Fundamentos de la radiación solar y las células solares

Este curso gratuito en línea sobre radiación solar y sistemas solares fotovoltaicos (PV) investiga algunas de las técnicas y medidas básicas adoptadas por científicos e ingenieros solares para estimar y capturar la radiación solar. Comenzamos explicando la necesidad de evaluar y predecir la disponibilidad de radiación solar, no sólo en diferentes partes del planeta Tierra, sino también en regiones extraterrestres. Luego estudiamos varias ecuaciones y relaciones que reportan valores de radiación, con parámetros meteorológicos como horas de sol, cobertura de nubes y precipitación. En ausencia de datos precisos del sol, estas correlaciones se utilizan para estimar los niveles promedio mensual, diario y por hora de la radiación disponible en cualquier superficie horizontal o inclinada bajo cielo despejado o nublado. Con la ayuda de ejemplos, demostramos cómo utilizar estas ecuaciones y correlaciones para predecir la disponibilidad de radiación y diseñar sistemas de energía solar eficientes. Esto le puede ayudar a entender algunos de los retos a los que se enfrentan los ingenieros y diseñadores a medida que la energía del sol crece rápidamente en importancia como la fuente de energía disponible más confiable y limpia.

El curso pasa entonces al diseño de sistemas fotovoltaicos para la conversión de energía solar en electricidad para consumo masivo. Esto incluye la atención al proceso de construcción y fabricación de células fotovoltaicas, las especificaciones de módulos solares, arrays, aplicación y principios de trabajo. También nos adentramos en los conceptos de 'doping', niveles de energía fermi, unión p-n, corriente de deriva y difusión, energía de banda-gap y mecanismos de pérdida de energía. También desempaquetamos parámetros eléctricos como las características de tensión actual (I-V) de las células solares, el efecto de la insolación y la temperatura en las características de I-V, la eficiencia de una célula solar, los diagramas de circuitos equivalentes y la potencia máxima teórica. Al igual que todos los sistemas, la conversión fotovoltaica tiene sus dificultades y desafíos y le llevamos a través de dificultades como la "discordancia" de las células, el efecto de las sombras, la maximización de la salida de energía solar fotovoltaica y la comparación de la carga. Ofrecemos soluciones a estas dificultades, como el seguimiento mecánico y eléctrico y el uso de diodos de derivación. Por último, se establecen las mejoras realizadas por las diferentes generaciones de tecnología fotovoltaica.

Este curso se adapta a cualquier persona con cierta comprensión de la física, la luz, la electricidad y la termodinámica que les gustaría expandir su conciencia de la ingeniería de energía solar y la tecnología. Explore este emocionante campo para mantenerse a la vanguardia de las últimas prácticas sostenibles. Esta disciplina de ingeniería será cada vez más relevante, ya que la necesidad de encontrar fuentes de energía alternativas a escala global se vuelve más urgente. Construir una carrera en ingeniería de energía o un campo relacionado puede ser extremadamente gratificante a medida que el planeta enfrenta un desastre sin que tales profesionales empujen los límites de lo que es posible. Inscríbase y trabaje hacia un futuro más brillante.