Al intentar medir la salida actual de un panel solar, he cortocircuitado involuntariamente el panel.
¿Dañé el panel? ¿Cómo puedo probar si todo está bien?
No, no dañarás un panel solar al conectarlo en corto. Los paneles solares están diseñados para funcionar continuamente muy cerca de su corriente de cortocircuito.
Una buena prueba rápida de un panel solar es ejecutarlo en cortocircuito en un amperímetro. Si bien es concebible que un panel solar pueda dañarse mientras funciona en cortocircuito, si lo hace, entonces está defectuoso y también habría sido dañado al operarlo en su punto de máxima potencia de diseño. El punto de funcionamiento óptimo de un panel solar suele ser aproximadamente el 90% o más de su corriente de cortocircuito y aproximadamente del 70% al 85% de su voltaje de circuito abierto. Cuanto más eficiente sea un panel, mayor será su voltaje de funcionamiento óptimo como porcentaje del voltaje de circuito abierto. (El óptimo suele ser aproximadamente el 85% de Voc).
La diferencia en la disipación en el panel entre el punto de operación óptimo y cortocircuito es tan cercana a ser la misma que es insignificante. Esto se debe a que un panel solar está cerca de ser una fuente de corriente constante: está diseñado para funcionar muy cerca de la corriente de cortocircuito.
El siguiente diagrama muestra las características típicas de un panel solar.
El término técnico para "nivel de luz solar" es "insolación". El diagrama de la izquierda muestra el resultado de variar el nivel de luz o insolación: 1000 vatios por metro cuadrado suele usarse para las especificaciones de potencia nominal. La insolación máxima real suele ocurrir al mediodía en mitad del verano y puede ser un poco menos de 1000 W/metro^2 hasta alrededor de 1300 W/m^W en algunas ubicaciones. No dicen cuál es la temperatura, pero esta será constante en cada caso: generalmente se usa 25 grados Celsius para fines de comparación.
El diagrama de la derecha muestra el resultado de variar la temperatura del panel cuando está expuesto a plena luz del sol.
En todos los casos, se verá que la corriente del panel es muy constante en cualquier curva elegida, mientras que el voltaje varía en todo su rango. Un voltaje de 0 (en el lado izquierdo) corresponde a un cortocircuito, y el voltaje máximo (en el lado derecho) corresponde a un circuito abierto.
A medida que el panel comienza a cargarse, el voltaje disminuye y la corriente aumenta rápidamente hasta casi llegar a su valor de cortocircuito a medida que se aplica más carga. Para la gran mayoría de su rango, la corriente está muy cerca de su valor de cortocircuito.
El siguiente diagrama muestra la relación corriente-voltaje más la potencia producida en diferentes niveles de insolación.
Observa la curva roja como ejemplo de las implicaciones. A medida que la carga aumenta desde el circuito abierto (aproximadamente V=44 voltios, I= 0 amperios) hasta el cortocircuito (V=0, I=5.2), la curva de potencia roja inicialmente sube rápidamente, de 0 vatios a 44 voltios a 150 vatios a 40 voltios, luego alcanza un pico de aproximadamente 36V/5.8A, y luego desciende gradualmente a medida que se reduce aún más el voltaje. El valor máximo de la curva de potencia se llama MPP (Punto de Máxima Potencia) y es el punto en el que se puede extraer la máxima energía del panel. Ten en cuenta que en este punto la corriente ha comenzado a disminuir notablemente pero no significativamente desde su valor de cortocircuito. I= 5.2A en cortocircuito y 4.8A en MPP. Por lo tanto, en MPP I =s 4.8/5.2 = 92% de I_cortocircuito.
En MPP V = 36 V o 36/44 = 82% de su valor de circuito abierto. Si este panel se operara en cortocircuito, la corriente solo sería aproximadamente un 10% más que cuando se ejecuta en su MPP. Como se puede ver en las curvas roja/naranja/azul, tanto la corriente como el voltaje en los que ocurre el MPP varían a medida que se modifica la insolación. Cargar el panel de modo que se alcance el punto de carga MP en todos los niveles de insolación se denomina MPPT (Seguimiento del Punto de Máxima Potencia - todo un tema nuevo).
Aquí tienes un debate extremadamente bueno sobre el uso de la energía solar - que vale la pena revisar.
Este es un sitio solar útil que es la fuente del primer diagrama arriba
+1 Gran detalle proporcionado. Trabajé en muchos proyectos de PV mientras estaba en la universidad y debo decir que clavaste los puntos clave aquí.
Aquí hay un video con un chico probando paneles. Está utilizando un multímetro normal y corriente (marca All Sun, casualmente) para probar un montón de paneles que acababa de traer a casa en su camioneta. Probó Voc (voltaje de circuito abierto) usando el rango de 100VDC del medidor y luego Isc (corriente de cortocircuito) usando el rango de 10A, lo que básicamente pone un cortocircuito en los terminales. Obtuvo lecturas cercanas a las especificaciones del panel, así que todo bien. Nada explotó y ningún animal resultó herido ;-)
¿Sigue produciendo voltaje cuando se le ilumina?
Creo que la resistencia interna es lo suficientemente alta como para que no pueda ser dañada por un cortocircuito.
De hecho, las celdas solares se clasifican por su corriente de cortocircuito.
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