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CURVAS CARACTERISTICAS DE ES FOTOVOLTAICOS

Grado en Ingeniería Mecánica

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

DETERMINACIÓN DE LA CURVA CARACTERÍSTICA DE DISTINTAS AGRUPACIONES DE PLACAS FOTOVOLTAICAS EN DISTINTAS CONDICIONES DE IRRADIANCIA Se determinará los valores correspondientes de la célula fotovoltaica de Intensidad y Voltaje para cada Irradiancia proveniente de un foco. Y para cada tipo de agrupación de células fotovoltaicas, pudiendo estar en serie, paralelo o individual.

Para obtener estos valores y representar sus correspondientes curvas características, se utilizará el siguiente programa que controlará la potencia irradiante del foco, una resistencia variable así como el tipo de agrupación de las células fotovoltaicas.

Los datos obtenidos en esta práctica se muestran a continuación: PLACA FOTOVOLTAICA INDIVIDUAL

1 Placa Fotovoltaica Irradiancia(W/m2) 250 750 1000 1250 Carga Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje 1 0 17,07 0 18 0 18,32 0 18,32 2 10,56 16,25 10,56 18,04 10,56 18,32 10,56 18,32 3 22,4 14,15 22,4 17,74 22,4 18,32 22,4 18,32 4 34,24 4,11 34,24 17,6 34,24 18,32 34,24 18,38 5 46,08 0,2 46,08 17,4 46,08 18,3 46,08 18,38 6 57,92 17,3 57,92 18,32 57,92 18,32 7 69,76 16,77 69,76 18,3 69,76 18,36 8 81,6 16,19 81,6 18,3 81,6 18,34 9 93,44 15,3 93,44 18,34 93,44 18,35 10 105,28 15,32 105,28 18,32 105,28 18,3 11 117,12 9,35 117,12 17,56 117,12 17,78 12 128,96 0,16 128,96 17,52 128,96 17,46 13 128,96 0,18 140,81 16,85 140,8 17,44 14 152,64 16,19 152,64 17,13 15 164,84 15,64 164,48 16,57 16 176,32 14,6 176,32 15,89 17 188,16 9,7 188,16 13,93 18 200 5 200 9,56 19 211,84 0,26 211,84 5,24 20 223,86 2,8 21 235,56 0,3

Irradiancia(W/m2)

250 750 1000 1250 Potencia(mW) Potencia(mW) Potencia(mW) Potencia(mW) 0 0 0 0 171,6 190,5024 193,4592 193,4592 316,96 397,376 410,368 410,368 140,7264 602,624 627,2768 629,3312 9,216 801,792 843,264 846,9504 1002,016 1061,0944 1061,0944 1169,8752 1276,608 1280,7936 1321,104 1493,28 1496,544 1429,632 1713,6896 1714,624 1612,8896 1928,7296 1926,624 1095,072 2056,6272 2082,3936 20,6336 2259,3792 2251,6416 23,2128 2372,6485 2455,552 2471,2416 2614,7232 2578,0976 2725,4336 2574,272 2801,7248 1825,152 2621,0688 1000 1912 55,0784 1110,0416 626,808 70,668

Voltaje de Pt. Max(V) Potencia Max(mW)

14,15 316,96

15,32 1612,8896

15,64 2578,0976

15,89 2801,7248

786,5856

2321,28

3880,9088

4315,4592

FF=Pt.max/ICC*V0

0,402956779

0,694827681

0,664302547

0,64922982

n=Pt.max/(G*A)

0,018374493

0,031166949

0,037363733

0,032483766

ICC*V0

En esta grafica podemos observar la relación entre el aumento de la irradiación procedente del foco con el aumento de la intensidad emitida por la placa fotovoltaica. Así como se puede ver que la tensión en los bornes de la placa prácticamente no varían demasiado para las distintas irradiancia.

Además se observa que la mayor caída de intensidad corresponde para los valores entre 15V-19V para todas las irradiancia, estando el punto de máximo rendimiento en esta zona.

2 PLACAS EN PARALELO

Paralelo Irradiancia(W/m2) 250 750 1000 1250 Carga Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje 1 0 15,5 0 18,4 0 18,4 0 18,41 2 10,56 15,32 10,56 18,4 10,56 18,4 10,56 18,4 3 22,4 14,55 22,4 18,3 22,4 18,3 22,4 18,41 4 34,24 14,1 34,24 18,32 34,24 18,36 34,24 18,41 5 46,08 13,6 46,08 18,41 46,08 18,3 46,08 18,4 6 57,92 7,86 57,92 18,4 57,92 18,31 57,92 18,38 7 69,76 0,14 69,76 18,4 69,76 18,3 69,76 18,42 8 81,6 18,41 81,6 18,38 81,6 18,38 9 93,44 18,3 93,44 18,4 93,44 18,4 10 105,28 18,12 105,28 18,34 105,28 18,36 11 117,12 18,14 117,12 18,38 117,12 18,43 12 128,96 17,82 128,96 18,34 128,96 18,41 13 140,8 17,34 140,8 18,41 140,8 18,4 14 152,64 17,3 152,48 18,36 152,64 18,32 15 164,84 17,13 164,48 18,4 164,48 18,32 16 176,32 16,3 176,32 18,43 176,32 18,32 17 188,16 14,62 188,16 18,14 188,16 18,3 18 200 12,4 200 18,06 200 18,3 19 211,84 9,8 211,84 18,12 211,84 18,3 20 223,84 7,6 223,86 17,86 223,68 18,3 21 235,52 2,86 235,52 17,82 235,52 18,28 22 240,96 0,38 240,96 17,46 240,96 18,28

Irradiancia(W/m2)

250 Potencia 0 161,7792 325,92 482,784 626,688 455,2512 9,7664

750 Potencia 0 194,304 409,92 627,2768 848,3328 1065,728 1283,584 1502,256 1709,952 1907,6736 2124,5568 2298,0672 2441,472 2640,672 2823,7092 2874,016 2750,8992 2480 2076,032 1701,184 673,5872 91,5648

1000 Potencia 0 194,304 409,92 628,6464 843,264 1060,5152 1276,608 1499,808 1719,296 1930,8352 2152,6656 2365,1264 2592,128 2799,5328 3026,432 3249,5776 3413,2224 3612 3838,5408 3998,1396 4196,9664 4207,1616

1250 Potencia 0 194,304 412,384 630,3584 847,872 1064,5696 1284,9792 1499,808 1719,296 1932,9408 2158,5216 2374,1536 2590,72 2796,3648 3013,2736 3230,1824 3443,328 3660 3876,672 4093,344 4305,3056 4404,7488

Voltaje de Pt. Max(V) Potencia Max(mW)

13,6 626,688

16,3 2874,016

17,46 4207,1616

18,28 4404,7488

ICC*V0

1081,28

4433,664

4433,664

4436,0736

0,579579757

0,648225937

0,948913043

0,99293862

0,01816487

0,027768271

0,030486678

0,025534776

FF=Pt.max/ICC*V0 n=Pt.max/(G*A)

Las células fotovoltaicas se encuentran en paralelo por lo tanto el rango de tensión en esta grafica es similar al rango de tensión en la gráfica de una sola célula fotovoltaica, ya que la tensión en paralelo deben de ser iguales. Pero ocasiona un aumento de Intensidad siendo esta la suma de intensidades de cada célula, reflejándose este aumento de intensidad en la gráfica.

2 PLACAS EN SERIE

Serie Irradiancia(W/m2) 250 750 1000 1250 Carga Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje Intensidad Voltaje 1 0 27,1 0 30,4 0 30,4 0 30,4 2 10,56 26,52 10,56 30,4 10,56 30,2 10,56 30,4 3 22,4 22,32 22,4 30,4 22,4 28,17 22,4 27,52 4 34,24 2,5 34,24 28,47 34,24 27,94 34,24 27,5 5 46,08 0,2 46,08 28,37 46,08 27,58 46,08 27,7 6 57,92 27,81 57,92 27,84 57,92 27,67 7 69,76 27,55 69,76 27,6 69,76 27,56 8 81,6 27,64 81,6 27,64 81,6 27,84 9 93,44 26,7 93,44 27,66 93,44 27,58 10 105,28 19,32 105,28 27,81 105,28 27,54 11 117,12 11,09 117,12 27,64 117,12 27,64 12 128,96 0,12 128,96 27,64 128,96 27,07 13 140,8 27,9 140,8 27,52 14 152,64 25,38 152,64 27,19 15 164,48 22,05 164,48 26,27 16 176,32 21,02 176,32 21,51 17 188,16 10,64 188,16 17,6 18 200 3 200 9,75 19 211,84 0,18 211,84 4,79 20 223,86 0,18

Irradiancia(W/m2)

250 Potencia 0 280,0512 499,968 85,6 9,216

750 Potencia 0 321,024 680,96 974,8128 1307,2896 1610,7552 1921,888 2255,424 2494,848 2034,0096 1298,8608 15,4752

1000 Potencia 0 318,912 631,008 956,6656 1270,8864 1612,4928 1925,376 2255,424 2584,5504 2927,8368 3237,1968 3564,4544 3928,32 3874,0032 3626,784 3706,2464 2002,0224 600 38,1312

1250 Potencia 0 321,024 616,448 941,6 1276,416 1602,6464 1922,5856 2271,744 2577,0752 2899,4112 3237,1968 3490,9472 3874,816 4150,2816 4320,8896 3792,6432 3311,616 1950 1014,7136 40,2948

Voltaje de Pt. Max(V) Potencia Max(mW)

22,32 499,968

26,7 2494,848

27,9 3928,32

26,27 4320,8896

1248,768

3920,384

6439,936

6805,344

FF=Pt.max/ICC*V0

0,400369004

0,636378477

0,60999364

0,634925964

n=Pt.max/(G*A)

0,014491826

0,024104812

0,028466087

0,025048635

ICC*V0

Las células fotovoltaicas se encuentran en serie, por lo tanto se puede observar que existe un aumento en la caída de tensión siendo esta igual a la suma algebraica de tensiones de cada célula. Además se observa que al encontrase en serie la intensidad no varía y por ello esta intensidad es similar a la intensidad correspondiente a una sola célula fotovoltaica. Comparando los FF (factores de forma) de los tres tipos de agrupaciones, se puede observar que el FF de una célula fotovoltaica individual es similar al FF de 2 células en serie. Y por otro lado el FF de células en paralelo aumenta, este hecho es provocado porque el FF aumenta a medida que la gráfica sea más cuadrada. Al comparar los rendimientos de los tres tipos de agrupaciones observamos que el mayor rendimiento se da para la célula fotovoltaica individual y en concreto para una irradiancia de 1000W/m2 para todas las agrupaciones. Además se observa que el rendimiento es mayor para células en paralelo que agrupada en serie, por lo tanto la agrupación en paralelo es la más óptima.

CURVAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTE A 250W/m2

CURVAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTE A 750W/m2

CURVAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTE A 1000W/m2

CURVAS CARACTERISTICAS CORRESPONDIENTE A 1250W/m2

En estas graficas se puede verificar como a medida que aumenta la irradiancia aumenta la intensidad emitida por las células fotovoltaicas. Por otro lado se puede ver como la agrupación en paralelo ocasiona el aumento de la intensidad con una tensión entre los bornes similar a la tensión producida en una célula fotovoltaica individual. Además de comprobarse como en una agrupación en serie la intensidad es igual a la intensidad de una célula individual, cuya tensión es la suma algebraica de cada célula fotovoltaica.