Autor: Elvis Hernández
Publicado: Jue 11 de Ene de 2024
Última modificación: Jue 11 de Ene de 2024
Ref:: 2016
¿Qué es el voltaje de circuito abierto de una celda o panel solar fotovoltaico?
El voltaje de circuito abierto se identifica en las hojas de información técnica de las celdas y paneles solares fotovoltaicos como Voc, de sus siglas en inglés voltage open circuit. El Voc es la tensión que se genera entre los terminales positivo y negativo de la celda o panel fotovoltaico cuando éstos están siendo iluminados y no se encuentran conectados a ningún circuito eléctrico. Es importante hace notar que el valor medido del Voc en una celda o panel fotovoltaico específico depende de muchos factores tales como la temperatura a la que se encuentra la celda, la intensidad de la iluminación, la composición espectral de la luz, y por supuesto del tipo de material y método de fabricación utilizado en dichos paneles o celdas.
¿Cómo se mide el Voltaje de circuito abierto Voc del panel o celda solar fotovoltaica?
La medida del Voc es bastante sencilla, y lo único que se requiere es colocar un voltímetro entre los terminales positivo y negativo de la celda o panel solar fotovotlaico y luego exponer a la luz dicha celda o panel solar fotovoltaico.
El valor de tensión medido de esta manera se corresponde con el Voc en esas condiciones específicas. Por ejemplo, si cambia la temperatura el valor del Voc también cambiará.
Los fabricantes dan un valor de Voc en las hojas técnicas que se corresponde a las denominadas “condiciones estándares de medida” o STC (de sus siglas en inglés Standar Test Conditions). Estas condiciones suelen ser una temperatura de celda de 25 ºC, iluminado con un intensidad de luz de unos 1000W/m2, con una luz cuya composición espectral se corresponde con el espectro de irradiacia AM1.0 o AM1.5.
¿Cuál es el origen del Voc en una celda solar fotovoltaica?
Una celda solar fotovoltaica en última instancia es un diodo. Los diodos son dispositivos electrónicos que surgen al unir dos materiales que exhiben propiedades disímiles, y que en el punto de contacto desarrollan una interfase que permite establecer un equilibrio entre ambos materiales. Cuando decimos que se trata de un dispositivo electrónico, nos referimos al hecho de que este tipo de interfase es capaz de controlar el flujo de portadores de carga (corriente eléctrica) entre ambos materiales. Este control del flujo de cargas se logra gracias a la presencia permanente de un campo eléctrico que se genera en la interfase al establecerse el equilibrio entre los dos materiales que se han puesto en contacto.
Los diodos se pueden crear poniendo en contacto una gran diversidad de materiales como por ejemplo dos semiconductores idénticos que exhiben diferentes propiedades eléctricas (homouniones) , o dos semiconductores completamente distintos (heterouniones), o uniendo un semiconductor con un metal (Shottky) , entre muchos otros tipos de estructuras.
Los diodos más conocidos son los diodos tipo pn. Es decir, se han puesto en contacto un material semiconductor que exhibe propiedades tipo p con un material semiconductor que exhibe propiedades tipo n. En un semiconductor tipo n el flujo de carga se da por la presencia en exceso de electrones en el material, mientras que en un material tipo p el flujo de cargas se da por deficiencia de esos electrones. En el punto de contacto de los dos materiales se forma una interfase una vez que se establece el equilibrio, y esta interfase controla el flujo de carga entre ambos materiales gracias a la presencia permanente de un campo eléctrico justo en la unión entre ambos materiales.
La presencia de ese campo eléctrico, junto con el espesor o ancho de la interfase que se ha formado entre ambos materiales en el punto de contacto, determina un potencial mínimo de trabajo para poder mover una carga a través de esa interfase y que pueda generar una corriente eléctrica. En el caso particular de las celdas solares fotovoltaicas, y por ende de los paneles solares fotovoltaicos, el Voc representa a ese potencial de trabajo, y puede ser interpretado como una medida indirecta de la cantidad máxima de trabajo eléctrico que puede hacer la luz para generar una corriente eléctrica en nuestra celda solar fotovoltaica.
Por tanto, el Voc tiene su origen en el campo eléctrico que se genera en la interfase que dan origen al diodo, y es una medida del potencial de trabajo máximo que puede realizar la luz al generar una corriente eléctrica en una celda solar fotovoltaica.