Como funcionam as células solares
A energia solar é uma fonte alternativa bastante utilizada em residências, sendo utilizada no aquecimento de água e na geração de energia elétrica. É uma energia renovável, não polui e não se esgota.
Quando a energia do sol é utilizada para a geração de eletricidade é chamada de Fotovoltaica. A origem dessa palavra é uma combinação da palavra Photos em grego, e do físico Alessandro Volta, inventor da pilha. A eletricidade é gerada pela conversão direta da luz do sol através de um material semicondutor, esse efeito foi observado por Edmond Becquerel em 1839.
A grande maioria das células solares (95%) produzidas no mundo são compostas de silício, o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre. A estrutura da célula é semelhante a um diodo, uma junção P e N de grande área. Quando a luz incide na junção aparece uma diferença de potencial de aproximadamente 0.5 V, e uma corrente que depende da intensidade de luz
Tipos de células
A eficiência na conversão da luz em eletricidade varia de 5% à 17% dependendo
do tipo da célula. Existem três tipos de cristais de silício utilizados na sua
construção, o monocristalino, policristalino e o amorfo.
Eficiência cai com a intensidade de luz.
Funciona em larga faixa de freqüências de luz.
Eficiência de 14% à 17%
Eficiência aumenta com a intensidade de luz.
Funciona em menor faixa de freqüências de luz.
Eficiência de 13% à 15%
Eficiência cai com a intensidade de luz.
Funciona em larga faixa de freqüências de luz.
Eficiência de 5% à 7%
Para produzir uma célula monocrisalina, um cristal de silício extremamente puro é cortado em fatias, por isso seu custo é alto.
A célula policristalino é mais barato e é produzido com silício líquido derramado em blocos e depois serrado em placas, depois é solidificado formando estruturas cristalinas de vários tamanhos que possuem defeitos nas bordas. Por isso seu rendimento é mais baixo.
A célula amorfa é formada depositando um filme de silício em lâminas de vidro, ou até em materiais flexíveis para formar módulo que pode ser enrolado e guardado!. A camada depositada é extremamente fina, 1µm de espessura, com isso o custo de produção é baixo. É bastante utilizada nas calculadoras solares.
Várias células podem ser agrupadas em um módulo para produzir voltagens/correntes maiores. Células conectadas em série produzem voltagens mais altas, e conectadas em paralelo paralelo produzem correntes maiores.
