Componentes
Módulo Fotovoltaico
El efecto fotovoltaico es un proceso físico a través del cual la célula fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad. La luz solar está compuesta de fotones, estos fotones contienen determinadas cantidades de energía dependiendo de su longitud de onda. Cuando los fotones chocan con la célula fotovoltaica y son absorbidos por ésta, generan electricidad. Esto sucede debido a que la energía del fotón es transferida al electrón del átomo de la célula fotovoltaica (material semiconductor). Con esta cantidad de energía ahora el electrón de la célula fotovoltaica puede liberarse de su posición normal y crea un hueco, algunos de estos electrones liberados pueden atravesar la barrera de potencial, siendo expulsados fuera del semiconductor a través de un circuito exterior: entonces se produce una corriente eléctrica.
Las células fotovoltaicas pueden estar hechas con diferentes materiales y tecnologías. Algunas de estas tecnologías, usadas en los módulos más comerciales, incluyen células de silicio mono cristalino, poli cristalino y amorfo. Usando esta tecnología cada célula produce una tensión en corriente continua de aproximadamente 0.5 volts y una intensidad en corriente continua de 1 a 8 A, se requiere una cantidad apreciable de células para producir un voltaje y una potencia apreciables. Las células fotovoltaicas están interconectadas entre sí en serie en grupos que van de 36 a 72 células que producen un voltaje a circuito abierto de aproximadamente 20 a 40 volts este conjunto de células conforman un módulo fotovoltaico.
Los módulos fotovoltaicos son un conjunto de células fotovoltaicas interconectadas entre sí en serie con las siguientes características:
- Están encapsuladas con silicones u otros materiales orgánicos especiales que le proporcionan una alta transmisión de la radiación, son materiales hidrófobos, permiten respirar a la célula y no condensan agua.
- Protección por la parte posterior de Tedlar o algún material análogo
- Una cubierta de vidrio templado
- Un marco de aluminio anodizado que sujeta al módulo en su conjunto
Construcción de un Módulo Fotovoltaico
Cada módulo fotovoltaico cuenta con una caja de conexión ubicada en su parte posterior, lo que permite realizar la conexión eléctrica del mismo. Algunos módulos cuentan con conectores hembra - macho de fábrica.
Características eléctricas del módulo fotovoltaico
Los parametros eléctricos que caracterizan a los módulos fotovoltaicos se describen a continuación
- Isc ó Corriente de Cortocircuito: Es la intensidad máxima de la corriente que se obtiene de un módulo fotovoltaico bajo determinadas condiciones. Corresponde al valor de la corriente obtenido por medio de un entre los bornes del módulo fotovoltaico, esto es provocando un corto circuito en el módulo fotovoltaico.
- Voc ó Voltaje a circuito abierto: Es el voltaje máximo que se registra en un módulo fotovoltaico sin permitir que pase corriente alguna entre los bornes del módulo fotovoltaico, esto es a circuito abierto.
- Pmax ó Potencia máxima: Su valor queda especificado por una pareja de valores de corriente y voltaje, comprendidos entre 0 e Isc así como 0 y Voc respectivamente para los cuales su producto sea máximo.
Panel fotovoltaico o Array
Al conjunto de módulos fotovoltaicos se le denomina panel fotovoltaico ó arreglo. Los módulos fotovoltaicos que conforman un arreglo se pueden conectar entre sí en serie, paralelo o de forma mixta, para obtener el voltaje o amperaje requerido por el sistema. Esta modularidad hace que los sistemas fotovoltaicos se adapten a cualquier tipo de instalación, por pequeña o grande que esta sea.
Las características eléctricas del panel o arreglo fotovoltaico son las del módulo que lo conforma, tomando en consideración el cambio en la potencia, corriente ó voltaje de acuerdo a la configuración realizada, esto es, el número de módulos conectados en serie y en paralelo.
- Módulos en serie: Cuando se conectan los módulos fotovoltaicos en serie se incrementa el voltaje del sistema. El voltaje final del sistema es la sumatoria de los voltajes individuales de cada módulo
V total = V1 + V2 +V3 + ... + Vn. - Módulos en paralelo: Se conectan los módulos fotovoltaicos en paralelo para incrementa la corriente del sistema del sistema. La corriente final es la sumatoria de las corrientes individuales de cada módulo. I total = i1 + i2 +i3 + ... + in.