Células Solares: O que são? Tipos, operação e mais

Usar energias alternativas e amigáveis ​​com o meio ambiente é o mais sensato a se fazer para garantir que as gerações futuras tenham um planeta melhor. Conheça neste post as informações completas sobre o que são células solares, para que servem, tipos e funcionamento de um painel solar.

células solares

O que são células solares?

Os células solaresSão formados por uma série de unidades em forma de divisórias, que são responsáveis ​​por atrair e armazenar a luz solar ou energia luminosa, transformando-a em energia elétrica.

Para um melhor desempenho da energia luminosa, as células são agrupadas e se tornam os chamados painéis solares. Podem ser instalados em espaços grandes ou pequenos para aproveitar este recurso limpo e inesgotável, como o sol. A luz é composta de alguns fragmentos minúsculos, que são chamados de fótons.

Quando um desses fragmentos entra em conexão com uma dessas células solares, os fótons ficam presos, causando um tráfego de partículas carregadas negativamente, que fazem parte dos átomos, o que provoca a geração de eletricidade.

A composição das estruturas fotovoltaicas são fabricadas a partir de Silício, este componente é um dos mais abundantes do planeta Terra. No momento a energia luminosa estimula os elétrons do silício, sendo induzidos a se movimentarem pelo circuito.

A geração de energia elétrica, em cada uma das células separadamente, é muito desprezível. É então que o conjunto de células entra em operação e combina harmoniosamente e eficientemente os elétrons produzidos no grupo de células, produzindo uma circulação de carga, que é traduzida em voltagem.

A origem das células solares

Ainda que recentemente, estes equipamentos tiveram uma recuperação no seu uso, devido ao uso de energia fóssil em menor grau. Mas já, nos anos 50, estava em pleno desenvolvimento em pesquisa.

Henri Becquerel, no início do século XIX, iniciou suas pesquisas na área da transformação da radiação solar, onde pôde verificar como a energia elétrica poderia ser produzida estimulando alguns compostos químicos pela presença da luz.

Este cientista começou experimentando o que aconteceria se o selênio fosse exposto a uma fonte de luz. Então ele era secundário em pesquisa, Albert Einstein no início de 1900, e na década de 30, Schottky seria.

No final dos anos 50, as primeiras investigações foram realizadas em células solares de silício, que eram capazes de transformar uma porcentagem muito baixa da energia solar que chegava até elas.

Esse tipo de tecnologia, porém mais desenvolvida, foi utilizada para a construção de satélites espaciais, no final dos anos XNUMX.

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história das células solares

Fabricação de painéis solares

As estruturas solares são fabricadas com folhas muito finas de Silício, com a espessura de uma folha de papel. Essas chapas são feitas com uma espessura mínima, de até milésimos de milímetros, e são expostas a temperaturas muito altas, milhares de graus Celsius.

O silício fundido é derramado em uma matriz, onde é deixado em repouso até solidificar, formando as folhas solares. O ótimo desempenho dessas estruturas é causado pelas anomalias que ocorrem ao moldá-las.

Os painéis fotovoltaicos, fabricados a partir de chapas superfinas, têm a vantagem de serem mais fáceis de instalar e desmontar. Além de seus restos, podem ser utilizados com painéis divisores na construção civil. Isso é feito através Cálculo da Instalação Fotovoltaica.

Funcionamento do painel solar

Apesar de o funcionamento destas estruturas de produção de eletricidade, a partir da energia luminosa, parecer bastante complicado. Seu funcionamento e uso é bastante simples, e vamos mencioná-lo abaixo.

As lâminas solares são responsáveis ​​por captar e absorver o máximo da luz que vem do sol. Uma vez que essa energia solar eleva a temperatura dos painéis, as células que estão contidas em cada um deles produzem uma excitação dos elétrons.

Consequentemente, e devido a esta aceleração dos elétrons, é gerada uma corrente elétrica contínua. Que é armazenado e redirecionado para o microinversor de energia solar.

Em seguida, a luz solar, já convertida em energia fotovoltaica, é transformada em corrente elétrica, pronta para ser utilizada. Isso se deve ao fato de que no verso de cada chapa eles possuem um microinversor, que é responsável por transformar aquela corrente contínua em corrente alternada. E desta forma é como a eletricidade é transportada, que são necessários para escritórios, residências, espaços públicos, entre outros.

Tipos de células solares

Conhecer as diferentes opções que existem para este tipo de tecnologia permite uma melhor utilização das mesmas. Ou seja, você selecionará a opção que melhor se adapta às suas necessidades energéticas, podendo economizar na sua compra.

Mencionaremos alguns tipos de células, e cada uma de suas gerações.

Geração de células solares sobrepostas

Essa categoria é conhecida por esse nome, pois as primeiras células fabricadas tinham a peculiaridade de colocar uma micro folha em cima da outra, até atingir a espessura necessária.

Uma grande porcentagem dos painéis solares fabricados é composta por milhares de níveis de mineral de silício cristalino, que são seccionados em grandes barras.

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As enormes barras adotam a configuração da estrutura cristalina contínua, ou, na sua falta, envolvem vários cristais de silício. As células solares, que pertencem a esta geração, têm a propriedade de poder funcionar, com uma simples fusão entre as folhas.

células solares orgânicas

Geração de células solares de filme fino

Este tipo de células de captação de energia são constituídas por uma série de lâminas excessivamente finas e são feitas de Silício, além de outros elementos químicos disponíveis em nosso meio.

Por serem muito finas, leves e terem essa condição de maleabilidade, essas células solares podem ser seccionadas, e divisórias de fácil instalação podem ser construídas em janelas, telhado de casas e prédios.

Apesar de ser bastante leve e flexível, sua eficiência não é a mais eficiente. Por esse motivo, seu uso é limitado a determinadas áreas de atuação.

Terceira Geração, Células de Polímero Orgânico

As células de armazenamento de energia orgânica também são conhecidas como células solares de plástico. Eles são feitos com macromoléculas orgânicas, capazes de receber os raios do sol e transferir a carga para produzir uma corrente elétrica.

A maior parte dos avanços tecnológicos, é fornecer o suporte necessário na preservação do meio ambiente. No entanto, eles têm suas vantagens e desvantagens em seu uso.

Vantagens das células solares orgânicas

  • Caracterizam-se por serem feitos com materiais que se degradam no meio ambiente, impactando muito pouco e contribuindo enormemente para a preservação do nosso planeta.
  • Por serem construídos com materiais ultraleves, podem ser instalados e transportados com muita facilidade.
  • A sensibilidade de sua superfície à luz em tempo nublado é muito maior, e com essa característica é possível captar a luz em mais tempo.
  • Devido à sua versatilidade na operação, em estruturas transparentes, torna-se candidato a ser colocado em diferentes estruturas, como janelas, carros solares, entre outras.

Desvantagens das células solares orgânicas

  • Eles se deterioram mais rápido
  • Eles são instáveis.

Exemplos de células solares

Muitas empresas e centros de pesquisa investem grandes somas de dinheiro todos os anos na pesquisa e expansão de novos conhecimentos sobre temas relacionados ao sol, além das formas pelas quais eles podem ser vinculados. Algumas dessas novas tecnologias são mencionadas abaixo:

Células solares PERC

É uma célula de transformação de radiação, composta por uma série de três camadas, e cada uma delas possui diferentes qualidades elétricas:

  • Revestimento externo de silicone, que é exposto diretamente à luz solar.
  • Nível médio da célula, também é de silício.
  • A última camada é feita de alumínio.

Células solares PERC

Células de dupla face ou bifaciais

As estruturas de dupla face são projetadas para que a energia elétrica possa ser gerada através da captação da energia do sol em ambos os lados da estrutura.

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Isso se deve ao fato de que quando os painéis são montados, um par de células é colocado na parte superior e inferior do painel. Desta forma, a luz que incide diretamente sobre ele, e a que é refletida, é utilizada.

O objetivo de usar essa tecnologia é que haja uma superfície maior, onde os elétrons podem se mover.

células solares bifaciais

Qual é a razão pela qual a energia do sol não pode beneficiar a todos?

É uma pergunta bastante razoável, qual é a razão pela qual não está disponível para todos?, e a resposta é bastante simples. É devido à confluência de circunstâncias econômicas, sociais e políticas e a disponibilidade de tecnologia.

Em muitos países emergentes, a produção de eletricidade por meio de células solares é mais cara do que a eletricidade, que é gerada por usinas movidas a recursos não renováveis ​​e altamente poluentes para o meio ambiente.

A cultura do consumo de petróleo, carvão e outras fontes poluidoras de produção de energia está profundamente enraizada em muitos países, que ainda têm sua indústria ligada ao consumo de combustíveis.

As empresas que produzem e distribuem recursos fósseis não estão muito interessadas no momento em deixar o setor. Apesar de terem investido fortemente no desenvolvimento de novas fontes de produção de energia elétrica.

O desenvolvimento da tecnologia, apesar de ter feito muitos avanços, ainda está atrelado ao uso de equipamentos e tecnologias de primeira geração, pois são os mais fáceis de obter no mercado, e conta com técnicos capacitados.

A utilização desta tecnologia, massiva e mundial, será quando se conseguir um equilíbrio entre o custo de produção de eletricidade, com a ajuda do sol, bem como a energia produzida com os atuais sistemas de produção.

Muitos países europeus apostam na redução do consumo de combustíveis fósseis para a geração de eletricidade e investem no desenvolvimento de novas tecnologias mais acessíveis a todos.

O consumo de energia do sol teve uma recuperação em seu crescimento, mas em escala global ainda está abaixo da energia produzida globalmente.

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