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O Efeito Fotovoltaico (ou fotoelétrico)

A Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz, o que pode ser usado para gerar eletricidade. O semicondutor mais usado nos painéis solares é o silício cristalino de alta pureza, tal como é utilizado na área da eletrônica em elementos semicondutores, ao qual são adicionadas substâncias, ditas dopantes, de modo a criar um meio adequado ao estabelecimento do efeito fotovoltaico, isto é, conversão direta da potência associada à radiação solar em potência elétrica DC.


Edmond Becquerel
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Célula Fotovoltaica

A célula é o elemento mais pequeno do sistema fotovoltaico, produzindo tipicamente potências elétricas da ordem de 1,5 W (correspondentes a uma tensão de 0,5V e uma corrente de 3 A). Para obter potências maiores, as células são ligadas em série e/ou paralelo, formando módulos (tipicamente com potências da ordem de 50 a 100W) e painéis fotovoltaicos (com potências superiores).

Composição e funcionamento de uma célula fotovoltaica cristalina
1 - Eletrodo Negativo
2 - Eletrodo Positivo
3 - Camada tipo n ("n-type silicon")
4 - Camada tipo p ("p-type silicon")
5 - Camada de limite ("boundary layer")
 
 
Principais tipos de células fotoelétricas

Silício Cristalino (s-Si) :

É a tecnologia mais empregada no mercado atualmente, com uma participação de 95% do mercado de células fotoelétricas. Atualmente apresenta um rendimento de 15 a 21% em suas células; painéis solares feitos de células de silício cristalino tem rendimento de 13 a 17%.
 
 
Célula de silício monocristalino

Célula de silício policristalino
 
 
Silício Amorfo (a-Si):

Participação de cerca de 3,7% do mercado de células fotoelétricas, tem rendimento de cerca de 7%. Os principais vantagens do silicio amorfo são um processo de fabricação relativamente simples e barato, uma possibilidade de fabricação de células com grandes áreas e o baixo consumo de energia na produção.

Tipos de instalações:

Um sistema fotovoltaico pode ser classificado em três categorias distintas:

- sistemas isolados
- sistemas híbridos
- sistemas conectados a rede.

Os sistemas obedecem a uma configuração básica onde o sistema deverá ter uma unidade de controle de potência e também uma unidade de armazenamento. Atualmente, muitos sistemas fotovoltaicos vêm sendo utilizados em instalações remotas possiblitando vários projetos sociais, agropastoris, de irrigação e comunicações. As facilidades de um sistema fotovoltaico tais como: modularidade, baixos custos de manutenção e vida útil longa, fazem com que sejam de grande importância para instalações em lugares desprovidos da rede elétrica.
 
 
 
 

Sistema Fotovoltaico instalado em uma Ilha
 
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