2024-12-06
Energia fotovoltaicageração é uma tecnologia que converte a luz solar diretamente em energia elétrica baseada no princípio do efeito fotovoltaico.
O sistema fotovoltaico consiste nos seguintes componentes importantes
1. Painéis solares (módulos): Esta é a parte central do sistema fotovoltaico, geralmente composta por múltiplos monômeros de células solares. Os monômeros de células solares usam o efeito fotovoltaico para converter diretamente a energia solar recebida em energia elétrica.
Células solares de silício cristalino: Este é o tipo mais comum de célula solar, consistindo em um wafer de silício cristalino com linhas de grade metálica na superfície superior e uma camada metálica na superfície inferior. A parte superior da célula é geralmente coberta com uma película anti-reflexo para reduzir a perda de reflexão da luz.
2. Inversor: Converte a corrente contínua (CC) gerada pelo painel solar em corrente alternada (CA), pois residências e indústrias costumam utilizar corrente alternada. Além disso, o inversor também é responsável pela sincronização com a rede elétrica para garantir que a tensão e a fase sejam consistentes.
3. Controlador: Responsável por gerenciar a potência do sistema fotovoltaico, evitando sobrecarga e descarga excessiva da bateria e garantindo o funcionamento seguro e estável do sistema.
4. Bateria: Em um sistema fotovoltaico conectado à rede, a bateria é usada para armazenar o excesso de energia elétrica para uso quando a energia solar for insuficiente. Na ausência de ligação à rede, as baterias são necessárias porque podem armazenar electricidade para utilização à noite ou em dias nublados.
5. Sistema de suporte: utilizado para fixar painéis solares e garantir que os painéis possam receber a luz solar no melhor ângulo.
O núcleo da geração de energia solar é na verdade muito simples, que é converter a luz solar em energia elétrica. Este processo é conseguido através do “efeito fotovoltaico”.
Principais princípios de trabalho:
1. Absorção de fótons: Quando a luz solar brilha na superfície das células solares (geralmente feitas de materiais semicondutores como o silício), os materiais semicondutores nas células absorvem fótons (partículas de energia da luz solar).
2. Geração de pares elétron-buraco: A energia absorvida do fóton faz com que os elétrons no material semicondutor saltem da banda de valência para a banda de condução, gerando assim pares elétron-buraco na bateria. Esses elétrons e lacunas são portadores de carga e podem conduzir eletricidade.
3. Campo elétrico embutido: Nas células solares, geralmente há uma junção PN, que é uma interface composta por um semicondutor tipo P e um semicondutor tipo N. Na junção PN, um campo elétrico embutido é formado devido à difusão e recombinação de elétrons e lacunas.
4. Separação do campo elétrico dos portadores de carga: Sob a ação do campo elétrico embutido, os pares elétron-buraco gerados serão separados. Os elétrons serão empurrados para a região semicondutora do tipo N, enquanto os buracos serão empurrados para a região semicondutora do tipo P.
5. Formação de diferença de potencial: Devido à separação de elétrons e buracos, forma-se uma diferença de potencial em ambos os lados da bateria, ou seja, é gerada uma tensão fotogerada.
6. Geração de corrente: Quando os dois pólos da bateria são conectados através de um circuito externo, os elétrons fluirão do semicondutor tipo N para o semicondutor tipo P através do circuito para formar uma corrente.
7. Conversão em energia elétrica utilizável: Os elétrons que fluem pelo externo podem alimentar a carga ou ser armazenados na bateria para uso posterior.
Em suma, a geração de energia fotovoltaica é o processo de conversão da luz solar em energia elétrica, utilizando as propriedades eletrônicas dos materiais semicondutores para gerar diferença de potencial e corrente sob a luz, conseguindo assim a conversão de energia. Esta tecnologia não necessita de combustível e não produz poluição. É uma forma limpa e renovável de conversão de energia.
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