Construção de células solares de baixo custo aplicadas a um gerador eólico

Abstract

A sociedade atual está altamente dependente de energia elétrica, em 50 anos o número de habitantes irá subir drasticamente e isto demandará uma quantidade de energia muito grande que não poderá mais ser oriunda das fontes atuais, que são poluentes, restando o desenvolvimento em novos tipos energia limpa como a solar. O objetivo deste trabalho é sintetizar células solares de baixo custo, superando os obstáculos técnicos de preparação de células solares e acoplá-las a um gerador eólico de energia. Foi preparada uma célula de Grätzel e uma célula tradicional de Cu2O/Cu ambas foram acopladas a um gerador eólico com formato de planta. Na célula de Grätzel foi empregada uma tinta como película condutiva sobre o vido e o eletrodo foi prepardo com um filde de TIO2 sensibilizado com os extratos antociano da uva, morango e jabuticaba que foram extraídas utilizando três concentrações de Etano/HCI – (50, 75 E 90%), ambos os filmes foram depositados por painting e spray – pirólise, o contra eletrodo foi feito com um filme de grafite depositado por flamagem. O eletrólito utilizado foi o I³-/I- preparo em meio Iíquido e em gel. A célula de Cu2O/ Cu foi preparada com um eletrodo de Cu metálico e outro de Cu2O separados por um eletrólito de NaHCO3 (7% -m/v), o Cu2O produzido por eletrólise e por termo- oxidação. Para a construção do gerador eólico, testou-se a reciclagem química e térmica do PET, o mesmo foi construído com cano de PVC. A caracterização das células foi feita com um multímetro, um espectrofotômetro, um micrometro e para o gerador eólico um anemômetro. A célula sensibilizada com jabuticaba e feita com primer apresentou a melhor eficiência, 518 mV sob a iluminação de 3 kJ/m², enquanto a célula de Cu2O produziu 94 mV, o gerador eólico produziu 1 v sob um vento constante de 8 m/s. Conclui-se que é possível a síntese de células solares de baixo custo acopladas a um gerador eólico de energia em um laboratório didático. Pode se ainda afirmar que a aplicação inédita do primer 1K condutivo nas células de Grätzel rendeu bons resultados em lugar dos filmes de TCO, porém estudos mais detalhados deverão ser feitos.

Current society is highly dependent on electricity, in 50 years the number of inhabitants will increase dramatically and this will demand a very large amount of energy that can no longer come from current sources, which are polluting, leaving the development in new types of energy. clean as the sun. The objective of this work is to synthesize low-cost solar cells, overcoming the technical obstacles of preparing solar cells and coupling them to a wind energy generator. A Grätzel cell and a traditional Cu2O/Cu cell were prepared, both were coupled to a plant-shaped wind generator. In the Grätzel cell, an ink was used as a conductive film on the glass and the electrode was prepared with a TIO2 fillet sensitized with anthocyanin extracts from grapes, strawberries and jabuticaba that were extracted using three concentrations of Ethane/HCI – (50, 75 E 90%), both films were deposited by painting and spray – pyrolysis, the counter electrode was made with a graphite film deposited by flaming. The electrolyte used was the I³-/I- preparation in liquid and gel medium. The Cu2O/Cu cell was prepared with a metallic Cu electrode and a Cu2O electrode separated by an electrolyte of NaHCO3 (7% -m/v), the Cu2O produced by electrolysis and thermo-oxidation. For the construction of the wind generator, the chemical and thermal recycling of PET was tested, it was built with PVC pipe. The characterization of the cells was done with a multimeter, a spectrophotometer, a micrometer and for the wind generator an anemometer. The cell sensitized with jabuticaba and made with primer showed the best efficiency, 518 mV under the illumination of 3 kJ/m², while the Cu2O cell produced 94 mV, the wind generator produced 1 v under a constant wind of 8 m/s. It is concluded that it is possible to synthesize low-cost solar cells coupled to a wind energy generator in a didactic laboratory. It can also be said that the unprecedented application of the 1K conductive primer in Grätzel cells yielded good results instead of TCO films, but more detailed studies must be carried out.