m1 solar training - introducción fv

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- M1 Introduccin a la tecnologa FV - SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedRadiacin solarConductres, aisladores, semiconductresCeldas y mdulos fotovoltaicos (FV)InversoresBaterasEstructuras FV para montaje Diferentes sistemas FVContenidoSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedResultados de la capacitacin

Entendimiento bsico de las tecnologas de los modulos FV y su configuracin.Conocer los diferentes inversores y sus aplicacionesConocimientos bsicos de las bateras y dimensionamiento de los mismasConocer sistemas de acoplamiento solares FV en CA o CDConocer las diferentes estructuras para sistemas FVSer capaz de interpretar los diagrama tpicos lineales

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedMre inverters examples3Irradiacin Solar (Insolacin)Irradiacin es la cantidad total de radiacin de energa solar recibida en una rea determinadaa de una superficie durante un tiempo dado Tambin conocido como Insolacin-

Unidades [kWh/m2/da] or [kWh/m2/ao]

Source: Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedIrradiacin Solar (Insolacin)

El Sol es una estrella al centro de nuestro Sistema SolarConstituido de plasma caliente y campos magnticosEl Sol produce energa mediante fusin nuclearLos ncleos de Hidrgeno (H) son convertidos a ncleos de helio (He)Se libera energa pues los ncleos de He tienen menor masaLa potencia generada es cerca de 385 trillones de trillones Vatios385 000 000 000 000 000 000 000 000 WUna fuente confiable de energa renovableLa Tierra est a 150 millones km del SolFotosntesis (luz a energa qumica)Energa solar concentrada(Concentrated Solar Power CSP)Luz a calorSolar fotovoltaica (FV)Luz a electricidadSource: Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedIrradiacin Solar (Insolacin)La Tierragira aldedor del Sol (1 rev / ao)Tiene una inclinacin de 23.45 grados con respecto a la eclpticagira en su propio eje (1 rev / 24 horas)Irradiacin promedio en el borde exterior de la atmsfera de la tierra So = 1367 2 W/m2 La Irradiancia vara entre 1322 W/m y 1414 W/m anualmente

Source: http://wiki.naturalfrequency.com/wiki/Seasonal_variationSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSource: Photovoltaics System Design and Practice Heinrich Haberlin, Wiley, 2012

Irradiacin Solar (Insolacin)

Variacin por temporadas de la Irradiacin extraterrestre global diariaHex(dy) a diferentes latitudes geogrficas (= -60. 60)Nmero de da del ao (dy)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedRadiacin Solar - Per

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedRadiacin solar - Alemania

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedConductores y Aislantes

Electrones de valencia determinan las propiedades elctricas del materialConductor: Los electrones de valencia estn debilmente ligados al ncleo (Cobre)Aislante: Los electrones de valence estn fuertemente ligados al ncleo (Vidrio)Los electrones de valencia deben adquirir energa para moverse a la banda de conduccinEn la banda de conduccin los electrones se pueden mover libremente

Source: Photovoltaics System Design and Practice Heinrich Haberlin, Wiley, 2012

Banda de conduccin (electrones se mueven librementeBanda prohibida(EG = energa de banda prohibida)Banda de Valencia(electrnes fijos)Nivel de Energa del ElectrnSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedTabla Peridica

Fuente: Periodic table large-es de 2012rc, Edit (Translation to Spanish) by The Photographer. Disponible bajo la licencia CC BY 3.0 va Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Periodic_table_large-es.svg#/media/File:Periodic_table_large-es.svg

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSemiconductores

Conductividad entre conductor y aisladorCuatro electrones de valenciaEjemplos: Silicio (Si), Germanio (Ge)Debe estar dopado para incrementar su conductividad

Silicio (Si)Germanio (Ge)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSemiconductores Dopado (N)

Fsforo (P) tiene cinco electrons de valenciaSe aaden tomos P para remplazar los tomos de SiCuando cuatro enlaces estan completos, uno de los electrones est dbilmente unidoEl electrn se mueve a la banda conduccin cuando se aplica un poco de energaCuando P dona un electrn -> se forma material Tipo-NEl tomo P ahora tiene un ion positivo

Fsforo (P)Dopado (material tipo-Nl)

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSemiconductores Dopado (P)

Boro (B) tiene tres electrones de valenciaSe aaden tomos B para remplazar los tomos de SiCuando tres enlaces estan completos, un de hueco est libreEl hueco se mueve a la banda conduccin cuando se le aplica energaCuando B acepta un electrn -> se forma material Tipo-PEl tomo B ahora tiene un in negativo

Boro (B)Dopado (material tipo-P)

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSemiconductores unin PN

Materiales de unin tipo-n y tipo-pComienza el proceso de Difusin (movimiento debido a la diferencia de concentracin)Los electrones de la regin n se mueve a la regin p, los iones positivos se mantienenLos huecos de la regin p se mueven a la regin n, los iones negativos se mantienenSe genera un campo elctrico debido a la separacin de cargas opuestas a la difusinLa difusin se detiene eventualmentePuede operar como Diodo si un volatje externo es aplicadoSeparates charge when efecto fotoelctrico occurs

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedFuncionamiento de un celda FV

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSemiconductores celda- FV

La celda solar es un gran diodo, la zona de barrera est expuesta a la luzLa luz es absorbida por la red cristalinaEl electrn de valencia gana energa y pasa a la banda de conduccinEl par electrn / hueco es separado por el campo elctrico antes de la recombinacinLos electrones (huecos) se acumulan en la regin n (regin p)El espacio de la regin de carga se reduce hasta que la separacin terminaLas celdas solares alcanzan un voltaje de circuito abierto (VOC)

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCelda-FV Policristalina vs. Monocristalina

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCelda-FV MonocristalinaSilicio solidificado en un solo cristal grandeCortada en un solo cristal de silicioLa produccin es intensiva en energa y consume mucho tiempoMs costoso de fabricarTextura suaveTiras metlicas ms largasDedos ms pequeos

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCelda-FV PolicristalinaSilicio solidificado en muchos cristales pequeosCortado en un bloque de cristales de silicio entrelazadosLa produccin requiere significativamente menos energa y tiempoMenor costo de fabricacinSuperficie reflectante moteada

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCuota de mercado: Policristalina vs. Monocristalina

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedPanel FV / Arreglos FV

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedPanel FV / Arreglos FV

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCurva V-I para diferentes radiaciones

Corriente (A)Voltaje(V)Rango de operacinSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedHoja de Datos

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedDependencia de la temperatura

Corriente (A)Voltaje (V)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedPunto mximo de potenciaPunto de mxima potencia (MPP)azul: Valores caractersticos de un panelrojo: Potenial del panel (voltaje x corriente) en WattEl Punto mximo de potencia no significa el voltaje o corriente mximoMPP se usa para asegurar la potencia mxima de salida

Voltaje U (V)Corriente I (A)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedPuntos calientes (hot spots) y diodo bypassCeldas FV sombreadas son esencialmente resistencias, y podran estar MUY calientesLos diodos bypass son para protecinCurva azul: celdas FV sin sombras Curva verde: celda FV sombreada, con diodo bypass para 18 celdasCurva roja: celda FV sombreada, sin diodo bypassUna celda FV sombreada singnifica una disminucin drstica en la produccin de energa

Voltaje U (V)Corriente I (A)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCorriente de cortocircuito (ISC) no cambiaVoltaje circuito-abierto (Voc) aumenta

Conexin en serieVoltaje U (V)Corriente I (A)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCorriente de cortocircuito (ISC) aumentaVoltaje circuito-abierto (Voc) no cambia

Conexin en paraleloVoltaje U (V)Corriente I (A)SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedFuncionamiento del inversorCorriente continua (CC) entrada de voltaje del arreglo FVLos Interruptores activos aplican voltaje al transformadorEl transformador intensifica el voltaje de entradaLa seal PWM (Pulse-width Modulated) indica el voltaje de salida requerido en el instante El inversor convierte la entrada de CC en voltaje de salida sinusoidalEl controlador inteligente cambia los interruptores activos usando PWM

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Ejemplos de inversoresSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedInterface del inversor

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedInversor TrifsicoDos interruptores activos por fase de salida (seis en total)El interruptor activo es generalmente un transistor IGBTSe usa el principio de PWM para aumentar la eficienciaEl controlador inteligente hace el switching o conmutacin

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedInversores valores caractersticosCorriente de entrada mxima del inversorTensin de corte del inversorPanel FV tiene rango de voltajes de salidaEl voltaje de entrada en CC hacia el inversor no debe exceder los rangos

Corriente de los paneles FV (A)Corriente mxima del inversorRango Inversor de voltaje de entradaVoltaje de los paneles FV (V)Rango de operacin SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedBaterasBateras plomo-cidoBateras de gel Bateras Plomo CristalBateras de NiCdBateras de iones de litioOtras

Hay muchas opciones para elegir. Cmo decidir qu batera es el mejor?

Almacenamiento kWh durante la vida til = Profundidad de descarga x ciclos de tiempo de vida x Vnominal x Inominal

$/kWh = Costo de la batera / Almacenamiento kWh durante la vida til SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedBateras


C10 = 100AhC in AhBaterasSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reserved

BaterasSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedChecklist para la instalacin

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistema para techo inclinado

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedConexiones en cruz

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedAsegurador para lmina trapezoidal

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistema para elevacin en techo

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistema optimizado de balastro

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistemas de campo abierto

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedBatera Plomo-cido + Inversor SMA Sunny Island

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reserved Sistema FV de carga simple

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistema de acumuladores de carga avanzado (Acoplamiento en CD)


AC OUTSMA InverterSistema de acumuladores de carga avanzado (Acoplamiento CA)


Sistema de carga de respaldo con acumuladores o baterasSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reserved

Cableado en serie vs. paralelo

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCC-CA en plantas FV de gran escala

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistemas independiente FVRestaurante (Nelspruit)

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedCableado para Plantas FV en NWU

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedFotos de la instalacin en NWU

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistemas independiente FV

SUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSistema independiente de bateras FV


Sistema independiente de bateras FVSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reserved

Contacto:

SUNfarming GmbHZum Wasserwerk 1215537 Erkner, Alemania

Tel.: +49 (0) 3362 / 8859 120Fax: +49 (0) 3362 / 8859 130www.sunfarming.de [email protected] MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN!Contacto Solar Training Center: Ing. Julius JaegerSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedSUNCYbernetics (Pty) Ltd all rights reserved SUNFARMING South Africa (Pty) Ltd all rights reservedTabelle1

Silicio puro, duro como diamanteSilicio dopado tipo p (con Boro)Silicio dopado tipo n (con Fsforo)aislantetomo de Siliciotomo de Boro con valencia 3tomo de Fsforo valencia 5electrnes fijados a la estructuraespacio (electrn faltante)electrn adicional

Radiacin solarArena p.ex.

n-dotn-dot

++++rea de carga++++0,6 V++++----campo elctrico--------Carga

p-dotp-dotp-dotp-dot

electrons

Tabelle2

Tabelle3

Tabelle4

m1 solar training - introducción fv

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