Download LA CELDA SOLAR COMO TRANSFORMADOR DE ENERGIA

Energía Solar Fotovoltaica IE-1117
Informe Práctica #2:
LA CELDA SOLAR COMO TRANSFORMADOR DE ENERGIA
Enrique García Mainieri B12711
Resumen:
En esta práctica se utiliza una celda solar como un transformador de energía, se
transformó la energía luminosa que estaba almacenada en radiación solar a energía
eléctrica en forma de corriente directa y finalmente se convertía en energía mecánica con
un motor DC. Se montó el equipo así como lo indica la práctica y se observó como
respondía el motor a variaciones de intensidades de radiación.
Resultados y Análisis:

¿Qué sucede si los cables de conexión se cambian de polaridad en la celda solar?
Explique las razones.
Si se cambian los cables de polaridad en la celda solar el motor DC empieza a girar al
sentido contrario debido a que la corriente circula en sentido contrario manteniendo los
polos del campo electromagnético del motor DC pero haciendo girar el rotor al sentido
contrario.

¿Qué le sucede al motor DC al ajustar el regulador de claridad con diferentes
intensidades? Explique las razones.
Al ajustar el regulador de claridad el motor DC disminuye su velocidad o revoluciones
cuando disminuye la intensidad de radiación y aumentan las revoluciones cuando
aumenta la intensidad. Esto debido que al aumentar la intensidad de radiación se
aumenta la corriente del motor provocando que se incremente la densidad de campo
electromagnético que causa una mayor fuerza en el rotor en cada giro que resulta en un
giro mas rápido del motor DC.

¿Cuál es la transformación de energía que se presenta en la celda solar y en el
motor DC?
Se transformó la energía luminosa que estaba almacenada en radiación solar a energía
eléctrica en forma de corriente directa y finalmente se convertía en energía mecánica con
un motor DC.
Conclusiones:



La Celda solar funciona como un transformador de energía luminosa a energía
eléctrica
La Intensidad de la energía luminosa esta relacionada directamente con la
intensidad de energía eléctrica que genera la celda solar
La celda solar produce un diferencial de tensión n que puede alimentar un motor
DC y polarizarlo en ambos sentidos
Bibliografía:
Fitzgerald, A. Kingsley, C. Umans, S. (2004). Máquinas Eléctricas. McGraw Hill, México.
Energía Solar Fotovoltaica IE-1117
Informe Práctica #3:
LA CELDA SOLAR: FUNCIONAMIENTO COMO DIODO
Enrique García Mainieri B12711
Resumen:
En esta práctica se utiliza una celda solar como diodo, si una celda solar no recibe
radiación suficiente pierde sus propiedades de generador de energía y se comporta como
un diodo rectificador común unión p-n , esto porque las celdas al igual que los diodos son
construidos con base al efecto fotoeléctrico. Con esto se procedió a armar con el equipo
el circuito indicado en la práctica y se tomaron los datos respectivos.
Resultados y Análisis:
Se procedió a obtener los siguientes datos realizando los experimentos respectivos así
como lo muestra la siguiente tabla:
Práctica #3
Configuración
Sin chapa de sombrado montaje A
Sin chapa de sombrado montaje B
Con chapa de sombreado, sin radiación y montaje A
Con chapa de sombreado, sin radiación y montaje B

Corriente / mA
12
13,9
12,2
5,3
Para el montaje A sin chapa de sombreado: ¿qué observaciones puede hacer?
Explique las razones de lo ocurrido.
Para este montaje se tiene que la corriente fue de 12mA lo que indica que la celda solar
está generando 12mA de corriente directa a partir de la intensidad de radiación que incide
sobre ella.

Para el montaje B sin chapa de sombreado: ¿qué observaciones puede hacer?
Explique las razones de lo ocurrido.
Para este montaje se tiene que la corriente fue de 13.9mA que es un valor de corriente
más alto que la del primer experimento con las mismas condiciones pero solo se invirtió la
polaridad de la celda, esto se explica con la teoría de semiconductores que en donde hay
una unión p-n se tiene que existe una tensión de brecha por ende la corriente es más alta
al polarizar la celda de esta forma.

Para el montaje A con chapa de sombreado: ¿qué observaciones puede hacer?
Explique las razones de lo ocurrido.
Para este montaje se obtuvo que la corriente fue de 12mA lo que debe ser un error,
que nos hace suponer que el dato fue mal tomado y la corriente leída fue de 1,2mA.
Debido a que se tiene una chapa de bronceado que absorbe y refleja la radiación que
incide sobre la celda produciendo que se reduzca la generación de energía eléctrica.

Para el montaje B con chapa de sombreado: ¿qué observaciones puede hacer?
Explique las razones de lo ocurrido.
Para este montaje se obtuvo que la corriente fue de 5.3mA en corriente directa, que
comparando con los resultados del mismo montaje pero sin chapa de bronceado se tienen
como resultado que se reduce la intensidad de radiación que incide sobre la celda por
ende se reduce la corriente directa generada en un 62% técnicamente en esta
configuración la celda funciona como un diodo simple con una tensión de brecha.

¿Qué observación puede hacer sobre el funcionamiento del motor con o sin chapa
y en las dos posiciones de celda?
Sobre el funcionamiento del motor podemos observar que con la chapa de bronceado
disminuye sus revoluciones considerablemente comparándolo con cuando no se tiene
una chapa de bronceado. Al invertir las posiciones de celda se tiene que el motor gira al
lado contrario de cual estaba girando antes y cuando se polariza la celda directamente el
motor aumenta su velocidad comparándolo con cunado se polariza inversamente la celda.
Conclusiones:

La celda solar fue construida bajo las teorías del efecto fotoeléctrico por lo que
puede funcionar como un simple diodo de unión p-n.

Una chapa de bronceado disminuye la intensidad de radiación que incide sobre la
celda solar reduciendo la generación de energía eléctrica.

La celda solar al ser formada por materiales semiconductores tiene una tensión de
brecha por lo cual se puede polarizar inversa o directamente variando los valores
de corriente directa generada para cada conexión.
Bibliografía:
Fitzgerald, A. Kingsley, C. Umans, S. (2004). Máquinas Eléctricas. McGraw Hill, México.
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Informe Práctica # 4:
LA TENSION EN VACIO DE UNA CELDA SOLAR
Enrique García Mainieri B12711
Resumen:
En este experimento se usó la celda solar en vacío, por lo que no existió flujo de electrones. Se
buscó determinar que tanto depende la tensión en vacío de la superficie de la celda irradiada. Se
utilizó una celda solar, una lámpara que simula la radiación solar, unas chapas de sombreado y
un multímetro. Se procedió a montar las conexiones mostradas en la práctica para obtener los
resultados.
Resultados y Análisis:
Se procedió a obtener los siguientes datos realizando los experimentos respectivos así
como lo muestra la siguiente tabla:
Superficie irradiada de la celda solar
Tensión en vacío / mV
0
0,26
½
372
¾
394
1
409
Graficando los resultados se obtuvieron la gráfica que se muestra en la Figura 2.

¿Hasta qué punto depende la tensión de vacío con el grado de exposición de la
superficie de la celda solar? Explique ampliamente
El grado de exposición de la superficie de la celda está relacionada con la tensión de
vació hasta el punto que se alcanzan los valores máximos de tensión de la celda solar
como se puede observar en a grafica el comportamiento de la curva indica que llega un
punto en donde la tensión del vació es asintótica un valor resultando en que no lo pueda
superar
Conclusiones:
El grado de exposición de la celda solar está directamente relacionado con la tensión en
vació de la celda, entre mayor exposición la radiación mayor será la tensión en vació.
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Informe Práctica # 5:
LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO DE UNA CELDA SOLAR
Enrique García Mainieri B12711
Resumen:
En esta práctica se estudia las capacidades de la celda solar en condiciones de corto
circuito, al tener la celda en corto circuito, la tensión en terminales es casi cero = 0.7V
aproximadamente por lo que la corriente sería máxima. Se montaron los diagramas con
los respectivos equipos así como lo muestra la práctica.
Resultados y Análisis:
Se procedió a obtener los siguientes datos realizando los experimentos respectivos así
como lo muestra la siguiente tabla:
Práctica #5
Superficie irradiada de la celda solar
Corriente de cortocircuito /mA
Se graficaron los resultados obteniendo la siguiente figura:
0
0,2
½
19,5
¾
27,7
1
36,1

¿Hasta qué punto depende la corriente de cortocircuito con el grado de exposición de
la superficie de la celda solar? Explique ampliamente
Como se muestra en la Figura la corriente de cortocircuito está relacionada directamente con
la superficie relativa de una celda solar de una forma lineal debido a que más fotones inciden
sobre los semiconductores energizando estos electrones y huecos de electrones venciendo la
tensión de brecha de la unión p-n entonces entre mas exposición más fotones inciden por lo
que la corriente de corto circuito incrementa.
Conclusiones:

El grado de exposición de las celdas solare está relacionado directamente con la
magnitud de la corriente de corto circuito.

Al tener un menor grado de exposición las celdas solares tienen una menor
corriente de corto circuito.
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Informe Práctica # 6:
LA TENSION EN VACIO Y LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO
CON DISTINTA INTENSIDAD DE RADIACION
Enrique García Mainieri B12711
Resumen:
En esta práctica se estudia las capacidades y comportamiento de las celdas solares al
variar la intensidad de radiación, para monitorear el comportamiento se midió la corriente
de corto circuito así como la tensión en vació y también se verificó la intensidad de
radiación por medio de un sensor. Se montó el equipo así como lo indican los diagramas
de la práctica para tomar los datos experimentales.
Resultados y Análisis:
Luces apagadas
1mV=1 W/m2
Grado del regulador de claridad
Irradiancia / (W/m2)
Tensión en vacío / mV
Corriente de cortocircuito /mA
10
31,2
425
67,2
9
21,9
400
47,8
8
7
76,2
339
25
Con los resulatos se procedió a graficar la siguiente figura:
6
23
258
11
5
2,2
102
3,1
4
0,1
13
0,3
3
0,1
3,6
0,09
2
0,2
2,3
0,13
1
0,1
5,9
0,12

¿Hasta qué punto depende la tensión en vacío y la corriente de cortocircuito de la
intensidad de la radiación? Explique ampliamente
La intensidad de radiación está directamente relacionada con la tensión en vació y la
corriente en vació ya que la energía es transmitida en forma de potencia de radicación en
donde al transformarse por medio de los semiconductores de la celda se convierte en
potencia eléctrica que tiene la formula P=I*V indicando una relación entre la corriente de
corto circuito y la tensión de corto circuito.
Conclusiones:

La corriente de corto circuito está relacionada proporcionalmente a la tensión de
corto circuito.

La fórmula P=V*I se cumple al utilizar las relaciones de corto circuito

En intensidades bajas de radiación no se vence la tensión de brecha por lo que la