BASES TEÓRICAS PARA EL ANÁLISIS DE LAS CELDAS SOLARES

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RESUMEN

La fiabilidad a largo plazo de los módulos fotovoltaicos es crucial para asegurar la viabilidad técnica y económica de los sistemas fotovoltaicos. Un sistema fotovoltaico tiene una vida útil superior a 25 años. Para asegurar que un módulo fotovoltaico está preparado para afrontar diferentes condiciones atmosféricas y reducir al mínimo los mecanismos de degradación descritos, los fabricantes realizan exhaustivos ensayos de validación en sus productos. Además de la eficiencia del módulo en las condiciones de referencia estándar, es necesario conocer qué rendimiento energético tendrá el módulo fotovoltaico en las condiciones meteorológicas reales.

Por ello, se crea las bases teóricas que justifique la aplicación de la metodología estadística que ayuda a presentar los datos que se encuentra organizados en gráficos, tablas y medidas resúmenes, permitiendo detectar las características sobresalientes, a través de datos numéricos continuos recolectados en las diferentes fases de operación o desempeño de las celdas solares del Venesat-1.

CONTENIDO

1.        INTRODUCCIÓN        7

2.        OBJETIVOS        8

2.1 Objetivo General        8

2.2 Objetivos Específicos        8

3.        JUSTIFICACIÓN        8

4.        SISTEMAS FOTOVOLTAICOS (FV)        9

4.1 Celdas Solares para Uso Espacial        9

4.1.1 Requerimientos        10

4.1.2 Evolución histórica de las celdas solares para uso espacial        11

4.2 Dispositivos Fotovoltaicos        21

4.2.1 Fundamentos Físicos de las Celdas Solares        21

4.2.2 Celdas solares Multijuntura        26

4.2.2. Curvas IV        28

4.3 Análisis de la Degradación de los parámetros eléctricos en Celdas Solares        31

4.2.1 Ensayos de validación del modulo FV        35

4.2.2 Factores de Degradación para Celdas FV de Uso Espacial        36

5. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ARREGLO DE LOS PANELES SOLARES DEL VENESTA-1.        37

5.1 Generalidades        37

5.2 Método Para Cálculo de Energía en el Venesat-1        39

5.3 Temperaturas del Arreglo Solar        41

5.4 Equivalente de Flujo de Electrones de 1MeV        42

5.5 Datos de Entrada para el Cálculo de Potencia        42

5.6 Resultados Del Cálculo de Potencia        44

5.7 Potencia luego de los 15 años        47

6. PROCESAMIENTO DE DATOS Y ANALISIS ESTADISTICO        50

6.1 Generalidades        50

6.2        Conceptos Preeliminares        51

6.3        Análisis Estadístico con Microsoft Excel        52

6.3.1        Líneas de Tendencia        52

6.4 Informe del Análisis Descriptivo de la Tendencia de los Paneles Solares        59

7.        CONCLUSIONES - RECOMENDACIONES        60

8.        REFERENCIAS        61

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Ancho del gap para distintos semiconductores y su longitud de onda asociada        27

Tabla 2. Comparación de las Diferentes celdas fotovoltaicas        33

Tabla 3. Requerimientos de Potencia del Venesat-1        38

Tabla 4. Características de la Celda Solar del Venesat -1.        38

Tabla 5. SCA Dato térmico        41

Tabla 6. Temperaturas del Arreglo Solar        42

Tabla 7. Dato de la Celda Solar        42

Tabla 8. Coeficiente de Temperatura de la Celda        43

Tabla 9. Los factores restantes de parámetros de la celda para VENESAT-1        43

Tabla 10. Factores Aplicables para los Cálculos de Potencia        43

Tabla 11. Energía del Arreglo Solar en BOL        44

Tabla 12. Generador de Energía en Solsticio de verano y BOL        45

Tabla 13. Generador de Energía en EQX y BOL        46

Tabla 14. Energía del Arreglo Solar en EOL        47

Tabla 15. Generador de Energía en Solsticio y EOL        48

Tabla 16. Generador de Energía en EQX y EOL        49

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de una celda triple juntura sobre sustrato de Ge        19

Figura 2. Curvas IV de las celdas individuales de la celda MJ        20

Figura 3. Representación del diagrama de bandas de un semiconductor.        23

Figura 4. Representación del movimiento de electrones y huecos libres bajo la acción de un potencial aplicado.        24

Figura 5. Estructura de una celda solar de Silicio        26

Figura 6. Aprovechamiento de cada subcelda de un intervalo del espectro solar        27

Figura 7. Curva I-V característica de una celda solar iluminada        30

Figura 8. Circuito equivalente de una celda con resistencia serie y paralelo        30

Figura 9.  Plano de los Paneles Solares del Veensat-1        37

Figura 10. Gráfico con una línea de tendencia        53

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