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ENERGÍA FOTOVOLTAICA – Dr. Ricardo Guerrero Lemus
LAS ENERGÍAS RENOVABLES: UNA APUESTA DE FUTURO EN LAS ISLASUniversidad Ambiental de La Palma: Cursos de Verano. Los Llanos de Aridane, 17 – 21 de septiembre de 2007
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Dr. Ricardo Guerrero Lemus
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ASPECTOS ECONÓMICOS DE LA ENERGÍA – Dr. Ricardo Guerrero Lemus
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DISEÑO DEL CONTACTO METÁLICO SUPERFICIAL:
• Debe definirse un compromiso entre la resistencia del contacto y la sombra a la célula.
• La corriente fluye desde el volumen perpendicularmente a la superficie, y luego lateralmente hasta los contactos.
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LÍNEA DE PRODUCCIÓN:
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• Esquema básico de célula GaAs/AlGaAs
-Lámina antirreflejante-Unión p-n de gap mayor-Unión túnel-Unión p-n de gap menor
CONFIGURACIÓN BÁSICA DE UNA CÉLULA MULTIUNIÓN:
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• Sección transversal detallada de la célula fotovoltaica tándem.
• crecimiento de 13 capas MBE.
• InGaP/GaAs/InGaAs 1 cm2, 33.3% (record mundial).
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• El gap del compuesto In1-xGaxN puede recorrer prácticamente todo el espectro solar.
• Esto significa no cambiar de aleación para cubrir todo el espectro en una célula tándem(0.7 – 3.4 eV).
• Evita problemas de desapareamiento de red.
• Gran capacidad calorífica (espacio).
• Métodos de fabricación introducen muchos defectos.
(Berkeley, 20.11.2002)
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CÉLULAS DE ALTA EFICIENCIA:
(i) óxidos térmicos a alta temperatura para la pasivaciónde ambas superficies,
(i) una unión p-n difundida por debajo de la superficie superior,(ii) técnicas litográficas para los contactos metálicos y pirámides invertidas,(iii) y un contacto local trasero con dopaje modulado (back surface field),
se ha llegado a alcanzar una eficiencia de conversión energética en laboratorio para células solares de silicio del 24.7% de 4 cm2 (PERL:passivated emitter and rear locally diffused); aunque resultan muy caras para aplicaciones terrestres.
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ESQUEMA DEL PROCESO:
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LECCIÓN 13: CÉLULAS FOTOVOLTAICAS DE TERCERA GENERACIÓN
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CONCENTRADORES:
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MÓDULOS:
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INVERSORES:
• 96% eficiencia, 0.3 – 1 €/W.
•75% sistemas PV aislados (1992) ⇒ 75% conectados a red (2001).
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POTENCIA INSTALADA:
Mundial (2004): 4 GWpMundial (2005): 5 GWp (86 % en Alemania, Japón y Estados Unidos).Europa (2005): 1793,5 MWp = 600.000 hogares (hipótesis de consumo medio por hogar de 3000 kW·h/año, sin considerar la calefacción eléctrica).
POTENCIA INSTALADA EN EUROPA EN UN AÑO:
2004: 546 MWp2005: 645,3 MWp (incremento del 18,2 %).
CUELLO DE BOTELLA: SILICIO
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Evolución de costes
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Precio del módulo fotovoltaico:
ITER: ~ 7m2/kWp (plantas 100 kWp)
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Precio del silicio:
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Sistema fotovoltaico conectado a red:
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