ESAS Renováveis

[... continuação]

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.



Passo 2:

Corte uma tira de tecido com cerca de 2,5 cm de largura e mais comprida que a placa de suporte metálico (prepare esta tira antes de colocar o silicone pois vai logo precisar dela assim que espalhar o silicone).
Pressione a tira de tecido na camada de silicone ainda fresca (ver figura seguinte)



Passo 3:

Envolva o tecido com uma nova camada de silicone, desta vez com mais cuidado, de forma a conseguir uma superfície o mais lisa possível (ver figura seguinte).
O objectivo destes dois passos é criar uma barreira que impeçam que acidentalmente as células toquem no suporte metálico e assim provoquem um curto-circuito.



Passo 4:

Deposite as células solares, com muito cuidado, na camada ainda fresca de silicone (ver figura seguinte). Se puder, e é conveniente que o faça, soldar as fitas de cobre das células à sua parte traseira e colocá-las, uma de cada vez no suporte. Depois então solde-as umas às outras, depois de ter verificado, uma a uma, que todas estão a funcionar.
Pressione com delicadeza cada célula contra o silicone fresco, de forma a eliminar as bolhas de ar que se formam. Todavia, cuidado! Não se esqueça que é preferível ficar com algumas bolhas de ar mas as células todas inteiras.



Passo 5:

Quando tudo estiver ok, aplique uma camada de silicone RTV sobre todo o módulo.
Finalmente, aplique, sobre esta última camada de silicone, enquanto ainda fresca, uma fita de Mylar plástica – plástico aderente - (da 3-M, por exemplo) (ver figura seguinte).
Com prática, isto produzirá uma camada exterior fina e uniforme, sem bolhas de ar.
Tenha cuidado de não envolver os terminais das células (aqueles que vão ligar ao circuito exterior), nem com o silicone nem com o plástico.



E pronto, se tudo tiver corrido bem, ficará com um painel solar híbrido (produz electricidade e aquece água – fotovoltaico/térmico) pronto a usar.
Se por acaso alguma célula “pifar”, terá de cortar essa zona com uma lâmina, reparar tudo com muito cuidado (e paciência, por isso é melhor assegurar-se que tudo fica bem feito à primeira, mesmo que demore mais tempo) e voltar a envolver a zona.



[continua...]