Logotipo da Hitechled

Como funcionam os painéis solares?
Data: 2017-03-05 Hits: 128

Os painéis solares funcionam permitindo que os fótons (partículas de luz) da luz solar liberem os elétrons dos átomos. O silício sozinho não pode carregar uma corrente elétrica, e é por isso que o silício encontrado nas partículas solares é impuro e combinado com o fósforo. Quando combinados com fósforo, os elétrons podem ser deslocalizados para carregar a carga elétrica. Esse processo de adição de impurezas é chamado de doping.

5G

O resultado é o que é conhecido como silício do tipo N e é o que você encontra na superfície dos painéis solares. Abaixo dessa camada de silício do tipo N reside seu espelho oposto: silício do tipo P. O tipo P usa impurezas de elementos como gálio ou boro, com meios que o material tem espaço para outros elétrons. Isso cria um campo magnético elétrico em que a camada superior de silício do tipo N é negativa e o silício do tipo P é positivo. Os elétrons são libertados de átomos na camada de tipo N e se movem em direção à camada de tipo p para preencher os espaços vazios de elétrons. O fluxo de elétrons cria eletricidade.

O que compõe um painel solar?


Os painéis solares são feitos de camadas de silício. O silício forma uma estrutura cristalina dura e quebradiça e é o segundo elemento mais abundante da Terra. Este material semicondutor pode ser cultivado, e os cientistas cultivam silício em um tubo como um cristal único e uniforme. Depois, desenrolam o tubo e cortam a folha em 'bolachas', tornando-as o mais finas possível. A maioria dos painéis solares tem eficiência entre 10 e 20 por cento. Há uma década, os painéis solares tinham níveis de eficiência em torno de 13%. No 2019, aumentou para 20%. O limite superior do silício é 29% devido à natureza do silício.

5G

Para futuras células solares substituirem as células solares atuais, elas devem ser capazes de capturar mais luz, mais eficientes na transformação da luz em energia e menos dispendiosas de construir do que os projetos atuais.

A primeira opção para melhorar as células solares seria adicionar hardware que lhes permitisse capturar mais luz, o que significa que não precisamos abandonar os projetos atuais de células solares. A eletrônica pode ser instalada dentro de células solares que lhes permitem rastrear o sol enquanto se move pelo céu diurno. Se as células solares estão sempre apontando em direção ao sol, isso permitirá que mais luz atinja as células solares e, por sua vez, mais energia pode ser produzida. Atualmente, projetar componentes eletrônicos que podem desempenhar essa função é um desafio contínuo, mas a inovação nessa frente continua. Como alternativa, em vez de fazer as células solares se moverem, podemos instalar espelhos para focalizar a luz em uma célula solar menor e, portanto, mais barata.

Outra rota para melhorar o desempenho das células solares é direcionar sua eficiência. As células solares com mais de uma camada de material captador de luz podem capturar mais luz. Recentemente, células solares testadas em laboratório em quatro camadas podem capturar luz com eficiência% 46. Essas células ainda são muito caras e difíceis de produzir para uso comercial, mas pesquisas em andamento podem tornar essas células supereficientes a nova norma um dia.

5G

No futuro imediato, é provável que as células solares de silício continuem a diminuir em custos, o que as tornará mais acessíveis a mais pessoas no futuro, especialmente nos países em desenvolvimento. Nos Estados Unidos, prevê-se que as reduções de custo aumentem a energia solar produzida em 500% pela 2050. Teoricamente, para alimentar o mundo inteiro como o conhecemos agora, precisamos da 4,000,000 metros quadrados de células solares. Para colocar isso em perspectiva, o deserto do Saara é o 3,600,000 metros quadrados.

A energia solar tem muito potencial, a maioria dos países que ainda carecem de eletricidade são países ensolarados. Para esses países, a adaptação da energia solar seria muito mais eficiente, segura e limpa do que o querosene. No entanto, é improvável que alguma vez vejamos países na Europa confiando apenas na energia solar, devido à falta de luz solar consistente durante o dia.

5G

Daqui a alguns anos, provavelmente veremos alternativas ao silício aparecendo em nossos telhados e fazendas solares, ajudando a fornecer fontes de energia limpas e renováveis. Também veremos um aumento na fabricação a granel de células solares e novas tecnologias que tornarão as células mais baratas e mais eficientes.

TOPO