Como funcionam os painéis solares?

10 meses ago
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Quando se trata de energia renovável, limpa e verde, a primeira coisa que muitas vezes vem à mente é a energia solar. A energia solar pode ser definida como a energia aproveitada da luz radiante e do calor do sol. A energia solar constitui cerca de 7% de toda a energia renovável. Então como os raios do sol podem ser aproveitados de uma maneira tão importante? Para responder a essa pergunta, vamos dar uma olhada no funcionamento interno de um painel solar.

Função de um painel solar

Um painel solar funciona aproveitando a luz emitida pelo sol. Para ser mais preciso, um painel solar aproveita os fótons emitidos do sol. Nosso Sol é um reator nuclear de fusão incrivelmente bom e começa por fundir Hidrogênio em Hélio. Este processo de fusão libera quantidades extremas de energia na forma de calor e luz. A luz que o sol emite consiste em minúsculos pacotes de energia conhecidos como fótons. Demora cerca de 8,5 minutos para esses fótons viajarem do Sol para a Terra, uma distância de 149,6 milhões de quilômetros.

A inundação de fótons é convertida em eletricidade dentro de um painel solar por um efeito conhecido como Efeito Fotovoltaico  ( PV ) .O efeito fotovoltaico foi descoberto pela primeira vez por Alexander Edmond Becquerel. Aos 19 anos, quando experimentou o cloreto de prata em uma solução ácida, colocou dois eletrodos de platina na solução e observou que, quando a luz atingia o eletrodo, a tensão era produzida entre os eletrodos. Os efeitos fotovoltaicos e fotoelétricos são semelhantes em seu conceito; basicamente, quando expostos à luz, uma certa quantidade de tensão e corrente estão presentes. A principal diferença ocorre no uso da terminologia. O termo “efeito fotoelétrico” é normalmente usado em aplicações onde os elétrons precisam ser ejetados, enquanto “fotovoltaico” é usado para conter a carga excitada dentro de um determinado material.

trabalho solar

Configuração do painel solar.

Uma vez que os elétrons são emitidos por um material fotovoltaico, ele produz eletricidade após exposição contínua à luz. A eletricidade produzida por um painel solar é corrente contínua (DC). A corrente contínua flui em uma direção do circuito. A eletricidade DC é então levada para um conversor, onde é convertida em CA. A energia CA gerada é usada por eletrodomésticos e, se houver corrente extra disponível, ela será armazenada em uma bateria que é ligada quando o sol não está presente.

Estrutura de um modelo solar

As células solares são feitas de vários materiais semicondutores. Um material semicondutor é aquele que exibe condutividade elétrica quando o calor ou a luz é emitida, mas se torna um isolante a baixas temperaturas. Quase 95% de todas as células solares contêm materiais semicondutores e o material semicondutor mais comum é o silício.

O silício é preferido devido à sua abundância e disponibilidade (é o segundo material mais abundante na crosta terrestre), e o processamento de silício também não é ambientalmente oneroso. A produção de uma célula solar envolve a dopagem do material semicondutor (neste caso, o silício). Doping é a introdução intencional de impurezas químicas no semicondutor. Dopagem assegura que existem diferentes camadas de quer um excesso de portadores de carga positivos ( p camada semicondutora -conducting) ou portadores de carga negativa ( n -conducting camada de semicondutor). Quando ambas as camadas de materiais tipo-p e tipo-n são combinadas, uma junção pn é formada entre as duas camadas.

painel solar

Esquema interno de um painel solar

Na junção pn , é desenvolvido um campo elétrico que resulta na separação dos portadores de carga elétrica liberados quando a luz os atinge. Através de eletrodos de metal, podemos extrair essa carga elétrica. A tensão utilizável das células solares depende do material semicondutor. Em silício, equivale a aproximadamente 0,5 V. A tensão do terminal é apenas fracamente dependente da radiação da luz, enquanto a intensidade da corrente aumenta com a luminosidade mais alta. Uma célula de silício de 100 cm², por exemplo, atinge uma intensidade de corrente máxima de aproximadamente 2 A quando irradiada por 1000 W / m².

A energia solar, em geral, ainda é um campo de pesquisa em andamento porque, apesar da alta luminosidade que recebemos todos os dias (excluindo as condições climáticas), não conseguimos converter uma grande parte dessa luz solar em energia útil. Os cientistas de hoje ainda estão tentando aumentar a eficiência do painel solar, que só se tornará mais importante e crítico à medida que questões como o aquecimento global e a dependência de combustíveis fósseis ocuparem o primeiro plano em todo o mundo.

Referências:

  1. energia renovável
  2. educação pv

Gilvan Alves

22 Anos de idade, Técnico em Rede de Computadores, Sempre em busca de aprender algo novo todos os Dias!

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