Desarrollo de un equipo de medición de respuesta espectral en celdas solares multijuntura: última etapa

Con anterioridad se presentaron diferentes etapas del desarrollo de un dispositivo para la medición de Respuesta Espectral (RE) de celdas solares multijuntura y otros dispositivos fotovoltaicos. En la actualidad este equipo se encuentra totalmente funcional presentándose, como última etapa necesaria para la medición de RE de celdas triple juntura, la calibración de un patrón de RE que abarque las longitudes de ondas entre 300 nm y 1900 nm. Dicho patrón, o celda de referencia, se obtuvo a partir de una celda de triple juntura ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP/GaAs/Ge calibrada provista por Emcore Corp., calibración que fue transferida a otras dos celdas ATJ especialmente acondicionadas para su uso como celdas de referencia en las mediciones. En este trabajo se muestra el proceso llevado a cabo para dicha transferencia, así como la estimación del error asociado. Por último, se muestra la aplicación del nuevo patrón en la medición de RE sobre una celda ATJ antes y después de un ensayo de daño por radiación con protones de 10 MeV.In previous contributions were presented different stages of the development of a setup for measuring spectral response (SR) on multijunction solar cells and other photovoltaic devices. At present, this setup is fully functional and here is presented, as the last step necessary for the measurement of SR on triple junction solar cells, the calibration of a pattern to cover the wavelengths between 300 nm and 1900 nm. The pattern was obtained using a calibrated ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP-GaAs-Ge cell acquired from Emcore Corp, by transferring this calibration to other ATJ cells specially conditioned to this use. This paper shows the process carried out for this transfer as well as the estimation of the error produced in this transfer. Finally, the new standard was used in the measurement of SR before and after proton irradiation of an ATJ cell.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Desarrollo de un equipo de medición de respuesta espectral en celdas solares multijuntura: última etapa

Con anterioridad se presentaron diferentes etapas del desarrollo de un dispositivo para la medición de Respuesta Espectral (RE) de celdas solares multijuntura y otros dispositivos fotovoltaicos. En la actualidad este equipo se encuentra totalmente funcional presentándose, como última etapa necesaria para la medición de RE de celdas triple juntura, la calibración de un patrón de RE que abarque las longitudes de ondas entre 300 nm y 1900 nm. Dicho patrón, o celda de referencia, se obtuvo a partir de una celda de triple juntura ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP/GaAs/Ge calibrada provista por Emcore Corp., calibración que fue transferida a otras dos celdas ATJ especialmente acondicionadas para su uso como celdas de referencia en las mediciones. En este trabajo se muestra el proceso llevado a cabo para dicha transferencia, así como la estimación del error asociado. Por último, se muestra la aplicación del nuevo patrón en la medición de RE sobre una celda ATJ antes y después de un ensayo de daño por radiación con protones de 10 MeV.In previous contributions were presented different stages of the development of a setup for measuring spectral response (SR) on multijunction solar cells and other photovoltaic devices. At present, this setup is fully functional and here is presented, as the last step necessary for the measurement of SR on triple junction solar cells, the calibration of a pattern to cover the wavelengths between 300 nm and 1900 nm. The pattern was obtained using a calibrated ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP-GaAs-Ge cell acquired from Emcore Corp, by transferring this calibration to other ATJ cells specially conditioned to this use. This paper shows the process carried out for this transfer as well as the estimation of the error produced in this transfer. Finally, the new standard was used in the measurement of SR before and after proton irradiation of an ATJ cell.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Desarrollo de un equipo de medición de respuesta espectral en celdas solares multijuntura: última etapa

Con anterioridad se presentaron diferentes etapas del desarrollo de un dispositivo para la medición de Respuesta Espectral (RE) de celdas solares multijuntura y otros dispositivos fotovoltaicos. En la actualidad este equipo se encuentra totalmente funcional presentándose, como última etapa necesaria para la medición de RE de celdas triple juntura, la calibración de un patrón de RE que abarque las longitudes de ondas entre 300 nm y 1900 nm. Dicho patrón, o celda de referencia, se obtuvo a partir de una celda de triple juntura ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP/GaAs/Ge calibrada provista por Emcore Corp., calibración que fue transferida a otras dos celdas ATJ especialmente acondicionadas para su uso como celdas de referencia en las mediciones. En este trabajo se muestra el proceso llevado a cabo para dicha transferencia, así como la estimación del error asociado. Por último, se muestra la aplicación del nuevo patrón en la medición de RE sobre una celda ATJ antes y después de un ensayo de daño por radiación con protones de 10 MeV.In previous contributions were presented different stages of the development of a setup for measuring spectral response (SR) on multijunction solar cells and other photovoltaic devices. At present, this setup is fully functional and here is presented, as the last step necessary for the measurement of SR on triple junction solar cells, the calibration of a pattern to cover the wavelengths between 300 nm and 1900 nm. The pattern was obtained using a calibrated ATJ (Advanced Triple Junction) InGaP-GaAs-Ge cell acquired from Emcore Corp, by transferring this calibration to other ATJ cells specially conditioned to this use. This paper shows the process carried out for this transfer as well as the estimation of the error produced in this transfer. Finally, the new standard was used in the measurement of SR before and after proton irradiation of an ATJ cell.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Ensayo de inversores fotovoltaicos

El presente trabajo muestra las primeras mediciones de inversores foto voltaicos para conexión a red utilizando un sistema automatizado de ensayo de inversores. Se comparan determinadas características como el factor de potencia, la distorsión armónica y la inyección de corriente continua de equipos comerciales de 1500W, 2800W y 4600W respectivamente. Se presentan además los resultados de un ensayo realizado para estudiar el funcionamiento “anti-isla”, utilizando un circuito de carga RLC paralelo sintonizado a la frecuencia de la red. La adquisición de este equipo permite al DES seguir avanzando en el análisis de este tipo de sistemas.This paper presents the first measurements of photovoltaic inverters for grid connection using automated test equipment. Certain features such as power factor, harmonic distortion and DC injection of commercial inverters of 1500W, 2800W and 4600W are respectively compared. The results of a test to study the islanding detection of these inverters are also presented, using a parallel RLC load circuit tuned to the frequency of network. The acquisition of this equipment allow to DES further progress in the analysis of such systems.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Aplicación de capas antirreflectantes en celdas solares de silicio cristalino

Una forma de incrementar la eficiencia de las celdas solares de silicio monocristalino es disminuyendo la reflectividad en la cara frontal del dispositivo, maximizando de este modo la energía absorbida. Con este fin pueden aplicarse técnicas antirreflectantes (AR), como el depósito de películas dieléctricas de índice y espesores optimizados, siendo ejemplo de ellas el ZnS, el TiO2 y el Si3N4. En este trabajo se muestran los resultados de la optimización numérica de las estructuras Si3N4-SiO2-Si y MgF2-vidrio-ZnS-SiO2-Si. Asimismo, se elaboraron y se caracterizaron ópticamente muestras, con las capas dieléctricas mencionadas previamente, a partir de la medición de la reflectividad espectral. Se propusieron métodos de elaboración para las capas AR sobre celdas solares compatibles con el método de elaboración de dispositivos convencionales. Finalmente, los dispositivos fueron caracterizados eléctricamente midiendo la característica I-V y electrónicamente mediante la medición de la eficiencia cuántica.One way to enhance the efficiency in crystalline silicon solar cells is to decrease the reflectivity, maximizing consequently the absorbed energy. With this objective, antireflecting (AR) techniques can be applied, as the deposition of dielectric films with appropriate refraction index and thickness, for instance ZnS, TiO2, and Si3N4. In this work we show the numerical optimization results obtained on the structures Si3N4-SiO2-Si y MgF2-vidrio-ZnS-SiO2- Si. Furthermore, samples with the mentioned dielectric films were fabricated and optically characterized by the measurement of the spectral reflectivity. Fabrication methods for the AR films were proposed, taking into account their application on conventional devices. Finally, the devices were characterized measuring the I-V curve and the external quantum efficiency.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Aplicación de capas antirreflectantes en celdas solares de silicio cristalino

Una forma de incrementar la eficiencia de las celdas solares de silicio monocristalino es disminuyendo la reflectividad en la cara frontal del dispositivo, maximizando de este modo la energía absorbida. Con este fin pueden aplicarse técnicas antirreflectantes (AR), como el depósito de películas dieléctricas de índice y espesores optimizados, siendo ejemplo de ellas el ZnS, el TiO2 y el Si3N4. En este trabajo se muestran los resultados de la optimización numérica de las estructuras Si3N4-SiO2-Si y MgF2-vidrio-ZnS-SiO2-Si. Asimismo, se elaboraron y se caracterizaron ópticamente muestras, con las capas dieléctricas mencionadas previamente, a partir de la medición de la reflectividad espectral. Se propusieron métodos de elaboración para las capas AR sobre celdas solares compatibles con el método de elaboración de dispositivos convencionales. Finalmente, los dispositivos fueron caracterizados eléctricamente midiendo la característica I-V y electrónicamente mediante la medición de la eficiencia cuántica.One way to enhance the efficiency in crystalline silicon solar cells is to decrease the reflectivity, maximizing consequently the absorbed energy. With this objective, antireflecting (AR) techniques can be applied, as the deposition of dielectric films with appropriate refraction index and thickness, for instance ZnS, TiO2, and Si3N4. In this work we show the numerical optimization results obtained on the structures Si3N4-SiO2-Si y MgF2-vidrio-ZnS-SiO2- Si. Furthermore, samples with the mentioned dielectric films were fabricated and optically characterized by the measurement of the spectral reflectivity. Fabrication methods for the AR films were proposed, taking into account their application on conventional devices. Finally, the devices were characterized measuring the I-V curve and the external quantum efficiency.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Evaluación de la calidad de la energía en dos casos de estudio: distorsión armónica inyectada por un sistema fotovoltaico de 40 kW y emitida por las cargas de una vivienda unifamiliar

Los posibles efectos de la conexión de sistemas foto voltaicos (FV) a la red eléctrica sobre la calidad del servicio, en particular en lo referente a la inyección de componentes armónicas, suelen ser una preocupación de las empresas distribuidoras y los entes de regulación. A fin de aportar datos cuantitativos en relación con este tema, se analizó la calidad de la energía: (i) en el punto de conexión de un sistema FV de 40 kW instalado en el Polo Científico y Tecnológico, y (ii) en uno de los circuitos eléctricos de una vivienda unifamiliar. Por un lado, las mediciones realizadas en el sistema FV permitieron verificar que las componentes armónicas de corriente inyectadas a la red están claramente por debajo de los límites establecidos por la norma IEC 61000-3-2. Por su parte, las mediciones efectuadas en la vivienda muestran que las componentes armónicas de corriente emitidas por electrodomésticos son significativamente mayores que las armónicas inyectadas por un inversor FV de potencia típica para una vivienda unifamiliar. Los análisis realizados permiten afirmar, en consecuencia, que la conexión de sistemas FV a la red eléctrica no afecta la calidad del servicio en cuanto a la distorsión armónica.The possible effects of the connection of photovoltaic (PV) systems to the power grid on service quality, particularly in relation to the injection of harmonic components, are often a concern of distribution companies and regulatory authorities. In order to provide quantitative data on this subject, the power quality was analyzed: (i) in the connection point of a 40 kW PV system installed in the Scientific and Technological Pole, and (ii) in one of the electrical circuits of a house. On one hand, measurements made in the 40 kW PV system allowed to verify that the current harmonic components injected into the network are clearly below the limits set by IEC 61000-3-2. Meanwhile, measurements performed in the electrical circuit of the house show that current harmonic components emitted by household appliances are significantly higher than the harmonics injected by a typical PV power inverter for a house. Therefore, the results presented in this paper support the conclusion that grid-connected PV systems do not affect the power quality in terms of harmonic distortion.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Evaluación del funcionamiento de un sistema FV de 2,8 kW con sombreado parcial

Se analiza el funcionamiento de un sistema fotovoltaico, compuesto por 12 paneles solares de 240 Wp conectados en serie y un inversor de 2,8 kW, sometido a la presencia de sombras parciales producidas por una baranda. Se presentan curvas corriente-tensión de un módulo fotovoltaico y de los 12 módulos conectados en serie, y se estima la pérdida de energía generada para días despejados dentro del período marzo-junio de 2014. El análisis se realizó a partir de mediciones de perfiles de generación obtenidos mediante un analizador/registrador de red. Las estimaciones arrojan valores de pérdidas diarias que superan el 10% para días despejados cercanos al solsticio de invierno, siendo significativamente menores en abril para finalmente ser despreciables (< 1%) en fechas próximas a los equinoccios.The operation of a photovoltaic system, consisting of 12 240 Wp photovoltaic modules connected in series and a 2.8 kW inverter, subject to the presence of partial shadows produced by a railing is analyzed. Current-voltage curves of a photovoltaic module and 12 modules connected in series are presented and the energy loss for clear days in the period from March to June 2014 is estimated. The analysis was performed using measurements obtained by a power monitoring instrument. The estimated daily energy losses exceed 10% for clear days near the winter solstice, being significantly lower in April and negligible (<1%) in days close to the equinox.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Avances en el estudio de celdas solares basadas en materiales III-V

Las celdas solares basadas en materiales semiconductores III-V han adquirido una gran relevancia en el mercado espacial, a la vez que comienzan a ser consideradas para aplicaciones terrestres en sistemas con concentración. En el Grupo Energía Solar (GES) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se está trabajando en el estudio de este tipo de dispositivos en el marco de un proyecto de colaboración científica entre el GES de la CNEA y el Instituto IMEMCNR de Parma, Italia, quienes se especializan en la deposición de películas semiconductoras III-V de interés fotovoltaico mediante la técnica MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy). Asimismo, en el tema específico de simulación de dispositivos III-V, se estableció una colaboración con el INTEC de Santa Fe extendiéndose también el estudio hacia esta área. Se presentan los avances realizados durante el último año referidos a la caracterización de estructuras crecidas por MOVPE, optimización y simulación numérica de dispositivos, y finalmente la caracterización electrónica de los mismos.Solar cells based on III-V semiconductor materials have acquired great relevance in the market of devices for space applications, and they began to be considered for terrestrial applications in concentration systems. Studies about this type of devices are being carried out in the Solar Energy Group (GES) of the National Atomic Energy Commission (CNEA) in the frame of a scientific collaboration project between GES-CNEA and the IMEM-CNR Institute from Parma, Italy, who are specialists in the deposition of III-V semiconductor films of photovoltaic interest using the MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy) technique. In the specific issue of simulation of III-V devices a collaboration with the INTEC Institute from Santa Fe, Argentina, was established by extending the study also to this area. Advances performed in the last year referred to material characterization of structures grown by MOVPE, optimization and numerical simulation of devices, and finally the electronic characterization of III-V devices are presented.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Avances en el estudio de celdas solares basadas en materiales III-V

Las celdas solares basadas en materiales semiconductores III-V han adquirido una gran relevancia en el mercado espacial, a la vez que comienzan a ser consideradas para aplicaciones terrestres en sistemas con concentración. En el Grupo Energía Solar (GES) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se está trabajando en el estudio de este tipo de dispositivos en el marco de un proyecto de colaboración científica entre el GES de la CNEA y el Instituto IMEMCNR de Parma, Italia, quienes se especializan en la deposición de películas semiconductoras III-V de interés fotovoltaico mediante la técnica MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy). Asimismo, en el tema específico de simulación de dispositivos III-V, se estableció una colaboración con el INTEC de Santa Fe extendiéndose también el estudio hacia esta área. Se presentan los avances realizados durante el último año referidos a la caracterización de estructuras crecidas por MOVPE, optimización y simulación numérica de dispositivos, y finalmente la caracterización electrónica de los mismos.Solar cells based on III-V semiconductor materials have acquired great relevance in the market of devices for space applications, and they began to be considered for terrestrial applications in concentration systems. Studies about this type of devices are being carried out in the Solar Energy Group (GES) of the National Atomic Energy Commission (CNEA) in the frame of a scientific collaboration project between GES-CNEA and the IMEM-CNR Institute from Parma, Italy, who are specialists in the deposition of III-V semiconductor films of photovoltaic interest using the MOVPE (Metalorganic Vapor Phase Epitaxy) technique. In the specific issue of simulation of III-V devices a collaboration with the INTEC Institute from Santa Fe, Argentina, was established by extending the study also to this area. Advances performed in the last year referred to material characterization of structures grown by MOVPE, optimization and numerical simulation of devices, and finally the electronic characterization of III-V devices are presented.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES