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roberto ZillesWilson negrão macêdo

marcos andré Barros Galhardosérgio Henrique ferreira de oliveira

Fig. 1.1 Diagrama de energia de um semicondutor e fundamentos básicos da conversão solar fotovoltaica: (a) ilustração do espectro da radiação solar e da energia contida em cada fóton em função do comprimento de onda; (b) disposição dos elétrons nos sólidos – bandas de energia; (c) absorção de energia do fóton e liberação do elétron da banda de valência; (d) geração do par elétronlacuna para o silício monocristalino – efeito fotovoltaico



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Fig. 1.2 Junção p-n com detalhe da região de depleção, da difusão e da ação do campo elétrico interno sob elétrons e lacunas



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Fig. 1.3 Representação do processo de conversão fotovoltaica



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Fig. 1.4 Participação das diferentes tecnologias no mercado mundial de módulos fotovoltaicos. Fonte: Hering (2011).



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Fig. 1.5 Célula fotovoltaica de silício monocristalino



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Fig. 1.6 Detalhe de corte transversal de um módulo fotovoltaico



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Fig. 1.7 Partes constituintes de um módulo fotovoltaico



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Fig. 1.8 Diferentes modelos de módulos fotovoltaicos encontrados no mercado



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Fig. 1.9 Representação da curva I-V da junção p-n da célula fotovoltaica



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Fig. 1.10 Curva característica corrente-tensão de uma célula de silício no escuro e iluminada



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Fig. 1.11 Circuito equivalente ideal da célula fotovoltaica



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Fig. 1.12 Circuito equivalente de uma célula fotovoltaica



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Fig. 1.13 Curva I−V, cinza-claro, e curva de potência (P−V), cinza-escuro, de uma célula ou módulo fotovoltaico



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Fig. 1.14 Sensibilidade espectral em função do comprimento de onda. Fonte: Goetzberger e Hoffmann (2005).



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Fig. 1.15 Distribuição espectral da radiação solar: fora da atmosfera (AM = 0,0), na superfície terrestre (AM = 1,5) e semelhança do espectro de emissão de um corpo negro a 6.000 K com a radiação solar fora da atmosfera



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Fig. 1.16 Efeito da variação da resistência paralelo sobre o comportamento de uma célula fotovoltaica. Fonte: Prieb (2002).



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Fig. 1.17 Efeito da variação da resistência série sobre o comportamento de uma célula fotovoltaica. Fonte: Prieb (2002).



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Fig. 1.18 Variação de Voc e Isc com a radiação solar



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Fig. 1.19 Curvas I− V para vários níveis de irradiância



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Fig. 1.20 Curvas P − V para vários níveis de irradiância



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Fig. 1.21 Curvas I− V para o módulo MSX-77, a 1.000W/m2 e vários níveis de temperatura da junção p-n



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Fig. 1.22 Curvas P − V para o módulo MSX-77, a 1.000W/m2 e vários níveis de temperatura da junção p-n



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Fig. 1.23 Evolução na eficiência de células fotovoltaicas. Fonte: Shaheen, Ginley e Jabbour (2005).



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Fig. 1.24 Conexão de células em série e paralelo



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Fig. 1.25 Gerador fotovoltaico de filme fino. Fonte: Arquivo LABSOLAR/UFSC.



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Fig. 1.26 Principais módulos fotovoltaicos



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Fig. 1.27 Tecnologias de módulos de silício: (a) monocristalino; (b) policristalino; (c) amorfo



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Fig. 1.28 Funcionamento de um módulo com uma célula danificada



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Fig. 1.29 Módulos com células queimadas



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Fig. 1.30 Formas de conexão de diodos de passagem: (a) entre 12 células em série; (b) entre 18 células em série



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Fig. 1.31 Montagem dos diodos de passagem (bypass) na caixa de conexões



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Fig. 1.32 Exemplos de associações de módulos e curvas I − V resultantes



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Fig. 1.33 Gerador fotovoltaico montado com fusíveis em cada ramo



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Fig. 1.34 Caixa de conexões para os ramos em paralelo



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Fig. 1.35 Potência acumulada em instalações fotovoltaicas – sistemas não conectados e sistemas conectados à rede



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Fig. 1.36 Diagrama esquemático apresentando uma instalação fotovoltaica conectada à rede, instalada em uma residência



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Fig. 1.37 Variação, ao longo do dia, da tensão c.c. de um gerador fotovoltaico com dez módulos em série, operando em um SFCR



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Fig. 1.38 Potência c.c. entregue ao inversor e temperatura média dos módulos fotovoltaicos em função da irradiânciaincidente no plano do gerador



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Fig. 1.39 Esquema de ligação e disposição dos módulos do gerador fotovoltaico

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