Célula Solar de Silício como Elemento Sensor para Medidas da Radiação Solar Global

Resumo

Neste trabalho foi desenvolvido um radiômetro para medida de radiação solar global utilizando-se, como elemento sensor célula solar de silício (Si) monocristalino convencional. A célula solar foi desenvolvida utilizando-se lâmina de Si, crescido por Czochralski (Cz), do tipo-p, (100), com resistividade de 1 Ω.cm, área de 15x15 mm 2, com camada anti-refletora de TiO2 e apresenta tipicamente tensão de circuito aberto de 580 mV, corrente de curto circuito de 70 mA, potência máxima de 28 mW e eficiência em torno de 12% medido no espectro AM 1,5, nas condições normais de pressão e temperatura. A Célula solar é alojada em um compartimento cilíndrico de alumínio anodizado, onde também está alojado o resistor de carga da célula e esse cilindro é acoplado a uma base, também de alumínio anodizado. Junto à base existe um indicador de nível para ajuste e posicionamento do radiômetro. Sobre a célula, existe uma janela óptica para resposta compatível com a lei dos co-senos. Para a calibração e caracterização do radiômetro foram montados sistemas de calibração absoluta, resposta espectral e lei dos co-senos. Nos protótipos desenvolvidos foram realizados testes ambientais de umidade, radiação ultravioleta e névoa salina. Antes e após os ensaios ambientais foram feitos medidas e verificou-se que não houve alterações significativas na sensibilidade dos protótipos. O radiômetro desenvolvido apresenta um espectro de resposta de 400 a 1100 nm e sensibilidade típica entre 10 a 20 μV/Wm-2. Possui também resposta compatível com a lei dos cossenos para ângulos de incidência até 80° e sinal estável com a variação da temperatura.