Ingeniería electrónica FOTOVOLTAICOS SISTEMA DE CARACTERIZACIÓN N DE PANELES. Autor: Nuria Porcel García

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1 SISTEMA DE CARACTERIZACIÓN N DE PANELES FOTOVOLTAICOS Autor: Nuria Porcel García Ingeniería electrónica

2 OBJETIVOS Obtener los parámetros característicos de un panel solar mediante: Medidas por simulación. Medidas reales. Obtener sus curvas de funcionamiento mediante: Medidas por simulación Medidas reales. Diseño y fabricación de un circuito portátil y manejable para el usuario

3 PASOS DE DESARROLLO DEL PROYECTO Estudio de la célula solar Resultados y conclusiones Desarrollo de la interfaz gráfica Modelado de un Panel solar Depuración del software Diseño del sistema de carga del panel solar Fabricación del prototipo Simulación del Sistema de carga Resultados positivo Desarrollo del software para el tratamiento de datos Resultados positivo

4 LA CÉLULA FOTOVOLTAICA I Estructura de la célula c solar Es una unión PN de gran área, capaz de convertir la radiación solar en energía eléctrica.

5 LA CÉLULA FOTOVOLTAICA II Funcionamiento de una célula c solar Efecto fotovoltaico

6 LA CÉLULA FOTOVOLTAICA III Modelo de una célula c solar La célula en iluminación se comporta como un generador de corriente del mismo sentido que la corriente de saturación de la unión PN. Parte de la potencia suministrada por la célula se pierde por resistencia interna de la misma (Rs). En polarización inversa no se comporta como un circuito abierto ideal sino que tiene fugas de corriente ( Rp).

7 LA CÉLULA FOTOVOLTAICA IV Curvas de funcionamiento: Voc: Tensión en circuito abierto. Isc: Corriente en cortocircuito. Pmax: Potencia máxima entrega por la célula. En este punto es donde debe trabajar la célula FF: Factor de idealidad del curva I-V.

8 Simulación del panel solar de pruebas Resultados de simulación mediante ESPICE del modelo de un panel de 36 células con las siguientes características: Isc=0.34A Pmax=5.5W Voc=21.7V

9 OPERACIÓN DE UNA CARGA CAPACITIVA Para calcular Isc, Voc, Pmax y FF CERRAR CIRCUITO La carga tiene que cumplir: Actué como cortocircuito CONDESADOR Actué como un abierto

10 SISTEMA DE CARGA I Requisitos del sistema de carga: Para medir Isc Capacidad descargada Resistencia de descarga La corriente de carga SOLO debe provenir del panel solar Mosfet como interruptor Señales de control Una para los dos interruptores Configuración PNP NPN

11 SISTEMA DE CARGA II El panel puede proporcionar hasta 25V La tensión de puerta debe cumplir: Vg > 25V Mosfet entre en conducción La alimentación es de 9V elevarla hasta 25V MULTIPLICADOR DE TENSIÓN

12 SISTEMA DE CARGA III El multiplicador requiere Un tren de pulsos ±Voltios Generado por una señal de control desde el PIC

13 SISTEMA DE CARGA IV

14 RESULTADOS DE SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE CARGA I

15 0,4 0,3 0,2 0,1 0 RESULTADOS DE SIMULACIÓN SISTEMA DE CARGA II Para calcular la corriente tenemos en cuenta la relación entre el potencial soportado entre los extremos de una capacidad y la corriente que circula por él: I C = C dv dt C V T n n V T n n 1 1 PV IV Voltaje(V) Voltaje(V) Corriente(A) Potencia(W)

16 ESQUEMA DEL SISTEMA DE MEDIDA

17 SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS El sistema de adquisición de datos está gobernado por el PIC 16F876. Diagrama del PIC Calcular tiempo de carga y descarga Adquisición Voc Adquisición del dato del voltaje Puerto serie activado NO Cálculo de I Envío de datos SI Cálculo de P NO Fin de carga SI SI Pmax NO Fin

18 PROTOTIPO DEL SISTEMA DE MEDIDA

19 INTERFAZ GRÁFICA DEL LABVIEW Panel frontal con el que trabaja el usuario

20 RESULTADOS DE LA INTERFAZ GRÁFICA

21 RESULTADOS DE LA INTERFAZ GRÁFICA

22 CONCLUSIONES Para obtener resultados adecuados la iluminación ha de ser solar. No solar, corriente baja resultados erróneos Bajo iluminación adecuada Simulaciones Medidas reales Problemas con la frecuencia de muestreo No se adecua al tiempo de carga Ruido en el cálculo de la corriente.

23 MEJORAS FUTURAS Incluir circuitería necesaria para recargar la batería del sistema de medida, aprovechando así la energía que nos proporciona el panel solar. Modificar el software para que la frecuencia de muestreo sea elegida por el usuario.

24 Gracias por su atención!! n!!

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