Energía solar: tipos de energía fotovoltaica
La tecnología fotovoltaica utiliza dos tecnologías; la forma cristalina y el silicio amorfo. Lo amorfo es todavía una exploración nueva y puede llevar más tiempo lograr un rendimiento óptimo.
Células cristalinas
La tecnología de silicio cristalino proporciona dos tipos de células fotovoltaicas:
Mono-crystalline cells- La célula solar monocristalina se construye a partir de un cilindro de cristal único cortado para producir todas las obleas de la matriz. Las obleas son de forma circular, aunque a veces se pueden cortar en otras variaciones de forma para fines de utilidad de cristal. Se caracteriza por un color azul uniforme. Otras características incluyen:
Eficiencia relativamente alta, entre todas las tecnologías fotovoltaicas, disponibles en la actualidad.
Las células más caras porque se desarrollan a partir del mismo cristal.
Las celdas son rígidas y deben estar bien posicionadas y montadas sobre un respaldo rígido.
Poly-crystalline cells- Estas también se conocen como células cristalinas de malta y se fabrican echando el silicio en un molde cuadrado. El molde resultante se corta luego en varias obleas cuadradas. El bloque cuadrado está formado por varios cristales compuestos por matrices de variaciones azules. Esta es la tecnología detrás de la superficie brillante, similar a una piedra preciosa, de algunos paneles solares en el mercado actual. Las células policristalinas tienen características distintivas que incluyen:
Ligeramente menos eficiente en comparación con las células monocristalinas.
Más barato que el monocristalino.
Menos desperdicio de material (silicio purificado).
Dados los paneles solares de la misma especificación, el panel policristalino es ligeramente más ancho que el homólogo monocristalino.
Células amorfas
Thin-Film PVs- El uso de formas amorfas de silicio para fabricar células fotovoltaicas es una nueva técnica que los expertos aún están investigando para frenar los desafíos de las formas cristalinas. Las características de esta tecnología incluyen:
Son mucho más baratos que las dos formas cristalinas.
Son flexibles. Por lo tanto, deben tener un montaje móvil para utilizar mejor esta característica. Sin embargo, la forma de la superficie debe adaptarse al panel por motivos de seguridad.
Menos susceptible a la pérdida de energía debido al desprendimiento de células. Además, son más potentes en un entorno con poca luz.
Menos duradero. Degeneran gradualmente en términos de producción de energía, especialmente durante el primer mes antes de ganar estabilidad.
Menos eficiente en la producción de energía y, por lo tanto, cubre un espacio más grande
La nueva tecnología permite que el panel se monte en cristales y superficies curvas.
Propiedades del circuito fotovoltaico
A continuación se da un circuito equivalente de una celda fotovoltaica:
Corriente obtenida, I ph = Área de la celda * Intensidad de la luz, H * factor de respuesta, ξ.
Dado, Pérdida debida a la resistencia del conductor = R p
Pérdida por conductores no ideales = R s
Si la celda produce corriente I a un voltaje V, entonces, La relación entre I y U de una sola celda se expresa como -
Actual, $ I \: = \: I_ {ph} -I_ {o} [\ exp \ lgroup \ frac {\ lgroup U_ {cell} + I_ {cell} R_ {s} \ rgroup} {U_ {t}} -1 \ rgrupo] - \ frac {\ lgrupo U_ {celda} + I_ {celda} R_ {s} \ rgrupo} {R_ {p}} $
Donde el voltaje térmico viene dado por $ U_ {t} \: = \: \ frac {qkT} {e} $
La temperatura está en Kelvin y K = 1,38 -23 (constante de Bowman), e = 1,602e -19 .
Obteniendo la máxima I y U, podemos obtener la máxima potencia.
I max se obtiene cuando V = 0, es decir, cortocircuito, mientras que V máx se obtiene cuando I = 0, es decir, circuito abierto.
Note - Las celdas en paralelo agregan corriente mientras que las celdas en serie agregan voltaje.