Celda Fotovoltaica Y Fotoresistor

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA CENTROAMERICANA FACULTAD DE INGENIERÍA

CLASE: SENSORES Y ACTUADORES

SECCIÓN: 2526

INVESTIGACIÓN SOBRE CELDAS FOTOELÉCTRICAS Y FOTORRESISTENCIAS

PRESENTADO POR: 11821073 ALLAN CASTELLANOS 21611103 DAVID ALTAMIRANO

CATEDRÁTICO: INGENIERO DANIEL RAMOS

CAMPUS TEGUCIGALPA; 2 DE AGOSTO DEL 2019

RESUMEN EJECUTIVO

Este es un breve resumen de lo que presentaremos en nuestra investigación de tema de exposición en este caso nos tocó el tema “Fotoresistencia y Célula fotoeléctrica”.

Empezaremos dando una introducción plantearemos nuestros objetivos y después ya hablaremos y explicaremos sobre la historia de la célula foto eléctrica, con qué necesidad fue creada y su elaboración. Explicaremos lo que es una celda fotoeléctrica, los modelos de celdas, sus partes y funcionamientos, como da instalada ya que es importante para así no poder arruinar el sensor y conectarlo de forma correcta, factores que afectan el funcionamiento de este es también importante saberlo porque cuando estemos trabajando con este sensor vamos a lidiar con este tipo de problemas y también cabe decir que esto nos ayudara a que el sensor tenga una eficacia excelente, mostraremos sus aplicaciones en la industria y lo mucho que las ayuda estos sensores así como tal también mostraremos sus ventajas y desventajas de este sensor. Después hablaremos de la otra célula que es la fotorresistencia que también hablaremos de su historia, que es y su funcionamiento, sus tipos ya que esta hay variedad ya sea su resistencia o voltaje, su forma de conectar para usarla de forma correcta, también sus características, sus ventajas y desventajas. Y como último pues daremos nuestras conclusiones a base de nuestros objetivos y con esto culminaremos nuestra presentación.

OBJETIVOS  Definir y explicar de una manera detallada los conceptos de la celda fotovoltaica y sus aplicaciones.  Conceptualizar y definir los principios relacionados con la foto resistencia y fotocelda.

ÍNDICE DE CONTENIDO

Objetivos ................................................................................................................................................................... 3 I.

Introducción ............................................................................................................................................................. 7

II.

Marco Teórico ......................................................................................................................................................... 8 1.

Celdas solares ( Celdas Fotovoltaicas) ....................................................................................................... 8 1.1. Antecedente Histórico ................................................................................................................................. 8 1.2.

Elaboración y Funcionamiento ............................................................................................................ 9

1.3 Arreglo de la Celdas.................................................................................................................................... 12 1.4 Curvas Características................................................................................................................................. 14 1.5 Aspectos Relevantes para una mayor Eficiencia .............................................................................. 16 1.6 Tipo de Celdas fotovoltaica según su estructura............................................................................. 19 1.7 SISTEMAS de energía como aplicación de la celda fotovoltaica. .............................................. 20 1.8 Otras Aplicaciones ....................................................................................................................................... 21 2.

Foto Resistencia .............................................................................................................................................. 24 2.1 Funcionamiento............................................................................................................................................ 24 2.2 Características principales ........................................................................................................................ 25 2.4 Aplicación ....................................................................................................................................................... 27 2.5 Forma de conexión ..................................................................................................................................... 29 2.6 Ventajas y desventajas de la fotoresistencia ..................................................................................... 30 2.7 Simbología ..................................................................................................................................................... 31 2.8 Ventajas y Desventajas de la Fotocelda .............................................................................................. 31

I.

Conclusiones ......................................................................................................................................................... 33 Anexos ..................................................................................................................................................................... 35

Bibliografía...................................................................................................................................................................... 36

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES FIG 1.1 ELEMENTOS DE UNA CELDA SOLAR

9

FIG. 1.2 MODELO MULTI-CONTAC DE ISOFOTÒN

10

FIG.1.4 ARREGLO DE CELDA

12

FIG. 1.5 CONFIGURACIÓN MULTIJUNTURA CASCADA

13

FIG.1.6 DISPOSITIVO MULTIJUNTURA

14

FIG.1.7 CURVA DE RELACIÓN DE VOLTAJE-CORRIENTE Y VOLTAJE- POTENCIA DE UNA CELDA FOTOVOLTAICA.

15

FIG. 1.8 EFECTO DE LA RADIACIÓN SOLAR EN LOS PANELES FOTOVOLTAICOS

16

FIG. 1.9 INCIDENCIA DE LOS RAYOS DE LUZ

17

FIG. 1.10 ÁNGULO DE INCLINACIÓN ÓPTIMO EN VERANO E INVIERNO

18

FIG.1.11 SISTEMA DE ILUMINACIÓN

21

FIG1.12 BOMBA DE AGUA ACCIONADA POR ENERGÍA SOLAR

22

FIG. 1.13 SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

22

FIG. 1.14 CALCULADORA

23

FIG.2.1 PARTES DE LA FOTORESISTENCIA

24

FIG. 2.2 EFECTO QUE PROVOCA LA LUZ

25

FIG.2.3 FOTORESISTENCIA LINEAL

26

FIG. 2.4 FOTORESISTENCIAS NO LINEALES

27

FIG.2.5 FORMA DE CONEXIÓN

29

FIG.2.6 FOTOCELDA

29

FIG. 2.7 SIMBOLOGÍA

31

ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1 EFICIENCIA DE CELDAS SOLARES COMERCIALES

19

I.

INTRODUCCIÓN

En el presente informe se describe el concepto de la celda fotoeléctrica desde su descubrimiento, se muestran los tipos de celdas su estructura como se debe posicionar la celda para obtener una mayor eficiencia, los tipos de celda en base a su energía solar, los diferentes factores que influyen en el uso de la celda fotoeléctrica y también se detalla el sistema de almacenamiento de energía proveniente de estas celdas solares describiendo así el mantenimiento que se le debe dar para una buena conversión de Corriente Alterna a Corriente directa. Se describe también el concepto de la fotoresistencia y su funcionamiento también los tipos de fotoresistencias que existen y sus clasificaciones sus características técnicas y la forma en que se deben conectar así como algunos ejemplos de circuitos que utilizan fotoresistencias y algunas ventajas y desventajas de las fotoresistencias.

II.

MARCO TEÓRICO

1. CELDAS SOLARES ( CELDAS FOTOVOLTAICAS) Fotovoltaica es la conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad. 1.1. ANTECEDENTE HISTÓRICO El primero en notar el efecto fotoeléctrico fue el físico francés Edmund Becquerel, en 1839. Él encontró que ciertos materiales producían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando eran expuestos a la luz. En 1905, Albert Einstein describió la naturaleza de la luz y el efecto fotoeléctrico, en el cual está basada la tecnología fotovoltaica. El primer módulo fotovoltaico fue construido en los Laboratorios Bell en 1954. Fue descrito como una batería solar y era más que nada una curiosidad, ya que resultaba demasiado costoso como para justificar su utilización a gran escala. En la década de los 60's, la industria espacial comenzó por primera vez a hacer uso de esta tecnología para proveer la energía eléctrica a bordo de las naves espaciales. Durante la crisis de energía en la década de los 70’ las celdas fotovoltaicas empezaron a tomar importancia como un tipo de energía no solo relacionada con el espacio.

Fig 1.1 Elementos de una celda Solar

1.2. ELABORACIÓN Y FUNCIONAMIENTO Las celdas de Silicio mono cristalino representan el estado comercial de la tecnología fotovoltaica. Para fabricarlas el silicio es purificado, fundido y cristalizado ya sea en lingotes o en láminas delgadas; posteriormente el silicio es rebanado en obleas delgadas para formar las celdas individuales, posteriormente las obleas se pulen por ambas caras. Durante el proceso de corte y pulido se desperdicia casi la mitad del material original. Una vez pulidas las obleas se introduce a alta temperatura un material dopante, típicamente boro y fósforo, con lo cual se convierte a la oblea en un semiconductor tipo p si se le añadió boro, o tipo n si se añadió fósforo. La mayoría de las celdas fotovoltaicas producen un voltaje de aproximadamente 0.5 Volts, independientemente del área superficial de la celda, sin embargo, mientras mayor sea la superficie de la celda mayor será la corriente que entregará. El espesor requerido para que se lleve a cabo el efecto fotovoltaico y se evite al máximo la recombinación de portadores de carga es del orden de 3 a 4 [µm], por este motivo, la celda se torna extremadamente frágil ocasionando que en el proceso de manufactura se generen más desperdicios. Existen muchas combinaciones de materiales que poseen las

características requeridas para convertir directamente la energía solar con eficiencias mayores que el 13%, destacando entre ellas el silicio, sulfuro de cadmio y el arseniuro de galio. Para la mayoría de las aplicaciones en que están relacionadas las celdas fotovoltaicas resulta insuficiente la diferencia de potencial de 0.5 Volts generada por una celda, de esta manera las celdas tienen que ser colocadas en serie para que, en conjunto, proporcionen el voltaje adecuado. De la misma manera varias de esas series pueden ser colocadas en paralelo para incrementar la corriente. Posteriormente las celdas interconectadas en serie y sus conexiones eléctricas se encapsulan y se colocan entre dos placas que pueden ser de vidrio, o bien una de vidrio superior y una posterior plástica o metálica. Para absorber esfuerzos mecánicos y con propósitos de montaje se añade un marco metálico. La unidad resultante recibe el nombre de módulo o panel fotovoltaico, el módulo es típicamente la unidad básica de los sistemas fotovoltaicos. Los módulos pueden interconectarse en serie y/o paralelo para formar un arreglo. Como se muestra en la siguiente figura 1.2. Fig. 1.2 Modelo multi-contac de Isofotòn

Fig.1.3 Partes del panel solar

Una función importante del encapsulado en los módulos es que las celdas puedan quedar protegidas para que operen bajo condiciones de climas cambiantes, o de posibles daños mecánicos producidos por aves, polvo o piedras. El encapsulado proveerá suficiente rigidez para sujetar a las celdas y sus interconexiones. También tiene la función de aislar eléctricamente a las celdas respecto a posibles rupturas dieléctricas. Para los adhesivos encapsulantes y capas intermedias se utilizan resinas de silicón que tienen excelente estabilidad ante la radiación ultravioleta, baja absorción de la luz visible, y son suficientemente elásticas para reducir los esfuerzos térmicos en el módulo.

1.3 ARREGLO DE LA CELDAS Fig.1.4 Arreglo de Celda

En una celda Fotovoltaica de una sola juntura, solamente aquellos fotones cuya energía sea igual o mayor a la del espacio interbanda del material de la celda, pueden liberar un electrón para ser usado en un circuito eléctrico. En otras palabras, la reacción fotovoltaica de las celdas de una sola juntura está limitada a la porción del espectro solar cuya energía esté por encima del espacio interbanda del material absorbente, y por tanto aquellos fotones con energías más bajas no son utilizados.

Una manera de eliminar esta limitación es usando dos (o más) celdas diferentes, con más de un espacio de banda y más de una juntura, para generar un voltaje. Este tipo de celdas es conocido como celdas "multijuntura" (también llamadas celdas "de cascada".) Los dispositivos multijuntura pueden lograr una mayor eficiencia de conversión total, porque pueden convertir una fracción más grande del espectro

luminoso en electricidad.

Fig. 1.5 configuración multijuntura cascada

Un dispositivo multijuntura es un conjunto de celdas individuales de una sola juntura, colocadas en orden descendente de acuerdo a su espacio de banda. La celda más alta captura los fotones de alta energía y deja pasar el resto de los fotones hacia abajo para ser absorbidos por las celdas con espacios de bandas más bajos. Muchas de las investigaciones que se realizan en la actualidad sobre celdas multijuntura están enfocadas al uso del arseniuro de galio en uno (o en todos) de los componentes de las celdas. Tales celdas han alcanzado eficiencias de alrededor del 35% bajo luz solar concentrada. Otros materiales estudiados para su uso en dispositivos multijuntura son por ejemplo, el silicio amorfo y el diselenuro de indio con cobre. Como ejemplo de esto, el dispositivo multijuntura que se muestra en la Fig.1.6

Utiliza una celda superior de fosfato de indio con galio, una juntura "de túnel" para facilitar el flujo de electrones entre las celdas, y una celda inferior de arseniuro de galio

fig.1.6 dispositivo multijuntura

1.4 CURVAS CARACTERÍSTICAS Existen dos curvas características para las celdas fotovoltaicas, relacionadas una con La otra, que representan la relación entre la corriente o la potencia generada contra el Voltaje en los bornes del panel.

Fig.1.7 Curva de relación de Voltaje-Corriente y Voltaje- Potencia de una celda fotovoltaica.

Donde: Vo = Voltaje en circuito abierto. Vm = Voltaje de potencia máxima. Im = Corriente de potencia máxima. Pm= Potencia máxima. Icc= Corriente de Corto Circuito.

Relacionado con las gráficas anteriores se encuentra el llamado factor de forma, que Indica la calidad del panel solar en términos energéticos. Este factor de forma relaciona la potencia máxima que es capaz de otorgar el panel con la potencia máxima que realmente podría ofrecer. El factor de forma generalmente se mueve entre valores de

0.7 y 0.8, y son preferibles valores lo más cercano a 1 posible (ya que de esta manera tendríamos que la potencia que entra es igual a la potencia que se otorga). El efecto de la radiación solar en el panel se muestra en la siguiente gráfica. Se aprecia que cuanto menor es la luz recibida, o de menor intensidad de radiación, menor es la potencia máxima que puede ofrecer la celda manteniéndose aproximadamente constante la tensión de circuito abierto. Fig. 1.8 Efecto de la Radiación Solar en los Paneles Fotovoltaicos

1.5 ASPECTOS RELEVANTES PARA UNA MAYOR EFICIENCIA 

Radiación solar: La intensidad de la luz solar que alcanza nuestro planeta varía según el momento del día y del año, el lugar y las condiciones climáticas.

La radiación se expresa en Wh/m² por día o, también, en kWh/m² por día.

La energía solar se expresa en equivalentes a horas de luz solar plena. La luz solar plena registra una potencia de unos 1,000 W/m²; por lo tanto, una hora de luz solar plena equivale a 1 kWh/m² de energía. Ésta es, aproximadamente, la cantidad de energía solar

registrada durante un día soleado de verano, con cielo despejado, en una superficie de un metro cuadrado de celda solar, colocada perpendicular al sol. La radiación solar media recibida en superficie terrestre oscila entre un máximo de unos 275 W/m2 en las regiones despejadas de nubosidad del Sahara y Arabia, hasta un mínimo de 75 W/m2 en las islas brumosas del Ártico. La media global es de 170 W/m2.



Orientación: La luz solar viaja en línea recta desde el sol hasta la tierra. Al penetrar la atmósfera terrestre, una parte se dispersa y otra cae sobre la superficie en línea recta.

La luz del sol que cae sobre la superficie sin dispersarse ni ser absorbida, es, por supuesto, radiación directa.

Fig. 1.9 Incidencia de los rayos de Luz

1.

Directa

2.

Absorción

3.

Reflexión

4.

Indirecta

Un panel solar genera electricidad incluso en ausencia de luz solar directa. Por ende, un sistema solar generará energía aun cuando el día este nublado. Sin embargo, las condiciones óptimas de operación implican: la presencia de luz solar plena y un panel orientado lo mejor posible hacia el sol, con el fin de aprovechar al máximo la luz solar

directa. En el Hemisferio Norte, el

panel

deberá orientarse hacia el sur y en

el Hemisferio Sur, hacia el norte. 

Ángulo de inclinación: El sol se desplaza de este a oeste. Los paneles solares alcanzan su máxima efectividad cuando están orientados hacia el sol, en un ángulo perpendicular con éste a mediodía. Por lo general, los paneles solares son colocados sobre un techo o una estructura y tienen una posición fija; no pueden seguir la trayectoria del sol. El

ángulo entre el plano horizontal y el panel solar se denomina ángulo de inclinación. Idealmente, en verano los paneles solares deberían ser colocados en posición ligeramente más horizontal para aprovechar al máximo la luz solar. Sin embargo, los mismos paneles no estarán, entonces, en posición óptima para el sol del invierno. Los paneles solares deberán ser instalados en un ángulo fijo, determinado en algún punto entre los ángulos óptimos para el verano y para el invierno.

Fig. 1.10 Ángulo de inclinación óptimo en verano e invierno

1.

• Potencia pico: Este parámetro nos ayuda para hacer una comparación entre diferentes celdas y paneles solares para ello es necesario conocer la llamada 'potencia nominal' de los mismos. La potencia nominal, expresada en Watts pico o Wp, es una medida que indica cuánta energía puede producir dicho panel solar bajo condiciones óptimas de operación.

Para determinar y comparar la potencia nominal de los paneles solares, se mide su salida bajo condiciones estándar de prueba (SCT). 

Una radiación de 1,000 W/m².



Un espectro solar de referencia de AM 1.5 (que define el tipo y color de la luz).



Una temperatura de celda de 25°C (la eficiencia de un panel solar disminuye significativamente cuando la temperatura de la celda aumenta). 1.6 TIPO DE CELDAS FOTOVOLTAICA SEGÚN SU ESTRUCTURA

Las celdas solares de silicio pueden ser: 

monocristalinas



policristalinas



Amorfas

La diferencia entre ellas radica en la forma como los átomos de silicio están dispuestos, es decir, en la estructura cristalina. Y además una diferencia en la eficiencia. Las celdas solares de silicio monocristalino y policristalino tabla 1 tienen casi el mismo y más alto nivel de eficiencia con respecto a las de silicio amorfo.

Tabla 1 Eficiencia de Celdas solares comerciales

Eficiencias de celda: Monocristalina:

12-15 %

Policristalina:

11-14 %

Amorfa:

6-7 %

telururo de cadmio:

7-8 %

Una celda solar típica está compuesta de capas. Primero hay una capa de contacto posterior y, luego, dos capas de silicio. En la parte superior se encuentran los contactos de metal frontales con una capa de antireflexión, que da a la celda solar su típico color azul. Entre las que encontramos, por ejemplo, a las celdas de película delgada y a las celdas de CIS (diseleniuro de indio de cobre) y CdTe (telururo de cadmio). Éstas están comenzando a ser comercializadas. 1.7 SISTEMAS DE ENERGÍA COMO APLICACIÓN DE LA CELDA FOTOVOLTAICA. Para utilizar paneles solares como fuente de energía segura y confiable, es necesario contar con los siguientes componentes adicionales: cables, una estructura de soporte y, dependiendo del tipo de sistema (conectado a la red, autónomo o de emergencia), un convertidor (CD-CA) o un controlador de carga y baterías. El sistema completo se denomina sistema de generación de electricidad solar. Existen tres tipos de sistemas de generación solar. 

Sistemas solares autónomos o fotovoltaicos domiciliarios (SFD).



Sistemas solares conectados a la red pública.



Sistemas solares de emergencia. Sistemas de generación de electricidad solar utilizados para generar electricidad cuando no hay (temporalmente) una red de distribución pública.

Algunos sistemas solares están provistos de baterías solares especiales. Otros utilizan baterías para auto comunes. Sin embargo, debe preferirse las primeras, ya que están adaptadas para su uso en sistemas solares y su tiempo de vida será considerablemente más largo. Las de 12V son las más utilizadas. Si las baterías son nuevas y son del mismo tipo y tamaño, pueden ser conectadas para incrementar la capacidad del almacenamiento de batería

1.8 OTRAS APLICACIONES Sistemas de protección Catódicos: La protección catódica es un método de proteger las estructuras de metal contra la corrosión. Es aplicable a puentes, tuberías, edificios, estanques, perforaciones y líneas ferroviarias. Para alcanzar la protección catódica se aplica un pequeño voltaje negativo a la estructura de metal y éste evita que se oxide.

Sistemas de Iluminación: Estos sistemas generalmente consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia. Fig.1.11 Sistema de Iluminación



Bombas de agua accionadas por energía solar: Un típico sistema de bombeo accionado por energía fotovoltaica consiste en un conjunto de paneles fotovoltaicos que accionan un motor eléctrico, el que impulsa la bomba.

Fig1.12 Bomba de agua accionada por energía solar



Sistemas De Tratamiento De aguas: Las celdas fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioleta utilizada para matar bacterias en agua. Esto se puede combinar con un sistema de bombeo agua accionado con energía solar. Fig. 1.13 Sistema de Tratamiento de aguas



Otros usos de la celda solar

Se puede utilizar celdas fotovoltaicas en una gran variedad de aplicaciones incluyendo:



Productos de consumo tales como relojes, juguetes y calculadoras



Sistemas de energía de emergencia



Refrigeradores para almacenaje de vacunas y sangre en áreas remotas



Sistemas de la aireación para estanques



Fuentes de alimentación para satélites y los vehículos espaciales



Fuentes de alimentación portátiles para camping y pescar Fig. 1.14 Calculadora

2. FOTO RESISTENCIA Un fotoresistor o fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia varia cuanto mayor sea la intensidad de la luz que incide en la superficie del LDR menor será su resistencia y cuanta menos luz incida mayor será su resistencia. Puede también ser llamado fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas LDR se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula fotoreceptora y dos patillas. Materiales de fabricaciones: Los materiales fotosensibles más utilizados para la fabricación de las resistencias LDR son, el sulfuro de talio, el sulfuro de cadmio, el sulfuro de plomo, y el seleniuro de cadmio.

Fig.2.1 partes de la fotoresistencia

2.1 FUNCIONAMIENTO Los fotoresistores basan su funcionamiento en el conocido efecto fotoeléctrico, este efecto nos dice que los fotones que componen la luz chocan contra los electrones de un metal, de esta forma arrancan o desplazan sus átomos, en este proceso los electrones del metal están en constante movimiento y esto da paso a una corriente eléctrica. Un fotoresistor por lo general está hecho de un semiconductor de alta resistencia, el material utilizado para la fabricación de estos elementos es el Sulfuro de Cadmio. Si nos apegados al párrafo anterior podemos

comprender que cuando inciden los fotones en el LDR, los fotones son absorbidos debido a la elasticidad del material semiconductor, esto dota a los electrones de la suficiente energía para saltar la banda de conducción, el hueco dejado por el electrón y el mismo electrón se vuelven conductores eléctricos y de este modo la resistencia del fotoresistor disminuye. Otra característica de los LDR es que solo se recomienda su uso para la detección de señales luminosas que no varíen con rapidez, esto debido a que el LDR posee un tiempo de respuesta de una décima de segundo, esto en algunos casos puede no tener los resultados deseados si se trabajan con tiempos más cortos. Los valores de la resistencia para estos dispositivos varían dependiendo del uso que le demos y la luz disponible, los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.

2.2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES 

Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.



Disipación máxima, (50 mW-1W).



Voltaje máximo (600V).



Respuesta Espectral.



El tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo.

Fig. 2.2 Efecto que provoca la luz

2.3 TIPOS DE FOTORESISTENCIA Actualmente existen 2 tipos de fotorresistencias, estas se clasifican en lineales y no lineales: Fotorresistencia lineal: por lo general se les conoce como fotodiodos, sin embargo, debido al comportamiento lineal que presentan pueden ser clasificadas dentro de los fotoresistores convencionales. Lo único que diferencia a e estos elementos de los no lineales es que se polariza en inverso. Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, iluminados en ausencia de una fuente exterior de energía generan una corriente muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. A diferencia del LDR, el fotodiodo responde a los cambios de oscuridad a iluminación y viceversa con mucha más velocidad, y puede utilizarse en circuitos con tiempo de respuesta más pequeño.

Fig.2.3 Fotoresistencia Lineal

Fotorresistencia no lineal: Aquí puede entrar cualquier fotoresistor ya que su funcionamiento no depende de la polaridad con la que se conecte.

Fig. 2.4 Fotoresistencias no lineales

2.4 APLICACIÓN Foto celda: es un pequeño aparato electrónico que es capaz de cortar el paso de la energía eléctrica. Lo curioso, es que este corte de energía se produce cuando hay una determinada cantidad de luz. Es decir, si tú expones esta fotocelda al sol, la misma corta el paso de electricidad. Y por otro lado si no está expuesta al sol, deja pasar la correine eléctrica. Esto no solo aplica con el sol sino con cualquier medio que la ilumine. No debes confundir la fotocelda con la fotorresistencia LDR, son conceptos diferentes. El primero es un dispositivo de control, y el segundo es un componente fotosensor que permite el funcionamiento del primero. Funcionamiento: cómo funciona una fotocelda en el control de determinado aparato electrónico. En primera instancia, esta fotocelda necesitará de una fuente de alimentación de aproximadamente 120 o 220V AC. Una vez conectada la alimentación por dos de sus tres contactos, la fotocelda interrumpe la corriente de un tercer contacto de control mediante su relé. Para que funcione, haría falta conectar el contacto de control al aparato a controlar (por ejemplo, una bombilla) y cerrar el circuito. La instalación es tan simple como si fuera conectar un interruptor para controlar una bombilla. Haciendo esto, la fotocelda funcionará de manera

óptima y realizará el trabajo que le corresponde. En asuntos de potencia, se puede decir que la fotocelda maneja toda clase de valores. Estos valores varían dependiendo del relé que tenga la fotocelda como tal. Generalmente, una fotocelda puede soportar entre 1500W hasta 1800W dependiendo de la fabricación del componente. Características de la foto celda Se sabe que una fotocelda o está compuesta por una fotorresistencia LDR estándar. Esto lleva a concluir que, al momento de incidir mucha cantidad de luz en la fotocelda, esta corta el paso de la corriente. Esta propiedad de bajar la resistencia a mayor cantidad de luz se debe en gran medida a las células del cadmio que posee la fotorresistencia. Este material, tiene esta característica por naturaleza y en electrónica se le saca bastante partido. Los valores que arroja esta resistencia LDR vienen dados en Ohmios y fluctúan entre 1 MΩ y 100Ω. La fotocelda no es igual a una celda solar En este punto, vale la pena mencionar las diferencias entre una fotocelda y una celda solar. Pese a que puedan parecer lo mismo, ambos son dos objetos totalmente diferentes. Básicamente, la fotocelda está compuesta por una resistencia que varía su valor de resistividad ante la presencia de luz. Por su parte, una celda solar es aquel dispositivo que absorbe los rayos del sol y los convierte en electricidad. Entonces, la mayor diferencia recae en la utilidad de ambos aparatos electrónicos y en su capacidad de obtención energética o control de esta. Mientras una necesita únicamente del sol para generar energía, la otra se basta con cualquier rayo de luz para controlar la energía. Las fotoceldas son usadas para tener un control automático de determinados objetos eléctricos. Por ejemplo, los sistemas de alumbrado público, los cuales miden la cantidad de luz en el ambiente. Al hacerlo, pueden determinar, por si solos, cuando encender la luz y cuando no. También se puede ver el uso de las fotoceldas en los circuitos electrónicos contadores de personas. La fotocelda permite y niega el paso de electricidad cuando la luz es opacada por las personas al caminar. Dichas variaciones eléctricas, son medidas por otros mecanismos, lo cual hace que se pueda contabilizar a las personas. Lo mismo aplica para las alarmas en términos generales. Ellas pueden activarse o desactivarse a una determinada hora simplemente con la

ayuda de las fotoceldas. Pero su uso no acaba allí, ya que también se puede usar en otros equipos tales como cámaras o celulares. Con una o varias fotoceldas, estos aparatos electrónicos pueden ahorrar mayor cantidad de energía en sus baterías. Así, se evita no solo la sobre descarga sino también la sobrecarga de electricidad.

2.5 FORMA DE CONEXIÓN Fig.2.5 Forma de conexión

Fig.2.6 Fotocelda

La regla es colocar las celdas siempre perpendiculares hacia el sur y un ángulo de tu latitud más 15° en invierno y tu latitud 15° en verano.

2.6 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FOTORESISTENCIA Ventajas de la foto-resistencia 

Alta sensibilidad (debido a la gran superficie que puede abarcar).



Fácil empleo.



Bajo costo.



No hay potencial de unión.



Alta relación resistencia luz-oscuridad.

Desventajas de las fotoresistencias 

Respuesta espectral estrecha.



Efecto de histéresis.



Estabilidad por temperatura baja para los materiales más rápidos.



La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez.



Respuesta lenta en materiales estables.

2.7 SIMBOLOGÍA Fig. 2.7 Simbología

2.8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FOTOCELDA Ventajas de la foto celda 

Su uso es su producción de energía constante, su larga vida y su mínimo mantenimiento.



Las fotoceldas las podemos encontrar en diferentes tamaños y se catalogan por su producción de watts por hora de sol efectiva.



Las fotoceldas también son usadas con regularidad para el control del encendido automático del alumbrado público.

Desventajas de la foto celda 

Respuesta espectral estrecha (sensibilidad de la foto resistor para los diferentes tipos de ondas de la luz).



Efecto de la histéresis (tendencia de mantener el estado de la salida; inercia o retardo).



Estabilidad por temperatura baja para los materiales más rápidos. La variación del valor de la resistencia tiene retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez.



Respuesta lenta en materiales estables.



Falta de linealidad entre resistencia e iluminación.

I. 

CONCLUSIONES

Se logró explicar y definir los conceptos y las aplicaciones relacionadas a la celda fotovoltaica.



Se definió los conceptos y funcionamientos de la foto resistencia y foto celda, como puede ser aplicada en la vida cotidiana

ANEXOS 

https://www.youtube.com/watch?v=w3Eernn_sVY



https://www.youtube.com/watch?v=zDKDZoTnCrQ

 policristalina 

https://www.damiasolar.com/productos/placas_solares/placa-solar-ecosolar-150w-12vpolicristalina_da0114_15

 monocristalina 

https://www.damiasolar.com/productos/placas_solares/panel-solar-ecosolar-100wmonocristalino_da0093_15

Precios 

https://robotec.mx/search?type=product&q=fotocelda



https://smartech.com.hn/tegu/categoria-producto/iluminacion/page/50/



https://autosolar.es/paneles-solares

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TEMA

DE

TESIS:

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jspui/bitstream/132.248.52.100/624/4/A-4.pdf Textos

Cientificos.

(7

de

Marzo

de

2005).

Obtenido

https://www.textoscientificos.com/energia/aplicaceldas

de

Textos

Cientificos: