Painel Foto Voltaico

Teoria e Construção

Uma célula fotovoltaica.

Veja o artigo célula solar para uma descrição da conversão da energia da luz em energia elétrica.

O silício cristalino e o arsenieto de gálio são os materiais mais frequentemente utilizados na produção de células solares. Os cristais de arsenieto de gálio são produzidos especialmente para usos fotovoltaicos, mas os cristais de silício tornam-se uma opção mais econômica, até porque são também produzidos com vista à sua utilização na indústria da microeletrónica. O silício policristalino tem uma percentagem de conversão menor, mas comporta custos reduzidos.1

Quando expostos à luz direta de 1 AU, uma célula de silício de 6 centímetros de diâmetro pode produzir uma corrente de 0,5 ampere a 0,5 volt, ou seja, cerca de 0.25 watts. O arsenito de gálio é mais eficiente. [carece de fontes]

O cristal depois de crescido e dopado com boro, é cortado em pequenos discos, polidos para regularizar a superfície, a superfície frontal é dopada com fósforo, e condutores metálicos são depositados em cada superfície: um contacto em forma de pente na superfície virada para o Sol e um contacto extenso no outro lado. Os painéis solares são construídos dessas células cortadas em formas apropriadas, protegidas da radiação e danos ao manusear pela aplicação de uma capa de vidro e cimentada num substrato (seja um painel rígido ou um flexível). As conexões elétricas são feitas em série e em paralelo, conforme se queiram obter maior tensão ou intensidade. A capa que protege deve ser um condutor térmico, pois a célula aquece ao absorver a energia infravermelha do Sol, que não é convertida em energia elétrica. Como o aquecimento da célula reduz a eficiência de operação é desejável reduzir este calor. O resultante desta construção é chamado painel solar.2

Um painel solar é um conjunto de células solares. Apesar de cada célula solar fornecer uma quantia relativamente pequena de energia, um conjunto de células solares espalhadas numa grande área pode gerar uma quantidade de energia suficiente para ser útil. Para receber maior quantia de energia, os painéis solares devem estar direcionados para o Sol.2

Painéis solares de baixo custo

O World Community Grid é um dos braços tecnológicos da Universidade de Harvard nos Estados Unidos da América com objetivo de construir o maior super computador público do mundo para pesquisas e divulgar em domínio público os resultados coletados para beneficiar toda a humanidade3 . Foi desenvolvido pela instituição baseado no software conhecido chamado BOINC, que utiliza do processamento computacional compartilhado. O WCG (ou o BOINC) depois de instalado nos computadores dos voluntários no mundo, utiliza do tempo ocioso do computador para executar o processamento dos projetos do qual o voluntário optou por participar. Existem vários projetos oficialmente suportados.

Um dos projetos desenvolvidos pela Universidade é o The Clean Energy Project que, utilizando o processamento computacional compartilhado, procura as melhores moléculas orgânicas simuladas em ambiente virtual para a produção de painéis solares de baixo custo.

No mês de abril de 2013 o Clean Energy Project anunciou que no mês de junho de 2013 vão disponibilizar, em domínio público, as 20.000 melhores moléculas processadas, de mais de 6 milhões geradas por meio do WCG e seus voluntários, que possuem eficiência solar dos mais variáveis níveis.4

Neste projeto, os computadores dos voluntários não faziam apenas cálculos computacionais para descobrir as mais promissoras moléculas fotovoltáicas, mas também faziam cálculos que indicavam qual é o melhor procedimento de fabricação de tais moléculas. Além do que, as simulações eram feitas por meio de átomos facilmente encontrados na natureza, sem a simulação de elementos caros que as células solares costumam