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Instalações fotovoltaicas. Projetos de células solares. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Módulos solares de quadro

Existem muitas variantes e desenvolvimentos industriais de células solares e métodos para sua fabricação. Vamos descrever brevemente o design de um deles - uma célula solar de silício de cristal único padrão. Uma visão geral da célula solar é mostrada na Figura 2.1.

O módulo solar de moldura é feito na forma de um painel fechado em uma moldura de perfil de alumínio. O painel é um gerador fotovoltaico constituído por uma placa de vidro, na parte de trás da qual são colocadas células solares entre duas camadas de uma película vedante (laminação), interligadas eletricamente por pneus metálicos. A camada inferior do filme de vedação é protegida de influências externas por uma camada de filme protetor. Um bloco de diodos é fixado na parte interna do invólucro do módulo, sob a tampa da qual existem contatos elétricos destinados à conexão do módulo.

Instalações fotovoltaicas. Projetos de células solares
Fig.2.1. Projeto de célula solar (clique para ampliar)

Requisitos técnicos básicos

1. A matéria-prima deve ser quimicamente altamente pura com propriedades estáveis.

2. As células fotovoltaicas devem ser produzidas em grandes quantidades a um custo mínimo. É necessário garantir o controle geral do processo de fabricação e um alto nível de precisão.

3. As células solares devem ter uma vida útil de pelo menos 20 anos em um ambiente (muitas vezes prejudicial). Deve-se levar em consideração que mesmo sem a concentração de radiação solar, a temperatura de operação da fotocélula pode variar na faixa de -30 a +200°C. Os contatos elétricos devem ser estáveis ​​e protegidos de todos os tipos de corrosão. O dispositivo deve ser à prova d'água.

4. A concepção deve ser tal que a destruição de um dos elementos não conduza à avaria de todo o sistema. Para isso, são utilizadas conexões paralelas e seriais, que, em caso de falha de algum elemento, devem excluir a possibilidade de falha de outros elementos.

5. Os módulos pré-fabricados devem ser adequados para transporte mesmo em áreas remotas e de difícil acesso.

Tipos de fotocélulas

As células solares comerciais mais comuns são células planas de silício. Há também uma variedade de tipos e designs alternativos que estão sendo desenvolvidos para aumentar a eficiência e reduzir o custo da energia produzida, reduzindo o custo total das células solares. A Tabela 2.1 resume brevemente as várias fotocélulas.

Tabela 2.1. Parâmetros dos principais materiais das células solares

Instalações fotovoltaicas. Projetos de células solares
(clique para ampliar)

Notas. 1. Nas condições de exposição AM 1, o intervalo de banda ideal é de 1,4 a 1,5 eV. 2. À medida que a temperatura aumenta, o gap diminui. A tabela mostra os dados da temperatura ambiente.

Autor: Magomedov A. M.

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