“Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”

Autores
Piccardi, Federico
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de trabajo
Estado
versión aceptada
Descripción
Se presenta en el siguiente trabajo de tesis la realización del modelado eléctrico de módulos y sistemas fotovoltaicos basados en celdas solares de silicio cristalino a fin de simular condiciones que permitan magnificar el fenómeno de punto caliente en celdas fotovoltaicas. Este fenómeno, conocido en inglés como “hot-spot”, sucede cuando una celda dentro de un módulo o sistema genera menos corriente que las demás, ya sea por algún efecto de sombra o por algún defecto propio de la celda. Cuando se produce un punto caliente en una celda solar, el dispositivo deja de entregar energía y se comporta como una carga resistiva, disipando potencia en forma de calor. El modelo eléctrico propuesto permite cuantificar la potencia disipada y obtener las peores condiciones para una celda solar. Posteriormente, se realizan ensayos experimentales utilizando los datos de las simulaciones para recrear el peor caso de disipación para una celda dentro de un módulo y medir la temperatura que alcanza. Para la obtención del modelo eléctrico (basado en el modelo de un diodo de una celda solar) se trazan experimentalmente las curvas I-V (tensión vs. corriente) de módulos y diodos de paso comerciales y se realizan ajustes para la obtención de los parámetros característicos. Los resultados de las simulaciones mostraron que celdas sombreadas o defectuosas pueden alcanzar valores de potencia disipada superiores a los 100 W, desarrollar temperaturas cercanas a 200 °C y pérdidas de potencia a nivel sistema de hasta el 6%.
This thesis presents the development of an electrical model for photovoltaic modules and systems based on crystalline silicon solar cells, with the aim of simulating conditions that amplify the hot spot phenomenon in photovoltaic cells. This effect occurs when a cell within a module or system generates less current than the others, due to partial shading or intrinsic defects. Under such conditions, the affected cell ceases to deliver power and instead behaves as a resistive load, dissipating energy as heat. The proposed electrical model enables the quantification of the dissipated power and the identification of worst-case conditions for a solar cell. Based on the simulation results, experimental tests were conducted to recreate the highest dissipation scenario for a cell within a module in order to measure its final temperature. To construct the electrical model based on the single-diode equivalent circuit of a solar cell, I-V (current–voltage) curves of commercial modules and bypass diodes were obtained experimentally, and parameter fitting was performed to determine characteristic values. Simulation results showed that shaded or defective cells may dissipate more than 100 W, reach temperatures approaching 200 °C, and cause system-level power losses of up to 6%.
Fil: Piccardi Federico, Universidad Tecnológica Nacional Nacional, Facultad Regional Buenos Aires, Escuela de Posgrado, Argentina.
Peer Reviewed
Materia
Sombras, puntos calientes, sistema fotovoltaico, generación distribuida.
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Facultad Regional Buenos Aires
Repositorio
Repositorio Institucional Abierto (UTN)
Institución
Universidad Tecnológica Nacional
OAI Identificador
oai:ria.utn.edu.ar:20.500.12272/14562
Acceder
id RIAUTN_da9f502dfd0009a76e6efb7388d48799
oai_identifier_str oai:ria.utn.edu.ar:20.500.12272/14562
network_acronym_str RIAUTN
repository_id_str a
network_name_str Repositorio Institucional Abierto (UTN)
spelling “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”Piccardi, FedericoSombras, puntos calientes, sistema fotovoltaico, generación distribuida.Se presenta en el siguiente trabajo de tesis la realización del modelado eléctrico de módulos y sistemas fotovoltaicos basados en celdas solares de silicio cristalino a fin de simular condiciones que permitan magnificar el fenómeno de punto caliente en celdas fotovoltaicas. Este fenómeno, conocido en inglés como “hot-spot”, sucede cuando una celda dentro de un módulo o sistema genera menos corriente que las demás, ya sea por algún efecto de sombra o por algún defecto propio de la celda. Cuando se produce un punto caliente en una celda solar, el dispositivo deja de entregar energía y se comporta como una carga resistiva, disipando potencia en forma de calor. El modelo eléctrico propuesto permite cuantificar la potencia disipada y obtener las peores condiciones para una celda solar. Posteriormente, se realizan ensayos experimentales utilizando los datos de las simulaciones para recrear el peor caso de disipación para una celda dentro de un módulo y medir la temperatura que alcanza. Para la obtención del modelo eléctrico (basado en el modelo de un diodo de una celda solar) se trazan experimentalmente las curvas I-V (tensión vs. corriente) de módulos y diodos de paso comerciales y se realizan ajustes para la obtención de los parámetros característicos. Los resultados de las simulaciones mostraron que celdas sombreadas o defectuosas pueden alcanzar valores de potencia disipada superiores a los 100 W, desarrollar temperaturas cercanas a 200 °C y pérdidas de potencia a nivel sistema de hasta el 6%.This thesis presents the development of an electrical model for photovoltaic modules and systems based on crystalline silicon solar cells, with the aim of simulating conditions that amplify the hot spot phenomenon in photovoltaic cells. This effect occurs when a cell within a module or system generates less current than the others, due to partial shading or intrinsic defects. Under such conditions, the affected cell ceases to deliver power and instead behaves as a resistive load, dissipating energy as heat. The proposed electrical model enables the quantification of the dissipated power and the identification of worst-case conditions for a solar cell. Based on the simulation results, experimental tests were conducted to recreate the highest dissipation scenario for a cell within a module in order to measure its final temperature. To construct the electrical model based on the single-diode equivalent circuit of a solar cell, I-V (current–voltage) curves of commercial modules and bypass diodes were obtained experimentally, and parameter fitting was performed to determine characteristic values. Simulation results showed that shaded or defective cells may dissipate more than 100 W, reach temperatures approaching 200 °C, and cause system-level power losses of up to 6%.Fil: Piccardi Federico, Universidad Tecnológica Nacional Nacional, Facultad Regional Buenos Aires, Escuela de Posgrado, Argentina.Peer ReviewedEscuela de Posgrado FRBA2026-02-24T14:14:15Z2025-12-23info:eu-repo/semantics/workingPaperinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_8042info:ar-repo/semantics/documentoDeTrabajoplainapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/20.500.12272/14562spainfo:eu-repo/semantics/openAccessFacultad Regional Buenos Aires– No comercial (by-nc): Se permite la generación de obras derivadas siempre que no se haga con fines comerciales. Tampoco se puede utilizar la obra original con fines comerciales.reponame:Repositorio Institucional Abierto (UTN)instname:Universidad Tecnológica Nacional2026-09-24T12:45:31Zoai:ria.utn.edu.ar:20.500.12272/14562instacron:UTNInstitucionalhttp://ria.utn.edu.ar/Universidad públicaNo correspondehttp://ria.utn.edu.ar/oaigestionria@rec.utn.edu.ar; fsuarez@rec.utn.edu.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:a2026-09-24 12:45:32.904Repositorio Institucional Abierto (UTN) - Universidad Tecnológica Nacionalfalse
dc.title.none.fl_str_mv “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
title “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
spellingShingle “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
Piccardi, Federico
Sombras, puntos calientes, sistema fotovoltaico, generación distribuida.
title_short “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
title_full “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
title_fullStr “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
title_full_unstemmed “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
title_sort “Modelado, simulación y ensayo de puntos calientes en sistemas fotovoltaicos”
dc.creator.none.fl_str_mv Piccardi, Federico
author Piccardi, Federico
author_facet Piccardi, Federico
author_role author
dc.subject.none.fl_str_mv Sombras, puntos calientes, sistema fotovoltaico, generación distribuida.
topic Sombras, puntos calientes, sistema fotovoltaico, generación distribuida.
dc.description.none.fl_txt_mv Se presenta en el siguiente trabajo de tesis la realización del modelado eléctrico de módulos y sistemas fotovoltaicos basados en celdas solares de silicio cristalino a fin de simular condiciones que permitan magnificar el fenómeno de punto caliente en celdas fotovoltaicas. Este fenómeno, conocido en inglés como “hot-spot”, sucede cuando una celda dentro de un módulo o sistema genera menos corriente que las demás, ya sea por algún efecto de sombra o por algún defecto propio de la celda. Cuando se produce un punto caliente en una celda solar, el dispositivo deja de entregar energía y se comporta como una carga resistiva, disipando potencia en forma de calor. El modelo eléctrico propuesto permite cuantificar la potencia disipada y obtener las peores condiciones para una celda solar. Posteriormente, se realizan ensayos experimentales utilizando los datos de las simulaciones para recrear el peor caso de disipación para una celda dentro de un módulo y medir la temperatura que alcanza. Para la obtención del modelo eléctrico (basado en el modelo de un diodo de una celda solar) se trazan experimentalmente las curvas I-V (tensión vs. corriente) de módulos y diodos de paso comerciales y se realizan ajustes para la obtención de los parámetros característicos. Los resultados de las simulaciones mostraron que celdas sombreadas o defectuosas pueden alcanzar valores de potencia disipada superiores a los 100 W, desarrollar temperaturas cercanas a 200 °C y pérdidas de potencia a nivel sistema de hasta el 6%.
This thesis presents the development of an electrical model for photovoltaic modules and systems based on crystalline silicon solar cells, with the aim of simulating conditions that amplify the hot spot phenomenon in photovoltaic cells. This effect occurs when a cell within a module or system generates less current than the others, due to partial shading or intrinsic defects. Under such conditions, the affected cell ceases to deliver power and instead behaves as a resistive load, dissipating energy as heat. The proposed electrical model enables the quantification of the dissipated power and the identification of worst-case conditions for a solar cell. Based on the simulation results, experimental tests were conducted to recreate the highest dissipation scenario for a cell within a module in order to measure its final temperature. To construct the electrical model based on the single-diode equivalent circuit of a solar cell, I-V (current–voltage) curves of commercial modules and bypass diodes were obtained experimentally, and parameter fitting was performed to determine characteristic values. Simulation results showed that shaded or defective cells may dissipate more than 100 W, reach temperatures approaching 200 °C, and cause system-level power losses of up to 6%.
Fil: Piccardi Federico, Universidad Tecnológica Nacional Nacional, Facultad Regional Buenos Aires, Escuela de Posgrado, Argentina.
Peer Reviewed
description Se presenta en el siguiente trabajo de tesis la realización del modelado eléctrico de módulos y sistemas fotovoltaicos basados en celdas solares de silicio cristalino a fin de simular condiciones que permitan magnificar el fenómeno de punto caliente en celdas fotovoltaicas. Este fenómeno, conocido en inglés como “hot-spot”, sucede cuando una celda dentro de un módulo o sistema genera menos corriente que las demás, ya sea por algún efecto de sombra o por algún defecto propio de la celda. Cuando se produce un punto caliente en una celda solar, el dispositivo deja de entregar energía y se comporta como una carga resistiva, disipando potencia en forma de calor. El modelo eléctrico propuesto permite cuantificar la potencia disipada y obtener las peores condiciones para una celda solar. Posteriormente, se realizan ensayos experimentales utilizando los datos de las simulaciones para recrear el peor caso de disipación para una celda dentro de un módulo y medir la temperatura que alcanza. Para la obtención del modelo eléctrico (basado en el modelo de un diodo de una celda solar) se trazan experimentalmente las curvas I-V (tensión vs. corriente) de módulos y diodos de paso comerciales y se realizan ajustes para la obtención de los parámetros característicos. Los resultados de las simulaciones mostraron que celdas sombreadas o defectuosas pueden alcanzar valores de potencia disipada superiores a los 100 W, desarrollar temperaturas cercanas a 200 °C y pérdidas de potencia a nivel sistema de hasta el 6%.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025-12-23
2026-02-24T14:14:15Z
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/workingPaper
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_8042
info:ar-repo/semantics/documentoDeTrabajo
format workingPaper
status_str acceptedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12272/14562
url https://hdl.handle.net/20.500.12272/14562
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
Facultad Regional Buenos Aires
– No comercial (by-nc): Se permite la generación de obras derivadas siempre que no se haga con fines comerciales. Tampoco se puede utilizar la obra original con fines comerciales.
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv Facultad Regional Buenos Aires
– No comercial (by-nc): Se permite la generación de obras derivadas siempre que no se haga con fines comerciales. Tampoco se puede utilizar la obra original con fines comerciales.
dc.format.none.fl_str_mv plain
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Escuela de Posgrado FRBA
publisher.none.fl_str_mv Escuela de Posgrado FRBA
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositorio Institucional Abierto (UTN)
instname:Universidad Tecnológica Nacional
reponame_str Repositorio Institucional Abierto (UTN)
collection Repositorio Institucional Abierto (UTN)
instname_str Universidad Tecnológica Nacional
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Abierto (UTN) - Universidad Tecnológica Nacional
repository.mail.fl_str_mv gestionria@rec.utn.edu.ar; fsuarez@rec.utn.edu.ar
_version_ 1877230900286062592
score 13.265058

Publicaciones similares