Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Una sola celda solar no puede proporcionar la salida útil requerida. Por lo tanto, para aumentar el nivel de potencia de salida de un sistema fotovoltaico, es necesario conectar un número de estas células solares fotovoltaicas . Un módulo solar normalmente está conectado en serie a una cantidad suficiente de células solares para proporcionar el voltaje y la potencia de salida estándar requeridos . Un módulo solar puede tener una potencia nominal de 3 vatios a 300 vatios. Los módulos solares o módulos fotovoltaicos son bloques de construcción básicos disponibles comercialmente de un sistema de generación de energía eléctrica solar .
En realidad, una sola célula fotovoltaica solargenera una cantidad muy pequeña que está alrededor de 0,1 vatios a 2 vatios. Pero no es práctico utilizar una unidad de baja potencia como componente básico de un sistema. Por lo tanto, el número requerido de tales células se combina para formar una unidad solar práctica disponible comercialmente que se conoce como módulo solar o módulo fotovoltaico .
En un módulo solar, las celdas solares están conectadas de la misma manera que las unidades de celdas de batería en un sistema de banco de baterías. Eso significa que los terminales positivos de una celda conectada al voltaje del terminal negativo del módulo solar es una simple suma del voltaje de las celdas individuales conectadas en serie en el módulo. 
El voltaje de salida normal de una celda solar es de aproximadamente 0,5 V, por lo tanto, si 6 de estas celdas están conectadas en serie, el voltaje de salida de la celda sería de 0,5 × 6 = 3 voltios.
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Clasificaciones del módulo solar
La salida de un módulo solar depende de algunas condiciones, como la temperatura ambiente y la intensidad de la luz de incidencia. Por lo tanto, la clasificación de un módulo solar debe especificarse en tales condiciones. Es una práctica estandarizada expresar la clasificación del módulo fotovoltaico o solar a una temperatura de 25 o C y una radiación de luz de 1000 w / m 2 . Los módulos solares se clasifican con su voltaje de circuito abierto de salida (V oc ), corriente de cortocircuito (I sc ) y potencia máxima (W p ).
Eso significa que estos tres parámetros (V oc , I sc y W p ) pueden ser entregados por un módulo solar de forma segura a 25 o C y 1000 w / m 2 de radiaciones solares.
Estas condiciones, es decir, 25 ° C de temperatura y 1000 w / m 2 de radiaciones solares, se denominan colectivamente Condiciones de prueba estándar.
Es posible que las condiciones de prueba estándar no estén disponibles en el lugar donde se instalarán los módulos solares. Esto se debe a que las radiaciones solares y la temperatura varían con la ubicación y el tiempo.
VI Característica del módulo solar
Si dibujamos un gráfico tomando el eje X como eje de voltaje y el eje Y como corrientes de un módulo solar, entonces el gráfico representará la característica VI de un módulo solar.
Corriente de cortocircuito del módulo fotovoltaico
En condiciones de prueba estándar, los terminales positivo y negativo de un módulo solar están en cortocircuito, entonces la corriente entregada por el módulo es la corriente de cortocircuito. Un valor mayor de esta corriente indica una mejoría del módulo.
Aunque en condiciones de prueba estándar, esta corriente también depende del área del módulo expuesta a la luz. Como depende del área, es mejor expresarlo mediante la corriente de cortocircuito por unidad de área.
Esto se define como J sc .
Por lo tanto, 
donde, A es el área del módulo expuesta a la radiación de luz estándar (1000w / m 2 ). La corriente de cortocircuito de un módulo fotovoltaico también depende de la tecnología de fabricación de células solares.
Voltaje de circuito abierto (V oc )
La salida de voltaje de un módulo solar en condiciones de prueba estándar, cuando los terminales de los módulos no están conectados con ninguna carga. Esta clasificación del módulo solar depende principalmente de la tecnología utilizada para fabricar las células solares del módulo. Más V oc indica mejoría del módulo solar. Este voltaje de circuito abierto de un módulo solar también depende de la temperatura de funcionamiento.
Punto de máxima potencia
Ésta es la cantidad máxima de energía que puede entregar el módulo en condiciones de prueba estándar. Para una dimensión fija de un módulo mayor la potencia máxima mejor el módulo. La potencia máxima también se denomina potencia pico y se denota como W m o W p .
Un módulo solar puede funcionar en cualquier combinación de voltaje y corriente hasta V oc e I sc .
Pero para una combinación particular de corriente y voltaje en condiciones estándar, la potencia de salida es máxima. Si procedemos a través del eje y de la característica VI de un módulo solar, encontraremos que la salida de potencia aumenta casi linealmente con la corriente.pero después de una cierta corriente, la salida de potencia caerá a medida que se acerque a la corriente de cortocircuito, ya que en condición de cortocircuito el voltaje se considera idealmente cero en los terminales del módulo solar. Por lo tanto, está claro que la potencia de salida máxima de un módulo solar no ocurre a la corriente máxima, es decir, la corriente de cortocircuito, sino que ocurre a cierta corriente que es menor que la corriente de cortocircuito (I sc ). Esta corriente a la que se produce la máxima potencia de salida se denota como I m .
De manera similar, la potencia máxima de una celda solar.no ocurre a voltaje de circuito abierto ya que es una condición de circuito abierto y la corriente a través de la celda se considera idealmente cero, en esta condición. Pero de manera similar al caso anterior, la potencia máxima en un módulo solar ocurre a un voltaje menor que el voltaje de circuito abierto (V oc ). La tensión a la que se produce la máxima potencia de salida se indica como V m . La potencia máxima de un módulo solar se da como 
La corriente y la tensión a la que se produce la potencia máxima se denominan corriente y tensión en el punto de potencia máxima, respectivamente.
Factor de llenado de un módulo solar
El factor de llenado de un módulo solar se define como la relación entre la potencia máxima (P m = V m x I m ) y el producto del voltaje de circuito abierto (V oc ) y la corriente de cortocircuito (I sc ). 
Cuanto mayor sea el Factor de llenado (FF), mejor es el módulo solar.
Eficiencia del módulo solar
La eficiencia del módulo solar se define como la relación entre la potencia máxima en condiciones de prueba estándar y la potencia de entrada. La potencia de entrada de un módulo solar es la radiación solar que se considera 1000 w / m 2 . Entonces, la potencia de entrada real a la celda es 1000A W. Donde, A es el área expuesta del módulo solar.
Por lo tanto, la eficiencia,
Número de celdas en el módulo
La cantidad de celdas en un módulo depende del requisito de voltaje estándar por módulo. En la década de 1980, los módulos solares se fabricaban principalmente para cargar baterías de 12 voltios. Pero para cargar una batería de 12 voltios , se requiere tener un voltaje de salida del módulo suficientemente más alto que 12 voltios. Era una práctica estándar diseñar un módulo solar con una tensión nominal máxima (V m ) de 15 voltios. Este módulo de 15 Voltios se convierte en módulo estándar a partir de aquellos días.
El número de celdas solares que se conectarán en serie para lograr una salida de voltaje estándar depende del voltaje de circuito abierto (V oc ) de las celdas individuales.
El V ocde una célula solar depende principalmente de sus técnicas de fabricación. La siguiente tabla muestra el voltaje de circuito abierto de diferentes células solares en condiciones de prueba estándar.
| Tipos de células solares | Voltaje de circuito abierto en STC |
| Célula solar de silicio monocristalino | 0,55 hasta 0,68 V |
| Célula solar de silicio policristalino | 0,55 hasta 0,65 V |
| Célula solar de silicio amorfo | 0,7 hasta 1,1 V |
| Célula solar de telururo de cadmio | 0,8 a 1,0 V |
| Célula solar de cobre, indio, galio y selenuro | De 0,5 a 0,7 V |
| Fosfuro de indio y galio / Arseniuro de galio / Celda solar de galio | 1 hasta 2,5 V |
Para una celda solar cristalina, el voltaje de circuito abierto es de aproximadamente 0,5 V, como se muestra en la tabla anterior. El voltaje V oc se menciona a 25 o C, pero en la mayor temperatura de 25 o C el valor de esta tensión cae casi por 0,08 V.
Por lo tanto, a temperatura de funcionamiento normal la tensión disponible en los bornes de cada célula solar cristalina es 
Ahora, Es estándar fabricar un módulo solar que puede dar una tensión de circuito abierto de 15 V en cualquier condición.
Por lo tanto, el número requerido de células solares para construir dicho módulo solar es, 
Por lo tanto, se requieren 36 números de células solares cristalinas para construir un módulo solar estándar de 15 V.
