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Soldadura das Células Solares

A maioria das células disponíveis comercialmente são projectadas para ter contactos e fios soldadas nelas.
Para além disso muitos fabricantes estanham, ou cobrem com solda, os pontos de contacto onde os fios devem ser ligados.
Solda normal (60% estanho e 40% de chumbo)pode ser usada.
Quanto ao ferro de soldar, um pequeno ferro do tipo lápis, de cerca de 35 a 40W é o suficiente.
O processo de soldar as peças de cobre à célula não é difícil, mas “Faça o seu LOGIN para ver o resto deste post”

Montando os nossos próprios Módulos Solares Fotovoltaicos

Parte 1/6

É possível, e relativamente fácil, qualquer pessoa montar os seus próprios módulos fotovoltaicos, a partir de células individuais.
Embora não fiquem tão fiáveis e duráveis como os comerciais, existe uma série de razões para que seja você a fazê-lo:
– Precisa de módulo personalizado para uma aplicação especial que requer uma voltagem não usual;
– Precisa de um módulo com uma determinada forma para caber numa dada localização;
– Comprou uma série de células fotovoltaicas em segunda mão, baratas, e quer aproveitá-las;
– Quer aprender mais acerca de células solares e decidiu meter a mão na massa para isso;

No nosso caso é esta última hipótese que prevalece – aprender.

Teste de Células Solares

Hoje em dia existem múltiplos locais onde pode comprar células solares individuais ou em grupos de 2 ou 4.
Seja qual for a sua origem, deve sempre testar, individualmente, cada uma das células que possui em seu poder e que irá usar para construir o módulo solar.
Isto porque, depois do módulo construído, descobrir que alguma das células não está em condições, o trabalho de remover essa célula do módulo é grande e corre ainda o risco de danificar as células vizinhas.
Felizmente, testar uma célula é fácil e barato. Basta possuir um multímetro normal, com campos de medida abaixo de 1 Volt e acima dos 10A.
Quando testarmos os módulos completos iremos medir tensões de 16 a 18 V ou mais, e correntes de curto-circuito possivelmente acima dos 2.5 A, dependendo do tamanho do módulo e das condições da luz.
O teste mais simples que nos dá indicações significativas são:
– A corrente de curto-circuito da célula;
– A tensão em circuito aberto sob condições de Sol brilhante.
Mas se o Sol brilhante não estiver disponível na altura do teste podemos até executá-lo com base em iluminação artificial.

Um Simulador Solar Simples

Para testar as células solares dentro de casa, precisamos de um simulador solar, que habitualmente são caros.
Mas podemos ultrapassar o problema duma forma aceitável, usando uma lâmpada projectora EHL standard, daquelas que são usadas nos projectores de slides.
A distância exacta entre a lâmpada e a célula solar depende da lâmpada mas será sempre à volta dos 35 cm.

Um Porta-Células Simples

Para medir as propriedades eléctricas das células solares, é necessário fazermos bons contactos eléctricos quer na parte traseira da célula quer nos dedos situados no lado superior da célula, de forma a que a célula não seja encoberta por nenhuma sombra.
Um porta-células simples pode ser construído para conseguir esse objectivo.
A base é um bocado de contraplacado, com cerca de 15×20 cm, sobre a qual devemos colar, com cimento-cola, um bocado de chapa fina de cobre ou aço galvanizado.
Deverá colocar um par de terminais, que se compram em qualquer loja de produtos electrónicos, e que servirão para ligar as pontas de prova do multímetros à placa de testes.
Para isso, depois de fazer, com um berbequim, um par de pequenos buracos de cerca de 15mm para as hastes desses terminais, faça um furo mais largo na parte traseira do contraplacado , de forma a que cada porca que segura os terminais possa ser apertada de permitir que o contraplacado assente perfeitamente sem altos e baixo, visto que essas mesma porcas ficarão embutida no contraplacado.
É importante que a chapa de cobre se mantenha limpa.
Isto porque queremos que a ligeira pressão do contacto frontal contra os dedos da célula deve ser suficiente para fazer um bom contacto na parte traseira.
Quando encostarmos a ponta de prova aos dedos frontais que constituem o terminal superior da célula, devemos ainda ter o cuidado de não fazer qualquer tipo de sombra sobre a célula.

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Aquecimento Solar

Uma das maneiras mais eficientes de utilizar a energia solar é usá-la para aquecer directamente o espaço dentro dos edifícios ou então, também, produzir água quente para as nossas necessidades, tais como lavar, tomar banho, cozinhar e aquecer o ambiente interior.

Se usarmos os Sol para aquecer directamente as nossas casas, esse tipo de aquecimento é chamado de passivo, isto mesmo que usemos um meio de armazenamento e distribuição intermédio tais como a água ou o ar.

A vantagem de usarmos esse meio intermédio é que assim podemos concentrar o sol e recolher a sua energia de uma forma eficiente utilizando colectores solares.
Depois é só distribuir esse calor armazenado na água ou ar pela nossa casa, através de uma rede de tubos ou canos.

Vantagens:
Ambientais, pois evitamos o consumo de combustíveis fósseis para produzir o calor que vai aquecer o ar da nossa casa ou a água.

Como funciona o aquecimento solar?

Uma superfície preta aquece rapidamente quando exposta ao Sol.

Como é um Sistema de Aquecimento Solar

Fig. 1 – Um sistema básico de aquecimento de água solar

Podemos ver um tanque de armazenamento grande.
Esse tanque é cheio com água e é utilizado como armazém térmico.
É muito importante que este tanque seja extremamente bem isolado termicamente, isto é, que não deixe fugir o calor que lá está armazenado.
Repare que a água dentro deste tanque não está toda à mesma temperatura, há uma estratificação: A água mais fria está no fundo e à medida que vamos subindo vai estando cada vez mais quente, sendo que a mais quente se encontra no topo.
A água quente é retirada do topo à medida que vamos precisando dela e vai sendo substituída por água fria, que entra pela parte de baixo do tanque, mantendo-se assim sempre a estratificação.

No fundo do tanque vemos uma bobina (veja o pormenor na figura 2):

Fig. 2 – Corte de um tanque de armazenagem térmico

Esta bobina não é mais do que um tubo de cobre, que tem a sua entrada pelo fundo do tanque e a sua saída pelo topo do tanque.
Os tubos estão ligados em circuito fechado a um colector solar.
Este circuito fechado (o tubo) é cheio com um fluido que transfere o calor do colector solar para o tanque.

Este é o tipo mais simples de sistema solar e tem o nome de termo-sifão.
Chama-se assim devido ao processo de circulação do fluido interior do tubo desde o colector solar para o tanque (e vice-versa) ser originado por nada mais do que o próprio calor.
Isso é devido a um fenómeno físico chamado correntes de convecção naturais que formam um fluxo em que a água quente percorre o seu caminho ao longo do circuito sem ser preciso mais nada.

Se pretendermos, e há sistemas que o fazem (Activos), também é possível inserir uma bomba de água no circuito para aumentar o fluxo do meio de transferência de calor.

Essa bomba pode ser também ela alimentada através de células solares fotovoltaicas, o que significará que o nosso sistema de aquecimento não estará a gastar energia da rede e assim não estaremos a consumir combustíveis fósseis.
Há sistemas compostos destes à venda.

Colectores Solares

Há dois tipos de colectores solares:
– Painel plano
– Tubo evacuado

Na figura seguinte podemos apreciar a comparação entre os dois tipos.

Fig. 3 – Comparação dos dois tipos de painel solar térmicos

Enquanto o sol está vertical e bate de chapa, os sistemas apresentam uma eficiência similar.
Contudo, à medida que o sol se movimenta num arco através do céu, a área efectiva do colector plano fica cada vez menor, enquanto os de tubo evacuado como os tubos são cilíndricos, a área em que o Sol bate é a mesma que era na perpendicular, o que torna a sua eficiência maior do que os de painel plano.

Constituição dos Colectores Solares Térmicos de Painel Plano

Na figura seguinte vemos como são fabricados os colectores de painel plano.

Fig. 4 Corte de um Colector de painel plano

É um dispositivo muito simples.
Há o isolamento, que “prende” o calor que absorve evitando que este seja transmitido para o telhado em que está montado.
Uma bobina de tubo dentro dele recolhe o calor e transmite-o para o tanque de armazenamento.
A parte da frente do colector é uma superfície absorvente, que pode ser simplesmente vidro preto fosco, ou pode ser uma revestimento mais eficaz.

No telhado mostrado na figura seguinte podemos ver uma variedade de células solares diferentes, térmicas e fotovoltaicas, convivendo em pura harmonia.

Fig. 5 – Um array de painéis solares térmicos diferentes no cimo de um telhado

Questionário:

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