Os módulos fotovoltaicos são dispositivos responsáveis pela conversão da luz solar em energia elétrica. Eles são compostos por células solares feitas de materiais semicondutores, como o silício, que absorvem a luz solar e geram corrente elétrica.
Os módulos fotovoltaicos são amplamente utilizados em sistemas de geração de energia solar, tanto em instalações residenciais como comerciais e industriais. Eles são uma fonte limpa e renovável de eletricidade, contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa e para a diversificação da matriz energética.
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A origem dos módulos fotovoltaicos
· 1839: O cientista Edmond Becquerel através de experimentos determinou que a luz do sol poderia gerar eletricidade quando dois eletrodos de metal eram colocados em uma solução condutora;
· 1883: O inventor Charles Fritts produziu as primeiras células solares feitas a partir do selênio, com eficiência de apenas 1%;
· 1921: Albert Einstein ganhou o Prêmio Nobel pela concretização da energia solar como maneira de produzir energia limpa;
· 1954: O químico Calvin Fuller criou o processo de dopagem de silício (com eficiência de 6%), que deu início a era moderna da energia solar;
· 1956: Após muitas melhorias no processo, apareceram comercialmente as primeiras células fotovoltaicas.
O que são as células fotovoltaicas
São as responsáveis por realizar a captação da radiação solar e transformá-la em energia elétrica através do efeito fotovoltaico.
Basicamente, a luz solar fornece energia que causa a movimentação de elétrons entre o terminal negativo e positivo da célula, que resulta em uma corrente elétrica.
Terminal positivo: Silício tipo P dopado com boro (excesso de elétrons)
Terminal negativo: Silício tipo N dopado com fosforo (falta de elétrons)
Tipo de células fotovoltaicas e tecnologias
Ao longo dos últimos anos, as tecnologias envolvidas na produção das células fotovoltaicas evoluíram, o que possibilitou a criação de módulos mais potentes e eficientes. Atualmente temos células dos mais diversos tipos e com diversas tecnologias.
· Células solares de silício: monocristalinas e policristalinas;
· Células solares de filme fino (células solares flexíveis);
· Células solares de silício amorfo;
· Células solares à base de seleneto de cobre índio (CIS);
· Células solares à base de disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS);
· Células solares à base de telureto de cádmio (CdTe);
· Células solares à base de arseneto de gálio (GaAs);
· Células solares de multijunção;
· Células solares PERC;
· Células solares TOPCon;
· Células solares híbridas de heterojunção (HIT/HJT);
· Células solares de perovskita;
· Células solares orgânicas (OPV);
· Células solares sensibilizadas por corante (DSSC).
Hoje, as células de silício são as que dominam o mercado. Quando a energia solar ganhou destaque nacionalmente, os módulos policristalinos eram os mais utilizados. Com o passar dos anos, os módulos monocristalinos dominaram o mercado por serem mais potentes e eficientes, além de possuírem um ótimo custo-benefício.
Atualmente, o tipo de tecnologia mais comum é o PERC. Contudo, os módulos TOPCON já são realidade e em pouco tempo a tendência é que os HJT venham ganhando mais espaço.
Composição/construção de um módulo fotovoltaico
Quando se fala em módulo fotovoltaico ou placa solar, tende-se a imaginar que ela é composta apenas pelas células fotovoltaicas, contudo, o módulo é formado por um conjunto de materiais.
Disponível em: https://canalsolar.com.br/o-que-e-e-para-que-serve-a-placa-de-energia-solar-fotovoltaica/
Assim, nota-se que um módulo é formado pela ligação em série de diversas células fotovoltaicas, além do conjunto de matérias que fornecerá robustez ao mesmo.
Os módulos fotovoltaicos podem ser integrados em diferentes tipos de estruturas, como telhados, fachadas de prédios, estacionamentos e áreas rurais. Eles também podem ser combinados com sistemas de armazenamento de energia, como baterias, para garantir o fornecimento contínuo de eletricidade mesmo durante a noite ou em dias nublados.
É importante ressaltar que a eficiência e o desempenho dos módulos fotovoltaicos podem ser afetados por diversos fatores, como a inclinação e orientação dos painéis, a qualidade do material utilizado e as condições climáticas. Por isso, é fundamental realizar uma análise técnica e escolher os componentes adequados para cada projeto de energia solar.
Tipos de módulos fotovoltaicos
Os módulos fotovoltaicos podem ser monofaciais ou bifaciais. No primeiro, a radiação solar é capturada somente pela face frontal, sendo essa a única área considerada para a geração de energia e são mais utilizados em aplicações de telhado, residencial e comercial.
Já nos módulos bifaciais, tanto a face frontal quanto a traseira são capazes de absorver a radiação solar, aumentando o potencial de geração de energia.
Sendo assim, é ideal para aplicações em solo, onde ambas as faces podem ser utilizadas na geração, devido à irradiação indireta da luz do sol.
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