Plaques solars (bateries) per a la llar

Amb un augment constant dels preus de l’electricitat, inevitablement començareu a pensar en utilitzar fonts naturals per al subministrament d’electricitat. Una d’aquestes possibilitats són els panells solars per a cases o cases d’estiu. Si es desitja, poden satisfer plenament totes les necessitats, fins i tot d’una casa gran.

Disseny de sistemes d’energia solar

Convertint l’energia del sol en electricitat, aquesta idea no va deixar dormir els científics durant molt de temps. Amb el descobriment de les propietats dels semiconductors, això es va fer possible. Les cèl·lules solars utilitzen cristalls de silici. Quan la llum solar els impacta, es forma en ells un moviment dirigit d’electrons, que s’anomena corrent elèctric. Quan es connecta un nombre suficient d’aquests cristalls, obtenim corrents força decents: un panell amb una superfície de poc més d’un metre (1,3-1,4 m2 amb un nivell d’il·luminació suficient pot donar fins a 270 W (tensió 24 V).

Els panells solars elèctrics per a la llar obren moltes possibilitats

Com que la il·luminació canvia en funció de la climatologia i de l'hora del dia, és impossible connectar directament els dispositius a plaques solars. Necessiteu tot un sistema. A més dels panells solars, necessiteu:

• Bateria. Durant les hores del dia, sota la influència de la llum solar, els panells solars generen corrent elèctric per a la casa i la casa rural d’estiu. No sempre s’utilitza completament, el seu excedent s’acumula a la bateria. L’energia emmagatzemada es malgasta amb les inclemències del temps.
• Controlador. No és una part obligatòria, sinó desitjable (amb fons suficients). Supervisa el nivell de càrrega de la bateria per evitar una sobrecàrrega o una sobrecàrrega. Ambdues condicions són perjudicials per a la bateria, de manera que tenir un controlador amplia la vida de la bateria. A més, el controlador garanteix un funcionament òptim dels panells solars.
• Convertidor de CC a CA (inversor). No tots els dispositius tenen una corrent nominal. Molts funcionen a 220 volts de corrent altern. El convertidor permet obtenir una tensió de 220-230 V.

Panells solars per a la llar, només una part del sistema

Si instal·leu plaques solars per a la vostra llar o casa rural d’estiu, podreu independitzar-vos del proveïdor oficial. Però per a això cal tenir un gran nombre de bateries, un cert nombre d’acumuladors. Un conjunt que genera 1,5 kW al dia costa aproximadament 1.000 dòlars. Això és suficient per satisfer les necessitats de la caseta d’estiu o d’una part de l’equip elèctric de la casa. Un conjunt de plaques solars per a la producció de 4 kW al dia costa uns 2200 dòlars, per 9 kW al dia - 6200 dòlars. Com que els panells solars per a una llar són un sistema modular, podeu comprar una instal·lació que proporcionarà part de les necessitats, augmentant gradualment el seu rendiment.

Tipus de plaques solars

Amb l’augment dels preus de l’energia, la idea d’utilitzar l’energia solar per generar electricitat és cada vegada més popular. A més, amb el desenvolupament de la tecnologia, els convertidors solars esdevenen més eficients i, alhora, més econòmics. Per tant, si ho desitgeu, podeu proporcionar les vostres necessitats instal·lant plaques solars. Però són de diferents tipus. Esbrinem-ho.

La bateria solar en si és una sèrie de fotocèl·lules, que es troben en una carcassa comuna, protegides per un panell frontal transparent. Per a ús domèstic, les cèl·lules solars es produeixen a base de silici, ja que és relativament barat i les cèl·lules basades en ell tenen una bona eficiència (al voltant del 20-24%). Les cèl·lules solars monocristal·lines, policristal·lines i de pel·lícula prima (flexibles) es fabriquen a base de cristalls de silici. Algunes d'aquestes fotocèl·lules estan connectades elèctricament entre elles (en sèrie i / o en paral·lel) i es produeixen als terminals situats al cos.

Un panell solar per a una llar consisteix en diversos elements fluorats

Les fotocèl·lules s’instal·len en un allotjament tancat. El cos de les cèl·lules solars està fet d’alumini anoditzat. És lleuger i no es corroix. El panell frontal és de vidre resistent, que ha de suportar càrregues de neu i vent. A més, ha de tenir certes propietats òptiques: tenir la màxima transparència per transmetre tants rajos com sigui possible. En general, es perd una quantitat important d'energia a causa de la reflexió, de manera que els requisits de qualitat del vidre són elevats i també es recobreix amb un compost antireflectant.

Tipus de cèl·lules fotovoltaiques per a plaques solars

Els panells solars per a la llar es fabriquen sobre la base de tres tipus de cèl·lules de silici;

• Monocristal·lí. Cada fotocèl·lula és un cristall de silici. Les cèl·lules solars monocristal·lines tenen una bona eficiència (al voltant del 24,7%), però el seu cost és una mica més elevat. Es pot distingir, en primer lloc, pel color blau saturat uniforme i, en segon lloc, per les vores arrodonides de la fotocèl·lula.
  

  Tipus de cèl·lules solars de silici

• Policristal·lí. Diversos petits cristalls de silici es combinen en una fotocèl·lula. Tenen una estructura poc homogènia, cosa que empitjora l’absorció de la llum solar. Això es reflecteix en l'eficiència (20,3%). De fet, això significa que un panell solar de la mateixa potència ocuparà aproximadament un 20% més de superfície.
• Pel·lícula prima. Són una capa semiconductora dipositada sobre un substrat flexible. A causa de la seva flexibilitat, es poden muntar sobre superfícies corbes. Però tenen una productivitat baixa (al voltant del 10,4%), de manera que ocupen grans superfícies (almenys 2 vegades més que les policristal·lines).

Si teniu un sostre inclinat i la façana es gira cap al sud o l’est, no té sentit pensar massa en la zona ocupada. Els mòduls policristal·lins poden adaptar-se molt. Amb la mateixa quantitat d’energia produïda, són una mica més econòmics.

Com triar el sistema de panells solars adequat per a la vostra llar

Hi ha idees errònies habituals que us porten a gastar diners extra en equips excessivament cars. A continuació es presenten recomanacions sobre com construir correctament un sistema d’energia solar i no gastar diners addicionals.

Les centrals solars de casa vostra poden ser menys costoses si abordeu el problema amb cura

Què comprar

No tots els components d’una planta d’energia solar són vitals per al seu funcionament. És possible prescindir d'algunes parts. Serveixen per millorar la fiabilitat, però sense elles el sistema és funcional. El primer que cal recordar és aconseguir panells solars a finals d’hivern, principis de primavera. En primer lloc, el temps en aquest moment és excel·lent, hi ha molts dies assolellats, la neu reflecteix el sol, augmentant la il·luminació general. En segon lloc, els descomptes s’anuncien tradicionalment en aquest moment. Altres consells són els següents:

• Compreu plaques solars per a la vostra llar amb una tensió de sortida de 12 V. És a partir d’aquesta tensió que treballa la majoria d’equips domèstics i de construcció, làmpades LED, etc. Els electrodomèstics que funcionen a partir de 24 o 48 volts són molt menys. Podeu mirar els passaports o fer servir la cerca.
• No utilitzeu làmpades incandescents per il·luminar. Consumeixen massa electricitat i funcionen a partir de 220 V. Substitueix-los per LED... Per a ells, el corrent continu de 12 V és el que necessiten.
  

  Un sistema d'energia solar "complet" té aquest aspecte

• No intenteu comprar immediatament un sistema d’alta potència per cobrir totes les necessitats possibles. Per començar, compreu un parell de mòduls sense convertidor / inversor, connecteu-hi l’equip que funciona amb voltatge constant. Si esteu satisfet amb el sistema, podreu augmentar la potència, comprar un inversor i connectar equips que funcionin entre 220-230 V. I tingueu en compte que l’inversor, fins i tot amb la càrrega apagada, consumeix electricitat (les pèrdues de conversió són del 30% aproximadament). És a dir, a la nit, quan tot està apagat, simplement consumeix la càrrega de la bateria. A més, dóna un sinusoide lluny de l’ideal. En general, tot el que pot funcionar a partir d’una tensió constant s’alimenta directament de les bateries.

Si només utilitzeu aquests consells i connecteu només aparells que funcionen a tensió constant, un sistema de panells solars per a una llar costarà una quantitat molt més modesta que el kit més barat. Però això no és tot. També podeu deixar alguns dels equips "per a més endavant" o prescindir-ne del tot.

El que es pot prescindir

El cost d’un conjunt de plaques solars per 1 kW per dia és de més de mil dòlars. Inversió considerable. Inevitablement, us preguntareu si val la pena i quin serà el període de devolució. Amb les tarifes actuals, trigareu més d’un any a esperar fins a la devolució dels vostres diners. Però es poden reduir els costos. No a costa de la qualitat, sinó a costa d’una lleugera disminució de la comoditat d’utilitzar el sistema i a causa d’un enfocament raonable en la selecció dels seus components.

• No compreu bateries d'heli ni de descàrrega profunda. No valen els seus diners. Fins i tot les bateries de cotxes usats funcionen bé amb plaques solars per a la llar. Funcionen normalment almenys cinc anys més.
  

  Si la superfície no és limitada, podeu comprar una bateria solar amb fotocèl·lules policristal·lines

• En principi, es pot aconseguir amb encara menys diners. No cal que instal·leu el controlador. Costa com a mínim 150 dòlars (i amb una potència elevada de 500 dòlars) i tota la seva tasca és controlar l’estat de càrrega de les bateries. Si el pressupost és reduït, compreu un rellotge de 12 V per al cotxe que també mesuri el voltatge i la temperatura. Costen entre 2 i 5 dòlars i pràcticament tenen la mateixa funció. I per evitar una sobrecàrrega, compreu una bateria addicional. O dos. La capacitat total de la capacitat "extra" ha de ser com a mínim del 20%. Això evitarà la sobrecàrrega i augmentarà la capacitat del sistema.

Per tant, si el pressupost és limitat, podeu fer-ho amb algunes plaques solars i bateries recarregables, la capacitat de les quals és un 20-25% superior a la càrrega màxima de les plaques solars. Per controlar la salut, compreu un rellotge de cotxe que encara mesuri el voltatge. Això us estalvia la necessitat de mesurar la càrrega de la bateria diverses vegades al dia. En el seu lloc, haureu de mirar el rellotge de tant en tant. Això és tot per començar. En el futur, podeu comprar plaques solars per a la vostra llar, augmentar el nombre de bateries. Si ho desitgeu, podeu comprar un inversor.

Determineu la mida i el nombre de fotocèl·lules

Una bona cèl·lula solar de 12 volts hauria de tenir 36 cel·les i una bateria de 24 volts hauria de tenir 72 fotocèl·lules. Aquesta quantitat és òptima. Amb menys fotocèl·lules, mai no obtindreu el corrent indicat. I aquesta és la millor opció.

No compreu panells solars dobles: 72 i 144 cel·les, respectivament. En primer lloc, són molt grans, cosa que resulta incòmode durant el transport. En segon lloc, a temperatures anormalment baixes, que tenim periòdicament, són els primers a fallar. El fet és que la pel·lícula de laminació disminueix considerablement la mida durant les gelades. En grans panells, a causa de l’alta tensió, s’escampa o fins i tot es trenca. Es perd la transparència, el rendiment cau dràsticament. El panell s'està reparant.

El panell solar de 4V té 7 elements

Segon factor. Els panells més grans han de tenir més gruix de la caixa i del vidre. Al cap i a la fi, augmenten les càrregues de vent i neu. Però això no sempre es fa, ja que el preu augmenta significativament.Si veieu un doble panell i el preu és inferior als dos "normals", és millor que busqueu una altra cosa.

Un cop més: la millor opció és un panell solar de 12 volts per a casa, format per 36 cèl·lules solars. Aquesta és la millor opció, demostrada per la pràctica.

Especificacions: què cal buscar

Els panells solars certificats sempre indiquen el corrent i el voltatge de funcionament, així com la tensió del circuit obert i el corrent de curtcircuit. Cal tenir en compte que tots els paràmetres solen estar indicats per a una temperatura de + 25 ° C. En un dia assolellat al terrat, la bateria s’escalfa fins a temperatures molt superiors a aquesta xifra. Això explica la tensió de funcionament més alta.

Un exemple de les característiques tècniques dels panells solars per a una llar

Presteu també atenció a la tensió del circuit obert. En les bateries normals, és d’uns 22 V. I tot estaria bé, però si realitzeu treballs a l’equip sense desconnectar els panells solars, la tensió del circuit obert danyarà l’inversor o altres equips connectats que no estiguin dissenyats per a aquesta tensió. Per tant, per a qualsevol treball: canviar cables, connectar / desconnectar bateries, etc. i així successivament: el primer que heu de fer és apagar els panells solars (traieu els terminals). Després de passar pel circuit, connecteu-los per últim. Aquest procediment us estalviarà molts nervis (i diners).

Cos i vidre

Els panells solars per a la llar tenen una carcassa d'alumini. Aquest metall no es corroix, amb una força suficient té una massa petita. Cal muntar un cos normal a partir d’un perfil on hi hagi almenys dos enduridors. A més, cal introduir el vidre en una ranura especial i no fixar-lo des de dalt. Tots aquests són signes de qualitat normal.

No hauria d’haver resplendor sobre el cas

Fins i tot a l’hora d’escollir un panell solar, presteu atenció al vidre. En bateries normals, té textura més que llisa. Al tacte: aspre, si agafeu les ungles, podreu escoltar un murmuri. A més, ha de tenir un revestiment d’alta qualitat que minimitzi l’enlluernament. Això vol dir que no s’hi hauria de reflectir res. Si els reflexos dels objectes circumdants són visibles almenys des de qualsevol angle, és millor trobar un altre panell.

Selecció de la secció del cable i les subtileses de la connexió elèctrica

Cal connectar plaques solars per a la llar amb un cable de coure d’un nucli. La secció transversal del nucli del cable depèn de la distància entre el mòdul i la bateria:

• distància inferior a 10 metres:
  • 1,5 mm2 per cada panell solar de 100 W;
  • per a dues bateries: 2,5 mm2;
  • tres bateries: 4,0 mm2;
• distància superior a 10 metres:
  • per connectar un panell, prenem 2,5 mm2;
  • dos - 4,0 mm2;
  • tres - 6,0 mm2.

Podeu fer una secció més gran, però no menys (hi haurà grans pèrdues, però no la necessitem). Quan compreu cables, fixeu-vos en la secció real, ja que avui en dia les dimensions declarades sovint no es corresponen amb les reals. Per comprovar-ho, haureu de mesurar el diàmetre i llegir la secció (com podeu fer-ho, podeu llegir-lo) aquí).

Plaques solars per a la llar: connexió elèctrica

En muntar el sistema, podeu dur a terme els avantatges dels panells solars mitjançant un cable de diversos nuclis amb una secció adequada i, per a menys, en feu un de gruixut. Abans de connectar-nos a les bateries, passem tots els "avantatges" a través de díodes o conjunts de díodes amb un càtode comú. Això evita que la bateria s’escurci (podria provocar un incendi) si els cables entre les bateries i la bateria es troben en curtcircuit o es trenquen.

Els díodes utilitzen tipus SBL2040CT, PBYR040CT. Si no es troben, es poden treure de les fonts d’alimentació antigues dels ordinadors personals. Normalment n’hi ha de SBL3040 o similars. És desitjable passar a través de díodes. No oblideu que s’escalfen molt, de manera que cal muntar-los en un radiador (podeu utilitzar-ne un de sol).

El sistema també requereix una caixa de fusibles. Un per a cada consumidor. Connectem tota la càrrega a través d’aquest bloc. En primer lloc, el sistema és més segur d’aquesta manera. En segon lloc, si apareixen problemes, és més fàcil determinar-ne l’origen (mitjançant un fusible bufat).