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Energía solar fotovoltaica de concentración

La energía solar fotovoltaica de concentración —también conocida como CPV, del inglés: Concentrator Photovoltaics— es un tipo de energía solar fotovoltaica que utiliza lentes, espejos curvados y otros tipos de ópticas para concentrar una gran cantidad de radiación solar en una pequeña área de células fotovoltaicas para generar electricidad. En comparación con las tecnologías fotovoltaicas convencionales, los sistemas CPV permiten ahorrar costes en las células solares, dado que un área menor de material fotovoltaico es requerido. Debido a ello, la tecnología fotovoltaica de concentración puede hacer uso de células fotovoltaicas de multiunión, más caras pero también mucho más eficientes.

Este sistema, del fabricante Amonix, consiste en miles de pequeñas lentes, cada una de las cuales concentra la intensidad de la luz hasta ~500 veces, hacia una pequeña célula fotovoltaica multiunión de alta eficiencia. Un vehículo eléctrico Tesla Roadster está aparcado al lado para reflejar la escala.
Evolución temporal de los récords documentados de la eficiencia de diferentes células fotovoltaicas. Nótese el récord en diciembre de 2014 del 46 % de eficiencia por parte de un concentrador de múltiples uniones (⊡, 4 o más uniones).

Para conseguir concentrar la luz en el área, los sistemas de concentración requieren realizar una mayor inversión en las ópticas concentradoras, seguidores solares y sistemas de refrigeración. Debido a estos extracostes, la concentración fotovoltaica es mucho menos común que la energía solar fotovoltaica tradicional. No obstante, la investigación y el desarrollo actual está tratando de mejorar la tecnología CPV para reducir su coste.

La tecnología fotovoltaica de concentración compite también con las centrales solares térmicas. La primera transforma directamente la luz solar en electricidad, mientras que la energía solar térmica convierte la luz en calor, que posteriormente se convierte en electricidad. La energía solar térmica es mucho más común que la fotovoltaica de concentración, aunque a veces ambas tecnologías se encuentran combinadas.

Comparados con paneles solares sin concentración, los CPV son ventajosos porque el colector solar ocupa menos espacio, lo que los hace especialmente indicados para tejados.

Tipos

 
Célula LCPV con lentes de cristal
 
Célula HCPV

Los sistemas de energía solar fotovoltaica de concentración (CPV) se categorizan de acuerdo con la cantidad de su concentración solar, medida en «soles» (el cuadrado de la magnificación).

Fotovoltaica de baja concentración (LCPV)

La fotovoltaica de baja concentración son sistemas con una concentración de 2 a 100 soles.[1]

Por razones económicas, se utilizan generalmente células de silicio convencionales o modificadas y, en estas concentraciones, el flujo de calor es lo suficentemente bajo para que las células no necesiten ser activamente enfriadas. Las leyes de la óptica indican que un panel solar con una ratio de baja concentración puede tener una alto ángulo de aceptación y, de esta manera, en algunas instancias no requiere un seguimiento solar activo.

Fotovoltaica de media concentración

Para concentraciones de 100 a 300 soles, los sistemas CPV requieren seguimiento solar de dos ejes y enfriamiento (bien sea pasivo o activo), lo que los hace más complejos.

Fotovoltaica de alta concentración (HCPV)

Los sistemas de Fotovoltaica de alta concentración (High concentration photovoltaics - HCPV) emplean óptica de concentración consistente en reflectores de plato o lentes de Fresnel que concentran la luz del sol a intensidades de 1000 soles o más.[2]

Concentradores solares luminiscentes (LSC)

 
Diagrama esquemático de un LSC (concentrador solar luminiscente)

Un nuevo tipo emergente de concentradores, los cuales aún están en fase de investigación, son los concentradores solares luminiscentes, que se componen de placas luminiscentes ya sea totalmente impregnados por especies luminiscentes o películas delgadas fluorescentes sobre placas transparentes. Transforman la luz solar que reciben en fluorescente y la concentran en los bordes de la placa. El factor de concentración es directamente proporcional a la superficie de la placa e inversamente proporcional a los bordes de la placa. Tal disposición permite utilizar pequeñas cantidades de células solares como resultado de la concentración de la luz fluorescente. El concentrador fluorescente es capaz de concentrar tanto en la luz directa, como la difusa, lo que es especialmente importante en los días nublados. Asimismo, no se necesitan costosos seguidores solares.

Véase también

Referencias

  1. A Strategic Research Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology Photovoltaic technology platform
  2. S. Kurtz. «Opportunities and Challenges for Development of a Mature Concentrating Photovoltaic Power Industry». www.nrel.gov. p. 5 (PDF: p. 8). Consultado el 8 de febrero de 2012. 
  •   Datos: Q2065094
  •   Multimedia: Concentrator photovoltaics

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No debe confundirse con Energia termosolar de concentracion La energia solar fotovoltaica de concentracion tambien conocida como CPV del ingles Concentrator Photovoltaics es un tipo de energia solar fotovoltaica que utiliza lentes espejos curvados y otros tipos de opticas para concentrar una gran cantidad de radiacion solar en una pequena area de celulas fotovoltaicas para generar electricidad En comparacion con las tecnologias fotovoltaicas convencionales los sistemas CPV permiten ahorrar costes en las celulas solares dado que un area menor de material fotovoltaico es requerido Debido a ello la tecnologia fotovoltaica de concentracion puede hacer uso de celulas fotovoltaicas de multiunion mas caras pero tambien mucho mas eficientes Este sistema del fabricante Amonix consiste en miles de pequenas lentes cada una de las cuales concentra la intensidad de la luz hasta 500 veces hacia una pequena celula fotovoltaica multiunion de alta eficiencia Un vehiculo electrico Tesla Roadster esta aparcado al lado para reflejar la escala Evolucion temporal de los records documentados de la eficiencia de diferentes celulas fotovoltaicas Notese el record en diciembre de 2014 del 46 de eficiencia por parte de un concentrador de multiples uniones 4 o mas uniones Para conseguir concentrar la luz en el area los sistemas de concentracion requieren realizar una mayor inversion en las opticas concentradoras seguidores solares y sistemas de refrigeracion Debido a estos extracostes la concentracion fotovoltaica es mucho menos comun que la energia solar fotovoltaica tradicional No obstante la investigacion y el desarrollo actual esta tratando de mejorar la tecnologia CPV para reducir su coste La tecnologia fotovoltaica de concentracion compite tambien con las centrales solares termicas La primera transforma directamente la luz solar en electricidad mientras que la energia solar termica convierte la luz en calor que posteriormente se convierte en electricidad La energia solar termica es mucho mas comun que la fotovoltaica de concentracion aunque a veces ambas tecnologias se encuentran combinadas Comparados con paneles solares sin concentracion los CPV son ventajosos porque el colector solar ocupa menos espacio lo que los hace especialmente indicados para tejados Indice 1 Tipos 1 1 Fotovoltaica de baja concentracion LCPV 1 2 Fotovoltaica de media concentracion 1 3 Fotovoltaica de alta concentracion HCPV 1 4 Concentradores solares luminiscentes LSC 2 Vease tambien 3 ReferenciasTipos Editar Celula LCPV con lentes de cristal Celula HCPV Los sistemas de energia solar fotovoltaica de concentracion CPV se categorizan de acuerdo con la cantidad de su concentracion solar medida en soles el cuadrado de la magnificacion Fotovoltaica de baja concentracion LCPV Editar La fotovoltaica de baja concentracion son sistemas con una concentracion de 2 a 100 soles 1 Por razones economicas se utilizan generalmente celulas de silicio convencionales o modificadas y en estas concentraciones el flujo de calor es lo suficentemente bajo para que las celulas no necesiten ser activamente enfriadas Las leyes de la optica indican que un panel solar con una ratio de baja concentracion puede tener una alto angulo de aceptacion y de esta manera en algunas instancias no requiere un seguimiento solar activo Fotovoltaica de media concentracion Editar Para concentraciones de 100 a 300 soles los sistemas CPV requieren seguimiento solar de dos ejes y enfriamiento bien sea pasivo o activo lo que los hace mas complejos Fotovoltaica de alta concentracion HCPV Editar Los sistemas de Fotovoltaica de alta concentracion High concentration photovoltaics HCPV emplean optica de concentracion consistente en reflectores de plato o lentes de Fresnel que concentran la luz del sol a intensidades de 1000 soles o mas 2 Concentradores solares luminiscentes LSC Editar Diagrama esquematico de un LSC concentrador solar luminiscente Un nuevo tipo emergente de concentradores los cuales aun estan en fase de investigacion son los concentradores solares luminiscentes que se componen de placas luminiscentes ya sea totalmente impregnados por especies luminiscentes o peliculas delgadas fluorescentes sobre placas transparentes Transforman la luz solar que reciben en fluorescente y la concentran en los bordes de la placa El factor de concentracion es directamente proporcional a la superficie de la placa e inversamente proporcional a los bordes de la placa Tal disposicion permite utilizar pequenas cantidades de celulas solares como resultado de la concentracion de la luz fluorescente El concentrador fluorescente es capaz de concentrar tanto en la luz directa como la difusa lo que es especialmente importante en los dias nublados Asimismo no se necesitan costosos seguidores solares Vease tambien Editar Portal Energia Contenido relacionado con Energia Portal Ecologia Contenido relacionado con Ecologia Celula fotoelectrica Central termica solar Efecto fotoelectrico Edificio de energia positiva Energia solar fotovoltaica Fotovoltaica integrada en edificiosReferencias Editar A Strategic Research Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology Photovoltaic technology platform S Kurtz Opportunities and Challenges for Development of a Mature Concentrating Photovoltaic Power Industry www nrel gov p 5 PDF p 8 Consultado el 8 de febrero de 2012 Datos Q2065094 Multimedia Concentrator photovoltaics Obtenido de https es wikipedia org w index php title Energia solar fotovoltaica de concentracion amp oldid 120121039, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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