https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/8661 2026-04-30T16:42:28Z https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/9932 Efecto del espesor de la película CdTe obtenida mediante erosión catódica sobre la eficiencia en ventanas fotovoltaicas Diego Alberto Andrés Chavarría Las energías renovables han sido altamente estudiadas, especialmente la energía proveniente del sol, la cual es aprovechada mediante el uso de celdas fotovoltaicas. Estas celdas han evolucionado poco a poco a lo largo de los últimos 50 años y gracias a la disminución de su costo han sido aprovechadas cada vez más. Las celdas solares CdS/CdTe han sido los tipos de celdas más prometedoras de esta época debido a su bajo costo y la disponibilidad de material, ya que normalmente, en estos dispositivos la película de CdTe tiene un espesor alrededor de 10 µm, pero se ha comprobado que un espesor de 2 µm absorbe alrededor del 90% de los fotones incidentes. En este trabajo, se redujo el espesor de la película de CdTe por debajo de 2 µm mediante la técnica de erosión catódica a RF, donde se obtuvieron dispositivos con diferentes espesores de CdTe variando el flujo y el tiempo de depósito. Posteriormente, mediante caracterizaciones ópticas y estructurales, se determinaron los parámetros críticos de crecimiento de los dispositivos. Utilizando un simulador solar, se evaluó la eficiencia de cada dispositivo fotovoltaico. El objetivo adicional fue evaluar el efecto del espesor de la película de CdTe obtenida mediante erosión catódica a RF sobre la eficiencia de la celda solar basada en una heteroestructura CdS/CdTe, especialmente con intenciones a su aplicación en ventanas fotovoltaicas. Al disminuir el espesor de la película de CdTe, se obtuvieron celdas solares semitransparentes con un espesor de la capa absorbente de 520 nm con una orientación hacia el plano (111), una fase cúbica centrada en las caras, un tamaño de cristal casi alcanzando los 40 nm y un ancho de banda prohibida de 1.48 eV con una eficiencia máxima alcanzada de 4.12%, lo que abre la posibilidad de investigar su uso como ventanas fotovoltaicas, cuyo campo aún es poco estudiado. 2024-01-03T00:00:00Z https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/9217 Método de detección y localización de fallas en SFV de circuito abierto con luz roja pulsada operado bajo condiciones obscuras Mauricio Lavador Osorio A lo largo del siglo 21 la implementación acelerada de sistemas fotovoltaicos ha dado pauta a la creación de sistemas de detección de fallas partir de las mediciones realizadas en las inmediaciones de las instalaciones concluidas, haciendo crecer el volumen de datos a analizar con cada nueva instalación, mejorando los sistemas de detección y ubicación de fallas con diversos métodos. En este trabajo se planteó desarrollar un dispositivo adaptativo que opere bajo un método basado en el análisis espectral de señales para detectar y localizar únicamente fallas de circuito abierto OFC (Open Circuit Failure) en uno de los strings de un arreglo fotovoltaico de dimensión regular mxn. El método propuesto utilizó la Transformada Discreta de Fourier y un clasificador basado en el algoritmo de machine Learning Knn para la detección del OCF. La novedad de esta técnica es que todo el conjunto fotovoltaico operó en condiciones de oscuridad o radiancia inferior a 10 W/m2 haciendo mediciones de prueba y de experimentación durante horas del día donde el sol está oculto, bajo este método se aplicó luz roja pulsada en el módulo del arreglo fotovoltaico más alejado del inversor. En estas condiciones de operación, la presencia de una falla de circuito abierto altera la variabilidad en las impedancias del arreglo fotovoltaico generando diferentes incrementos en las impedancias dinámicas totales, como resultado de estos aumentos y variaciones, la componente espectral de la tensión de salida del conjunto pudo detectar y localizar las fallas OCF. Lo mencionado anteriormente se logró por una fotogeneración de corriente alterna que crea un voltaje de polarización directa en el arreglo, bajo este supuesto se diseñó el dispositivo y se evaluó la efectividad del método propuesto bajo diferentes ubicaciones de falla, tamaños de arreglos fotovoltaicos y frecuencias adecuadas a las características locales del desarrollo del experimento. 2023-08-18T00:00:00Z https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/7907 Fabricación de un material absorbente solar base cobre mediante oxidación anódica Fernando Razzón Hernández El uso de la energía solar como fuente de generación energética, ha generado un desarrollo en el área solar térmica para la creación de dispositivos colectores mediante sus propiedades absorbentes solares. En el presente trabajo un recubrimiento selectivo solar de intervalo bajo de temperatura (menor a 100 °C) fue fabricado empleando como materiales base sustratos de cobre previamente tratados mediante desbaste mecánico y pulido electroquímico, así como activados mediante un tratamiento catódico. Mediante la técnica de pasivación anódica, la cual consiste en la inmersión de los sustratos en medio alcalino compuesto por una solución 1M de hidróxido de sodio a una temperatura de 60 °C aplicando una densidad de corriente de 4 mA/cm2 por un tiempo de 30 minutos, se obtuvieron los recubrimientos de óxido de cobre negro (CuO). Un recubrimiento de aluminio nanométrico fue adicionado mediante la técnica PVD para protección ante la corrosión. Los recubrimientos obtenidos fueron caracterizados óptica, morfológica y electroquímicamente mediante microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de reflectancia difusa, así como polarización lineal. Un difractómetro de rayos X fue empleado para caracterizar ópticamente el recubrimiento formado mediante la comparación de los picos difractados con sus respectivas cartas cristalográficas identificando las fases cristalinas del recubrimiento de interés; mediante un sistema de microanálisis por dispersión de energías de rayos X acoplado a un microscopio electrónico de barrido se realizó un mapeo elemental que confirma la presencia atómica de los elementos deseados y la libertad de impurezas así como una clasificación morfológica de la superficie obtenida. El uso de espectroscopios de intervalo UV-Vis-NIR aplicando la técnica de espectroscopia de reflectancia difusa permitió la obtención del porcentaje de reflectancia dentro del intervalo de 300 nm a 2500 nm del espectro electromagnético obteniendo valores de absorción del 94% al 98% en el intervalo de 300 nm a 1000 nm y valores de absorción del 80% al 90% en el intervalo de 1000 nm a 2500 nm en ambos sistemas (Cu/CuO y Cu/CuO/Al). Un recubrimiento nanométrico de aluminio aplicado mediante la técnica de PVD fue caracterizado haciendo uso de un potenciostato aplicando la técnica de polarización lineal con lo cual se logró la protección a la corrosión del sistema Cu/CuO, el sistema obtenido Cu/CuO/Al presentó una reducción en la tasa de corrosión del 82% con respecto al recubrimiento de óxido de cobre (Cu/CuO). 2023-03-28T00:00:00Z https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/4352 Optimización multiobjetivo de parques eólicos marinos: distribución de las turbinas y topología de la red eléctrica. Ángel Francisco Negrete Romero El diseño de un parque requiere medición de recurso eólico, posición especifica de las turbinas, distancia entre las mismas y la estimación de la energía generada. Una mala evaluación de estas variables podría llevar a la instalación a sufrir daños no previstos o pérdidas de energía no cuantificadas, con la posibilidad de escalar a una inviabilidad técnico-económica. Tradicionalmente, la decisión sobre la posición y distancia de las turbinas es delegada a la experiencia del equipo desarrollador y software enfocado a cuantificar la producción de energía. En este trabajo se presenta la optimización del diseño de un parque eólico marino teniendo en cuenta las pérdidas debidas al efecto estela y las perdidas en los conductores internos del parque. El objetivo fue maximizar la energía anual producida considerando el modelo de efecto estela propuesto por NREL (simplificación del modelo Gaussiano de Bastankhah) y un modelo de topología de red. El problema se resolvió mediante un nuevo enfoque utilizando un modelo de empaquetamiento de círculos iguales en un cuadrado, esto permitió que el modelo se resolviera en el dominio continuo sin restricción de posición de las turbinas lo que tuvo resultados favorables para el uso de la superficie y el tiempo de cálculo. Se propone un modelo mixto-entero no lineal para un análisis multiobjetivo que permita medir las pérdidas de producción de energía y de la red eléctrica interna de un parque eólico, variando la selección de la posición de las turbinas y distancia entre ellas, teniendo en cuenta los efectos que esto tiene sobre la producción de energía. El modelo fue codificado y resuelto con GAMS/DICOPT. La reducción de área lograda con el modelo fue de un 43 % con apenas una disminución en la producción de energía del 0.42 %. El resultado global es una herramienta de análisis que coadyuva a los desarrolladores a determinar la ubicación de las turbinas, permitiendo evaluar diferentes escenarios de diseño. 2023-01-01T00:00:00Z