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Cómo medir la eficiencia de las células solares

abril 22, 2020
profesor-de-fisica - fsica frmula de velocidad 1024x576

De regreso de una conferencia sobre energías renovables, Laurent me hizo esta pregunta aparentemente simple, a la que primero respondí ingenuamente: medimos la energía eléctrica suministrada por una célula fotovoltaica (PV) iluminada por una energía luz dada la relación de los dos es el rendimiento *: evolución del rendimiento de diferentes tipos de células fotovoltaicas (actualizado el 26.5.2015) Haga clic para obtener la última versión de alta resolución Pero después del estudio, es mucho más complicado.

Los valores de rendimiento publicados por los fabricantes se miden en el laboratorio en «condiciones de prueba estándar» (STC en inglés): La medición se realiza manteniendo las células a 25ºC. A medida que el rendimiento celular disminuye de 0.1% a 0.5% por ° C, el rendimiento efectivo en pleno sol de verano cuando las células alcanzan 60 ° C es significativamente menor que el rendimiento mostrado por los fabricantes. Tenga en cuenta que las células «Grätzel» tienen una eficiencia que aumenta con la temperatura. iluminación de 1000W / m², aproximadamente el máximo en nuestras latitudes. En lugar de utilizar el sol real y caprichoso que calentaría las células, iluminamos las células con un destello de lámpara de xenón calibrado por un piranómetro. Una lámpara de energía eléctrica de 1000 W permite probar una celda «estándar» de 156 × 156 mm. Espectro de «masa de aire 1.5», correspondiente al de la luz solar después de haber cruzado 1.5 espesores de la atmósfera, es decir, cuando el Sol está a 48.2 ° del cenit. La radiación del Sol corresponde aproximadamente a la del cuerpo negro a 5800 ° K, pero la atmósfera filtra ciertas longitudes de onda.

El siguiente gráfico muestra claramente el efecto del ozono en los rayos UV, así como el de los gases de efecto invernadero en el infrarrojo: agua, H2O, monóxido de dihidrógeno y un poco de CO2. Pero no divaguemos. En el laboratorio, utilizamos filtros colocados frente a la lámpara de xenón para obtener un simulador de sol real. Por lo tanto, las condiciones de prueba estándar nunca se cumplen en la realidad, ya que no existe en ninguna parte del planeta donde obtenemos 1000 W / m² cuando el Sol está a 48,2 ° del cenit, a fortiori cuando solo 0 ° C, frío necesario para que la temperatura de los paneles sea de solo 25 ° C. En realidad, el rendimiento varía mucho según las condiciones y según el tipo de células. Además, parece que los fabricantes de celdas seleccionan su silicio más bello para las pruebas, o publican los mejores resultados obtenidos, porque las producciones de instalaciones reales son sistemáticamente más bajas en un pequeño porcentaje a los valores calculados. En última instancia, la información más confiable sobre el rendimiento real proviene de bases de datos como BDPV, que enumera los datos y resultados proporcionados directamente por los propietarios de las instalaciones solares. Nota agregada el 26.5.2015: o más bien eficiencia energética si queremos ser precisos

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