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CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD. PERSPECTIVAS Y RETOS 
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XVII SIMPOSIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA (SIE-2017) 
Caracterización experimental de un panel fotovoltaico bajo la 
radiación solar de Mazatlán, Sinaloa 
 
Experimental characterization of a photovoltaic panel under solar 
radiation of Mazatlán, Sinaloa 
 
Néstor D. Galán Hernández1, Joel J. Ontiveros Mireles2, Guillermo J. Rubio 
Astorga2, Nildia Y. Mejías Brizuela1, José M. Cañedo Castañeda3. 
 
1- Dra. Nildia Yamileth Mejías Brizuela. Universidad Politécnica de Sinaloa, México. 
E-mail:nmejias@upsin.edu.mx 
Dr. Néstor D. Galán Hernández. Universidad Politécnica de Sinaloa, México. E-mail: 
ngalan@upsin.edu.mx 
2- M.C. Joel Josué Ontiveros Mireles. Instituto Tecnológico de Culiacán, México. E-
mail: joelontiveros@itculiacan.edu.mx 
Dr. Guillermo Javier Rubio Astorga. Instituto Tecnológico de Culiacán, México. E-
mail: guillermo.rubio@itculiacan.edu.mx 
3- Dr. José Manuel Cañedo Castañeda. Centro de Investigación y de Estudios 
Avanzados del IPN, México. E-mail:josec@gdl.cinvestav.mx 
 
Resumen: Hoy en día la generación de energía eléctrica utilizando sistemas fotovoltaicos 
(SF) tiene un gran auge en la industria privada y pública. Uno de los elementos 
fundamentales de los SF son los módulos fotovoltaicos, que por su importancia, es 
fundamental conocer el desempeño de estos, ante las diferentes condiciones de operación. 
Las mediciones del rendimiento del módulo fotovoltaico se obtienen bajo condiciones 
reales de irradiancia y temperatura. En este artículo se propone la caracterización de los 
módulos fotovoltaicos bajo diferentes niveles de irradiancia, de sombreado y ángulos de 
inclinación. Los parámetros que influyen en el desempeño del módulo no solo se 
relacionan con su composición fisicoquímica, influye de manera considerable la 
localización del sistema, que implica variaciones en la irradiancia, temperatura y 
distribución de la luz solar. Se procesan y analizan los datos obtenidos por 
experimentación con la finalidad de determinar la eficiencia del módulo fotovoltaico en 
la conversión de la energía solar en energía eléctrica. Para las mediciones de campo se 
 
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utilizó; una cámara termográfica, multímetros y un piranómetro. Con los resultados se 
elaboran las curvas de corriente, voltaje, potencia y radiación solar, donde se muestra la 
influencia de la inclinación, el sombreado, la temperatura. 
Abstract: Today the generation of electric power through photovoltaic systems (FS) have 
a great boom in the private and public industry. One of the fundamental elements within 
the FS are the photovoltaic modules, because of their importance, it is essential to know 
the performance of these equipment under different operating conditions. Measurements 
of the photovoltaic module’s performance are obtained under real conditions of 
irradiance and temperature. This paper proposes the characterization of the photovoltaic 
module under diverse levels of irradiance, shading and different slopes. The parameters 
that influence the performance of the module are not only related to its physicochemical 
composition, it has a considerable influence on the location of the system, which implies 
variations in the irradiance, temperature and distribution of sunlight. The data obtained 
by experimentation are processed and analyzed to determine the efficiency of the 
photovoltaic module in the conversion of solar energy into electrical energy. Fiel 
measurements were used; a thermographic camera, multimeters and a pyranometer. With 
the results, curves of current, voltage, power and solar radiation are elaborated, showing 
the influence of the inclination angle, shading and temperature. 
Palabras Clave: Panel fotovoltaico; Caracterización; Sombreado; Inclinación. 
Keywords: Photovoltaic panel; Characterization; Shading; Inclination. 
 
1. Introducción 
La potencia de un módulo fotovoltaico se determina por los valores nominales de salida 
en condiciones de prueba estándar (STC) (IEC 61215, 2006) (IEC 61646, 2013), es decir, 
con una irradiancia de 21000W m , La temperatura del módulo de 25 C

 y una irradiancia 
espectral de acuerdo con la Comisión Electroquímica Internacional (IEC) 60904-3 (IEC 
60904-3, 2015). La eficiencia de los módulos fotovoltaicos no solo depende de la 
tecnología con la que se construye el módulo o el diseño del sistema de seguimiento solar 
para alcanzar el máximo punto de potencia, también depende de las propiedades físicas-
químicas de cada uno de los componentes que conforman el sistema fotovoltaico (Salazar 
& Carrión, 2015). El rendimiento energético del módulo fotovoltaico al aire libre depende 
 
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de la ubicación del módulo, variaciones diarias y estacionales que, en general son 
diferentes de las STC. La localización del sistema implica variaciones de la irradiancia, 
temperatura del módulo y distribución espectral de la luz solar, que ocurren en 
dependencia de la estación y día del año. Esto conduce a grandes incertidumbres y 
diferencias en la predicción del rendimiento energético de los módulos fotovoltaicos de 
diferentes tecnologías (Schweiger, Herrmann, Gerber, & Rau, 2016); que en los últimos 
seis años de 2010 a 2015, han tenido una inversión de $809,000 millones de dólares 
(Bloomberg, 2016). 
El objetivo principal de este trabajo es caracterizar mediante mediciones de campo un 
módulo fotovoltaico, bajo diferentes condiciones de radiación solar global, de diferentes 
ángulos de inclinación, así como la incidencia de sombras a las 12:00 h del mes de mayo 
de 2017. La medición de temperatura en la superficie del módulo se realiza con una 
cámara termográfica, estas mediciones se relacionan con el voltaje de circuito abierto 
  ,OCV voltaje máximo pico  mpV , corriente de cortocircuito  SCI y corriente máxima 
pico  mpI para calcular la potencia eléctrica del módulo fotovoltaico. 
 
2. Metodología 
La dependencia de la radiación extraterrestre onG , medida en un plano normal a la 
radiación en el enésimo día del año se muestra en la ecuación (1), 
 
360
1 0.033cos
365
n
on sc
d
G G
  
    
  
 (1) 
scG es la constante solar de 
21.367 kw m , y nd es el número de día del año. El tiempo 
solar verdadero  svT es el tiempo que se basa en el movimiento angular del Sol. El medio 
día solar es el instante de tiempo cuando el sol cruza el meridiano del observador ONGL . 
Se usa el algoritmo de Yallop (Muneer, Gueymard, & Kambezidis, 2012) y (Hughes, 
Yallop, & Hohenkerk, 1987) se define la ecuación (2) del tiempo dinámico  dt como: 
    
1
30.6 0.5 365.25 1976 8707.5
36535 24
T
d
U
t D M Y
 
         
 
 (2) 
Donde: 
T
D = día; M = mes3 2 2
; ;
Y = año; U = hora civil9 2 1 2
M M Y M
M Y
M M Y M
   
    
      
 
Se definen los parámetros: 
 
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• Anomalía media: 357.528 35999.0503m dA t  
• Ecuación del centro: 1.9146 ( ) 0.0199 (2 )ent m mC sen A sen A  
• Longitud media de la eclíptica: 280.46607 36000.7698mde d entL t C   
• Ascensión corregida: 2.4657 (2 ) 0.0531 (4 )scen mde mde mdeA L sen L sen L   
• Oblicuidad de la eclíptica: 23.4393 0.013bliq dO t  
Las ecuaciones para corrección del tiempo  OTE y tiempo solar verdadero  SVT son: 
   
1 1
; 
15 15
OT mde ent scen SV T OT ST LOCE L C A T U E L L      
donde 105STL   y 106.42LOCL   , son la longitud del meridiano estándar  STL y la 
longitud del meridiano local  LOCL para Mazatlán, Sinaloa, México, que tiene una 
latitud de 23.22LAT   . 
La posición angular (declinación  ) del sol el 31 de mayo de 2017 al mediodía solar para 
el polo norte es de 22.11°, como se muestra en la figura 1.a, y se obtiene a partir de la 
ecuación (3), 
    1tan tan     ec bliq scenO sen A (3) 
 
a) b) 
Figura 1. a) Declinación solar el día 31 de mayo de 2017. b) Irradiación a lo largo del día 31 de mayo de 
2017 (elaboración propia). 
 
La radiación solar incidente  0G en una superficie horizontal en el exterior de la 
atmosfera durante el amanecer y el ocaso está dada por la ecuación (4), 
    0
360
cos 1 0.033cos cos
365
 
  
     
  
n
on cenit sc cenit
d
G G G (4) 
 
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cenit es el ángulo cenital. La radiación extraterrestre teórica diaria sobre una superficie 
horizontal  0H , figura 1.b, el 31 de mayo (día 151 del año) a las 12:00 horas es de 
211.14kWh m según la ecuación (5), 
          0
86400 360
1 0.033cos cos cos
365 180

    

    
      
    
n shr
sc LAT ec shr LAT ec
d
H G sen sen sen (5) 
donde 
  cos tan tanshr LAT ec    . 
 
2.1 Estimación de la radiación solar terrestre promedio 
En (Passamai) se presenta un método para estimar la radiación directa que se transmite a 
través de la atmosfera en días claros, al tomar en cuenta el ángulo cenital y la altitud para 
una atmosfera estándar y en este caso el clima tropical. Se define la transmitancia 
atmosférica   b , por la expresión de la ecuación (6), 
 
cos
0 1 e


 
 
   
a
cenit
k
bn
b
on
G
a a
G
 (6) 
Las constantes 0 1, , aa a k se definen para una atmosfera estándar con 23km de visibilidad 
se obtienen * * *
0 1, , aa a k .Sus ecuaciones para altitudes menores a 2.5km son: 
   
 
2 2
0 0 1 1
2
0.4237 0.00821 6 ; 0.5055 0.00595 6.5 ;
0.2711 0.01858 2.5
lt lt
a k lt
a r A a r A
k r A
        
   
   
 
 
Donde ltA es la altitud del observador en kilómetros. Se utilizan los factores de corrección 
* * *
0 1, , aa a k para permitir cambios por diferentes condiciones climatológicas. Los factores 
de corrección: 
* * *
0 0 1 1 10
, , k a ar a a r a a r k k   se muestran en la Tabla 1. 
Tipo de clima r0 r1 rk 
Tropical 0.95 0.98 1.02 
Verano latitud media 0.97 0.99 1.02 
Verano sub-ártico 0.99 0.99 1.01 
Invierno altitud media 1.03 1.01 100. 
Tabla 1. Factores de corrección para diferentes climas (Passamai). 
La radiación directa horizontal para cielo despejado  cbG ecuación (7), 
 cos cb on b cenitG G (7) 
 
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Para estimar la radiación total se requiere obtener la radiación difusa en una superficie 
horizontal. (Liu & Jordan, 1960), se desarrolla una relación empírica entre el coeficiente 
de trasmisión para la radiación directa y difusa para días despejados, ecuación (8), 
 0.271 0.294   dd b
o
G
G
 (8) 
Donde d es la razón entre la radiación difusa y la radiación extraterrestre directa sobre 
un plano horizontal. La radiación difusa en una superficie horizontal  cdG se obtiene a 
partir de la ecuación (9), 
 cos cd on d cenitG G (9) 
La irradiancia total global  cG que se estima para el 31 de mayo a las 12:00 horas es de 
21.051kW m como se muestra en la figura 2, se obtiene a partir de la ecuación (10), 
  c cb cdG G G . (10) 
 
Figura 2. Irradiancia global para el día 31 de mayo de 2017 (elaboración propia). 
 
2.2 Caracterización de la celda fotovoltaica 
Iph ID RSH V
RS
IRSH
I
 
Figura 3. Circuito equivalente de la celda fotovoltaica (elaboración propia). 
 
La descripción matemática general de una celda fotovoltaica (PV) de donde se pueden 
obtener sus parámetros fundamentales y que tiene como circuito equivalente el esquema 
que se muestra en la figura 3. El modelo matemático utilizado como base para caracterizar 
 
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la relación de Voltaje-Corriente y de Voltaje-Potencia de una celda PV se basa en la 
ecuación nodal dada (11), 
 ( )  ph D RSHI I I I (11) 
Donde I es la corriente de salida de la celda fotovoltaica; PHI es la corriente fotoeléctrica 
generada en condiciones de prueba estándar; DI es la corriente a través del diodo; RSHI 
es la corriente que fluye por la resistencia en paralelo. La fotocorriente depende 
linealmente de la radiación solar y de la temperatura de trabajo de la celda como se 
muestra en la ecuación (12), 
      ph SC I r
r
G
I I K T T
G
 (12) 
scI es la corriente de cortocircuito bajo condiciones STC de 25C y 
21 kW m ; IK es el 
coeficiente de temperatura de la corriente de cortocircuito de la celda; T es la temperatura 
de trabajo de la celda en  273K C   ; rT es la temperatura de referencia de la celda 
 25C . La ecuación del diodo a partir de su circuito equivalente se representa por  DI 
0
0 exp 1 ; ; 
D
TH
V
V
D TH D S
kA T
I I V V V IR
q
 
     
 
 
 
0I es la corriente de saturación inversa del diodo en STC; THV es el voltaje térmico de la 
celda; DV es el voltaje del diodo. El voltaje térmico  THV alcanza un valor de 25.84mV 
a 300K cuando 1A ; k es la constante de Boltzman que relaciona energía y 
temperatura absoluta, su valor es 231.38 10x J K ; 0A es el factor ideal que depende de la 
tecnología de la celda fotovoltaica  1.3 A Si Poly ; q es la carga del electrón, con valor 
de 
191.602176 10x C . El voltaje del diodo  DV al omitir el efecto de la resistencia en 
paralelo SHR ; sR es la resistencia en serie. Al sustituir THV y DV en DI se tiene la ecuación 
(13), 
 
 
0 0
0 0
exp 1 exp 1
     
        
         
SD
D
q V IRqV
I I I
kA T kA T
 (13) 
La corriente de saturación de la celda I0, varia con la temperatura de la celda, como se 
puede apreciar la ecuación (14), 
 
3
0
0
exp
   
   
   
A
G r
Rs
r r
qE T TT
I I
T kA T T
 (14) 
 
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IRS es la corriente de saturación de reversa de la celda a una Tr y una radiación solar (G). 
EG es la energía de la banda gap del semiconductor de la celda. 
La corriente de saturación de reversa a una temperatura de referencia se puede obtener de 
la ecuación (15), 
 
0
exp 1

 
 
 
SC
RS
OC
S
I
I
qV
N kA T
 (15) 
OCV es el voltaje en circuito abierto de la celda a la temperatura de referencia. sN Es el 
número de celdas en serie. La DI se expresa como en la ecuación (16), 
 
   
3
0 0
0
exp exp 1
exp 1
       
      
           
  
  
 
 
A
r SG
r
D SC
r OC
S
T T q V IRqE
kA T T kA TT
I I
T qV
N kA T
 (16) 
Al sustituir (16) en la ecuación (11) se obtiene, 
  
   
 
3
0 0
0
exp exp 1
exp 1
        
      
                        
 
A
r SG
r S
SC I r SC
r r SHOC
S
T T q V IRqE
kA T T A kT V IRG T
I I K T T I
G T RqV
N kA T
 (17) 
El voltaje en circuito abierto  OCV depende de la temperatura  K y no de la irradiancia. 
 VK es el coeficiente de temperaturadel voltaje en circuito abierto de la celda. El 
coeficiente de voltaje  VK se obtiene en condiciones de prueba estándar y el coeficiente 
de corriente  IK en STC se calculan por: 
,
, ; ; 
OC n SC
OC OC n V V I
V I
V V K T K K
T T
     
 
Figura 4. Curvas V-I y V-P características de una celda fotovoltaica (De Yong & Magnago, 2016). 
 
 
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Los parámetros bajo condiciones STC que describen el comportamiento de la celda 
fotovoltaica se obtienen de las curvas características (De Yong, Maldonado, Lovera, & 
Magnago, 2016) mostradas en la figura 4. De estas se determinan tres variables 
fundamentales que describen el comportamiento del PFV (Montreuil, 2017); la corriente 
de cortocircuito  SCI , voltaje de circuito abierto  OCV y la potencia máxima  mpP . 
0
0
; 1 ; 
phS
SC ph OC M M M
IN kA T
I I V In P V I
q I
 
    
 
 
 
2.3 Factores que afectan el comportamiento V-I de un PFV 
Una forma para diagnosticar que una celda fotovoltaica capta de manera eficiente los 
fotones de distintas longitudes de onda es mediante el cálculo de la eficiencia cuántica 
  EQ y la respuesta espectral   RS del dispositivo. Estos parámetros ayudan en 
la calibración y medición de las propiedades de la celda cuando opera bajo distintos 
espectros (Marti, Cuadra, & Luque, 2000). La corriente que se genera por el efecto 
fotoeléctrico se obtiene de la ecuación (18), 
        
0 0

     
 
   SC ph R EI I A S G d qA Q G dhc
 (18) 
A es el área del dispositivo,  G es la distribución espectral de la radiación incidente 
en la celda; c es la velocidad de la luz; h es la constante de Planck. Al tomar en cuenta 
que un dispositivo fotovoltaico de calidad tiene que cumplir con la relación SC phI I . Por 
lo que SCI en un rango de trabajo amplio muestra una dependencia lineal con la 
concentración luminosa (X), ecuación (19), 
             ph ph r ph r SC SC r
r
G
I G I G XI G I G XI G
G
 (19) 
G es la irradiancia, definida como la potencia solar por unidad de área  2W m . rG Es 
la irradiancia solar de referencia en STC a 25C y 
21 kW m . La validación de que OCV 
tiene una dependencia logarítmica con la concentración luminosa, se obtiene de la 
siguiente ecuación: 
    0 0In In
 
    
 
S S
OC r r
r
N kA T N kA TG
V G V V X
q G q
 (20) 
Esto comprueba que la irradiancia afecta más a la corriente que al voltaje, ecuación (21), 
 
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10 
 
    '

SC SC r
r
G
I G I G
G
 (21) 
Donde  'SCI G e  SC rI G , son las corrientes de cortocircuito para una irradiancia ´G y 
rG . Con esta expresión se calculan los valores de SCI a diferentes valores de irradiación, 
con un error inferior al 0.5% . El efecto de la temperatura sobre la SCI y OCV de una celda 
tiene como principal influencia la corriente de saturación 0I . De forma práctica ante un 
amplio rango de temperaturas de operación, tanto SCI como OCV varían de manera lineal 
con respecto a la temperatura  T , para este análisis se representa con dos coeficientes 
de temperatura  y  : 
           ; SC SC r r OC OC r rI T I T T T V T V T T T       
Para niveles medios o altos de irradiancia, el coeficiente  es positivo y el coeficiente  
es negativo, lo que denota que SCI aumenta poco con la temperatura, mientras que OCV 
disminuye alrededor de 0.5% en el Si ante los incrementos de temperatura (Montreuil et. 
al). Como resultado de estas dependencias se determina que la eficiencia de una celda 
fotovoltaica decrece con la temperatura, se afecta al voltaje en la curva característica V-I 
y modifica el punto de máxima potencia. 
 
2.4 Energía Máxima 
Dos de los parámetros que permite calcular la máxima potencia son: el factor de forma 
(FF), ecuación (22), y la eficiencia de conversión energética   , ecuación (23), 
  
mp mp mp
OC SC OC SC
P V I
FF
V I V I
 (22) 
     mp mp mp OC SC OC SC
ph ph ph
P V I FFV I FFV I
P P P GA
 (23) 
La magnitud de voltaje y corriente del punto de máxima potencia del PFV en función de 
la G y/o T (Montreuil et. al), se determina al resolver la ecuación (24): 
 
 ,
I
 
 
 
  
  mp mp
mp mp
mp mp
mp mp
V V V V
I I I I
I V IP VI
V
V V V
 (24) 
La desviación de la eficiencia del PFV partir de las condiciones dadas por la G y T, 
(Kenneth, Roessler, & Hansen, 2014), relativas a los valores de referencia 
correspondientes rG y rT , se calcula con la ecuación (25): 
 
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11 
 
  
 ,
, 1  
mp r
rel
mpr
P G T G
G T
P G
 (25) 
Donde 
mprP es la potencia de salida máxima a las condiciones de referencia. 
 
2.5 Pruebas 
Se realizaron mediciones del panel fotovoltaico durante todo el mes de mayo de 2017, 
bajo condiciones reales de irradiación solar y de temperatura. Los parámetros nominales 
que se utilizan como referencia en las pruebas experimentales se muestran en la Tabla 2, 
Panel fotovoltaico policristalino de 60 celdas 
Pmp 250 W 
Vmp 31.45 V Voc 37.9 V 
Imp 7.98 A Isc 8.65 A 
Tabla 2. Parámetros del Panel fotovoltaico (elaboración propia). 
 
Las pruebas que se realizaron al módulo fotovoltaico para su caracterización experimental 
son: relación V-I de un módulo fotovoltaico con diferentes ángulos de inclinación y 
relación V-I de un módulo fotovoltaico ante diferentes condiciones de sombra. El objetivo 
de esta prueba es caracterizar el PFV ante cinco condiciones diferentes de sombra que 
afectan la radiación solar, según se muestra en la figura 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) La radiación solar 
incidente sobre el PFV 
es la global (Sin 
sombra). 
b) El PFV tiene un 25% 
de sombra obscura (No 
permite ningún tipo de 
radiación). 
c) El PFV tiene un 
25% de sombra que 
permite radiación 
difusa y albedo. 
d) El PFV tiene el 
50% de su superficie 
cubierta de sombra, 
que permite radiación 
difusa y albedo. 
e) El PFV está cubierto 
de sombra (100%), 
recibe solo radiación 
difusa y albedo. 
Figura 5. Pruebas con sombra realizadas al PFV (elaboración propia). 
 
3. Resultados y discusión 
3.1 Prueba 1 
De los cálculos de la trayectoria solar a lo largo del año 2017, se obtienen los parámetros 
para cada día, en la figura 6 de color verde, se muestra los correspondientes para el día 
31 de mayo, así como en las fechas de entrada de los equinoccios y del solsticio de 
invierno. 
 
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Figura 6. Trayectoria del sol incidente sobre el PFV en las 4 estaciones del año (elaboración propia). 
 
El recorrido solar que se muestra en la figura 6 (línea verde), permite calcular con base a 
los parámetros de la Tabla 3, el ángulo de inclinación ideal que debe de tener el 
dispositivo para la fecha de estudio. El PFV para este día y hora la inclinación ideal es de 
16 respecto a la superficie horizontal, Tabla 4, que se orienta hacia el sur (O. S.) para 
tener la máxima captación de energía según la altura solar de 88.45 . 
Parámetro Valor 
Ángulohorario solar (ωhr) -0.82° 
Altura Solar (αAS) 88.45° 
Azimuth solar (ϒAS) -29.55° 
Ángulo cenital (θcenit) 1.55° 
Duración del día solar 13.32 horas 
Tabla 3. Parámetros según la trayectoria del sol 
a las 12:00 horas del 31 de mayo de 2017 
(elaboración propia). 
Ángulo de Inclinación (β) Ángulo de Incidencia (θ) 
0° 16.9° 
10° 5.9° 
16° 0.035° 
20° 3.03° 
25° 8.03° 
30° 13.03° 
40° 23.03° 
50° 33.03° 
60° 43.03° 
Tabla 4. Relación de ángulos de inclinación e 
incidencia del PFV a las 12:00 horas del 31 de 
mayo de 2017 (elaboración propia). 
 
El comportamiento del PFV se refleja en sus curvas características de V-I, figura 7.a, y 
V-P, figura 7.b, donde se valida que al variar el ángulo de inclinación del dispositivo, la 
radiación solar incidente sobre el mismo disminuye, esto por la trayectoria del sol que es 
de ENE a NO, figura 6 (en verde). Se comprueba de forma experimental que la incidencia 
de la radiación solar sobre el PFV con 16   , se incrementa cuando se cambia la 
orientación del mismo del S al ENE y recibe una radiación máxima de 
2980W m . 
 
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 a) b) 
Figura 7. a) Valores V-I del PFV ante diferentes ángulos de inclinación. b) Valores V-P del PFV ante 
diferentes ángulos de inclinación (elaboración propia). 
 
La respuesta en la SCI mejora cuando se recibe la irradiación solar de forma 
perpendicular. Esta variación de incidencia de radiación solar refleja una pérdida en la 
captación de la misma por parte del PFV hasta un 20.4% respecto al ángulo inclinación 
óptimo. La diferencia entre la máxima y mínima potencia que alcanza el módulo es de
42W, como se aprecia en la figura 7.b. 
Orientación: ENE Sur Sur Sur Sur Sur Sur Sur Sur 
β (inclinación) 16° 0° 10° 20° 25° 30° 40° 50° 60° 
Temperatura °C 48.8 47.6 50.5 51.1 50.2 48.3 48.4 46.9 44 
Radiación W/m2 980 890 860 790 780 730 690 630 490 
VOC (V) 33.95 33.91 33.33 33.22 33.41 33.44 33.34 33.23 33.2 
ISC (A) 8.686 7.697 7.459 7.02 6.779 6.476 6.059 5.233 4.117 
Vmp (V) 25.83 26.15 25.62 25.5 26 25.92 26.16 26.25 26.69 
Imp (A) 7.92 7.066 6.713 6.411 6.234 6.001 5.525 4.786 3.796 
Pmáx (W) 204.5 184.8 172 163.5 162.1 155.5 144.5 125.6 101.3 
Tabla 5. Parámetros del PFV según el ángulo de inclinación (elaboración propia). 
 
La dependencia que tiene la SCI con el nivel de irradiancia y espectro de luz se observa 
en la Tabla 5. Se valida con la tendencia de sus curvas características, figura 7.a, que 
muestra una variación lineal de corriente respecto al nivel de irradiancia, con valores de 
SR menores la SC phI I . 
 
3.2 Prueba 2. 
El efecto de la sombra sobre el arreglo en serie de las 60 celdas en el PFV, tiene mayor 
impacto que con una disminución en el nivel de intensidad de la irradiancia solar incidente 
sobre el dispositivo. 
 
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 a) b) 
 
 
 
 
Figura 8. a) Valores V-I del PFV ante diferentes condiciones de sombra. b) Valores V-P del PFV ante 
diferentes condiciones de sombra (elaboración propia). 
 
En las figuras 8.a y 8.b se muestran las características de V-I y V-P del PFV según el tipo 
de sombra incidente. Se observa una disminución considerable en la SCI , figura 8.a, al 
incrementar la cantidad de sombra sobre el PFV. La caída de tensión del OCV es mínima, 
lo que se refleja como una baja perturbación con este tipo de fenómenos. La generación 
de energía disminuye hasta del 10% cuando el PFV tiene sombra total en la superficie, 
solo permite la incidencia de radiación difusa y albedo, Figura 8.b. 
 
4. Conclusiones 
El voltaje a circuito abierto y voltaje máximo presentan una variación del 1% al 2% en 
todos los ángulos, sin embargo, en la corriente de cortocircuito a 0º es de 7.69 A y en 60º 
es 4.11 A, la corriente disminuye en promedio 0.59 A por cada 10º que se aumenta en la 
inclinación del módulo. Para la corriente máxima se tiene una medición con un ángulo de 
0º de 7.06 A y a 60º es de 3.79 A con una disminución en promedio de 0.54 A por cada 
10º que se incrementa la inclinación del módulo. La potencia que genera el módulo 
disminuye un 45 % de la posición de 0º a 60º. La temperatura del módulo en su mejor 
punto a 20º de inclinación es de 51.1ºC, que coincide con el punto de máxima generación. 
El menor punto de generación es a los 60º de inclinación con una temperatura sobre la 
superficie del módulo de 44ºC. A pesar de que se requiere cierta temperatura sobre el 
módulo para excitar a los electrones, esta no debe de exceder el valor en el que los 
materiales semiconductores se estresen, y alcancen el punto de ruptura en su banda de 
conducción. Como trabajo futuro se propone realizar la caracterización del módulo con 
la temperatura distribuida de forma uniforme sobre la superficie con la finalidad de que 
 
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todas las celdas que integran al módulo se encuentren a la misma temperatura y nivel de 
radiación. 
5. Referencias 
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2016. 
2.De Yong, D., Maldonado, M., Lovera, S., & Magnago, F. (2016). Análisis de sistemas 
fotovoltaicos operando bajo condiciones de sombra parcial. Argentina: Reunión 
de Trabajo de la asociación Argentina de energías renovables y medio ambiente. 
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Royal Astronomical Society, 1529-1535. 
4.IEC 60904-3. (2015). Photovoltaic devices -Part 3: Measurement principles for 
terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradince 
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5.IEC 61215. (2006). Crystalline silicon terrestrial PV modules-design and 
quantification and type approval. 
6.IEC 61646. (2013). Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules-design 
qualification and type approval. 
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temperature dependence of photovoltaic modules in PVsyst. IEEE Journal of 
photovoltaics, 152-158. 
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Canada. Solar Energy, 1-19. 
9.Marti, A., Cuadra, L., & Luque, A. (2000). Quantum dot intermediate band solar cell. 
Photovoltaic specialists conference (págs. 940-943). Anchorage USA: IEEE. 
10.Montreuil, L. (2017). Sistemas fotovoltaicos interconectados a una gran red 
eléctrica. Guadalajara, México: CINVESTAV. 
11.Muneer, T., Gueymard, C., & Kambezidis, H. (2012). Solar Radiation and Daylight 
Models. Routledge. 
12.Passamai, V. (s.f.). Determinación de radiación solar horaria para dias claros 
mediante planilla de cálculo. Consejo de investigación de la Universidad 
Nacional de Salta Argentina. 
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photovoltaic systems. IEEE Latin america transactions, 2580-2586. 
14.Schweiger, M., Herrmann, W., Gerber, A., & Rau, U. (2016). Understanding the 
energy yield of photovoltaic modules in different climates by linear performance 
loss analysis of the module performance ratio. IET Renewable Power 
Generation, 558-565.