Muy buenas tardes a todos, nuevamente vuelvo con otro pequeño tutorial de curiosidades que me han llamado la atención, y hoy he decidido traer algo relacionado a mis estudios de electrónica, lo cual es el funcionamiento y creación de un panel solar sencillo.
Lo primero que debo decir es que tuve mucha curiosidad de cómo funciona un panel solar y crear uno para comprobarlo. En internet encontramos muchos tutoriales que terminan siendo bromas o mentiras, ¡¡incluso llegué a ver uno que usaban pasta dental como componente!!
Investigando un monton y viendo videos de fabricación de paneles solares me he dado cuenta de algo muy interesante, un panel solar es bastante simple, lo que lo hace especial es su producción tan cuidadosa para sacarle el mayor provecho y aprovechar al máximo los materiales, pero no es exactamente un material especial.
Llegué a una conclusión bastante simple y aparentemento obvia, lo que sentí que me entorpeció fue la gran cantidad de desinformación que hay al respecto. Los paneles solares aprovechar la característica del metal llamado SILICIO para generar un flujo de electrónes cuando ciertos rayos entran en contacto con él, y los demás componentes son para darle una dirección a ese flujo.
Ahora bien, poniendolo en términos que puedan muchos entender, el corazon de un panel solar es el silicio, su sangre los electrones y aquel que lo direcciona son sus venas.
y aquí me volví a preguntar, ¿cómo se le da dirección a los electrones en estos casos?, nuevamente investigando he encontrado que ponen dos capas de silicio mezcladas cada una con un metal diferente (el término es dopadas), una con una impureza con electrones "extra" (llamado tipo N) y la otra con una impureza con "huecos" (llamado tipo P), entonces los electrónes estarán obligados a viajar desde el silicio con mas elecrones hacia el que tiene menos electrones.
Fuente de la imagen e información, proveniente de una investigación de la universidad autónoma de Querétaro
Me pareció interesante hallar la descripción de esta forma, porque en mis conocimientos de electrónica aprendi sobre un componente muy común que trabaja bajo este mismo principio, el cual es simplemente un Diodo, puede que no lo conozcan por el nombre, pero estoy seguro que lo han visto.
¿Este pequeño componente negro y cilíndrico tan común y económico en la electrónica realmente tenía en su interior el secreto de la energía solar todo este tiempo?
Investigando un poco mas descubrí que efectivamente mi teoría era cierta, y hay unos pocos tutoriales de fabricación de paneles solares bajo este principio. Decidí recrear uno de ellos para saber si efectivamente tenía razón.
Tomé un pequeño diodo (como dato extra, su valor ronda los 3 centavos de dolar), lo partí a la mitad para quitar su recubrimiento y ya con el material expuesto lo he acercado a una fuente de luz. Con ayuda de un voltimetro registré si se presentaba algún cambio, y grande fue mi sorpresa y alegria al ver que se generó un voltaje muy pequeño.
Al haber confirmado que si es posible convertir un diodo en una pequeña celula solar (una celda solar está conformada por muchas celulas solares), decidí armarlo en grande, compré por internet un paquete de 100 diodos en 2 dolares, de los cuales solo usé 50 (es decir un dolar he invertido en el panel casero), el resto los he dejado como repuesto en caso de averiar algunos diodos y tambien para futuros proyectos de electrónica.
Dicho esto llegó la hora de recortar y abrir a la mitad 50 diodos, una tarea bastante extensa que me tomó cerca de 1 hora.
Despues de eso probar nuevamente uno a uno para retirar los que se hubieran averiado en el corte, hay que tener en cuenta que son componentes muy delicados en su interior y su cubierta extremadamente resistente es para este fin, retirarla los deja muy expuestos a daños. Tambien me he fijado que no todos generaban la misma cantidad de voltaje (a la misma distancia de la fuente de luz) y por eso los separé en grupos para despues distribuirlos uniformemente y obtener mejores resultados.
Acá ya los he separado, como pueden observar conseguí que estuvieran casi todos en un valor cercano a los 2580 mv (2,5 voltios aproximadamente), en electrónica cuando pones fuentes en conexión paralelo lo mas recomendable es que sean de voltajes iguales o muy cercanos para evitar errores (un corto circuito), acá podemos considerar los diodos que irán en serie como pequeñas fuentes (en este caso las corrientes deben ser tambien muy similares, pero realmente al ser tan minúsculas no he podido medirlas y he asumido son iguales o muy cercanas). Como podrán ver la electrónica no permite conectar cosas sin planear de antemano.
Y ha llegado la hora de relucir mis habilidades manuales, vamos a soldar todos los componentes. Importante tener en cuenta que todos estén conectados en la misma dirección para poder dirigir los electrónes correctamente, cada diodo tiene una línea blanca que indica cual es su polo negativo. Tambien hay que lograr que la cara expuesta mire siempre hacia la misma dirección de los otros
No olviden que tambien es importante tomar breves descansos, sino ¿cómo lo consideraremos divertido? ;)
Realizando pruebas sobre las tirillas de diodos he notado que el voltaje era menor al esperado, pero realmente tiene bastante lógica ya que los diodos de los extremos están mas alejados del bombillo, cuando estén ante la luz solar no debería suceder.
El paso siguentes es unir las tirillas en paralelo, en general producirán el mismo voltaje pero su corriente incrementará, lo que les permitirá accionar elementos un poco mas robustos.
Y este es el resultado final, un pequeño panel solar capaz de generar unos cuantos voltios, puede asemejarse a una pequeña batería de reloj, le he puesto una cruz en el lado positivo y una linea en el negativo para diferenciarlos mas facilmente.
Y ahora vamos a probarlo con un componente real.
Como pueden observar hemos desarrollado probablemente el elemento mas ineficiente del mundo, capaz de encender tenuemente un bombillo LED (de unos 2 voltios aproximadamente) con un bombillo de 110 V a 20 W de potencia. No importa realmente, lo importante es que ha funcionado, lo que sigue es probarlo con luz solar que es mucho mejor para esto.
Tristemente cuando lo creé hubo muchos días nublados y tuve que esperar cerca de una semana para lograrlo. Como componente adicional he puesto un capacitor a modo de pequeña batería para almacenar la energía eléctrica y facilitar las pruebas.
La enegría que produce realmente es mínima, se puede observar su funcionamiento almacenando en un pequeño capacitor la energía de varios segundos, para despues decargarlos en un pequeño flash, si se deja conectado en un tiempo constante se verá que el brillo es demasiado ténue. No es el mejor panel solar del mundo, pero es un panel solar funcional y el experimento ha ayudado demasiado a comprender como se genera electrididad a partir del sol.
Dependiendo de que tanta aceptación tenga este artículo consideraré hacer un proyecto con un panel solar comprado, es decir uno que si sea eficiente en su funcionamiento y haya sido creado por expertos con los materiales adecuados para tal fin.
No siendo mas me despido, realmente me alegra mucho que hayan llegado hasta acá, les deseo una excelente semana y recuerden que @Marram siempre estará acá para ustedes, si algún día quisieran que realice algun experimento o proyecto en específico pueden hacérmelo saber.
Cuidense mucho de los contagios por covid 19, ya falta poco para que las vacunas nos den cierta protección ante él y podamos volver a abrazar sin temor.