Apresentamos um circuito que, utlilzando uma célula solar HeIiodinâmica (*), tem por característica principal a desnecessidade de fonte de alimentação. Com a incidência de luz o sistema produz sua própria energia para o acionamento de um dispositivo de controle. Em suma, trata-se de um sistema de acionamento solar com consumo de energia nulo.
(*) O artigo é de 1988 quando havia poucas opções de células solares de baixo custo. Hoje elas são comuns e qualquer equivalente pode ser usada neste projeto.
A ideia é extremamente simples: a célula solar é ligada diretamente a um reed-relé de grande sensibilidade de modo a fazer seu acionamento na incidência de luz.
Com o acionamento do reed-relé diversos sistemas podem ser ativados ou desativados, inclusive a alimentação de sistemas intermediários de controle de potência.
Muitas são as aplicações práticas possíveis para tal sistema como por exemplo:
- Sistemas de iluminação automática de ruas, praças, jardins, vitrinas etc.
- Sistemas de aproveitamento de energia solar;
- Alarmes de luz.
Nenhum componente da montagem é crítico e algumas sugestões de ligações para controle serão dadas no decorrer do artigo.
COMO FUNCIONA
A base do circuito é uma célula solar Heliodinâmica de 1,8 volts, cuja corrente máxima (de curto-circuito) chega aos 500 mA sob iluminação solar intensa.
Esta célula é ligada diretamente a um reed-relé, conforme mostra a figura 1.
Podemos então usar este reed-relé para ligar ou desligar o dispositivo desejado, e se sua potência for maior, ligar ou desligar um circuito intermediário.
O único cuidado na elaboração do projeto é a escolha do reed-relé.
Para ele temos diversas possibilidades, já que podemos utilizar desde um tipo comercial até “fabricar um" a partir de um reed-switch comum.
Este relé seria "fabricado" enrolando-se em seu bulbo de 300 a 500 voItas de fio 28 ou 30, conforme mostra a figura 2.
O número ideal de espiras depende da sensibilidade do reed-switch que é dada pela flexibilidade de suas lâminas.
Tanto tipos normalmente fechados como normalmente abertos podem ser usados, dependendo do controle sobre a carga que se deseja.
CIRCUITOS
O circuito mais simples de controle para uma carga de acordo com a capacidade de corrente do reed-switch (normalmente não mais que 500 mA) é mostrado na figura 3.
O fio de conexão à célula solar não deve ser longo (máximo de 5 metros), pois sua resistência pode influir na energia transferida e, com isso, haver problemas de disparo.
O circuito indicado na figura 3, usando um reed-switch com contatos normalmente fechados, ativa a carga com a incidência de luz na célula solar.
Para um desligamento da carga o circuito indicado levaria um reed-switch normalmente fechado, conforme mostra a figura 4.
O circuito da figura 5 é de acionamento de uma carga intermediária para controle de maior potência.
No caso utilizam-se pilhas ou bateria com alimentação de 6 ou 12 V, caso em que os relés empregados do tipo que pode controlar até 2 A de corrente.
A corrente de excitação da bobina destes relés está abaixo do máximo permitido pelos contatos do reed-switch.
Veja que, neste caso, o reed-switch pode ser do tipo NA e o relé pode ter seus contatos tanto NA como NF usados para o controle da carga.
Na verdade, um par de contatos pode até ser usado para um sistema de monitoração com LEDs comuns, isso se o consumo de energia não for fator importante na aplicação.
Na figura 6 temos um circuito que em lugar do relé usamos um SCR. O SCR deve ser de tipo que tenha tensão de disparo de acordo com o que pode ser fornecido pela célula.
Tipicamente as tensões de disparo de SCRs e Triacs ficam entre 0,8 e 2,0 volts, o que significa que se tivermos um tipo mais "duro" no disparo, dentro de um lote, com tensão necessária de 1,6 V, por exemplo, pode haver problema de disparo.
Convém fazer experiências neste caso. Para o TIC 126 da Texas, que possui uma corrente máxima de 8 A de controle, a corrente de disparo varia entre 5 e 20 mA, o que está dentro do que a célula pode fornecer com facilidade.
O TIC126 pode ser encontrado com sufixos que indicam sua tensão de trabalho. Estes são:
F = 50 V
A = 100 V
B = 200 V
C = 300 V
D = 400 V
E = 500V
M = 600 V
O SCR deve ser dotado de radiador de calor no controle de cargas com correntes elevadas.
Veja que este circuito possui corrente de repouso nula, já que na condição de não-condução a resistência entre os dois elementos principais do SCR pode ser considerada infinita.
Os terminais deste componente são identificados na figura 7.
Lembramos também que o fio de conexão à célula deve ser limitado em comprimento para que não ocorram perdas.
