Tipos de células solares: monocristalinas, policristalinas, filme fino

Nas regiões ensolaradas do planeta, onde o fornecimento de energia convencional é impossível ou impraticável e a instalação de uma turbina eólica por algum motivo não é adequada, painéis solares (baterias) podem ser usados. Os conjuntos de painéis solares de alta potência são instalados nos telhados de casas particulares, em jardins, em navios, em lanternas. Baterias solares portáteis são usadas para carregar dispositivos e baterias durante viagens, para alimentar walkie-talkies.

Os painéis solares são confiáveis, não possuem partes móveis, não estão sujeitos a desgaste mecânico como as turbinas eólicas, e é por isso que são muito duráveis ​​e podem servir seu proprietário de forma confiável por décadas. Vejamos o que são painéis solares, seus principais tipos.

Células solares monocristalinas

Os painéis solares monocristalinos têm um tom tradicional preto ou azul escuro. Esses painéis são emoldurados por uma moldura de alumínio e cobertos com vidro resistente a impactos.

As células solares monocristalinas são feitas apenas de silício puro.Um silício puro fundido solidifica lentamente em contato com uma semente, produzindo assim um único cristal de silício cilíndrico fundido com cerca de 20 cm de diâmetro e até 2 metros de comprimento.

O lingote de silício puro resultante é cortado em placas de cerca de 300 μm de espessura cada. A eficiência de tais elementos chega a 19%, porque nesta multiestrutura os átomos estão dispostos de forma a fornecer aos elétrons uma mobilidade correspondentemente maior, e as baterias deles apresentam uma maior eficiência energética.

As placas são equipadas com eletrodos de metal na forma de grades. Normalmente, as células individuais das baterias monocristalinas têm a forma de quadrados com cantos cortados.

Esses elementos são bastante eficientes, projetos industriais apresentam eficiência real na região de 16%, portanto elementos desse tipo são mais caros por 1 watt que os policristalinos. Sua vida útil é muito longa, pode chegar a 50 anos.

Células solares policristalinas

As células solares policristalinas azuis brilhantes são muito mais baratas que as monocristalinas. Os elementos para eles não são feitos de um único cristal de silício, então os átomos de silício estão dispostos aqui de forma aleatória.

Agora, a eficiência média de um painel policristalino está na faixa de 13-15%. No entanto, devido à sua ampla disponibilidade, esse tipo de célula é muito comum entre os consumidores que desejam acessar a energia solar da forma mais barata possível.

A grande desvantagem dos elementos policristalinos é que eles exibem extrema fragilidade durante o transporte. Sua vida útil máxima é de 25 anos.O processo de produção industrial de elementos policristalinos está melhorando com o tempo, então há esperança de que no futuro eles alcancem os monocristalinos em termos de eficiência.

Células solares de filme fino

Células solares de filme fino mais barato de fabricar do que o silício monocristalino e policristalino. Eles são baseados em filmes poliméricos, silício amorfo, alumínio, telureto de cádmio e outros semicondutores, que já são utilizados na fabricação de carregadores para gadgets, na forma de pequenas células solares dobráveis.

As baterias desse tipo ocupam 2,5 vezes mais área do que as cristalinas com a mesma potência, mas podem funcionar mesmo em tempo nublado com luz difusa em tempo nublado, e as baterias podem ser colocadas não apenas no telhado do prédio, mas também em suas paredes. Portanto, o uso de baterias de película fina é justificado na construção de usinas solares relativamente grandes, quando há área necessária para sua colocação.

São os painéis de película fina que são particularmente populares hoje em dia em sistemas que operam em escala industrial com inversores vinculados à rede que fornecem eletricidade à rede pública. Esses sistemas requerem um controlador de alta tensão e um inversor especial, diferente dos convencionais domésticos que são usados ​​com as usuais baterias monocristalinas e policristalinas.

Embora as células solares de filme fino feitas de silício amorfo tenham uma eficiência média de 7%, elas são as mais baratas em termos de custos de produção de todos os painéis solares. O telureto de cádmio tem uma eficiência média de 11% e é um pouco mais caro que as baterias de silício amorfo.As células solares à base de cobre, índio, gálio e selênio são as baterias de filme fino mais eficientes, sua eficiência chega a 15%.

Veja também:Eficiência de células e módulos solares