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ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE UN PANEL FOTOVOLTAICO Introducción Un panel fotovoltaico transforma la energía lumínica en energía eléctrica en forma de corriente continua a través de unas celdas de silicio semiconductor. En una instalación doméstica las placas están conectadas a un sistema de regulación y control y éste a unas baterías de almacenamiento y a los receptores de la vivienda (bombillas, electrodomésticos de bajo consumo,…) En nuestro caso disponemos de una placa aislada. La experiencia se realizará sin conectar la placa a ningún dispositivo real, tan solo a una carga resistiva variable que resulta suficiente para simular el comportamiento de la placa en su funcionamiento. Características del panel Corriente de cortocircuito (Icc): Se mide colocando directamente el amperímetro a los bornes de la placa sin ninguna resistencia adicional. Es decir, circulando el máximo de corriente eléctrica que permite la placa. Voltaje a circuito abierto (Vo): Se mide colocando directamente el voltímetro a los bornes de la placa sin ninguna resistencia adicional. Es decir, sin circulación de corriente eléctrica. Potencia máxima (PM): Valor obtenido con una resistencia (carga) determinada tal que proporciona un voltaje e intensidad cuyo producto es máximo. Se calcula multiplicando ambas: PM = VM · IM Radiación incidente (RS): Radiación solar recibida por la placa. Se mide en W. Rendimiento máximo ideal (): Cociente entre la potencia eléctrica máxima producida por el panel y la potencia de radiación incidente sobre el mismo. 𝜂= 𝑃𝑀 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 𝑅𝑆 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 Icc IM I Gráfica de comportamiento de una placa solar fotovoltaica VM V Vo EJECUCIÓN DE LA PRÁCTICA 1. Coloca la placa fotovoltaica al sol de forma que incida la mayor energía posible (rayos perpendiculares a la placa. No moverla ni taparla mientras dure la experiencia. ASEGÚRATE QUE NO CAMBIAN LAS CONDICIONES DE RADIACIÓN DURANTE LAS MEDICIONES. Con ayuda de un transportador mide el ángulo respecto a la horizontal y anótalo: = ________° 2. Mide la superficie útil de la placa: S = ______________m² 3. Activa el panel de control con el interruptor principal llevándolo a la posición ON. 4. Mide la radiación solar incidente por metro cuadrado mediante la intensidad proporcionada por el solarímetro colocado sobre la placa. La intensidad se recoge del indicador llamado "SOLARÍMETRO" . Anota la intensidad: IS = ____________A =___________ mA En la tabla colocada a la derecha de la base se recogen los datos de calibración del solarímetro y la correspondencia entre la intensidad y la radiación solar. Con el dato Is obtén, interpolando si hace falta el dato aproximado de radiación solar por metro cuadrado: rs = _____________ W/m² 5. Calcula la radiación incidente: Rs = rs · S =________________W 6. Mide la intensidad de cortocircuito Icc que proporciona el panel. Para ello coloca el conmutador de la derecha en la posición "SIN CARGA" y el de la izquierda en la posición "ICC". Recoge el valor del indicador superior "V/I PLACA SOLAR". Anótalo: Icc = ____________A 7. Mide el voltaje a circuito abierto Vo que proporciona el panel. Para ello coloca el conmutador de la derecha en la posición "SIN CARGA" y el de la izquierda en la posición "Vo". Recoge el valor del indicador superior "V/I PLACA SOLAR". Anótalo: Vo = ____________V 8. Mide ahora el voltaje e intensidad para diferentes cargas (resistencias) conectadas a la placa. Para ello coloca el conmutador de la derecha en la posición "CON CARGA" y el de la izquierda en la posición "V/I CON CARGA". Mueve ahora hasta el valor 0 la ruleta del potenciómetro llamado "RESISTENCIA DE CARGA". Recoge los valores de V e I del indicador "V/I PLACA SOLAR". Anóta los valores en la tabla resumen de la página siguiente. 9. Repite el punto anterior para todos los valores intermedios de carga (hasta los 150 ) según indica la tabla. Recoge en la tabla los valores de V e I del indicador "V/I PLACA SOLAR". TABLA DE DATOS CARGA () V (V) I (A) P (W) = V·I 0 25 50 75 100 125 150 10. Obtén la potencia eléctrica máxima PM de la placa según la tabla anterior. Si lo crees conveniente puedes repetir la toma de datos con un valor intermedio de carga por si la máxima potencia se encuentra entre dos valores. Anota el valor. PM = ________________ W 11. Calcula el rendimiento máximo ideal: = PM / Rs = _______ / _______ =______ = _________ % 12. Representa gráficamente los datos V-I de la tabla anterior, indicando en ella además los valores Vo, ICC y los correspondientes a la PM, es decir VM e IM. Traza la curva aproximada siguiendo los valores obtenidos (te ha de quedar muy parecida a la de la primera página) 13. Haz un resumen a modo de conclusión a la vista de lo obtenido en la gráfica y en los apartados anteriores:
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