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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Quais são os tipos de células fotovoltaicas?

Os principais tipos de células fotovoltaicas são os seguintes:

Quais são os tipos de células fotovoltaicas?
  • Células de silício monocristalino (M-Si). Consiste em um único cristal de silício com uma estrutura muito uniforme. Garante desempenho superior ao de outras tecnologias, porque os átomos de silício estão perfeitamente alinhados, facilitando a condutividade. 
  • Células solares de silício policristalino (P-Si). É composto de muitos cristais de silício. Eles são mais baratos, mas têm desempenho inferior.
  • Células de Filme Fino. É obtido depositando várias camadas de material fotovoltaico em uma base. Com relação às lentes cristalinas, é mais fácil fabricar, mas tem um desempenho mais baixo.
    • Células solares sensibilizadas por corantes (DSC) e outras células solares orgânicas.
    • Gálio e selênio de cobre indiano (CIS ou CIGS)
    • Telureto de cádmio (CdTe)
    • Silício amorfo (a-Si) e outros silicones de película fina (TF-Si)

Os diferentes tipos de células fotoelétricas dependem da natureza e características dos materiais utilizados. O tipo mais comum é a célula de silício cristalino (Si). Este material é cortado em folhas muito finas em forma de disco, monocristalinas ou policristalinas, dependendo do processo de fabricação da barra de silício.

A primeira célula cristalina a ser fabricada no campo industrial é a do silício monocristalino puro. Esses tipos de células solares têm um bom desempenho energético, mas têm um custo mais alto do que outros tipos. Por esse motivo, eles atualmente têm um nível moderado de implementação.

As células solares são responsáveis ​​por converter a radiação solar em eletricidade na forma de corrente contínua. As células fotoelétricas são um elemento indispensável para esse tipo de energia renovável. O conjunto de células fotovoltaicas conectadas em série forma um painel solar. Neste caso, um painel solar fotovoltaico.

Quais são as características das células monocrsitalinas?

As células solares monocristalinas geralmente têm uma forma quadrada, com cantos arredondados. Antigamente eles tinham uma forma circular. Isto é devido ao processo de crescimento do cristal de silício monocristalino que tem uma forma cilíndrica.

Estas são as características mais marcantes da célula monocristalina:

  • O processo de aquecimento é mais lento.
  • Seu processo de fabricação é mais custo de energia.
  • É mais eficiente em comparação com os outros tipos de células solares.
  • O processo de fabricação é mais longo.

Células fotovoltaicas monocristalinas e policristalinas

O que são células solares policristalinas?

No processo de fabricação de silício policristalino, o silicone é solidificado lentamente em um molde retangular e um sólido retangular com muitos cristais é obtido, resultando em células policristalinas.

Desempenho

Esses tipos de células têm um desempenho mais baixo que os monocristalinos, mas atualmente eles têm uma implantação forte porque têm um custo econômico mais baixo que os monocristalinos.

O que são células solares de película fina?

Com menos implementação, podemos encontrar no mercado painéis fotovoltaicos chamados "camada fina". Estes não são fabricados com células individuais, mas na forma de bandas contínuas nas quais uma fina camada de silício amorfo (a-Si), com 1 ou 2 mícrons de espessura, é depositada em um substrato apropriado (resinas de vidro ou sintéticas), painel contínuo que não precisa de interconexões internas.

A faixa de espessura dessa camada é muito ampla e varia de alguns nanômetros a dezenas de micrômetros.

Uma característica dessas células é que os fótons que não colidem com nenhum elétron passam por elas graças à sua pequena espessura, o que torna possível projetar painéis com diferentes camadas sobrepostas e que são chamados de tandem (duas camadas) ou junção tripla (três camadas) .

Um dos tipos de camada de linha é a célula com silício amorfo. Células com silício amorfo têm um rendimento de aproximadamente a metade das células cristalinas e, portanto, na fabricação de células de película fina, outros tipos de semicondutores começam a ser utilizados, essencialmente cobre e índio selenur (CIS) ou telureto de cádmio (CdTe).

Quais são os tipos de células solares de película fina?

Muitos dos materiais fotovoltaicos são fabricados com diferentes métodos de depósito em uma variedade de substratos. As células solares de película fina são geralmente classificadas de acordo com o material fotovoltaico utilizado:

  • Células solares sensibilizadas por corantes (DSC) e outras células solares orgânicas.
  • Gálio e selênio de cobre indiano (CIS ou CIGS)
  • Telureto de cádmio (CdTe)
  • Silício amorfo (a-Si) e outros silicones de película fina (TF-Si)

Que outros tipos de tecnologias existem?

SilícioComo tecnologias inovadoras na fabricação de células fotovoltaicas, destacaremos as chamadas "células HIT" (heterojunção com camada fina intrínseca). Este termo refere-se a uma técnica baseada na superposição de camadas semicondutoras de diferentes "lacunas", como o silício amorfo combinado com células de silício cristalino ou telureto de cádmio, etc.

Isso melhora a eficiência energética das células solares e amplia o espectro da radiação solar utilizável, uma vez que cada um dos semicondutores é especialmente sensível a algumas das bandas do espectro eletromagnético.

Para que servem os sistemas de concentração solar?

Outra linha de inovação tecnológica desenvolvida nos últimos anos é a chamada técnica de concentração solar, que permite melhorar o uso de energia renovável por metro quadrado de painel fotovoltaico.

Esta tecnologia é baseada na concentração de radiação solar em uma superfície pequena (a célula fotovoltaica) usando um concentrador óptico. Por exemplo, através de uma lente Fresnel (efeito de lupa) ou de um refletor, como um espelho simples com o qual é possível obter um aumento significativo da radiação solar incidente e, consequentemente, uma maior eficiência energética do sistema. Essa técnica também é conhecida como forno solar.

De qualquer forma, os sistemas de concentração têm a desvantagem de aproveitar quase exclusivamente a radiação solar direta. Portanto, com os painéis de concentração, é essencial o uso de sistemas de monitoramento precisos.

Atualmente, o mercado oferece alguns painéis fotovoltaicos com sistemas de concentradores Fresnel pontuais e outros concentradores de disco parabólico integrados no mesmo painel, o que pode aumentar a radiação incidente na célula em até 500 vezes e, assim, aumentar significativamente a produção. energia por unidade de área celular.

Referências

Autor:

Data de publicação: 12 de fevereiro de 2016
Última revisão: 28 de março de 2020