L'idea di una casa indipendente eccita le menti di molti proprietari casolari di campagna. E questo non sorprende: le utenze aumentano di prezzo due volte l'anno, ma intanto - eccola qua, acqua sotto i piedi, calore termico e energia solare. La natura stessa ci dà tutto ciò di cui abbiamo bisogno, quindi perché non approfittare dei suoi doni? Prendi, per esempio, l'energia del nostro corpo cosmico. Questi sono letteralmente kilowatt gratuiti che puoi ottenere se realizzi pannelli solari con le tue mani. Puoi comprare, certo, ma l'autoproduzione sì notevole risparmio. Quindi, scopriamo come realizzare una centrale elettrica per la casa.
Leggi nell'articolo
- 1 Come sono disposti e funzionano i pannelli solari
- 2 Tipi di fotocellule e loro caratteristiche
- 3 Quali materiali sono necessari per creare pannelli solari
- 4 Batteria solare dal design all'inclusione
- 4.1 pianificazione anticipata
- 4.2 Come assemblare le fotocellule in un unico complesso
- 5 Qual è il posto migliore per mettere un pannello solare
Come sono disposti e funzionano i pannelli solari
Se hai familiarità con il corso di fisica della scuola, probabilmente conosci un termine come semiconduttori. È su di loro che si costruisce il lavoro dei pannelli solari. L'Homo sapiens ha scoperto il silicio e oggi è il semiconduttore più perfetto conosciuto. Quando il wafer di silicio superiore di un semiconduttore si riscalda, gli elettroni in alto si spostano sul wafer inferiore, ma vengono riportati al loro posto legittimo. Trovano la loro strada attraverso i cavi di collegamento e danno energia alle batterie lungo il percorso. In generale, l'intero segreto sta nel muovere gli elettroni e nel dirigerli nella giusta direzione.
Come è organizzata una batteria solare? Si tratta, infatti, dei pannelli di silicio stessi, dei sistemi di conversione dell'energia degli elettroni, delle batterie per risparmiando questa energia ed elementi aggiuntivi che consentono di estrarre questa energia a beneficio del proprietario. Blocchi di convertitori, sono anche fotocellule, sono anche pannelli di silicio: questi sono semiconduttori. Il silicio può essere depositato con il metodo del monocristallo, già menzionato, o con il metodo policristallino, che è meno efficiente nel funzionamento.
Per risparmiare energia, avrai bisogno di batterie e dovrebbero essercene due (la seconda funge da riserva). La prima batteria raccoglie e invia energia direttamente ai dispositivi di consumo, la seconda è necessaria per immagazzinare l'energia in eccesso. Non appena la tensione nella rete inizia a diminuire, la riserva viene collegata.
Quando si autoassembla un complesso di pannelli solari, non è possibile trascurare alcun elemento. Ognuno di loro, anche il più piccolo, svolge un compito importante. Qui, ad esempio, diodi. Sembrerebbe che non siano così necessari, ma in realtà svolgono il compito responsabile di proteggere i blocchi dal surriscaldamento.
Tipi di fotocellule e loro caratteristiche
pannelli in silicone per i pannelli solari sono policristallini e monocristallini. Scopriamo insieme quali sono le loro differenze e quali sono le più efficaci:
- Le celle monocristalline sono più costose delle loro controparti, poiché la loro fabbricazione richiede l'uso delle tecnologie più avanzate. Tali piastre hanno un'efficienza fino al 25% e possono funzionare per almeno un quarto di secolo. Questo è un momento molto decente per tali elementi. Allo stesso tempo, in 25 anni perderanno solo il 5% circa della loro efficacia, il che non è significativo. I pannelli monocristallini catturano l'energia solare su tutta la superficie e continuano a funzionare anche con tempo nuvoloso. Infatti, sebbene queste batterie siano più costose, si ripagano molto più velocemente di quelle policristalline. Inoltre, sono richiesti in quantità minori, cioè per ottenere una certa quantità di elettricità puoi occupare meno spazio con le celle solari in silicio monocristallino.
- Le batterie policristalline sono inferiori a quelle monocristalline, se non altro perché utilizzano silicio di qualità inferiore. Il processo di fabbricazione è più primitivo e ciò influisce direttamente sull'efficacia del prodotto finito. Spesso, le batterie policristalline sono semplicemente realizzate con prodotti di scarto monocristallini. Hanno una sfumatura bluastra, sono facili da distinguere. Le celle policristalline sono il 20% meno efficienti e l'efficienza non supera il 18%. Si scopre che è necessaria una vasta area per estrarre la quantità di energia richiesta. Ma, nonostante l'evidentemente bassa efficienza, le celle solari policristalline vengono acquistate più spesso. E non è solo il prezzo. Mostrano risultati eccellenti con tempo nuvoloso, meglio dei cristalli singoli.
batterie a pellicola - una novità nel mercato delle fotocellule, che finora sta guadagnando popolarità . Il costo di questi pannelli è ancora troppo alto per la domanda di massa, ma dovresti prestare attenzione a loro per diversi motivi:
- Gli elementi cinematografici basati sul tellururo di cadmio sono tecnologie spaziali che sono state testate con successo su veicoli extraterrestri. È ancora presente una piccola sfumatura: quando riscaldato, il cadmio emette fumi tossici. Nei pannelli solari sono minimi e praticamente sicuri all'aperto.
- Ma gli elementi basati su CIGS sono un'altra questione. Sono sicuri in quanto sono costituiti da rame, selenio, indio e gallio. Il vantaggio di questo tipo è un'eccellente flessibilità . E, a proposito, questo tipo è stato utilizzato attivamente anche sui satelliti spaziali e ora è diventato mega popolare tra i consumatori di prodotti per il turismo attivo. L'efficienza dei piccoli alimentatori solari CIGS raggiunge il 20%.
Un altro tipo di accumulo solare batterie amorfe. Sono anche a base di silicio, ma viene applicato con uno speciale metodo di spruzzatura a vapore caldo, che elimina la crescita dei cristalli e accelera notevolmente il processo. I moduli amorfi più moderni mostrano un'efficienza del 12%, ma finora non sono così apprezzati a causa del loro costo elevato. I moduli amorfi hanno un vantaggio significativo rispetto a tutti gli altri: sono in grado di funzionare anche in condizioni di calore estremo e illuminazione ambientale.
Analizzando i tipi di celle solari, possiamo concludere che oggi la scelta più ottimale sarebbe quella delle celle solari a cristallo singolo.
Quali materiali sono necessari per creare pannelli solari
Per il montaggio di pannelli solari avrai bisogno, oltre alle fotocellule, di fogli di truciolare o OSB, angoli e binari in alluminio, lastra in schiuma ad alta rigidità , sigillante a base di silicone, terminali, transistor, diodi e fili.
Per lavorare è necessario un set minimo di strumenti: un saldatore, cacciaviti (preferibilmente un cacciavite con ugelli), seghetti per metallo e legno. Per verificare l'efficienza della batteria, avrai bisogno di un tester.
I pannelli dei moduli sono assemblati utilizzando un profilo in alluminio. Non è saggio acquistare batterie di dimensioni diverse: ciò renderà difficile mettere insieme tutto. Inoltre, tale opzione di assemblaggio influirà negativamente sull'efficienza del complesso, poiché la corrente massima generata sarà limitata dalle prestazioni dei moduli più piccoli.
Per il telaio, puoi utilizzare non solo binari in alluminio, ma anche legno. Tuttavia, l'alluminio è preferito per diversi motivi: non teme corrosione, insetti, marciume e funghi. Non assorbe acqua come il legno e non si deforma dopo pioggia o nevicata. E, soprattutto, l'alluminio è leggero e resistente, proprio ciò di cui hai bisogno per il telaio. La base è la migliore OSB: anche questi pannelli non temono l'umidità , soprattutto se sono preverniciati con uno smalto impermeabile.
È importante scegliere il giusto vetro protettivo per i pannelli solari. Esistono diverse opzioni: vetro ordinario, plexiglass, plexiglass o policarbonato. Tutte queste sono opzioni economiche che non forniscono una buona trasparenza e quindi riducono l'efficienza delle celle fotovoltaiche. Se possibile, scegli il vetro antiriflesso: questa sarà l'opzione migliore. Nessuna possibilità , quindi il vetro ordinario, che viene utilizzato per le finestre.
Il sigillante è necessario per fissare le fotocellule sul vetro. Un composto epossidico è considerato l'opzione più affidabile, ma questo è uno strumento costoso, quindi molte persone lo sostituiscono con una controparte in silicone.
Per quanto riguarda le batterie, c'è solo un consiglio: non lesinare su un dispositivo di qualità . Una buona batteria durerà molto più a lungo e si mostrerà degna nel lavoro. Per collegare i pannelli solari come fonte di alimentazione, avrai bisogno di un convertitore da 220 volt o, come viene anche chiamato, un inverter.
E ora su come realizzare pannelli solari in casa.
Batteria solare dal design all'inclusione
Prima di procedere con il montaggio della batteria solare, è necessario abbozzare almeno in minima parte un diagramma del futuro dispositivi, solo allora saprai come assemblare in modo indipendente un modulo lavorabile dai moduli pannello.
pianificazione anticipata
Come farlo da soli? Prima di tutto, decidi la posizione della struttura futura. Il passo più sicuro è realizzare il complesso in modo tale da poterne regolare la pendenza le batterie "seguivano" il sole in diversi momenti della giornata e anche a seconda della località stagionale luminari.
Questa soluzione raddoppierà la potenza nominale del complesso. Se hai fatto una scelta a favore dei telai fissi, devono essere posizionati con un'inclinazione di 50-60 gradi. Ma i telai mobili richiedono una pendenza di 70 gradi in inverno e 30 gradi in estate.
Il secondo punto essenziale della progettazione è la determinazione del numero di fotocellule. Per fare ciò, devi conoscere la quantità di energia generata da una piastra e le tue esigenze. Ad esempio: una fotocellula con una superficie di 1 metro quadrato genera circa 125 watt. Per ottenere energia per il fabbisogno di una piccola casa sono necessari un minimo di 2,5 kW. Quindi considera quanti pannelli hai bisogno e pensa a dove e come posizionarli.
Come assemblare le fotocellule in un unico complesso
I fotomoduli devono essere combinati in un complesso comune. Per fare ciò, i contatti di ciascun elemento sono saldati ai fili conduttori. Come farlo bene:
- tutti i moduli che collegherete sono disposti su una superficie piana (tavolo, vetro);
- come saldare: ai contatti vengono applicati dei conduttori. Questo deve essere fatto con molta attenzione per non danneggiare le fragili lastre;
- alcuni modelli di conduttori sono già venduti con fili di collegamento. Questo rende il compito molto più semplice, quindi se hai una scelta, prendi questi;
- resta solo da misurare la corrente totale dal complesso risultante.
Il prossimo passo è creare una cornice per la batteria. In effetti, questa è una scatola in cui è presente un fondo in OSB o compensato, lati bassi e un coperchio superiore - vetro trasparente.
Preparare OSB o compensato abbastanza grande da contenere tutte le fotocellule. Alla sua base sono praticati diversi fori per la ventilazione. I lati sono fissati attorno al perimetro: possono essere doghe in legno o alluminio. L'altezza dei binari è di 1,5–2 cm, non di più, altrimenti getteranno un'ombra sulle fotocellule.
Successivamente, le celle solari vengono posizionate di fronte al vetro. Tra i moduli viene lasciata una distanza di circa 5 mm. Per rendere tutto perfettamente uniforme, puoi pre-marcare il vetro.
Quindi, rispettivamente, i contatti positivi sono collegati a quelli positivi, i meno ai meno. Più è posizionato dal bordo anteriore, meno - dall'interno.
I moduli sono collegati dall'alto verso il basso in modo da non danneggiare inavvertitamente elementi sottili durante il collegamento. Tutte le file verticali sono saldate su un bus comune.
Ogni modulo è incollato al vetro con un sigillante. Questo deve essere fatto con attenzione, perché sarà impossibile ripararlo in seguito senza distruggere la fotocellula. Il sigillante viene applicato in piccola quantità direttamente al centro di ciascuna fotocellula.
Tutti i fili sono fissati con sigillante, dopodiché è possibile assemblare il telaio. In precedenza, la gommapiuma veniva posata sul fondo della scatola, che fungerà da ammortizzatore.
Qual è il posto migliore per mettere un pannello solare
Per l'installazione di un complesso solare sono adatti luoghi non ombreggiati dalle chiome degli alberi. Se si dispone di più moduli, è necessario posizionarli in modo che non si proiettino ombre l'uno sull'altro.
Per la massima efficienza, i moduli devono essere posizionati perpendicolarmente ai raggi solari.
Inoltre, un utile video sull'assemblaggio da materiali improvvisati e l'installazione di pannelli solari:
Vorresti utilizzare una fonte di alimentazione alternativa? O hai già l'energia solare in casa? Condividi la tua esperienza nei commenti!
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