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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/857| Simulación de una Celda Fotovoltáica por Medio de Elementos Finitos | |
| MARIANA ERIVES CARRASCO | |
| ALBERTO DIAZ DIAZ | |
| Acceso Abierto | |
| Sin Derechos Reservados | |
| Energía solar | |
| En la actualidad el desarrollo de dispositivos para la generación de energía renovable se
está enfocando al aumento de eciencia con bajos costos, logrando así que el uso de energías
renovables llegue a ser más accesible. A lo largo de los años las necesidades energéticas del
hombre han ido creciendo, hasta ahora han sido cubiertas principalmente a través del uso
de combustibles fósiles. Lo anterior ocasiona diversos efectos ambientales negativos sobre el
planeta. Debido a esto, se buscan nuevas tecnologías para la generación de energía. Éstas
nuevas tecnologías han presentado problemas por aspectos tecnológicos o de diseño, políticos,
sociales y económicos, frenando una expansión global.
Una de las energías renovables prometedoras en la actualidad es la energía solar, siendo
ésta inagotable, limpia y aprovechable en el lugar de su producción. Esta energía cuenta
con un amplio desarrollo tecnológico y gran aplicación en el mercado[1]. Ésta se caracteriza
por la transformación de energía solar en electricidad, por medio de celdas fotovoltaicas
integradas en módulos solares. Estos dispositivos han mejorado a lo largo de los años en
cuanto a materiales, eciencia, tamaño, etc. Una de las principales áreas de oportunidad de
mejora que ha presentado esta clase de tecnología son las bajas eciencias que presentan
con respecto a la energía que reciben. Aproximadamente, del 80% de la radiación incidente
disponible en el espectro solar, sólo una pequeña parte es convertida en electricidad, la parte
resultante se convierte en calor siendo ésta la pauta para el aumento de la eciencia[2]. Para
mejorar el funcionamiento de las celdas fotovoltaicas se han modicado los materiales que
las componen así como también se han agregando sistemas de enfriamiento para el control
de temperatura. Tomando en cuenta que el diseño de la celda es uno de los principales
aspectos a considerar para mejorar; los parámetros de mayor importancia a optimizar son
los espesores de las capas de la celda y los materiales. Actualmente, el diseño de dispositivos es por medio de la simulación a través de algún software especializado. La simulación computacional ofrece la posibilidad de optimizar el diseño y dimensionamiento de las celdas fotovoltaicas. Para la simulación de éstas, existen diferentes software entre los que se encuentran: AFORS-HET y AMPS. Éstos simplican la resolución de las ecuaciones que gobiernan el comportamiento de la celda a un problema de una dimensión utilizando el método de diferencias nitas. En estos software, es necesario especicar la temperatura de la celda y tipo de iluminación para simular el funcionamiento de la celda, ademas de considerar las propiedades de los materiales independientes de la temperatura. En este trabajo, se propone un método computacional multifísico completo para predecir el funcionamiento de una celda solar incorporando el cálculo de temperatura, ayudando al diseñador a obtener una simulación realista que sirva para la optimización de sus diseños. Se utiliza el software de elementos nitos COMSOL Multiphysics para la obtención de la tasa de generación de pares electrón-hueco en la celda cuando es expuesta a una luz monocromática. El software MATLAB es utilizado para controlar el COMSOL y lograr calcular la tasa de generación de pares electrón-hueco en la celda cuando es incidida por una luz policromática cualquiera, por ejemplo la proveniente del sol. | |
| 2015-12 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| ENERGÍA | |
| Versión publicada | |
| publishedVersion - Versión publicada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencia y Tecnología Ambiental |
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