¿Disminución de la resistencia interna de una célula solar al tiempo que aumenta la resistencia de carga?

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Imagine modelar una célula solar como una fuente de alimentación \ $ V_p \ $ en serie con una resistencia interna \ $ R_p \ $. Esta célula solar está conectada a una resistencia de carga variable \ $ R_ {load} \ $.

Supongamos que mantengo la célula solar a distancia fija de una fuente de luz fija (por ejemplo, una bombilla). La energía incidente en la célula solar debería ser una constante, ya que la distancia o la fuente no cambian.

Ahora cambio el valor de \ $ R_ {carga} \ $ muchas veces y cada vez que mido el \ $ I \ $ actual en \ $ R_ {carga} \ $ y el voltaje en toda la carga, \ $ V_ { carga} \ $.

Antes de tomar todas las mediciones, mido, solo una vez (ya que debería ser una constante), la tensión en la celda una vez que desconecté la carga \ $ V_ {abrir \, circuito} \ $: eso debería ser \ $ V_p \ $ y no debería cambiar, como se dijo.

Intenté todo este procedimiento experimentalmente pero noté una cosa extraña: Cada vez que calculé \ $ R_p \ $ como $$ R_p = \ frac {V_ {abierto \, circuito} -V_ {carga}} {I} $$ ¡y noté que \ $ R_p \ $ cambió mientras que \ $ R_ {cargar} \ $ estaba siendo variado! \ $ R_p \ $ disminuyó a medida que \ $ R_ {load} \ $ aumentó !

¿Hay una explicación para eso?

Lo más extraño es que, dado que estamos a una distancia constante y la fuente \ $ P_ {incidente} \ $ es constante y tenemos \ $ P_ {producido} = \ frac {V ^ 2_p} {R_p} = \ eta P_ {incident} \ $, donde \ $ \ eta \ $ es la eficiencia: ¡si tanto \ $ \ eta \ $ y \ $ V_p \ $ son constantes, \ $ R_p \ $ también debería ser una constante!

Por lo tanto, ¿es incorrecto suponer que \ $ V_p \ $ es una constante? ¿O tal vez solo está cambiando \ $ \ eta \ $?

    
pregunta Sørën

2 respuestas

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La célula solar solo puede producir una cantidad de corriente proporcional a la luz incidente. Si la carga consume menos corriente de la que puede producir la celda, entonces su voltaje de salida no baja mucho, lo que indica una baja resistencia interna. En esta región, la resistencia está dominada por las resistencias en serie del volumen y la lámina de silicio, los contactos de superficie y las interconexiones.

A medida que se reduce la resistencia de la carga, consume más corriente hasta llegar a la "rodilla" donde la salida de la celda está limitada por la corriente. Luego, el voltaje cae bruscamente, lo que corresponde a un fuerte aumento en la resistencia interna. Aquí el principal contribuyente de resistencia interna es el suministro de corriente limitado.

Su fórmula solo dará un aumento deslizante después de la rodilla porque está usando la corriente y el voltaje totales (en relación con el circuito abierto) en lugar del cambio incremental. Para obtener la resistencia verdadera (dinámica), debe usar las diferencias entre voltajes y corrientes antes y después de cada disminución en la resistencia de carga.

    
respondido por el Bruce Abbott
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La mayoría de las resistencias internas varían con la corriente de carga variable. El coeficiente de temperatura y otros factores afectan el valor.

Si descargo una batería a 1 mA frente a 1 A, la resistencia interna puede variar significativamente. Supongo que el mismo principio se aplica a una célula solar.

    
respondido por el Wolfgang_Horton

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