Hoy en día, muchos propietarios de casas de campo están buscando fuentes alternativas de electricidad. La instalación de paneles solares está ganando gradualmente su popularidad. Sin embargo, no todos pueden comprar equipos costosos. Por lo tanto, muchos se preguntan: ¿cómo hacer que los paneles solares lo hagan usted mismo? La respuesta correcta será revelada en este artículo.
¿Qué es una batería solar?
Una célula solar es un dispositivo semiconductor que convierte la radiación solar en energía eléctrica. El objetivo principal de este sistema es una fuente de alimentación confiable, económica e ininterrumpida en el hogar. Dichos dispositivos deben instalarse en áreas donde haya interrupciones en el suministro de la fuente principal de electricidad.
Las principales ventajas del panel solar son:
- Instalación sencilla del dispositivo que no requiere la instalación de cables en los soportes;
- El sistema no requiere mucho tiempo para su mantenimiento;
- la generación de electricidad no tiene un efecto perjudicial sobre el medio ambiente;
- el diseño no tiene partes móviles;
- operación silenciosa
- El suministro de electricidad no depende de la red de distribución;
- Largo período de operación del sistema a costo mínimo.
Desventajas de un panel solar:
- el proceso de fabricación del sistema lleva mucho tiempo;
- panel solar ocupa mucho espacio;
- El dispositivo es muy sensible a la contaminación;
- la batería no funciona por la noche;
- La eficiencia del dispositivo depende de las condiciones climáticas, es decir, de días soleados y nublados.
El sistema funciona a través de convertidores fotoeléctricos, que están conectados en una secuencia específica. Cada fototransductor consta de dos obleas de silicio, que difieren en el tipo de conductividad. Uno está recubierto con fósforo, lo que resulta en la formación de un exceso de electrones cargados negativamente. Otra placa está cubierta con boro, que conduce a la formación de partículas, llamados «agujeros», que están ausentes en la capa de cargas negativas.
El principio de funcionamiento de la fuente inagotable de energía alternativa es el siguiente: la luz solar cae sobre el panel cargado negativamente, lo que lleva a la formación activa de «agujeros» y electrones adicionales. En el panel recubierto con fósforo, hay un campo eléctrico, debido a que aparece una diferencia de potencial. Las partículas cargadas positivamente se precipitan hacia la capa superior y las partículas cargadas negativamente se envían al fondo. Se crea estrés constante. Resulta que un convertidor funciona como una batería. Se produce una corriente constante en el circuito cuando una carga está conectada a él. Cada batería está cubierta con vetas delgadas de cobre, desviando la corriente y dirigiéndola al destino.
La fuerza de la corriente depende de ciertos parámetros:
- tamaño del fotoconvertidor;
- nivel de insolación;
- tipo de fotocélula
- Dispositivos de impedancia total que están conectados a un panel solar.
Todos los paneles solares pueden ser de silicona o película. Los paneles, cuya base es el silicio, se dividen en tipos:
- policristalino;
- monocristalino;
- amorfo
Una batería solar policristalina es un dispositivo cuadrado en azul oscuro. Su superficie tiene inclusiones de cristales de silicio no homogéneos. A pesar de la baja eficiencia del 18%, este dispositivo tiene la capacidad de producir corriente durante el clima nublado, lo que los hace indispensables en áreas donde prevalece la luz solar dispersa.
Los convertidores de energía solar monocristalinos están representados por paneles negros con esquinas biseladas para los cuales se utiliza silicio puro. Todas las celdas del dispositivo se dirigen en una dirección, lo que le permite obtener la máxima eficiencia del 25%. La desventaja de tales baterías es que su parte frontal siempre debe estar frente al sol. Si no logra ascender, se oculta detrás de las nubes y desciende más allá del horizonte, los paneles solares producirán una corriente de poder débil. Este es el tipo de dispositivo más caro, pero también proporciona el máximo rendimiento.
Cada batería amorfa consiste en un conjunto de las capas más finas de silicio, que se obtienen rociando las partículas más pequeñas de material sobre vidrio, plástico o papel de aluminio. Estas capas se desvanecen rápidamente, lo que en seis meses conduce a una caída en la eficiencia del dispositivo en un 15-20%. La eficiencia de tales convertidores es solo del 6%. Son las más baratas y pueden trabajar incluso en tiempo nublado. Sin embargo, su vida útil máxima es de 2 años.
La base de las baterías de película no es un sustrato sólido de metal o vidrio, sino una película de polímero. Por lo tanto, están disponibles en rollos, lo que permite que las baterías se distribuyan en grandes áreas. Debido a su diseño, se pueden cortar en partes de diferentes formas y tamaños, colocar paneles solares en el techo de una casa con curvas suaves. Son compactos y ligeros. El panel enrollado costará mucho más barato que el silicio, para cuya fabricación se utiliza material costoso. Sin embargo, tales modelos son menos potentes. Comprarlos hoy es bastante difícil, ya que la producción solo se está desarrollando.
Todas las baterías solares, independientemente del tipo de dispositivo, están equipadas con controladores que controlan el nivel de carga del panel. Redistribuyen la energía recibida, dirigiéndola directamente a la fuente de consumo o almacenándola en la batería.
Tal alternativa a la fuente de alimentación tradicional es muy práctica. Además, el precio del dispositivo es significativamente diferente del costo de la electricidad. Habiendo fabricado una batería solar para la casa con sus propias manos, el propietario podrá optimizar el consumo de energía y reducir así sus propios costos monetarios. Mucha gente quiere saber de antemano cuánto costará instalar paneles solares para una casa privada. Para ello, es necesario realizar cálculos preliminares, donde se determinan la potencia necesaria del equipo y las condiciones de su funcionamiento.
Debe comenzar con el cálculo de la cantidad de energía consumida, que es necesaria para proporcionar vivienda. Al crear una estación completa, debe concentrarse en las baterías de 150-250 W, para una casa de campo habrá suficientes paneles de 50 vatios.
Ahora es necesario calcular la potencia total de todos los aparatos eléctricos, teniendo en cuenta el tiempo de trabajo por día. El valor resultante es la demanda mínima de electricidad para este hogar.
Este valor es la base para la posterior determinación del número de paneles solares y el número de equipos auxiliares, que incluyen baterías, inversores y controladores.
Buen consejo Vale la pena agregar otro 20% a la demanda total de electricidad, que se gasta en las propias baterías.
Un aspecto importante es la insolación, es decir, la cantidad de energía solar que cae en un área de unidad separada de los paneles. Este valor es individual para cada región específica. Puede obtenerlo en la literatura especial o en sitios meteorológicos especializados.
La tasa de energía se divide por el valor de la insolación. La cifra resultante debe dividirse por la potencia total de la instalación solar. El valor resultante es el número de baterías necesarias. Es importante obtener el máximo número de paneles. De hecho, en diferentes meses la cantidad de luz solar será diferente.
Buen consejo Dado que la insolación cambia constantemente, los cálculos deben realizarse mensualmente.
Por ejemplo, si necesita saber cuántos paneles solares necesita para una casa de 100 m2, donde la estación alimentará las bombillas, una computadora portátil, un televisor, una antena parabólica, un horno de microondas y una estufa eléctrica, debe realizar todos los cálculos anteriores. Como resultado, la potencia de la estación solar será de aproximadamente 1000 W, lo que implica el uso de 4 paneles solares con una potencia de 250 W cada uno.
El panel debe estar ubicado en la parte sur del techo, que debe estar en perfectas condiciones y ser capaz de soportar una carga sustancial. No debe haber árboles cercanos u otros objetos que creen sombras.
Este sistema puede ser utilizado no solo para la alimentación eléctrica. Mayor popularidad se gana por el calentamiento solar de una casa privada. Esto le permite alejarse de los costosos servicios asociados con el suministro de gas centralizado, deshacerse de la dependencia de los servicios públicos y recibir calor durante todo el año a lo largo de la larga vida útil de la planta de energía solar.
La instalación de tal sistema es aconsejable solo para aquellas regiones donde el sol brilla al menos 20 días al mes. Si el sol no es suficiente para que el sistema proporcione calefacción completa para la casa, puede usarse como una fuente adicional gratuita. El sistema de paneles solares seleccionado apropiadamente para la calefacción del hogar se pagará solo en 3-4 años.
Gracias a los muchos comentarios positivos sobre la fuente alternativa de electricidad, es posible disipar los mitos que molestan a los posibles solicitantes para instalar paneles solares.
Muchas personas piensan que un equipo tan caro no se pagará por sí mismo durante toda la vida útil de la instalación. Sin embargo, como muestra la práctica, con la instalación adecuada de los paneles solares de acuerdo con todas las reglas, puede proporcionar electricidad a una casa privada durante al menos 25 años. Y el costo del equipo se amortizará en 3-4 años.
El siguiente mito implica el funcionamiento ineficiente de las células solares en tiempo nublado o en el período invernal. Sin embargo, las opiniones de los consumidores convergen en el hecho de que los colectores solares pueden mostrar la máxima actividad durante la estancia del sol en el cenit en un clima sin nubes. Pero cuando el sol se esconde detrás de las nubes, los paneles funcionarán, pero no en su totalidad. La instalación deja de funcionar por la noche cuando la luz solar está completamente ausente.
Los opositores de los paneles solares afirman que los colectores solares son bastante frágiles y no pueden soportar las diversas presiones creadas por la naturaleza. Sin embargo, las opiniones de los consumidores demuestran lo contrario: el panel solar es capaz de soportar incluso granizo grande.
- Creación de un marco de esquinas de aluminio con lados bajos y herrajes, cuyo tamaño depende del número de convertidores y su área. Aquí es necesario tener en cuenta la distancia entre las células fotovoltaicas de al menos 5 mm.
- Aplique sellador en los bordes interiores de los rieles.
- Coloque una lámina de material transparente en el marco, adhiriéndola firmemente al contorno del pegamento.
- Después de completar el sellado del sellador, fije el marco y la superficie transparente con la ayuda del hardware.
- Coloque sobre una superficie plana todas las fotocélulas de la batería con el lado «negativo» hacia arriba.
- Usando una herramienta de soldadura, se conectan conductores de la misma longitud a cada FEP. Es más conveniente producir cuando el módulo se encuentra en el vidrio.
- Todos los elementos están constantemente conectados entre sí en forma de «serpiente».
- Los contactos extremos deben soldarse al bus (conductor ancho plateado).
- Para evitar una disminución en la calidad de la iluminación en la oscuridad, es necesario crear «puntos medios» con la ayuda de diodos de derivación, que se instalan en el terminal positivo. Para este ajuste diodos Schottky.
- Colocar en el plano transparente las fotocélulas con conductores.
- Lubrique todos los cables FEP, de salida y de conexión con pegamento de silicona.
- Cierra el diseño del panel trasero.
- Conecte el panel solar a la batería, al controlador de carga solar y al inversor.
Buen consejo Para evitar un cortocircuito entre la carga y los elementos individuales de la batería, es necesario instalar fusibles.
Prácticamente todos los propietarios de viviendas desean obtener electricidad gratis. La instalación de paneles solares es la opción más aceptable. Con este dispositivo puede crear una fuente de energía eléctrica principal (sin una fuente de alimentación centralizada) y adicional. El sistema es amigable con el medio ambiente y de uso confiable. La principal desventaja es el equipo caro. Sin embargo, su costo se amortizará en 3-5 años.
