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

Autores

  • Waldeir Amaral Vilela Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE
  • Antonio Fernando Beloto Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE
  • Manuel Cid Sanchez Escola Politécnica da USP – EPUSP
  • Carlos Alberto Santos Ramos Escola Politécnica da USP – EPUSP
  • Célio Costa Orbital Engenharia Ltda
  • Cláusio Júnior Melo Orbital Engenharia Ltda

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2008.1601

Palavras-chave:

célula solar, radiação solar, radiômetro

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.

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Biografia do Autor

Waldeir Amaral Vilela, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Laboratório de Sensores e Materiais-LAS

Antonio Fernando Beloto, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, Laboratório de Sensores e Materiais-LAS

Manuel Cid Sanchez, Escola Politécnica da USP – EPUSP

Escola Politécnica da USP – EPUSP, Laboratório de Microeletrônica - LME

Carlos Alberto Santos Ramos, Escola Politécnica da USP – EPUSP

Escola Politécnica da USP – EPUSP, Laboratório de Microeletrônica - LME

Célio Costa, Orbital Engenharia Ltda

Orbital Engenharia Ltda

Cláusio Júnior Melo, Orbital Engenharia Ltda

Orbital Engenharia Ltda

Referências

Beloto, A. F., 1989. Técnicas para a Otimização de Células Solares de Uso Espacial. Tese de doutorado, LME-EPUSP.

Norma ISO 9846, 1993. “Solar Energy – Calibration of a Pyranometer Using a Pyrheliometer”.

Norma ISO 9847, 1992. “Calibration of Field Pyranometers by Comparison to a reference Pyranometer”.

Norma ISO 9059, 1990. “Calibration of Field Pyrheliometers by Comparison to a reference Pyrheliomete”.

Stem, N., 2007. Análise Teórica de Emissores Homogêneos e Duplamente Difundidos em Células Solares de Silício. Implementações ao Processo de Fabricação. Dissertação de mestrado, LME-EPUSP.

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Publicado

2008-11-10

Como Citar

Vilela, W. A., Beloto, A. F., Sanchez, M. C., Ramos, C. A. S., Célio Costa, & Melo, C. J. (2008). Célula Solar de Silício como Elemento Sensor para Medidas da Radiação Solar Global. Anais Congresso Brasileiro De Energia Solar - CBENS. https://doi.org/10.59627/cbens.2008.1601

Edição

Seção

Anais