Proyecto
célula fotovoltaica casera.
Por ebay se pueden
conseguir células fotovoltaicas sueltas a precios muy buenos, aunque algunos
modelos no rinden tanto como los modelos comerciales, para un aficionado puede
ser una buena forma de conseguirlas y además aprender montando una y
contribuyendo con las energías renovables.
Compré unas células de
3x3 pulgadas aprox. (10 cm x 10 cm), en total 36 unidades, con un voltaje de
0,50v y una intensidad máxima de 3,55 amperios una potencia total de 50 w (en
buenas condiciones)
Comprobando éstas células
a pleno sol de primavera (no llegaba a 1000w/m cuadrado, supongo que debía
estar sobre los 700w/m cuadrado), pude tomar medidas de hasta 2 amperios x 0,55
voltios, pero algunas solo daban 1,5 amperios.
Con las 36 células
montadas y con una tapa de poli carbonato , descontando las pérdidas por ésta,
he conseguido 1,5 amperios , que supongo que a sol de verano pueden llegar a
los 2 amperios, con una tensión de 18 voltios aprox. sin carga, y cargando una
batería pequeña de 12v 7Ah a mitad de carga iban a 1 amperio.
Calculo que en
rendimiento de la placa fotovoltaica debe ir sobre los 36 vatios que es una
potencia muy acorde con el coste y trabajo que me llevó el proyecto.
Materiales:
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Por Ebay conseguí
las 36 células fotovoltaicas (búsqueda “solar cells” en “todo el mundo”) a un
precio razonable .... Se pueden conseguir de más grandes o más pequeñas, pero
para empezar con la primera mejor coger las más baratas y que mejor rindan. Ojo
que venden algunas placas que están rotas, éstas llevarán algo de trabajo
ensamblarlas, tiempo el comprobarlas todas y no quedarán tan bien acabadas.
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En una ferretería
normal se consigue poli carbonato, “metra quilato” o cualquier plástico
transparente (lo más transparente posible), y para las 36 células se necesitan
aprox. 1 metro cuadrado de este plástico. 1 metro x 1 metro, o dos planchas de
50 cm x 100 cm. El grosor debería ser de 5 milímetros, para otros grosores
variará la U que aguantarán las dos planchas unidas, será como un sandwitch.
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En la misma
ferretería se compra U de aluminio de 15x15x15 milímetros. De interior tiene
que medir aprox. 12,4 milímetros, ahí dentro irán las dos planchas de 5 mm,
total 10 mm y 2,4 mm que quedará para poner las células y dejar espacio para
las soldaduras..
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Por Farnell se puede
conseguir estaño que suelda en aluminio, se llama ALUSOL, éste es esencial para
poder soldar encima de el silicio de las placas, concretamente encima de las
conexiones y por debajo. Por el foro de científicos aficionados hay el hilo que
explica sobre este fabuloso estaño http://www.cientificosaficionados.com/foros/viewtopic.php?t=3418
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Estaño normal para
soldar los cables..
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Tornillos M6 según
se quiera , los de Inox no se oxidarán al dejarlas a merced de la lluvia y otros.
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Silicona
transparente para sellar toda entrada de agua para no deteriorar las células.
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Cinta de doble cara
para enganchar las células sobre el poli carbonato.
Una vez tenemos todos los
materiales, deberemos soldar cables a cada célula para unirlas una vez que
están pegadas a la plancha.
Esta imagen muestra como
se unen las diferentes células, lo primero es aplicar estaño para aluminio por
encima y por debajo, soldarle las conexiones por separado, luego se pegan las
células con un trocito de cinta de doble cara sobre la base de 50x100
centímetros, se reparten bien para que quepan, y luego se unen con estaño
normal.
PERO, todo este proceso
me llevó unas 4 horas, ponía cada célula por separado, la calentaba bien para
que enganchara el estaño, estañaba y luego le soldaba los trocitos de latón,
dos por la cara del sol y dos por la base.
NO recomiendo hacerlo de
esta forma por que por la temperatura y dilatación de partes diferentes de la
célula, se rompieron 4 de las 36. Luego vinieron los problemas de dilatación
cuando estaban todas las células unidas en serie.
En ésta imagen se ven dos
células que se me rompieron y las tuve que unir para conseguir la misma
superficie y la misma intensidad.
Aquí se ve como por un
lado va dos conexiones y por el otro dos iguales pero al lado contrario para
luego unirlas en serie, el lado que toca el sol era el polo negativo y la base
de la célula el lado positivo (creo, mejor comprobarlo).
Sobre todo la primera
estañada sobre la célula tiene que ser con estaño de aluminio, estañar con la
célula bien plana por que son muy delicadas, (como cristal o peor), éste estaño
es difícil de soldar por que no pega muy bien a la punta del soldador para
ayudar a calentar la zona para soldar, se puede ayudar con estaño normal y
luego el estaño de aluminio y entonces se consigue estañar bien.
Luego de tener estaño
sobre la pista, se sueldan los cables o en la primera prueba lo hice con tiras
de latón de 0,1 mm, y un ancho de 2 mm aprox.
Problemas que encontré
con el latón y al tenerlo todo ensamblado, las células unidas con el cable de
latón de la foto primera, con el calor y las dilataciones se rompían las pistas
de la cara vista al sol, por lo que tuve que cambiar las pistas de latón
estiradas por un cable con forma de Z o U para que la dilatación no rompiera
las conexiones.
Aquí se ve como substituí el latón de encima por
el conductor con forma de U.
El latón por debajo no
tenía problema por que toda la célula está recubierta con conductor y es muy
fuerte.
En próximas células hay
que soldar un conductor desde debajo de la célula, hacerle la forma de U y
dejarla larga para cuando esté enganchada a la plancha entonces soldarla por encima
de la siguiente y de esta forma se ahorra mucho tiempo, trabajo y muchos
problemas.
En vez de soldar la
célula con calor por donde se quiere estañar , vi que era mejor poner la célula
sobre madera bien plana, para luego con el soldador de 40w y con la punta con
algo de estaño , tocar la pista a soldar y esperar a que el estaño se funda en
la pista de la célula. Luego por debajo el mismo procedimiento, pero además de
estañar ya de paso soldarle el cable con la forma de U o Z .
En esta imagen se puede ver la distribución de las
células sobre la plancha de 50x100cm, dejé mucho espacio entre células, y
faltaron por añadir 4 que se rompieron. Pero si hubieran sobrevivido hubiera
hecho una configuración de 9 x 4.
La foto dice mucho de
cómo tiene que ir montada, pero cada uno puede hacer la configuración que
quiera, siempre dejando a los bordes una distancia para que la U de aluminio no
tape la célula y dejar sitio para los topes o gomas para que cuando se ponga la
tapa encima no rompa las células.
Las gomas por los bordes
eran gomas de 2,2 mm, aprox., van encoladas por la plancha de base, y la parte
de arriba sin encolar, por si un día hay que desmontar la célula que no
tengamos problemas.
Entre medio de las
células hay pequeños trozos de la misma goma para que si algo toca la tapa de
encima que no rompa las células, mientras más topes mejor.
En esta foto se puede ver que ya se puso la
plancha encima y se puso la U por los bordes, además se fijó con tornillos para
que las Us no se salgan, y el tornillo por debajo servirá para hacerle un
soporte y fijarla donde haga falta. También se silicona los bordes de la U y
todo lo que pueda hacer que entre agua o suciedad dentro. Recomiendo aplicar la
silicona por fuera, así para desmontar solo hay que cortar con cutex y listo.
Una vez montado y fijado
todo , la plancha de plástico se hace muy dura y no se dobla fácilmente, así se
salva de romper las células que son muy frágiles.
Además si hay que
desmontarlas para repararlas solo quitando los tornillos y las Us de los bordes
se quita la tapa de arriba y ya se puede trabajar.
Las células al ir pegadas
con un trozo de cinta de doble cara por debajo, si hay que quitar alguna es muy
probable que se rompa, con poner un trocito en el centro es suficiente para
fijarla y si se desengancha no irá muy lejos por que está fijada por los
conductores y por arriba tiene la plancha.
En las dos imágenes de
arriba, se puede ver las 4 células que se rompieron, las restauré y las puse en
una plancha aparte, para hacer pruebas. Como fallo las conexiones de arriba con
latón rompieron de nuevo la pista de la célula, y tuve que sustituir el latón
por el cable en forma de U.
La placa fotovoltaica
final quedo con 32 células, da un voltaje de 16,5 voltios aprox., pero ya da
para cargar una batería de plomo-ácido de 12 voltios.
Falta añadir un diodo para
que a falta de sol la batería no se descargue. Las células al aplicarles una
corriente hacen la inversa, tienen resistencia y gastarían la batería
conectada.
Fecha inicio proyecto: 05-05-2007
Fecha
fin proyecto: 09-05-2007
Puesto
a prueba definitiva y con una carga constante de 1,5 amperios , durante las 6 u
8 horas diarias. Hasta la fecha (27-06-2007) no ha tenido ningún problema. Ha
llovido encima de la placa y no se ve humedad ni nada anormal.
Autor:
Alfonso Torres
alfonatr@hotmail.com