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Paneles solares de bricolaje

Una de las fuentes más prácticas de energía alternativa es la batería solar. Es capaz de almacenar y convertir luz en electricidad incluso en condiciones nubladas. Sin embargo, su costo no permite al consumidor doméstico cambiar a una fuente de alimentación independiente. La solución es una batería solar casera..

Tabla de contenido:

Dispositivo de célula solar

Respecto a la batería solar, es muy apropiado, la frase “todo ingenioso” es simple. El dispositivo consta de dos elementos:

  • bloques de convertidores;
  • caja de batería.

Todo lo demás son contactos, microcircuitos y dispositivos adicionales que se necesitan únicamente para aumentar la funcionalidad de la batería solar..

El bloque transductor es una oblea de silicio que se fabrica mediante métodos monocristalinos o policristalinos. La primera opción es más eficiente, la segunda es más económica..

La caja de la batería suele estar hecha de plástico. Esta es una placa ordinaria a la que se unen los bloques transductores..

Diagrama de cableado de la batería solar

La conexión correcta de los bloques convertidores es la principal garantía de un funcionamiento satisfactorio de la batería solar. Con una conexión en paralelo, la corriente aumenta, con una conexión en serie, el voltaje. Para que ambos parámetros sean máximos, utilice una conexión en serie en paralelo..

Los diodos, uno por cada cuarto de la fotocélula, protegen contra el sobrecalentamiento y el desgaste de los contactos bajo sobrecargas. Si no hay diodos, la unidad convertidora fallará después de la primera lluvia..

Dado que el voltaje y la corriente de la batería solar no se corresponden con los parámetros de los electrodomésticos, es necesario acumular y redistribuir la electricidad. Para ello, se conectan dos baterías. El primero es acumulativo, el segundo es de reserva.

La presencia de dos baterías se explica por el hecho de que la carga es lo suficientemente rápida en un buen tiempo soleado, por lo que es necesario poner el exceso de energía en algún lugar. El proceso es monitoreado por un controlador especial hecho de acuerdo con el principio de un reóstato. Cuando se alcanza el 80-90% de la carga de la batería principal, el controlador cambia el suministro de electricidad a un.

Importante: el principio de funcionamiento se describe de forma superficial, ya que realmente no importa crear una batería solar casera.

El principio de la célula solar: cómo funciona

Los bloques transductores o fotocélulas son obleas de silicio. El silicio o el silicio es arena de mar, o más bien, esta sustancia se asemeja más al silicio puro en composición química. La arena tiene la misma red atómica que el diamante. La fragilidad de un material está asociada con una mayor distancia entre átomos. Es esta similitud la que permitió reducir significativamente el costo de la tecnología para la producción de paneles solares y lanzarla sobre el transportador..

En su forma pura, el silicio es un semiconductor, por lo que cristaliza. Los policristales son más fáciles de fabricar, pero tienen muchas más caras, por lo que los electrones no pueden moverse en línea recta. El monocristal proporciona un movimiento de traslación rectilíneo de partículas. Además, la conductividad eléctrica aumenta mediante la adición de átomos de arsénico o fósforo a la red cristalina..

Otra propiedad interesante del silicio es que es invisible a la radiación infrarroja. Por tanto, las células solares solo absorben la parte útil del espectro solar..

La transformación de la luz tiene lugar según el siguiente principio:

  • la energía solar golpea las obleas de silicio;
  • calientan y liberan electrones;
  • los electrones comienzan a moverse activamente desde las placas a lo largo de los conductores;
  • los conductores cargan la batería.

Diseño de células solares

Pasando de la teoría a la práctica, en primer lugar, es necesario realizar cálculos y determinar el número de bloques convertidores. Para hacer esto, debe determinar el poder de la luz solar. En la entrada a la atmósfera, es de unos 1300 W / m², pero cerca del suelo, especialmente en tiempo nublado, rara vez supera los 200 W / m², mientras que debe entenderse que alrededor del 40% del espectro es radiación infrarroja inútil. es decir la potencia real es de solo 120 W / m². En un clima soleado, cuando el sol está en su cenit, la potencia se eleva a 500-600 W / m2, pero no vale la pena tener tasas tan altas, por lo que contaremos como mínimo..

La radiación solar intensa durante todo el año tiene un promedio de 9 horas. Por lo tanto, una batería solar con un área de 1 m² produce 120 * 9 = 1 kW de electricidad por día. En este caso, también es necesario tener en cuenta la eficiencia, el máximo es del 25%. Así, se pueden obtener aproximadamente 0,3 kW de electricidad a partir de una batería solar con una superficie de 1 m² por día. Si el clima es soleado, alrededor de 0,6 kW.

A continuación, debe calcular la cantidad de energía consumida por día. Para hacer esto, divida las lecturas anteriores del medidor por 30. si el mes pasado se consumieron 300 kW, entonces el consumo por día será de 10 kW por día. Para proporcionar electricidad a una casa de este tipo, se necesitarán aproximadamente 20 m² de paneles solares..

Importante: para un suministro de energía de alta calidad e ininterrumpido, necesitará costosas baterías solares. Esta circunstancia se explica no solo por la gran capacidad, sino también por la estabilidad del electrolito a un modo de carga-descarga constante..

Producción de células solares

El procedimiento de autoensamblaje no requiere habilidades especiales y se reduce a seguir instrucciones simples:

1.Haz una base para fotocélulas.

2. Preparar la base para factores ambientales adversos..

3. Fijar los bloques del convertidor.

4. Conecte los bloques con cables..

5. Proteja las fotocélulas instalando una cubierta de vidrio..

6. Conecte la salida a la batería.

Cada uno de los puntos debe tratarse con más detalle para que luego no haya errores. Por ejemplo, se utiliza plástico duro o madera para la base. Otros materiales no están estrictamente permitidos por razones de seguridad. El plástico es más fácil de procesar, pero pierde rápidamente sus propiedades a causa de las altas temperaturas. Las modificaciones resistentes al calor suelen ser más caras que la madera..

La base de madera está hecha de madera contrachapada regular de al menos 4 mm de espesor. Se corta una base, cuyas dimensiones dependen del número y tamaño de las fotocélulas. Se instala un protector o lateral a lo largo del borde de la base. El mismo lado debe estar alrededor del perímetro de cada fotocélula. Es mejor si está hecho de listones o madera maciza..

En los cuadrados resultantes, debe perforar agujeros para los contactos. Dependiendo del tamaño de las fotocélulas, su número es 4, 6 u 8. Para taladrar es mejor utilizar un taladro de 6 u 8 mm para que el agujero sea lo suficientemente grande y los contactos no entren en contacto con la madera . Idealmente, es deseable tratar cada agujero con caucho líquido o betún. Esto eliminará la posibilidad de incendio..

A continuación, la pieza de trabajo debe tratarse con antisépticos protectores, imprimarse y pintarse. La pintura, como puede suponer, debe ser blanca para no disipar la energía solar. Además, es mejor no utilizar pinturas acrílicas, ya que son susceptibles de deteriorarse bajo la influencia de la luz solar directa..

Los bloques transductores están adheridos con pegamento, pero en este caso, su reutilización será imposible o se insertan en pestillos especiales. Si el tamaño de la batería solar es pequeño, hasta 1 m², se permite fijar las fotocélulas sin fijación adicional..

El siguiente paso es conectar todos los contactos. Esto se puede hacer en paralelo o secuencialmente. Dado que el esquema mixto asume la presencia de equipos costosos adicionales y afecta la eficiencia real de manera bastante indirecta. Para conectar los contactos, necesita un soldador y una soldadura de alta calidad, es mejor si es plateado.

Consejo: trabajar con paneles solares es mucho más conveniente con los soldadores de gas, ya que proporcionan más movilidad..

Cuando la estructura esté lista, debe protegerse de la humedad y los escombros. Para esto, es adecuado el plexiglás resistente a los impactos. La instalación de paneles solares supone una participación mínima en el proceso de conversión y acumulación de electricidad, por lo que no debe ahorrar en la caja protectora. Método de fijación: pegamento molecular.

Consejo: es mejor comprar un adhesivo de este tipo en tiendas especializadas de perfil estrecho, ya que es casi imposible encontrar pegamento molecular real en los hipermercados de construcción, y más aún en el mercado..

La batería tiene dos polos, es importante conectar las fotocélulas para que la polaridad sea la misma. De lo contrario, la batería solar quemará la batería..

Otro punto fundamental de la conexión de paneles solares es el voltaje. El voltaje de salida debe ser un 30-40% más alto que el voltaje de la batería; de lo contrario, el proceso de carga no funcionará. Esta circunstancia es la principal desventaja de cualquier batería solar. La única solución al problema es instalar un transformador que iguale el voltaje de la batería a la red. Al mismo tiempo, no olvide que se perderá aproximadamente el 30% de la electricidad..

Sistema de celdas solares

Las instrucciones descritas son válidas para una batería solar, pero se necesitarán varios productos de este tipo para proporcionar electricidad a la casa. Para determinar cómo conectar paneles solares individuales entre sí, primero debe determinar el orden de su funcionamiento. Hay dos opciones:

  • varias baterías de baja capacidad que suministran corriente al transformador;
  • una batería potente.

El esquema para conectar paneles solares de varias baterías también tiene sus propias variaciones:

  • cada batería individual alimenta un dispositivo específico;
  • todas las baterías transmiten electricidad a un transformador que suministra electricidad a la casa.

La primera opción es preferible, ya que le permite reducir la carga en una sola batería. Para implementar tal esquema, la batería solar y el dispositivo están conectados directamente a la fuente de energía. Cuando se usa un transformador, es necesario crear un cableado eléctrico estacionario. Esta opción es más relevante para baterías potentes..

Aplicación en la práctica

Teniendo en cuenta que el costo de las nuevas fotocélulas comienza a partir de 900 rublos. cada una, y para montar una batería, necesita al menos 30 de ellas, resulta obvio que la energía alternativa es un placer muy caro. Una salida definitiva será la compra de células solares usadas. Esto reducirá el costo al menos a la mitad..

Para la fabricación de una batería de 1 m² de superficie, utilizando fotocélulas estándar, se requieren 60 unidades. obleas de silicio. El costo de una batería es 60 * 900 = 54,000 rublos. Aquellos. para una transición completa a una fuente de alimentación independiente, deberá invertir más de un millón de rublos.

Debido a un costo tan alto, los paneles solares se utilizan solo como fuente de alimentación auxiliar. La iluminación más común es la de energía solar. Y hay una explicación perfectamente lógica para esto..

Cuando se usan lámparas de ahorro de energía de 20 o 40 V, es suficiente ensamblar una batería pequeña, cuyo precio, junto con la batería y los materiales adicionales, será de aproximadamente 30,000 rublos. Esta batería es más que suficiente para proporcionar iluminación no solo en el interior de la casa, sino también en el exterior. En lugar de interruptores estándar, se instalan interruptores de palanca que reaccionan a la luz y que encienden automáticamente la iluminación cuando la intensidad de la luz solar disminuye. Es mejor instalar interruptores o atenuadores estándar en la casa..