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Paineís fotovoltaicos

Funcionamento de um painel fotovoltaico



Funcionamento de um painel fotovoltaico


Uma célula fotovoltaica é feita de um material semicondutor (material que apenas permite o fluxo de electrões numa direcção). Normalmente o semicondutor utilizado é o silício submetido a um tratamento especial. Escolhe-se o silício porque este é relativamente barato, seguro e liberta naturalmente electrões (energia eléctrica) quando atingido por um fotão (fonte de luz).


Figuras adaptadas de www.eere.energy.gov
Uma célula fotovoltaica produz apenas cerca de 1.5W. Um painel fotovoltaico (FV) são várias células agrupadas e pode gerar entre 3 a 175W. Para se conseguirem maiores potências ligam-se painéis FV em série e a potência conseguida depende directamente da área instalada.

Figura adaptada de www.corrosion-doctors.org


Na maioria dos casos, um painel FV é constituído por uma camada transparente exterior que serve de protecção, 2 camadas internas de células de silício, cuja superior é coberta por uma grelha metálica que recolhe os electrões, e por um polímero rijo que serve de base a toda a estrutura. Os painéis podem ainda ter uma moldura, que contribui para a sua durabilidade.

O funcionamento da generalidade dos painéis FV é idêntico:

A camada superior de silício leva um tratamento especial de forma a ter carga eléctrica negativa (silício tipo n) e a inferior é tratada de modo a ter carga eléctrica positiva (silício tipo p). Devido a estes tratamentos a camada superior fica muito rica em electrões e a inferior pobre. Estas duas camadas são separadas por uma junção electricamente carregada que deixa apenas que os electrões transitem da camada inferior para a superior.

Quando a luz ilumina o painel FV, parte dos fotões são absorvidos pelas camadas de silício, causando a libertação de alguns electrões. Quanto maior a intensidade da luz aplicada, maior o número de electrões libertados. Uma fracção dos electrões libertos atinge a superfície do painel onde o circuito eléctrico externo os recolhe e conduz à carga anexa (lâmpada, bateria, sistema de bombagem, etc.). Um outro cabo, que parte da carga e a liga à parte posterior do painel, traz de volta os electrões para que estes se fixem na camada inferior de silício e fiquem à espera do próximo fotão.