Como funciona a bateria solar?
2023.Aug
31
Introdução
Na superfície da Terra existe muita energia: cerca de 173 mil terawatts. Se calcularmos quanta energia é utilizada por toda a população do planeta, esse número aumenta por um fator de mais de 10.000. Para aproveitar ao máximo a energia solar, vejamos como funciona uma célula solar? E como essa energia é convertida em eletricidade?
Como funciona a bateria solar Uma
bateria
solar é um sistema que consiste em um grande número de células fotovoltaicas relacionadas. Geralmente são feitos de semicondutores, sendo o mais comum o silício. Numa célula de bateria, o silício cristalino fica entre duas camadas de condutividades diferentes, com cada átomo conectado por ligações fortes a quatro camadas adjacentes. Esses links retêm elétrons e não permitem o fluxo de corrente. Então como funciona uma célula solar: os elétrons fazem a transição de uma camada com excesso de elétrons (tipo n) para uma camada com defeitos (tipo p), nesta transição chamamos de junção pn, um lado forma uma carga positiva e a outra carga negativa de um lado.
A luz solar é um fluxo de pequenas partículas, a saber: fótons. Os fótons colidem com as fotocélulas, “chutando” os elétrons de sua junção, deixando um buraco em seu lugar. Devido ao efeito do campo elétrico da transição pn, os elétrons carregados negativamente movem-se em direção aos buracos carregados positivamente. Portanto, os elétrons móveis se acumulam na superfície da bateria. Eles então fluem ao longo do circuito externo para a camada oposta, realizando trabalho elétrico ao mesmo tempo.
Uma dessas fotocélulas tem potência de 0,5 watts. Combinar baterias em módulos pode aumentar a potência da bateria, como 12 baterias são suficientes para carregar um celular, claro, se você quiser alimentar a casa inteira, então você precisa de muitos desses módulos. As células solares podem funcionar durante décadas porque os únicos elementos móveis no seu design são os eletrões, e eles continuam a regressar ao lugar de onde vieram, o que significa que nada é desperdiçado ou desgastado.
(1) Esta decisão não será influenciada apenas pelos políticos, mas também pelas empresas líderes. Além disso, há também um problema físico: a energia solar não pode ser distribuída uniformemente na superfície da Terra. Isso acontece muito menos em dias nublados ou à noite, por exemplo. Isso significa que são necessários mais esforços para produzir baterias mais eficientes, bem como criar a infraestrutura para armazenar a energia gerada.
(2) A eficácia da própria célula fotovoltaica ainda levanta muitas questões. Se a luz solar não for absorvida, mas sim refletida na superfície da célula, ou se os elétrons retornarem aos buracos antes de passarem pelo circuito, a energia do fóton será perdida. Atualmente, as células mais eficientes têm uma eficiência de 46%, e a maioria das fábricas são menos eficientes – cerca de 15-20%.
No nível atual de desenvolvimento da tecnologia solar, os humanos ainda podem fornecer energia ao mundo. É apenas uma questão de financiamento, de criação da infra-estrutura necessária e de encontrar espaço suficiente. De acordo com cálculos preliminares, é necessária uma área de centenas de milhares de quilômetros quadrados para instalar as baterias. Mas, na verdade, é difícil encontrar tal área.
Centenas de milhões de pessoas em todo o mundo, especialmente nos países menos desenvolvidos, não têm acesso a energia fiável. Em muitos desses países, o sol é abundante. Portanto, nesses locais, a energia solar será mais barata e segura do que fontes alternativas de energia, como o combustível.
Epílogo
Todos os anos, os painéis solares ficam melhores, mais baratos e mais competitivos com as fontes de energia existentes. Num futuro próximo, talvez esta tecnologia possa revolucionar a paisagem do nosso planeta. esperar ansiosamente!
