A célula solar fotovoltaica é uma ferramenta importante para a produção de energia solar, pois sem ela não é possível converter a radiação do sol em eletricidade. Provavelmente, você já ouvir falar nesse tipo de energia, que é limpa, renovável, infinita e muito mais econômica do que outras fontes de luz elétrica.
Mas como será que funciona um painel solar fotovoltaico? Como são compostas as células solares fotovoltaicas? Neste post, vamos esclarecer para você todas essas questões. Leia e informe-se!
O que é uma célula solar fotovoltaica?
A célula solar fotovoltaica é um equipamento que faz a conversão da radiação do sol em energia elétrica. O conjunto dessas células constitui um módulo fotovoltaico, também chamado de placa solar ou painel fotovoltaico.
Todas as células solares fotovoltaicas são constituídas a partir de um material semicondutor, convertendo a luz do sol em eletricidade. Existem diversos tipos de célula solar fotovoltaica que fazem essa transformação, sendo que a mais popular é a que usa o silício cristalizado.
A tecnologia dessas células foi criada durante os anos 50 pelo Bell Laboratories. Na década seguinte, ela foi introduzida nos satélites. Grande parte dos imóveis comerciais e residenciais usa módulos fotovoltaicos de silício cristalizado. Eles podem ser monocristalinos ou policristalinos.
O monocristalino é mais eficiente. Por essa razão, o espaço para sua instalação é menor. Já o policristalino é mais vendido por ser mais barato. Porém, sua eficiência é menor quando comparado ao monocristalino. Então, a área necessária para fixá-lo precisa ser maior, para que a necessidade de consumo da propriedade seja atendida.
É normal as pessoas confundirem os conceitos de célula fotovoltaica com painel solar. Mas lembre-se que as células fotovoltaicas são partes dos painéis solares, que também são formados por outros elementos.
Os painéis solares, geralmente, são feitos com vidro, juntamente com a borda de alumínio na parte de cima. Além disso, também emprega-se uma película protetora, as células fotovoltaicas, mais uma camada de película e o fundo de proteção.
Como a célula solar fotovoltaica é feita?
Como já mencionamos acima, o material conhecido como silício é fundamental para compor uma célula fotovoltaica. O silício é formado de átomos muito pequenos, cheios de elétrons, que são partículas de carga negativa girando em torno do núcleo atômico.
A formação mais popular de um painel fotovoltaico usa duas categorias distintas de silício para que sejam criadas as cargas negativas e positivas. A combinação do silício com o boro gera a carga negativa, enquanto a união do silício com o fósforo cria uma carga positiva.
Essa mistura origina outros elétrons no silício, que está carregado com carga positiva e uma quantidade menor de elétrons no silício cheio de carga negativa. O silício de carga positiva fica no meio dos silícios com cargas negativas, permitindo que a célula de silício reaja com a radiação solar, resultando na produção de energia elétrica.
Todas as células fotovoltaicas são colocadas com cuidado, em um processo serial e nivelado, uma depois da outra.Cada célula solar fotovoltaica é conectada com o uso de uma faixa bem fina de metal, responsável pela condução da corrente elétrica. Essa tira condutora é entrelaçada de cima para baixo, em cada uma das células, de forma que todas as células dos painéis solares fiquem interligadas. Só assim é possível criar um circuito.
O próximo passo é cobrir todo esse conjunto de células solares fotovoltaicas com uma lâmina de vidro temperado, que recebeu um tratamento com material antiaderente e antirreflexo. A moldura desse vidro é um quadro de alumínio.
A parte traseira dos painéis solares fotovoltaicos possuem dois condutores originários da caixa de junção, que é uma caixa preta de dimensões pequenas. Os cabos condutores têm como função fazer a ligação do conjunto de placas solares fotovoltaicas, constituindo uma sucessão de módulos fotovoltaicos.
Por fim, o agrupamento desses módulos solares é conectado ao equipamento chamado de inversor solar por meio de cabos de corrente contínua.
Por que usar o silício?
Apesar de existirem possibilidades diferentes de materiais e métodos para compor as células solares fotovoltaicas, por que será que a matéria-prima mais usada é o silício? Essa substância existe em grande quantidade ao redor do mundo e sua utilização vai desde o refinamento de aço até a produção de computadores e celulares.
Existem várias razões para o silício ser empregado na fabricação de uma célula solar fotovoltaica. Veja abaixo!
Intervalo de terminais
O silício é um semicondutor. Isso significa que ele possui uma condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Por essa razão, o silício dispõe da camada de valência cheia e da camada condutora vazia.
Quando a temperatura aumenta, materiais da classe dos semicondutores produzem energia elétrica ao receberem os fótons, responsáveis pelo deslocamento dos elétrons da camada de valência para a condutora. Isso gera uma corrente elétrica.
Pesquisa e desenvolvimento
O silício é um material amplamente pesquisado em todo o mundo. Muitas técnicas já foram criadas por meio de pesquisas em diversos países, fazendo com que essa substância seja uma das mais compreendidas mundialmente.
Facilidade de encontrar
O silício fica em segundo lugar no pódio dos elementos mais encontrados aqui na Terra, perdendo apenas para o oxigênio.
União perfeita
O silício é responsável pela formação de um óxido com qualidade muito alta, que consegue selar uma área com pouquíssimos orifícios ou aberturas. Além do mais, ele também constitui um nitrito altamente resistente, chamado de nitrito de silício. Essa composição produz o isolamento para impermeabilizar o intervalo de terminais.
Quais são os seus resultados?
O resultado da célula solar fotovoltaica é o efeito fotovoltaico, ou seja, o procedimento de geração de luz elétrica. Os fótons que chegam até essas células causam o desprendimento dos elétrons que estão em torno dos átomos. A partir do momento em que os elétrons estão livres, eles migram para o silício do painel solar que não tem elétrons.
Ao longo do dia, esses elétrons fluem a todo momento na mesma direção, abandonando átomos e fazendo o preenchimento de espaços em outros átomos. O fluxo dos elétrons origina a corrente elétrica, também chamada de energia solar fotovoltaica.
Neste post, explicamos para você como a célula solar fotovoltaica atua no processo de geração de energia solar. Assim, você pôde compreender melhor de que forma a radiação do sol é transformada em eletricidade.
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