Sinopsis

Segundo volumen de la obra cuyo título genérico es “Electricidad Solar Fotovoltaica”. Se trata de un libro de nivel avanzado —aunque asequible para personas con formación técnica previa, no necesariamente en el área fotovoltaica—, destinado a todos aquellos técnicos que deseen profundizar en los aspectos fundamentales que rigen el comportamiento de la radiación solar y los generadores solares, aclarando conceptos que, no por muy manejados, son siempre perfectamente comprendidos por los ingenieros y proyectistas de plantas fotovoltaicas.

“Radiación Solar y Dispositivos Fotovoltaicos”, constituye un texto de referencia obligada para ingenieros y estudiantes de Escuelas Técnicas en las que se impartan enseñanzas relacionadas con la energía solar, y, en general, para todos los que deseen comprender las bases teóricas que sustentan la actual tecnología fotovoltaica, que tan espectacular desarrollo ha experimentando en los últimos años.

Índice


1 Magnitudes, medidas y nombre

1.1 Introducción
1.2 Lo que se propone aquí
1.2.1 Sobre radiación
1.2.2 Sobre equipos fotovoltaicos
1.3 Nomenclatura
1.4 Simbología

2 La célula solar (I)

2.1 Introducción
2.2 La célula solar
2.2.1 Estructura de las células solares
2.2.2 Principios de funcionamiento
2.3 Fotogeneración de corriente
2.3.1 Absorción de luz y generación de portadores
2.3.2 Colección de corriente
2.3.3 Eficiencia cuántica
2.4 Corriente de oscuridad
2.5 Característica I-V de iluminación
2.5.1 Corriente de cortocircuito y tensión de circuito abierto
2.5.2 Punto de máxima potencia
2.5.3 Factor de forma y eficiencia de conversión energética
2.6 Circuito equivalente de una célula solar
2.6.1 Circuito equivalente del dispositivo intrínseco
2.6.2 Resistencias serie y paralelo
2.7 Modificaciones del comportamiento básico
2.7.1 Influencia de la temperatura
2.7.2 Influencia de la intensidad de la iluminación

3 La célula solar (II)

3.1 Introducción
3.2 Cristales iluminados
3.3 Efecto fotovoltaico
3.4 Campos eléctricos en el interior de los cristales
3.5 La célula solar ideal
3.5.1 En circuito abierto
3.5.2 En cortocircuito
3.5.3 Conectada a una resistencia
3.5.4 En el punto de máxima potencia
3.6 La célula solar real
3.6.1 Resistencia serie
3.6.2 Resistencia paralelo
3.7 Modelos y circuitos equivalentes de la célula solar
3.8 Efectos de la iluminación y la temperatura

4 La radiación solar que llega a los generadores fotovoltaicos

4.1 Introducción
4.2 Movimiento Sol-Tierra
4.3 Componentes de la radiación solar
4.4 Datos e incertidumbre de la radiación solar
4.5 Índice de claridad
4.6 Radiación en superficies inclinadas
4.6.1 Estimación de las componentes directa y difusa de la radiación horizontal a partir de la radiación global
4.6.2 Estimación de la irradiancia a partir de la irradiación diaria
4.6.3 Estimación de la radiación solar sobre superficies arbitrarias, a partir de la radiación sobre superficie horizontal
4.7 Efectos del ángulo de incidencia y del polvo
4.8 Irradiación sobre superficies de interés
4.8.1 A la búsqueda de relaciones universales
4.8.2 Superficies fijas
4.8.3 Superficies que siguen al Sol
4.8.4 Concentradores
4.8.5 Explorando el potencial de radiación
4.9 Sombras y mapas de trayectorias
4.10 Evolución diaria de la temperatura ambiente
4.11 Generación de series sintéticas de valores de radiación solar
4.12 El año meteorológico típico

5 La electricidad que sale de los generadores fotovoltaicos

5.1 Introducción
5.2 Módulos y generadores fotovoltaicos
5.2.1 Condiciones estándar y temperatura de operación nominal de las células
5.2.2 El generador fotovoltaico
5.3 Comportamiento en condiciones arbitrarias de operación
5.4 Los métodos elegidos
5.4.1 La aproximación RS = constante
5.4.2 La aproximación FF = constante
5.5 Efectos de segundo orden
5.5.1 Efectos de la resistencia paralelo
5.5.2 Influencia de la temperatura de la célula en la corriente de cortocircuito
5.5.3 La influencia de la irradiancia en la tensión de circuito abierto
5.5.4 Efecto de las variaciones espectrales
5.5.5 Efecto de la velocidad del viento en la temperatura de las células
5.6 Interconexión de módulos fotovoltaicos
5.6.1 Pérdidas por dispersión
5.6.2 El problema del punto caliente

6 Diseño de sistemas fotovoltaicos

6.1 Introducción
6.2 Sistemas fotovoltaicos autónomos
6.2.1 Métodos aproximados
6.3 Sistemas fotovoltaicos para electrificación rural
6.4 Productividad de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red
6.4.1 El problema del tamaño del inversor
6.4.2 El problema de la calidad del inversor
6.4.3 El problema de la configuración
6.4.4 Métodos aproximados

Anexo I

Expresiones alternativas
El modelo de Pérez para la radiación difusa
El modelo de Aguiar para la generación de series sintéticas de radiación

Anexo II

Datos de radiación solar