Bricolaje Didáctico

ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Primera propuesta: CAMPO SOLAR EXPERIMENTAL BÁSICO.

IDEAS PREVIAS
Energía fotovoltaica es la energía eléctrica que podemos obtener de la luz solar.
Para obtener energía fotovoltaica es imprescindible utilizar paneles fotovoltaicos, y dado que todavía es difícil encontrarlos entre los productos de desecho, tendremos que comprarlos.

El campo solar que proponemos, es la fuente energética renovable que nos permitirá realizar múltiples aplicaciones, ensayos, experimentos, y construir varios modelos con energía fotovoltaica.

Se suele denominar "campo solar" al conjunto de paneles fotovoltaicos de una instalación.
En la imagen de la izquierda, podemos observar un campo solar, compuesto por 24 paneles fotovoltaicos, con una potencia pico de 1250 Watios.

Para los montajes didácticos, que vamos a proponer, que en realidad, son instalaciones en miniatura, nos basta una potencia bastante menor, alrededor de 3-5 watios.

Campo solar sobre helióstato manual
Podríamos comprar un panel pequeño pero eso nos impide variar los voltajes de salida, hacer montajes en serie o en paralelo. Por ello vamos a proponer adquirir nueve plaquitas fotovoltaicas de 1'5 Voltios y 300 mA, parecidas a la de la imagen.

Ello nos va a permitir realizar montajes a 1'5 Voltios, a 3 V, a 4'5 V, a 6 V, a 9 V, y a 12 V, con una potencia pico de 9*0'3=2'7 Watios, lo cual nos ofrece más posibilidades, y además, es ampliable en el futuro.
Ejemplar de plaquita fotovoltaica para montajes
Materiales que necesitaremos:


Sugerencias: la lámina de plástico (como la que se utiliza para los cuadros) y los listones, podemos obtenerlos de los desechos de una tienda donde enmarquen cuadros; los trozos de cable podemos conseguirlos de una CPU de un viejo ordenador para del desguace).
Las medidas que damos corresponden a nuestro modelo, pero pueden adaptarse a otras situaciones.
  • Nueve minipaneles fotovoltaicos de 1'5 V y 300 mA.
  • Una lámina de plástico (o madera delgada) de 28'5x23 cm., para soporte de las plaquitas.
  • Dos trozos de listones de madera de 23x1'3x0'8 cm., para separar la lámina de la superficie de apoyo.
  • Una regleta de conexiones
  • Varios trozos de cable (rojo y negro).
  • Algunos tirafondos pequeños.
  • Cuatro bananas, hembras y machos,(rojos y negros), o regleta de conexiones.
  • Herramientas


    NOTA: Si los alumnos (hijos) son pequeños, el profesor (padre) deberá hacerse cargo del taladro y del soldador, para reducir riesgos.
    Necesitaremos también un taladro con barrenas para madera, alicates, tijeras, destornillador y soldador con su estaño.

    Cada plaquita tiene, en la parte posterior dos tornillos incrustados (uno para cada polo, positivo y negativo) y sendas lengüetas, a las que soldaremos trozos de cable (rojo al positivo, negro al negativo).
    Los tornillos nos van a servir para sujetar las plaquitas a la lámina (atornillando por detrás y sujetando las lengüetas).

    El primer paso consiste en dibujar cuidadosamente los puntos a taladrar en el soporte plástico, de modo que los agujeros correspondan a los tornillos de las plaquitas, y se pueda formar un conjunto de 9 plaquitas. Y también los agujeros para las bananas hembra, (si se van a utilizar) y los agujeros para atornillar la regleta de conexiones, y para los listones.
    El siguiente paso es hacer los agujeros, con las barrenas adecuadas.
    El tercer paso, es colocar las plaquitas en su sitio, y por detrás, colocar las lengüetas, y apretar las tuercas. En el caso de los listones, apretar los tirafondos.
    Nosotros hemos colocado las salidas (bananas) a un lado, y la regleta de conexiones, al otro,
    Si todo ha salido bien, ahora nos queda el trabajo eléctrico.
    El cuarto paso consiste en cortar los trozos de cable, pelar sus extremos, y soldar un extremo en cada lengüeta.
    Para facilitar las conexiones futuras, soldar cable rojo en la lengüeta del polo positivo de cada plaquita, y cable negro, en la del polo negativo.

    El quinto paso consiste en decidir qué voltaje de salida queremos (y qué potencia pico deseamos), y hacer las conexiones necesarias entre las plaquitas, utilizando la regleta de conexiones.
    Esta decisión podremos cambiarla cuando nos interese, cambiando las conexiones en la regleta.
    Conexiones en PARALELO,
    y Conexiones en SERIE
    Recordaremos que si queremos mantener el voltaje y aumentar la intensidad, utilizaremos conexiones en paralelo.
    Pero si queremos aumentar el voltaje, manteniendo la intensidad, utilizaremos conexión en serie.
    También podremos realizar un montaje mixto.
    Quizá convenga recordar también que: PARALELO equivale a unir polos iguales, y SERIE, equivale a unir polos distintos de unidades sucesivas.
    POSIBILIDADES DE CONEXIÓN

    Potencia pico: 9x1'5x0'3 = 4'05 Watios
    Voltaje máximo: 13'5 Voltios (con 300 miliAmperios)
    Intensidad máxima: 2'7 amperios (a 1'5 voltios).

    Recuérdese que la energía que podemos obtener con este campo solar, tiene un límite máximo que no podremos superar. Salvo en condiciones excepcionales, lo normal es que nunca obtengamos ese máximo.
    En nuestro modelo hemos previsto dos salidas distintas (dos parejas de hembrillas) pero puede utilizarse una sola e incluso más, si fuese necesario.
    Algunas de las posibilidades de conexión, nos permitirán conseguir:
  • 12 V (300 mA), uniendo en serie ocho plaquitas.
  • 13,5 V (300 mA), uniendo en serie las nueve plaquitas.
  • 1'5 V (900 mA), uniendo en paralelo tres plaquitas.
  • 1'5 V (2700 mA), uniendo en paralelo tres grupos como el anterior.
  • 4'5 V (900 mA), uniendo en serie tres grupos de tres en paralelo.
  • 3 V (300 mA), uniendo en serie, dos plaquitas.
  • 3 V (1200 mA), uniendo en paralelo cuatro grupos como el anterior.
  • ...

  • Si todo ha salido bien, dispondremos de una fuente de alimentación de electricidad continua, muy interesante.
    Incluso podemos pensar en almacenar algo de energía para utilizar cuando no nos llegue la luz solar.
    Si necesitas alguna aclaración, contacta con famontes@tiscali.es