Características de los materiales de un panel solar.

Un panel solar se compone principalmente de capas de materiales, contando las mismas desde la superficie frontal a la posterior podemos citar:

Vidrio. Cubierta frontal EVA. Encapsulante Silicio. Celda fotovoltaica. TEDLAR. Laminado posterior.

Además, los paneles solares cuentan con una placa posterior de PET, y se montan en marcos de aluminio, sin embargo es posible construir un panel solar sin estos componentes para su integración arquitectónica. [*]

[*]DESIGNING PHOTOVOLAIC/THERMAL SOLAR COLLECTORS FOR BUILDING INTEGRATION T.N. Anderson*, M. Duke and J. K. Carson

Figura 3.mat1. Fuente The Fraunhofer Centro de Energía Sustentable. [1]

[1] Dynamic mechanical load testing. Solar Power International Workshops on Bankability Chicago, IL October 21, 2013

Como se muestra en a figura 3.8, una de las combinaciones más simples de capas de polímeros que conforman una celda tenemos la placa de vidrio, eva, celda y posteriormente eva y tedlar. Además debemos incluir en ésta sección las propiedades del cobre y poliuretano ya que componen nuestro sistema de enfriamiento.

Propiedades de la cubierta de vidrio:[2] A thermal model for photovoltaic panels under varying atmospheric conditionsS. Armstrong*, W.G. Hurley. Applied Thermal Engineering 30 (2010)La cubierta de cristal del panel fotovoltaico es de vidrio templado, que a través de un proceso de calentamiento y rápido enfriamiento mejora su resistencia mecánica. El vidrio fotovoltaico (PV) difiere de vidrio convencional. Vidrio utilizado para los edificios tiene una baja transmitancia para mantener el calor y el resplandor del edificio. Sin

embargo, el vidrio de los paneles fotovoltaicos es ultra-claro, con una alta tasa de transmisión y bajo contenido de hierro para aprovechar tanta energía solar como sea posible.

El bajo contenido de hierro entre 100-200 PPM es frecuentemente utilizado en paneles solares y colectores térmicos debido a su alta tasa de transmisividad (~91.6%). Los espesores de son de 3mm; 3,2mm; y 4mm. [3]

[3]http://es.jceco-tech.com/a32mm-normal-tempered-glass-for-solar-panel

Figura 3.a. Fabricación de vidrio templado de bajo contenido de hierro. [3]

Figura 3.b. Vidrio de bajo y alto contenido de hierro se indican arriba y abajo respectivamente. [4]

[4]https://www.guardian.com/es/GuardianVidrio/ProductosVidrio/UltraWhite/index.htm

Finalmente las propiedades que utilzaremos para el vidrio son de la referencia []Glass for Low-CostPhotovoltaic Solar ArraysF.L. Bouquet

.---------

Propiedades del silicio

El EVA

? Las células fotovoltaicas (PV):

? * Capa de EVA: Las células fotovoltaicas se encapsulan en una capa de etileno-acetato de vinilo (EVA) para fijar las células fotovoltaicas a la cubierta de vidrio y el material de encapsulación posterior, proporcionando resistencia a la humedad y el aislamiento eléctrico.

Propiedades del Tedlar

El Tedlar es fluoruro de polivinilo (PVF). Una vez obtenido el conjunto de células encapsuladas en EVA, se recubren, por encima y debajo, con láminas de Tedlar dependiendo del fabricante. El fin de estas láminas es proteger a las células

fotovoltaicas de los efectos degradantes de la radiación ultravioleta y, sirve como aislante eléctrico.

Una forma de reducir el costo de la lámina posterior mantenimiento de un buen comportamiento y la durabilidad es utilizando una sola capa de fluoruro de polivinilo. En este caso, la estructura de capas está formada principalmente por TEDLAR® o KYNAR®. Esta capa es foto estable y proporciona aislamiento adicional y protección contra la humedad para las capas FV.

Los materiales que componen nuestro sistema de enfriamiento son cobre y poliuretano, y sus datos se encuentran comúnmente en catálogos comerciales y tablas de manuales técnicos por lo cual no hay diferencia significativa de sus propiedades.

Propiedades del cobre [Nacobre]

Las tuberías de cobre al ser fabricadas por extrusión y estiradas en frío. Su fabricación por extrusión que permite tubos de una sola pieza, sin costura y de paredes lisas y tersas, asegura la resistencia a la presión de manera uniforme y un mínimo de pérdidas de presión por fricción en la conducción de fluidos.

Utilizaremos una tubería de cobre tipo M rígido para instalaciones hidráulicas de agua fría y caliente, para casas, edificios y aplicaciones en general donde las presiones de servicio sean bajas.

Las tuberías de cobre y su uso en las instalaciones sanitarias presentan las siguientes características:

Resistencia a la corrosión: Resistencia mecánica a las presiones internas de trabajo al ser sin costura. Alta conductividad térmica. Facilidad de unión por soldadura y/o uniones. La sencillez del proceso para montaje de los tubos y acoplamiento.

La placa de cobre. Aunque los estudios previos discutieron examinaron refrigeración de módulos fotovoltaicos de placa plana, Tonui y Tripanagnotopoulos (2007, ayb) demostró que una serie de simples alteraciones de bajo coste podría hacer para Pvt calentadores de aire para mejorar su rendimiento. Ellos mostraron que mediante la adición de aletas a la parte posterior del módulo PV que podrían mejorar la eficiencia eléctrica y térmica de sus sistemas de PVT. También descubrieron que, utilizando un sistema como el de Hegazy, mediante la adición de una hoja delgada de metal en el paso de aire detrás del módulo PV la eficiencia eléctrica y térmica se han mejorado.

La densidad, el calor específico, la conductividad térmica, y el espesor de cada capa y componentes del sistema de enfriamiento se muestran en la Tabla 1. Las propiedades de los materiales del panel PV se supone que son independientes de la temperatura.

Caracterización de materiales          Calor Conductividad

Densidad especifico térmica Emisividad Espesor Material Kg/m3 J/kg-K W/m2-K - mm

Vidrio 2700 833 0,81 0,9 3.2Poliuretano rígido (PUR) 35 1400 0,024 0,9 5*Etileno vinil acetato (EVA) 930 1400 0,36 - 0.5-1**Fluoruro de polivinilo (TEDLAR) 1370 1010 0,23 -

Silicio 2330 677 148 - 0.3Cobre 8978 381 400 - 1.2*Espesor mínimo alrededor del tubo.**Espesor superior y posterior a la celda 1mm 0.5mm respectivamente.

Referencias

[1] Dynamic mechanical load testing. Solar Power International Workshops on Bankability Chicago, IL October 21, 2013[2] A thermal model for photovoltaic panels under varying atmospheric conditionsS. Armstrong*, W.G. Hurley. Applied Thermal Engineering 30 (2010)

[3]http://es.jceco-tech.com/a32mm-normal-tempered-glass-for-solar-panel[4]https://www.guardian.com/es/GuardianVidrio/ProductosVidrio/UltraWhite/index.htm

[] Glass for Low-Cost Photovoltaic Solar Arrays. F.L. Bouquethttp://www2.jpl.nasa.gov/adv_tech/photovol/ppr_75-80/Glass%20for%20PV%20Arrays_5101-147_JPL1980.pdf

[5] Manual técnico Nacobre. http://www.nacobre.com.mx/download/ayudas/manual_tecnico_cobre.pdf

Gráficos

http://www.bridgestonenewsroom.eu/stories/5880-bridgestone-to-increase-production-capacity-of-adhesive-film-for-solar-modules

https://iloveprado.wordpress.com/2014/12/10/e_n_e_r_g_y-of-the-project-detail/

http://www.bridgestonenewsroom.eu/stories/5880-bridgestone-to-increase-production-capacity-of-adhesive-film-for-solar-modules