Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales
Departamento: Fisica
Área: Area IV: Servicios
(Programa del año 2016)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 24/04/2017 12:12:58)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
SISTEMAS FOTOVOLTAICOS TEC.UNIV.EN.ENERGIA REN 05/13 2016 2° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
STEFANINI, VALENTIN ANTONIO Prof. Colaborador P.Adj Exc 40 Hs
NAZARIO, VICTOR DANIEL Responsable de Práctico JTP Semi 20 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total E - Teoria con prácticas de aula, laboratorio y campo Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
3 Hs.  Hs.  Hs. 1 Hs. 4 Hs. 2º Cuatrimestre 08/08/2016 18/11/2016 15 60
IV - Fundamentación
El uso de celdas fotovoltaicas para la generación de energía eléctrica en forma directa, tiene una uso cada vez más extendido debido a la sistemática rebaja en el costo del panel y el aumento simultáneo de la eficiencia de los mismos. Esto hace que los alumnos de un tecnicatura en energías renovables deben saber dimensionar, conectar e instalar en forma correcta estos paneles.
Esta materia propone dar los fundamentos teóricos y prácticos para tal propósito.
V - Objetivos
Conocer el principio de funcionamiento de un sistema fotovoltaico.
Dimensionar el sistema fotovoltaico en función de variables geográficas, climáticas y de consumo.
Realizar las correctas conexiones eléctricas tanto del o los paneles como el conexionado a la red domiciliaria.
VI - Contenidos
UNIDAD 1: HISTORIA
Reseña histórica de la energía fotovoltaica
UNIDAD 2: CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE ELECTROTECNIA
1.- Estructura de la materia. 2.- Estructura del átomo. 3.- Cargas eléctricas.
UNIDAD 3: DIFERENCIA ENTRE CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
1.- Corriente continua. 2.- Corriente alterna. 3.-Fuerza electromotriz. 4.-Intensidad. 5.-Tension. 6.-Resistencia. 7.-Efecto de la temperatura en un circuito eléctrico. 8.- Potencia. 9.- Pérdida de potencia. 10.- Energía. 11.- Ley de ohm. 12.-Conexiones serie y paralelo.
UNIDAD 4: ENERGÍA SOLAR
1.- La energía solar. 2.-Generación eléctrica a partir de la energía solar. 3.- La luz. 4.- Semiconductores. 5.- Semiconductor intrínseco. 6.- Semiconductor extrínseco 7.-La unión P-N. 8.-Célula fotovoltaica. 9.- Proceso de fabricación de las células de silicio mono cristalino. 10.- Fundamento de funcionamiento. 11.-Efecto fotovoltaico.
UNIDAD 5: CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
1.- Curva característica de intensidad de corriente vs tensión.2.-Valores relacionados de la curva corriente vs tensión. 3.- Corriente de corto circuito. 4.- Tensión de vacío. 5.- Potencia pico. 6.- Corriente nominal. 7.- Tensión nominal. 8.- Rendimiento energético. 9.-. Efectos ambientales sobre las características del sistema. 10.- Curva de temperatura. 11.- Curva de irradiación.
UNIDAD 6: DIODOS
1.- El diodo. 2.-Funcionamiento. 3.- diodos de by pass. 4.- Diodo de bloqueo. 5.-Conexionado.
UNIDAD 7: EL PANEL FOTOVOLTAICO
1.- Símbolo. 2.- Generalidades y construcción. 3.-Condiciones estándar y TONIC (Temperatura de Operación Nominal de la Célula) 4.- Eficiencia del módulo. 5.-Factor de forma. 6.- Energía generada por el panel. 7.-Energía generada por un campo fotovoltaico. 8 Asociación en serie, paralela y mixta. 9.-Ejemplos
UNIDAD 8: BATERÍAS
1.- Generalidades, símbolo y descripción. 2.- Tipos y funcionamiento de las baterías. 3.- Capacidad. 4.- Capacidad en función de la temperatura. 5.- Profundidad de descarga. 6.- Vida útil. 7.- Asociación serie paralelo y mixto. 8.- Elección de baterías. 9.- Ejemplos
UNIDAD 9: EL REGULADOR
1.- Generalidades, símbolo y descripción. 2.- Funcionamiento. 3.- Regulador serie, funcionamiento. 4.- Regulador paralelo, funcionamiento. 5.- Datos de los equipos comerciales. 6.- Asociación en paralelo. 7.- Elección de un regulador. 8.- Ejemplo.
UNIDAD 10: EL CONVERTIDOR
1.- Generalidades, símbolo y descripción. 2.- Funcionamiento. 3.- Tipos. 4.- Datos de equipos comerciales. 5.- Rendimiento. 6.- Elección del convertidor. 7.- Ejemplos.
UNIDAD 11: DATOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN
1.- Generalidades. 2.- Condiciones de uso. 3.- Consumos de viviendas. 4.- Sistemas de bombeo de agua. 4.- Datos climatológicos. 5.- Horas pico solares. 6.- Días de autonomías. 7.- Viviendas de uso permanentes y de uso de verano.8.- Ejemplos.
UNIDAD 12: DIMENSIONAMIENTO DE UN INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA AISLADA
1.-Generalidades. 2.- Proceso de cálculo. 3.-Potencia máxima. 4.-Consumo máximo. 5.-Pérdidas. 6.-Números de paneles. 7.-Capacidad del acumulador. 8.-Instalación continúa de 12/24/48 volts. 9.-Ejemplo. 10.-Instalación de tensión continua y alterna. 11.- Ejemplo. 12.-Instalación en alterna. 13.-Ejemplo.
UNIDAD 13: INSTALACIÓN CONECTADA A LA RED
1.-Generalidades. 2.- Funcionamiento. 3.-Característica de la instalación. 4.- Componentes de la instalación. 5.-Procedimiento de cálculo. 6.- Estructura. 7.- Producción energética del campo fotovoltaico. 8.-Instalación eléctrica en continua. 9.-Cuadro de mando y protección en continua.10.- Instalación eléctrica en alterna. 11.- Cuadro de mando y protección en alterna.
UNIDAD 14: COLOCACIÓN DE LOS MÓDULOS
1.- Introducción. 2.- Orientación e inclinación. 3.-Latitud del lugar. 4.-Efecto de sombras y distancia mínima entre paneles. 5.-Calculo de la sombra de un módulo fotovoltaico. 6.- Ejemplo de aplicación. 7.- Calculo del cableado de la instalación. 8.-Calculo de la sección del conductor. 9.-Ejemplo de aplicación.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
A partir de los paneles solares de propiedad del docente, se propone realizar los siguientes laboratorios.
LABORATORIO 1:
Recepción de los paneles por parte de los alumnos. Estudio, investigación, manipulación, y desarme de los mismos. Seccionamiento del panel propiamente dicho del regulador y de la batería.
LABORATORIO 2:
Conexión de los paneles en paralelo. Medición de la tensión y corriente generada. Medición de la radiación solar en ese momento. Toma de datos y confección de una tabla.
LABORATORIO 3:
Conexión de los paneles en serie. Medición de la tensión y corriente generada. Medición de la radiación solar en ese momento. Observación de los datos de corriente medida. Discusión de los mismos. Toma de temperatura de los distintos paneles fotovoltaicos. Confección de una tabla.
LABORATORIO 4:
Colocación de los diodos de by-pass en cada panel fotovoltaico. Conexión de los paneles en serie. Medición de la tensión y corriente generada. Medición de la radiación solar en ese momento. Observación de los datos de corriente medida. Discusión de los mismos. Toma de temperatura de los distintos paneles fotovoltaicos. Confección de una tabla. Discusión de los datos del laboratorio 3 y 4. Comprensión del funcionamiento de los diodos de by- pass.
LABORATORIO 5:
Baterías, manipulación y funcionamiento. Conexionado. Generación de tablas de datos.
LABORATORIO 6:
Conexionado de los paneles a un motor de corriente continua. Observación, discusión y generación de tabla de datos.
VIII - Regimen de Aprobación
La materia puede ser aprobada por promoción sin exámenes.
Se toman dos exámenes parciales cada uno con su respectiva recuperaciones.
Si el alumno consigue notas promedios de 7 o más, con la defensa de un trabajo final de laboratorio puede aprobar sin exámenes.
Los alumnos cuyo promedio está comprendido entre 5 y 7 puntos deberán rendir un examen integrador final en las épocas de exámenes que determine la facultad
IX - Bibliografía Básica
[1] Apuntes de cátedra.
[2] Revistas de ASADES
[3] Energía Solar, Nestor Quadri, Editorial: Alsina
X - Bibliografia Complementaria
[1] Apuntes varios de la Maestría en Energía Renovables de la Univ. de Salta
XI - Resumen de Objetivos
Conocimiento y dimensionamientos de sistemas fotovoltaicos.
XII - Resumen del Programa
Historia. Conocimientos básicos de electrotecnia. Corriente continua y alterna.Energía solar. Células fotovoltaicas,su características. Diodos. Panel fotovoltaico. Baterías. El regulador. El convertidos.Dimensionamientos de instalaciones aisladas y de grupos.
XIII - Imprevistos
La cátedra no prevé imprevistos por el momento.