caracterización de una celda solar

12
Oscar Ruiz Cigarrillo Esdras Terranova Azuara Juarez Gabriela Flores Rangel Caracterizacion de una celda solar

Upload: gabriela-flores-rangel

Post on 24-Apr-2017

230 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Caracterización de una Celda Solar

Oscar Ruiz Cigarrillo Esdras Terranova Azuara Juarez

Gabriela Flores Rangel

Caracterizacion de una celda solar

Page 2: Caracterización de una Celda Solar

Principios de una celda solar. �  El control de instalaciones fotovoltaicas de modo

eficiente exige un conocimiento preciso de las características I-V y P-V de los módulos fotovoltaicos.

�  Estas curvas permiten situar el punto de máxima transferencia de potencia del modulo.

2/2 www.ni.com

)LJXUH����([DPSOH�RI�D�7HVW�6\VWHP�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ

)LUVW��D�OLJKW�VRXUFH�SURYLGHV�LQFLGHQW�UDGLDWLRQ�WR�H[FLWH�WKH�VRODU�SDQHO���1H[W��DQ�608�VXFK�DV�WKH�3;,������LV�XVHG�WR�VZHHS�WKH�YROWDJH�DQG�PHDVXUH�WKH�FXUUHQW�IURP�WKH�39�FHOO�RUPRGXOH��$GGLWLRQDOO\��VHYHUDO�VHQVRUV�DUH�UHTXLUHG�WR�PHDVXUH�WKH�DPELHQW�FRQGLWLRQV�LQ�ZKLFK�WKH�WHVW�LV�FRQGXFWHG���$�OLJKW�LQWHQVLW\�PHWHU��RU�S\UDQRPHWHU��LV�XVHG�WR�PHDVXUH�WKH�LUUDGLDQFH�RIWKH�LQFLGHQW�OLJKW�DQG�D�WHPSHUDWXUH�VHQVRU��WKHUPRFRXSOH��WKHUPLVWRU��RU�57'��LV�QHHGHG�WR�REWDLQ�WKH�WHPSHUDWXUH�DW�ZKLFK�WKH�WHVW�LV�FRQGXFWHG��$�GDWD�DFTXLVLWLRQ�V\VWHP�ZLWK�DQDORJ�LQSXWFDSDELOLWLHV��VXFK�DV� ���LV�WKHQ�XVHG�WR�DFTXLUH�WKHVH�VHQVRU�PHDVXUHPHQWV�DQG��DORQJ�ZLWK�WKH�608��LQWHUIDFH�ZLWK�D�FRPSXWHU��6RIWZDUH�VXFK�DV�/DE9,(:�LV1,�0�6HULHV�GDWD�DFTXLVLWLRQ��'$4XVHG�WR�DFTXLUH��DQDO\]H��DQG�GLVSOD\�WKH�UHVXOWV�RI�WKH�,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�WHVWV�DQG�DVVHVV�WKH�PDLQ�SHUIRUPDQFH�SDUDPHWHUV�IRU�WKH�VRODU�SDQHO�

$�FRROLQJ�V\VWHP�FDQ�EH�DGGHG�WR�FRXQWHU�EDODQFH�WKH�KHDWLQJ�IURP�WKH�OLJKW�VRXUFH�E\�PDLQWDLQLQJ�WKH�DPELHQW�WHPSHUDWXUH�DQG�WKH�WHPSHUDWXUH�RI�WKH�VRODU�FHOO�

608�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ

$Q� �LV�D�SUHFLVLRQ�SRZHU�VRXUFLQJ�LQVWUXPHQW�WKDW�SURYLGHV�YROWDJH�DQG�FXUUHQW�VRXUFLQJ�DQG�PHDVXUHPHQW�UHVROXWLRQ�DW�RU�EHORZ���P9�DQG����$��UHVSHFWLYHO\��,Q�DGGLWLRQ��608V�IHDWXUH�D608IRXU�TXDGUDQW�RXWSXW�WKDW�FDQ�ERWK�VRXUFH�DQG�VLQN�FXUUHQW�DQG�YROWDJH�IRU�WHVWLQJ�HLWKHU�IRUZDUG�RU�UHYHUVH�39�FKDUDFWHULVWLFV��$Q�H[DPSOH�RI�DQ�608�LV�WKH� ��3;,�����

)LJXUH����3;,������3RZHU�608

:LWK�WKH� ��\RX�FDQ�SHUIRUP�VZHHSV�RI�ERWK�FXUUHQW�DQG�YROWDJH�WR�GHWHUPLQH�WKH�,9�FKDUDFWHULVWLFV�RI�39�FHOOV�RU�PRGXOHV�DQG�GLRGHV��7KLV�PRGXOH�FDQ�VLQN�XS�WR����:�DQG3;,������3RZHU�608KDV�LVRODWHG�RXWSXWV�FDSDEOH�RI�VRXUFLQJ�XSWR�����9�DQG���$��,W�DOVR�KDV�D���Q$�FXUUHQW�PHDVXUHPHQW�UHVROXWLRQ�UDWLQJ��DQG�SURYLGHV�VRIWZDUH�VHOHFWDEOH�RXWSXW�FDSDFLWDQFH�WR�HQKDQFH�VWDELOLW\��1,608V�DUH�VKLSSHG�ZLWK�UHDG\�WR�UXQ� �H[DPSOH�SURJUDPV�IRU�SHUIRUPLQJ�,9�VZHHSV�/DE9,(:

,W�LV�SRVVLEOH�WR�FDVFDGH�PXOWLSOH� �LQ�VHULHV�WR�DWWDLQ�ODUJHU�YROWDJHV�ZKHQ�VRXUFLQJ�SRZHU��IRU�UHYHUVH�ELDV�WHVWV��3;,������3RZHU�608V

,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�FRGH�XVLQJ�WKH� �LV�DYDLODEOH�DW� �3;,������3RZHU�608 7RRONLW�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ�RI�3KRWRYROWDLF�&HOOV

2WKHU�7HVW�6\VWHP�2SWLRQV

,Q�SODFH�RI�WKH� ��RWKHU�WKLUG�SDUW\�608V�ZLWK�D�*3,%�LQWHUIDFH�PD\�EH�XVHG�WKDW�PHHW�UHTXLUHG�VSHFLILFDWLRQV�IRU�39�WHVWLQJ��'ULYHUV�IRU�WKHVH�WKLUG�SDUW\�LQVWUXPHQWV�VSHFLILFDOO\3;,������3RZHU�608FUHDWHG�IRU�1,�VRIWZDUH�FDQ�EH�IRXQG�DW�WKH� �SRUWDO��,QVWUXPHQW�'ULYHU�1HWZRUN

6XPPDU\

7KLV�VHFWLRQ�JDYH�DQ�H[DPSOH�RI�D�WHVW�V\VWHP�WR�FKDUDFWHUL]H�WKH�,�9�UHVSRQVH�RI�39��VRODU��FHOOV��0RUH�LQIRUPDWLRQ�DERXW�SKRWRYROWDLF�FHOOV�DQG�,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�WKHRU\�FDQ�EH�IRXQG�LQ�WKHSUHYLRXV�WZR�SDUWV�RI�WKLV�WXWRULDO�

3DUW�,�±�3KRWRYROWDLF�&HOO�2YHUYLHZ

3DUW�,,�±�3KRWRYROWDLF�&HOO�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ�7KHRU\�DQG�/DE9,(:�$QDO\VLV�&RGH

�/HJDO7KLV�WXWRULDO��WKLV��WXWRULDO���ZDV�GHYHORSHG�E\�1DWLRQDO�,QVWUXPHQWV���1,����$OWKRXJK�WHFKQLFDO�VXSSRUW�RI�WKLV�WXWRULDO�PD\�EH�PDGH�DYDLODEOH�E\�1DWLRQDO�,QVWUXPHQWV��WKH�FRQWHQW�LQ�WKLV�WXWRULDO�PD\QRW�EH�FRPSOHWHO\�WHVWHG�DQG�YHULILHG��DQG�1,�GRHV�QRW�JXDUDQWHH�LWV�TXDOLW\�LQ�DQ\�ZD\�RU�WKDW�1,�ZLOO�FRQWLQXH�WR�VXSSRUW�WKLV�FRQWHQW�ZLWK�HDFK�QHZ�UHYLVLRQ�RI�UHODWHG�SURGXFWV�DQG�GULYHUV��7+,678725,$/�,6�3529,'('��$6�,6��:,7+287�:$55$17<�2)�$1<�.,1'�$1'�68%-(&7�72�&(57$,1�5(675,&7,216�$6�025(�63(&,),&$//<�6(7�)257+�,1�1,�&206�7(506�2)�86(��

��KWWS���QL�FRP�OHJDO�WHUPVRIXVH�XQLWHGVWDWHV�XV�

2/2 www.ni.com

)LJXUH����([DPSOH�RI�D�7HVW�6\VWHP�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ

)LUVW��D�OLJKW�VRXUFH�SURYLGHV�LQFLGHQW�UDGLDWLRQ�WR�H[FLWH�WKH�VRODU�SDQHO���1H[W��DQ�608�VXFK�DV�WKH�3;,������LV�XVHG�WR�VZHHS�WKH�YROWDJH�DQG�PHDVXUH�WKH�FXUUHQW�IURP�WKH�39�FHOO�RUPRGXOH��$GGLWLRQDOO\��VHYHUDO�VHQVRUV�DUH�UHTXLUHG�WR�PHDVXUH�WKH�DPELHQW�FRQGLWLRQV�LQ�ZKLFK�WKH�WHVW�LV�FRQGXFWHG���$�OLJKW�LQWHQVLW\�PHWHU��RU�S\UDQRPHWHU��LV�XVHG�WR�PHDVXUH�WKH�LUUDGLDQFH�RIWKH�LQFLGHQW�OLJKW�DQG�D�WHPSHUDWXUH�VHQVRU��WKHUPRFRXSOH��WKHUPLVWRU��RU�57'��LV�QHHGHG�WR�REWDLQ�WKH�WHPSHUDWXUH�DW�ZKLFK�WKH�WHVW�LV�FRQGXFWHG��$�GDWD�DFTXLVLWLRQ�V\VWHP�ZLWK�DQDORJ�LQSXWFDSDELOLWLHV��VXFK�DV� ���LV�WKHQ�XVHG�WR�DFTXLUH�WKHVH�VHQVRU�PHDVXUHPHQWV�DQG��DORQJ�ZLWK�WKH�608��LQWHUIDFH�ZLWK�D�FRPSXWHU��6RIWZDUH�VXFK�DV�/DE9,(:�LV1,�0�6HULHV�GDWD�DFTXLVLWLRQ��'$4XVHG�WR�DFTXLUH��DQDO\]H��DQG�GLVSOD\�WKH�UHVXOWV�RI�WKH�,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�WHVWV�DQG�DVVHVV�WKH�PDLQ�SHUIRUPDQFH�SDUDPHWHUV�IRU�WKH�VRODU�SDQHO�

$�FRROLQJ�V\VWHP�FDQ�EH�DGGHG�WR�FRXQWHU�EDODQFH�WKH�KHDWLQJ�IURP�WKH�OLJKW�VRXUFH�E\�PDLQWDLQLQJ�WKH�DPELHQW�WHPSHUDWXUH�DQG�WKH�WHPSHUDWXUH�RI�WKH�VRODU�FHOO�

608�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ

$Q� �LV�D�SUHFLVLRQ�SRZHU�VRXUFLQJ�LQVWUXPHQW�WKDW�SURYLGHV�YROWDJH�DQG�FXUUHQW�VRXUFLQJ�DQG�PHDVXUHPHQW�UHVROXWLRQ�DW�RU�EHORZ���P9�DQG����$��UHVSHFWLYHO\��,Q�DGGLWLRQ��608V�IHDWXUH�D608IRXU�TXDGUDQW�RXWSXW�WKDW�FDQ�ERWK�VRXUFH�DQG�VLQN�FXUUHQW�DQG�YROWDJH�IRU�WHVWLQJ�HLWKHU�IRUZDUG�RU�UHYHUVH�39�FKDUDFWHULVWLFV��$Q�H[DPSOH�RI�DQ�608�LV�WKH� ��3;,�����

)LJXUH����3;,������3RZHU�608

:LWK�WKH� ��\RX�FDQ�SHUIRUP�VZHHSV�RI�ERWK�FXUUHQW�DQG�YROWDJH�WR�GHWHUPLQH�WKH�,9�FKDUDFWHULVWLFV�RI�39�FHOOV�RU�PRGXOHV�DQG�GLRGHV��7KLV�PRGXOH�FDQ�VLQN�XS�WR����:�DQG3;,������3RZHU�608KDV�LVRODWHG�RXWSXWV�FDSDEOH�RI�VRXUFLQJ�XSWR�����9�DQG���$��,W�DOVR�KDV�D���Q$�FXUUHQW�PHDVXUHPHQW�UHVROXWLRQ�UDWLQJ��DQG�SURYLGHV�VRIWZDUH�VHOHFWDEOH�RXWSXW�FDSDFLWDQFH�WR�HQKDQFH�VWDELOLW\��1,608V�DUH�VKLSSHG�ZLWK�UHDG\�WR�UXQ� �H[DPSOH�SURJUDPV�IRU�SHUIRUPLQJ�,9�VZHHSV�/DE9,(:

,W�LV�SRVVLEOH�WR�FDVFDGH�PXOWLSOH� �LQ�VHULHV�WR�DWWDLQ�ODUJHU�YROWDJHV�ZKHQ�VRXUFLQJ�SRZHU��IRU�UHYHUVH�ELDV�WHVWV��3;,������3RZHU�608V

,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�FRGH�XVLQJ�WKH� �LV�DYDLODEOH�DW� �3;,������3RZHU�608 7RRONLW�IRU�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ�RI�3KRWRYROWDLF�&HOOV

2WKHU�7HVW�6\VWHP�2SWLRQV

,Q�SODFH�RI�WKH� ��RWKHU�WKLUG�SDUW\�608V�ZLWK�D�*3,%�LQWHUIDFH�PD\�EH�XVHG�WKDW�PHHW�UHTXLUHG�VSHFLILFDWLRQV�IRU�39�WHVWLQJ��'ULYHUV�IRU�WKHVH�WKLUG�SDUW\�LQVWUXPHQWV�VSHFLILFDOO\3;,������3RZHU�608FUHDWHG�IRU�1,�VRIWZDUH�FDQ�EH�IRXQG�DW�WKH� �SRUWDO��,QVWUXPHQW�'ULYHU�1HWZRUN

6XPPDU\

7KLV�VHFWLRQ�JDYH�DQ�H[DPSOH�RI�D�WHVW�V\VWHP�WR�FKDUDFWHUL]H�WKH�,�9�UHVSRQVH�RI�39��VRODU��FHOOV��0RUH�LQIRUPDWLRQ�DERXW�SKRWRYROWDLF�FHOOV�DQG�,�9�FKDUDFWHUL]DWLRQ�WKHRU\�FDQ�EH�IRXQG�LQ�WKHSUHYLRXV�WZR�SDUWV�RI�WKLV�WXWRULDO�

3DUW�,�±�3KRWRYROWDLF�&HOO�2YHUYLHZ

3DUW�,,�±�3KRWRYROWDLF�&HOO�,�9�&KDUDFWHUL]DWLRQ�7KHRU\�DQG�/DE9,(:�$QDO\VLV�&RGH

�/HJDO7KLV�WXWRULDO��WKLV��WXWRULDO���ZDV�GHYHORSHG�E\�1DWLRQDO�,QVWUXPHQWV���1,����$OWKRXJK�WHFKQLFDO�VXSSRUW�RI�WKLV�WXWRULDO�PD\�EH�PDGH�DYDLODEOH�E\�1DWLRQDO�,QVWUXPHQWV��WKH�FRQWHQW�LQ�WKLV�WXWRULDO�PD\QRW�EH�FRPSOHWHO\�WHVWHG�DQG�YHULILHG��DQG�1,�GRHV�QRW�JXDUDQWHH�LWV�TXDOLW\�LQ�DQ\�ZD\�RU�WKDW�1,�ZLOO�FRQWLQXH�WR�VXSSRUW�WKLV�FRQWHQW�ZLWK�HDFK�QHZ�UHYLVLRQ�RI�UHODWHG�SURGXFWV�DQG�GULYHUV��7+,678725,$/�,6�3529,'('��$6�,6��:,7+287�:$55$17<�2)�$1<�.,1'�$1'�68%-(&7�72�&(57$,1�5(675,&7,216�$6�025(�63(&,),&$//<�6(7�)257+�,1�1,�&206�7(506�2)�86(��

��KWWS���QL�FRP�OHJDO�WHUPVRIXVH�XQLWHGVWDWHV�XV�

Page 3: Caracterización de una Celda Solar

Objetivo Aplicar los Metodos Numericos en un fenomeno fisico, en este caso en la caracterizacion de una celda solar.

Ajuste de minimos cuadrados:

Para conocer la tendencia de la curva caracteristica.

(voltaje – corriente)

Integral por el metodo de Simpson

Para conocer la potencia que la celda solar suministra.

Encontrar las raices con Newton

Para encontrar el maximo voltaje y corriente.

Page 4: Caracterización de una Celda Solar

�  Se utilizara PIC 16F877A programado para la captura de los datos (voltaje y corriente), y comunicacion serial para hacer mas eficiente el proceso.

Desarrollo de experimento.

Page 5: Caracterización de una Celda Solar

Experimentacion �  La hora del dia en la que tenemos la irradiancia

optima para nuestra aplicacion es las 12.00pm (momento en la que se desarrollo el experimento)

�  La temperatura registrada: 41 oC.

�  Area de la celda: _______

Page 6: Caracterización de una Celda Solar

�  Montado nuestro sistema, nos dedicamos a obtener los datos de voltaje que se genera por la celda solar, y la intensidad de la misma.

Page 7: Caracterización de una Celda Solar

Que obtuvimos?

Page 8: Caracterización de una Celda Solar

Con la obtencion de datos , y un ajuste por minimos cuadrados.

Se obtiene la curva caracteristica

Page 9: Caracterización de una Celda Solar

Aplicando la integral por el metodo de simpson. Se obtiene la potencia de la celda solar.

Page 10: Caracterización de una Celda Solar

Parametros importantes para la caracterizacion de la celda.

Page 11: Caracterización de una Celda Solar

Conclusiones.

�  Aplicamos los tres metodos numericos en un fenomenos fisico util, teniendo como base nuestros conocimientos electronicos y de fisica.

�  Todo análisis que se realice a una instalación fotovoltaica debe comenzar por su curva I-V, ya que define todos sus puntos característicos.

�  De esta manera podemos analizar otros modulos y conocer su caracterizacion con lo implementado en este proyecto.

Page 12: Caracterización de una Celda Solar

Gracias.