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Painel Solar Caseiro com Transistores – Células Solares

A célula fotovoltaica é um dispositivo elétrico que converte a energia da luz (solar ou artificial) diretamente em eletricidade pelo efeito fotovoltaico. É uma forma de célula fotoelétrica que, quando exposta à luz, pode gerar e suportar uma corrente elétrica, sem estar ligado a qualquer fonte de tensão externo, mas que exigem uma carga externa para o consumo de energia.

Os painéis solares fotovoltaicos são feitos de silício, a mesma matéria prima dos transistores e diodos comuns que usamos na eletrônica. Na prática se pudermos expor o silício ao sol obtemos o mesmo resultado da célula de silício solar. Uma boa utilidade para transistores de potência ( tipos TO3 ) ou de encapsulamento metálico é a reciclagem, utilizando eles em um painel de energia solar.

Esses  painéis solares de transistores são de baixa eficiência energética mas servem como experimentos, além de ser  simples a sua fabricação. Para fazermos a célula solar de um transistor, precisamos que ao menos uma junção  PN não esteja queimada. Você pode usar qualquer transistor nessas condições, mas tem que tirar a tampa para deixar amostra o silício, pois é ele que capta a luz solar e transforma em energia.

Cuidado para não romper os pequenos filamentos que ligam os pinos do transistor até a placa de silício. O transistor mais usado para isso é o 2N3055 usados em amplificadores de potência e fontes de alimentação. Mas nada impede que outros transistores sejam usados. Mesmo os transistores 2n3055 tem diferença de ganho de um para outro, então sempre usamos a média para fazermos os cálculos.

 

Transistor 2N3055
Foto: Rolf Süssbrich Rsuessrb

 

Vimos no artigo Como fazer um Painel Solar usando o Transistor 2N3055 uma maneira  de transformar uma calculadora simples, em uma calculadora solar com transistores 2n3055.

Partindo da prática, em que cada transistor 2N3055 com apenas uma de suas junções funcionando, exposto diretamente ao sol, é capaz de produzir 500 milivolts e 5,5 miliamperes.  Desenhamos abaixo uma placa solar com células baseada no transistor 2n3055, ela é capaz de gerar 6 Volts e a sua corrente fica em torno de 40 mA. São 48 transistores ligados em 4 blocos de 12. Os transistores preferencialmente devem ser ligados em série , sendo a base ligada ao colector, mas como falamos outra junção base com emissor também podem ser usadas,  só que a saída nesse caso é bem menor, podemos ver na tabela abaixo.

  Para a célula solar:
Tipos de Ligações
Junção V A W
Base + , Emissor 370mV 94uA 35uW
Base e Emissor + Collector, 325mV 215uA 70uW
Coletor, Base + 340mV 265uA 90uW
Collector + , Emissor 28mV 65uA 1uW

 

Painel Solar Caseiro com Transistores - Células Solares

 

Basicamente a ligação é a seguinte,  (+) Coletor com o (-) para a Base , ou você pode usar o emissor e coletor ligados juntos,  ligando a (+) Coletor com o (+) do emissor para o (-) Base.  Portanto permitindo a 12 transistores em série é capaz de produzir uma tensão de cerca de 6 Volts com a luz solar DIRETAMENTE sobre eles. Mas quando colocamos 4 blocos ligados em paralelo, cada um com 12  transistores em série,  a tensão permanece  igual, 6 Volts,  mas a corrente aumenta.

 

Painel Solar com diodos

Painel solar com diodos
Foto: http://cxem.net/greentech/greentech21.php

 

Da mesma forma que é feito com transistores, é possível se fazer um painel solar com diodos. A foto acima é um painel solar caseiro feito de diodos, ele pode ser feito de diodos comuns desde que sejam  capsulados com vidro transparente. Este módulo do painel de energia solar tem  20 diodos, que fornecem uma tensão de 2,5 Volts a 3 Volts, e a sua corrente fica em torno de 35 mA quando exposto diretamente a  luz solar.

 

Painel Solar com diodos

Você pode variar a quantidades de diodos em série e paralelo, isso ira variar a corrente e tenção do painel solar. Outra dica é utilizar LEDs em vez diodos, só que  o circuito vai ter menos eficiência.

Como falamos, essa é uma utilidade mais didática ou experimental do que prática, é só uma maneira de aproveitar trasistores velhos ou com uma das junções abertas, pois para gerar uma potência de 15 watts, que é o suficiente apenas para acender uma lâmpada fluorescente compacta, você iria precisar de pelo menos 5.555 transistores 2n3055 para isso….. lol

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