Como podemos determinar a eficacia de um painel solar? Ou por outra,
Que quantidade de espectro solar se pode converter em energia electrica?
Que quantidade de espectro solar se pode converter em energia electrica?
Dedico este Post
a estas duas grandes questões,
Irei la mais
adiande apresentar-vos um circuito similar ao funcionamento e eficácia de uma célula
solar, ou seja, de um painel solar em diferentes condições do ambiente mas antes
de mais e importante que saiba os seguintes conceitos.
De acordo com a matéria do último post do
blog, ficou claro que materiais semicondutores são todos aqueles que apresentam
características semicondutoras e que podemos dopar materiais semicondutores com
impurezas (do tipo N para os tornar condutores) e impurezas (do tipo P para os
tornar isoladores) lembrando que materiais do tipo P são aqueles em que as
lacunas ou protões encontram-se em maior número enquanto matérias do tipo N são
aqueles em que electrões são as cargas mais abundantes na sua configuração
química. No entanto, se tivermos um material semicondutor (isto e, que
apresenta características condutoras) em que uma das partes e composta de
materiais do tipo P e outra do tipo N, estaremos diante daquilo que chamaremos
desde já de junção PN.
Sendo assim, definimos junção PN, como sendo
um tipo de material semicondutor literalmente composto por duas camadas, uma
condutora (com abundância de electrões) e outra isoladora (com abundância de protões)
observe o exemplo da figura abaixo.
Note: as bolinhas
azuis representam a quantidade de protões e as vermelhas a de electrões em cada
uma das junções.
P’ra já, qual será a eficácia de um painel
solar, como será que um painel solar se comporta em termos de conversão de energia
calorífica em eléctrica no escuro assim como na presença de luz? Como saber a
eficácia de um painel solar?!
E muito simples meu caro leitor, comecemos
por analisar o fluxo de corrente eléctrica em um material nas características
da junção PN.
NB: A região
central e chamada de barreira de potencial, isto e, ela separa a junção N da P
e pode impedir o fluxo de corrente eléctrica entre ambas (alargando-se) assim
como permitir (comprimindo-se) dependendo da polarização que submetermos ambos
terminais observe a seguir:
Nestas condições,
isto e, aplicando uma tensão reversa aos terminais das junções, isto e,
aplicando um potencial positivo a junção N e outro negativo a junção P como lustra
a figura acima, haverá uma atracão entre cada uma das junções com os potenciais
nelas aplicados (uma vez sabido que corpos com cargas iguais atraem-se) o que
resultara num alargamento da barreira de potencial inibindo deste modo a
passagem da corrente eléctrica de uma junção a outra.
Do mesmo modo, polarizando directamente as junções
N e P, isto e, aplicando a elas potenciais equivalentes as suas características
(junção Potencial positivo e N-negativo) ira se verificar o fenómeno de
repulsão dos corpos visto que as cargas possuem sinais iguais e neste sentido a
barreira de potencial tendera a encurtar-se e deste modo permitindo o fluxo de
corrente eléctrica entre as junções, observe a figura abaixo:
Isto não se
difere muito de expor um painel solar a luz e a escuridão, os fenómenos são
absolutamente os mesmos, no escuro o processo de produção de corrente eléctrica
explicado no último post não ira suceder enquanto o contrario ira se o expormos
a luz.
Feito isso chega a nossa fórmula mágica:
I = IPH - Iescuro onde:
I- corrente
total gerada após iluminação da juncao PN
IPH- corrente do fotão
Iescuro- corrente da junção PN no escuro
Porem, e muito
importante que saiba que aumentando a área de um painel solar, estará
consequentemente aumentando a sua corrente total, -corrente gerada, no entanto,
a corrente depende da área do painel, e este e um detalhe bastante usado para
comparar o desempenho de diferentes painéis solares. Ate breve
