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Como os painéis solares fotovoltaicos funcionam exatamente?

Como os painéis solares fotovoltaicos funcionam exatamente?


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Os painéis solares fotovoltaicos tornaram-se comuns hoje em dia. Muitos telhados ao redor do mundo agora estão cobertos com eles.

Mas como eles realmente funcionam? Vamos descobrir.

RELACIONADOS: AS PRÓS E CONTRAS DO USO DE ENERGIA SOLAR

Como os painéis solares funcionam passo a passo

Em suma, os painéis solares fotovoltaicos convertem a luz do sol em eletricidade. Para fazer isso, várias etapas são necessárias, como você pode imaginar.

A primeira etapa de todo o ciclo é a geração de luz. Nosso Sol, um G2V (segunda classe G amarela mais quente, sequência principal) e estrela de terceira geração, é um reator de fusão nuclear gigante.

Como ele combina átomos sob imensa pressão e temperatura em seu núcleo, um subproduto deste processo, além de enormes quantidades de calor (cerca de 15 milhões de graus Celsius), é uma quantidade abundante de luz.

Essa luz viaja do local da fusão atômica até a superfície do Sol, às vezes levando centenas de milhares de anos para fazê-lo.

Assim que atinge a superfície do Sol, a luz é dispersa no espaço ao seu redor. A luz, como todos sabemos, é composta de minúsculos pacotes, ou quanta, chamados fótons.

Esses fótons viajam pelo vazio do espaço em todas as direções, com uma quantidade muito pequena chegando à Terra. Para viajar o93 milhões de milhas entre nós e o Sol leva, à velocidade da luz, cerca de 8,5 minutos.

A cada hora, incontáveis ​​números de fótons irradiam nossa Terra, oferecendo enormes quantidades de energia para a vida. Estima-se que, se a humanidade pudesse fazer uso da grande maioria disso, seria o suficiente para satisfazer as necessidades globais de energia por um ano inteiro.

Mas, para fazer isso, precisamos de alguma forma de tecnologia para fazer isso. Uma das nossas principais soluções foi o desenvolvimento da célula fotovoltaica.

Essa tecnologia usa semicondutores, geralmente silício, para capturar e converter esses fótons em corrente elétrica. Semicondutores são materiais que atuam como condutores elétricos e isolantes sob determinadas condições.

Quando os fótons do sol, com algumas centenas de milhares de anos, atingem a célula solar, eles liberam elétrons dos átomos do semicondutor.

Para serem úteis para nós, esses elétrons precisam ser coletados ou guardados em algum lugar para gerar uma corrente elétrica. Para conseguir isso, um desequilíbrio elétrico é necessário dentro da célula FV.

Você pode comparar isso a uma inclinação na qual os elétrons podem fluir na mesma direção. Os painéis fotovoltaicos são geralmente compostos por duas camadas de semicondutores

Para conseguir isso, os painéis de PC são compostos de várias camadas semicondutoras colocadas juntas. Cada camada semicondutora é "dopada" com algum outro material para torná-la carregada positiva ou negativamente.

O fósforo é geralmente o agente "dopante" de escolha para a camada superior para dar-lhe uma carga negativa, também conhecido comosilício tipo n. O boro é geralmente usado para a camada inferior da camada carregada positivamente, também conhecida comosilício tipo p.

Essa configuração prepara a célula para a criação de um circuito elétrico assim que os elétrons são liberados. Mas alguns outros componentes são necessários para coletar e transformar esses elétrons em energia utilizável.

"Placas condutoras de metal nas laterais da célula coletam os elétrons e os transferem para fios. Nesse ponto, os elétrons podem fluir como qualquer outra fonte de eletricidade." - livescience.com.

À medida que mais e mais deles fluem através do circuito, eletricidade de corrente contínua é gerada e pode ser usada para trabalhos úteis. Mas, primeiro, a corrente DC precisa ser convertida em corrente alternada (AC) para uso na maioria dos dispositivos elétricos em sua casa.

Para fazer isso, a corrente DC é passada para um dispositivo chamado inversor solar. Eles não apenas geraram corrente CA, mas também fornecem uma proteção contra falha de aterramento para a matriz do painel.

Uma vez na forma CA, a corrente elétrica pode ser usada para alimentar uma miríade de dispositivos elétricos em sua casa. Ou, em alternativa, pode ser enviado para a rede nacional - - normalmente atraindo alguma forma de remuneração.

Cada painel solar é feito de várias dessas células fotovoltaicas e as instalações fotovoltaicas geralmente consistem em vários painéis para formar um painel fotovoltaico.

Quanto mais painéis fotovoltaicos, maior será o conjunto e maior será o potencial de geração elétrica.

Os painéis solares ficam sem elétrons?

Simplificando, não, não é possível. Isso ocorre porque os painéis fotovoltaicos funcionam liberando elétrons dos materiais semicondutores "dopados" dentro da célula que formam um circuito e depois retornam aos semicondutores dentro do painel.

O mesmo se aplica a qualquer circuito elétrico. Aqui, os elétrons fluem como uma corrente elétrica através de um circuito fechado.

"Os circuitos não criam, destroem, usam ou perdem elétrons. Eles apenas carregam os elétrons em círculos." - wtamu.edu.

Todo o dispositivo, quando exposto à luz solar, gera um circuito elétrico que flui em uma direção através do dispositivo fotovoltaico e seus componentes auxiliares.

"Os elétrons na frente da célula são coletados por linhas de grade superfinas que são impressas na superfície frontal da célula. Eles fluem para barramentos mais grossos (tiras ou barras metálicas usadas para distribuição de energia elétrica), como carros individuais em ruas residenciais. congestionando em uma rodovia - exceto que estão todos viajando perto da velocidade da luz!

A corrente elétrica então flui para um circuito onde desiste de seu potencial de tensão como energia elétrica. Os elétrons exauridos continuam fluindo no circuito elétrico até o fluxo de volta para a parte de trás da célula solar, onde se recombinam com os buracos que originalmente deixaram para trás. "- interplaylearning.com.

Por esse motivo, as células nunca "ficam sem" elétrons. Eles estão sempre fluindo ao redor do circuito criado dentro da célula PV.

Um potencial de voltagem é criado por fótons do sol que ceder parte de sua energia na carga do circuito. Este então flui de volta para a célula solar e o processo é repetido indefinidamente - desde que haja luz solar, é claro.

Como funcionam os painéis solares portáteis?

Painéis solares portáteis, como o nome sugere, são painéis fotovoltaicos que podem ser transportados e usados ​​em uma capacidade móvel. Eles diferem dos painéis fotovoltaicos mais tradicionais, que são pesados ​​e pesados ​​em comparação e tendem a ser usados ​​em uma configuração estática ou fixa.

Sua função básica é basicamente a mesma que matrizes comerciais e domésticas maiores. Os arrays fotovoltaicos portáteis tendem a ser mais compactos e muito menores em tamanho.

Eles também podem vir com recursos adicionais, como design dobrável ou suporte, e sua aparência estética geral irá variar amplamente.

Eles tendem a ter menos capacidade de geração de energia do que matrizes fotovoltaicas maiores e são especificamente adaptados para uso em acampamentos ou viagens de RV. Arrays fotovoltaicos residenciais típicos podem gerar em torno 30 kWh de eletricidade por dia.

Os portáteis, por outro lado, geralmente só são capazes de gerar entre 5 e 10% desse montante. Mas, uma vez que você deve ter menos dispositivos elétricos com você, a menos que goste de arrastar em torno de seu 40 polegadas TV e Playstation 4 com você, isso deve ser mais do que suficiente.


Assista o vídeo: Como Funciona o Sistema de Energia Solar #solesilicio (Pode 2022).


Comentários:

  1. Sheply

    Parece-me que está na hora de mudar de assunto no blog. O autor é uma pessoa versátil.

  2. Gugor

    Bravo, essa ideia notável é necessária apenas a propósito

  3. Corwine

    Bravo, essa ideia brilhante é necessária apenas a propósito

  4. Voodoozil

    Os adereços saem, algum tipo



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