10 sept. 2014

Reacondicionamiento del panel solar fotovoltaico: Nuevo test


En la entrada anterior sobre la fabricación de un panel fotovoltaico de forma casera y económica, se vio que las células, supongo que por efecto de electrolisis, descomponía la silicona que estaba en contacto con la célula en sus compuestos, convirtiéndola en una masa líquida marrón que bloqueaba la luz, además de que se rompían casi todas al dilatar el policarbonato y aplicar tensiones en las células.

Testeando la unión interior por el contorno
Esta vez vamos a cambiar la forma de sujetar las células al policarbonato; antes de nada he realizado una prueba con un trozo de policarbonato de 3 mm. de espesor, pegando la célula sólo por las esquinas interiores:






He dejado secar y después le he aplicado calor con la pistola para someterla a toda la tensión posible:


Y la célula no ha podido soportar la tensión, rompiendo por donde ya tenía una pequeña grieta (fijaros en la primera foto).


La conclusión que saco con esto es que si aplico una fina capa sólo en las esquinas y por encima, en vez del interior, sólo para sujetarlas al policarbonato e impedir la entrada de agua y suciedad, puede ser suficiente ya que sólo se romperán las que ya estén parcialmente dañadas, como ya comenté en la anterior entrada. 
La idea es procurar no dañar ninguna célula al soldar las pistas para que no se rajen después.

Voy a ponerme manos a la obra y retirar las 45 células dañadas y pegar otras nuevas, pegándolas sólo por su exterior, de forma que la elasticidad de la silicona absorva la dilatación del policarbonato.

Retirando todas las células dañadas del policarbonato

Utilizando una espátula inox. afilada he retirado una a una las células; cuesta bastante, así que hay que armarse de paciencia.
Como podéis ver en la foto, los electrones han desecho la silicona en el centro de todas las células, convirtiéndola en una pasta pegajosa marrón, e incluso afectando parcialmente al policarbonato.


Para eliminar los restos de silicona he utilizado acetona; quitaesmalte barato introducido en un pulverizador; se aplica bastante cantidad y se deja un rato actuar, luego con la espátula sale todo con facilidad.


Una vez limpia la placa de policarbonato, preparamos las células de forma que sólo haya que unir el negativo de una con el positivo de otra, ya que no podemos soldar las pistas directamente sobre él.
No sé si lo expliqué en la entrada anterior, es conveniente soldar las pistas a las células encima de un cristal liso y limpio cada una, soldando por un lado el positivo (que es el que más cuesta que quede bien) con el hilo justo, y por otro dejando el lado negativo un poco más largo para unirlas:

Células apiladas preparadas para su uso
Las colocamos en el panel como la vez anterior:


Una vez colocadas en el panel, conviene, antes de soldar, aplicar un poco de silicona en los lados para dejarlas fijas y que no se muevan, y una vez endurecida al cabo de unas horas ya podemos soldar:


Después aplicamos por el contorno un fino cordón de silicona sellando bien contra la entrada de agua y suciedad (aunque este lado no quedará tan expuesto a las inclemencias del tiempo, hay que dejarlo lo mejor posible).

Una vez terminado el trabajo, procedo a colocar el panel en un lugar soleado y a ser posible sin sombras.

Cálculo de la inclinación óptima de un panel solar
En internet tenemos hojas de cálculo que nos facilitan la tarea, como el sistema de la Comisión Europea sobre información geográfica fotovoltaica, que nos indica la producción media diaria y mensual según el mes teniendo en cuenta datos geográficos y climáticos (no sólo la latitud) para hallar una inclinación óptima lo más ajustada posible:



En mi caso quería calcular cuánto perdería de producción anual si colocaba los paneles en el tejado, y entre los 14 de inclinación del tejado y la inclinación óptima de 33º la producción apenas varía un 4% menos, por lo que es totalmente factible el colocarlos ahí.

Con mi latitud no hay mucha diferencia entre ponerlo entre 14º y 50º de inclinación, por lo que tendremos que valorar si preferimos que la media mensual sea parecida todos los meses (o lo que es lo mismo, dar prioridad a lo producido en invierno) con una inclinación de 45º o más para aprovechar la luz invernal (produce un 1% menos en total por efectos de temperatura, etc), o por el contrario preferimos producir más en verano, acercándonos más a los 15º de inclinación apuntando al sur.

Lógicamente, si no queremos volcar a red como es nuestro caso, sino disminuir los consumos mínimos (el motor de la ACS térmica, frigoríficos, aparatos en stand-by, etc), es en invierno cuando se suele consumir más, por lo que los colocaríamos con 45-50º en pared.

Colgando el panel de la pared
La situación ideal para los paneles es el tejado, pero dado que quiero supervisar este panel, y que sea más accesible, además de proporcionarme sombra, he decidido ponerlo en el balcón, donde puedo examinarlo.
Como se puede ver en las zonas que ha estado la acetona actuando, el policarbonato ha empezado a blanquear superficialmente por los restos de acetona, sin embargo por suerte esto no restará apenas rendimiento (un 5% máximo), por lo que desde que lo he vuelto a poner hasta 3 semanas después sigue produciendo lo mismo; 101W pico, que no está nada mal teniendo en cuenta lo "blanqueado" que ha quedado (de un teórico máximo de 150W sin pérdidas).

Hay una pequeña sombra de un cable de teléfono que no afecta demasiado
Si os fijáis en la raya gris, he colocado un perfil de aluminio en U en uno de los huecos sin células para rigidizar el policarbonato, pues se doblaba mucho con el calor por su propio peso, que va sujeto al propio policarbonato con tornillos rosca-chapa y a los laterales.

El panel ya colgado al sol
Para sujetar el panel he utilizado pequeñas escuadras de metal que se pueden adquirir en ferreterías y almacenes de construcción, y tornillo M8 con tuerca de seguridad para que no se afloje con el tiempo.
Recorto la esquina del tubo cuadrado para permitir el movimiento a diferentes ángulos una vez amarre los soportes a la pared.


El panel es bastante ligero, unos 20 kg. de peso que con ayuda de una escalera grande y algo de ayuda es fácil de colocar; he usado tirafondos grandes y tacos de M6, perforando directamente a través de los agujeros de las chapas y atornillando un sólo tornillo a cada lado para sujetar y luego finalmente dos más a cada lado.


De momento sólo le he colocado un soporte para mantener el ángulo; al tubo cuadrado le he soldado en un lado un par de trozos de pletina con las puntas matadas para permitir los giros sin que toque el plástico. Se hacen agujeros pasantes con una broca de Ø10 mm:

La foto del soporte, con la pintura todavía sin aplicar

En esta ocasión, como ya había comprobado con la célula del test, sólo se han rajado aquellas que ya tenían principios de grietas (falta de cuidado a la hora de soldar las pistas) o las que he golpeado sin querer al colocar el soporte, resultando parcialmente dañadas 4 o 5 de ellas, pero que no afecta en gran medida a su funcionamiento (cada célula produce 3,5W máximo, se restaría esa superficie dañada del total).
Sin embargo me preocupa que por estas grietas pueda entrar suciedad entre la célula y el policarbonato, es posible que las selle un poco con silicona.


Tras un mes la producción se mantiene, llegando a 101W en algunos momentos en las horas de más sol (al contrario de la vez anterior, en la que en horas de mucho calor bajaba a 20W al separarse todo); tengo ganas de colocar otro panel con policarbonato nuevo para verificar estos primeros resultados.

Actualización 29/01/15: Ahora en invierno, y debido a la posición del sol, el rendimiento se mantiene en 72W pico. He visto que la humedad va deteriorando a las células por detrás, así que las pintaré de alguna pintura no conductora para evitar esto.

2 comentarios:

  1. hola David, soy Luis B. de Colombia - Santa Marta
    Estoy muy atento a tus adelantos con el panel fotovoltaico, tengo ideas similares, estoy pensando es hacerlo con resina epoxi agregándole aditivo UV , para que no se ponga amarilla con el sol, que sabes tu de los encapsulados con resina , ¿también afecta al expansión del material a 50-60 grados de temperatura?

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    1. Hola Luis, no sé si te refieres a poner directamente a la intemperie las células protegiéndolas con epoxi (como en este vídeo https://www.youtube.com/watch?v=nqTbcOXNlW8), o bien aplicarle la resina encima de las células, utilizando policarbonato...
      El mejor resultado lo vas a tener utilizando vidrio, colocando las células directamente contra él (en vez de policarbonato) y amarrándolas con cinta transparente de 2 cm. de anchura para que no entre el epoxi entre la célula y el cristal, y finalmente aplicar una capa de epoxi sobre toda la superficie trasera para que queden bien protegidas, como lo ha hecho este:

      https://www.youtube.com/watch?v=_2UxOY_wpFo
      https://www.youtube.com/watch?v=EEOBYulZ_fI
      https://www.youtube.com/watch?v=6mdBnIt0xIQ

      El epoxi es bastante flexible, pero no lo recomiendo para la parte delantera, ya que le afecta mucho la luz UV, te dará mejor resultado el cristal (hasta la ventana de un coche te puede servir) o el policarbonato.

      Saludos!

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