[05]-EL GENERADOR
FOTOVOLTAICO
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[05]-EL GENERADOR
FOTOVOLTAICO |
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Para el cálculo
de los valores de operación de un generador fotovoltaico se puede
considerar la siguiente expresión para definir la característica
I-V del mismo:[14] Donde: IG es la corriente del generador fotovoltaico (A). VG es la tensión del generador fotovoltaico (V). Ncp es el número de células en paralelo del módulo fotovoltaico. Ncs es el número de células en serie del módulo fotovoltaico. Nmp es el número de módulos en paralelo del generador fotovoltaico. Nms es el número de módulos en serie del generador fotovoltaico. Isc es la corriente de cortocircuito de una célula del módulo fotovoltaico (A). Voc es la tensión de circuito abierto de una célula del módulo fotovoltaico (V). Rs es la resistencia serie de una célula del módulo fotovoltaico (W). Vt es el voltaje térmico (V). El objetivo es obtener el valor de potencia máxima que puede alcanzar el generador para un par de valores determinados de irradiancia y temperatura ambiente. Para cada punto de la curva IV, el producto de la corriente y la tensión representan la potencia de salida para esas condiciones de operación. La potencia máxima de salida de la célula se obtiene para: 
El Factor de Forma (FF) da la medida de la calidad de la unión y la resistencia serie de la célula. Se define como el cociente entre la potencia máxima y el producto de la corriente de cortocircuito y la tensión de circuito abierto. Idealmente, el FF es solo función del voltaje de circuito normalizado Voc, definido come el cociente entre la tensión de circuito abierto de la célula y kT/q, estando ambos parámetros relacionados por la siguiente expresión empírica:[15] 
A continuación se describe el procedimiento empleado en esta Tesis Doctoral para el cálculo de la tensión y corriente del punto de máxima potencia de una célula, bajo unas determinadas condiciones de radicación y temperatura, basado en el cálculo del Factor de Forma y partiendo de los siguiente valores característicos de la célula: - Corriente de cortocircuito de una célula en condiciones estándar (ISC,stc). - Tensión de circuito abierto de una célula en condiciones estándar (VOC,stc). - Corriente de máxima potencia de una célula en condiciones estándar (IMAX,stc). - Tensión de máxima potencia de una célula en condiciones estándar (VMAX,stc). - Temperatura de operación nominal de la célula (TONC). - Factor de forma en condiciones estándar (FFstc). El proceso de cálculo emplea secuencialmente las siguiente ocho relaciones para obtener los valores de operación de la célula: 1. Corriente de cortocircuito de la célula: 
2. Temperatura de la célula: 
3. Tensión de circuito abierto de la célula:  4. Tensión de célula normalizada: 
donde Vt es el voltaje térmico: 
5. Factor de forma para una célula ideal sin considerar la resistencia serie: 
6. Resistencia normalizada: 
7. Tensión y corriente de célula en el punto de máxima potencia: 
donde: 
y  8. Máxima potencia de la célula (PMAX): 
A partir de los valores calculados para las células del generador se suponen los siguientes valores de operación para el generador: 
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M. A. Green, Solar cells. Operating principles, Technology and
System Applications, Prentice-Hall, Nueva Jersey, 1982. [15] S.R.Wenham, M.A.Green et al., Applied Photovoltaics, Centre for Photovoltaic Devices and Systems. University of New South Wales. |
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