Sistemas Fotovoltaicos Interconectados a la Red Eléctrica

de estimación y se tabula de forma
simplificada en kilovatios-hora por metro
cuadrado (kWh/m2). Se conoce esta unidad
compuesta como “un sol” o “one sun” en
ingles cuando tenemos en equivalencia a
1,000 vatios o 1 kW de radiación solar por
metro cuadrado. Tablas de radiación solar
para una localización dada se pueden
conseguir en agencias metereológicas o
laboratorios especializados como el
Laboratorio Nacional de Energía Renovable de
Estados Unidos. Para el caso de Puerto Rico,
la isla cuenta con una radiación
uniformemente distribuida a través de toda la
isla, mayormente en su componente difuso,
con un valor promediado de entre 4 a 6.5
kilovatios hora por metro cuadrado al día.
Esta fluctuación responde a los microclimas.
III. ENERGIA SOLAR Y EL EFECTO FOTOVOLTAICO
El efecto fotovoltaico implica la conversión
directa de luz a electricidad. Esta conversión
ocurre en el material conocido como celda
fotovoltaica. Aunque estas celdas pueden ser
hechas de diversos materiales, es el silicio en
su grado de pureza electrónico el más utilizado
en escala comercial. Una celda fotovoltaica
típica de silicio, como la demostrada en la
figura 1, se compone de dos partes unidas
formando un emparedado. La parte superior
de la celda es dopada o "contaminada" de
manera controlada con fósforo para darle un
carácter negativo o denominado tipo N. La
parte posterior es dopada con bóro para darle
un carácter positivo o denominado tipo P.
Esta diferencia de cargas forma un campo
eléctrico estático entre ambas capas el cual le
llaman unión. Es entonces que la luz solar o
partículas conocidas como fotones son
absorbidos en la región de la unión liberando
electrones en la celda, que a la vez superan el
campo eléctrico, para pasar a través de la
celda. Finalmente, estos electrones recorren
un circuito externo produciendo así
electricidad. Las celdas fotovoltaicas son
usualmente interconectadas eléctricamente
para obtener el voltaje y corriente necesarios
para una aplicación dada.
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Fig. 1. Diagrama de una típica celda fotovoltaica
Un grupo de celdas interconectadas es
llamado módulo fotovoltaico y la interconexión
de dos o más módulos es llamada panel
fotovoltaico. La eficiencia de las celdas
fotovoltaicas va entre el 6% para celdas
hechas a base del material de silicio amorfo
hasta 40% para los sistemas concentradores.
Esta eficiencia es determinada por el
porcentaje de energía solar que es absorbida
en una determinada área colectora de celdas
fotovoltaicas. En la práctica se conoce que la
potencia generada para un módulo fotovoltaico
típico depende de la radiación solar y en cierta
medida a la temperatura de la celda como
demostrado en la figura 2. La potencia
máxima de la celda se puede definir como:
Pmax=Vm x Im
Donde;
P = potencia máxima (la curva o rodilla
de la gráfica en la figura)
V = voltaje de la celda
I = corriente en la celda
Como se puede ver en la figura 2, a mayor
radiación, mayor potencia es generada, pero
a mayor temperatura de celda, el voltaje
disminuye y por ende la potencia máxima
alcanzable.
IV. DEFINICIÓN DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
INDEPENDIENTES E INTERCONECTADOS
Un sistema fotovoltaico es el conglomerado de
componentes que hacen útil el uso de
módulos fotovoltaicos. De los múltiples
posibles componentes de un sistema
fotovoltaicos se destacan los módulos
fotovoltaicos, controles de carga y descarga,
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