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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”

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Medições Corrente – Tensão

Todas as células solares de silício disponíveis comercialmente produzem aproximadamente a mesma tensão eléctrica.
Mesmo para células relativamente ineficientes, a tensão em circuito aberto deverá ser acima dos 0.5 V e abaixo dos 0.6 V, debaixo de iluminação directa do Sol.
Com iluminação reduzida, a tensão de circuito aberto descerá para cerca de 0.3 V.
Se uma célula não atingir estes valores, provavelmente estará em curto-circuito.
Deverá então examinar visualmente a célula com muito cuidado para ver se encontra um defeito óbvio. Se o curto-circuito for interno, não poderá ser reparado.
O valor da corrente de saída de uma célula solar está directamente relacionado com a área da célula e a intensidade da luz a que está sujeita, para além da qualidade da célula, e é uma característica que é determinante para decidir se devemos usar ou não essa célula na construção do módulo, pois a corrente máxima que o módulo pode fornecer é igual à corrente máxima que a pior das células pode fornecer. Isto porque são ligadas em série no módulo.
Para saber a corrente aproximada que deve ser medida, e assim decidir se está boa ou não, meça a área da célula em centímetros quadrados e multiplique esse valor por 21. Depois meça o valor da corrente e veja se está perto do valor encontrado.
Outra solução é ter uma célula que sabe de certeza estar boa, medir a sua corrente máxima, que depois servirá de bitola para as células a testar.

Como Ligar as Células

As células solares podem ser ligadas a um circuito externo de várias maneiras.
Podem ser colocadas num suporte com contactos de mola que pressionam a parte da frente e a de trás; as conexões podem ser soldadas; mas a maneira mais comum de ligar células solares é soldando fios condutores nelas.
As células podem ser compradas com valores de corrente até 2.5A, mas as tensões que produzem são muito pequenas.
Assim, a única finalidade de ligarmos/juntarmos várias células num módulo é a de aumentar a tensão ou corrente disponíveis numa célula individual.
Habitualmente, a célula é projectada para poder entregar a corrente desejada, e assim ligamos várias células em série para produzir a tensão desejada.
Devemos sempre usar também um díodo de bloqueio para ligar o módulo à bateria, de modo a impedir que a corrente flua para trás, isto é, da bateria para o módulo, de noite ou quando o módulo tenha uma menor tensão que a bateria (períodos nublados). Se colocar um díodo em série com cada módulo ainda é melhor, pois a varia de um módulo não impede que os outros continuem a operar.

Os vários modos de ligar as células solares em série

– Na primeira (shingling) a parte traseira de uma célula é colocada por cima da parte dianteira da célula seguinte, em cerca de 1mm, e depois soldadas. O padrão de dedos é desenhado com uma tira própria para soldar num dos lados. Contudo, a expansão e contracção que ocorrem com a temperatura, para além de qualquer flexão do módulo, faz com que a zona de junção soldada se parta facilmente, implicando a falha da célula;
– A mais comum é a segunda, usando fios ligadores feitos de folha de cobre.
É a que vamos usar.
É muito fácil preparar esses fios de ligação, como se pode ver na figura seguinte:

A folha de cobre deve ser muito fina (0.002 polegadas ou 50 microns) de forma a permitir ligações flexíveis.
Estas fitas são muito fáceis de cortar a partir de uma folha maior.
O tamanho e forma exactas das tiras dependem do padrão dos dedos da célula, mas é melhor deixar 1 a 2mm de espaço entre as células.
Também é recomendável colocar 2 ou 3 tiras em paralelo entre cada célula de forma a fazer contactos redundantes. Assim, o módulo não falhará se uma ou duas soldaduras se partirem.
Veja a figura seguinte

Recomenda-se ainda que finos, preferencialmente plissados, tiras de cobre sejam soldadas a todo o comprimento das bandas largas. Estas fitas devem ir até, pelo menos, metade da parte traseira da célula seguinte, para melhorar a resistência a choques e torções.

Em vez de tiras de cobre, é também possível usar fio de cobre de pequeno diâmetro, para fazer as ligações.
As ligações dos fios devem ser feitas de modo a que fiquem com uma ligeira curvatura quando as células são colocadas na posição final, de forma a permitir a expansão e contracção térmica que ocorrerá sempre devido ás oscilações de temperatura.

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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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