Panouri solare DIY: o sursă de energie accesibilă

Astăzi, mulți proprietari de case de țară caută surse alternative de energie electrică. Instalarea panourilor solare câștigă treptat popularitate. Cu toate acestea, nu toată lumea își poate permite să achiziționeze echipamente scumpe. Prin urmare, mulți oameni pun întrebarea: cum să faci panouri solare cu propriile mâini? Răspunsul corect va fi dezvăluit în acest articol.

Ce este o celulă solară?

O celulă solară este un dispozitiv semiconductor care transformă radiația solară în energie electrică. Sarcina principală a unui astfel de sistem este o alimentare fiabilă, economică și neîntreruptă a casei. Este recomandabil să instalați astfel de dispozitive în zone în care există întreruperi ale alimentării de la sursa principală de energie electrică.

Principalele avantaje ale unui panou solar sunt:

• instalarea ușoară a dispozitivului, care nu necesită așezarea cablurilor pe suporturi;
• sistemul nu necesită mult timp pentru întreținerea sa;
• generarea de electricitate nu are un efect dăunător asupra mediului;
• structura nu are părți mobile;
• modul de operare silențios;
• furnizarea de energie electrică nu depinde de rețeaua de distribuție;
• perioadă lungă de funcționare a sistemului la un cost minim.

Dezavantajele unui panou solar:

• procesul de fabricație al sistemului este foarte laborios;
• panoul solar ocupă mult spațiu;
• dispozitivul este foarte sensibil la murdărie;
• bateria nu funcționează noaptea;
• eficiența dispozitivului depinde direct de condițiile meteorologice, și anume în zilele însorite și înnorate.

Principiul bateriei solare

Sistemul funcționează prin intermediul convertoarelor fotoelectrice conectate într-o anumită secvență. Fiecare fotoconvertor este format din două napolitane de siliciu, care diferă prin tipul de conductivitate. Unul este acoperit cu fosfor, în urma căruia aici se formează un exces de electroni încărcați negativ. Cealaltă placă este acoperită cu bor, ceea ce duce la formarea particulelor care sunt absente în stratul de sarcini negative, așa-numitele „găuri”.

Principiul funcționării unei surse inepuizabile de energie alternativă este după cum urmează: lumina soarelui lovește un panou încărcat negativ, ceea ce duce la formarea activă a „găurilor” și a electronilor suplimentari. Un câmp electric este prezent pe panoul acoperit cu fosfor, din cauza căruia apare o diferență de potențial. Particulele încărcate pozitiv se grăbesc spre stratul superior, iar cele încărcate negativ merg spre cel inferior. Se creează tensiune constantă. Se pare că un convertor funcționează ca o baterie. Un curent continuu este generat într-un circuit atunci când o sarcină este conectată la acesta. Fiecare baterie este acoperită cu vene subțiri de cupru care transportă curentul și îl direcționează către scopul propus.

Puterea curentă depinde de anumiți parametri:

• dimensiunea fotoconvertorului;
• nivel de insolație;
• tip fotocelula;
• rezistența totală a dispozitivelor care sunt conectate la panoul solar.

Soiuri de panouri solare

Toate panourile solare pot fi siliciu sau film. Panourile pe bază de siliciu sunt împărțite în tipuri:

• policristalin;
• monocristalin;
• amorf.

Celula solară policristalină este un dispozitiv pătrat în albastru închis. Suprafața sa este intercalată cu cristale de siliciu eterogene. În ciuda eficienței scăzute de 18%, acest dispozitiv are capacitatea de a genera curent pe vreme tulbure, ceea ce le face indispensabile în zonele în care prevalează lumina soarelui difuză.

Convertorii de energie solară monocristalină sunt panouri negre cu colțuri teșite, pentru care se folosește siliciu pur. Toate celulele dispozitivului sunt direcționate într-o singură direcție, ceea ce permite obținerea unui randament maxim de 25%. Dezavantajul acestor baterii este că partea lor frontală trebuie să fie întotdeauna orientată spre soare. Dacă nu a avut timp să se ridice, să se ascundă în spatele norilor și să se scufunde sub orizont, panourile solare vor produce un curent de putere slabă. Este cel mai scump, dar și cel mai productiv, tip de dispozitiv.

Fiecare baterie amorfă constă din mai multe straturi subțiri de siliciu, care se obțin prin pulverizarea celor mai mici particule de material pe sticlă, plastic sau folie. Astfel de straturi se ard rapid, ceea ce după șase luni duce la o scădere a eficienței dispozitivului cu 15-20%. Eficiența acestor convertoare este de numai 6%. Sunt cele mai ieftine și pot funcționa chiar și pe vreme înnorată. Cu toate acestea, durata lor de viață maximă este de 2 ani.

Bateriile cu film nu se bazează pe un substrat solid de metal sau sticlă, ci pe un film de polimer. Prin urmare, acestea sunt produse în role, ceea ce permite distribuirea bateriilor pe suprafețe mari. Datorită designului lor, acestea pot fi tăiate în bucăți de diferite forme și dimensiuni, iar panourile solare pot fi așezate pe acoperișul unei case cu curbe netede. Sunt compacte și ușoare. Un panou laminat va costa semnificativ mai puțin decât unul din siliciu, pentru fabricarea căruia se folosește un material scump. Cu toate acestea, aceste modele sunt mai puțin puternice. Este destul de dificil să le achiziționăm astăzi, deoarece producția este în curs de dezvoltare.

Toate panourile solare, indiferent de tipul dispozitivului, sunt echipate cu controlere care monitorizează starea de încărcare a panoului. Redistribuie energia primită, direcționând-o direct către sursa de consum sau stocând-o în baterie.

Panouri solare pentru o casă privată

Această alternativă la furnizarea tradițională de energie electrică este foarte practică. În plus, prețul dispozitivului diferă semnificativ de costul energiei electrice.După ce a făcut o baterie solară pentru casă cu propriile mâini, proprietarul va putea optimiza consumul de energie și, prin urmare, își va reduce propriile costuri de numerar. Mulți oameni doresc să înțeleagă din timp cât va costa instalarea panourilor solare pentru o casă privată. Pentru aceasta, este necesar să se efectueze calcule preliminare, care determină puterea necesară a echipamentului și condițiile de funcționare a acestuia.

Ar trebui să începeți prin calcularea cantității de energie consumată, care este necesară pentru asigurarea locuințelor. Când creați o stație cu drepturi depline, merită să vă concentrați pe baterii de 150-250 W; pentru o casă de țară, panourile de 50 W vor fi suficiente.

Acum ar trebui să calculați puterea totală a tuturor aparatelor electrice, ținând cont de timpul de funcționare pe zi. Valoarea rezultată este necesarul minim de energie electrică pentru o anumită gospodărie.

Această valoare este baza pentru determinarea ulterioară a numărului de panouri solare și a numărului de echipamente auxiliare, care include baterii, invertoare și controlere.

Sfat util! Merită să adăugați încă 20% la nevoia totală de energie electrică, care este cheltuită în baterii.

Un aspect important este insolația, adică cantitatea de energie solară care cade pe o singură unitate de suprafață a panoului. Această valoare este individuală pentru fiecare regiune specifică. O puteți obține în literatura specială sau pe site-uri meteorologice specializate.

Norma energetică este împărțită la valoarea de insolație. Cifra rezultată trebuie împărțită la puterea totală a instalației solare. Valoarea rezultată este numărul de baterii necesare. Este important să obțineți numărul maxim de panouri aici. Într-adevăr, în diferite luni cantitatea de lumină solară va fi diferită.

Sfat util! Deoarece insolația se schimbă constant, calculele ar trebui făcute lunar.

De exemplu, dacă trebuie să știți câte panouri solare sunt necesare pentru o casă de 100 mp, unde stația va alimenta becurile de iluminat, laptopul, televizorul, antena satelit, cuptor cu microunde și o sobă electrică, ar trebui efectuate toate calculele de mai sus. Ca urmare, puterea stației solare va fi de aproximativ 1000 W, ceea ce implică utilizarea a 4 panouri solare cu o putere de 250 W.

Panoul ar trebui să fie poziționat pe partea de sud a acoperișului, care ar trebui să fie în stare perfectă și să poată suporta o sarcină substanțială. În apropiere nu ar trebui să existe copaci sau alte obiecte care să creeze umbre.

Un astfel de sistem poate fi utilizat nu numai pentru alimentarea cu energie electrică. Încălzirea cu panouri solare a unei case private câștigă o mare popularitate. Acest lucru vă permite să scăpați de serviciile costisitoare asociate cu furnizarea centralizată a gazului, să scăpați de dependența de utilități și să obțineți căldură pe tot parcursul anului pe durata lungă de viață a centralei solare.

Instalarea unui astfel de sistem este recomandabilă numai pentru acele regiuni în care soarele strălucește cel puțin 20 de zile pe lună. Dacă soarele este insuficient pentru ca sistemul să încălzească complet casa, acesta poate fi folosit ca o sursă suplimentară gratuită. Un sistem de încălzire a panourilor solare selectat corespunzător se va plăti singur în 3-4 ani.

Panouri solare pentru casă: recenzii ale consumatorilor

Datorită numeroaselor recenzii pozitive despre o sursă alternativă de energie electrică, este posibil să disipăm miturile care deranjează potențialul care dorește să instaleze. panouri solare.

Mulți oameni cred că astfel de echipamente scumpe nu se vor plăti singure pe toată durata de viață a instalației. Cu toate acestea, după cum arată practica, cu instalarea corectă a panourilor solare în conformitate cu toate regulile, puteți furniza o casă privată cu energie electrică timp de cel puțin 25 de ani. Și costul echipamentului va răsplăti în 3-4 ani.

Următorul mit implică funcționarea ineficientă a panourilor solare pe timp înnorat sau iarna. Cu toate acestea, opiniile consumatorilor sunt de acord că colectorii solari sunt capabili să arate o activitate maximă în timpul zenitului soarelui pe vremea fără nori. Dar când soarele se ascunde în spatele norilor, panourile vor funcționa, dar nu în întregime. Instalația nu mai funcționează complet noaptea când nu există deloc lumina soarelui.

Oponenții panourilor solare susțin că colectorii solari sunt destul de fragili și nu pot rezista diferitelor încărcături create de natură. Cu toate acestea, recenziile consumatorilor demonstrează contrariul: panoul solar poate rezista chiar și la grindină mare.

Articol asociat:

Panouri solare pentru casă: costul kitului și fezabilitatea instalării

Cerințele tehnice pentru instalarea panourilor solare. Caracteristici de selecție și instalare. Revizuirea producătorilor.

Următorul mit se referă la zăpadă, care poate bloca accesul luminii la sistem. Totuși, aici pericolul este înghețul, de care zăpada se va lipi și va crea bariere. Pentru a evita acest lucru, puteți poziționa bateriile vertical pe casă, apoi puteți evita o mulțime de lumină de alunecare.

Iar ultimul mit se referă la producția chineză de panouri solare. În ciuda unei game foarte solide de produse, fabricile din China produc adesea mărfuri de înaltă calitate. Acest lucru este valabil mai ales pentru fabricarea colectoarelor solare și a conductelor de căldură, a căror producție este concentrată la 90% în China. Aceste produse au caracteristici tehnice ridicate și sunt certificate nu numai în propria țară, ci și în Germania.

Numeroase recenzii pozitive pe Internet demonstrează că o sursă alternativă de energie electrică este bună nu numai pentru o casă privată. Mulți oameni folosesc cu succes panouri solare pentru un apartament, care sunt instalate pe un balcon. Pot fi fixate direct pe sticlă sau în cadrul de geam, care va acționa ca nuanțare.

Seturi de panouri solare de 3 kW pentru o reședință de vară de la 60.000 de ruble

În țară, de regulă, există aparate electrice de mică putere, unde este necesar un număr limitat de baterii și o frecvență mică de utilizare a acestora. Dacă nu există o sursă de alimentare centralizată la dacha, atunci este recomandabil să instalați un set de panouri solare care vor genera electricitate gratuit. Cu toate acestea, pentru a obține o astfel de plăcere gratuită, va trebui inițial să cheltuiți pentru achiziționarea materialelor necesare, al căror cost se va achita doar după câțiva ani.

Pentru a produce 1 kW de energie electrică, este necesar un kit cu o capacitate mai mare de 200 W. Potrivit numeroaselor recenzii, centralele solare pentru o casă dintr-o casă de țară cu o capacitate de 800 W sunt capabile să furnizeze o sursă de alimentare autonomă completă instalației. Costul unui astfel de sistem va costa de la 80.000 de ruble.

Un set standard al unei centrale solare pentru o reședință de vară constă din panouri de 200 W, un controler de încărcare de 40 A, un invertor de 3 kW, două baterii de 200 A și alte piese auxiliare.Prețul unui astfel de kit începe de la 60.000 de ruble, iar perioada aproximativă de recuperare este de 3-5 ani. Cu toate acestea, acesta este cel mai profitabil mod de a genera electricitate pentru instalații fără alimentare centralizată. Este mai puțin costisitor decât utilizarea unui generator diesel.

Potrivit proprietarilor, este mai bine să echipați panouri solare pentru o casă într-o cabană de vară cu două sau patru module cu o capacitate de 200 V fiecare. Depinde de numărul de consumatori de energie, de durata și frecvența utilizării acestora. Dacă puterea nu este suficientă, poate fi mărită prin adăugarea de panouri solare.

Mulți oameni achiziționează un astfel de kit pentru sectorul privat, unde există o sursă de alimentare centralizată, ca sursă suplimentară de energie. Numeroasele recenzii ale panourilor solare pentru casă indică faptul că, în acest caz, puteți economisi semnificativ la plata facturilor de energie electrică.

Cum să faci panouri solare cu propriile mâini

Când nu este posibil să achiziționați o stație solară gata făcută, o puteți crea singură. Există două opțiuni aici: cumpărați module gata făcute și conectați-le la o baterie cu un invertor sau lipiți singur panoul. Prima metodă de asamblare este rapidă, dar mai scumpă. A doua opțiune necesită o anumită abilitate a asamblorului, care trebuie să fie extrem de atent cu fotocelulele fragile.

Pentru a crea un panou solar pentru casa ta cu propriile mâini, trebuie să pregătești anumite materiale.

Prima componentă principală pentru crearea panourilor solare este un set de celule solare de calitate. Astăzi este posibil să achiziționați elemente din siliciu policristalin sau monocristalin. Mai populare sunt cele mai recente celule solare, care sunt ideale pentru alimentarea cu energie electrică a locuințelor.

Sfat util! Toate elementele necesare pentru asamblare trebuie achiziționate de la un singur producător. Deoarece materialele diferitelor mărci diferă semnificativ, ceea ce va complica asamblarea întregii structuri.

Pentru conectarea fotocelulelor este necesar un set de conductoare speciale. Pentru fabricarea carcasei viitoarei baterii, sunt potrivite colțurile din aluminiu rezistente la intemperii. Dimensiunea carcasei depinde de numărul de fotocelule. Este mai bine să folosiți policarbonat transparent sau plexiglas ca strat de acoperire extern pentru fotocelule, care împiedică pătrunderea razelor infraroșii. Ca materiale suplimentare, veți avea nevoie de articole de fixare, fire electrice din cupru, diode Schottky, suporturi de vid din silicon și un set de șuruburi pentru elemente de fixare.

În plus față de FEP, trebuie să cumpărați un invertor de 12 V 200 V pentru casa dvs., care convertește curent continuu în curent alternativ. Este necesară o pereche de baterii cu gel sau AGM pentru a stoca și a consuma încet electricitate. Un element la fel de important este un controler care este necesar să deconecteze bateria de la baterie în timpul încărcării complete și să o pornească pentru a primi o nouă parte de energie electrică.

De asemenea, puteți asambla un panou solar cu propriile mâini din instrumentele disponibile. Pentru aceasta sunt potrivite diodele, folia sau tranzistoarele. Lucrul unei baterii solare de la diode are loc ca rezultat al unei tensiuni de aproximativ 2,5 V. sub lumina directă a soarelui. Cu toate acestea, atunci când soarele nu este suficient, acest indicator începe să cadă rapid, iar diodele în sine încep să consume energie. Utilizarea unei astfel de baterii este ineficientă.

Un dispozitiv de folie este mai potrivit pentru producerea de energie termică. De asemenea, folia este un material ideal pentru substratul din PVC. Cea mai eficientă este celula solară, asamblată din tranzistori. Cu cât numărul acestora este mai mare, cu atât este mai mare puterea dispozitivului.Partea superioară a fiecărui tranzistor trebuie tăiată, pulberea este turnată. PIN-ul dispozitivului este contactele. Această baterie este concepută pentru a alimenta încărcarea telefonului. Pentru evenimente mai grave, capacitatea sa nu este suficientă.

Panouri solare DIY pentru acasă: instrucțiuni pas cu pas pentru realizare

După ce toate elementele necesare sunt pregătite, puteți trece la asamblarea structurii, care constă în următorii pași:

1. Crearea unui cadru de colțuri din aluminiu cu laturi joase și hardware, a cărui dimensiune depinde de numărul de convertoare și de aria acestora. Aici, distanța dintre FEP trebuie luată în considerare cel puțin 5 mm.
2. Aplicați etanșant pe marginile interioare ale șireturilor.
3. Așezați o foaie de material transparent pe cadru, aderând ferm la linia de lipici.
4. După ce etanșantul s-a uscat complet, folosiți feronerie pentru a fixa cadrul și suprafața transparentă.
5. Așezați toate celulele foto ale bateriei cu partea negativă în sus pe o suprafață plană.
6. Prin instrument de lipit conductori de aceeași lungime sunt conectați la fiecare celulă solară. Acest lucru se face cel mai convenabil atunci când modulul este plasat pe sticlă.
7. Toate elementele sunt conectate în serie între ele sub forma unui „șarpe”.
8. Contactele cele mai exterioare trebuie lipite cu autobuzul (conductor cu lățime argintie).
9. Pentru a preveni o scădere a calității iluminării în întuneric, este necesar să se creeze „puncte medii” folosind diode de șunt, care sunt instalate pe terminalul pozitiv. Diodele Schottky sunt potrivite pentru acest lucru.
10. Amplasați fotocelule cu conductori pe o suprafață transparentă.
11. Lubrifiați toate FEP-urile, scoțând și conectând firele cu adeziv siliconic.
12. Închideți structura cu panoul din spate.
13. Conectați panoul solar la baterie, controlerul de încărcare solară și invertor.

Sfaturi utile! Pentru a preveni un scurtcircuit între sarcină și celulele individuale ale bateriei, trebuie instalate siguranțe.

Aproape fiecare proprietar de casă dorește să primească electricitate gratuit. Instalarea panourilor solare este cea mai viabilă opțiune. Folosind acest dispozitiv, puteți crea o sursă principală (fără sursă de alimentare centralizată) și o sursă suplimentară de energie electrică. Sistemul este ecologic și fiabil de utilizat. Principalul dezavantaj este echipamentul scump. Cu toate acestea, costul său se va achita în termen de 3-5 ani.