Grandes obstáculos, como nuvens e edifícios, podem impedir que a luz solar atinja as células solares, mas fontes menores, como poeira e folhas, também podem criar problemas semelhantes. Compreender como a perda de radiação incidente afeta a produção de energia é essencial para otimizar a tecnologia fotovoltaica, que converte luz em eletricidade e é um importante contribuinte para a transição de energia verde.
No Jornal de Energia Renovável e Sustentável , pesquisadores da Universidade Politécnica de Xangai, do Centro de Pesquisa de Engenharia de Materiais Funcionais Térmicos Avançados de Xangai e do Centro de Pesquisa de Energia Solar de Xangai Co. Ltd exploraram como diferentes condições de sombra afetam o desempenho de células solares únicas e sistemas de duas células conectados em série e paralelo.

"No mundo real, as células fotovoltaicas às vezes são sombreadas por obstáculos, o que altera significativamente a quantidade de luz recebida", disse o autor Huaqing Xie, da Universidade Politécnica de Xangai e do Centro de Pesquisa de Engenharia de Materiais Funcionais Térmicos Avançados de Xangai. "Os efeitos de degradação dificultam a otimização de energia e resultam em perda significativa de energia."

Os fotovoltaicos conectados em série criam um único caminho com os elétrons fluindo de uma célula para a próxima. Em contraste, as células em paralelo fornecem duas pistas para os elétrons viajarem e depois se recombinarem. Em aplicações práticas, as redes de células solares são conectadas em série e em paralelo para expandir a corrente de saída e a capacidade de energia.

A equipe descobriu que a diminuição na corrente de saída de uma única célula ou duas células conectadas em paralelo era quase idêntica à proporção de sombra para luz solar. No entanto, para duas células funcionando em série, houve excesso de perda de energia e aumento da temperatura, o que pode causar maior degradação da saída. Por exemplo, com 29,6% do módulo fotovoltaico em série na sombra, a corrente diminuiu 57,6%.

"Nosso estudo indica que muitos fatores, incluindo área de sombra, sombras em diferentes células do módulo e a conexão de células e módulos, podem afetar o desempenho", disse Xie.

Estudos anteriores exploraram as consequências da sombra em grandes módulos fotovoltaicos, mas ignoraram amplamente células únicas e sistemas simples.

"Nesses sistemas complicados, sombras em uma única célula podem desempenhar um papel vital na saída e confiabilidade do sistema", disse Xie. “Portanto, estudar células únicas ou um simples arranjo de duas células conectadas é necessário para o desenvolvimento de painéis solares”.

No futuro, os autores esperam examinar os comportamentos e mecanismos de interação microscópica em células fotovoltaicas submetidas a diferentes sombras.

O artigo, "Estudo experimental sobre as perdas de energia de uma única célula fotovoltaica e duas células conectadas em série e paralelas com sombras parciais", é de autoria de Xiaoxue Guo, Jiapu Zou, Zihua Wu, Yuanyuan Wang e Huaqing Xie. O artigo será publicado no Journal of Renewable and Sustainable Energy em 27 de setembro de 2022. + Explorar mais

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