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:

-         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.

-         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.

-         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..

-         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

-         Estaño normal para soldar los cables..

-         Tornillos M6 según se quiera , los de Inox no se oxidarán al dejarlas a merced de la lluvia y otros.

-         Silicona transparente para sellar toda entrada de agua para no deteriorar las células.

-         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

 

Actualización Agosto del 2009:

Las planchas de metraquilato o policarbonato, no duran mucho por culpa de los rayos UV.

A finales del 2008 la capa superior de la célula fotovoltaica quedó amarillenta y agrietada. Lo ideal es usar cristal como protector en la capa superior, y en la inferior puede ser de plásticos, pero deberán pintarse para que no se estropeen con los UV.