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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Celda fotovoltaica, ¿Qué son y como funcionan las células fotoeléctricas?

En electrónica, una celda fotovoltaica - ou celda solar - é um dispositivo eléctrico que convoca a energia incidente de radiación solar en electricidad a través del efecto fotovoltaico. Por lo tanto, las celdas solares son la base de los sistemas fotovoltaicos para transformar la energía solar en energía eléctrica.

Celda fotovoltaica, ¿Qué son y como funcionan las células fotoeléctricas?

Los compuestos de un material that presenta efecto fotoeléctrico absorben fotones de la light y emissen electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser usada como electricidad.

Los paneles fotovoltaicos están compuestos por varios grupos de células fotoeléctricas conectadas entre sí. Cada grupo de células fotovoltaicas forman una red de células fotovoltaicas conectadas en circuito eléctrico en serie para aumentar el voltaje de salida. Ao mesmo tempo, também se conectan várias redes em circuito em paralelo para aumentar a intensidade do corriente elétrico que é capaz de proporcionar o dispositivo.

O tipo de corriente elétrico que proporciona las placas fotovoltaicas é corriente continua.

¿Cómo es una celda fotovoltaica?

Las celdas solares más habituales están formadas por uma capa de silício cristalino de um espesor aproximado de 0,3 mm. O processo de elaboração é um nível sofisticado e delicado para poder conseguir homogeneidade do material.

O silício é atualmente o material mais utilizado na criação de novas células fotovoltaicas. Este material, que é o composto químico más abundante que se encuentra na corteza de la Tierra, se obtém mediante a redução de silício. El primer paso es crear silicio metalúrgico, 98% puro, a partir de piedras de cuarzo derivadas de um mineral veta (la técnica de creación no tiene nada que ver con la arena).

El silicio de calidad fotovoltaica debe ser transparente hasta alcanzar el 99.999%. Para obter esta qualidade de pureza, o silício deve destilarse em um composto químico especial. Este compuesto especial vuelve a convertir el destilado en silicio.

Las zonas positivas e negativas de la celda solar

O campo eléctrico é genera a partir da polarização diferente das zonas de la celda fotovoltaica. Geralmente, a parte superior tem uma carga negativa e o resto tem carga positiva para criar a união PN.

A zona P (zona positiva ou receptor de ánodo) é uma zona a que os elétrons do faltan e que, por lo tanto, tiene carga positiva. Geralmente, esta configuração é consigue añadiendo al silicio puro una pequeña parte de boro que solo tiene 3 electrones de valencia.

La zona N (zona negativa o cátodo ou emissor) tem exceso de electrones. Geralmente, esta zona está formada por la difusão de fósforo que tiene 5 electrones na última órbita.

Faça a diferença entre a carga elétrica no material semicondutor, produza o campo eléctrico encargado de empujar os eletrones da capa N na capa P.

A eficiência de conversão de mídia obtida por las celdas solares fotovoltaicas disponíveis comercialmente produzidas a partir de silício monocristalino é inferior a la de las células multicapa, normalmente de arseniuro de galio.

Actualmente, hay también nuevas tecnologías en la producción de paneles solares que não utilizan el silicio.

¿Cómo funciona una celda fotovoltaica?

Si conectamos una celda solar fotovoltaica a un circuito eléctrico con una resistencia (consumo) y al mismo tiempo recibe radiación solar, se producirá una diferencia de potencial eléctrico entre sus contactos. Este voltaje provocará a circulação de los electrones a través de la carga.

En estas condições, a célula fotoeléctrica funciona como um gerador de corriente.

La luz está compuesta por fotones que tienen una cierta energía. Cuando la luz incide sobre a celda solar, os fotones incidem sobre os elétrons da capa N. Se um elétron absorver a energia de um fotón com energia suficiente, o elétron é arrancado do material dejando um espaço livre que ocupará outro elétron. Este movimento de elétrons implica um corriente elétrico.

Podemos decidir que o corriente gerado por uma célula solar fotovoltaica iluminada e conectada para uma carga do resto entre sua capacidade de produção bruta e as pérdidas por recombinação entre elétrones e fotones.

¿Para qué sirven las celdas solares fotovoltaicas?

Las celdas fotovoltaicas utiliza veces solas (iluminación de jardín, calculadoras, ...) ou agrupadas en paneles solares fotovoltaicos. De esta forma se genera electricidad a través de esta fuente de energía renovable.

Las células fotovoltaicas son los componentes básicos de los módulos fotovoltaicos, that son los painéis solares capaces de generar energía eléctrica a partir de la radiación solar. Es, por lo tanto, o elemento básico esencial para este tipo de energia renovável.

Um painel solar fotovoltaico consiste numa vermelha de células solares conectadas en circuito em série para aumentar a tensão de salida. A outra vez, se conectan várias redes en circuito en paralelo para aumentar o corriente elétrico que é capaz de proporcionar o dispositivo.

El tipo de corriente elétrico que oferece um painel fotovoltaico es corriente continua.

Las células fotoeléctricas também se utilizam para reemplazar las baterías en aplicaciones como calculadoras, relojes, aparatos, that pueden funcionar con energía solar.

É possível aumentar o volume de utilização almacenando energia mediante um condensador ou uma celda galvánica (batería). Cuide se utilizar com um dispositivo para energia elétrica, feno que coloque um diodo em série para evitar a descarga do sistema durante a noite.

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Data de publicação: 18 de fevereiro de 2016
Última revisão: 14 de outubro de 2021