Menu

Painéis fotovoltaicos de energia solar

Tipos de células fotovoltaicas

Tipos de células fotovoltaicas

As células fotovoltaicas são responsáveis ​​pela conversão da radiação solar em energia elétrica na forma de corrente contínuaAs células fotoelétricas são um elemento indispensável para esse tipo de energia renovável.

Existem diferentes tipos de células fotoelétricas, dependendo 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 na forma de um disco, monocristalino ou policristalino, dependendo do processo de fabricação da barra de silício.

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

As séries de células fotovoltaicas conectadas em série formam um painel solarNeste caso, um painel solar fotovoltaico.

Células solares monocristalinas e policristalinas

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.

Células fotovoltaicas monocristalinas e policristalinas

No processo de fabricação de silício policristalino, o silicone é solidificado lentamente em um molde retangular e é obtido um sólido retangular com muitos cristais, o que dá origem a células policristalinas. Esses tipos de células têm um desempenho mais baixo que o monocristalino, mas atualmente têm uma implantação forte porque têm um custo econômico mais baixo que o monocristalino.

Com menos implementação, podemos encontrar no mercado painéis fotovoltaicos chamados "filmes finos". 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.

Uma característica dessas células é que os fótons que não colidem com elétrons os atravessam devido à sua pequena espessura, o que permite o design de painéis com diferentes camadas sobrepostas e que são chamados de tandem (duas camadas) ou junção tripla (três camadas) .

As células de silício amorfo têm um rendimento de aproximadamente metade do das células cristalinas e, portanto, outros tipos de semicondutores, essencialmente cobre e índio selenur (CIS), começam a ser utilizados na fabricação de células de camada fina. ou telúrio de cádmio (CdTe).

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 telúrio 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.

Célula solar de película fina

Uma célula de filme solar é uma célula solar fabricada depositando uma ou mais camadas finas de material fotovoltaico em um substrato. Esse tipo de célula fotovoltaica também é chamada de célula fotovoltaica de película fina. A faixa de espessura dessa camada é muito ampla e varia de alguns nanômetros a dezenas de micrômetros.

Muitos dos materiais fotovoltaicos são fabricados com diferentes métodos de deposição 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 outro silício de película fina (TF-Si)

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) através de 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 usar quase apenas 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 spot e outros concentradores parabólicos de disco integrados no mesmo painel, que podem aumentar a radiação incidente na célula em até 500 vezes e, assim, aumentar significativamente a produção energia por unidade de superfície celular.

valoración: 3.1 - votos 11

Referências

Última revisão: 26 de setembro de 2019