Como funcionam as células fotovoltaicas solares? The Step-by-Step Process Explained

Introdução

Num mundo que caminha rapidamente para uma energia mais limpa, células solares fotovoltaicas tornaram-se o coração definitivo da geração de energia moderna. Essas pequenas unidades são a principal razão pela qual a luz solar pode ser transformada em eletricidade utilizável hoje.. Desde que surgiu a necessidade de sistemas eficientes e renováveis, é essencial entender como funcionam as células solares fotovoltaicas, tendo em vista os clientes e profissionais. De sistemas de telhado a instalações em escala industrial, seu papel continua a se expandir globalmente. Este artigo tem como objetivo discutir como a célula funciona, Explique alguns de seus componentes, e por que são importantes para o futuro da energia sustentável.

O que são células fotovoltaicas? Explicado de forma simples

A célula fotovoltaica ou Sistema fotovoltaico é um dispositivo semicondutor que converte facilmente luz em energia elétrica. A palavra fotovoltaica combina ambos, o que significa luz, e voltaico, o que significa eletricidade. As células elétricas solares são às vezes chamadas de células solares, células fotovoltaicas, ou células fotovoltaicas. Essas células são os blocos de construção básicos para formar um painel solar. Uma única célula só pode fornecer eletricidade.

Por isso, se conectado de maneira organizada em série ou encapsulado em um painel, será capaz de fornecer quantidade suficiente de eletricidade. Célula fotovoltaica é simplificado neste contexto como célula que converte ou aquece a energia em eletricidade.

Cada célula é criada com silício para formar um semicondutor. O silício é escolhido como material preferido porque pode fornecer movimento eficiente de elétrons de um átomo para outro., e está facilmente disponível. O silício utilizado deve ser muito puro e vir em dois tipos, conhecido como tipo p e tipo n. Uma fina camada de silício tipo p é fornecida com junções PN e camadas NPN para criar um campo de eletricidade. Este tipo de célula também produz eletricidade através da aplicação de corrente contínua.

E isso é tudo sobre um Definição de célula fotovoltaica que pode suportar ou gerar energia elétrica ou eletricidade. Às vezes, essas células são usadas remotamente para alimentar sistemas de backup e estações de monitoramento remoto..

Estrutura de uma célula solar fotovoltaica: Camadas & Componentes

O célula solar fotovoltaica pode parecer muito simples visto de fora, mas é uma estrutura projetada com várias camadas compostas por diferentes componentes que trabalham juntos para converter luz em eletricidade. Cada um deles tem um papel específico a desempenhar.

É como um sanduíche de alta tecnologia. A camada superior é uma cobrir de vidro sobre a parte principal da célula. O vidro é usado para proteger a célula da poeira, umidade, e qualquer impacto. A camada logo abaixo da camada superior é uma revestimento anti-reflexo. A tarefa do revestimento é permitir que o maior número possível de raios solares entre na célula e não sejam refletidos lateralmente.. Abaixo do revestimento anti-reflexo, o contato frontal está presente. O contato frontal é usado para coletar e conduzir a eletricidade formada na célula.

A parte principal da célula é o célula fotovoltaica de silício. Um silício tipo n está presente na parte superior da célula fotovoltaica, enquanto o silício tipo p é a camada inferior. A camada de silício tipo n é rica em elétrons, e a camada de silício tipo p é rica em buracos, também conhecidas como cargas positivas. Então, quando ambos os tipos de silício estão na mesma célula, forma uma junção p-n. O que é importante para formar um campo elétrico interno na célula, devido ao qual há um fluxo de corrente. A última camada visível é a contato de volta.

Entendendo isso camadas de uma célula solar é muito importante entender como os painéis fotovoltaicos são feitos e funcionam, e qual camada desempenha qual função para fornecer, limpador, e energia reutilizável.

O efeito fotovoltaico: Como a eletricidade é criada a partir da luz solar

A geração de eletricidade a partir da luz solar é chamada de efeito fotovoltaico. Os raios são convertidos em eletricidade na ausência de quaisquer itens móveis ou combustão.

O processo básico de placas fotovoltaicas trabalhar é quando os raios solares incidem sobre a célula, partículas de luz chamadas fótons caem no topo camada de silício. Cada fóton é investido de energia. Se a energia dos fótons que atingem o silício for maior que a energia mínima necessária para expulsar o elétron dele, então fica animado, e é separado do átomo.

Durante o período de tempo em que o elétron está neste estado decidido, ele se move do tipo p em direção ao tipo n lado da junção p-n. Quando um elétron se move de um lado para o outro de uma junção p-n, uma cobrança é criada, que cria um campo elétrico. Por causa do campo elétrico embutido, o elétron liberado é empurrado em uma direção - dentro de um circuito.

Então a estrutura da célula de silício força o elétron excitado a se mover em uma direção específica., criando assim uma corrente contínua (CC). A corrente então flui da célula através de um circuito elétrico, fornecendo energia elétrica a dispositivos elétricos.

O elétron excitado continua se movendo através do circuito até atingir o contato traseiro, de onde pode preencher o buraco e assim está na etapa inicial. Por isso, o processo desde a separação do elétron até a reunião do elétron com o buraco na molécula do silício desenvolve uma diferença de tensão de aproximadamente 0.5 para 0.7 volts entre as duas camadas ou extremidades do painel solar.

Para aumentar a quantidade de eletricidade gerada, placas solares fotovoltaicas são mantidos ao sol. Esta energia elétrica gerada não emite nenhum som e não contém subprodutos poluentes.

Então aqui vamos conhecer Como funcionam os painéis solares fotovoltaicos com a ajuda do efeito fotovoltaico, e como eles são uma grande fonte de energia, que funciona silenciosamente e não produz poluição e é uma fonte renovável de energia.

Passo a passo: Como funcionam os painéis solares fotovoltaicos?

Para saber como funcionam os painéis solares fotovoltaicos, é importante conhecê-los como unidades e não como um único painel. Um painel HBOWA padrão tem cerca de 60-72 células solares fotovoltaicas em série entre si. Essas células juntas produzem mais energia do que uma única célula.

Quando o sol atinge o painel, cada célula produz corrente contínua. Cada energia DC flui depois disso através de um fio condutor para um inversor de uma marca respeitável como HBOWA. Inversor HBOWA então converte essa corrente em corrente alternada, que é então usado por aparelhos elétricos em residências, comercial, e setores industriais.

Os painéis são dispostos em uma série de fileiras. Essas linhas coletam energia e a enviam para um painel elétrico ou sistema de bateria, dependendo do uso. Todo o processo de trabalho é descomplicado e automático. Funcionamento de células fotovoltaicas e solares contanto que haja luz solar após ser instalado.

Por exemplo, há uma escola pública. Um dia, as autoridades escolares decidem instalar um painel solar no telhado. O potência do painel solar está conectado às salas de aula. Ao longo do dia, essas matrizes alimentam as luzes da sala de aula, fãs, projetores, e mais, reduzindo assim as contas de eletricidade e a pegada de carbono da escola.

Este é o básico Painel fotovoltaico funcionando fluxo:

Diferentes tipos de células solares fotovoltaicas

Vários tipos de células fotovoltaicas são feitos de materiais diferentes e servem a finalidades diferentes. A variação nessas células causa eficiência diferente, longevidade, e custos, e precisa ser determinado para determinar os tipos de painéis solares que podem ser usados. As células fotovoltaicas monocristalinas contêm apenas um cristal de silício com alta pureza.

As células monocristalinas são altamente eficientes e funcionam bem mesmo com pouca luz. Isto torna estes painéis perfeitos para casas com telhados maciços, mas não para pequenas casas e telhados. Muitas vezes, a opção mais cara do painéis solares. Policristalino, também conhecidas como células multicristalinas, são feitos derretendo muitas peças de silício. Eles funcionam apenas um pouco menos eficientemente que os Monocristalinos e possuem características semelhantes, mas também são muito mais baratos e relativamente usados ​​em instalações de maior escala.

PERC significa Emissor Passivado e Células de Contato Traseiro, onde células fotovoltaicas monocristalinas são adicionadas com uma camada de passivação. Por aqui, a luz e os elétrons são efetivamente absorvidos e voados. Existem muitos fornecedores respeitáveis ​​de novo nível 1 painéis solares, Desconto painéis solares, e Painéis solares usados, como HBOWA. A HBOWA fornece a mais recente tecnologia solar ao melhor preço e os melhores programas de garantia para os kits solares que fornece.

Aqui está uma comparação daqueles tipos de células:

Cada tecnologia de células fotovoltaicas tem compensações. O foco da HBOWA em PERC torna-o adequado às necessidades dos clientes.

Estudo de caso: Uso comercial de painéis fotovoltaicos HBOWA PERC

Um renomado armazém logístico localizado no sudeste da Ásia começou a usar HBOWA Painéis PERC para uso comercial com o objetivo de reduzir seu alto custo operacional e aumentar a confiabilidade da energia. A demanda energética do local era muito alta diariamente, como sua unidade de refrigeração, luzes do armazém, e os servidores estão ligados 24 horas por dia. Antes da mudança para painéis solares, a elevada instabilidade da rede na zona provocou atrasos de várias horas devido ao mau funcionamento das máquinas e ao desgaste geral dos equipamentos.

Então, para combater esse problema, o Painéis PERC foram instalados e permitiram que o armazém obtivesse um fluxo consistente de energia ao longo do dia, com uma redução significativa na necessidade de energia da rede durante os horários de pico. Um sistema solar em escala comercial foi instalado para garantir o fornecimento constante de energia durante o dia e para carregar o Bancos de baterias da HBOWA com o excedente de energia durante os horários de pico.

Como resultado do sistema de energia solar, o armazém conseguiu reduzir as suas contas de electricidade em 30% no primeiro ano, juntamente com uma redução significativa no mau funcionamento e paralisação das operações regulares no armazém; aquilo é, especula-se que os retornos estejam dentro 5 anos.

O fluxo de energia que auxilia o propósito é o seguinte: a luz solar é absorvida pelos painéis PERC do HBOWA e convertida em energia DC. O sistema também conta com inversor HBOWA, que converte a energia DC em energia AC e a entrega ao armazém. Os bancos de baterias HBOWA são carregados com a energia excedente durante os horários de pico, que são usados ​​mais tarde.

Este estudo de caso fornece uma visão das vantagens práticas da tecnologia solar fotovoltaica para fins comerciais e também como o tipo moderno de células solares fotovoltaicas, ou seja, as células PERC, são muito mais eficazes em tornar o usos comerciais do painel solarl mais sustentável, além de reduzir o custo geral de operação e garantir um alto nível de adaptabilidade dos dispositivos à demanda de energia em constante mudança nos locais comerciais, como armazéns.

Exemplo da vida real: Fora da rede & Casos de uso de energia fotovoltaica na rede

Para entender a utilidade de tecnologia solar fotovoltaica, considere duas famílias que utilizam um princípio simples de PV de maneiras diferentes.

Há uma família que mora nas montanhas, em uma cabana remota, também um sistema fora da rede. O sistema fotovoltaico inclui células de energia solar e materiais explicitamente concebidos para autonomia. A eletricidade dos painéis fotovoltaicos é armazenada em baterias, que disponibiliza energia durante a noite ou quando está nublado para itens essenciais como uma geladeira, iluminação, e carregando telefones.

A família desfruta de plena forma de independência. Mas, eles precisam ter cuidado com o uso de energia também nos dias nublados.

A segunda família mora em um subúrbio de uma cidade. Seu sistema on-grid devolve energia à concessionária por meio de medição líquida quando eles geram mais energia. Também, eles podem usar energia durante o dia e consumir energia da rede à noite. Seu sistema tem baixos custos iniciais, e retornos financeiros rápidos estão disponíveis.

Esses dois casos de uso mostram como é útil tecnologia solar fotovoltaica está em situações diferentes para atender a diferentes objetivos e necessidades.

Vantagens & Limitações

Células fotovoltaicas apresentam inúmeras vantagens práticas. Eles produzem eletricidade limpa, sem quaisquer peças móveis ou emissões de qualquer tipo. Eles vêm em módulos, e como resultado, pode ser instalado em vários lugares, incluindo pequenos telhados e campos abertos para uso industrial. As células também apresentam baixos custos de manutenção e operação.

Mas existem algumas limitações. As células dependem do clima, o número de horas do dia, e ao longo dos anos, a eficiência também pode degradar, mesmo que apenas um pouco. Em condições extremas, sabe-se que a eficiência diminui; mesmo uma pequena quantidade de poeira e sombra pode dificultar o trabalho de células fotovoltaicas.

A tecnologia está melhorando, no entanto. Estruturas celulares PERC, por exemplo, evitar perdas em uma célula fotovoltaica e manter alta eficiência, trabalhando sob qualquer condição. Isto promove assim o bom funcionamento de sistemas comerciais e residenciais de células fotovoltaicas.

Entendendo o vantagens de sistemas de células fotovoltaicas ajuda o usuário a melhorar, decisões mais lucrativas a longo prazo. Como a eficiência está a melhorar com a queda dos preços, cada vez mais pessoas estão adotando células fotovoltaicas para diferentes regiões e diferentes usos.

Conclusão

Então, o que são células solares fotovoltaicas? Eles usam o efeito fotovoltaico absorver a luz solar e produzir eletricidade através camadas de silício. Essas células são inseridas em cada Célula solar fotovoltaica módulo para criar energia. Com a crescente demanda por energia limpa e verde, negócios, bem como proprietários, precisa de instalações confiáveis. Painéis PERC da HBOWA pode ser válido, solução eficiente para uso comercial. Agora que você sabe o que são células fotovoltaicas e como funcionam, você pode usar isso para converter para uma dessas fontes de energia sustentáveis. Para uma melhor aparência, você também pode pesquisar diagrama de células fotovoltaicas ou confira as soluções fornecidas pela HBOWA.