Construcción y puesta a punto de un equipo para prueba del estrés termo-mecánico de células solares de concentración

Pérez Fernández, Valentín (2014). Construcción y puesta a punto de un equipo para prueba del estrés termo-mecánico de células solares de concentración. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Telecomunicación (UPM).

Descripción

Título: Construcción y puesta a punto de un equipo para prueba del estrés termo-mecánico de células solares de concentración
Autor/es:
  • Pérez Fernández, Valentín
Director/es:
  • Sala Pano, Gabriel
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Fecha: 9 Mayo 2014
Materias:
Palabras Clave Informales: Sistemas de concentración fotovoltaica, receptores CPV, estrés térmico, estrés mecánico, degradación, fiabilidad, ciclo térmico, ciclo luminoso, IEC 62108
Escuela: E.T.S.I. Telecomunicación (UPM)
Departamento: Electrónica Física
Licencias Creative Commons: Ninguna

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Resumen

El ciclo térmico natural de la célula y receptores en módulos CPV (Concentrated PhotoVoltaic) es considerado un punto débil en la operación de campo real de estos dispositivos, así como la fluctuación entre valores altos y bajos de niveles de irradiancia incidente en la célula, comúnmente causadas por nubes, produce un estrés termo-mecánico que puede ser motivo de fallo. La normativa IEC 6218 ha tenido en cuenta esta serie de problemas a la hora de diseñar una norma de calificación y homologación para módulos CPV. En concreto, este proyecto se va a basar en el test denominado "Thermal cycling test" que realiza un ciclo térmico en la base de la célula mientras se le inyectan pulsos de corriente. Sin embargo, este método produce un nivel de estrés un 50% menor que el estrés real en condiciones nominales. En este proyecto se diseña e implementa la máquina LYSS (Light cYcling Stress Source) que trata de realizar dos tipos de ciclos basados en el definido en la IEC 62108 con la variación de utilizar pulsos de luz directa a muy alta irradiancia focalizada en la parte activa de la célula en lugar de los pulsos de corriente mencionados. Con este método se pretende acelerar el proceso de degradación en la célula de manera que en tan solo 2 meses se pueda producir la misma que en 30 años de vida útil de la célula. En el primer tipo de ciclo la temperatura permanece constante durante la ejecución de los pulsos de luz y, en el segundo se realiza un ciclo térmico que varía entre una temperatura mínima y otra máxima durante estos pulsos. Además, se establece un criterio de fallo basado en la estimación de la resistencia serie de la célula a partir de los valores de su curva característica IV en condiciones de oscuridad. La metodología del proyecto realizado consiste en realizar un estudio detallado para identificar los componentes necesarios para construir la máquina, adquirirlos, llevar a cabo el montaje de éstos para que la máquina pueda implementar los ciclos diseñados, realizar los experimentos necesarios para caracterizar los diferentes dispositivos que componen la máquina, programar una aplicación de control, monitorización y adquisición de datos que comande la máquina, realizar una serie de pruebas basadas en uno de los ciclos térmico-luminosos diseñados a receptores solares de concentración reales y, por último, observar la degradación que se pudiera producirse en ésta conforme aumenta el número de ciclos realizados analizando su curva IV en condiciones de oscuridad y obteniendo conclusiones sobre la fiabilidad de la célula y/o el receptor CPV.

Más información

ID de Registro: 26748
Identificador DC: http://oa.upm.es/26748/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:26748
Depositado por: Valentín Pérez Fernández
Depositado el: 29 May 2014 06:38
Ultima Modificación: 22 Sep 2014 11:42
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