Categoría: Educación

Esta mañana, me encontré con esta imagen ¡Me hace soñar!

Esta es la foto de portada de un libro de Raphaëlle JAVET y Raphaël DOMJAN.
Acabo de pedirlo, obviamente …

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Fue durante el transcurso de la preparación para el viaje de Sun 2019 y 2020, en Lans-en-Vercors, que Christophe Dugué nos dio información importante sobre los paneles solares. En una presentación muy clara, nos explicó el diseño y funcionamiento de un panel solar, la definición de sus características técnicas (potencia máxima), etc…
Christophe también nos informó sobre aspectos prácticos importantes para los ciclistas solares: la influencia de la temperatura en el rendimiento, el impacto del sombreado, las consecuencias de las micro grietas en las células fotovoltaicas…

Christophe conoce muy bien los paneles solares porque trabaja en Photowatt, un fabricante francés de paneles solares para casas y edificios.
Y lo más importante, Christophe diseñó y fabricó prototipos de paneles de bicicletas solares. Estos paneles son ligeros y rígidos, por lo tanto resistentes a los peligros de un viaje en bici solar. Christophe probó su primer prototipo durante el Sun Trip Tour 2017. Despues Stéphane Bertrand fue equipado para el Sun Trip 2018, Lyon-Canton. Para el Sun Trip Tour 2019, Christophe también equipará a su esposa que participará con él.

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Después de varios días de lluvia, el sol volvió! Es ligeramente veteado pero no importa: estaba demasiado ansioso para probar los paneles solares recibidos tres días antes! Los comparé con los paneles comprados en 2017 y 2018. Aunque esta prueba no tiene valor científico, las observaciones han parecido lo suficientemente interesantes como para ser publicadas.

Los paneles de prueba

	Panel A potencia especificada : 50Wc número de célula s: 4 x 4 = 16 fabricante de células : no especificado clase de células : no especificada procedencia : compra de un revendedor de buena reputación en internet precio : 2 x €142 = €284 para 100Wc en 2017
	Panel B potencia especificada: 100Wc nominal número de células: 5 x 6 = 30 fabricante de células : no especificado clase de células : clase C (defectos visibles) procedencia : compra en un famoso sitio internet de subasta precio : €135 en 2018
	Panel C potencia especificada: 110Wc nominal número de células: 5 x 6 = 30 células: SunPower™ Maxeon clase de célula: clase A procedencia: compra del fabricante Linksolar precio : €350 (~ 395 USD) en 2019

La medición de la potencia instantánea de los paneles

Al no tener un dispositivo de medición de energía solar, no fue posible para mí medir el rendimiento real de cada panel. Así que elegí medir el poder instantáneo de los paneles con wattmeters, en las condiciones de sol del momento. Y comparé 2 a 2 los paneles conectados cada uno a un regulador de carga idéntico cargando la misma batería.

Potencia medida con paneles B y C

Potencia medida con los paneles A y C

Las reservas sobre el protocolo de prueba

Varios elementos podrían afectar el resultado de las medidas y su análisis:

• • diferencia en los años de fabricación de paneles, en un contexto de progresión constante del rendimiento celular;
  • diferencia en el estado de obsolescencia y uso de paneles: panel C totalmente nuevo, el panel B habiendo viajado varios miles de km (vibraciones + choques), el panel A de 2017 nunca se usó y almacenó;
  • diferencia de calibración de los wattmeters no certificados;
  •  mediciones realizadas por el sol veteado (repetir la prueba en otras condiciones de sol).

Sin embargo, estos elementos no pueden poner en tela de juicio los resultados obtenidos.

Los cálculos y los resultados

El panel C es el más poderoso, lo tomé como una referencia.  Calculé la relación de la potencia producida por el panel a o B a la potencia producida por el panel C. El cuadro anterior muestra la eficiencia relativa de los paneles a y B en referencia al panel C, que por lo tanto tiene una eficiencia de 100%. Empujando el reflejo más, me imaginé un aumento en la superficie de los paneles a o B para obtener la misma potencia que el panel C. a continuación, calculé el coste en los paneles A o B correspondientes, y la superficie del panel correspondiente.

NB: he tenido en cuenta la diferencia en el número de células (panel A: 16 células, paneles B y C: 30 células).
Al observar esta tabla, se pueden emitir las siguientes observaciones:

Potencia real:

• los paneles A y B tienen una potencia casi idéntica, mientras que el panel A es 2 veces más caro que el panel B;
• la potencia del panel C es casi el doble que la de los paneles A y B.

Precio para obtener el mismo poder real:

• a igual potencia, el panel A es 71% más costoso que el panel C;
• a igual potencia, el panel B es un 21% más barato que el panel C.

Surface para lograr la misma potencia real:

• A igual potencia, los paneles A y B ocupan un 90% más de superficie que el panel C.

Notas personales

Criterios objetivos y subjetivos habían guiado mis compras:

• en 2017, descubrí totalmente el universo del panel solar, me había tranquilizado para comprar en un gran signo reconocido, los muchos intercambios por teléfono y correo electrónico me había dado confianza.
• en 2018, quería experimentar con un formato de panel de baja dispersión (6×5 = 30 celdas). y yo había encontrado en el mercado sólo estos paneles a precios bajos.
• en 2019, tuve el impulso y la oportunidad de invertir en equipos de calidad, para aumentar el rendimiento de mi bicicleta.

Conclusiones

• Un precio alto no siempre es una garantía del rendimiento del equipo.
• Señales de menor rendimiento (50%) tienen un fuerte impacto en la bicicleta solar: menos autonomía o aumento de las dimensiones. En ambos casos, esto degradará la comodidad y seguridad del ciclista.
• Un gasto más alto para los equipos de calidad en última instancia representa una economía: el valor para el dinero es mucho mejor. Por no hablar de los otros beneficios: autonomía, maniobrabilidad, rendimiento…

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Justin trabaja en una innovadora empresa canadiense especializada en bicicletas eléctricas. Crea equipos: baterías, motores, controladores, consolas de control, etc… Muchos SunTripers están equipados!
Participó en el viaje del sol 2018, con su esposa Anne-Sophie, en un tándem solar que él inventó completamente, donde un pedal, mientras que el otro rema!
Aquí están en el camping Bourget-du-Lac en junio de 2018:

Justin participó en el show de bicicletas BC 2019, el espectáculo de bicicletas más grande en el oeste de Canadá. En este vídeo, proporciona un panorama completo de las diversas tecnologías disponibles en el mercado, sus pros y contras…
Escúchalo, es muy informativo… y además, hace revisar el idioma inglés…

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Este artículo trata de arrojar algo de luz sobre el lector sobre un elemento importante para la elección de sus paneles solares: su rendimiento. Para cualquier propuesta de enriquecimiento o corrección, escriba a

¿Cuál es la eficiencia de una célula fotovoltaica?

Esta es la relación entre la cantidad de energía eléctrica obtenida mediante la conversión de la energía lumínica y la cantidad de energía solar recibida por una célula.

¿Cuál es el rendimiento de las células disponibles en el mercado?

Cuando busqué por primera vez paneles, leí que el rendimiento de esta célula de silicio monocristalino era de 15%, como otro 20% y un de 22% (en 2017). Hoy en 2019, el mejor alcanza el 25%.
Desafortunadamente, esta característica es a menudo ausente de las especificaciones del panel. Cuestionado por teléfono, un fabricante me había respondido: “Mi empresa, como muchos otros, está abasteciendo de un mercado internacional fluctuante. Compramos un montón de buena calidad pero sin especificación de rendimiento. Por cierto, cada entrega, el país de fabricación es diferente! En este contexto, ¿cómo se indican los datos fiables? ”

¿Cuál es la diferencia para el ciclista solar?

Con una superficie de panel igual, un ciclista solar con células de alta eficiencia (25%) tendrá un 66% más de energía que un ciclista con células de bajo rendimiento (15%). El primero de ellos será capaz de conducir más rápido o más largo, más lejos… o hacer menos esfuerzo, de acuerdo a su envidia!

Esta animación ilustra el impacto para el ciclista solar de estas diferencias de rendimiento, no tiene la ambición de tener un rigor científico…

Por supuesto, el ciclista solar puede compensar el bajo rendimiento al aumentar la superficie de los paneles. Pero él sabe que esto aumentará las dimensiones de su vehículo, lo hará más pesado, menos fácil de maniobrar…

Rendimientos según diferentes tecnologías

Con células de silicio monocristalino, en 2019, el rendimiento alcanzó el 25% con la tecnología de “contacto trasero”, en los mejores paneles. Con silicio policristalino, los investigadores han logrado lograr un rendimiento récord de 22,3%, pero esta tecnología no se comercializa hoy (aprender más…).

¿Rendimiento por encima del 30%?
En 2016, los investigadores alemanes lograron un rendimiento récord de 33,3% con una célula llamada “multi-Junction” (más…). Pero cuidado, no lo encontrará en Internet, esta tecnología está dedicada a las aplicaciones espaciales! Y en los Estados Unidos, en Colorado, rendimientos de 40,8% se muestran!

Te hace soñar…. pero, ¿Cuándo estarán disponibles estas tecnologías para el público en general?

¿Cómo elegir?

Por lo tanto, el ciclista solar está tentado a adquirir las células con “alta eficiencia”. ¿Y por qué no lo mejor del momento?
¡ Entonces surge la cuestión del presupuesto! Como habrás adivinado, cuanto mayor sea el rendimiento, mayor será el coste. A menos que tenga un presupuesto muy generoso o socios, el diseñador de la bicicleta solar tendrá que tomar decisiones, y más a menudo, los compromisos!

Cada uno debe identificar primero sus necesidades, definir sus prioridades con el fin de determinar la solución óptima para su proyecto. Él será capaz de equipar a sí mismo con pleno conocimiento de la causa.

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Los paneles fotovoltaicos son el elemento clave de la bici solar: convierten la energía del sol en energía eléctrica que puede ser utilizada directamente por el motor y/o para cargar la batería. Cuando comenzamos la aventura de construir su bicicleta solar, estamos un poco perdidos frente a la diversidad de ofertas.

Por lo tanto, compartiré aquí varios elementos que pueden guiarte y permitirte tomar una decisión con pleno conocimiento de la causa.

¿Paneles flexibles o paneles rígidos?

Paneles flexibles: este es el tipo de panel que se utiliza con más frecuencia para las bicicletas solares. Las razones son su ligereza (de 3 a 5 kg para 200W) y la buena eficiencia energética de las células de silicio monocristalino que las componen (relación entre la energía eléctrica recuperada/energía solar recibida). Más a menudo que no, una estructura de apoyo de los paneles se añade que rigidifica y los protege. De hecho, cada choque en una célula disminuye su rendimiento localmente. Con los choques multiplicados, la potencia total del panel disminuye de forma significativa y permanente. Ese es el punto débil de la flexibilidad.

Paneles rígidos: son robustos, resistentes a la intemperie como el granizo; Se planifican a priori para la instalación de un edificio. Son muy pesados (15 a 18 kg para 200Wc). Sus células fotovoltaicas a menudo están hechas de silicio policristalino con menos eficiencia energética que el silicio monocristalino. Por estas razones, rara vez se utilizan en bicicletas solares.

Sin embargo, una excepción: Christophe Dugué, que trabaja en un fabricante francés, se ha construido un panel rígido y ligero, monocristalino. Experimentó con él durante el Sun Trip Tour 2017. Stéphane Bertrand también pudo beneficiarse de este prototipo de 12,000 km durante el Sun Trip 2018. Este verano, sin duda volveremos a ver estos extraordinarios paneles desde Christophe Dugué y su La esposa participa en el Sun Trip Tour 2019. Desafortunadamente, estos paneles aún no se comercializan.

Las características eléctricas de los paneles

El poder de un panel es proporcional al número de células fotovoltaicas que la componen. La célula fotovoltaica es la unidad básica de un panel, produce una potencia eléctrica del orden de 3 vatios bajo una tensión de menos de 1 voltios.
Las características eléctricas son mencionadas por los fabricantes. Las características principales son la tensión de funcionamiento (VMP en voltios) y la corriente máxima en caso de luz solar máxima (IMP en amperios). Dependiendo del montaje de las células, en serie y/o paralela, los paneles de la misma potencia pueden tener diferentes voltajes de funcionamiento y corrientes máximas.

Por lo tanto, el diseñador de una bicicleta solar se enfrenta a una ecuación con muchos parámetros que influyen entre sí:

• selección de la superficie del panel para obtener la potencia total deseada,
• elección de dimensiones y dónde instalarlas según el tipo de bicicleta,
• instalación serial o paralela en función del controlador solar (tensión y corriente),
• elección de tipo y número de reguladores (aumento de MPPT o no).

Las células fotovoltaicas del panel solar

Dos tipos principales de células pueden componer los paneles. Para una bicicleta solar, debido a la mayor eficiencia, es el silicio monocristalino que es más apropiado.

Células de silicio monocristalino – muy buen rendimiento, alrededor de 200Wc/m² -vida útil de ~ 30 años, -mayor coste que el silicio policristalino.

Células de silicio policristalino – rendimiento de aproximadamente 150Wc/m², por lo tanto menos de monocristalino, -vida útil de ~ 30 años, -costo más económico que el silicio monocristalino.

Pero todo depende de las necesidades del usuario: Barnabas Chaillot, se reunió durante el prólogo de Sun Trip 2018, hizo la elección más económica [saber más…].

La calidad de las células fotovoltaicas

El rendimiento de un panel depende de la calidad de las células fotovoltaicas que lo componen, pero pocos fabricantes de paneles mencionan la “clase” de las células utilizadas. Afecta fuertemente al costo de la construcción del grupo especial y, por lo tanto, a su precio de venta. Para nuestro uso, hay tres niveles de calidad celular disponibles:

células “clase A”: son de muy buena calidad, sin defecto visible y sus características eléctricas corresponden exactamente a las especificaciones definidas por el fabricante. Los paneles solares construidos con esta clase de célula son por lo tanto los más caros.

células “clase B”: son de buena calidad y tienen pocos defectos visibles. Su rendimiento es cercano o ligeramente inferior a las células de la “clase A”.

células “clase C”: muestran defectos visibles que afectan a su rendimiento (p. ej., astillas, células agrietadas…). Su rendimiento es obviamente menos bueno, estas células se utilizan para realizar los signos económicos.

células “clase D“: presentan roturas o están incompletas. Se pueden redimensionan para producir en tamaños más pequeños, pero la mayoría de las veces su material se recicla para crear otros nuevos.

Más… ¡Todo sobre el rendimiento de las células fotovoltaicas!

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De todos los modos de transporte motorizados, la bicicleta asistida eléctricamente es una de las más económicas: se estima que es capaz de recorrer en promedio más de 1.000 km por un euro de electricidad *. * A la tasa actual de €0,09 por kWh.

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