A ideia de uma casa independente excita a mente de muitos proprietários casas de campo. E isso não é surpreendente: utilitários aumentam de preço duas vezes por ano, mas enquanto isso - aqui está, água sob seus pés, calor térmico e energia solar. A própria natureza nos dá tudo o que precisamos, então por que não aproveitar seus presentes? Tomemos, por exemplo, a energia do nosso corpo cósmico. Estes são literalmente quilowatts gratuitos que você pode obter se fizer painéis solares com suas próprias mãos. Você pode comprar, é claro, mas a autoprodução é economias significativas. Então, vamos descobrir como fazer uma usina de energia para a casa.
Leia no artigo
- 1 Como os painéis solares são organizados e funcionam
- 2 Tipos de fotocélulas e suas características
- 3 Quais materiais são necessários para criar painéis solares
- 4 Bateria solar do design à inclusão
- 4.1 planejamento antecipado
- 4.2 Como montar fotocélulas em um único complexo
- 5 Onde é o melhor lugar para colocar um painel solar
Como os painéis solares são organizados e funcionam
Se você está familiarizado com o curso de física da escola, provavelmente conhece um termo como semicondutores. É sobre eles que se constrói o trabalho dos painéis solares. O Homo sapiens descobriu o silício, e hoje é o semicondutor mais perfeito conhecido. Quando o wafer de silício superior de um semicondutor aquece, os elétrons no topo se movem para o wafer inferior, mas são puxados de volta ao seu devido lugar. Eles encontram o caminho através dos fios de conexão e fornecem energia às baterias ao longo do caminho. Em geral, todo o segredo está em mover os elétrons e direcioná-los na direção certa.
Como é organizada uma bateria solar? Trata-se, na verdade, dos próprios painéis de silício, sistemas de conversão de energia eletrônica, baterias para economizando essa energia e elementos adicionais que permitem extrair essa energia em benefício do proprietário. Blocos de conversores, também são fotocélulas, também são painéis de silício - são semicondutores. O silício pode ser depositado pelo método monocristalino, já mencionado, ou pelo método policristalino, que é menos eficiente na operação.
Para economizar energia, você precisará de baterias e deve haver duas delas (a segunda funciona como backup). A primeira bateria coleta e envia energia diretamente para os dispositivos de consumo, e a segunda é necessária para armazenar o excesso dessa energia. Assim que a tensão na rede começa a cair, a reserva é conectada.
Ao auto-montar um complexo de painéis solares, você não pode negligenciar nenhum elemento. Cada um deles, mesmo o menor, desempenha uma tarefa importante. Aqui, por exemplo, diodos. Parece que eles não são tão necessários, mas na verdade eles executam a tarefa responsável de proteger os blocos do superaquecimento.
Tipos de fotocélulas e suas características
painéis de silicone para painéis solares são policristalino e monocristalino. Vamos descobrir quais são suas diferenças e quais são as mais eficazes:
- As células monocristalinas são mais caras que suas contrapartes, pois sua fabricação requer o uso das tecnologias mais avançadas. Essas placas têm uma eficiência de até 25% e podem funcionar por pelo menos um quarto de século. Este é um momento muito decente para tais elementos. Ao mesmo tempo, em 25 anos, eles perderão apenas cerca de 5% de sua eficácia, o que não é significativo. Os painéis monocristalinos captam a energia solar em toda a superfície e continuam a funcionar mesmo com tempo nublado. De fato, embora essas baterias sejam mais caras, elas se pagam muito mais rapidamente do que as policristalinas. Além disso, são necessários em quantidades menores, ou seja, para recebendo uma certa quantidade de eletricidade você pode ocupar menos espaço com células solares de silício monocristalino.
- As baterias policristalinas são inferiores às monocristalinas, mesmo porque usam silício de qualidade inferior. O processo de fabricação é mais primitivo, e isso afeta diretamente a eficácia do produto acabado. Muitas vezes, as baterias policristalinas são simplesmente feitas de resíduos monocristalinos. Eles têm um tom azulado, são fáceis de distinguir. As células policristalinas são 20% menos eficientes e a eficiência não ultrapassa os 18%. Acontece que uma grande área é necessária para extrair a quantidade necessária de energia. Mas, apesar da eficiência obviamente baixa, as células solares policristalinas são compradas com mais frequência. E não é só o preço. Eles mostram excelentes resultados em tempo nublado - melhores do que cristais únicos.
baterias de filme - uma novidade no mercado de fotocélulas, que só está ganhando popularidade até agora. O custo desses painéis ainda é muito alto para a demanda em massa, mas você deve prestar atenção neles por vários motivos:
- Elementos de filme baseados em telureto de cádmio são tecnologias espaciais que foram testadas com sucesso em veículos extraterrestres. Uma pequena nuance ainda está presente - quando aquecido, o cádmio emite gases tóxicos. Nos painéis solares, eles são mínimos e praticamente seguros ao ar livre.
- Mas os elementos baseados em CIGS são outra questão. Eles são seguros, pois consistem em cobre, selênio, índio e gálio. A vantagem deste tipo é a excelente flexibilidade. E, a propósito, esse tipo também foi usado ativamente em satélites espaciais e agora se tornou mega popular entre os consumidores de produtos para turismo ativo. A eficiência das pequenas fontes de energia solar CIGS atinge 20%.
Outro tipo de armazenamento solar baterias amorfas. Eles também são baseados em silício, mas são aplicados por um método especial de pulverização a vapor quente, que elimina o crescimento de cristais e acelera significativamente o processo. Os módulos amorfos mais modernos apresentam uma eficiência de 12%, mas até agora não são tão populares devido ao seu alto custo. Os módulos amorfos têm uma vantagem significativa sobre todos os outros - eles são capazes de trabalhar mesmo sob calor extremo e iluminação ambiente.
Analisando os tipos de células solares, podemos concluir que hoje a escolha mais ideal seria as células solares de cristal único.
Quais materiais são necessários para criar painéis solares
Para montagem de painel solar você precisará, além de fotocélulas, folhas de aglomerado ou OSB, cantos e trilhos de alumínio, folha de espuma de alta rigidez, selante à base de silicone, terminais, transistor, diodos e fios.
Para trabalhar, você precisa de um conjunto mínimo de ferramentas: um ferro de solda, chaves de fenda (de preferência uma chave de fenda com bicos), serras para metal e madeira. Para verificar a eficiência da bateria, você precisará de um testador.
Os painéis modulares são montados usando um perfil de alumínio. Não é aconselhável comprar baterias de tamanhos diferentes - isso dificultará a montagem de tudo. Além disso, tal opção de montagem afetará negativamente a eficiência do complexo, pois a corrente máxima gerada será limitada pelo desempenho dos módulos menores.
Para o quadro, você pode usar não apenas trilhos de alumínio, mas também madeira. No entanto, o alumínio é preferido por vários motivos: não tem medo de corrosão, insetos, podridão e fungos. Não absorve água como a madeira e não se deforma após chuva ou neve. E o mais importante, o alumínio é leve e forte - exatamente o que você precisa para o quadro. A base é o melhor OSB: esses painéis também não têm medo de umidade, especialmente se forem pré-pintados com qualquer esmalte à prova d'água.
É importante escolher o vidro de proteção certo para os painéis solares. Existem várias opções: vidro comum, plexiglass, plexiglass ou policarbonato. Todas essas são opções baratas que não proporcionam boa transparência e, portanto, reduzem a eficiência das células fotovoltaicas. Se possível, escolha o vidro antirreflexo - esta será a melhor opção. Nenhuma possibilidade - então vidro comum, que é usado para janelas.
O selante é necessário para fixar as fotocélulas no vidro. Um composto epóxi é considerado a opção mais confiável, mas esta é uma ferramenta cara, então muitas pessoas a substituem por uma contraparte de silicone.
Quanto às baterias, há apenas um conselho: não economize em um aparelho de qualidade. Uma boa bateria durará muito mais e se mostrará digna de trabalho. Para conectar os painéis solares como fonte de energia, você precisará de um conversor de 220 volts ou, como também é chamado, um inversor.
E agora sobre como fazer painéis solares em casa.
Bateria solar do design à inclusão
Antes de prosseguir com a montagem da bateria solar, você precisa pelo menos esboçar minimamente um diagrama do futuro dispositivos, só então você saberá como montar independentemente um módulo viável a partir de módulos painel.
planejamento antecipado
Como fazer você mesmo? Em primeiro lugar, decida sobre a localização da futura estrutura. O passo mais seguro é fazer o complexo de tal maneira que você possa ajustar sua inclinação para que baterias "seguiram" o sol em diferentes momentos do dia e até mesmo dependendo da localização sazonal luminárias.
Esta solução duplicará a potência nominal do complexo. Se você optou por quadros estacionários, eles precisam ser colocados em uma inclinação de 50 a 60 graus. Mas os quadros móveis exigem uma inclinação de 70 graus no inverno e 30 graus no verão.
O segundo ponto essencial no planejamento é a determinação do número de fotocélulas. Para isso, você precisa saber a quantidade de energia gerada a partir de uma placa e sua necessidade. Por exemplo: uma fotocélula com área de 1 metro quadrado gera cerca de 125 watts. Para obter energia para as necessidades de uma pequena casa, é necessário um mínimo de 2,5 kW. Portanto, considere quantos painéis você precisa e pense em onde e como colocá-los.
Como montar fotocélulas em um único complexo
Os fotomódulos precisam ser combinados em um complexo comum. Para fazer isso, os contatos de cada elemento são soldados aos fios condutores. Como fazer certo:
- todos os módulos que você conectará estão dispostos em uma área plana (mesa, vidro);
- como soldar: os condutores são aplicados aos contatos. Isso deve ser feito com muito cuidado para não danificar as placas frágeis;
- alguns modelos de condutores já são vendidos com fios de conexão. Isso torna a tarefa muito mais fácil, então se você tiver uma escolha, faça isso;
- resta apenas medir a corrente total do complexo resultante.
O próximo passo é fazer um quadro para a bateria. Na verdade, esta é uma caixa na qual há um fundo feito de OSB ou compensado, laterais baixas e uma tampa superior - vidro transparente.
Prepare OSB ou compensado grande o suficiente para caber todas as fotocélulas. Na sua base são feitos vários orifícios para ventilação. Os lados são presos ao redor do perímetro - podem ser ripas de madeira ou alumínio. A altura dos trilhos é de 1,5 a 2 cm, não mais, caso contrário, eles projetarão uma sombra nas fotocélulas.
Em seguida, as células solares são colocadas de frente para o vidro. Uma distância de aproximadamente 5 mm é deixada entre os módulos. Para que tudo fique perfeitamente uniforme, você pode pré-marcar o vidro.
Então, respectivamente, os contatos positivos são conectados aos positivos, os negativos aos negativos. Plus é colocado a partir da borda frontal, menos - de dentro.
Os módulos são conectados de cima para baixo para que você não danifique inadvertidamente os elementos finos durante a conexão. Todas as linhas verticais são soldadas a um barramento comum.
Cada módulo é colado ao vidro com um selante. Isso deve ser feito com cuidado, pois será impossível consertá-lo posteriormente sem destruir a fotocélula. O selante é aplicado em pequena quantidade diretamente no centro de cada fotocélula.
Todos os fios são fixados com selante, após o que você pode montar o quadro. Anteriormente, a espuma de borracha era colocada no fundo da caixa, que atuaria como um amortecedor.
Onde é o melhor lugar para colocar um painel solar
Para a instalação de um complexo solar, são adequados locais não sombreados por copas de árvores. Se você tiver vários módulos, eles precisam ser colocados de forma que não produzam sombras uns nos outros.
Para máxima eficiência, os módulos devem ser posicionados perpendicularmente aos raios solares.
Além disso, um vídeo útil sobre montagem de materiais improvisados e instalação de painéis solares:
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