Mirando el océano de energía que fluye del cielo a la tierra, seguimos dependiendo de la red eléctrica.
Si el suministro de electricidad en la ciudad es más o menos estable, entonces, fuera de la ciudad, los residentes se convierten regularmente en participantes del “fin del mundo”.
¿Cómo proporcionar a su hogar una fuente confiable de electricidad y no privarse del confort que es imposible sin el "movimiento dirigido de electrones"? La respuesta es bastante simple en teoría, pero casi desconocida para muchos en la práctica.
Estos son paneles solares para una casa particular, son la condición principal para una existencia autónoma.
Consideraremos cuáles son estos dispositivos, sus tipos, características y eficiencia de uso en este artículo.
Tipos de paneles solares
Desde el curso de física de la escuela, estamos familiarizados con el efecto fotoeléctrico. Surge en semiconductores bajo la influencia de la luz. Todos los paneles solares funcionan según este principio.
No vamos a ahondar en la teoría del proceso, pero tenga en cuenta sólo los puntos importantes de la mayoría de las prácticas:
- Hay tres tipos de células solares: paneles de silicio monocristalino y policristalino y amorfo (flexible).
- Todos ellos generan corriente continua (voltaje 12 o 24 V).
- La vida útil de estos dispositivos supera los 20 años.
- Una batería potente no puede funcionar de manera eficiente sin equipo adicional (controlador, batería, inversor).
Ahora repasemos cada elemento en detalle. Un panel monocristalino, en comparación con uno policristalino, produce una mayor potencia por unidad de superficie. Además, su precio es significativamente más alto.
El rendimiento de una celda policristalina es un 15-20% menor, pero en tiempo nublado disminuye ligeramente. En un monocristal, por otro lado, la producción de electricidad disminuye drásticamente bajo iluminación difusa. Una batería solar hecha de silicio amorfo es más barata que una policristalina, pero su vida útil es 2-3 veces más corta. Según los hechos enumerados, es más rentable comprar paneles policristalinos.
Conjunto de equipos de estación solar
Potente batería solar para casas de verano: el dispositivo no es autosuficiente. La energía resultante debe almacenarse en algún lugar para poder utilizar completamente los electrodomésticos por la noche y en días nublados.
Por lo tanto, necesitamos una batería de gran capacidad y durabilidad en cualquier caso. Hay un matiz importante en su elección: no intente ahorrar dinero comprando una batería de arranque. No es adecuado para el almacenamiento cíclico de energía y no tolera descargas profundas. Su propósito principal es proporcionar una corriente potente pero a corto plazo para arrancar el motor.
Para el almacenamiento y el consumo lento de energía se necesitan baterías de otro tipo: AGM o gel. Los primeros son más económicos, pero tienen una vida útil corta (hasta 5 años). Las baterías de gel son más caras, pero duran mucho más (8-10 años).
El controlador es otro elemento importante de una estación solar autónoma. Realiza varias tareas:
- Desconecta la batería de la batería en el momento de la carga completa y la enciende para una nueva carga de electricidad.
- Selecciona el modo de carga óptimo, aumentando la cantidad de energía almacenada.
- Proporciona la máxima duración de la batería.
Hay varios tipos de controladores utilizados en plantas de energía solar:
- ENCENDIDO / APAGADO "encendido-apagado";
- PWM;
- MPPT.
El dispositivo más barato simplemente desconecta el panel solar de la batería cuando el voltaje en sus terminales sube al nivel máximo. Esta no es la mejor opción ya que la batería aún no está completamente cargada en este momento.
El controlador PWM más caro funciona de forma más inteligente. Después de alcanzar el voltaje máximo, lo baja a un nivel predeterminado y lo mantiene durante un par de horas. Esto logra un nivel más completo de almacenamiento de energía.
Finalmente, el controlador tipo MPPT más inteligente aprovecha al máximo la potencia del panel solar en todos los modos de funcionamiento. Esto le permite almacenar entre un 10 y un 30% adicional de electricidad en la batería.
Independientemente del tipo de materiales semiconductores utilizados (policristales, monocristales, silicio amorfo), el dispositivo de batería solar es una cadena de celdas modulares conectadas en serie. Cada uno de ellos genera un pequeño voltaje (dentro de 0,5 voltios) y una corriente débil (décimas de amperio). Trabajando juntos "drenan" la energía acumulada hacia un canal común ya la salida de la batería obtenemos una corriente de gran fuerza y voltaje constante (12 o 24 voltios).
Diagrama de bloques del equipo de la estación solar.
Los electrodomésticos estándar están diseñados para 220 voltios, por lo que no funcionarán a partir de una "constante". La conversión de CC a CA se realiza mediante un dispositivo inversor separado. Completa la cadena de equipos necesarios para una batería solar.
A pesar del costo inicial relativamente alto de los componentes de la estación solar, su operación es rentable debido al recurso de larga "vida" de los elementos principales: un panel fotocristalino y una batería.
¿Cuántos paneles solares necesitas para el hogar y las casas de verano?
Aquí todo es sencillo. El comprador no necesita lidiar con el complejo cálculo de la potencia de la estación solar y seleccionar baterías para ello. Este trabajo ya ha sido realizado por especialistas de empresas que producen y comercializan estos equipos.
El consumidor solo puede elegir un kit listo para usar de la gama ofrecida, en función de sus necesidades. Como ejemplo, considere varias opciones estándar que se presentan en los sitios web de los vendedores (relevantes para 2016).
La estación solar, construida sobre un panel con una capacidad de 250 vatios, está diseñada para suministrar energía a los consumidores enumerados en la tabla 1.
Tabla No. 1 Conjunto de consumidores para una estación solar con una capacidad de 250 vatios.
Su precio aproximado consiste en el costo de los dispositivos indicados en la tabla 2.
Tabla No. 2 Costo del equipo para una estación de 250 vatios
Una estación solar con una capacidad de 500 vatios es capaz de proporcionar electricidad a un conjunto de electrodomésticos especificados en la tabla 3.
Tabla No. 3 Potencial energético de una planta de energía solar de 500 Watt
Su costo aproximado (con un desglose por tipos y modelos de equipo) se puede encontrar en la tabla 4.
Cuadro 4
Una estación solar de 1000 vatios es capaz de suministrar corriente no solo a bombillas LED económicas, televisores, portátiles y antenas parabólicas. Simultáneamente con ellos, "tira" de un horno microondas, una bomba de agua o una poderosa cocina eléctrica (tabla No. 5).
Cuadro 5
La base de esta estación solar son 4 paneles solares con una capacidad de 250 vatios cada uno. Para todo el conjunto de equipos (excluyendo el costo de instalación, acoplamientos y cable), debe pagar el monto indicado en la tabla 6
Tabla No. 6 Costo estimado de equipos para una planta de energía solar con una capacidad de 1 kW
Al estudiar los conjuntos de equipos presentados, es fácil ver que el costo de un inversor es comparable al precio de una batería solar. Por lo tanto, algunos propietarios de plantas solares prefieren prescindir de un convertidor inversor. Compran electrodomésticos para su hogar que funcionan con 12 voltios CC. Además del alto precio, el inversor consume aproximadamente el 10% de la energía recibida del panel solar durante su funcionamiento. Por tanto, su exclusión de la cadena de equipos supone un buen ahorro.
Características de instalación
La instalación de paneles solares es un proceso técnicamente sencillo, pero muy responsable. El área y el peso de los paneles potentes son bastante grandes, por lo que necesitan una sujeción confiable mediante guías y sujetadores especiales. Además, en el techo, es necesario prever la posibilidad de un fácil acceso a las baterías para limpiar el polvo y la nieve.
La generación de energía depende directamente del ángulo en el que los rayos del sol caen sobre las fotocélulas. Por lo tanto, los paneles solares no se fijan en una posición, sino que se montan en dispositivos giratorios.
Ángulos de inclinación recomendados de los paneles solares
Hay dos posiciones principales para los paneles solares: verano e invierno. Al cambiar el ángulo de inclinación, se obtiene la máxima eficiencia de la estación solar.
Reseñas típicas
Se pueden dividir en dos grupos: reseñas de quienes ya usan estos dispositivos y las opiniones de todos los que solo están estudiando el tema del suministro eléctrico autónomo.
La mayoría de los propietarios de estaciones solares están satisfechos con su elección. Habiendo equipado su casa de campo con ellos, notan la confiabilidad, la estacionalidad y la eficiencia de los paneles solares. Quienes piensan en comprar, expresan dudas sobre la viabilidad económica, temiendo un largo período de recuperación del equipo.
Expresaremos nuestras opiniones sobre este tema. Teniendo en cuenta el crecimiento estable del costo de la electricidad recibida de las redes externas, el uso de la estación solar no puede considerarse no rentable. Si estamos hablando de áreas donde el suministro de energía está completamente ausente o se caracteriza por cortes frecuentes, entonces la estación solar es una opción indiscutible.
Autoensamblaje
Dos factores motivan a los artesanos del hogar a probar suerte con la energía solar: el deseo de reducir el coste de los heliopeneles y la novedad de este trabajo.
Los ahorros logrados por el autoensamblaje son impresionantes. El kit de bricolaje de fotocélulas y cinta conductora de montaje es hasta un 50% más económico que una batería montada en fábrica. Puede comprarlo en las plataformas de comercio en línea rusas o solicitar la entrega directa desde el país de origen.
Puede encontrar muchas respuestas a la pregunta de cómo hacer una batería solar para su hogar con sus propias manos en la red mundial. Además de una descripción oral del proceso, aquí puede encontrar videos sensibles que demuestran claramente sus principales etapas.
Los consejos prácticos que se encuentran en estas guías se basan en una experiencia invaluable de prueba y error. Ayudan a los recién llegados a completar con éxito este trabajo sin pérdidas económicas graves.
El montaje de una célula solar incluye los siguientes pasos:
- soldadura secuencial de fotocélulas en una sola cadena energética utilizando una cinta conductora;
- producción de un marco con vidrio.
El momento más crucial es rellenar las fotocélulas con un sellador transparente y combinarlas con un marco vidriado. Aquí hay una tecnología probada, cuya base es una hoja gruesa de goma espuma, que protege las fotocélulas frágiles de la destrucción.
Los conocedores del montaje manual recomiendan no ahorrar en sellador. Si se coloca demasiado fina, la humedad puede penetrar en la batería. Destruye células solares y caminos conductores.
