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As asas Reflectoras

Uma vez os módulos montados e protegidos, podem ser de imediato usados, mas eles poderão ser muito mais eficientes se adicionarmos reflectores, de forma a concentrar nas células uma quantidade maior de luz solar.
Para pequenas taxas de concentração, o design desses reflectores não é muito crítico.
A figura abaixo mostra as dimensões de vários reflectores que poderão ser utilizados.
O primeiro é simplesmente um par de reflectores planos inclinados que quase conseguem dobrar a quantidade de luz solar incidente nas células. Pode-se pois constatar que com pouco trabalho extra poderemos obter ganhos substanciais de eficiência do painel solar.
Este tipo de design requer que a inclinação seja ajustada pelo menos quatro vezes por ano de modo a manter a eficiência.
O segundo sistema mostrado também tem uma taxa de concentração igual a 2, mas as suas superfícies curvas são mais eficazes sendo apenas necessário a mudança da inclinação duas vezes por ano.
Mesmo que nunca mudemos a inclinação, desde que esta seja colocada igual à latitude do local, a partir da vertical, obtemos resultados muito bons.
O terceiro sistema tem um factor de concentração de 4 para 1. São reflectores mais altos e precisam de mais apoio para manter o seu formato, formato esse, que, neste caso, é mais crítico para os bons resultados que se pretendem. Neste caso também não se deve usar módulos com as traseiras em madeira, pois a temperatura atingida será tal que poderão pegar fogo.

Construção das Asas Reflectoras

O melhor material para se usar é o alumínio brilhante. É fácil de obter em qualquer medida e suficientemente rijo para manter a sua forma, para além de ser razoavelmente brilhante. Contudo, o Mylar aluminizado é muito mais efectivo. O tempo extra que se leva a cobrir os reflectores com este material é largamente compensado pela melhoria de eficiência na produção de electricidade, que poderá chegar aos 30%.
Quando dobrar os reflectores de alumínio para eles ganharem a sua forma final, primeiro coloque uma peça pesada onde o reflector é preso à tira traseira. Pode improvisar um freio de flexão comprido para este material leve, prendendo o alumínio entre duas tábuas com grampos em C e dobrando o lado saliente à mão ou com uma terceira tábua. A curva parabólica suave do metal pode ser aproximada dobrando a folha de alumínio à volta de um objecto redondo (por exemplo uma peça de 7.5 cm de tubo plástico de canalização.
A dobra maior fica muito próxima da prega, e a ausência do efeito de mola do alumínio manterá o lado de fora como uma curva que mal se nota.
As asas reflectoras podem ser presas ao módulo com parafusos para chapa metálica (cuidado, nunca use o berbequim para furar uma célula solar). Depois é só fazer os ajustes finais na forma e ângulo da asa.

Um Sistema Híbrido de Ar Quente

A figura abaixo mostra duas formas de conduzir o ar através do colector para podermos construir um sistema híbrido de ar quente.
O primeiro incorpora uma cobertura transparente do módulo inteiro para criar uma série completa de câmaras nos espaços entre as asas reflectoras.
A cobertura não é uma má ideia pois protege as células do clima e mantém os reflectores limpos, a um pequeno custo de perda de eficiência por perdas (pequenas) nela própria.
Se o ar circular por essa câmara, a cobertura deve ser duplamente envidraçada.
No segundo método, o ar fica estático acima das células e soprará através do espaço por baixo delas. O vidro simples é suficiente neste caso.
O sistema básico é receptivo a inovações inteligentes que poderão melhorar a eficiência…

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Construção de um módulo Concentrador Híbrido (fotovoltaico/térmico – produz electricidade e aquece água)

Embora o painel que construímos deva estar operacional, este que vamos agora tratar tem duas vantagens:
– Pode usar um concentrador de Winston para aumentar a quantidade de luz solar que atinge cada célula;
– Também é capaz de aquecer ar ou água, usando o calor desperdiçado nas células solares.
Fizemos duas versões ligeiramente diferentes: uma com uma folha metálica como suporte traseiro e tubos de água; uma com as células montadas numa ripa de madeira.
A segunda versão só pode ser usada para aquecer ar mas é mais simples e barata.

O Suporte de Protecção

É uma peça de madeira com cerca de 1.2cm maiores que as células e suficientemente comprida para receber as linhas de células.
Será boa ideia limitar o comprimento de cada placa a 1.30 m ou 1.5 m, de modo a que cada uma contenha 16 células. Nesse caso, dois destes submódulos formam um módulo. Com estas medidas as células ficarão afastadas mais ou menos 1 mm umas das outras.
O suporte que iremos construir será feito a partir de uma folha de material metálico, pois este conduz o calor (para aquecer a água) muito melhor que a madeira.
Por baixo desse suporte metálico soldaremos dois tubos, também metálicos, para conduzir a água a aquecer (como efeito secundário positivo, a água que aquecemos também refrigerará as células fotovoltaicas – nice!).
Veja a figura abaixo

Será boa ideia que o suporte metálico e os tubos sejam do mesmo material de modo a que o coeficiente de dilatação, sendo igual, não provoque fissuras. No entanto, tubos de cobre também podem ser utilizados.
As dimensões mostradas na figura acima são para células fotovoltaicas de 7,5 cm de diâmetro. Para outros tamanhos poderá alargar o suporte, mas a dobra pode continuar em 2,5 mm.
Uma outra possibilidade para o suporte é usar placas de alumínio (baratas).

Isolamento e Encapsulamento das Células Fotovoltaicas

Como vamos usar um suporte metálico, é óbvio que as células fotovoltaicas não podem assentar directamente sobre esse suporte, sob pena de curto-circuito. Então, teremos de as isolar electricamente mas não termicamente. Um material que reúne as características desejadas é o Silicone RTV (silicone transparente de borracha para calafetar).

Passo 1:

Usando uma pistola de calafetar, faça uma camada do silicone RTV no centro da placa de suporte e, rapidamente, espalhe esse silicone de modo a ocupar toda a placa, com uma espessura de cerca de 2mm (ver figura abaixo). Neste ponto a velocidade é mais importante que a perfeição, de modo a evitar que o silicone seque.

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