PANELLS
FOTOVOLTAICS
La generació
del corrent elèctric és produeix per l'efecte fotovoltaic,
que consisteix en la conversió directa de la radiació solar
en energia elèctrica en forma de corrent continu. Aquesta conversió
la produeixen les cèl·lules fotovoltaïques. Les cèl·lules
fotovoltaiques són semiconductors de silici del tipus PN (díode).
Quan sobre la unió PN del semiconductor incideix la radiació
solar (fotons) aquest es fa conductor generant als seus extrems un voltatge
de 0,5V i un corrent que depèn de la superfície d'exposició
de la unió i de la intensitat de la radiació solar.
Aquests voltatges i corrents són massa petits per ser utilitzats,
per això les cèl·lules s'associen en sèrie
per incrementar els voltatges i en paral·lel per incrementar el
corrent formant els panells fotovoltaics. Normalment els panells es composen
de 36 cèl·lules de diàmetres diferents (en funció
del corrent que es vol obtenir).
En
el mercat existeixen 3 tipus de cèl·lules fotovoltaiques
que es diferencien en la seva estructura cristal·lina:
-
Silici monocristal·lí (1).- El silici es diposita
sobre un cristall de forma que mantingui un estructura perfectament ordenada.
Es caracteritzen per tenir un color blau fosc amb una brillantor metàl·lica.
Tenen un rendiment del 16% de la radiació solar rebuda. Són
els més cars i el més emprats.
-
Silici policristal·lí (2).- El silici es dipositat
sobre el cristall sense tanta cura, de tal manera que canvien l'orientació
cada cert espai. El seu aspecte sembla una amalgama de colors amb tonalitats
diferents entre blau i gris amb brillantor metàl·lica. Tenen
un rendiment lleugerament inferior al 16% de la radiació solar.
Són més econòmics i no s'utilitzen tant com els anteriors.
-
Silici amorf (3).- El silici és dipositat en una fina
capa sobre el material de suport, la seva estructura cristal·lina
ha desaparegut. El seu aspecte presenta tonalitats de color marró
o gris fosc. Tenen un rendiment al voltant del 6% de la radiació
solar rebuda. Són molt econòmics i s'utilitzen per calculadores
i objectes amb petits consums.
Els panells fotovoltaics estan constituïts
per un conjunt de cèl·lules interconnectades entre sí,
posades en un capsa de plàstic resistent a la intempèrie
i estanca, per la part del davant es col·loca un vidre trempat molt
resistent a l'impacte, amb superfície antireflectiva i que no absorbeixi
radiació solar. La superfície exterior del vidre ha de ser
llisa per evitar l'acumulació de la pols que limitaria el seu rendiment.
A la part posterior del mòdul conté la caixa amb les borns
de connexió dels cables. Tot el conjunt és dissenyant per
que sigui perfectament estanc i suporti les condicions climatològiques
més adverses.
Tot i que els sistemes fotovoltaics solen ser de 12V
els panells proporcionen tensions superiors a aquests voltatges per poder
carregar les bateries i per compensar les pèrdues de voltatge als
conductors.
La radiació solar que arriba a la superfície
de la terra a les nostre latituds sol ser de uns 1000W/m2 ,
que són les condicions estàndard per les quals els fabricants
proporcionen les corbes de potència dels pannells.
Els
paràmetres d'un pannell fotovoltaic són:
-
Tensió de circuit obert (Vca o Voc).- És el
voltatge que es pot mesurar amb un voltímetre sense cap consum connectat
al pannell.
-
Intensitat de curtcircuit (Icc o Isc).- És la intensitat
mesurada en ampers quan es curtcircuiten els seus borns amb un amperímetre
i el valor del voltatge és de 0V.
-
Potència de pic (Ppm).- És la potència
en watts que genera un panell en condicions de radiació solar estàndard.
La potència de pic és el producte de la intensitat de pic
(Ipmax) pel voltatge de pic (Vpmax). Les potències dels mòduls
sol variar entre 30W i 130W.
