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A importância das células fotovoltaicas para geração de energia solar - Terra & Sol Energias Sustentáveis

Blog

18 de dezembro de 2017

A importância das células fotovoltaicas para geração de energia solar

As células fotovoltaicas tem um importante papel na geração de energia solar através do sistema fotovoltaico. Basicamente, este é o equipamento responsável por converter a energia absorvida pela luz do sol em energia elétrica, por meio do que chamamos de efeito fotovoltaico.

Preparamos este post, para entender detalhadamente como as células fotovoltaicas são importantes para o funcionamento de todo sistema de geração de energia elétrica. Acompanhe!

Como é feita a produção de energia fotovoltaica?

Para gerar energia solar fotovoltaica o processo acontece da seguinte forma: a luz do sol (fótons) reflete nas placas solares, que são compostas por células fotovoltaicas com materiais semicondutores, os elétrons se movem convertendo a energia solar em energia elétrica.

O sistema fotovoltaico fica ligado à rede de energia e é usado para suprir toda demanda energética de qualquer ambiente. Vale ressaltar, que a energia solar fotovoltaica é limpa e renovável.

Ao escolher trabalhar com esse sistema, o consumidor consegue produzir sua própria energia elétrica. Ele pode optar por dois tipos de sistemas: OFFGRID e ONGRID. O primeiro é para gerar sua própria energia e estocar o que exceder em baterias. O segundo serve para retornar o excedente para rede elétrica e, assim, ter descontos em cima do valor da sua conta de luz.

Como surgiu a célula fotovoltaica?

Apesar de ser conhecida como a fonte de energia renovável do futuro, o sistema fotovoltaico já foi desenvolvido e até utilizado há muitos anos atrás.

O primeiro marco do efeito fotovoltaico registrado na história, foi em 1839, quando o físico francês Alexandre Edmond Becquerel conseguiu observar o surgimento da tensão elétrica, por meio de um material semicondutor exposto a luz solar.  

A primeira indústria a investir em energia solar fotovoltaica em grande escala foi a espacial norte americana, Bell Laboratories. Os cientistas precisavam de uma fonte de energia para voos no espaço que não tivesse desgaste ao longo dos anos.

Vanguard 1 foi o primeiro satélite a usar células fotovoltaicas para alimentação dos circuitos internos e foi lançado entre julho de 1957 e dezembro de 1958. O mais incrível é que até hoje, com mais de 60 anos, o satélite ainda está em órbita.

Em 1959 os Estados Unidos continuou a investir na energia alternativa solar e lançou o chamado Explore 6. O projeto era formado por enormes placas solares em formato de asa — 9600 células fotovoltaicas.

Do que são formadas as células fotovoltaicas?

Para fabricar as células fotovoltaicas são necessárias substâncias químicas e gases.  Nos dias de hoje, é feito um controle na produção dessas células solares e todos os resíduos são devidamente tratados. Ou seja, a produção praticamente não causa impacto ambiental.  

As células fotovoltaicas são fabricadas com o componente semicondutor. O conjunto de várias células formam os módulos fotovoltaicos, ou seja, os painéis fotovoltaicos ou placas solares.

Geralmente, é preciso utilizar 36, 60 ou até 72 células para formar somente um painel fotovoltaico. A energia elétrica que é absorvida por essas placas são o que podemos chamar de  energia solar fotovoltaica.

Quais são os tipos de células fotovoltaicas?

Existem diversos modelos de células solares, cada uma deles usa materiais e tecnologias distintas. O tipo de base mais utilizada na produção de células fotovoltaicas são as que contém silício cristalino (C-Si), também chamado “silício de grau solar”. A maior parte de placas solares fabricadas até hoje são compostas por esse material semicondutor.

Os tipos de células solares são formadas por lingotes de silício cristalino, que são tratados quimicamente para gerar energia elétrica, por meio do efeito fotovoltaico. Conheça os principais tipos!

Silício monocristalino

As células de silício monocristalino (mono-Si) é mais eficiente. O rendimento elétrico fica em cerca de 16%, atingindo até 23% no laboratório. Porém, as técnicas utilizadas na sua produção são complexas e caras, como “processo de cultura de cristais”,  pelo método de Czochralsk.

Silício policristalino

Estas células de silício policristalino (multi-Si) são menos eficientes (aproximadamente de 11% e 13%, no laboratório 18%). Entretanto, seu processo de fabricação é mais simples e o custo é mais baixo.

Silício amorfo

As células de silício amorfo são as mais baratas para se produzir. Mas, assim como a poli-cristalina, seu rendimento elétrico é mais baixo (cerca de 8% a 10%, no laboratório 13%). Estas células possuem películas mais finas.

Qual tipo é usado na indústria espacial?

A maior parte de satélites desenvolvidos até hoje tem como principal fonte a energia solar. A diferença é que antes o material usado nestas células era o silício cristalino com base de arsenieto de gálio.

Atualmente, as células solares aderiram a  tecnologia de multi junções. Acredita-se que nos próximos 10 anos esse produto estará disponível no mercado, podendo ser usado nas residências, indústrias e empresas.

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