Caracterización óptica de un captador solar PV mediante técnicas de trazado de rayos

Abstract

[spa] Actualmente, el desarrollo de herramientas computacionales para la simulación de captadores solares es de gran interés para la optimización de estos. El presente trabajo tiene por objetivo analizar la estructura y el funcionamiento de un módulo fotovoltaico a modo de poder simular su eficiencia óptica a partir de técnicas de trazados de rayos. En este marco, se realiza un estado del arte de los principales materiales involucrados en la tecnología fotovoltaica, así como el estudio de los modelos ópticos para la interacción radiación-materia más comúnmente usados. Además, se propone un modelo para realizar el cálculo de la respuesta espectral de un dispositivo PV, teniendo en cuenta la dependencia de la longitud de onda en las variables que la presentan. Varios casos son discutidos en función de la estructura que presente el módulo fotovoltaico. Los cálculos son realizados con incidencia normal y a 45º. Además, se realiza el cálculo de la densidad de corriente fotogenerada a partir del resultado de la respuesta espectral.

[eng] Currently, the development of computational tools for the simulation of solar collectors is a matter of interest. In the present work, the goal is to analyze the structure and the behavior of a photovoltaic module in order to simulate its optical efficiency by means of ray tracing techniques. In this context, a state of art of the main materials involved in photovoltaic technology has been drawn up, as well as the most commonly used optical models for radiation-matter interaction were summarized. In addition, a model is proposed to carry out the calculation of the spectral response of a PV device, considering the dependence of the wavelength on the variables that present it. Several cases are discussed depending on the structure of the photovoltaic module. The calculations have been done with normal incidence and with an angle of incidence of 45º. Moreover, the calculations of the photogenerated density current have been performed from the result of the spectral response.