Tensão de circuito aberto

No post de hoje abordaremos o parâmetro da tensão de circuito aberto, que assim como a corrente de curto-circuito, é um importante ponto da curva I-V característica dos módulos fotovoltaicos.

A tensão de circuito aberto, Voc, é a tensão máxima disponível em uma célula fotovoltaica, e isso ocorre quando a corrente é igual a zero. A tensão de circuito aberto corresponde à  polarização direta na célula fotovoltaica devido à polarização da junção da célula com a corrente gerada pela radiação solar. A tensão de circuito aberto é mostrada na curva I-V da figura.

Curva característica I-V de uma célula fotovoltaica destacando Voc

É sabido que Voc é diretamente proporsional à temperatura, podendo-se levar a crer que o parâmetro aumenta linearmente com a temperatura. Entretanto, não é isto que ocorre já que o Voc é inversamente proporsional à corrente de saturação reversa da célula, que aumenta rapidamente com a temperatura principalmente devido a mudanças na concentração intrínseca de portadores. Ou seja, o Voc apresenta redução com o aumento da temperatura.

O Voc depende da corrente de saturação da célula fotovoltaica e da corrente fotogerada. Embora o Isc tenha, normalmente, uma pequena variação, o efeito principal é a corrente de saturação, uma vez que pode variar em ordens de magnitude. A corrente de saturação, I0, depende da recombinação na célula fotovoltaica. A tensão de circuito aberto é então uma medida da quantidade de recombinação no dispositivo. Células fotovoltaicas de silício monocristalino de alta qualidade têm tensões de circuito aberto de até 764 mV sob um sol e condições AM1,5, enquanto dispositivos comerciais em silício policristalino, normalmente, têm tensões de circuito aberto na ordem de 600 mV.

PINHO, J. T.; Galdino, M., A. Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos. CEPEL-CRESESB. Edição Revisada e Atualizada. Rio de Janeiro, 2014.

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