La eficiencia de conversión es la proporción entre la potencia eléctrica de salida de un dispositivo fotovoltaico y la potencia de la luz solar que incide sobre él. En términos más sencillos, se puede definir como... Cantidad de energía solar incidente que se convierte en electricidad mediante un sistema fotovoltaico.
Los investigadores han creado células fotovoltaicas con eficiencias cercanas al 50%, a pesar de que la mayoría de los paneles comerciales tienen eficiencias del 15 al 20 por ciento.
¿Cuáles son los factores que afectan la eficiencia de conversión?
Las células fotovoltaicas no siempre convierten el 100 % de la luz solar en energía. De hecho, la mayor parte se pierde. La capacidad de una célula solar para convertir la luz solar que recibe está limitada por diversos elementos de diseño. Se puede lograr una mayor eficiencia diseñando teniendo en cuenta estos aspectos.
1. longitud de onda
Los fotones, o paquetes de energía, son los componentes básicos de la luz y se presentan en una variedad de energías y longitudes de onda. Longitudes de onda en el luz solar que llega a la superficie Las radiaciones del planeta abarcan desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. Algunos fotones se reflejan cuando la luz incide en la superficie de una célula solar, mientras que otros la atraviesan directamente. La energía de algunos de los fotones absorbidos se convierte en calor. Los restantes poseen suficiente energía para liberar electrones de sus... enlaces atómicos, dando lugar a portadores de carga y corriente eléctrica.
2. Temperaturas
Las bajas temperaturas suelen ser las mejores para las células solares. Se produce un ligero aumento de la corriente, pero una disminución mucho mayor del voltaje se debe a la variación de las características del semiconductor provocada por las temperaturas más altas. Aumentos extremos de temperatura También puede dañar los materiales de la celda y otros módulos, reduciendo su vida útil. Dado que la mayor parte de la luz solar que incide en las celdas se convierte en calor, una gestión térmica eficaz aumenta la eficiencia y la vida útil.
3. Reflexión
Al reducir el cantidad de luz reflejada desde la superficie de una célulaSe puede mejorar la eficiencia. Por ejemplo, el silicio sin tratar refleja más del 30 % de la luz que incide sobre él. La reflexión se reduce mediante revestimientos antirreflectantes y superficies texturizadas. Un color azul oscuro o negro indicará una celda de alta eficiencia.
¿Cómo se determina la eficiencia de conversión?
Para estimar la cantidad de energía que producirá una célula, los investigadores evaluar el rendimiento de un dispositivo fotovoltaico (PV). La corriente y el voltaje juntos producen energía eléctrica. Las relaciones entre la corriente y el voltaje miden las características eléctricas de un dispositivo fotovoltaico. La corriente y el voltaje generados por una celda o módulo variarán según la ley de Ohm si se conecta una resistencia de carga específica a los dos terminales del dispositivo (la corriente que circula por un conductor entre dos puntos es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre ambos). La eficiencia se determina midiendo la corriente y el voltaje generados para diversas resistencias de carga mientras se somete la celda a un nivel de luz constante y estándar, manteniendo una temperatura constante.
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