación óptima de pfv
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Orientación e Inclinación del Panel Fotovoltaico
N
S Un módulo de cara plana orientado de forma perpendicular hacia el sol recibe toda la radiación difusa
Un módulo inclinado con un ángulo mayor a la radiación perpendicular del sol, solo recibe una fracción de radiación difusa
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Horas Pico Solar (HSP) :
Número de horas al día con una radiación solar constante igual a 1.000 w/m2
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Horas Pico Solar (HSP) Según datos del Viceministerio de Minas y Energía en Paraguay contamos con una Potencia Solar promedio anual de 1,725 Kwh/m2 que equivalen aprox. de 4.69 a 5.05 Kwh/m2 por día Tenemos sol radiante durante aprox. 300 días al año por un período de tiempo promedio/anual de 5.0 Horas diarias con una irradiancia constante igual a 1 KW/m2, desde las 10.00 de la mañana hasta las 15:00 de la tarde. Durante ese tiempo obtendremos 5.0 HSP Ejemplo : Si tuviéramos un pfv de 250 Wp, durante las 5.0 Hs de tiempo de HSP, nos generará una producción de 1.250 W por panel. (esto es: HSP * Wp= 5.0 * 250= 1.250Wp)
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La incidencia solar. La radiación solar sobre las coordenadas geográficas (PARAGUAY)
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Radiación Solar Promedio al Año en PARAGUAY
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Horas Pico Solar (HSP)
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Potencial Fotovoltaico del Paraguay
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Hora Solar Pico (HSP) Recurso solar disponible. Departamento de Boquerón ➢ Latitud: 22° 27’ Sur. ➢ Longitud: 60°36 ’ Oeste
MES
RADIACION kWh/m2
Enero
6,32
Febrero
5,93
Marzo
4,98
Abril
3,91
Mayo
3,40
Junio
2,82
Julio
3,11
Agosto
3,68
Setiembre
4,46
Octubre
5,30
Noviembr e
6,23
Diciembre
6,44
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Hemisferio Sur
Coordenadas Geográficas en Paraguay Ciudad
Latitud
Longitud
Asunción
-25.3006
-57.6359
Lambaré
-25.3468
-57.6064
San Lorenzo
-25.3467
-57.5087
SISTEMA DE COORDENADAS
SIGLAS
Estandar Decimal Simple
EDS
Grados Decimales
GD
Grados y Minutos Decimales
GMD
Grados Minutos y Segundos
GMS
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Orientación e Inclinación del Panel Solar. Movimiento del Sol.
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Orientación e Inclinación del Panel Fotovoltaico
PARAGUAY Hemisferio Sur
s
N
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Horas Solar Pico (HSP) Solar Disponible
Sitio web de datos de Recurso
https://pvwatts.nrel.gov/pvwatts.php
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Energía Producida por un Panel Recurso Solar Disponible. PVwatts
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Energía Producida por un Panel Recurso Solar Disponible. PVwatts
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Energía Producida por un Panel Recurso Solar Disponible. PVwatts
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento
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Tipos de Célula
Células de silicio cristalino
Policristalino
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Tipos de Célula
Células de silicio cristalino
Monocristalino
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Tipos de Célula
Células de silicio amorfo hidrogenado
Amorfo
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Tipos de Célula
Absorción bifacial
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Tipos de Célula
Absorción bifacial
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Tipos de Célula
Capa fina
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Tipos de Célula
Capa fina
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Tipos de Célula
Half-Cell
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Tipos de Célula
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➢ Estructura de un panel fotovoltaico Los mas comerciales
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento DATOS CEM Es la información técnica que presentan los fabricantes de módulos, debe de tomarse en cuenta de que fueron sometidos a las Condiciones Estándar de Medidas (CEM) utilizadas universalmente para células y módulos. • Irradiancia solar: 1000 W/m2 • Temperatura 25 0 C • Masa de aire AM 1,5C Estas condiciones son provocadas en laboratorio. Estos parámetros se miden siempre en una serie de condiciones de trabajo que son aceptadas internacionalmente. CEM (condiciones Estándar de Medida) o STC (Standard Test Conditions). Los resultados de estas mediciones, son compartidas a través de sus fichas técnicas por los fabricantes de módulos fotovoltaicos.
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento CURVAS DE FUNCIONAMIENTO I-V (INTENSIDAD -VOLTAJE)
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento CURVAS DE FUNCIONAMIENTO I-V (INTENSIDAD -VOLTAJE)
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Características Técnicas del Panel Solar Parámetros de la Célula Solar
Corriente del cortocircuito (ISC): es la corriente máxima que una célula solar puede producir. Cuanto mayor sea el ISC, mejor será la célula. Se mide en amperio (a) o milli-amperio (mA). El valor de esta corriente máxima depende de la tecnología celular, el área celular, la cantidad de radiación solar cayendo sobre la célula, el ángulo de la célula, etc. Muchas veces, a la gente se le da densidad actual en lugar de corriente. La densidad actual se obtiene dividiendo ISC por el área de la célula solar (A). La densidad actual es normalmente referida por un símbolo. “J", por lo tanto, la densidad de corriente del cortocircuito, Jsc es dada por Isc/A.
Voltaje del circuito abierto (VOC): es el voltaje máximo que una célula solar produce. Cuanto más alto es el VOC, mejor es la célula. Se mide en voltios (V) o a veces en milli-voltios (MV). El valor de este voltaje máximo del circuito abierto de la energía depende principalmente de tecnología de la célula y de temperatura de funcionamiento.
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Características Técnicas del Panel Solar
Punto máximo de potencia (PM o Pmax): es la potencia máxima que produce la célula solar bajo STC. Cuanto más alto sea el PM, mejor será la célula. Se da en términos de Vatio (W). Puesto que es energía máxima o energía del pico, a veces también se refiere como Wpeak o WP. Una célula solar puede funcionar en muchas combinaciones de la corriente y del voltaje. Pero una célula solar producirá la energía máxima solamente al funcionar en cierta corriente y voltaje. Este punto máximo para una curva I-V de las células solares ocurre en la "rodilla" o "curva" de la curva. En términos de expresión Pm se da como: Pm o PMax = Im x Vm Corriente en el punto de energía máximo (Im): ésta es la corriente que la célula solar producirá al funcionar en el punto máximo de la energía. El im siempre será más bajo que ISC. Se da en términos de amperio (A) o Milli-amperio (MA). Voltaje en el punto de energía máximo (Vm): éste es el voltaje que la célula solar producirá al funcionar en el punto máximo de la energía. La VM siempre será menor que el VOC. Se da en términos de voltio (V) o de Milli-voltio (milivoltio).
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Características Técnicas del Panel Solar
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento Efecto de sombra, Punto Caliente o Hot Spot
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento Efecto de sombra, Punto Caliente o Hot Spot
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La célula solar fotovoltaica y su funcionamiento Diodo de by pass y Diodo de Bloqueo
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Configuración de los módulos Conexión Serie-Paralelo en paneles Conexión Serie
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Conexión Serie/Paralelo de Paneles Conexión Serie-Paralelo en paneles Conexión Paralelo
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Conexión Serie/Paralelo de Paneles Ejercicio 1 – Cuanto es la tensión en circuito abierto de la siguiente configuración?
Voc= 30,7 V
Voc=
Voc= 30,7 V
Voc= 30,7 V
Voc= 30,7 V
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Conexión Serie/Paralelo de Paneles Ejercicio 2 – Cuanto es la corriente en circuito abierto de la siguiente configuración?
Isc= 8,63 A Isc=
Isc= 8,63 A
Isc= 8,63 A
Isc= 8,63 A
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FIN CLASE 1
