La idea de una casa independiente entusiasma a muchos propietarios casas de campo. Y esto no es sorprendente: los servicios públicos suben de precio dos veces al año, pero mientras tanto, aquí está, agua bajo los pies, calor térmico y energía solar. La propia naturaleza nos da todo lo que necesitamos, así que ¿por qué no aprovechar sus dones? Tomemos, por ejemplo, la energía de nuestro cuerpo cósmico. Estos son literalmente kilovatios gratis que puedes obtener si haces paneles solares con tus propias manos. Puedes comprar, por supuesto, pero la autoproducción es ahorros significativos. Entonces, averigüemos cómo hacer una planta de energía para la casa.
Leer en el artículo
- 1 Cómo se organizan y funcionan los paneles solares
- 2 Tipos de fotocélulas y sus características
- 3 ¿Qué materiales se requieren para crear paneles solares?
- 4 Batería solar desde el diseño hasta la inclusión
- 4.1 planificación anticipada
- 4.2 Cómo ensamblar fotocélulas en un solo complejo.
- 5 ¿Cuál es el mejor lugar para colocar un panel solar?
Cómo se organizan y funcionan los paneles solares
Si está familiarizado con el curso de física de la escuela, entonces probablemente conozca el término semiconductores. Es sobre ellos que se construye el trabajo de los paneles solares. El homo sapiens descubrió el silicio, y hoy es el semiconductor más perfecto que se conoce. Cuando la oblea de silicio superior de un semiconductor se calienta, los electrones de la parte superior se mueven hacia la oblea inferior, pero regresan al lugar que les corresponde. Encuentran su camino a través de los cables de conexión y dan energía a las baterías en el camino. En general, todo el secreto está en mover los electrones y en dirigirlos en la dirección correcta.
¿Cómo se organiza una batería solar? Estos son, de hecho, los propios paneles de silicio, sistemas de conversión de energía de electrones, baterías para guardando esta energía y elementos adicionales que permitan extraer esta energía en beneficio del propietario. Bloques de convertidores, también son fotocélulas, también son paneles de silicio, estos son semiconductores. El silicio se puede depositar por el método monocristalino, que ya se ha mencionado, o por el método policristalino, que es menos eficiente en la operación.
Para ahorrar energía, necesitará baterías, y debe haber dos (la segunda actúa como respaldo). La primera batería recoge y envía energía directamente a los dispositivos de consumo, y la segunda es necesaria para almacenar el exceso de esta energía. Tan pronto como el voltaje en la red comienza a caer, la reserva se conecta.
Al autoensamblar un complejo de paneles solares, no puede descuidar ningún elemento. Cada uno de ellos, incluso el más pequeño, realiza una tarea importante. Aquí, por ejemplo, diodos. Parecería que no son tan necesarios, pero de hecho realizan la tarea responsable de proteger los bloques contra el sobrecalentamiento.
Tipos de fotocélulas y sus características
paneles de silicona para paneles solares son policristalinos y monocristalinos. Veamos cuáles son sus diferencias y cuáles son las más efectivas:
- Las células monocristalinas son más caras que sus contrapartes, ya que su fabricación requiere el uso de las tecnologías más avanzadas. Dichas placas tienen una eficiencia de hasta el 25% y pueden funcionar durante al menos un cuarto de siglo. Este es un momento muy decente para tales elementos. Al mismo tiempo, en 25 años perderán solo alrededor del 5% de su efectividad, lo que no es significativo. Los paneles monocristalinos capturan la energía solar en toda la superficie y siguen funcionando incluso cuando está nublado. De hecho, aunque estas baterías son más caras, se amortizan mucho más rápido que las policristalinas. Además, se requieren en menor cantidad, es decir, para obtener cierta cantidad de electricidad puede ocupar menos espacio con células solares de silicio monocristalino.
- Las baterías policristalinas son inferiores a las monocristalinas, aunque solo sea porque utilizan silicio de menor calidad. El proceso de fabricación es más primitivo y esto afecta directamente la efectividad del producto terminado. A menudo, las baterías policristalinas se fabrican simplemente a partir de productos de desecho monocristalinos. Tienen un tinte azulado, son fáciles de distinguir. Las células policristalinas son un 20% menos eficientes y la eficiencia no supera el 18%. Resulta que se requiere un área grande para extraer la cantidad requerida de energía. Pero, a pesar de la eficiencia obviamente baja, las células solares policristalinas se compran con más frecuencia. Y no es sólo el precio. Muestran excelentes resultados en clima nublado, mejores que los cristales individuales.
baterías de película - una novedad en el mercado de las fotocélulas, que hasta ahora solo está ganando popularidad. El costo de estos paneles aún es demasiado alto para la demanda masiva, pero debe prestarles atención por varias razones:
- Los elementos fílmicos basados en telururo de cadmio son tecnologías espaciales que han sido probadas con éxito en vehículos extraterrestres. Todavía está presente un pequeño matiz: cuando se calienta, el cadmio emite gases tóxicos. En paneles solares, son mínimos y prácticamente seguros en exteriores.
- Pero los elementos basados en CIGS son otro asunto. Son seguros ya que consisten en cobre, selenio, indio y galio. La ventaja de este tipo es una excelente flexibilidad. Y, por cierto, este tipo también se utilizó activamente en los satélites espaciales, y ahora se ha vuelto megapopular entre los consumidores de productos para el turismo activo. La eficiencia de los pequeños suministros de energía solar CIGS alcanza el 20%.
Otro tipo de almacenamiento solar baterías amorfas. También se basan en silicio, pero se aplica mediante un método especial de pulverización de vapor caliente, que elimina el crecimiento de cristales y acelera significativamente el proceso. Los módulos amorfos más modernos muestran una eficiencia del 12%, pero hasta el momento no son tan populares debido a su alto costo. Los módulos amorfos tienen una ventaja significativa sobre todos los demás: pueden funcionar incluso en condiciones de calor extremo e iluminación ambiental.
Analizando los tipos de celdas solares, podemos concluir que hoy en día la elección más óptima serían las celdas solares monocristalinas.
¿Qué materiales se requieren para crear paneles solares?
Para el montaje de paneles solares necesitará, además de fotocélulas, hojas de aglomerado o OSB, cantoneras y rieles de aluminio, lámina de espuma de alta rigidez, sellador a base de silicona, terminales, transistor, diodos y cables.
Para trabajar, necesita un conjunto mínimo de herramientas: un soldador, destornilladores (preferiblemente un destornillador con boquillas), sierras para metal y madera. Para verificar la eficiencia de la batería, necesitará un probador.
Los paneles del módulo se ensamblan utilizando un perfil de aluminio. No es aconsejable comprar baterías de diferentes tamaños; esto hará que le resulte difícil armar todo. Además, tal opción de ensamblaje afectará negativamente la eficiencia del complejo, ya que la corriente máxima generada estará limitada por el rendimiento de los módulos más pequeños.
Para el marco, puede usar no solo rieles de aluminio, sino también madera. Sin embargo, se prefiere el aluminio por varias razones: no le teme a la corrosión, a los insectos, a la putrefacción ni a los hongos. No absorbe agua como la madera y no se deforma después de la lluvia o la nieve. Y lo más importante, el aluminio es ligero y resistente, justo lo que necesitas para el cuadro. La base es mejor OSB: estos paneles tampoco temen a la humedad, especialmente si están prepintados con algún esmalte impermeable.
Es importante elegir el vidrio protector adecuado para los paneles solares. Hay varias opciones: vidrio ordinario, plexiglás, plexiglás o policarbonato. Todas estas son opciones baratas que no proporcionan una buena transparencia y por lo tanto reducen la eficiencia de las células fotovoltaicas. Si es posible, elija vidrio antirreflectante; esta será la mejor opción. No hay posibilidad, luego el vidrio ordinario, que se usa para ventanas.
Se necesita sellador para fijar las fotocélulas en el vidrio. Un compuesto epoxi se considera la opción más confiable, pero esta es una herramienta costosa, por lo que muchas personas la reemplazan con una contraparte de silicona.
En cuanto a las baterías, solo hay un consejo: no escatimes en un dispositivo de calidad. Una buena batería durará mucho más y se mostrará digna en el trabajo. Para conectar paneles solares como fuente de energía, necesitará un convertidor de 220 voltios o, como también se le llama, un inversor.
Y ahora sobre cómo hacer paneles solares en casa.
Batería solar desde el diseño hasta la inclusión
Antes de continuar con el ensamblaje de la batería solar, debe esbozar al menos mínimamente un diagrama del futuro dispositivos, solo entonces sabrá cómo ensamblar de forma independiente un módulo viable a partir de módulos panel.
planificación anticipada
¿Cómo hacerlo tú mismo? En primer lugar, decida la ubicación de la estructura futura. El paso más seguro es hacer el complejo de tal manera que puedas ajustar su pendiente para que las baterías "siguieron" al sol en diferentes momentos del día e incluso dependiendo de la ubicación estacional luminarias
Esta solución duplicará la potencia nominal del complejo. Si ha optado por marcos estacionarios, deben colocarse con una inclinación de 50-60 grados. Pero los marcos móviles requieren una pendiente de 70 grados en invierno y 30 grados en verano.
El segundo punto esencial en la planificación es la determinación del número de fotocélulas. Para hacer esto, necesita saber la cantidad de energía generada por una placa y su necesidad. Por ejemplo: una fotocélula con una superficie de 1 metro cuadrado genera unos 125 vatios. Para obtener energía para las necesidades de una casa pequeña, se requiere un mínimo de 2,5 kW. Así que considere cuántos paneles necesita y piense dónde y cómo colocarlos.
Cómo ensamblar fotocélulas en un solo complejo.
Los fotomódulos deben combinarse en un complejo común. Para hacer esto, los contactos de cada elemento se sueldan a los cables conductores. Cómo hacerlo bien:
- todos los módulos que conectarás están dispuestos en un área plana (mesa, vidrio);
- cómo soldar: los conductores se aplican a los contactos. Esto debe hacerse con mucho cuidado para no dañar las placas frágiles;
- algunos modelos de conductores ya se venden con cables de conexión. Esto hace que la tarea sea mucho más fácil, por lo que si tiene opciones, tómelas;
- solo queda medir la corriente total del complejo resultante.
El siguiente paso es hacer un marco para la batería. De hecho, esta es una caja en la que hay un fondo de OSB o madera contrachapada, lados bajos y una tapa superior: vidrio transparente.
Prepare OSB o madera contrachapada lo suficientemente grande como para que quepan todas las fotocélulas. En su base se practican varios orificios para la ventilación. Los lados están unidos alrededor del perímetro; pueden ser listones de madera o aluminio. La altura de los rieles es de 1,5 a 2 cm, no más, de lo contrario, proyectarán una sombra sobre las fotocélulas.
A continuación, las células solares se colocan frente al vidrio. Se deja una distancia de aproximadamente 5 mm entre los módulos. Para que todo quede perfectamente parejo, puedes marcar previamente el cristal.
Luego, respectivamente, los contactos positivos se conectan a los positivos, los negativos a los negativos. Plus se coloca desde el borde frontal, menos - desde el interior.
Los módulos están conectados de arriba a abajo para que no dañe inadvertidamente elementos delgados como láminas durante la conexión. Todas las filas verticales están soldadas a un bus común.
Cada módulo está pegado al vidrio con un sellador. Esto debe hacerse con cuidado, porque será imposible repararlo más tarde sin destruir la fotocélula. El sellador se aplica en una pequeña cantidad directamente al centro de cada fotocélula.
Todos los cables se fijan con sellador, después de lo cual puede ensamblar el marco. Previamente, se coloca gomaespuma en el fondo de la caja, que actuará como amortiguador.
¿Cuál es el mejor lugar para colocar un panel solar?
Para la instalación de un complejo solar, son adecuados los lugares que no están sombreados por las copas de los árboles. Si tiene varios módulos, debe colocarlos de manera que no proyecten sombras entre sí.
Para una máxima eficiencia, los módulos deben ubicarse perpendiculares a los rayos del sol.
Además, un video útil sobre el ensamblaje a partir de materiales improvisados e instalación de paneles solares:
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