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 contínua. As 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 em forma de disco, monocristalinas ou policristalinas, dependendo do processo de fabricação da barra de silicone.

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

O conjunto de células fotovoltaicas conectadas em série forma um painel solar. Neste caso, um painel solar fotovoltaico.

Células solares monocristalinas e policristalinas

As células solares monocristalinas geralmente têm uma forma quadrada, com cantos arredondados. Anteriormente 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 silício é deixado solidificar lentamente num molde rectangular e um sólido rectangular é obtido com muitos cristais, o que resulta em células policristalinos. Estas células são menores do que o desempenho monocristalino, mas atualmente tem uma presença forte, porque eles têm um custo econômico menos de monocristalino.

Com menos implementação, podemos encontrar no mercado painéis fotovoltaicos chamados de "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 (vidro ou resinas sintéticas), fazendo um painel contínuo que não necessita de interconexões interiores.

Uma característica dessas células é que os fótons que não colidem com qualquer elétron passam através deles graças à sua pequena espessura, o que possibilita projetar painéis com diferentes camadas sobrepostas e que são chamadas de tandem (duas camadas) ou tripla união (três camadas). ).

As células com silício amorfo têm um rendimento de cerca de metade das células cristalinas e, portanto, na fabricação de células de filme fino estão começando a usar outros tipos de semicondutores, essencialmente cobre e índio selenur (CIS) ) ou telureto de cádmio (CdTe).

Como tecnologias inovadoras na fabricação de células fotovoltaicas, destacaremos as chamadas "células HIT" (Heterojunction with Intrinsic Thin Layer). Este termo refere-se a uma técnica baseada na sobreposição de camadas semicondutoras de diferentes "lacunas", como o silício amorfo combinado com células de silício cristalino ou telúrio, etc.

Isto melhora a eficiência de energia de células solares e expande o espectro da radiação solar utilizável como cada um dos semicondutores é particularmente sensível a qualquer uma das bandas do espectro electromagnético.

Sistemas de concentração solar

Outra das linhas de inovação tecnológica desenvolvidas nos últimos anos é a chamada técnica de concentração solar.

Esta tecnologia baseia-se na concentração da radiação solar em uma pequena superfície (a célula fotovoltaica) por meio de um concentrador ótico. Por exemplo, através de uma lente de Fresnel (efeito de ampliação) ou um refletor, como um espelho simples com o qual um aumento significativo na radiação solar incidente pode ser alcançado e, conseqüentemente, uma maior eficiência energética do sistema. Essa técnica também é conhecida como forno solar.

Em qualquer caso, os sistemas de concentração têm a desvantagem de aproveitar quase exclusivamente a radiação solar direta. Portanto, com os painéis de concentração, é essencial usar sistemas de rastreamento precisos.

Atualmente, o mercado oferece alguns painéis fotovoltaicos com sistemas concentradores de pontos de Fresnel e outros concentradores de calha parabólica integrados no mesmo painel, o que pode aumentar a radiação incidente na célula até 500 vezes, e assim aumenta significativamente o produção de energia por unidade de superfície celular.

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Referências

Última revisão: 12 de fevereiro de 2016