http://despiertacordoba http://despiertacordoba.wordpress.co .wordpress.com/.../fabr m/.../fabrica-tu-propioica-tu-propiopanel-solar-con-latas-de-bebidas-com panel-solar-con-latas-de-bebidas-como-hacer-un-panel-solaro-hacer-un-panel-solarcasero/ Manual para armar Paneles Solares EliseoSebastian.com 1er.Mini-Curso
“COMO CONS!"#! " P!OP#O P$N%& P$N%& SO&$!' Pasos para el desarrollo del Mini-Curso en la comodidad de tu casa Dimensionamiento-Células—Cuerpo-Cableado-Herramientas-Conexiones-Control de Carga-Baterías Conceptos !enerales
&%CC#ON 1 “Conceptos: %ner()a Solar * %ner()a %l+ctrica' Creando nuestra necesidad de energía "ng. Eliseo Sebasti#n-Master en !esti$n % Control &mbiental 1.-CONC%POS ,%N%!$&%S 1.1 &a ener()a solar 'al (e) innecesario pero (ale la pena en*ati)ar +ue el Sol es *uente energética natural, no contaminante contaminante e inagotable. inagotable. Puede, en un *uturo pr$ximo, liberarnos de la dependencia del petr$leo % de los otros otros recursos recursos menos menos seguros seguros central centrales es termo-nuc termo-nuclear leares es % plantas plantas idroeléc idroeléctrica tricass o gas natural/. El punto débil de ésta tecnología es la poca radiaci$n durante el in(ierno. El Sol % el 0iento no siempre est#n disponibles a la necesidad energética del momento pero fundidas % ener()a solar se solar se a% corrientes nue(as +ue con el binomio sales fundidas % lograría la energía eléctrica asta en largas oras de ausencia del astro re%. Entonces, se comentan soluciones esperan)adoras para el uso de energías reno(ables sin tener +ue per1udicar nuestra naturale)a. Ma%or in*ormaci$n ttp22eliseosebastian.com2blog2energía-solar2 1. %l espectro de la radiacin solar Es cierto +ue los datos te$ricos los encontramos en mucísimas *uentes de consulta pero (ale la pena siempre tener en cuenta +ue la radiaci$n emitida por el Sol no
tiene la misma intensidad a cual+uier longitud de onda, ni la misma energía en sus di*erentes posiciones % estaciones del a3o. Es importante conocer los lugares con un mínimo de irradiancia para asegurar el traba1o de los sistemas de captaci$n de *otones +ue 4nalmente se con(ertir#n en corriente eléctrica asta nuestros ogares o centros de intenci$n de captaci$n. &ondar ttp22eliseosebastian.com2blog2el-espectro-de-la-radiaci$n-solar2 1. #nteraccin con la atmsfera0 radiacin (lobal0 directa * difusa. El presente concepto también es b#sico mantener latente 5a radiaci$n solar, en su tra%ecto acia la super4cie terrestre, es parcialmente absorbida, re6e1ada % dispersada por los distintos constitu%entes de la atm$s*era. Para los e*ectos pr#cticos +ue nos interesan, estos *en$menos de absorci$n, re6exi$n % di*usi$n, dan origen a dos componentes 5a radiaci$n directa % la radiaci$n di*usa la primera es la +ue pro(iene directamente del disco solar, a+uella capa) de pro%ectar sombras, % la segunda es la +ue llega dispersada en todas direcciones de la b$(eda celeste. 5a suma de estas dos se llama radiaci$n global o emis*érica. Ha% muca literatura al respecto. Es recomendable abocarse a ello para completar con muco *undamento en este Mini-Curso. .-Mini-Curso: O%N%! &$ %&%C!#C#2$2 P!OC%2%N% 2%& SO& ttp22eliseosebastian.com2blog2energía-solar2 7Podemos independi)arnos de las autoridades locales o gobiernos administrati(os % tener sin ellos la cantidad de energía eléctrica +ue deseamos8 7Podemos e(itar los gastos por consumo de corriente eléctrica8 9ue te parece si al 4nal de este Mini-Curso respondemos esas preguntas. .1 3Cmo se obtiene la electricidad4 7De donde (iene la corriente eléctrica8 :ecordemos mu% sucintamente a continuaci$n Central 5idroel+ctrica: En la +ue la energía potencial del agua almacenada en un embalse de agua se trans*orma en la energía cinética necesaria para mo(er el rotor de un generador, % posteriormente trans*ormarse en energía eléctrica. Por este moti(o, se llama también ;Central Hidroeléctrica< Central +rmica: En donde la energía mec#nica +ue se necesita para mo(er el rotor del generador % por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del (apor *ormado al er(ir el agua en calderas. El (apor generado tiene una gran
presi$n, llega a las turbinas para +ue su expansi$n mue(a los #labes de las mismas generando corriente eléctrica. Central Nuclear: =uente energética, el uranio % en donde act>a como caldera un reactor nuclear. 5a energía térmica se origina por las reacciones de 4si$n en el combustible nuclear *ormado por un compuesto de uranio. Central ,eot+rmica: "nstalaciones +ue apro(eca la energía geotérmica es decir la suministrada por el calor de la 'ierra en (e) de petr$leo, carb$n u otro combustible. Central Mareomotri6: Energía asociada a las mareas pro(ocadas por la atracci$n gra(itatoria del Sol % principalmente de la 5una .5as mareas se aprecian como (ariaci$n del ni(el del mar, +ue ocurre seg>n la di*erencia de la topogra*ía costera. Central %lica: "nstalaci$n en donde la energía cinética del (iento se puede trans*ormar en energía mec#nica de rotaci$n. Para ello se instala torres en cu%a parte superior existe rotores con m>ltiples palas, orientadas en la direcci$n del (iento. 5as palas o élices giran alrededor de sus e1es ori)ontales +ue act>a sobre un generador de electricidad. Central Solar: En la +ue se apro(eca la radiaci$n solar para producir energía eléctrica Este proceso, Central Solar. Se subdi(ide en dos especialidades 7 Central 8oto9oltaica: Donde se ace incidir las radiaciones solares sobre una super4cie de un cristal semiconductor, llamada célula solar, % producir en *orma directa la corriente eléctrica por e*ecto *oto(oltaico . %sta es la ra6n de nuestro “1er. Mini-Curso'. 7 8otot+rmica: El calor de la radiaci$n solar calienta un 6uido % produce (apor +ue se dirige acia la turbina produciendo luego energía eléctrica. 7 Sales de almacenamiento de ener()a: Parte de una Central Solar =ototérmica, donde se utili)a la sal *undida para almacenar el calor del sol trans*orm#ndolo en energía eléctrica, incluso en oras de ausencia del Sol, >ltimamente se est# di*undiendo como la ;tecnología de sales *undidas< para lograr la corriente eléctrica. .-COMPON%N%S 2% "N S#S%M$ SO&$! %&%C!#CO ttp22eliseosebastian.com2componentes - de- un-sistema-panel-solar2 .1 Paneles solares Es el cora)$n del sistema solar eléctrico.
Ha% (arios tipos. Casi siempre, a ma%or energía del Sol se genera ma%or cantidad de electricidad. 5a ma%or parte de paneles est#n dise3ados para producir energía de ?@ a ?A (oltios. Pueden traba1ar (arios paneles a la (e) %n serie: Como se aprecia en la imagen para generar alto (olta1e, típicamente de @ ( $ @A (. %n paralelo: Cu%o sistema permite m#s carga atts/ en ba1o (olta1e. . ater)as 5a generaci$n *oto(oltaica se reali)a durante las oras de sol, % se almacena en acumuladores o baterías para *#cilmente desde a+uí se suministre la energía a las necesidades demandadas principalmente en las noces. . Controladores 'ambién conocidos como re(uladores. Dispositi(os electr$nicos +ue preser(an la (ida de las baterías, e(itan las sobrecargas gasi4caci$n/ % sobredescargas cruce de celdas/ % protegen a las cargas % al sistema en general de los cortocircuitos. Debe o*recer la posibilidad de manipular el estado del sistema mediante indicadores de corriente, mostrando el estado de carga de la batería, con un ba1o consumo propio, entre otros. Su nombre lo dice ;controla< . #n9ersores 2C-$C n sistema *oto(oltaico genera corriente continua ?, @, @A 0DC/, pero mucos e+uipos re+uieren corriente alterna C&, 0, F H)/, es por ello +ue se emplean in(ersores +ue son unos dispositi(os electr$nicos +ue con(ierten la tensi$n continua
de entrada ?0, @ 0/ en tensi$n alterna. 'ambién se emplean con(ersores DC2DC, para acoplar di*erentes (olta1es DC. .; $P$!$OS %&%C!#COS 5a ma%or parte del sistema solar *unciona a (olta1e bastante ba1o- ? 0 $ @ 0 com>nmente. & menos +ue se re+uiera otro sistema de instalaci$n +ue es *actible de acuerdo a las necesidades. Muco de los e+uipos a usarse est#n disponibles para e1ecutarse desde una *uente de ? 0 bombillas, ne(eras, ornos, calderas, tostadores, ca*eteras, secadores de pelo, productos de limpie)a, tele(isores, radios, la(adoras. Desde una *uente de ? 0, también pueden ;cargarse< artículos port#tiles como reproductores de MPG % telé*onos celulares. <h = m> . #N%!%&$C#ON %N!% ?O&$@%0 $MP%!$@% A ?$#OS Por otro lado, es importante recordar la capacidad de potencia en un consumo de energía, la cual se mide por atts-ora. Se puede a(eriguar la potencia de los aparatos % electrodomésticos de cuatro maneras 7 %n las etiBuetas colocadas en la parte posterior de cada aparato. Siempre debe lle(ar consigo 1unto a las *uentes de alimentaci$n eléctrica. En el manual del aparato doméstico. Midiendo la cantidad de atts con a%uda de un medidor Multímétro. Comparando los datos de medicin de otro artículo similar en uso & menudo una *uente de alimentaci$n muestra una salida de corriente en &mperios, mu% poco en (atios atts/. Pero si, se conoce la cantidad de 0oltios de salida o también se dice el ;0olta1e de salida<, entonces se puede calcular *#cilmente su Potencia atts/ mediante la *$rmula Potencia <atts> D ?oltios E Corriente
PD?F$ =h 1;m. En la pr#ctica esta Potencia es conocida como ;la carga<. Es para esto lo +ue necesitamos un sistema *oto(oltaico caso del presente Mini-Curso.
Esta *$rmula es importante. 'endremos +ue aprender totalmente de memoria. Cuidado con los términos. Son de ;locos< pero +ue bien lo entienden los electricistas % electr$nicos. Iosotros también lo dominaremos. No te preocupes.
$hora0 3estamos *a preparados para construir un Panel Solar4 Por supuesto Bue siG Hemos tomado como promedio una *amilia, +ue para tener energía eléctrica en su ogar % ba1ar su presupuesto *amiliar no dependa de las redes de empresas de energía tradicionales. &cude a nosotros % nos solicita energía eléctrica para las siguientes necesidadesJ ?.- "luminar una sala durante @ oras diarias. .- "luminar su dormitorio oras todas las noces. G.- "luminar la puerta de su casa +ue da a la calle durante A oras todas las noces. @.-'iene un '0 a color de ?K pulgadas % lo usa durante G oras diariamente. L.- 'iene una laptop internet/ encendida durante oras al día. F. na mini-re*rigeradora traba1ando las @ oras.
%s nuestro reto0 dar satisfaccin a esta familia. &o lo(raremos. Nos encontramos en la &eccin 0 en H horas. xitos, Eliseo Sebastian contactoNeliseosebastian.com
OOO.eliseosebastian.com
OOO.*aceboo.com2EliseoSebastian'ames GQ
OOO.tOitter.com2eliseosebas
&%CC#ON “Preparacin ,eneral' 2imensionamiento0 Panel Solar
herramientas * materiales para la construccin del
"ng. Eliseo Sebasti#n Master en !esti$n % Control &mbiental 1.- P!%P$!$C#ON ,%N%!$&
1.1 CIlculo de corriente el+ctrica para nuestro caso presentado Para los 4nes propuestos como e1emplo, la cantidad de energía eléctrica consumo por día se puede apreciar en el presente cuadro.
CIlculo de necesidades ener()a el+ctrica bIsicas $rtefactos 1 ? hora/2)a
atts
5oras/d)a
att-
"luminaci$n Sala
??
@
Puerta a la calle
??
A
@@ AA
'ele(isi$n ?K< Color
F
G
5aptop computadora
@
?
Dormitorio Mini :e*rigeradora
??
?
A
@
AA Consumo Ieto de Energía atts2Hora2Día/
F@
Consumo 'otal considerando ?R ine4ciencia / atts2Hora2Día/ TF / Considerando el *actor de potencia P= U ?R/ como seguridad para sistemas de arran+ue u otro moti(o / Para el resultado de la >ltima columna simplemente se multiplica las dos primeras columnas
Por lo tanto, re+uerimos un sistema de paneles para cubrir este consumo de energía eléctrica sin recurrir en lo absoluto a ninguno de los sistemas tradicionales. Es decir, nuestro consumo diario es =.K=L wh/d)a para lo cual construiremos nuestro sistema eléctrico a base de paneles solares. . Q 1. &u(ar de #nstalacin Es importante tener en consideraci$n el lugar, #rea o ubicaci$n de lo +ue estamos pro%ectando construir. 5a energía +ue recibimos del Sol es m#s +ue su4ciente para cubrir la demanda energética. :ecibimos ?, (eces el actual consumo de energía en el mundo, pero +ue pasa en los lugares de poca disponibilidad de Sol o en épocas de largos días de in(ierno con un cielo llu(ioso u ;opaco< por moti(os climatol$gicosJ el pro%ecto en menci$n tendría problemas de disponibilidad de los ra%os solares. Por lo tanto es supremamente importante tener claros los conceptos de irradiancia e irradiaci$n OOO.eliseosebastian.com/
5a irradiaci$n solar en 5atinoamérica es excelente como en Holanda. 5a 6uctuaci$n por estaciones es muco menor +ue la de las regiones n$rdicas. Por e1emplo, la irradiaci$n promedio en in(ierno puede ser tan ba1a como .L -m2día, mientras +ue en el (erano puede darse (alores por encima de L-M2día caso Per>/. &sí como este corto comentario es importante tener presente los conceptos generales de inclinaci$n % orientaci$n del Sol % 5atitud del lugar. Pero no te preocupes, estos detalles es tan +uedando atr#s en menci$n por+ue las nue (as películas o celdas solares (an me1orando en cuanto a sensibilidad % captaci$n de energía. :ecordemos adem#s las ;sales *undentes <o% apo%an a la ausencia del Sol para acumular energía. ttp22eliseosebastian.com2blog2celulas-*oto(oltaicas-de-ba1o-coste-%-altorendimiento .- !%C"!SOS P$!$ &$ CONS!"CC#ON 2% P$N%&%S .1
Nmero de paneles
2atos: Para .TF Vatts22d de consumo solicitud planteada por la *amilia/.
Disponible ? celdas monocristalinas de .L 0oltios, G, &mperios tama3o G
0
de
=actibilidad de tama3o de panel Para G celdas por panel ? celdas reser(a/ medidas G: Medida de cada celda
.L (olt. W G. &mp.
U?.L att
0olta1e de cada panel
G celdas x .L (olt
U ?L 0olt.
Potencia de cada panel
?L. 0olt x G. &mp.
Energía por panel
@L. atts x L.L r2día
Paneles re+ueridos
TF 2 @T 2 panel
U @L atts U @T,L 2panel U G paneles aprox.
. 2imensionamiento de Paneles Se traba1ar# con el dise3o de G columnas de ? =ilas cada columnaJ es decir ? celdas por columna, 'otal G celdas por panel. Para tres paneles se re+uieren K celdas solares. $ncho: Se conser(a X< de espacio entre columnas Y ?. pulgadas de espacio en ambos lados extremos de las columnas. $lto: De igual manera se conser(a X< espacio entre Celdas en las columnas % ? Z< extremos superior e "n*erior. Con estas medidas sugerimos un substrato o tablero donde deben permanecer las G celdas de acuerdo a criterio % pr#ctica. 5a base est# sugerida. 'ener en cuenta de todas maneras +ue -
5as celdas se unen soldadura/ sobre un tablero llamado ;substrato< exactamente conser(ando las medidas del con1unto de celdas %a unidas % los espacios indicados. 5a ca1a donde se coloca el substrato con las celdas unidas llamado tambiéntil. 5o importante es +ue el substrato, con el 1uego de celdas conectadas o soldadas entre si enca1en precisamente. Por ello tener mu% en cuenta los datos. Papel l#pi) % un poco de n>meros.
No ol9idar: 'enemos la tarea para construir tres paneles de las mismas dimensiones.
GQ .G Herramientas e instrumentos 'ambién un buen criterio es mandar acer la ca1a ;respaldo<, pero indicando cuidadosamente las medidas exactas del estrato % los marcos de acuerdo a dise3o pre1u)gado. 5a cla(e es armar el 1uego de celdas correctamente. &un mandando acer la carpintería, el cora)$n de este pro%ecto es entender su enca1e, seguridad % presentaci$n del panel. Dimensionar, dise3ar el modelo, soldar las cintas entre celdas % probar la parte eléctrica es nuestra tarea supremamente importante. Para cual+uiera de los casos es mu% 1usto contar con las siguientes herramientas primordiales: .
Multímetro Digital
.
.
Masilladoras
.
Broca2:odillo para pintura
.
!uantes2:espirador
.
Esp#tulas de acero
.
'aladro % brocas
.
!a*as de seguridad
.
5#pi) % papel
.
Cintas de medida lineal
.
Escuadras
.
Probador de Celdas Cobre/
.
Pin)as25i1as2Cla(os2'ornillos
.
Sierra para Metal
. .
Pistola de soldar
Serruco para madera
Pun)$n 2Pin)as
.@ Materiales & continuaci$n un listado de los materiales b#sicos para construir nuestros propios paneles solares. .
Celdas Solares ? unidades/
. 0 Protector Sol
.
.
G
&diti(o para protecci$n de la madera expuesta al
. Madera Contraplacada del Panel
.
Para soporte de las celdas % la Estructura
. &lambres de Cobre de colores en general
.
Para la conexi$n de las celdas % terminales
.
0idrio
.
Para cubrir a las celdas en toda la unidad
.
Silicona
.
&segurar al (idrio, cables de cobre, #ngulos %
. Plexiglas reser(a/ celdas posteriormente.
.
[til también para proteger también las
. 0irutas de lat$n o 4erro/ caliente.
.
Para limpie)a del soldador en operaci$n
. Prensas grandes madera.
.
Su1etar cuando se pegue entre partes de
.
\ngulos de &luminio
.
De ser necesario para me1or presentaci$n.
.
Cinta aislante eléctrica
.
Bande1as, Masilla, 5i1as, 'rapos, &gua, Boti+uín de Primeros &uxilios, Entusiasmo,
.
Para los terminales % uniones de los cables.
Por ahora0 estI bueno hasta aBu)G 3%stIs e9aluIndote t mismo4 3%stIs tomando accin4 e a(radeceremos nos dees tus Comentarios0 pre(untas o aportes. %scr)banos con conan6a Nos 9emos en la &eccin 0 en H horas. QEitos %liseo SebastiIn
&%CC#ON “#nstalacin %l+ctrica * erminado de Paneles' Circuito en Serie * ConeEin entre Celdas 1.- #NS$&$C#ON %&%C!#C$ 2% &OS P$N%&%S En esta lecci$n nos abocaremos a de1ar pr#cticamente operati(o el Sistema de Paneles de acuerdo al pedido inicial indicado en la 5ecci$n ?. .- 2%8#N#C#ON 2% #NS$&$C#ON 2% C#!C"#O ]b(iamente a+uí no (amos a demostrar los detalles de los di*erentes circuitos, pero (ale la pena remembrar +ue la instalaci$n de Circuito en Serie es la menos complicada por+ue la corriente eléctrica tiene un camino directo para llegar al punto de partida sin obst#culos de los elementos intermedios. Cuando la corriente eléctrica se bi*urca en cada nodo, en cada cruce de ondas eléctricas se le conoce como Circuito en Paralelo. &ora la combinaci$n de éstos es conocida como Circuito Mixto. 5as instalaciones de los sistemas *oto(oltaicos en su ma%oría, por no decir todas, se instalan en Circuito en Serie, por lo tanto es *#cil suponer +ue las mismas celdas %a est#n en Serie como podemos apreciar nuestro caso. &sí la disponibilidad operati(a de nuestros tres paneles, para lograr nuestro ob1eti(o, estar# tomando la presente distribuci$n. :ecordando el tema puntual, para nuestra necesidad de .TF 2día e iluminar la casa *amiliar indicada en la 5ecci$n ?, tenemos entonces los tres paneles instalados Circuito en Serie +ue al traba1ar durante L.L oras al día a exposici$n del Sol, logramos acumular energía en las baterías su4ciente para responder las necesidades .?GL atts x L.L orasU .T@ atts22día/. ? m,t, K.@.?L/ F@Lm ?.@.?L/ .- C"#2$2O 2% M$N%@O CON &$S C%&2$S
5a *orma m#s com>n de las celdas solares se basa en el e*ecto *oto(oltaico, en el cual la lu) +ue incide sobre un dispositi(o semiconductor de dos capas produce una di*erencia de *oto(olta1e o del potencial entre las capas. Este (olta1e es capa) de conducir una corriente a tra(és de un circuito externo de modo de producir traba1o >til. &ora, no de1es de (er este (ideo. Por *a(or, #galo, ser# en pro(eco tu%o. Ios abla nuestro amigo experto pro*esional ^osé rbano. ttp22OOO.%outube.com2Oatc8(U_0!*IcEn`D G.? Mu% *r#gil Cada celda solar consta de una placa de (idrio +ue permite ingresar la lu), pero protege a los semiconductores en la celda de los elementos. 'iene planca delgadísima asta ? mm./ de semiconductores tipo ;n< % tipo ;p<. El tipo ;n< tiene una concentraci$n de electrones muco m#s alta +ue la del tipo ;p<, % ambos est#n contaminados a prop$sito con #tomos de otros elementos como el boro % el galio. 'iene también otras dos capas +ue rodean a la planca de semiconductores, +ue act>an como un conductor de electrones entre las dos capas de semiconductores. =inalmente, otra capa anti-re6ecti(a entre la capa de (idrio % el semiconductor, para minimi)ar la pérdida de lu) por re6e1o. 'odo un rollo no8 ttp22eliseosebastian.com2blog2preparandonos-para-el-?er-minicurso2
$ una celda delicade6a.
solar
debemos
tratarla
con
suma
%s mu* 8!$,#& . Pruebas de Potencia Colocar las celdas perpendiculares a los ra%os del Sol. El lado positi(o de la celda %ace sobre la planca de cobre-probadora. 5a cara negati(a est# mirando al Sol para acer uso del multímetro en la *orma +ue (emos en esta *oto. Por e1emplo, en este caso, la potencia de esta placa arro1a .L 0oltios, indicando +ue est# en buenas condiciones.F T?Lm ?.@.?L/
