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El aparato de experimentación
fotovoltaico PV 5.22 se compone de 2 células solares idénticas (0,6 V
/0,88 A), cada una con hembrillas de conexión + y -. Las células pueden
separarse individualmente o utilizarse conectadas en serie (con
conectores). PV 5.22 es especialmente adecuado para realizar experimentos
con el sistema de trípode u otro sistema de trípode escolar convencional
en el bachillerato. También en la formación profesional se puede utilizar
PV 5.22 de forma óptima.
Con PV 5.22 pueden realizarse los
siguientes experimentos al aire libre con la luz del sol o en el
laboratorio:
• Mediciones físicas en una célula solar,
determinación de todos los datos de medición relevantes.
•
Determinación de la intensidad de radiación S de la luz a partir de la
corriente de cortocircuito de la célula solar calibrada.
• Mediciones
físicas en una conexión en serie o en una conexión en paralelo de dos
células solares.
• Medición simultánea de tensión en vacío y corriente
de cortocircuito con diferentes intensidades de radiación (intensidad de
la luz).
Con estos experimentos pueden determinarse de forma precisa
los gráficos determinados empíricamente en función de la tensión de la
célula solar, de la corriente de cortocircuito y de la potencia de la
célula solar dependiendo de la intensidad de radiación S de la
luz.
Detalles:
Las células solares son convertidores de
energía; convierten la energía de radiación de la luz del sol o de la luz
de fuentes artificiales en energía eléctrica. Se componen de materiales
semiconductores. Las células solares para aplicaciones en la tierra
utilizan sobre todo el semiconductor silicio.
Las células solares son
diodos semiconductores de gran superficie y translúcidos. En el lado n-,
la parte superior de la célula solar, penetra la luz; aquí se produce el
polo negativo de la tensión. Los conductores de la parte superior forman
una rejilla de contacto frontal con finas tiras de plata paralelas, que
terminan en una cinta de plata más ancha donde se absorbe la corriente, la
"Busbar" (barra colectora). La superficie que brilla en azul es la capa
antirreflectante, que impide la reflexión de la luz incidente.
La parte
inferior de la célula solar está totalmente metalizada; es el lado p- y el
polo positivo de la célula solar.
La tensión eléctrica se genera en la
unión p-n del semiconductor.
Es de gran importancia para el futuro del
suministro energético humano, ya que la energía solar representa una
fuente de energía inagotable y gratuita para todos los seres humanos y
permite obtener la energía de forma duradera y respetuosa con el medio
ambiente. Durante la irradiación de una célula solar con luz se genera en
sus dos polos eléctricos positivo (+) y negativo (-) una tensión eléctrica
U; al conectar un consumidor fluye una corriente eléctrica I que, como
otras fuentes de energía (caja de enchufe, acumulador, batería),
suministra una potencia eléctrica P.
Objetivos de aprendizaje:
Las alumnas y alumnos,
mediante la propia experimentación con PV 5.22
• podrán determinar y
evaluar las reglas de la tensión U, la intensidad de corriente I y la
potencia P en una célula solar
• podrán determinar y evaluar la
tensión, la intensidad de corriente y la potencia en una conexión en
serie de 2 células solares
• podrán calcular y evaluar la intensidad
de radiación S de la luz del sol/luz artificial mediante mediciones I
•
podrán determinar y evaluar el grado de eficiencia ? de una célula
solar
• podrán determinar y evaluar la densidad de corriente j de una
célula solar
• podrán registrar y explicar la curva característica U(S)
de una célula solar
• podrán registrar y explicar la curva
característica I(S) de una célula solar
• podrán registrar y explicar
la curva característica P(S) de una célula solar
Datos
técnicos:
La medición se realizó con una intensidad de radiación de
1000 W/m, AM 1,5 , T= 25°C (valores estándar internacionales)
1000 W/m²
corresponden a una radiación solar a mediodía con cielo despejado.
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Magnitud de medición y denominación |
Valor numérico y unidad de medida para 1 módulo de
células solares |
Valor
numérico y unidad de medida para 2 módulos de células solares en
conexión en serie |
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Dimensiones del módulo completo SUSE 4.33 |
----- |
220
x 100 mm parte frontal 170 x 100 mm |
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Dimensiones
del módulo de células solares |
80
x 60 mm |
240
x 60 mm |
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Material: tejido de fibra de vidrio con
2 cintas adhesivas, célula laminada, fabricación alemana
|
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Superficie de la célula A |
24,5
cm² |
49
cm² |
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Grosor de la célula solar d |
200
µm |
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Tipo
de célula solar |
Célula solar de silicio monocristalina, fabricación
alemana |
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Tensión
en vacío Voc |
600
mV |
1,2
V
|
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Corriente
de cortocircuito Isc |
916
mA |
916
mA |
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Grado
de eficiencia ?
|
15,6
% |
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Densidad
de corriente j |
37,4
mA/cm² |
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Factor
de llenado FF |
73,8
% |
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Tensión
en MPP UMPP |
470
mV |
940
mV |
|
Intensidad
de corriente en MPP |
830
mA |
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Potencia
eléctrica P en MPP |
395
mW |
790
mW | |
