Energia solar fotovoltaica

Energia solar fotovoltaica

(Parte 1 de 7)

Curso organizado por : ADIV - Associação para o Desenvolvimento e Investigação de Viseu Campus Politécnico 3504-510 VISEU Telefone: 232 480 662 Fax: 232 480 551 e.mail: adiv@adiv.pt

solaresPAG 3
CAPÍTULO 2 - MÓDULOS OU PAINÉIS SOLARES FOTO-VOLTAICOSPAG 19

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO Conceitos de electricidade, electrónica e energias renováveis e recursos

ligada à rede ou isoladaPAG 34
CAPÍTULO 4 - CONEXÃO CABOS E ACESSÓRIOSPAG 39
CAPÍTULO 5 - RESPOSTA ÀS PERGUNTAS FREQUENTES FAQPAG 4
CAPITULO 6 - INSTRUÇÕES DE MONTAGEMPAG 47
de painéis FotovoltaicosPAG 65
comercial e técnicoPAG 69
CAPÍTULO 9 - PROBLEMAS FREQUENTESPAG 83
micro-geração fotovoltaica e eólica combinadasPAG 85
CAPÍTULO 1 - MICRO-GERAÇÃO …….........................PAG 87
CAPÍTULO 12 - LEGISLAÇÃO NACIONAL E COMUNITÁRIA …PAG 92
CAPÍTULO 13 - ANEXOS….............................PAG 93

CAPÍTULO 3 - COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO FOTO-VOLTAICA CAPITULO 7 - INSTRUÇÕES DE SEGURANÇA PARA INSTALAÇÃO CAPÍTULO 8 - PLANEAMENTO DE UMA INSTALAÇÃO CAPÍTULO 10 - ESTUDO ECONÓMICO

(As três páginas seguintes são homenagem ao grande cientista e escritor Isaac Azimov por toda sua obra )

Formador: António Subida

Guias da Energia Solar do Concurso Solar Padre Himalaya

Referencias Bibliográficas Cartilha de Energia Solar - Kyocera Manual do curso publicado por Panorama Energético (http://w.panoramaenergetico.com). E-TexT Books de Retscreen, do Canadá ( http://www.retscreen.net ), e software para elaborar projectos de fotovoltaico. Se quiser este software pode efectuar o descarga. É gratuito.

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CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

O SOL GLORIOSO Isaac Asimov ( excerto do livro “O Início e o Fim” - Edições Melhoramentos)

Vivemos da energia do Sol Glorioso, e tudo que vive o faz. As plantas verdes fazem uso da energia da luz solar para converter o dióxido de carbono, a água e minerais em hidratos de carbono, gordura e proteínas. Os animais vivem dos compostos de alta energia das plantas, ou de outros animais que comeram plantas. Toda a vida animal, inclusive a nossa, se alimenta, finalmente, das plantas verdes que fizeram uso da energia da luz solar para criar a provisão de alimentos. A tecnologia do homem está também, baseada, na energia solar. O calor solar aquece desigualmente o ar e o mar, criando ventos e correntes oceânicas. O calor solar evapora o oceano, elevando quilómetros cúbicos de água ao espaço, na forma de vapor. Lá, a água, a seu tempo, condensa-se, e cai em forma de chuva; parte dela cai em continentes, onde se acumula em lagos a lagoas, alguma corre de volta aos oceanos na forma de rios e riachos. E os ventos e a água corrente têm estado a mover navios e a girar rodas desde os tempos antigos. A grande fonte de energia, feita pelo homem - o fogo - depende da queima de combustível no ar. Onde o combustível é lenha, o fogo representa a queima de compostos formados por plantas através do uso da energia da luz solar; onde a gordura animal, são os compostos formados por animais a expensas das plantas; onde se trata de carvão ou de petróleo, o combustível é material que se formou por meio de plantas ou de animais há centenas de milhões de anos, partindo da energia dessa antiga luz solar. Alguma energia usada pelo homem não é de origem solar; o calor interno da Terra manifesta-se em fontes quentes; a rotação da Terra produz o movimento das marés; e os núcleos atómicos podem sofrer fissão, ou fusão, para produzir energia. Estas fontes não-solares de energia têm contribuído, por enquanto, muito pouco para as necessidades totais de energia da humanidade. A principal fonte, neste momento (e durante dois séculos passados), é o carvão, apenas superado pelo petróleo - ambos obtidos do interior da crosta terrestre. Entretanto, o carvão é difícil de ser conseguido e transportado; ademais, sua escavação prejudica o meio ambiente. O petróleo é de abastecimento limitado, e o dia do seu desaparecimento não se encontra a muitos decénios no futuro. Tanto o carvão como o petróleo, ao serem queimados, poluem gravemente. Ainda que o carvão e o petróleo pudessem ser purificados e queimados com completa eficiência, de modo a não produzirem poluição comum, eles, ainda assim, dariam desperdício de calor que aqueceria lentamente a Terra, alterando-se o clima. Também produziriam dióxido de carbono, que não deixaria o calor escapar para o espaço, a isto aceleraria a tendência para o aquecimento. Se nos voltarmos para a fissão nuclear, haverá o grande perigo da poluição pela radiação. Se nos voltarmos para a fusão nuclear, com a qual o perigo da poluição é muito menor, teremos de enfrentar o facto de que os problemas de engenharia envolvidos na fusão se encontram por enquanto solução, e talvez requeiram decénios para serem resolvidos. Podemos voltar-nos de novo para o Sol. A despeito de toda a energia solar que entra na produção do vento, das correntes aquáticas e das plantas verdes, mais de 90 % da energia que recebemos do sol destina-se simplesmente a aquecer a Terra. Este aquecimento é útil, naturalmente, pois mantém a temperatura da Terra suficientemente quente para tornar possível a vida. Contudo, se esse desperdício de calor da luz solar fosse utilizado para os propósitos do homem, ele acabaria sendo utilizado como calor (que é indestrutível), e a Terra continuaria tão quente como antes. A cada dia, a quantidade de luz solar que incide sobre a Terra, sem ser usada de alguma forma, a não ser para aquecer o nosso planeta, representa tanta energia quanto a humanidade utiliza em cerca de 3 anos. E mais: a energia solar a completamente não-poluente. Ela nem sequer introduz poluição pelo calor, porquanto o calor existe, nela, na mesma quantidade, façamos ou não façamos uso da energia. Que é que nos impede, então, de fazer uso da energia solar?. Três coisas: 1.energia solar é muito diluída. É muito abundante, mas espalha-se subtilmente por uma grande área.

Colectá-la e concentrá-la até o ponto em que se torne útil para a tecnologia humana é coisa altamente complexa. 2.A energia solar directa varia em quantidade com a hora do dia . É baixa pela manhã e à tarde, e não existe à noite. As nuvens, a névoa e a neblina reduzem-lhe a quantidade, mesmo quando está no ponto máximo. Em muitos lugares, onde a indústria do homem é mais concentrada, a quantidade disponível do Sol é particularmente variável. 3.O homem tem sido extremamente preguiçoso quanto a solucionar os problemas de engenharia envolvidos no uso directo da energia solar, porque estiveram à sua disposição as técnicas mais simples de queima do carvão e do petróleo; e tem tido, igualmente, falha de imaginação, de modo que não tem visto as necessidades e as possibilidades com suficiente antecipação para fazer funcionar um dispositivo condicionador de ar que refrigerará a casa no tempo de calor. O Sol pode não inspirar confiança

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começando a aprender o modo de lidar com as micro-ondas. Dentro de outro terço de século, quem sabe

Em primeiro lugar, faz-se. Casas equipadas para uso de energia solar são construídas aqui a acolá, particularmente no Japão; mas, no conjunto, apenas ocasional e experimentalmente. O custo inicial é elevado, e a indústria da construção reluta em investir dinheiro enquanto o público, não compreendendo claramente a poupança com o correr do tempo, ou não dispondo do indispensável capital, não se mostra disposto a comprar. Outros empregos de pequena escala envolvem alambiques em que a luz solar é usada para evaporar a água do mar, de modo que água doce se condense e se acumule; envolvem também fornalhas solares, nas quais a luz solar é reflectida por um conjunto de espelhos e focalizada num determinado ponto no qual a temperatura, então, se aproxima da temperatura da superfície do Sol. A energia da luz solar também pode ser usada para produzir electricidade - forma bem mais flexível a delicadamente útil de energia do que o calor. Algumas composições de metais, de quantidades cuidadosamente ajustadas, podem dar origem a uma pequena corrente eléctrica durante o tempo em que estiverem expostas a luz do Sol. Estas "células solares" tem sido usadas com grande êxito para fornecer energia a satélites artificiais. Imaginem-se séries de células solares alinhadas sobre telhados, ou sobre outras superfícies expostas à luz do Sol. A electricidade poderia ser produzida em quantidades contínuas, podendo fazer funcionar utensílios. Poderia ser armazenada em baterias, e usada para iluminar edifícios à noite. É certo que as células solares são caras e são também frágeis. No momento presente, a electricidade solar seria cerca de quinhentas vezes mais cara do que a electricidade produzida por meios mais convencionais. Observe-se, porém, que as células solares têm sido produzidas em pequenas quantidades, para fins especializados. Se se fizerem esforços para produzir células mais robustas, no estilo de produção em massa, o seu preço poderá descer drasticamente. Poderíamos então imaginar gigantescas fábricas de energia baseadas numa vasta série de células solares, cobrindo amplas áreas dos sectores da Terra em que a luz do Sol é quase continua. Acontece que estes sectores são áreas desérticas, onde há pouca vida e onde a luz solar aquece inutilmente apenas areia nua e rocha. Cerca de 12,4 milhões de quilómetros quadrados da superfície da Terra apresentam-se na forma de deserto tostado pelo Sol. Só o deserto do Saara é tão grande como os Estados Unidos. As células solares, funcionando a apenas 10 % de eficiência, requereriam 48.0 km2 de luz solar (apenas 1/250 da área desértica do mundo) para suprir as actuais necessidades de energia do mundo. Nos Estados Unidos, existem amplos sectores do sudoeste que poderiam ser usados como fontes de energia solar. Naturalmente, isto exigiria grande investimento inicial. Pode ser que os xeques do petróleo abram o caminho. No presente, eles estão reunindo a riqueza do mundo em suas mãos, a troco do petróleo que possuem, e encontram-se um tanto confusos sobre o que fazer com essa riqueza. Certamente, as nações produtoras de petróleo do Médio Oriente têm consciência de que seus recursos estão minguando, e de que, por coincidência, suas terras contêm generosos sectores dos desertos do mundo tostados do Sol. Se tiverem visão razoavelmente ampla, financiarão as pesquisas e a engenharia que transformarão seus países em centros de energia solar. Por essa forma, eles conservariam seu poder económico, a ainda ajudariam o resto do mundo, que poderia utilizar a experiência do Médio Oriente para construir fabricas eléctricas em áreas desérticas de outras partes do globo. As fábricas eléctricas baseadas em desertos da Terra talvez não sejam a última instância. A atmosfera terrestre reflecte mais de metade da energia da luz solar, remetendo-a de volta ao espaço antes que ela atinja a superfície do nosso planeta, e ainda absorve parte da que resta. Ademais, os desertos têm suas tempestades de areia, e poderiam sofrer terramotos devastadores. O simples facto de que as fábricas eléctricas ficariam a superfície da Terra significaria que elas interfeririam nas formas de vida, inclusive a humana, e vice-versa. Há sugestões, pois, no sentido de que os dispositivos colectores de energia sejam, algum dia, levados para fora da Terra e reunidos em vários satélites artificiais, orbitantes, distribuidores de energia solar. Tais satélites poderiam absorver luz solar, à noite, sem interferência e sem perca motivada pela atmosfera terrestre. A energia que eles absorvessem poderia ser projectada para a Terra na forma de micro-ondas (como as que são usadas no radar), e, na Terra, essas micro-ondas poderiam ser captadas por antenas gigantescas. Há trinta anos, escrevi uma história descrevendo essas fábricas de energia circulando ao redor do Sol, nas proximidades da órbita de Mercúrio, onde a energia solar é cerca de dez vezes mais concentrada do que nas proximidades da Terra. (Os "satélites fábricas de energia" eram accionados por meio de robôs, na minha história.) O conceito era, então, pura ficção científica, e ainda o é hoje, mas no terço de século intermédio, ele chegou bastante perto da praticabilidade. Quando escrevi pela primeira vez aquela história, nenhum dos escritores de ficção cientifica sequer sonhava com satélites e fábricas espaciais, e os cientistas estavam apenas O que precisamos é da habilidade dos cientistas e engenheiros para superar os problemas práticos existentes; da resolução dos líderes políticos para apoiá-los; da capacidade do povo, em geral, para compreender as potencialidades do uso directo da energia solar, bem como da sua boa vontade em ver o dinheiro dos seus

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O Sol fornece anualmente para a atmosfera terrestre 1,5X10 18 KWh de energia radiante. Trata-se de um va-

energéticas da humanidade actual

lor correspondente a 10.0 vezes o consumo mundial no mesmo período. Além de ser responsável pela manutenção da vida a radiação solar constitui uma fonte inesgotável de energia podendo ser utilizada por intermédio de sistemas de captação e conversão em energia eléctrica. Mesmo com os rendimentos relativamente baixos dos sistemas fotovoltaicos comerciais (8 a 20%). Se este recurso tivesse um uso generalizado ou seja se estivesse aproveitado em 0,1% da superfície da terra, ainda seria suficiente para suprir as necessidades APLICAÇÕES DA ENERGIA SOLAR

Já existem muitos projectos “Solares” quer governamentais, quer particulares nas áreas de: Telecomunicações, Electrificação Rural, Sinalização de Estradas e Bombeamento de Água e actualmente Micro-geração, que utilizam a Energia Solar com bastante sucesso. O principal obstáculo à implementação de centrais deste tipo prende-se com o investimento inicial elevado. No entanto, já é comercialmente viável para pequenas instalações. Os postos de saúde remotos beneficiam com a Energia Solar no que toca a abastecer refrigeradores para a conservação de vacinas, prover iluminação e comunicação. Em regiões isoladas de países desenvolvidos, já são comercializáveis kits (incluem um ou dois módulos Fotovoltaicos, 3 ou 4 lâmpadas, uma bateria e um simples carregador de baterias) para alimentação de habitações temporárias, por exemplo uma casa de montanha. O seu uso é particularmente vantajoso em regiões remotas ou em zonas de difícil acesso. Espera-se contudo que o aumento da produção dos painéis solares, faça descer bastante o investimento desse custo inicial, e que assim o possamos aproveitar o máximo de energia solar possível. As principais aplicações dos sistemas fotovoltaicos são: - Electrificação remota – actualmente uma das principais aplicações da energia fotovoltaica é a possibilidade de fornecer energia eléctrica a lugares remotos, onde o custo da montagem de linhas eléctricas é superior ao sistema fotovoltaico, ou existe a impossibilidade deste tipo de fornecimento; - Sistemas autónomos – bombagem de água para irrigação, sinalização, alimentação de sistemas de telecomunicações, frigoríficos médicos em locais remotos, etc; - Aplicação de micro-potência – relógios, maquinas de calcular, etc;

- Integração em edifícios – a integração de módulos fotovoltaicos na envolvente dos edifícios (paredes e telhados) é uma aplicação recente, podendo representar reduções de custos construtivos e energéticos. A energia produzida em excesso pode ser vendida à companhia eléctrica, e quando existem insuficiências, esta pode ser comprada; - Veículos – outra aplicação, ainda em fase de investigação, é a de automóveis de recreio providos de células foto-voltaicas, com suficiente potência para movimentá-los, assim como também embarcações de recreio.

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É vital nos veículos espaciais quer pela disponibilidade energética fornecida pelo Sol quer pelos inconvenientes que evita ao não ser necessário transportar combustível para estes veículos.

Exemplos de aplicações de energia fotovoltaica

Exemplo de uma instalação residencial de micro-geração ligada à rede

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A matéria prima mais importante para a produção de energia solar fotovoltaica é o Silício (Si). O silício apresenta-se na natureza sob a forma de dióxido de silício SiO2 o constituinte principal do quartzo mineral muito abundante na areia e no granito.

Materiais onde existe silício:

a) feldspato; b) granito; c) areia; d) argila; e) quartzo.

Através de métodos adequados obtém-se o silício em forma pura. Na forma cristalina é muito duro e pouco solúvel, apresentando um brilho metálico e uma coloração cinzenta. É um elemento relativamente inerte e resistente à acção da maioria dos ácidos. O silício transmite mais de 95% dos comprimentos de onda das radiações infravermelhas.

O silício necessário ao fabrico das células foto-voltaicas pode ser obtido a partir da quartzite através de um processo dispendioso, sujo e difícil de realizar o que contribui para tornar o preço do silício bastante mais elevado. Ainda por cima, o cristal de silício puro possui poucos electrões livres e portanto é um mau condutor eléctrico. Assim, e depois de fabricar os cristais é necessário em seguida fazer a deposição de impurezas para criar as 2 zonas, p e n, acrescentando-se pequenas percentagens de outros elementos. Este processo denomina-se de dopagem. Mediante a dopagem do silício com o fósforo obtém-se um material com electrões livres ou material com portadores de carga negativa (silício tipo N). Realizando o mesmo processo, mas acrescentando Boro ao invés de fósforo, obtém-se um material com características inversas, ou seja, défice de electrões ou material com cargas positivas livres - as lacunas (silício tipo P). Se juntarmos duas camadas de silício dopado N e P elas forma um JUNÇÃO semicondutora. Separadamente, ambas as capas são electricamente neutras. Mas ao serem unidas, na união P-N, cria-se um campo eléctrico devido aos electrões do silício tipo N que ocupam os vazios da estrutura do silício tipo P. Seguidamente, o silício é tratado com um revestimento anti-reflector, que evita perdas de radiação por esse fenómeno.

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Cada célula solar é feita de uma grande superfície de uma camada fina de material tipo N e outra com maior espessura de material tipo P . Separadamente, ambas as capas são electricamente neutras. Mas ao serem unidas, exactamente na união P-N, gera-se um campo eléctrico devido aos electrões do silício tipo N que ocupam os vazios da estrutura do silício tipo P.

A incidência da luz solar numa junção NP de silício transfere a energia dos fotões para os electrões fazendo com que estes saltem da banda de valência para a banda de condução e formando assim pares electrão-lacuna susceptíveis de se moverem na junção. Devido ao campo eléctrico gerado na Junção P-N, os electrões são orientados a fluir da camada "P" para a camada "N".

Vista em corte de uma célula fotovoltaica

Por meio de um condutor externo, conecta-se camada negativa à positiva. Assim o efeito fotovoltaico produz um fluxo de electrões nos condutores externos. Os electrões são excitados pelas partículas de luz e encontram no circuito eléctrico externo à célula, o caminho mais fácil para viajar de um lado da célula solar para o outro. Enquanto a luz continue a incidir na célula, o fluxo de electrões manter-se-á. A intensidade da corrente gerada variará proporcionalmente conforme a intensidade da luz incidente. A célula solar apenas consegue orientar uma pequena percentagem desses electrões de forma a fazê-los fluir pelo circuito externo. Este fluxo de electrões é, por definição, corrente eléctrica e a sua energia é vulgarmente chamada de electricidade.

NOVOS MATERIAIS PARA FABRICO DE CÉLULAS foto-voltaicas Na área dos novos materiais, os desenvolvimentos são permanentes. O silício começa cada vez mais a ser substituído. Uma das razões desta substituição é o custo da sua transformação, tarefa suja e tecnologicamente complexa. Além disso, a sua textura degrada-se com a idade. Há também quem continue a investir no silício, embora utilizando técnicas de transformação mais baratas. Entre estas técnicas encontram-se as do silício mono-cristalino, menos refinado e logo mais barato, além disso as faixas de silício monocristalino podem ser implementadas directamente nas bolachas sem perdas excessivas de material. Mas o futuro passa pela descoberta de novos materiais, mais baratos e eficientes. Prova disso é o facto de todos os grandes fabricantes de células foto-voltaicas terem já abandonado o silício e entrado no negócio dos novos materiais.

Materiais que podem ser usados para fabricação de células foto-voltaicas: - INORGÂNICOS

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TELURETO DE CADMIUM (ou CÁDMIO) (CdTe) A fim de competir com o Silício Cristalino e o Silício Amorfo, em nível de produzir potência, surgiu no mercado fotovoltaico o Telureto de Cádmio. Este material é usado há quase uma década nas aplicações em calculadoras mas, somente agora é que começam a ser comercializados módulos solares de grandes áreas (com uma área de aproximadamente 0.67 m2). Estes módulos, normalmente sob a forma de placas de vidro num tom castanho/azul-escuro, também apresentam um atractivo estético em comparação ao silício cristalino e as empresas envolvidas com esta tecnologia têm procurado as aplicações arquitectónicas como uma mais valia no mercado. Estas empresas, enquanto desenvolvem os seus produtos, ampliam os seus volumes de produção e reduzem os custos. Assim, como no caso do silício amorfo, os custos de produção do Telureto de Cádmio são atractivamente baixos na produção em grande escala e esta tecnologia tem óptimas hipóteses de despertar como um sério competidor no mercado fotovoltaico para gerar potência eléctrica. A baixa abundância dos elementos envolvidos e a sua toxicidade são aspectos que têm de ser levados em conta, principalmente se esta tecnologia atingir quantidades significativas de produção. Com o recorde de eficiência de células individuais de pequenas áreas em laboratório (cerca de 16%), os módulos solares encontrados no mercado internacional apresentam eficiência entre 7 e 9%.

DISSELENETO DE COBRE E INDIUM (ou ÍNDIO) (CIS) As células de Disseleneto de Cobre e Índio de pequenas áreas produzidas em laboratório apresentam no momento uma eficiência próxima dos 18%. Módulos de grandes dimensões atingem 1% de eficiência. Os módulos solares de Disseleneto de Cobre e Índio apresentam, como o Silício Amorfo e o Telureto de Cádmio, uma óptima aparência estética e devem surgir no mercado com grandes superfícies, encontrando aplicações arquitectónicas diversas. Assim, como no caso do Telureto de Cádmio, a pouca abundância dos elementos envolvidos e a sua toxicidade são aspectos que têm de ser considerados se esta tecnologia atingir quantidades significativas de produção.

ORGÂNICOS Uma abordagem radicalmente nova são as células solares de materiais electrónicos orgânicos, como por exemplo polímeros semicondutores também por vezes denominados por “soft cells”. Engenheiros electricistas da Universidade Princeton (Estados Unidos) criaram uma nova técnica de fabricação de células solares orgânicas que poderão se transformar num meio mais económico de aproveitamento da luz solar. Essas células são geralmente constituídas por um polímero condutor e um material receptor de electrões, como o fulereno (C60). A eficiência desses dispositivos ainda é limitada, principalmente devido à baixa absorção de luz pela camada activa e a baixa mobilidade dos transportadores de cargas. Parte desse problema pode ser minimizado através da inserção de um terceiro componente na célula, como corantes orgânicos que apresentem elevada absorção de luz na faixa espectral acima de 400 nm. (Pode fazer-se em construção caseira células orgânicas)

CÉLULAS SOLARES PLÁSTICAS Pesquisadores da Universidade de Berkeley (Estados Unidos), descobriram uma forma de construir células solares plásticas a baixo custo. Elas são tão flexíveis que podem ser “pintadas” em qualquer superfície, podendo ser utilizadas para fornecer energia para dispositivos electrónicos portáteis. A nova célula solar desenvolvida é de material híbrido, formado por nano bastões (blocos quimicamente puros, de cerca de 100 a 100.0 átomos, ou cerca de 1nm) dispersos num plástico ou polímero orgânico. Os nano bastões são feitos de Seleneto de Cádmio e chegam a medir até 60nm. Uma camada de apenas 200nm de espessura desse material é coberta por eléctrodos, podendo produzir 0,7 volts. Assim, ao contrário das células foto-voltaicas baseadas em Silício, as células plásticas podem ser produzidas sem a necessidade de salas limpas ou câmaras de vácuo, permitindo desta forma um custo de produção reduzido quando comparado com os processos que envolvem as células de Silício descritas neste trabalho.

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Fotografia de uma célula solar plástica

Esquema das Células da BP

A BP, líder mundial no fabrico de células foto-voltaicas, optou pelo Telureto de Cádmio, que, embora não seja o material mais promissor, é bastante mais fácil de utilizar e tem menos problemas associados. O processo começa com vidro coberto por uma fina película de óxido, em seguida é decomposta por electrólise a primeira camada de Sulfito de Cádmio, seguida pela segunda camada, de Telureto de Cádmio. A camada fina de metal é obtida por deposição de vapores metálicos, feita em fornos de vácuo. Por fim as camadas são cortadas a laser para criar células individuais ligadas em série pelo material condutor. Ligando uma série de células produz-se uma grande voltagem com uma baixa corrente. Uma única célula grande produziria uma grande corrente, mas, com uma tensão muito baixa. A Siemens-Energia optou pelo material mais difícil de transformar, o Disseleneto de Índio e Cobre, desenvolvido pela Boeing para aplicações espaciais (satélites). Embora seja mais raro, a quantidade de material necessário para uma célula é muito menor, espessuras da ordem dos 0.002mm o que corresponde a 50g de material por metro quadrado de painel contra quase um Kg de Silício necessário para mesma área. Outra das tecnologias em desenvolvimento é a dos revestimentos anti-reflectores. Uma superfície texturada torna o revestimento anti-reflector bastante mais eficaz. Apenas com a aplicação deste revestimento, é possível obter células com rendimentos da ordem dos 12 a 13%.

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Método e Materiais usados no revestimento texturado

Outra tecnologia em desenvolvimento acelerado é a célula sem contactos frontais (grelha). Na sua substituição existem zonas do tipo p+ e n+ que actuam como colectores de portadores de carga. A aplicação conjunta desta técnica e do revestimento especial anti-reflexo permitiram à SunPower Corporation o fabrico de células de rendimentos espantosos (20 a 23 %). Estas células foram utilizadas pela Honda no World Solar Challenge, competição de veículos movidos a energia solar.

Veículos movidos a energia solar utilizados pela Honda [.

A massa dos painéis solares pode ser reduzida utilizando células foto-voltaicas solares de filme fino, feitas de substratos flexíveis. A eficiência pode ser aumentada utilizando novos materiais e concentradores solares que intensificam a luz incidente, aspectos importantes os quais vamos apresentar em seguida, assim como novas tecnologias em produção das células foto-voltaicas.

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