Radiación solar
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Diapositiva 1 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación solar Radiación Radiación electromagnética electromagnética emitida emitida por por el el Sol Sol Espectro Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 2 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Parte s fuentes Partede delalaradiación radiaciónelectromagnética electromagnéticaemitida emitidapor porelelSol Soluuotra otras fuentesde de energía, a la que es sensible el ojo humano energía, a la que es sensible el ojo humano Espectro de luz Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 3 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Curva de luminosidad normal Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 4 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Naturaleza de la luz n n Dualidad onda-partícula Fotón Paquetes de energía emitidos por una fuente de luz Energía: múltiplo de E=hυ Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 5 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Medida de la luz n Flujo radiante Potencia de un haz de luz Nº de fotones x energía de cada fotón tiempo (Watios) Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 6 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Medida de la luz n Irradiación o Irradiancia Densidad de potencia radiante total 1 Sol pico = 100 mW/cm2 = 1000 W/m2 Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 7 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Medida de la luz n Iluminación Densidad de potencia radiante ponderada respecto a la curva de luminosidad normal Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 8 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Medida de la luz n Flujo luminoso Lumen 1 Lumen = 0,0016 W para luz de λ=0,55 µm 1 bujía = 4π lúmenes Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 9 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Radiación luminosa Medida de la luz n Intensidad de luz 1 bujía-pie = 1 lumen/pie2 1 lux = 1 lumen/m 2 Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 10 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico La capacidad de la luz (fotones) de interactuar con los electrones de los átomos Fotoefecto en metales n n Efecto fotoemisivo: emisión electrónica en los metales Fotoconductividad Fotoefecto en semiconductores n n n Fotoconductividad Efecto de unión Efecto fotovoltaico Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 11 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotoefecto en metales Efecto fotoemisivo (fototubos multiplicadores) Efecto conductivo (fotoconductores) Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 12 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotoconductividad Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 13 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotoefecto en semiconductores Efecto fotovoltaico Efecto fotoconductivo (circuito abierto) Efecto de unión (polarización inversa) Unión p-n Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 14 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Efecto fotoconductivo Banda de conducción Excitación intrínseca (fotones alta energía) electrón ED EC Nivel dador EG EA Nivel aceptor huecos Banda de valencia EV Excitación de impurezas (fotones de baja energía) Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 15 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Respuesta espectral del Si y Ge Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 16 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotodiodo semiconductor (unión p-n) p A _V + n _+ E __ + _+ + La luz genera pares de electrón-hueco I K I = Io + I S Luz V Potencial VB Vo VB = Vo + V X Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 17 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotodiodo semiconductor (unión p-n) n Sensibilidad de un fotodiodo en función de la distancia del punto luminoso de impacto a la unión Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 18 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotoeléctrico Fotodiodo semiconductor (unión p-n) n Característica tensión-corriente w Zona de polarización inversa V η I = I S + I 0 1 − e VT Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 19 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotovoltaico Del fotodiodo a la célula fotovoltaica n Característica tensión-corriente Del fotodiodo a la célula FV 150,00 125,00 Corriente de oscuridad 100,00 Corriente de iluminación 50,00 25,00 0,00 -25,00 -1 ,0 0 -0 ,5 0 0, 00 0, 14 0, 19 0, 24 0, 29 0, 34 0, 39 0, 44 0, 49 0, 54 0, 59 0, 64 0, 69 0, 74 V η I = I S + I 0 1 − e VT Intensidad (mA) 75,00 -50,00 -75,00 -100,00 -125,00 Tensión (V) Prof. J.G.Ramiro Leo Diapositiva 20 PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Efecto fotovoltaico Del fotodiodo a la célula fotovoltaica n Característica tensión-corriente Prof. J.G.Ramiro Leo
