Leis de conexão de células solares. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
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Todas as células solares de silício geram uma tensão elétrica de cerca de 0,5 V. Já a corrente depende da intensidade da luz e do tamanho da célula.
A Figura 1 mostra as características da célula solar (a corrente é mostrada em unidades convencionais).
O nível de iluminação de 100 mW/cm2 corresponde ao fluxo direto de radiação solar ao meio-dia. Resulta da característica que com o aumento da corrente de carga, a tensão na saída do elemento diminui até que, em uma determinada corrente, caia para zero. Essa corrente é chamada de corrente de curto-circuito. Ao contrário de outras fontes de energia, o curto-circuito de uma célula solar não a danificará.
Para aumentar a tensão, as células solares são conectadas em série. É claro que neste caso a corrente da guirlanda é determinada pelo elemento com a menor corrente.
Para aumentar a corrente, as células solares são conectadas em paralelo. Neste caso, a tensão de saída é determinada pelo elemento com a menor tensão. Assim, para aplicações reais, as células solares devem ser conectadas como uma conexão paralela de strings em série. Essa combinação é chamada de bateria.
Ao trabalhar com painéis solares, eles encontram um fenômeno que não ocorre ao usar fontes de alimentação convencionais. Esse fenômeno é chamado de viés reverso. Vamos supor que haja um conjunto de células solares conectadas em série carregadas com um resistor. Uma tensão total é liberada através do resistor e a corrente flui através dele. Se um dos elementos for escurecido ao mesmo tempo, acontecerá o seguinte. Uma célula solar que não produz energia elétrica se transforma em um elo com muita resistência. Agora toda a tensão da corrente é aplicada não à carga, mas ao elemento escurecido. Como resultado, o elemento aquece e pode falhar (explodir). Para resolver este problema, é necessário conectar um diodo em paralelo a cada elemento para que fique travado durante a operação do elemento (Fig. 2).
Se agora um dos elementos estiver sombreado, o diodo paralelo a ele começará a conduzir corrente ao redor do elemento defeituoso. A tensão de saída do circuito diminuirá, mas o elemento sombreado não falhará.
Na prática, é impraticável desviar cada célula da bateria. Basta usar 4-5 diodos para 1/4 ou 1/5 da bateria. Então, ao sombrear, a tensão diminuirá em 20-25%.
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