Fundamentos da Radiação Solar e Células Solares

Este curso online gratuito sobre radiação solar e sistemas fotovoltaicos solares (PV) investiga algumas das técnicas básicas e medidas adotadas por cientistas solares e engenheiros para estimar e capturar radiação solar. Começamos por explicar a necessidade de avaliar e prever a disponibilidade de radiação solar, não só em diferentes partes do planeta Terra mas também em regiões extraterrestres. Em seguida, estudamos várias equações e relações que relataam valores de radiação, com parâmetros meteorológicos como horas de sol, cobertura de nuvens e precipitação. Na ausência de dados precisos de sol, estas correlações são usadas para estimar os níveis de radiação mensal, diária e horária de radiação disponível em qualquer superfície horizontal ou inclinada sob céu claro ou nublado. Com a ajuda de exemplos, demonstramos como utilizar essas equações e correlações para prever a disponibilidade de radiação e projetar sistemas de energia solar eficientes. Isso pode ajudá-lo a entender alguns dos desafios enfrentados por engenheiros e designers à medida que a energia do sol rapidamente cresce em importância como a fonte de energia disponível mais confiável e limpa.

O curso segue então para a concepção de sistemas de PV para a conversão de energia solar em eletricidade para o consumo de massa. Isso inclui a atenção ao processo de construção e fabricação da PV cella, as especificações de módulos solares, matrizes, aplicação e princípios de trabalho. Também mergulhamos nos conceitos de 'doping', níveis de energia fermi, junção de p-n, drift e corrente de difusão, energia band-gap e mecanismos de perda de energia. Também descompactamos parâmetros elétricos como as características de tensão de corrente (I-V) de células solares, o efeito da insolação e da temperatura nas características I-V, eficiência de uma célula solar, diagramas de circuitos equivalentes e potência máxima teórica. Como todos os sistemas, a conversão PV tem suas dificuldades e desafios e nós o levarmos através de dificuldades como a célula 'incompatibilidade', o efeito das sombras, a maximização da saída de PV solar e a correspondência de carga. Nós fornecemos soluções para essas dificuldades, como o rastreamento mecânico e elétrico e o uso de diodos de bypass. Por fim, estabelecemos as melhorias feitas por diferentes gerações de tecnologia PV.

Este curso combina com qualquer pessoa com alguma compreensão da física, da luz, da eletricidade e da termodinâmica que gostaria de expandir sua conscientização sobre engenharia de energia solar e tecnologia. Explore este campo emocionante para ficar na vanguarda das últimas práticas sustentáveis. Essa disciplina de engenharia vai se tornando cada vez mais relevante à medida que a necessidade de encontrar fontes de energia alternativas em escala global se torna mais urgente. Construir uma carreira em engenharia de energia ou um campo relacionado pode ser extremamente gratificante à medida que o planeta enfrenta desastre sem que tais profissionais empurrem os limites do que é possível. Cadente-se e trabalhe em direção a um futuro mais brilhante.