CÓMO SOLDAR LAS CÉLULAS SOLARES PARA CONSTRUIR UN PANEL FOTOVOLTAICO DE BAJO COSTO Y ALTA CALIDAD
El uso de la energía solar no se ha expandido porque la industria del petróleo no es dueña del sol
Ralph Nader
Un poco de información que espero te sea útil para construir un panel fotovoltaico:
La fotovoltaica es una tecnología que permite transformar directamente la luz solar en energía eléctrica, aprovechando el llamado efecto fotovoltaico.
Este efecto se basa en la propiedad que tienen algunos materiales semiconductores adecuadamente tratados (entre ellos el silicio, elemento muy común en la naturaleza), de generar directamente energía eléctrica cuando son impactados por la radiación solar, sin el uso de ningún combustible.
El dispositivo más elemental capaz de realizar esta conversión es la célula fotovoltaica, que es capaz de producir aproximadamente 1/1,5 vatios de potencia cuando es expuesta a una radiación de 1000 W/m2 (condiciones estándar de irradiación).
Una célula solar, también llamada célula fotovoltaica, es un dispositivo que convierte la energía luminosa en energía eléctrica.
A veces el término célula solar se usa para denominar dispositivos que capturan la energía solar, mientras que el término célula fotovoltaica se usa cuando la fuente luminosa no está especificada.
La célula solar, utilizada para producir energía, tiene una eficiencia que oscila entre el 13 y el 22%.
Por lo general, las células, construidas con material semiconductor como el silicio, que es ampliamente utilizado en este campo, tienen un grosor de 0,25 mm y una forma cuadrada de 125 x 125 mm (5"x5") o 156 x 156 mm (6"x6").
FUNCIONAMIENTO
Cuando la célula está expuesta a la luz, si se introducen impurezas en la estructura cristalina del silicio, utilizado para la construcción de células solares, se crea un campo eléctrico que luego se transforma en energía.
La conversión fotovoltaica es un fenómeno físico que permite transformar directamente la energía luminosa en energía eléctrica en estructuras elementales, las células fotovoltaicas.
Estos dispositivos están hechos de materiales semiconductores, es decir, materiales que conducen la corriente eléctrica y cuya resistividad disminuye al aumentar la temperatura y por la presencia de impurezas.
El efecto fotovoltaico consiste en la generación de una diferencia de potencial eléctrico, gracias a la integración de un flujo de energía radiante con la materia.
En nuestros KITS fotovoltaicos, que encuentras en la categoría correspondiente del sitio, encuentras dos tipos de hilo para soldaduras, el TAB wire y el BUS wire, los reconoces fácilmente porque el primero es más fino y se utilizará para soldar las células entre sí para formar cadenas, mientras que el BUS Wire sirve para unir las cadenas de células juntas.
Otro componente del KIT muy importante es el fundente o rosin flux y sirve para permitir una correcta soldadura; para las soldaduras, recomendamos utilizar un soldador de 60W/80W de punta plana, tipo destornillador partido (es muy económico, cuesta alrededor de €10,00) y recomendamos disponer las células sobre una superficie lisa de vidrio u otros materiales térmicamente aislantes.
En los KITS no proporcionamos el vidrio y el marco porque son fácilmente accesibles en vidrierías o tiendas de bricolaje, para evitar aumentar los costos de envío que luego afectarían su ahorro final.
La célula solar, como puedes ver en la foto de abajo, tiene el polo negativo en la parte delantera, la de color azul para entendernos, mientras que el positivo está en la parte trasera; las bandas que ves en el medio se llaman bandas de conexión o Bus bar y sirven para conectar las células entre sí.
Dado que cada célula solar tiene una tensión de 0,55V (0,6V de Pico), para poder construir un panel que cargue una batería de 12V necesitarás al menos 30 células que deberás conectar en serie entre sí (el polo positivo de una célula va con el negativo de la otra) para poder obtener una tensión adecuada. Para construir un panel solar, lo primero de lo que deberás ocuparte es precisamente de la soldadura de las células solares, en un esquema tipo "serpiente" que te muestro abajo, en el que tenemos 3 cadenas de 6 células solares conectadas entre sí en serie, por lo tanto, considerando 0,55V por célula, tendrás un panel fotovoltaico con una tensión de aproximadamente 10V a una corriente de 3,8A si tomamos como ejemplo la célula solar 3"X6" pulgadas (76X156 mm) 3BB (3 barras de conexión):
Abajo te mostramos algunos datos de ejemplo sobre las mediciones de la curva característica tensión-corriente de una célula solar vendida en nuestra tienda; agradecemos al Prof. Alessio Piana y a sus estudiantes por haber compartido con nosotros este magnífico trabajo.
ESQUEMAS DE CIRCUITO
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Aquí abajo, otra prueba de laboratorio en un panel solar ya ensamblado compuesto por 36 células solares de 1"x3" pulgadas disponible en nuestra tienda online
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Será muy importante montar las células solares de manera efectiva para garantizar una larga duración del panel, bajo riesgo de corrosión y roturas. Hay varias opciones para lograr un buen resultado, como por ejemplo el encapsulamiento de las células dentro de una ventana de doble vidrio o el uso de resinas de silicona especiales como QSIL 216 o láminas de Etileno Vinil Acetato (EVA) disponibles en nuestra tienda.