Tecnologías emergentes en dispositivos fotovoltaicos y en...
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Tecnologías emergentes en dispositivos fotovoltaicos y en baterías como almacenamiento de energía renovable: investigaciones realizadas
en el CELEQ
M.Sc. Andrea Soto
BQ. Mario Molina
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Fuentes• Tradicionales• Renovables
Soluciona • Variabilidad• Aislamiento
http://www.latribuna.cl/noticia.php?id=NzExMA
Energía
Consumo
AlmacenamientoGeneración
https://www.energias-renovables.com/panorama/el-almacenamiento-de-energia-podria-evitar-derroches-20180122
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Energías renovables como fuente de generación
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Dispositivos fotovoltaicos más conocidos
Paneles de silicio cristalino (primera generación)
Lynn, P. A. (2010). Electricity from Sunlight: An Introduction to Photovoltaics. Singapore: Wiley.
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Celdas solares de capa fina (segunda generación)
• Silicio multicristalino (poli)
• Silicio amorfo
• Telurio/Sulfuro de cadmio (CdTe, CdS)
• Diselenuro de cobre-indio (CIS)
• Diselenuro de cobre,indio-galio (CIGS)
http://soralitepower.in/entries/solar-e--learning-program/basic-of-solar-panels
https://renewablesnow.com/news/update-midsummer-clix-steel-offer-solar-roof-in-europe-566407/
Lynn, P. A. (2010). Electricity from Sunlight: An Introduction to Photovoltaics. Singapore: Wiley.
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• Celdas orgánicas (OPV)
• Celdas sensibilizadas con tintes
(DSSCs)
• Celdas con puntos cuánticos
(QDSCs)
• Celdas de perovskitas (PSCs)
Tecnologías emergentes en dispositivos fotovoltaicos (tercera generación)
https://www.nature.com/news/make-perovskite-solar-cells-stable-1.21807
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516303226
https://www.engie.com/en/journalists/press-releases/world-first-inauguration-organic-photovoltaic-roof/
http://www.merck-performance-materials.jp/en/solar_and_energy/photovoltaics/dssc/dssc.html
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Celdas solares sensibilizadas con tintes (DSSCs)
Fakharuddin, A., Rajan, J., Brown, T., Fabregat-Santiago, F., Bisquert, J. (2014). A perspectiveon the production of dye-sensitized solar modules. Energy and Enviromental Science, 7, 3952.
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Componentes de una DSSCComponentes de un panel de silicio
https://www.sunlux.com/como-funciona-la-energia-solar/
https://solar-energia.net/energia-solar-fotovoltaica/celula-fotovoltaica Materiales a partir de procesos menos costosos
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DSSCs de manera diferente al de las celdas solares de silicio
Fundamento de generación de energía en el material
https://www.cheetah-exchange.eu/pv_technologies.asp?i=16&t=DSSC-_Dye_Sensitized_Solar_Cells
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Funcionamiento de una celda solar sensibilizada con tintes (DSSC)
BC
Eregen
Eredox
Voc
Vidrio conductor
TiO2
I3-
3I-
Pt
Ru(II/III)*LUMO
Ru(II/III)HOMO
12
345
6
-1
Contra Electrodo
Electrodo de Trabajo
TrabajoEléctrico
EF
Vinyecℎ𝑣
𝑒−
Diagrama cortesía del M.Sc. Felipe Vinocour Pacheco
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Características de interés
• Peso ligero
• Posible aplicación en sustratos flexibles
• Transparencia, colores
• Facilidad de montaje
• Buen desempeño a bajas intensidades de luz y condiciones no ideales de ángulo incidente
• Aprovechan de muy buena manera la luz difusa
Excelentes condiciones como opción para su incorporación en el diseño de Fotovoltaicos Integrados en Edificios (BIFV)
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DSSCs en la fachada del Swiss Tech ConventionCenter, Lausana, Suiza
https://cen.acs.org/articles/94/i18/future-low-cost-solar-cells.html
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Caso de estudio en el CELEQ:Evaluación y exhibición de un pequeño sistema DSSC
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Caso de estudio en el CELEQ:Evaluación y exhibición de un pequeño sistema DSSC
En condiciones climáticas propias de nuestra región centroamericana
En condiciones y posiciones no comunes para los sistemas tradicionales comúnmente instalados:
• Fachada del edificio• En posición vertical
Comparación con el sistema tradicional en montaje en el techo, bajo registro de condiciones de intensidad de luz en cada sitio
• Divulgación y exhibición de sistemas emergentes
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Caso de estudio en el CELEQ:Evaluación y exhibición de un pequeño sistema DSSC
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Tecnología emergente más reciente
Celdas solares de perovskita
https://www.perovskite-info.com/greatcell-shares-updates-its-perovskite-solar-technology-and-future-plans
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https://www.nature.com/news/make-perovskite-solar-cells-stable-1.21807
https://compoundsemiconductor.net/article/104078/Saule_Opens_Up_Licence_For_Perovskite_Solar_Windows
Tecnología emergente más reciente
Celdas solares de perovskita
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Fuentes• Tradicionales• Renovables
Soluciona • Variabilidad• Aislamiento
http://www.latribuna.cl/noticia.php?id=NzExMA
Energía
Consumo
AlmacenamientoGeneración
https://www.energias-renovables.com/panorama/el-almacenamiento-de-energia-podria-evitar-derroches-20180122
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Almacenamiento de energía eléctrica
National Renewable Energy Laboratory, USA
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Almacenamiento de energía eléctrica
Andy Kyung-Yong Yoon1, Heung Sik Noh2, Yong Soo Yoon3. Analysis of Vanadium Redox Flow Battery Cell with Superconducting Charging System for Solar Energy
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Almacenamiento de energía eléctrica
http://css.umich.edu/factsheets/us-grid-energy-storage-factsheet 2018
Establecidas Demostración Etapa temprana
Hidroelectrica por bombeo Baterías avanzadas de PbBaterías de flujo
Sistemas de aire comprimido adiabático
Aire comprimido Almacenamiento electromagnético Hidrógeno
Baterías Pb y Li Capacitores electroquímicos Gas natural sintético
Volantes de inercia
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Almacenamiento de energía eléctrica
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Almacenamiento electroquímico
•Un acumulador o batería secundaria es un dispositivo de almacenamiento de energía que recibe electricidad que se ha producido en algún lugar, utiliza esa electricidad para impulsar una reacción química en dos electrodos y es capaz de volver a liberar esa energía de forma espontánea.
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Batería de plomo
http://labateriadeplomo.blogspot.com/2009/08/
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Batería de plomo
• Descarga:Pb + PbO2 + 2 H2SO4 --> 2 PbSO4 + 2 H2O
Carga:2 PbSO4 + 2H2O --> Pb + PbO2 + 2 H2SO4
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Batería de litio
Ran Liu,a Jonathon Duaya and Sang Bok Lee*ab Heterogeneous nanostructured electrode materials for electrochemical energy storage
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Batería de Li-ion
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Batería de flujo
https://www.solarpowerworldonline.com/2017/12/what-is-a-flow-battery/
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Batería de Vanadio
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Batería de vanadio
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Batería de Vanadio
<http://www.mdpi.com/2073-4360/10/5/473/htm>
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Batería de Vanadio
<http://galaxy01.com/english/redoxflow/vrfb.htm>
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Batería de Vanadio
<http://galaxy01.com/english/redoxflow/vrfb.htm>
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Batería en el CELEQ
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Batería en el CELEQ
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Batería en el CELEQ
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Batería de Vanadio
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Batería de Vanadio
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Almacenamiento de energía eléctrica
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Almacenamiento de energía eléctrica
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Batería de Vanadio