Evaluación y desarrollo de técnicas para la caracterización de sistemas fotovoltaicos a sol real

Abstract

La obtención de la curva característica Corriente-Tensión (I-V) de un dispositivo fotovoltaico es el experimento esencial que permite obtener la mayor información sobre su comportamiento. A lo largo de esta Tesis Doctoral se ha pretendido aportar soluciones a las principales limitaciones de los actuales sistemas de caracterización FV comerciales. Como resultados más destacados, indicar que se han desarrollado dos sistemas abiertos y fácilmente reproducibles por la comunidad científica. El primero, a partir de instrumentación de laboratorio de propósito general y de plataformas de hardware libre. El segundo, diseñado y construido exclusivamente a partir de plataformas de hardware libre y diseños electrónicos propios. Se destaca que, éste último, presenta una muy alta precisión a pesar de que su coste es muy reducido. Como caso de aplicación, se han implementado en el software de control y tratamiento de datos varios métodos sencillos de extracción de parámetros y se ha analizado su grado de validez a la hora de caracterizar sistemas fotovoltaicos de tercera generación basados en células tándem. También se ha culminado un estudio más extenso del comportamiento de cada uno de estos parámetros en comparación entre tecnologías FV de silicio monocristalino y células tándem.

Obtaining the characteristic curve Current - Voltage (I-V) of a photovoltaic device is the essential experiment that provides the most information about its behavior. This PhD thesis aims to provide solutions to the main limitations of current commercial PV characterization systems. As the most outstanding results, two systems have been developed that are open and easily reproducible by the scientific community. The first one, from general purpose laboratory instrumentation and free hardware platforms. The second one, designed and built exclusively from free hardware platforms and electronic designs. This last one has a very high precision in despite of its low cost. As a case of application, several simple methods of parameter extraction have been implemented in the control and data processing software and their level of validity has been analysed when characterising third generation photovoltaic systems based on tandem cells. A more extensive study of the behavior of each of these parameters in comparison between monocrystalline silicon PV technologies and tandem cells has also been performed.