Panells solars de bricolatge: una font d’energia assequible

Avui en dia, molts propietaris de cases de camp busquen fonts d’electricitat alternatives. La instal·lació de plaques solars va guanyant popularitat a poc a poc. Tot i això, no tothom es pot permetre el luxe de comprar equips cars. Per tant, molts es fan la pregunta: com es fabriquen plaques solars amb les seves pròpies mans? La resposta correcta es revelarà en aquest article.

Què és una cèl·lula solar?

Una cèl·lula solar és un dispositiu semiconductor que converteix la radiació solar en energia elèctrica. La tasca principal d'aquest sistema és una font d'alimentació fiable, econòmica i ininterrompuda a la casa. Es recomana instal·lar aquests dispositius en zones on hi hagi interrupcions en el subministrament de la font principal d’electricitat.

Els principals avantatges d’un panell solar són:

• fàcil instal·lació del dispositiu, que no requereix col·locar cables als suports;
• el sistema no requereix molt de temps per al seu manteniment;
• la generació d’electricitat no té cap efecte perjudicial sobre el medi ambient;
• l’estructura no té parts mòbils;
• mode de funcionament silenciós;
• el subministrament d’electricitat no depèn de la xarxa de distribució;
• llarg període de funcionament del sistema a un cost mínim.

Inconvenients d'un panell solar:

• el procés de fabricació del sistema és molt laboriós;
• el panell solar ocupa molt d’espai;
• el dispositiu és molt sensible a la brutícia;
• la bateria no funciona de nit;
• l'eficiència del dispositiu depèn directament de les condicions meteorològiques, és a dir, en dies assolellats i ennuvolats.

El principi de la bateria solar

El sistema funciona mitjançant convertidors fotoelèctrics connectats en una seqüència específica. Cada fotoconversor consta de dues hòsties de silici, que difereixen pel tipus de conductivitat. Un està cobert de fòsfor, com a resultat del qual es forma aquí un excés d’electrons carregats negativament. L’altra placa està recoberta de bor, cosa que condueix a la formació de partícules absents a la capa de càrregues negatives, els anomenats "forats".

El principi de funcionament d’una font inesgotable d’energia alternativa és el següent: la llum solar impacta contra un panell carregat negativament, cosa que condueix a la formació activa de "forats" i electrons addicionals. Hi ha un camp elèctric al panell cobert de fòsfor, a causa del qual apareix una diferència de potencial. Les partícules amb càrrega positiva es precipiten cap a la capa superior i les de càrrega negativa a la inferior. Es crea una tensió constant. Resulta que un convertidor funciona com una bateria. Es genera un corrent continu en un circuit quan hi està connectada una càrrega. Cada bateria està coberta amb fines venes de coure que transporten el corrent i la dirigeixen cap al propòsit previst.

La força actual depèn de certs paràmetres:

• la mida del fotoconvertidor;
• nivell d’insolació;
• tipus fotocèl·lula;
• la resistència total dels dispositius connectats al panell solar.

Varietats de plaques solars

Tots els panells solars poden ser de silici o de pel·lícula. Els panells basats en silici es divideixen en tipus:

• policristal·lí;
• monocristal·lí;
• amorfa.

La cèl·lula solar policristal·lina és un dispositiu quadrat de color blau fosc. La seva superfície està intercalada amb cristalls de silici heterogenis. Tot i la baixa eficiència del 18%, aquest dispositiu té la capacitat de generar corrent en temps ennuvolat, cosa que els fa indispensables a les zones on preval la llum solar difosa.

Els convertidors d’energia solar monocristal·lins són panells negres amb cantonades bisellades, per als quals s’utilitza silici pur. Totes les cel·les del dispositiu estan dirigides en una direcció, cosa que permet obtenir una eficiència màxima del 25%. L’inconvenient d’aquestes bateries és que la seva cara frontal sempre ha d’estar orientada al sol. Si no ha tingut temps d’aixecar-se, s’amaga darrere dels núvols i s’enfonsa per sota de l’horitzó, els panells solars produiran un corrent de força feble. És el tipus de dispositiu més car, però també el més productiu.

Cada bateria amorfa consta de moltes capes de silici més primes, que s’obtenen per polvorització de les partícules més petites de material sobre vidre, plàstic o làmina. Aquestes capes es cremen ràpidament, cosa que al cap de sis mesos comporta una disminució de l’eficiència del dispositiu entre un 15 i un 20%. L'eficiència d'aquests convertidors és només del 6%. Són els més econòmics i poden funcionar fins i tot amb temps ennuvolat. No obstant això, la seva vida útil màxima és de 2 anys.

Les bateries de pel·lícules no es basen en un substrat sòlid de metall o vidre, sinó en una pel·lícula de polímer. Per tant, es produeixen en rotllos, cosa que permet estendre les bateries per grans superfícies. A causa del seu disseny, es poden tallar en trossos de diverses formes i mides i es poden col·locar plaques solars al terrat d’una casa amb corbes suaus. Són compactes i lleugers. Un panell laminat serà molt més barat que un de silici, per a la fabricació del qual s’utilitza un material car. No obstant això, aquests models són menys potents. Avui és bastant difícil adquirir-los, ja que la producció només està en desenvolupament.

Tots els panells solars, independentment del tipus de dispositiu, estan equipats amb controladors que controlen l'estat de càrrega del panell. Redistribueixen l’energia rebuda, dirigint-la directament a la font de consum o emmagatzemant-la a la bateria.

Plaques solars per a una casa particular

Aquesta alternativa al subministrament elèctric tradicional és molt pràctica. A més, el preu del dispositiu difereix significativament del cost de l’electricitat.Després d’haver fabricat una bateria solar per a la casa amb les seves pròpies mans, el propietari podrà optimitzar el consum d’energia i, per tant, reduir els seus propis costos en efectiu. Molta gent vol entendre per endavant quant costarà la instal·lació de plaques solars per a una casa privada. Per a això, és necessari realitzar càlculs preliminars, que determinin la potència requerida de l’equip i les condicions per al seu funcionament.

Comenceu per calcular la quantitat d’energia consumida, que és necessària per proporcionar habitatge. Quan creeu una estació completa, us heu de centrar en les bateries de 150 a 250 W; per a una casa de camp, n’hi haurà prou amb panells de 50 W.

Ara hauríeu de calcular la potència total de tots els aparells elèctrics, tenint en compte el temps de funcionament diari. El valor resultant és el requisit mínim d’electricitat per a una llar determinada.

Aquest valor és la base per a la determinació posterior del nombre de plaques solars i del nombre d'equips auxiliars, que inclouen bateries, inversors i controladors.

Un consell útil! Val la pena afegir un 20% més a la necessitat total d’electricitat, que es gasta a les bateries.

Un aspecte important és la insolació, és a dir, la quantitat d'energia solar que cau sobre una sola unitat d'àrea del panell. Aquest valor és individual per a cada regió específica. Podeu obtenir-lo en literatura especial o en llocs meteorològics especialitzats.

La norma energètica es divideix pel valor d’insolació. La xifra resultant s’ha de dividir per la potència total de la instal·lació solar. El valor resultant és el nombre de bateries necessàries. És important obtenir el màxim nombre de panells aquí. De fet, en diferents mesos la quantitat de llum solar serà diferent.

Un consell útil! Com que la insolació canvia constantment, els càlculs s’han de fer mensualment.

Per exemple, si necessiteu saber quantes plaques solars es necessiten per a una casa de 100 metres quadrats, on l'estació alimentarà bombetes, un ordinador portàtil, un televisor, una antena parabòlica, microones i una estufa elèctrica, s’han de realitzar tots els càlculs anteriors. Com a resultat, la potència de l'estació solar serà d'aproximadament 1000 W, la qual cosa implica l'ús de 4 plaques solars amb una capacitat de 250 W.

El panell s’ha de col·locar a la part sud del sostre, que hauria d’estar en perfecte estat i capaç de suportar una càrrega sòlida. No hi ha d’haver arbres ni altres objectes a prop que creïn ombres.

Aquest sistema es pot utilitzar no només per a la font d'alimentació. La calefacció per plaques solars d’una casa privada guanya una gran popularitat. Això us permet allunyar-vos del costós servei associat al subministrament centralitzat de gas, desfer-vos de la dependència dels serveis públics i obtenir calor durant tot l’any durant la llarga vida de la central solar.

La instal·lació d'aquest sistema només és recomanable per a aquelles regions on el sol brilla almenys 20 dies al mes. Si el sol no és suficient perquè el sistema escalfi completament la llar, es pot utilitzar com a font gratuïta addicional. Un sistema de calefacció de panells solars correctament seleccionat es pagarà per si mateix en 3-4 anys.

Panells solars per a la llar: crítiques dels consumidors

Gràcies a nombroses crítiques positives sobre una font alternativa d’electricitat, és possible dissipar els mites que molesten al potencial que vulgui instal·lar. panells solars.

Molta gent pensa que un equip tan car no es pagarà per si mateix durant tota la vida de la instal·lació. Tanmateix, com es demostra a la pràctica, amb la correcta instal·lació de plaques solars de conformitat amb totes les normes, podeu proporcionar una casa privada amb electricitat durant almenys 25 anys. I el cost de l’equip pagarà en 3-4 anys.

El següent mite implica el funcionament ineficaç dels panells solars en temps ennuvolat o a l’hivern. No obstant això, les opinions dels consumidors coincideixen que els col·lectors solars són capaços de mostrar la màxima activitat durant el zenit del sol en temps sense núvols. Però quan el sol s’amaga darrere dels núvols, els panells funcionaran, però no completament. La instal·lació deixa de funcionar completament a la nit quan no hi ha llum solar.

Els contraris als panells solars argumenten que els col·lectors solars són força fràgils i no poden suportar diverses càrregues creades per la natura. No obstant això, les opinions dels consumidors demostren el contrari: el panell solar pot suportar fins i tot grans pedregades.

Article relacionat:

Plaques solars per a la llar: el cost del kit i la viabilitat de la instal·lació

Els requisits tècnics per a la instal·lació de plaques solars. Característiques de selecció i instal·lació. Revisió de fabricants.

El següent mite es refereix a la neu, que pot bloquejar l’accés de la llum al sistema. Tanmateix, aquí el perill és la gelada, a la qual la neu s’aferrarà i crearà barreres. Per evitar-ho, podeu col·locar les bateries verticalment sobre la casa i, a continuació, evitar una gran quantitat de llum lliscant.

I l’últim mite es refereix a la producció xinesa de plaques solars. Tot i una gamma de productes molt sòlida, les fàbriques a la Xina solen produir productes d’alta qualitat. Això és especialment cert per a la fabricació de col·lectors solars i canonades de calor, la producció dels quals es concentra al 90% a la Xina. Aquests productes tenen altes característiques tècniques i estan certificats no només al seu propi país, sinó també a Alemanya.

Nombroses ressenyes positives a Internet demostren que una font alternativa d’electricitat és bona no només per a una casa privada. Moltes persones utilitzen amb èxit plaques solars per a un apartament, que s’instal·len a un balcó. Es poden fixar directament al vidre o al marc de vidre, que actuaran com a tint.

Kits de plaques solars de 3 kW per a una residència d'estiu a partir de 60.000 rubles

Al país, per regla general, hi ha aparells elèctrics de baixa potència, on es requereix un nombre limitat de bateries i una freqüència d’ús curta. Si no hi ha cap font d'alimentació centralitzada a la dacha, és recomanable instal·lar un conjunt de plaques solars que generin electricitat de forma gratuïta. No obstant això, per obtenir un plaer tan gratuït, inicialment haureu de gastar diners en la compra dels materials necessaris, el cost dels quals només es pagarà al cap d’uns anys.

Per a la producció d’1 kW d’electricitat, cal un kit amb una capacitat superior a 200 W. Segons nombroses revisions, les centrals solars per a una casa d'una casa de camp amb una capacitat de 800 W són capaços de proporcionar una font d'alimentació autònoma total a un objecte. El cost d’aquest sistema costarà des de 80.000 rubles.

Un conjunt estàndard de centrals solars per a cases d’estiu consta de panells de 200 W, un controlador de càrrega de 40 A, un inversor de 3 kW, dues bateries de 200 A i altres peces auxiliars.El preu d’aquest equip comença a partir de 60.000 rubles i el període aproximat de recuperació és de 3-5 anys. No obstant això, aquesta és la forma més rendible de generar electricitat per a instal·lacions sense subministrament d’energia centralitzada. És menys costós que utilitzar un generador dièsel.

Segons les opinions dels propietaris, és millor equipar plaques solars per a una casa en una casa d'estiu amb dos o quatre mòduls amb una capacitat de 200 V cadascun. Depèn del nombre de consumidors d’energia, de la durada i freqüència del seu ús. Si la capacitat no és suficient, es pot augmentar afegint plaques solars.

Molta gent compra aquest kit per al sector privat, on hi ha una font d'alimentació centralitzada, com a font d'energia addicional. Nombroses revisions de plaques solars per a la llar indiquen que, en aquest cas, podeu estalviar significativament en pagar factures d’electricitat.

Com es fabriquen plaques solars amb les seves pròpies mans

Quan no sigui possible comprar una estació solar ja feta, la podeu crear vosaltres mateixos. Aquí hi ha dues opcions: comprar mòduls ja fets i connectar-los a una bateria amb un inversor o soldar el panell vosaltres mateixos. El primer mètode de muntatge és ràpid, però més car. La segona opció requereix una certa habilitat del muntador, que ha de tenir molta cura amb les fotocèl·lules fràgils.

Per crear un panell solar per a la vostra llar amb les vostres mans, heu de preparar certs materials.

El primer component principal per crear panells solars és un conjunt de cèl·lules solars de qualitat. Avui en dia és possible adquirir elements fets de silici policristal·lí o monocristal·lí. Són més populars les últimes cèl·lules solars, ideals per a l’alimentació domèstica.

Un consell útil! Tots els elements necessaris per al muntatge s’han de comprar a un fabricant. Atès que els materials de diferents marques difereixen significativament, cosa que complicarà el muntatge de tota l’estructura.

Es necessita un conjunt de conductors especials per connectar les fotocèl·lules. Per a la fabricació de la caixa de la futura bateria, són adequades les cantonades d'alumini resistents a la intempèrie. La mida de la caixa depèn del nombre de fotocèl·lules. És millor utilitzar policarbonat transparent o plexiglàs com a recobriment extern de fotocèl·lules, que impedeixen la penetració de rajos infrarojos. Com a materials addicionals, necessitareu elements de subjecció, cables elèctrics de coure, díodes Schottky, suports de buit de silicona i un joc de cargols per a fixacions.

A més de FEP, heu de comprar un inversor de 12 V 200 V per a casa vostra, que converteix el corrent continu en corrent altern. Cal un parell de bateries de gel o AGM per emmagatzemar i consumir lentament electricitat. Un element igual d’important és un controlador que cal desconnectar la bateria de la bateria durant la càrrega completa i encendre-la per rebre una nova part d’electricitat.

També podeu muntar un panell solar amb les vostres pròpies mans a partir de les eines disponibles. Per a això, són adequats díodes, làmines o transistors. El treball d’una bateria solar feta de díodes es produeix com a resultat d’un voltatge d’uns 2,5 V sota la llum solar directa, però quan el sol no és suficient, aquest indicador comença a caure ràpidament i els mateixos díodes comencen a consumir energia. L’ús d’aquesta bateria és ineficaç.

Un dispositiu d'alumini és més adequat per a la producció d'energia tèrmica. A més, la làmina és un material ideal per a substrats de PVC. La més eficient és una cèl·lula solar, muntada a partir de transistors. Com més gran sigui el seu nombre, major serà la potència del dispositiu.La part superior de cada transistor s’ha de tallar, s’aboca pols. El pin del dispositiu són els contactes. Aquesta bateria està dissenyada per alimentar el telèfon. Per als esdeveniments més greus, la seva capacitat no és suficient.

Panells solars de bricolatge per a la llar: instruccions pas a pas per fer

Després de preparar tots els elements necessaris, podeu procedir al muntatge de l'estructura, que consisteix en els passos següents:

1. Creació d’un marc de cantonades d’alumini amb laterals i ferros baixos, la mida del qual depèn del nombre de convertidors i de la seva àrea. En aquest cas, s’ha de tenir en compte la distància entre el FEP com a mínim 5 mm.
2. Apliqueu un segellador a les vores interiors de les barres.
3. Col·loqueu una làmina de material transparent al marc, adherint-se fermament a la línia de cola.
4. Després que el segellant s'hagi assecat completament, utilitzeu maquinari per subjectar el marc i la superfície transparent.
5. Col·loqueu totes les fotocèl·lules de la bateria amb el costat negatiu cap amunt sobre una superfície plana.
6. A través eina de soldadura conductors de la mateixa longitud estan connectats a cada FEP. Això es fa més convenient quan el mòdul es troba al vidre.
7. Tots els elements estan connectats en sèrie entre si en forma de "serp".
8. Els contactes més externs s’han de soldar al bus (conductor d’amplada platejada).
9. Per evitar una disminució de la qualitat de la il·luminació a les fosques, és necessari crear "punts mitjans" mitjançant díodes de derivació, que s'instal·len al terminal positiu. Els díodes Schottky són adequats per a això.
10. Col·loqueu fotocèl·lules amb conductors sobre una superfície transparent.
11. Lubriqueu tots els FEP, sortint i connectant els cables amb cola de silicona.
12. Tanqueu l'estructura amb el tauler posterior.
13. Connecteu el panell solar a la bateria, al controlador de càrrega solar i a l’inversor.

Un consell útil! Per evitar un curtcircuit entre la càrrega i les cel·les individuals de la bateria, cal instal·lar fusibles.

Gairebé tots els propietaris volen obtenir electricitat gratis. La instal·lació de plaques solars és l’opció més viable. Amb aquest dispositiu podeu crear una font d’electricitat principal (sense font d’alimentació centralitzada) i una font addicional. El sistema és respectuós amb el medi ambient i és fiable. El principal desavantatge són els equips cars. No obstant això, el seu cost es pagarà en un termini de 3-5 anys.