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01/03/2016 #1

Avatar de 666hellyeah

Análisis modelo eléctrico de célula fotoeléctrica.
Estuve viendo el modelo eléctrico de la célula fotoeléctrica y entré en duda ya que el diodo que le da la característica de semiconductor a la célula está en paralelo a la fuente de corriente, de esta forma pensé en que la fuente de corriente está cortocircuitada.

Lo que puedo sacar cómo conclusión es que los diodos necesitan tensión para ser polarizados por lo tanto al sólo tener una fuente de corriente nunca se polariza y la otra, es que las resistencias internas de la célula son muy pequeñas por lo tanto el diodo tampoco se polariza.

Bueno, mis dudas son las siguientes:

¿Cómo funciona el diodo en el circuito?
También me gustaría saber la relación y explicación de cada uno de los componentes.

Adjunto imagen del modelo eléctrico de la célula fotoeléctrica.
01/03/2016 #2

Avatar de chclau

Un diodo no es un cortocircuito en directa. Sólo un diodo ideal lo es, pero nadie dice que el diodo de este modelo sea ideal.

Fijate por aquí:
https://pvpmc.sandia.gov/modeling-st...ircuit-models/
01/03/2016 #3

Avatar de yorsk2004

La fuente de corriente IL modela la corriente generada por la celda solar debido a el efecto fotovoltaico, el diodo D modela el material semiconductor propio de los paneles solares, la resistencia Rs modela la resistencia interna del material semiconductor del cual esta hecha la celda solar y la resistencia de las uniones entre las rejillas o arreglos de diminutos paneles que forman toda la celda, la resistencia Rp modela las perdidas debidas a fugas de corriente, pues nada es perfecto, y por ultimo la tensión V modela la generación de voltaje de la célula solar.

Tienes un error al pensar que "un diodo solo es polarizado por una fuente de voltaje". El hecho de haber una fuente de corriente en la dirección del diodo, el mismo se polariza directamente.

Ademas la fuente no se cortocircuita como dices, una vez polarizado el diodo este mantiene un pequeño voltaje aproximado de 0.7 V para un diodo de silicio.
02/03/2016 #4

Avatar de 666hellyeah

Muchas gracias por las respuestas.

chclau dijo: Ver Mensaje
Un diodo no es un cortocircuito en directa. Sólo un diodo ideal lo es, pero nadie dice que el diodo de este modelo sea ideal.
El diodo si es cortocircuito en continua, esta característica es utilizada para las protecciones de polarización inversa y sobretensiones.

yorsk2004 dijo: Ver Mensaje
La fuente de corriente IL modela la corriente generada por la celda solar debido a el efecto fotovoltaico, el diodo D modela el material semiconductor propio de los paneles solares, la resistencia Rs modela la resistencia interna del material semiconductor del cual esta hecha la celda solar y la resistencia de las uniones entre las rejillas o arreglos de diminutos paneles que forman toda la celda, la resistencia Rp modela las perdidas debidas a fugas de corriente, pues nada es perfecto, y por ultimo la tensión V modela la generación de voltaje de la célula solar.

Tienes un error al pensar que "un diodo solo es polarizado por una fuente de voltaje". El hecho de haber una fuente de corriente en la dirección del diodo, el mismo se polariza directamente.

Ademas la fuente no se cortocircuita como dices, una vez polarizado el diodo este mantiene un pequeño voltaje aproximado de 0.7 V para un diodo de silicio.
Lo que me dices es lo que representa cada componente en el modelo eléctrico de célula fotoeléctrica y lo que yo necesito es un análisis.

Lo de la polarización con fuente de corriente es algo totalmente teórico ya que no existen las fuentes de corrientes en la realidad.

De verdad muchas gracias, pero no he aclarado mis dudas.

Hice dos simulaciones en ISIS del modelo eléctrico y me he dado cuenta que si los resistores son de baja resistencia, estos permiten el paso de corriente por ellos, sin embargo probé con varios valores para tener pérdidas en la resistencia que está a la salida y no pude. Con resistencias grandes el diodo provoca el cortocircuito en la fuente de corriente.
Lo que me queda por pensar es que el modelo es sólo un modelo teórico y que no funciona en la práctica.

Espero respuestas para el análisis del circuito eléctrico. Muchas gracias.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png baja resistencia.png (11,6 KB (Kilobytes), 9 visitas)
Tipo de Archivo: png alta resistencias.png (19,3 KB (Kilobytes), 7 visitas)
02/03/2016 #5

Avatar de chclau

Un cortocircuito es 0V, cero patatero.

El diodo de silicio real en directa tiene entre 0.6 y 0.7V, asi que NO, no es un cortocircuito.
02/03/2016 #6

Avatar de 666hellyeah

chclau dijo: Ver Mensaje
Un cortocircuito es 0V, cero patatero.

El diodo de silicio real en directa tiene entre 0.6 y 0.7V, asi que NO, no es un cortocircuito.
Tienes razón, en el cortocircuito la tensión es 0V. Sólo que al analizar el circuito la corriente viaja sólo en esa dirección por aquello dije que era un cortocircuito, erré en el concepto.

Estuve leyendo tu enlace y observé que el diodo era la respuesta en tensión a la fuente de corriente y que ésta es explicada a través de la ecuación de Shockley la cuál relaciona tensión y corriente en el diodo, por lo tanto el crecimiento de tensión en los electrodos de la célula fotoeléctrica es proporcional a la corriente que pasa por el diodo, corriente que se genera a través del efecto fotoeléctrico. De esta forma se concluye que el diodo es de tensión variable y que es dependiente de la corriente que a su vez es dependiente del efecto fotoeléctrico.

Pienso que he aclarado mi duda, si no lo estoy en lo correcto díganme por favor.

Muchas gracias.
03/03/2016 #7

Avatar de chclau

De nada

Segun lei por ahi, valores tipicos para Rs son del orden de 0.5Ohm, y de 300 Ohm para Rp. Para la fuente, si no me equivoco anda en el orden de los 4A (Nota: Sí existen las fuentes de corriente, si querés lo comentamos en tema aparte. Y no olvides que una fuente de corriente real tiene una resistencia en paralelo como en el modelo).

Dado que la celda es una fuente de corriente, lo lógico es probarla con un una carga cortocircuito y luego con pequeñas resistencias cada vez mayores para ver sus características v-i
03/03/2016 #8

Avatar de 666hellyeah

chclau dijo: Ver Mensaje
De nada

Segun lei por ahi, valores tipicos para Rs son del orden de 0.5Ohm, y de 300 Ohm para Rp. Para la fuente, si no me equivoco anda en el orden de los 4A (Nota: Sí existen las fuentes de corriente, si querés lo comentamos en tema aparte. Y no olvides que una fuente de corriente real tiene una resistencia en paralelo como en el modelo).

Dado que la celda es una fuente de corriente, lo lógico es probarla con un una carga cortocircuito y luego con pequeñas resistencias cada vez mayores para ver sus características v-i
Pienso que los valores de fuente de corriente y resistores varía según cada célula, ya que existen distintas potencias, tensiones e intensidad de corriente entre célula. Según yo el resistor en serie siempre debe ser menor que el resistor paralelo o de otra manera la corriente no fluiría en él. El resistor en paralelo explica las pérdidas internas de la célula y el resistor en serie está ahí para que fluya corriente incluso cuándo la célula esté en cortocircuito. Es interesante lo de fuente de corriente en la realidad, supongo que debe ser igual que cuando uno mide corriente con el osciloscopio o sea con un resistor, bueno eso corresponde a otro tema.

Gracias a lo último pude analizar los resistores y en consecuencia resolver el obtener pérdidas en el Rs.

Pienso que todas mis dudas con respecto al tema han sido aclaradas, si he errado en algo por favor háganlo saber.

Muchas gracias chclau
05/03/2016 #9


¿Por que no asemejan al fotodiodo a una pila electroquímica? El diodo produce una corriente y voltaje que dependen de la luz que le incide. Y las resistencias internas completan esta regulación. Incluso la salida se linealiza cuando se pone en cortocircuito. Si, los fotodiodos pueden trabajar en cortocircuito cuando se mide solo la corriente.
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