As células solares fotovoltaicas são materiais semicondutores projetados para converter luz solar em eletricidade. Você pode pensar em um semicondutor como uma prateleira vazia acima de uma caixa cheia de bolas saltitantes - onde as bolas são como elétrons em um semicondutor. As bolas na lixeira abaixo não podem se mover muito longe, então o material é mal conduzido. Mas se uma bola pular para a prateleira, ela pode rolar muito facilmente, então o material se transforma em um bom condutor. Quando a luz do sol entra em um semicondutor, ela pode levantar uma bola do compartimento e colocá-la na prateleira. Você pensaria que quanto mais luz solar, melhor - mais bolas colocadas na prateleira, mais corrente da célula solar. Mas mais luz solar também pode significar temperaturas mais altas - e temperaturas mais altas geralmente reduzem a energia de uma célula solar.

Semicondutores

Quando a luz solar entra em uma célula solar, ela adiciona energia a elétrons, mas esses elétrons energéticos não fazem bem a ninguém na célula solar - eles têm que sair. Portanto, as células solares são projetadas de modo que a prateleira fique inclinada. Uma bola na prateleira desce rapidamente. Se você construir um tubo a partir da borda inferior da estante até o compartimento abaixo, então as bolas fluirão para fora da célula solar e retornarão. Isso é mais ou menos o que acontece quando os fios elétricos são ligados a uma célula solar - os elétrons são captados pela luz solar e empurrados para um circuito.

Energia de uma célula solar -

Em termos elétricos , a energia é voltagem vezes atual. Corrente refere-se ao número de elétrons sendo empurrados para fora da célula solar e tensão refere-se ao "impulso" que cada elétron recebe. Voltando à lixeira e à prateleira, a corrente é o número de bolas colocadas na prateleira a cada segundo e a voltagem é a altura da prateleira.

Quando o sol fica mais claro. dá energia a mais elétrons - levanta mais bolas na prateleira - mas a prateleira não aumenta mais. Ou seja, a tensão de uma célula solar depende de como a célula solar é construída, enquanto a corrente máxima depende da quantidade de luz solar absorvida. A tensão e a corrente também dependem de alguns outros fatores. Uma delas é a temperatura.

Efeitos da temperatura

A temperatura mede o quanto as coisas estão se movendo. No caso de um semicondutor, a temperatura mede o quanto os elétrons estão se movendo e quanto os detentores desses elétrons estão se movimentando. Pensando novamente na prateleira e no cesto de bolas, quando um semicondutor é mais quente, é como se as bolas estivessem batendo e girando no compartimento e a prateleira acima estivesse vibrando para cima e para baixo.

Em uma fonte solar quente celular, as bolas já estão pulando um pouco, é mais fácil para a luz do sol para pegá-los e colocá-los na prateleira. Como a prateleira está vibrando para cima e para baixo, também é mais fácil para as bolinhas entrarem na prateleira, mas, como não são tão altas, elas não rolam tão rápido. Ou seja, quando uma célula solar de silício fica mais quente, gera mais corrente, mas menos voltagem. Infelizmente, é apenas um pouco mais atual e muito menos tensão, então o resultado é que a potência diminui.

Saída do Painel Solar

Painéis solares são construídos a partir de um monte de células solares com fio juntos. Diferentes fabricantes constroem seus painéis de maneira diferente, então você pode encontrar um painel solar com 38 células e outro com 480 células. Mesmo com diferenças na fabricação de painéis solares de silício, o material é mais ou menos o mesmo, então os efeitos da temperatura também são quase idênticos. Normalmente, a saída de energia da célula solar de silício cai cerca de 0,4% com cada grau Celsius (1,8 graus Fahrenheit).

A temperatura se refere à temperatura real do material, e não a temperatura do ar, então em um dia ensolarado não é isso incomum para um painel solar atingir 45 graus C (113 graus F). Isso significa que um painel classificado para 200 watts a 20 graus C (68 graus F) só emitirá 180 watts.