marți, 23 februarie 2010

Celula Solară


Ce este o celulă solară?

O putem numi inima unui panou solar... Este fabricată dintr-un material care în contact cu lumina (un anumit spectru luminos) produce curent electric. Pe scurt, procesul de producere a energiei electrice e în felul următor: Fotonul loveşte suprafaţa fotosensibilă a celulei, care eliberează un electron.

Pe piaţă se găsesc o multitudine de tipuri de celule care se diferentiază prin formă, compoziţie, eficienţă, aranjamentul materialului fotosensibil. Cea mai obişnuită formă este cea dreptunghiulară.

Partea fotosensibilă este catodul (-), iar partea ferită de lumină este anodul (+).


De unde se pot cumpăra?

Asta e o problemă. La noi în ţară nu se prea găsesc celule de vânzare cu bucata, doar panouri gata făcute. Am căutat pe net, iar cele mai convenabile celule le-am găsit pe eBay. Am încercat să cumpar direct de la producătorii europeni, dar fie nu lucrează cu persoane fizice, fie nu vând celule la bucată, fie vând dar mult prea scump.


Eu am cumpărat pe lângă celule si conductori (bandă metalică groasă şi subţire) şi un tub de răşină (un fel de sacâz mai lichid).

Odată cumpărate, cum le folosim?

Pentru a putea culege şi folosi energia produsă de celule, trebuie lipiţi conductori pe anod şi pe catod. Eu am cumpărat celule care aveau deja catodul lipit, aşa că a trebuit să lipesc doar anodul. Desenul de mai jos arată o celulă văzută din profil cu catodul şi anodul lipite.

Pentru început am curăţat cu o răşină punctele de contact de pe anod. Nu trebuie neapărat dat cu răşină, sacâzul e la fel de bun.

Apoi am făcut niste insule de cositor, am pregătit sârma conductoare (care defapt e o bandă metalică foarte subţire), şi am facut lipiturile.

Trebuie avut grijă ca grosimea lipiturilor să nu fie prea mare, ca să nu incomodeze montarea celulelor în panou. Problema asta o să fie mai clară când o să descriu realizarea panoului.

Precizare: se vede în mai toate pozele o cutie-ambalaj de la un telefon fix. Nu este vorba de publicitate mascată :P... Am folosit cutia pe post de suport pentru lipirea sârmelor pe celule şi ca să nu-mi murdăresc biroul (lucru pe care nu l-am prea reuşit). Am lipit de cutie şi nişte piese de plastic în formă de "L" (făcute din distanţiere folosite la montarea faianţei) ca să mă pot ghida mai bine la făcutul lipiturilor şi ca să fixeze celula mai bine. Mai târziu o să se vadă mai bine la ce folosesc distanţierele astea din plastic.

Cum testăm că merg?

Dupa ce am făcut toate lipiturile urmează testarea celulei. Pentru asta e nevoie de un aparat de măsură pus pe măsurat curent si de o lampă (sau orice altă sursa de lumină). Eu am folosit o lampă de birou cu un bec de 60W. La lumina lămpii, celula ar trebui să dea un curent între 60-100 mA (astea sunt valori obtinuţe prin măsurători). Tensiunea nu ne interesează pentru că e oricum foarte mică (0.5V), iar dacă ar fi ceva probleme cu tensiunea, cu siguranţă s-ar vedea la măsurarea curentului (adică ar fi mult mai mic curentul :P).

Se întoarce celula cu catodul în sus şi se fac măsurătorile la ambele puncte de contact (pe stânga şi pe dreapta).


Curentul măsurat e de 97.3 mA pe stânga şi 97.4 mA pe dreapta, ceea ce înseamnă că lipiturile sunt bune, iar curentul generat e simetric. Concluzia e că celula e numai bună pentru a fi folosită la panou.

Motivul pentru care curentul pe care îl dă celula la lumina becului e aşa de mic e acela că materialul fotosensibil "lucrează" pe un anumit spectru al luminii. Cum lumina dată de becul incandescent nu are un spectru complet, curentul produs de celulă nu e mare. Valorile măsurate se schimbă radical dacă înlocuim lumina de la bec cu cea de la soare. Aveţi grijă să nu vă stricaţi aparatele de masură! O singură celula poate da un curent de ordinul amperilor (până la 3.5A). Eu am măsurat 2.24A generat de celulă printr-o sticlă de 3mm grosime.



Ei, şi acum aceeaşi succesiune de paşi trebuie făcută pentru celelalte 29 de celule care o să fie folosite la panoul solar. 

După câteva ore (bune) de muncă cele 30 de celule sunt gata pentru a fi montate pe panou.


Acum că-s toate pregătite ce facem cu ele?

Scopul meu este să realizez un panou care să scoată approximativ 15V şi 2-3A. Pentru asta o să am nevoie de 30 de celule legate în serie. O celulă generează 0.55V şi 3A (ideal), asta înseamnă că 30 de celule legate în serie vor scoate: 30 x 0.5V = 15V şi 3A. Dar cum condiţiile nu să fie ideale, panoul va scoate ceva mai puţin curent.

În serie, celulele vor fi lipite între ele astfel: anodul primei celule se va uni cu catodul următoarei celule, şi aşa mai departe, ca în desenul de mai jos.

Am ales 15V dintr-un motiv simplu: 15V e o tensiune oarecum "nepericuloasă" de încărcare a unei baterii Auto. Asta înseamnă că pot lega panoul direct la o baterie de maşină fără a mai trebui un circuit de reglare a încărcării. Pe măsură ce bateria o să se încarce, o să tragă din ce în ce mai puţin curent, iar pe la 14.5V, când bateria e încărcată complet, o să mai rămână doar un curent foarte mic care o să vină de la panou ca sa compenseze cu autodescărcarea bateriei. Ştiu că nu e sănătos pentru baterie un astfel de regim de încărcare, dar nu am vrut să mă complic (mi-a fost lene).

În episodul următor o să prezint construirea panoului. :)

31 de comentarii:

  1. Tare tutorialul tau,
    Daca ai timp sa schimbi impresii si cunostinte astept un e-mail la Cristy_mitre@yahoo.com

    RăspundețiȘtergere
  2. foarte bun tutorialul! incerc si eu sa fac un incarcator pentru iPod din celule solare! doar ca nu am idee de unde se gasesc celule solare, am gasit doar pe okazii!
    bafta in continuare!

    RăspundețiȘtergere
  3. Bravo, se vede ca ai vointa si meriti sa fi apreciat pentru asta.
    In romania tot mai greu se gasesc oameni sau tineri cu dorinta de a avea un hobby

    RăspundețiȘtergere
  4. ...foarte explicit foarte util, m-a ajutat foarte mult, multumesc!

    RăspundețiȘtergere
  5. D-le Misha va felicit pt ceea ce faceti,am si eu o mare rugaminte la dumneavoastra:as vrea sami faceti si mie un panou sau macar sami faceti rost de celule vi le platesc dublu numai sa le aduceti in tara.

    RăspundețiȘtergere
  6. Salutare,
    Pentru a face un astfel de panou am nevoie de timp liber, iar puţinul timp liber pe care îl am de abia îmi ajunge. Pot să vă ajut, momentan, doar cu sfaturi legate de construirea unui panou fotovoltaic.
    Legat de celule, nu ştiu când voi face o nouă comandă, aşa că v-aş sugera să încercaţi la magazinele care comercializează instalaţii termice sau electrice solare.
    Oricum mulţumesc pentru interesul arătat faţă de acest blog.
    Numai bine!

    RăspundețiȘtergere
  7. D-le Misha va inteleg dar totusi insist si totodata scuzati-mi insistenta,eu nu ma grabesc se poate si peste o luna 2-3 doar sa le comandati dumneavoastra vin eu dupa ele ,magazinele pe care leam gasit vinde doar panouri gata facute si sunt foarte scumpe.va rog mult.

    RăspundețiȘtergere
  8. Salutare,
    Până la următoarea comandă pe care o voi face poate merită încercat (printre altele) şi aici:
    http://www.elforum.ro/viewtopic.php?f=59&t=67025
    http://technobest.eu/category.php?id_category=6
    Spor!

    RăspundețiȘtergere
  9. bravo imi dai idei.bafta

    RăspundețiȘtergere
  10. salut dl.Misha,v-am trimis o invitatie pe mess.as dori cateva informatii despre construirea panourilor solare loc.tot in TM.in lim.timpului disponibil,

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salutare,
      Din păcate nu prea intru pe messenger, aşa că cel mai bine e să-mi trimiţi un mail.
      Numai bine!

      Ștergere
  11. celulele b grade sunt bune?

    am gasit si pe http://www.ebay.de/itm/36-3x6-Poly-Solar-Cells-1-8W-Each-NO-CHIPS-No-LOW-Power-Cel-High-power-delsolar-/200747109472?pt=UK_Gadgets&hash=item2ebd75cc60

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salut Cătălin,
      Din câte am apucat să citesc la descrierea celulelor, par a fi în regulă. Singura obiecţie pe care o am e că sunt catalogate ca celule grade B, adică au defecte. Cel mai bine ar fi dacă ai lua legătura cu cumpărătorul şi să-i ceri mai multe detalii despre celule/defecte.
      Numai bine!

      Ștergere
  12. Sa traiti dl Misha,,as dorii mai intai adresa dumnevoastra de e mail, am nevoie sa stiu cum se lipeste catodul , ca anodul arata mai sus , va rog frumos pavelescudan@yahoo.com...multumesc mult Pavelescu Dan

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salut,
      Poţi folosi adresa de mail de la Contact.
      Spor!

      Ștergere
  13. Dan citeste tot de pe aicisi esti inginer:))

    RăspundețiȘtergere
  14. Poti sa imi dai detalii despre taxa de vama pentru celulele solare ?
    ...stii cumva daca au aparut pe piata noile tipuri de celule care sunt active si la lumina reziduala?

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salut Cătălin,
      Pot să-ţi spun că ultima dată când am făcut comandă la celule se plătea o taxă vamală dacă valoarea coletului depăşea echivalentul a 45 euro. Din cauza asta majoritatea celor care cumpără de pe ebay se înţeleg cu vânzătorul să treacă pe pachet menţiunea de cadou (gift), caz în care nu se plătesc taxe. Asta a fost acum un an şi ceva. De atunci s-ar putea să se mai fi schimbat lucrurile. Cel mai bine ar fi să mergi într-o zi până la vamă (sau la poştă) şi să întrebi de la ce valoare a pachetului se percepe taxa şi care sunt situaţiile în care pachetele sunt scutite de această taxă.
      Numai bine!

      Ștergere
  15. In primul rand felicitari pentru realizare! Poti sa imi spui te rog de unde ai comandat conductorul (Tabbing Wire) si tubul de rasina ? (Flux Pen). Se gaseste cumva in Romania asa ceva ?

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salut,
      Pachetul pe care l-am comandat de pe ebay conţinea, pe lângă celulele fotovolaice, conductor subţire, conductor gros şi un tub de răşină.
      Eu sunt convins că se vinde şi la noi aşa ceva. Am văzut din ce în ce mai multe anunţuri, pe diverse forumuri, cu celule fotovoltaice. E foarte probabil ca cei care vând aşa ceva să aibă şi kit-uri complete (cu tot cu conductoare şi răşină). Poate merită să încerci şi la magazinele care vând panouri gata făcute. S-ar putea să aibă şi kit-uri.
      Numai bine!

      Ștergere
    2. Salut, multumesc pentru raspuns! M-am apucat si eu de constructia unui panou fotovoltaic, pe baza unor celule de 156x156 mm, tabbing wire-ul l-am lipit eu fara flux pen (am comandat solutie de flux dar nu m-a multumit deloc efectul ei.. (murdarea suprafatacelulei) asa ca am adaugat fludor si le-am lipit cu ceva fludor in plus. Din pacate celule s-au curbat putin si imi e frica sa nu se rupa in momentul cand le lipesc intre sticle din cauza presiunii.. Am vazut intr-un clip sugestia de a le lipi cu scotch pe spate ca sa le creasca rezistenta. Si ma gandeam sa le lipesc pe spate intre ele cu scotch american rezistent (am sa fac si un test inainte sa vad cum se comporta daca se ridica mult temperatura)
      Acum ideea e.. am vazut ca tu ai scris ca celulele se extind datorita caldurii..poti sa imi spui, te rog de unde ai citit asta ? Eu ma gandesc ca oricum nu prea pot sa se extinda pe dimensiunea pe care e lipit firul (latime in cazul celulelor utilizate de tine). Vreau sa incerc sa elimin complet pierderile de celule la construirea efectiva a panoului pentru ca am numar fix.

      Ștergere
    3. Salut,
      Din câte am înţeles conductorul are suflat un strat subţire de fludor pe suprafaţa lui, care ar fi suficient penru a realiza lipirea de celulă. Dar, când a fost de făcut lipituri, şi eu am adăugat fludor, pentru siguranţă. Întradevâr, nu arată la fel de bine ca şi cele lipite din fabrică, dar măcar sunt împăcat că lipitura pare mai "sănătoasă".
      Dacă celulele sunt tensionate, sunt şanse să apară fisuri, dar nu e o tragedie. O crăpătură la o celulă nu-i afectează cu foarte mult caracteristicile electrice. Atâta timp cât nu se sparge în bucăţi nu-i problemă mare.
      Despre dilatarea celulelor vorbea un tip din SUA care şi-a făcut, printre altele şi câteva panouri fotovoltaice, şi după care m-am luat la construirea primului panou. Tipul zice la partea de lipire (caută pe pagină după "UPDATE 04/01/10") că celulele se dilată (şi se contractă) şi că trebuie să aibă loc să "lucreze" cu schimbările de temperatură şi umiditate:
      http://www.mdpub.com/SolarPanel/index.html
      Cât despre lipirea celulelot cu scotch, nu ştiu ce spun pentru că nu am încercat să fac aşa ceva. Cel mai cuminte e aşa cum ţi-ai propus, adică să faci un mic test şi să vezi ce se întâmplă. Eventual, ne poţi spune şi nouă rezultatul încercării... :-P
      Numai bine!

      Ștergere
  16. Salut Misha, am facut testul cu 2 tipuri de scotch: standard transparent si american respectiv 3 teste repetate la fierbinte si la rece. Practic am lipit scotch-ul pe o cana de metal in care am pus apa fierbinte si apa rece. Rezultatul e ca ambele scotch-uri tin, dar cel american (argintiu de putere mare) s-a dezlipit usor pe cand cel standard a rezistat fara probleme. Am sa ma mai gandesc daca voi folosi scotch sau nu.
    Pana una alta aici e "setul meu de lucru" in stadiul curent: https://www.facebook.com/photo.php?fbid=4583919509340&set=a.1051604123663.2008828.1032551861&type=3&theater (am incercat un FTP dar nu merge asa ca folosesc FB. Daca toate merg bine atunci panoul rezultat va fi de 125x100 cm cu o putere teoretica maxima de 125W (18 volti). Foile de sticla folosite sunt una de 6 mm si una de 4 mm..pentru foi mai groase pretul era mult mai mare si trebuia sa si astept cateva zile. Ma gandesc ca voi mai pune la spate, pe langa foaia de sticla de 4mm un policarbonat tot de 4mm care sa dea putina flexibilitate panoului, respectiv, sa fie protejata mai bine sticla macar pe o parte.

    RăspundețiȘtergere
  17. Salut Misha, am terminat panoul (ieri). Am insa momentan o mica problema/nedumerire.. Panoul ar trebui sa genereze, in conditii optime 15V(18V la liber) cu 8 Amperi. Am pus panoul pe balcon, si mi-a scos cei 18V la liber insa doar 70 miliamperi. Nu ma asteptam la 8 Amperi, dar totusi nici la 70 miliamperi. Din pacate in procesul de constructie mi s-au crapat(unele s-au rupt in 2 sau mai multe bucati) 4 celule. Neavand celule de schimb.. le-am reconditionat pe care am putut si le-am pus asa in serie cu celelalte. Poate sti tu mai bine.. e posibil ca sa fie o corelare intre faptul ca produce mai putin curent si faptul ca unele dintre celule sunt sparte? (sincer sper sa nu.. ca e gata facut, lipit.. nu-l mai desface nici papa de la roma acum.. Eu sper sa am o surpriza placuta cand va bate soarele direct pe el..)

    RăspundețiȘtergere
    Răspunsuri
    1. Salut,
      Felicitări pentru realizarea panoului! :-)
      Un panou fotovoltaic funcţionează doar dacă e o zi cu cer senin şi soare. Dacă a fost înorat atunci când ai făcut măsurătorile, atunci e normal pentru curent să fie aşa mic. Şi panourile făcute de mine dau în perioada asta (mohorâtă) un curent de ordinul zecilor de miliamperi.
      Sugestia mea e să repeţi măsurătorile pe cer senin cu soare.
      Numai bine!

      Ștergere
    2. Salut,
      Multumesc mult pentru raspuns.. m-ai mai linistit :-).. astept cu nerabdare soarele.. sa rasara si pe strada mea atunci :)). Pana una alta, datorita faptului ca am facut niste mici "optimizari" la modulul de incapsulare a celulelor, postez aici un link catre pozele facute in timpul constructiei: https://picasaweb.google.com/112270450872002712813/PanouSolarDIY?authkey=Gv1sRgCIr7263QkqbhhQE# . Daca deranjeaza linkul (ca doar e blogul tau..) sterge te rog tot postul. Sarbatori Fericite in continuare si un an nou cat mai prosper si plin de realizari frumoase!

      Ștergere
    3. In primul rand da-mi voie sa te felicit domnule 'Ioan Paul' aka 'JP' pentru realizarea panoului,ai investit ceva banunti din ce spuneai pe FaceBook,unor persoane.Problema e urmatoarea,si incearca sa o evititi cat mai mult posibil:
      -evita ruperea celulelor(nu conteaza daca e pe margine sau pur si simplu pe jumate)va afecta curentul debitat de celula(I-ul)deci la cer senin si soare puternic nu vei obtine curentul la care te astepti si care ar trebui sa-l genereze panoul
      -verifica in timpul procedurii de lipire a benzii de iterconectare a celulelor,sa fie lipita bine sa nu existe probabilitatea de dezlipire in timpul manevrari sirului de celule sau a panoului
      -la finalarizarea procedurii de lipit a celulelor si a inserierii lor verifica inca odata toate lipiturile
      -conductorul care trebuie utilizat pentru legatura intre panou sau baterie sau magistrala de legatura(daca ai mai multe panouri conectare in paralel sau serie)trebuie sa aibe sectiunea de 2,5mm sau 3mm,cu cat este mai gros cu atat pierderile de curent sunt mai mici,evident nu trebuie sa alegi acum un conductor de sectiune 100mm,ci doar peste 2mm.
      In concluzie,te felicit inca odata pentru intentia ta de a cosntrui panouri solare fotovoltaice si daca ai nelamuriri sau intrebari referitoare la P.S.F.V te rog sa ma contactezi la rocktoandromeda@yahoo.com

      Ștergere
  18. omule e foarte buna explicarea ta dar eu ca si restul lumii nu inteleg asa de bine,si automat daca nu inteleg cum trebuie nu reusesc sa fac un panou de la cap la coada,te rog frumos fa si tu un material video despre celula si cum se asambleaza si se lipesc celulele in panou si intrega munca a panoului si inclusiv cum ai cumparat de pe EBAY,toti pasii si nu in ultimul rand toate cumponentele pe care leai cumparat si de unde,o sati fiu recunoscator,multumesc si astept materialul video

    RăspundețiȘtergere
  19. Felicitari,am urmarit toate postarile cu mult interes si cu parere de rau am observat activitatea din ce in ce mai scazuta pe blog .As vrea sa va rog in eventualitatea in care mai dati comanda daca ati putea include mai multe bucati si pt unul ca mine care nu prea se descurca cu Ebey ,bineinteles la un pret care sa va acopere deranjul
    Cu stima,Bogdan

    RăspundețiȘtergere
  20. Buna seara.
    Am gasit pe internet Celule Solare Fotovoltaice, 4 W, GRAD A

    CELULE SOLARE FOTOVOLTAICE 4,04 W

    DATE TEHNICE
    - tip celula : policristalina
    - dimensiune : 156 mm. x 156 mm.
    - bare interconectare : 3
    - putere maxima : 4, W
    - tensiune : 0,50 V
    - curent : 8,08 A
    - grad : A
    De cate am nevoie si cum sa fie legate(serie/paralel) incat sa pot incarca un leptop sau telefon. Leptopul cere 20V, 4.5 A. Iar telefonul 5.5V si 1A/1.5A. De preferat un dispozitiv prin care sa pot schimba voltajul si amperajul. O celula costa 6.39 RON. Poate nu sunt cele mai indicate, nu stiu . Astept o parere, doua. Multumesc si o seara placuta.

    RăspundețiȘtergere
  21. Buna seara. Ma numesc Ionut, si as dori sa va intreb daca am 12 panouri , fiecare a cate 24 celule de tipul Celule Solare Fotovoltaice, 4 W, GRAD A, ca cele de mai sus, cata putere nominala pot scoate pe parcursul unei ore adica putere W/h ca sa alimentez mai multe echipamente din casa ?
    Cum ar fi : un computer, un tv, mai multe becuri, un mixer, etc.
    Multumesc mult frumos.

    RăspundețiȘtergere