Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Relação entre eficiência e materiais e tecnologias

Como funcionam os painéis solares? Com base nas propriedades dos semicondutores. A luz que incide sobre eles produz nocaute por suas partículas de elétrons localizados na órbita externa dos átomos. Um grande número de elétrons cria um potencial de corrente elétrica - sob condições de circuito fechado.

Para fornecer um indicador de energia normal, um módulo não será suficiente. Quanto mais painéis, mais eficiente será o funcionamento dos radiadores, que fornecem eletricidade para as baterias, onde ela se acumulará.É por esta razão que a eficiência dos painéis solares também depende do número de módulos instalados. Quanto mais deles, mais energia solar eles absorvem e seu índice de potência se torna uma ordem de magnitude maior.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

A eficiência da bateria pode ser melhorada? Tais tentativas foram feitas por seus criadores, e mais de uma vez. A saída no futuro pode ser a produção de elementos constituídos por diversos materiais e suas camadas. Os materiais são seguidos de tal forma que os módulos podem absorver diferentes tipos de energia.

Por exemplo, se uma substância funciona com o espectro UV e a outra com o espectro infravermelho, a eficiência das células solares aumenta significativamente. Se você pensar no nível da teoria, a maior eficiência pode ser um indicador de cerca de 90%.

Além disso, o tipo de silício tem uma grande influência na eficiência de qualquer sistema solar. Seus átomos podem ser obtidos de várias maneiras, e todos os painéis, com base nisso, são divididos em três variedades:

  • cristais simples;
  • policristais;
  • elementos de silício amorfo.

As células solares são produzidas a partir de monocristais, cuja eficiência é de cerca de 20%. Eles são caros porque são os mais eficientes. Os policristais têm um custo muito menor, pois neste caso a qualidade de seu trabalho depende diretamente da pureza do silício usado em sua fabricação.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Elementos baseados em silício amorfo tornaram-se a base para a produção de painéis solares flexíveis de película fina. A tecnologia de sua fabricação é muito mais simples, o custo é menor, mas a eficiência é menor - não mais que 6%. Eles se desgastam rapidamente. Portanto, para melhorar sua vida útil, são adicionados selênio, gálio e índio.

Uso

Eletrônicos portáteis

Para fornecer eletricidade e/ou recarregar as baterias de diversos eletrônicos de consumo - calculadoras, players, lanternas, etc.

Fornecimento de energia de edifícios

Bateria solar no telhado da casa

Células solares de grande porte, como coletores solares, são amplamente utilizadas em regiões tropicais e subtropicais com grande número de dias ensolarados. Especialmente popular nos países mediterrâneos, onde são colocados nos telhados das casas.

As novas casas espanholas foram equipadas com aquecedores solares de água desde março de 2007 para fornecer entre 30% e 70% de suas necessidades de água quente, dependendo da localização da casa e do consumo de água esperado. Os edifícios não residenciais (centros comerciais, hospitais, etc.) devem ter equipamento fotovoltaico.

Atualmente, a transição para painéis solares está causando muitas críticas entre as pessoas. Isto é devido ao aumento dos preços da eletricidade, desordem da paisagem natural. Opositores da transição painéis solares são criticados por tal transição, como os proprietários de casas e terrenos em que painéis solares instalados e parques eólicos, recebem subsídios do Estado, mas os inquilinos comuns não. Nesse sentido, o Ministério Federal da Economia da Alemanha elaborou um projeto de lei que permitirá em um futuro próximo introduzir benefícios para os inquilinos que vivem em casas que são alimentadas com energia de instalações fotovoltaicas ou usinas termelétricas em bloco. Juntamente com o pagamento de subsídios aos proprietários de casas que utilizam fontes alternativas de energia, está previsto o pagamento de subsídios aos inquilinos que vivem nessas casas.

Uso no espaço

Os painéis solares são uma das principais formas de gerar energia elétrica em naves espaciais: operam por um longo tempo sem consumir nenhum material e, ao mesmo tempo, são ecologicamente corretos, ao contrário das fontes de energia nuclear e radioisótopo.

No entanto, ao voar a uma grande distância do Sol (além da órbita de Marte), seu uso torna-se problemático, pois o fluxo de energia solar é inversamente proporcional ao quadrado da distância do Sol. Ao voar para Vênus e Mercúrio, pelo contrário, o poder das baterias solares aumenta significativamente (na região de Vênus em 2 vezes, na região de Mercúrio em 6 vezes).

Uso em medicina

Cientistas sul-coreanos desenvolveram uma célula solar subcutânea. Uma fonte de energia em miniatura pode ser implantada sob a pele de uma pessoa para garantir o bom funcionamento de dispositivos implantados no corpo, como um marcapasso. Essa bateria é 15 vezes mais fina que um fio de cabelo e pode ser recarregada mesmo com a aplicação de protetor solar na pele.

O que é eficiência

Assim, a eficiência de uma bateria é a quantidade de potencial que ela realmente gera, indicada em porcentagem. Para calculá-lo, é necessário dividir a potência da energia elétrica pela potência da energia solar que cai na superfície dos painéis solares.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Agora, esse número está na faixa de 12 a 25%. Embora na prática, dadas as condições meteorológicas e climáticas, não ultrapasse 15. A razão para isso são os materiais dos quais são feitas as baterias solares. O silício, que é a principal “matéria-prima” para sua fabricação, não tem capacidade de absorver o espectro UV e só pode trabalhar com radiação infravermelha.Infelizmente, devido a essa deficiência, desperdiçamos a energia do espectro UV e não a usamos bem.

Impacto no desempenho de vários fatores.

Aumentar a eficiência dos módulos solares é uma dor de cabeça para todos os pesquisadores que trabalham nessa direção. Até o momento, a eficiência de tais dispositivos está na faixa de 15 a 25%. A porcentagem é muito baixa. Os painéis solares são um dispositivo extremamente caprichoso, cuja operação estável depende de muitas razões.

Os principais fatores que podem afetar o desempenho de duas maneiras incluem:

  • Material base para células solares. O mais fraco a esse respeito são os painéis solares policristalinos com eficiência de até 15%. Módulos à base de índio-gálio ou cádmio-telúrio, que apresentam até 20% de produtividade, podem ser considerados promissores.
  • Orientação do receptor solar. Idealmente, os painéis solares com sua superfície de trabalho devem enfrentar o sol em um ângulo reto. Nesta posição, eles devem ser o mais longo possível. Para aumentar a duração do posicionamento correto dos módulos na área do sol, as contrapartes mais caras têm em seu arsenal um dispositivo de rastreamento solar que gira as baterias seguindo o movimento da estrela.
  • Superaquecimento das instalações. As temperaturas elevadas têm um efeito negativo na geração de energia, portanto, durante a instalação, é necessário garantir ventilação e refrigeração suficientes dos painéis. Isto é conseguido através da instalação de um espaço ventilado entre o painel e a superfície de instalação.
  • A sombra projetada por qualquer objeto pode prejudicar significativamente a eficiência de todo o sistema.
Leia também:  Painéis solares para aquecimento doméstico: tipos, como escolhê-los e instalá-los corretamente

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Tendo cumprido todos os requisitos e, se possível, instalando os painéis na posição correta, você pode obter painéis solares com alta eficiência. É alto, não máximo. O fato é que a eficiência calculada, ou teórica, é um valor derivado em condições de laboratório, com parâmetros médios de horas de luz do dia e número de dias nublados.

Na prática, é claro, o percentual de eficiência será menor.

Pegando o sol baterias para sua casa, é melhor se concentrar no limite de desempenho inferior, em vez do superior. Ao selecionar os módulos solares e todos os componentes apropriados para o trabalho desta forma, você pode ter certeza de que a capacidade da instalação instalada é suficiente. Ao escolher um limite de desempenho inferior nos cálculos, você pode economizar na compra de painéis adicionais que são comprados para resseguro em caso de falta de energia.

Incentivar as perspectivas de desenvolvimento.

Até o momento, o recorde absoluto de eficiência em energia solar pertence aos desenvolvedores americanos e é de 42,8%. Esse valor é 2% superior ao recorde anterior em 2010. Uma quantidade recorde de energia foi alcançada com o aprimoramento de uma célula solar feita de silício cristalino. A singularidade de tal estudo é o fato de que todas as medições foram realizadas exclusivamente em condições de trabalho, ou seja, não em instalações de laboratório e estufa, mas nos locais reais da instalação proposta.

À margem de todos os mesmos laboratórios técnicos, o trabalho para aumentar o último recorde não para. O próximo objetivo dos desenvolvedores é o limite de eficiência dos módulos solares em 50%.A cada dia a humanidade está se aproximando do momento em que a energia solar substituirá completamente as fontes de energia nocivas e caras atualmente usadas, e se equipará a gigantes como as usinas hidrelétricas.

Eficiência de diferentes tipos de painéis solares

Todas as células solares modernas operam com base nas propriedades físicas dos semicondutores. Fótons de luz solar, caindo em painéis fotovoltaicos, eliminam elétrons das órbitas externas dos átomos. Como resultado, seu movimento começa, o que leva ao aparecimento de uma corrente elétrica.

Painéis únicos não podem fornecer energia normal, então eles são conectados em certas quantidades a uma bateria solar comum. Quanto mais células fotovoltaicas estiverem envolvidas no sistema, maior será a potência de saída da eletricidade.

Conhecendo o princípio dos painéis, você pode determinar sua eficiência. Teoricamente, a definição de eficiência é a quantidade de eletricidade produzida dividida pela quantidade de energia dos raios solares que incidem sobre um determinado painel. Teoricamente, os sistemas modernos são capazes de entregar até 25%, mas na realidade esse número não passa de 15%. Depende muito do material do qual os painéis são feitos. Por exemplo, o silício amplamente utilizado é capaz de absorver apenas os raios infravermelhos, e a energia dos raios ultravioleta não é percebida por ele e é desperdiçada.

Atualmente, está em andamento o trabalho de criação de painéis multicamadas, o que possibilita a fabricação de painéis solares com alta eficiência. Seu design inclui vários materiais localizados em várias camadas. Eles são selecionados de tal forma que são capazes de capturar todos os principais quanta de energia.Ou seja, cada camada de um determinado material é capaz de absorver um dos tipos de energia.

Teoricamente, para tais dispositivos, a eficiência pode aumentar em até 87%, mas, na prática, a tecnologia para fabricação desses painéis é bastante complicada. Além disso, seu custo é muito maior em comparação com os sistemas solares padrão.

A eficiência de uma bateria solar depende em grande parte do tipo de silício usado nas células solares. Todos os painéis baseados neste material são divididos em três tipos:

  • Monocristalino, com uma eficiência de 10-15%. Eles são considerados os mais eficazes e seu preço é muito mais alto que outros dispositivos.
  • Os policristalinos têm taxas mais baixas, mas seu custo por watt é muito menor. Ao usar materiais de alta qualidade, esses painéis às vezes são superiores em eficiência aos monocristais.
  • Painéis flexíveis de filme fino à base de silício amorfo. São fáceis de fabricar e de baixo custo. No entanto, a eficiência desses dispositivos é muito baixa, cerca de 5-6%. Gradualmente, durante a operação, seu desempenho diminui, a produtividade torna-se menor.

prós

  1. Devido ao fato de não haver peças e elementos móveis nos painéis, a durabilidade é aumentada. Os fabricantes garantem uma vida útil de 25 anos.
  2. Se você seguir todas as regras de manutenção e operação de rotina, a operação desses sistemas aumenta para 50 anos. A manutenção é bastante simples - limpe oportunamente as fotocélulas de poeira, neve e outros contaminantes naturais.
  3. É a durabilidade do sistema que é o fator determinante para a compra e instalação dos painéis. Depois que todos os custos forem pagos, a eletricidade gerada será gratuita.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

O obstáculo mais importante para o uso generalizado de tais sistemas é seu alto custo. Com a baixa eficiência dos painéis solares domésticos, há sérias dúvidas sobre a necessidade econômica desse método específico de geração de eletricidade.

Mas, novamente, é necessário avaliar razoavelmente as capacidades desses sistemas e, com base nisso, calcular o retorno esperado. Não será possível substituir completamente a eletricidade tradicional, mas é bem possível economizar dinheiro usando sistemas solares.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Além disso, é difícil não notar benefícios como:

  • Obter eletricidade nas áreas mais remotas da civilização;
  • autonomia;
  • Silêncio.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Desvantagens da energia solar

  • A necessidade de utilização de grandes áreas;
  • A usina solar não funciona à noite e não funciona efetivamente no crepúsculo da tarde, enquanto o pico de consumo de energia ocorre precisamente à noite;
  • Apesar da limpeza ambiental da energia recebida, as próprias células solares contêm substâncias tóxicas, como chumbo, cádmio, gálio, arsênico, etc.
Leia também:  Substituindo um radiador de aquecimento (2 de 3)

As usinas de energia solar são criticadas devido aos altos custos, bem como a baixa estabilidade dos haletos de chumbo complexos e a toxicidade desses compostos. Atualmente, está em andamento o desenvolvimento ativo de semicondutores sem chumbo para células solares, por exemplo, à base de bismuto e antimônio.

Devido à sua baixa eficiência, que chega a 20% na melhor das hipóteses, os painéis solares ficam muito quentes. Os 80% restantes da energia solar A luz aquece os painéis solares até temperatura média em torno de 55°C. A PARTIR DE um aumento na temperatura da célula fotovoltaica por 1°, sua eficiência cai 0,5%.Esta dependência não é linear e um aumento na temperatura do elemento em 10° leva a uma diminuição na eficiência por quase um fator de dois. Elementos ativos dos sistemas de refrigeração (ventiladores ou bombas) bombeando refrigerante consomem uma quantidade significativa de energia, requerem manutenção periódica e reduzem a confiabilidade de todo o sistema. Os sistemas de refrigeração passiva têm um desempenho muito baixo e não conseguem lidar com a tarefa de resfriar os painéis solares.

Cálculo de desempenho

O uso da energia solar e a racionalidade econômica de tais conceitos determinam a eficácia de todos tipos de sistemas de painéis solares. Em primeiro lugar, os custos de transformação são levados em conta. energia solar em eletricidade.

Quão rentáveis ​​e eficazes tais sistemas são determinados por fatores como:

  • Tipo de painéis solares e equipamentos relacionados;
  • A eficiência das fotocélulas e seu custo;
  • Condições climáticas. Diferentes regiões têm diferentes atividades solares. Também afeta o período de retorno.

Como escolher o desempenho certo

Antes de comprar painéis, você precisa saber qual pode ser a eficiência necessária de uma bateria solar.

Se o seu nível de consumo doméstico for, por exemplo, 100 kW/mês (de acordo com o contador de eletricidade), é aconselhável que as células solares produzam a mesma quantidade.

Decidiu sobre isso. Vamos mais longe.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

É claro que a estação solar opera apenas durante o dia. Além disso, a potência da placa de identificação será alcançada na presença de um céu claro. Além disso, a potência de pico pode ser alcançada sob a condição de que os raios do sol incidam na superfície. em ângulo reto.

À medida que a posição do sol muda, o ângulo do painel também muda. Assim, em grandes ângulos, uma diminuição notável na potência será observada.Isso é apenas em um dia claro. Em tempo nublado, uma queda de energia de 15 a 20 vezes pode ser garantida. Mesmo uma pequena nuvem ou neblina causa uma queda de energia de 2-3 vezes

Isso também deve ser levado em consideração

Agora - como calcular o tempo de operação dos painéis?

O período de operação em que as baterias podem operar efetivamente com capacidade quase total é de aproximadamente 7 horas. Das 9h00 às 16h00. No verão, há mais horas de luz do dia, mas a geração de eletricidade de manhã e à noite é muito pequena - dentro de 20 a 30%. O restante, isto é 70%, será gerado, novamente, durante o dia, das 9h às 16h.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

Então, acontece que, se os painéis tiverem uma potência nominal de 1 kW, no verão, o mais ensolarado um dia vai gerar 7 kW/h eletricidade. Desde que trabalhem das 9 às 16 horas do dia. Ou seja, serão 210 kWh de eletricidade por mês!

Este é um kit de painel. E uma tomada com potência de apenas 100 watts? Por um dia dará 700 watts / hora. 21 kW por mês.

Como fazer seu painel solar funcionar da maneira mais eficiente possível

O desempenho de qualquer sistema solar depende de:

  • indicadores de temperatura;
  • o ângulo de incidência dos raios solares;
  • condição da superfície (deve estar sempre limpa);
  • condições do tempo;
  • a presença ou ausência de uma sombra.

O ângulo ideal de incidência dos raios solares no painel é de 90°, ou seja, uma linha reta. Já existem sistemas solares equipados com dispositivos exclusivos. Eles permitem que você monitore a posição da estrela no espaço. Quando a posição do Sol em relação à Terra muda, o ângulo de inclinação do sistema solar também muda.

O aquecimento constante dos elementos também não tem o melhor efeito em seu desempenho. Quando a energia é convertida, ocorrem sérias perdas.Portanto, deve sempre ser deixado um pequeno espaço entre o sistema solar e a superfície sobre a qual está montado. As correntes de ar que passam nele servirão como uma forma natural de resfriamento.

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

A pureza dos painéis solares também é um fator importante que afeta sua eficiência. Se estiverem muito poluídos, coletam menos luz, o que significa que sua eficiência é reduzida.

Além disso, a instalação correta desempenha um grande papel. Ao montar o sistema, é impossível permitir que uma sombra caia sobre ele. O melhor lado em que se recomenda a sua instalação é o sul.

Voltando às condições climáticas, podemos ao mesmo tempo responder à pergunta popular sobre se os painéis solares funcionam em tempo nublado. Claro, seu trabalho continua, porque a radiação eletromagnética que emana do Sol atinge a Terra em todas as épocas do ano. É claro que o desempenho dos painéis (COP) será significativamente menor, principalmente em regiões com abundância de dias chuvosos e nublados por ano. Ou seja, vão gerar eletricidade, mas em quantidades bem menores do que em regiões de clima ensolarado e quente.

Fatores que afetam a eficiência das células solares

Características da estrutura das fotocélulas causam uma diminuição no desempenho dos painéis com o aumento da temperatura.

O escurecimento parcial do painel provoca uma queda na tensão de saída devido a perdas no elemento apagado, que passa a atuar como carga parasita. Esta desvantagem pode ser eliminada instalando um bypass em cada fotocélula do painel. Em tempo nublado, na ausência de luz solar direta, os painéis que utilizam lentes para concentrar a radiação tornam-se extremamente ineficientes, pois o efeito da lente desaparece.

A partir da curva de desempenho de um painel fotovoltaico, pode-se observar que, para obter a maior eficiência, é necessária a seleção correta da resistência de carga. Para isso, os painéis fotovoltaicos não são conectados diretamente à carga, mas utilizam um controlador de gerenciamento do sistema fotovoltaico que garante o funcionamento ideal dos painéis.

Como funciona uma bateria solar?

Todas as células solares modernas funcionam graças à descoberta feita pelo físico Alexandre Becquerel em 1839 - o próprio princípio de funcionamento dos semicondutores.

Se as fotocélulas de silício na placa superior forem aquecidas, os átomos do semicondutor de silício serão liberados. Eles estão tentando capturar os átomos da placa inferior. Em total conformidade com as leis da física, os elétrons da placa inferior devem retornar ao seu estado original. Esses elétrons abrem de uma maneira - através dos fios. A energia armazenada é transferida para as baterias e devolvida ao wafer de silício superior.

Leia também:  Que tinta para pintar radiadores de aquecimento: uma visão comparativa dos tipos de tinta para baterias + os melhores fabricantes

Físicos da Rússia melhoraram a eficiência dos painéis solares em 20%

História

Em 1842, Alexandre-Edmond Becquerel descobriu o efeito de converter luz em eletricidade. Charles Fritts começou a usar selênio para transformar luz em eletricidade. Os primeiros protótipos de células solares foram criados pelo fotoquímico italiano Giacomo Luigi Chamichan.

Em 25 de março de 1948, a Bell Laboratories anunciou a criação das primeiras células solares baseadas em silício para gerar corrente elétrica. Esta descoberta foi feita por três funcionários da empresa - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin e Gerald Pearson.Já 4 anos depois, em 17 de março de 1958, um satélite usando painéis solares, Avangard-1, foi lançado nos EUA. Em 15 de maio de 1958, um satélite usando painéis solares, o Sputnik-3, também foi lançado na URSS.

Isso é interessante: na Alemanha, construiu o mais alto parque eólico do mundo

Com que rapidez os painéis solares serão recompensados?

O custo dos painéis solares hoje é bastante alto. E tendo em conta o baixo valor da eficiência dos painéis, a questão do seu retorno é muito relevante. A vida útil das baterias alimentadas por energia solar é de cerca de 25 anos ou mais. Falaremos sobre o que causou uma vida útil tão longa um pouco mais tarde, mas por enquanto descobriremos a pergunta acima.

O período de retorno é afetado por:

  • Tipo de equipamento selecionado. As células solares de camada única têm uma eficiência menor em comparação com as de várias camadas, mas também um preço muito mais baixo.
  • Localização geográfica, ou seja, quanto mais luz solar em sua área, mais rápido o módulo instalado será compensado.
  • Custo do equipamento. Quanto mais dinheiro você gastar na compra e instalação dos elementos que compõem o sistema de economia de energia solar, maior será o período de retorno.
  • O custo dos recursos energéticos na sua região.

O período médio de retorno para os países do sul da Europa é de 1,5 a 2 anos, para os países da Europa Central - 2,5 a 3,5 anos e na Rússia o período de retorno é de aproximadamente 2 a 5 anos. Num futuro próximo, a eficiência dos painéis solares aumentará significativamente, devido ao desenvolvimento de tecnologias mais avançadas que aumentam a eficiência e reduzem o custo dos painéis. E, como resultado, o período durante o qual o sistema de economia de energia com energia solar se pagará também diminuirá.

Últimos desenvolvimentos que aumentam a eficiência

Quase todos os dias, cientistas de todo o mundo anunciam o desenvolvimento de um novo método para aumentar a eficiência dos módulos solares. Vamos conhecer o mais interessante deles. No ano passado, a Sharp apresentou uma célula solar ao público com uma eficiência de 43,5%. Eles conseguiram esse valor instalando uma lente para focar a energia diretamente no elemento.

Os físicos alemães não ficam atrás da Sharp. Em junho de 2013, eles lançaram sua célula solar com uma área de apenas 5,2 metros quadrados. mm, composto por 4 camadas de elementos semicondutores. Esta tecnologia permitiu atingir uma eficiência de 44,7%. A máxima eficiência neste caso também é alcançada colocando o espelho côncavo em foco.

Em outubro de 2013, foram publicados os resultados do trabalho dos cientistas de Stanford. Eles desenvolveram um novo compósito resistente ao calor capaz de aumentar o desempenho das células fotovoltaicas. O valor teórico da eficiência é de cerca de 80%. Como escrevemos acima, os semicondutores, que incluem o silício, são capazes de absorver apenas a radiação IR. Assim, a ação do novo material compósito visa converter a radiação de alta frequência em infravermelho.

Os cientistas ingleses foram os próximos. Eles desenvolveram uma tecnologia capaz de aumentar a eficiência das células em 22%. Eles propuseram colocar nanopontos de alumínio na superfície lisa dos painéis de filme fino. Este metal foi escolhido devido ao fato de não absorver a luz solar, mas, ao contrário, espalhá-la. Consequentemente, a quantidade de energia solar absorvida aumenta. Daí o aumento no desempenho da bateria solar.

Apenas os principais desenvolvimentos são apresentados aqui, mas o assunto não se limita a eles. Os cientistas estão lutando por cada décimo por cento, e até agora estão conseguindo. Vamos torcer para que em um futuro próximo a eficiência dos painéis solares esteja no nível adequado. Afinal, o benefício de usar os painéis será máximo.

O artigo foi elaborado por Abdullina Regina

Moscou já está usando novas tecnologias para iluminar ruas e parques, acho que a eficiência econômica foi calculada lá:

Tipos de fotocélulas solares e sua eficiência

A operação dos painéis solares é baseada nas propriedades dos elementos semicondutores. A luz solar que incide em painéis fotovoltaicos elimina elétrons da órbita externa dos átomos por fótons. O grande número de elétrons resultante fornece uma corrente elétrica em um circuito fechado. Um ou dois painéis para alimentação normal não são suficientes. Portanto, várias peças são combinadas em painéis solares. Para obter a tensão e a potência necessárias, eles são conectados em paralelo e em série. Um número maior de células solares dá uma área maior para absorver a energia solar e produzir mais energia.

Fotocélulas

Uma das formas de aumentar a eficiência é a criação de painéis multicamadas. Tais estruturas consistem em um conjunto de materiais dispostos em camadas. A seleção de materiais é realizada de forma que quanta de diferentes energias sejam capturados. Uma camada com um material absorve um tipo de energia, com um segundo outro, e assim por diante. Como resultado, é possível criar painéis solares com alta eficiência. Teoricamente, tais painéis sanduíche podem fornecer Eficiência de até 87 por cento. Mas isso é na teoria, mas na prática, a fabricação de tais módulos é problemática. Além disso, eles ficam muito caros.

A eficiência dos sistemas solares também é afetada pelo tipo de silício usado nas células solares. Dependendo da produção do átomo de silício, eles podem ser divididos em 3 tipos:

  • Monocristalino;
  • Policristalino;
  • Painéis de silício amorfo.

As células solares feitas de silício monocristalino têm uma eficiência de 10 a 15 por cento. São os mais eficientes e os mais caros. Os modelos de polissilício têm o watt mais barato de eletricidade. Muito depende da pureza dos materiais e, em alguns casos, os elementos policristalinos podem ser mais eficazes do que os monocristais.

Painel de silicone amorfo

Avaliação
Site sobre encanamento

Aconselhamos a leitura

Onde encher o pó na máquina de lavar e quanto pó derramar