Energía Solar Energía Solar Fotovoltaica Fotovoltaica La célula y el panel solar. La célula y el panel solar. Algunos tipos de sistemas Algunos tipos de sistemas

fotovoltaicos.fotovoltaicos.

La Célula SolarLa Célula Solar

Los sistemas fotovoltaicos se basan en Los sistemas fotovoltaicos se basan en dispositivos denominados células solares.dispositivos denominados células solares.

La energía de fotones de luz se La energía de fotones de luz se transforman directamente en energía transforman directamente en energía eléctrica.eléctrica.

Las células solares utilizan materiales Las células solares utilizan materiales semiconductores.semiconductores.

Podemos comprobar en la figura , que: Podemos comprobar en la figura , que: conectándolas a un motor eléctrico y conectándolas a un motor eléctrico y exponiéndolas a una fuente de luz exponiéndolas a una fuente de luz artificial. artificial.

Una célula solar.Una célula solar.

Partes de una célula Partes de una célula solar.solar.

Las células solares más utilizadas tienen Las células solares más utilizadas tienen la forma de un cuadrado de 10 cm de la forma de un cuadrado de 10 cm de lado.lado.

El cuerpo de la célula está formado por El cuerpo de la célula está formado por silicio dividido por dos capas diferentes: silicio dividido por dos capas diferentes: La capa n (iluminada) y la capa p (parte La capa n (iluminada) y la capa p (parte posterior).posterior).

La unión entre ambas capas se denomina La unión entre ambas capas se denomina p-n. Las dos caras tienen grabadas p-n. Las dos caras tienen grabadas electrodos.electrodos.

Una célula solar.Una célula solar.

Tipos de células solares.Tipos de células solares. Las células que se encuentran en los mercados están Las células que se encuentran en los mercados están

basadas en silicio. Existen tres tecnologías: silicio basadas en silicio. Existen tres tecnologías: silicio monocristalino, silicio policristalino y silicio amorfo.monocristalino, silicio policristalino y silicio amorfo.

En los dos primeros tipos el silicio utilizado está En los dos primeros tipos el silicio utilizado está organizado en forma de cristal. Cuando los átomos de un organizado en forma de cristal. Cuando los átomos de un cuerpo están ordenados de la misma manera siguen las cuerpo están ordenados de la misma manera siguen las mismas pautas tridimencional. Al mismo tiempo permite mismas pautas tridimencional. Al mismo tiempo permite al átomo intercambiar electrones de una manera muy al átomo intercambiar electrones de una manera muy eficiente eficiente

En la forma monocristalina la célula es de único cristal , En la forma monocristalina la célula es de único cristal , sin embargo el policristalino esta formado de pequeños sin embargo el policristalino esta formado de pequeños cristales fusionados entre si.cristales fusionados entre si.

El tercer tipo de silicio amorfo esta formada por El tercer tipo de silicio amorfo esta formada por particulas semiconductoras que se depositan sobre un particulas semiconductoras que se depositan sobre un vidrio transparente y una capa muy fina.vidrio transparente y una capa muy fina.

Tipo de célula solar.Tipo de célula solar.

¿cómo funciona una ¿cómo funciona una célula solar?célula solar?

Un fotón de luz choca contra un átomo de silicio puede hacer Un fotón de luz choca contra un átomo de silicio puede hacer que unos de sus electrones de la capa de valencia tenga que unos de sus electrones de la capa de valencia tenga suficiente energía para deshacerse de la atracción del núcleo suficiente energía para deshacerse de la atracción del núcleo del átomo este electron puede moverse entre átomos del átomo este electron puede moverse entre átomos semiconductores , y se dice que es un electrón libre.semiconductores , y se dice que es un electrón libre.

Si ponemos en contacto la capa n con la capa p , se forma un Si ponemos en contacto la capa n con la capa p , se forma un campo eléctrico. La función de este campo magnético es campo eléctrico. La función de este campo magnético es inducir a todos los electrones libres a moverse en la misma inducir a todos los electrones libres a moverse en la misma direccion , hacia la capa n.direccion , hacia la capa n.

De esta manera en la capa n se van acumulando cargas De esta manera en la capa n se van acumulando cargas negativas y en la capa p, debido a la ausencia de electrones , negativas y en la capa p, debido a la ausencia de electrones , se producen cargas positivas. Si conectamos un cable entre se producen cargas positivas. Si conectamos un cable entre las dos capas de electrones , donde la capa n puede viajar las dos capas de electrones , donde la capa n puede viajar hacia la capa p , generando corriente eléctrica.hacia la capa p , generando corriente eléctrica.

Funcionamiento de una Funcionamiento de una célula solar.célula solar.

¿Cómo se fabrica una ¿Cómo se fabrica una célula solar?célula solar?

La materia prima de las células solares es arena La materia prima de las células solares es arena rica en silice (óxido de silicio), es un material my rica en silice (óxido de silicio), es un material my barato.barato.

A partir de la arena se obtiene silicio puro. A partir de la arena se obtiene silicio puro. Despues se hace cristalizar en forma de lingotes Despues se hace cristalizar en forma de lingotes cilíndricos de 1 m de longitud y unos 10 cm de cilíndricos de 1 m de longitud y unos 10 cm de anchura. Estos lingotes se cortan en forma de anchura. Estos lingotes se cortan en forma de laminas muy delgadas que finamlmente se laminas muy delgadas que finamlmente se convertiran en células solares individuales tras convertiran en células solares individuales tras pasar diferentes tratamientos tanto físicos como pasar diferentes tratamientos tanto físicos como químicos.químicos.

El panel solar.El panel solar.

La función de los paneles es proteger las La función de los paneles es proteger las células de los agentes exteriores y permitir células de los agentes exteriores y permitir una fácil instalación. Están formados por un una fácil instalación. Están formados por un conjunto de células emparedadas entre varias conjunto de células emparedadas entre varias capas de materiales protectores.capas de materiales protectores.

Los paneles mas utilizados tienen 36 células y Los paneles mas utilizados tienen 36 células y unas dimensiones aproximadas de 1 x 0’5 m. unas dimensiones aproximadas de 1 x 0’5 m. Un buen panel de estas características Un buen panel de estas características pueden suministrar unos 85 W, una tensión pueden suministrar unos 85 W, una tensión eléctrica máxima de 18 V y 4’72 A de eléctrica máxima de 18 V y 4’72 A de intensidad.intensidad.

Panel solar.Panel solar.

Tipos de sistemas Tipos de sistemas fotovoltaicos.fotovoltaicos.

Hay dos tipos de sistemas fotovoltaicos:Hay dos tipos de sistemas fotovoltaicos: 1.- Sistemas aislados: son instalaciones que tiene 1.- Sistemas aislados: son instalaciones que tiene

total autonomía energéticatotal autonomía energética 2.- Sistemas conectados a la red: En las 2.- Sistemas conectados a la red: En las

instalaciones conectadas a la red la energía instalaciones conectadas a la red la energía eléctrica producida por los paneles solares se eléctrica producida por los paneles solares se utiliza para el mismo consumo del propio edificio. utiliza para el mismo consumo del propio edificio. La energía sobrante se inyecta a la red eléctrica. La energía sobrante se inyecta a la red eléctrica. Cuando las células solares no producen Cuando las células solares no producen suficiente energía es la red de distribución la que suficiente energía es la red de distribución la que suministra la electricidad necesaria.suministra la electricidad necesaria.

Sistemas fotovoltáicosSistemas fotovoltáicos

Componentes de los Componentes de los sistemas aislados.sistemas aislados.

Los componente básicos de los sistemas Los componente básicos de los sistemas aislados son: paneles fotovoltaicos, aislados son: paneles fotovoltaicos, regulador de carga y batería. La energía regulador de carga y batería. La energía eléctrica que generan los paneles se utiliza eléctrica que generan los paneles se utiliza para alimentar los receptores.para alimentar los receptores.

La energía sobrante se almacena en La energía sobrante se almacena en baterías. La función del regulador es evitar baterías. La función del regulador es evitar que las baterías estropeen si se que las baterías estropeen si se sobrecargan. Cuando las baterías están sobrecargan. Cuando las baterías están cargadas el regulador corta la conexión cargadas el regulador corta la conexión eléctrica entre estas y los paneles.eléctrica entre estas y los paneles.

Componentes de los Componentes de los sistemas conectados.sistemas conectados.

Los elementos básicos de un sistema Los elementos básicos de un sistema fotovoltaico conectado a la red son: paneles fotovoltaico conectado a la red son: paneles solares , ondulador , contador electrico de solares , ondulador , contador electrico de salida y un contador de entrada. salida y un contador de entrada.

Los sistemas conectados no necesitan Los sistemas conectados no necesitan baterías ni regulador, ya que la red baterías ni regulador, ya que la red eléctrica hace de batería y absorbe la eléctrica hace de batería y absorbe la energía sobrante y suministra energía energía sobrante y suministra energía cuando el sistema fotovoltaico no funciona o cuando el sistema fotovoltaico no funciona o no genera suficiente electricidad.no genera suficiente electricidad.

Tanto en los sistemas aislados Tanto en los sistemas aislados como en los sistemas conectados, como en los sistemas conectados, además de los elementos que además de los elementos que hemos mencionado, son necesarios hemos mencionado, son necesarios otros componentes presentes en otros componentes presentes en cualquier instalación eléctrica y cualquier instalación eléctrica y que obliga el reglamento que obliga el reglamento electrónico de baja tensión, como electrónico de baja tensión, como interruptores diferenciales, interruptores diferenciales, interruptores automáticos, toma de interruptores automáticos, toma de tierra… etc.tierra… etc.

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•Álvaro Sánchez Silva 3ºCÁlvaro Sánchez Silva 3ºC•Jose Manuel Ochoa Alba 3ºCJose Manuel Ochoa Alba 3ºC