Las plantas de energía solar ya no son una rareza en la vida cotidiana; contribuyen cada vez más a garantizar la autonomía del hogar y aumentan el confort de vida. Con conocimientos básicos de electrónica/ingeniería eléctrica, usted mismo puede montar una estación solar doméstica y ahorrar mucho dinero. Las plantas de energía solar pueden ser de tres tipos: autónomas, en red (con generación en la red) y combinadas (una combinación de plantas de energía en red y autónomas). Este artículo analiza un ejemplo de construcción de una planta de energía solar autónoma, ya que este tipo de estación es la más demandada para resolver el problema del suministro de energía de respaldo a una vivienda.
Cualquier planta de energía solar que produzca corriente alterna consta de cuatro elementos básicos:
paneles solares,
controlador de carga de batería,
baterías,
Inversor - convertidor combinado.
Nota: hoy en día no es raro tener un inversor con un controlador de carga de batería incorporado; en el caso de utilizar un inversor de este tipo, el número de componentes de una planta de energía solar se reduce. Pero hay que tener en cuenta que el uso de un controlador de carga independiente aumenta la fiabilidad y la posibilidad de modernizar una planta de energía solar.
En principio, estos elementos son suficientes para que el complejo funcione y cumpla sus funciones.
Sin embargo, si el complejo se ensambla correctamente, se esfuerza por aumentar la eficiencia, el funcionamiento duradero y también se observan las medidas de seguridad, se necesitarán algunos elementos y conocimientos adicionales.
vamos a dibujar diagrama detallado Planta de energía solar estándar y hacer una lista de elementos necesarios/recomendados.
Lista y finalidad de todos los elementos de una planta de energía solar estándar.
1. Paneles solares
La cantidad y la potencia se seleccionan dependiendo de la carga, la duración requerida del suministro de energía y ubicación geográfica objeto.
2. Conectores de respuesta (conjunto macho+hembra)
Los cables de la mayoría de los paneles solares terminan en conectores especiales a prueba de agua (conectores MC4), que no se pueden encontrar en las tiendas. Por tanto, además de los paneles solares, es necesario adquirir conectores de respuesta.
3. Cable entre paneles y controlador de carga.
Dado que los paneles solares se encuentran en el exterior y los equipos en el interior, la distancia entre ellos suele ser importante. Por lo tanto, para reducir las pérdidas, es muy importante seleccionar un cable del grado y sección transversal adecuados.
También es necesario recordar proteger el cable de factores negativos. ambiente(radiación solar, precipitación, formación de hielo) y daños mecánicos.
4. Controlador de carga
Necesario para garantizar la correcta carga de la batería: corriente y voltaje correctos.
Hay 2 tipos de controladores: PWM heredado (PWM) y MPPT moderno.
Los controladores PWM (PWM) son económicos y proporcionan el modo de carga más sencillo. Su eficiencia es baja, no hay ajustes. Ciertas restricciones reducen el alcance de su uso.
Los controladores MPPT son un poco más caros, pero tienen una serie de ventajas innegables: eficiencia entre un 20 y un 25% mayor, control inteligente de los modos de carga de la batería, opciones de personalización (para modelos más potentes) y ausencia de una conexión estricta al voltaje de entrada de la energía solar. paneles.
La potencia y el voltaje se seleccionan según la cantidad y la potencia de los paneles solares, así como de las baterías.
5. Interruptor de CC (antes de ingresar al controlador)
Muy elemento importante, al que muchos no prestan atención.
En primer lugar, esta máquina puede proteger el controlador contra quemaduras en los casos en que la corriente de los paneles solares exceda la clasificación del controlador (esto sucede con el equipo seleccionado incorrectamente o en días soleados).
En segundo lugar, y más importante, permite un mantenimiento seguro de todo el complejo. Hay que recordar una regla importante: los paneles solares, cuando su circuito eléctrico está cerrado y generan corriente, SIEMPRE necesitan un dispositivo de almacenamiento (batería) o un consumidor (cualquier elemento calefactor). Si desconecta la batería o la carga del controlador y deja los paneles conectados, se quemará. La razón es que el controlador no tiene dónde colocar la energía entrante de los paneles.
6. Interruptor de CC (después de la salida del controlador)
Esta máquina es necesaria para proteger el equipo de cortocircuitos que puedan ocurrir en el lado de la batería.
7. Baterías de almacenamiento
Su capacidad, voltaje y cantidad se seleccionan en función de la carga, el tiempo de suministro de energía, así como de las características de los paneles solares, el controlador de carga y el inversor.
8. Puentes entre baterías
Mucha gente no sabe que la calidad de los puentes afecta significativamente el funcionamiento y la vida útil de la batería.
Los buenos puentes son cortos, gruesos (de 25 a 35 mm cuadrados), hechos de cobre y con puntas bien engarzadas.
10. Un inversor para una planta de energía solar es quizás el componente más importante.
El inversor convierte CORRIENTE CONTINUA. en variable - para todos los electrodomésticos.
El modelo y la potencia se seleccionan en función de la carga, las corrientes de arranque y el voltaje de la batería. En general, el diseño ideal de una planta de energía solar debe considerarse aquel en el que diferentes grupos de cargas reciben energía de diferentes inversores. Muchas empresas producen inversores con diversas propiedades. Pueden diferir en la forma de la señal de salida (la salida más simple y barata es una señal rectangular, el llamado "meandro", cuyos fabricantes, sin embargo, lo llaman más a menudo: sinusoide modificada, sinusoide simulada, pseudosinusoide, cuasi sinusoide), el método de compensación de carga (debido a la conservación de la amplitud del voltaje o el área de la curva) aplicado diseño de circuito(una o dos conversiones de voltaje, conversión de señal analógica o de pulso).
Algunos inversores tienen incorporado cargador de la red existente (inversor combinado) y además pueden cargar la batería de la red, otros pueden recargar la energía recibida de los paneles solares con energía de la red (inversores híbridos), y otros pueden canalizar la energía capturada del sol hacia la red (inversores de red o conectados a la red). En general, el diseño del inversor puede ser muy diverso. Un inversor de alta calidad debe producir una señal sinusoidal pura con una distorsión inferior al 3%, no cambiar la amplitud del voltaje al conectar la carga máxima en más del 10%, realizar una doble conversión (la primera es CC, la segunda es CA), tener una parte analógica de la conversión secundaria con un transformador de alta calidad, tener una importante reserva de sobrecarga y un conjunto de funciones de protección contra cortocircuitos en la carga, por conexión inadecuada a las baterías, por sobrecarga, por mal funcionamiento de las baterías y para evitar profundas descarga de baterías.
Cumple con todos los requisitos especificados inversor de infrarrojos con potencia de salida de 1 a 6 kW.
Esta breve descripción de los tipos de inversores puede ayudarle a elegir el inversor adecuado para su hogar (planta de energía solar).
11. Cortacircuitos C.A.
Protege el inversor de sobrecargas y fallos si se produce un cortocircuito en el lado de carga.
12. Puesta a tierra de protección
Esto no es un dispositivo ni un dispositivo. Estas son medidas recomendadas para disponer una conexión a tierra de protección para equipos y personas. Incluso si no hay ningún evento extremo (rayo, cortocircuito), la electricidad estática se acumula en los dispositivos. Hay que llevarlo al suelo.
Los sistemas de suministro de energía autónomos para propiedades suburbanas le permiten vivir cómodamente incluso lejos de las comunicaciones centralizadas. A menudo, junto con los esquemas tradicionales, se utilizan otros alternativos, basados en el uso de energía solar.
Para que el sistema solar funcione correctamente, se requiere un diagrama de conexión de paneles solares bien diseñado. Necesitará un conjunto de equipos de alta calidad capaces de hacer frente a las responsabilidades asignadas.
Le diremos cómo planificar correctamente la ubicación de los componentes de una minicentral eléctrica. Aprenderás a elegir dispositivos tecnicos para montar el sistema y cómo conectarlos correctamente. Teniendo en cuenta nuestros consejos podrás realizar una instalación eficiente.
Veamos cómo funciona y funciona el sistema solar. casa de campo. Su objetivo principal es convertir la energía solar en electricidad de 220 V, que es la principal fuente de energía para los electrodomésticos.
Las partes principales que componen el SES:
- Baterías (paneles) que convierten la radiación solar en corriente de tensión continua.
- Un controlador que regula la carga de la batería.
- Paquete de baterías.
- Un inversor que convierte el voltaje de la batería a 220 V.
El diseño de la batería está diseñado de tal manera que permite que el equipo funcione en diversas condiciones climáticas, a temperaturas de -35ºС a +80ºС.
Resulta que los instalados correctamente funcionarán con el mismo rendimiento tanto en invierno como en verano, pero con una condición: en tiempo despejado, cuando sale el sol. cantidad máxima calor. En condiciones de nubosidad, la eficiencia del trabajo disminuye drásticamente.
La eficiencia de las plantas de energía solar en latitudes medias es alta, pero no suficiente para abastecer completamente de electricidad a las casas grandes. Más a menudo, un sistema solar se considera una fuente de electricidad adicional o de respaldo.
El peso de una batería de 300 W es de 20 kg. La mayoría de las veces, los paneles se montan en el techo, la fachada o se instalan bastidores especiales al lado de la casa. Condiciones necesarias: giro del avión hacia el sol y una inclinación óptima (45° de media con respecto a la superficie de la tierra), asegurando una incidencia perpendicular de los rayos solares.
Si es posible, instale un seguidor que siga el movimiento del sol y regule la posición de los paneles.
La parte superior de las baterías está protegida por un vidrio templado a prueba de golpes, que puede resistir fácilmente los impactos de granizo o fuertes nevadas. Sin embargo, es necesario controlar la integridad del recubrimiento; de lo contrario, las obleas de silicio (fotocélulas) dañadas dejarán de funcionar.
El controlador realiza varias funciones. Además del principal: la regulación automática de la carga de la batería, regula el suministro de energía de los paneles solares, protegiendo así la batería de una descarga completa.
Cuando está completamente cargado, el controlador desconecta automáticamente la batería del sistema. Los dispositivos modernos están equipados con un panel de control con una pantalla que muestra el voltaje de la batería.
Para sistemas solares caseros mejor elección Son baterías de gel, caracterizadas por un período de funcionamiento ininterrumpido de 10 a 12 años. Después de 10 años de funcionamiento, su capacidad disminuye aproximadamente entre un 15 y un 25%. Se trata de dispositivos libres de mantenimiento, absolutamente seguros y que no emiten sustancias nocivas.
En invierno o en tiempo nublado, los paneles también siguen funcionando (si se limpian periódicamente de nieve), pero la producción de energía se reduce entre 5 y 10 veces.
Vale la pena saber que las plantas de energía domésticas son capaces de dar servicio a un refrigerador que funciona constantemente, una bomba sumergible que funciona periódicamente, un televisor y un sistema de iluminación. Para proporcionar energía para el funcionamiento de una caldera o incluso de un horno microondas, se necesitarán equipos más potentes y muy caros.
El diagrama más simple de una planta de energía solar, incluidos los componentes principales. Cada uno de ellos realiza su propia función, sin la cual el funcionamiento del SES es imposible.
Hay otras más complejas, pero esta solución es universal y la más popular en la vida cotidiana.
Pasos para conectar baterías a equipos de plantas de energía solar.
La conexión se realiza en etapas, generalmente en el siguiente orden: primero, el controlador se conecta a la batería, luego el controlador se conecta a los paneles solares, luego la batería se conecta al inversor y, por último, se realiza el cableado a los consumidores. .
Paso #1: Conexión a la batería
Las baterías ocupan un lugar claramente definido en la red. No se conectan a los paneles solares directamente, sino a través de un controlador que regula su carga/descarga. Por otro lado, el paquete de baterías está conectado a un inversor que convierte la corriente.
Así, el diagrama de conexión a la batería queda así:
- Conectamos la batería/controlador (luego el controlador/paneles solares);
- Conecte la batería y el inversor.
Son posibles otras opciones de conexión, pero ésta es óptima, ya que ahorra energía no gastada y, si es necesario, la transfiere a los consumidores.
Hay dos opciones para comprar baterías: como parte de una planta de energía solar completamente lista para su instalación o por separado, según parámetros especificados. Un kit chino económico no cuesta más de 2000 rublos.
Si una batería no es suficiente, compre varias baterías con las mismas características. Se instalan en un solo lugar y se conectan en serie.
Para facilitar su uso y mantenimiento, los bloques se instalan sobre una rejilla de metal con un revestimiento de polímero.
Veamos cómo se conecta la batería al controlador y al inversor.
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El siguiente paso es conectar el controlador a los paneles solares y la batería al inversor.
Paso #2: conexión al controlador
Consideremos una opción que suelen utilizar en la práctica los propietarios de casas de campo. Piden equipos económicos fabricados en China en uno de los sitios de Internet.
Un controlador económico con un número mínimo de configuraciones, equipado con tres pares de terminales, capaz de dar servicio a una batería solar de 150 W. Costo – 1300 rublos
La conexión se produce en el siguiente orden:
- Primero, se conecta una batería al controlador. Esto se hace intencionalmente para verificar cómo el dispositivo detectará la tensión nominal de la red (valores estándar: 12 V, 24 V). Al realizar la conexión a la batería, utilice el primer par de terminales.
- Luego los paneles solares se conectan directamente., utilizando los cables suministrados con ellos, y el controlador tiene un segundo par de terminales.
- Por último, se instalan equipos de iluminación nocturna. Yo – esto es exactamente para lo que sirve el tercer par de terminales. Aparte de la iluminación de bajo voltaje, que sólo funciona cuando oscurece y funciona con una batería, no se puede utilizar ningún otro equipo.
Para cualquier tipo de conexión se debe asegurar la polaridad.
El incumplimiento de la polaridad provoca una falla instantánea del controlador, así como la falla de las piezas del panel solar.
Después de conectar el controlador a la batería y los paneles, conectamos el inversor y, si es necesario, los dispositivos de iluminación de bajo voltaje.
El lugar de instalación del inversor en el sistema de la planta de energía solar es entre paquete de batería y consumidores de energía, es decir, electrodomésticos, aparatos de iluminación, etc. (+)
El dispositivo se compra de la misma forma que el resto del sistema solar: como parte del kit SES o por separado.
Procedimiento para conectar el inversor a la batería:
Galería de imágenes
Sacamos el dispositivo de la caja, comprobamos su integridad y retiramos las películas protectoras. Estudiamos las instrucciones para no cometer errores al conectar
Junto con el dispositivo, el kit contiene necesariamente 2 cables con terminales especiales y "cocodrilos" para conectarlo a la batería.
El cable especial que viene con el inversor es muy fácil de instalar: los terminales se colocan en los contactos del dispositivo y se fijan con tapones de rosca de plástico.
La conexión a la batería también es muy sencilla: fijamos dos abrazaderas especiales en los contactos de la batería, observando la polaridad: más a más, menos a menos.
Si no ha instalado previamente plantas de energía solar, le recomendamos que no compre dispositivos individuales, sino un sistema completo.
La ventaja de un sistema listo para instalar es que coincide con los parámetros del equipo (baterías seleccionadas correctamente para la potencia, la cantidad requerida de paneles solares, un juego de cables para una conexión rápida).
Es lógico que dispositivos compatibles en capacidad, voltaje y potencia sean mucho más eficientes a la hora de convertir la energía solar y suministrar electricidad a la casa. De hecho, la “energía verde” gratuita se puede utilizar con los sistemas de calefacción.
Vídeo #3. Descripción general de una de las opciones de instalación en el hogar:
El uso de energías alternativas para las necesidades de la humanidad es verdaderamente un gran salto tecnológico. Hoy en día, cada propietario puede montar y conectar de forma independiente una planta de energía solar que suministre electricidad a la casa. Teniendo en cuenta la rentabilidad y el respeto al medio ambiente, esta es una solución práctica y eficaz.
¿Le gustaría contarnos cómo montó una pequeña central solar con sus propias manos? Comer hechos interesantes e información útil sobre el tema del artículo? Por favor escriba comentarios en el bloque a continuación, comparta sus impresiones, opiniones y fotografías temáticas.
Desde hace décadas, la humanidad busca fuentes de energía alternativas que puedan sustituir, al menos parcialmente, a las existentes. Y las más prometedoras de todas hoy parecen ser dos: la energía eólica y solar.
Es cierto que ni uno ni otro pueden garantizar una producción continua. Esto se debe a la variabilidad de la rosa de los vientos y a las fluctuaciones climáticas diarias estacionales en la intensidad del flujo solar.
La industria energética actual ofrece tres métodos principales para obtener energía eléctrica, pero todos ellos son perjudiciales para el medio ambiente de una forma u otra:
- Industria de energía eléctrica de combustible.- el más contaminante para el medio ambiente, acompañado de importantes emisiones de dióxido de carbono, hollín y calor inútil a la atmósfera, provocando una reducción de la capa de ozono. La extracción de recursos combustibles también causa un daño significativo al medio ambiente.
- energía hidroeléctrica se asocia con cambios paisajísticos muy significativos, inundaciones de tierras útiles y provoca daños a los recursos pesqueros.
- Energía nuclear- el más respetuoso con el medio ambiente de los tres, pero requiere costes muy importantes para mantener la seguridad. Cualquier accidente puede estar asociado con causar daños irreparables y a largo plazo a la naturaleza. Además, exige medidas especiales para la eliminación de residuos de combustible usado.
Estrictamente hablando, existen varias formas de obtener electricidad a partir de la radiación solar, pero la mayoría de ellas utilizan su conversión intermedia en energía mecánica, girando el eje del generador, y solo entonces en energía eléctrica.
Estas centrales eléctricas existen, utilizan motores de combustión externa Stirling, tienen una buena eficiencia, pero también tienen un inconveniente importante: para captar la mayor cantidad posible de energía de radiación solar, es necesario fabricar enormes espejos parabólicos con sistemas de seguimiento de la radiación solar. posición del sol.
Hay que decir que existen soluciones para mejorar la situación, pero todas son bastante caras.
Existen métodos que permiten convertir directamente la energía luminosa en corriente eléctrica. Y aunque el fenómeno del efecto fotoeléctrico en el semiconductor selenio fue descubierto ya en 1876, no fue hasta 1953, con la invención de la fotocélula de silicio, que surgió la posibilidad real de crear células solares para generar electricidad.
En este momento ya estaba surgiendo una teoría que permitía explicar las propiedades de los semiconductores y crear tecnología practica su producción industrial. Hasta la fecha, esto ha dado lugar a una auténtica revolución en materia de semiconductores.
El funcionamiento de una batería solar se basa en el fenómeno del efecto fotoeléctrico semiconductor. unión pn, que es esencialmente un diodo de silicio normal. Cuando se ilumina, aparece un fotovoltaje de 0,5~0,55 V en sus terminales.
A la hora de utilizar generadores eléctricos y baterías, es necesario tener en cuenta las diferencias que existen entre ellos. Al conectar un motor eléctrico trifásico a la red adecuada, se puede triplicar su potencia de salida.
Siguiendo ciertas recomendaciones, con costes mínimos en recursos y tiempo, se puede fabricar la parte de potencia de un convertidor de impulsos de alta frecuencia para las necesidades domésticas. Puede estudiar los diagramas estructurales y de circuito de dichas fuentes de alimentación.
Estructuralmente, cada elemento de una batería solar tiene la forma de una oblea de silicio con un área de varios cm2, en la que se forman muchos fotodiodos conectados en un solo circuito. Cada una de estas placas es un módulo separado que produce un cierto voltaje y corriente cuando se expone a la luz solar.
Al conectar dichos módulos a una batería y combinar su conexión en serie paralela, puede obtener una amplia gama de valores de potencia de salida.
Las principales desventajas de los paneles solares:
- Gran desnivel e irregularidad en la producción de energía según el clima y la altura estacional del sol.
- Limita la potencia de toda la batería si al menos una parte está sombreada.
- Dependencia de la dirección del sol en diferentes momentos del día. Para utilizar la batería de la manera más eficiente posible, debes asegurarte de que esté siempre orientada al sol.
- En relación con lo anterior, surge la necesidad de almacenamiento de energía. El mayor consumo energético se produce en un momento en el que su producción es mínima.
- Se requiere una gran superficie para una estructura de potencia suficiente.
- La fragilidad del diseño de la batería, la necesidad de limpiar constantemente su superficie de suciedad, nieve, etc.
- Los módulos solares funcionan más eficientemente a 25°C. Durante el funcionamiento, el sol los calienta mucho más. temperatura alta, reduciendo en gran medida su eficacia. Para mantener una eficiencia óptima, la batería debe mantenerse fría.
Cabe señalar que los desarrollos de células solares que utilizan últimos materiales y tecnología. Esto le permite eliminar gradualmente las desventajas inherentes a los paneles solares o reducir su impacto. Así, la eficiencia de las nuevas celdas que utilizan módulos orgánicos y poliméricos ya alcanza el 35% y se espera llegar al 90%, lo que permite obtener mucha más potencia con las mismas dimensiones de batería o, manteniendo la eficiencia energética, para reducir significativamente las dimensiones de la batería.
Por cierto, la eficiencia media del motor de un coche no supera el 35%, lo que sugiere que los paneles solares son bastante eficaces.
Existen desarrollos de elementos basados en nanotecnología que funcionan con la misma eficacia en diferentes ángulos de incidencia de la luz, lo que elimina la necesidad de posicionarlos.
Así, hoy podemos hablar de las ventajas de las placas solares frente a otras fuentes de energía:
- Sin conversiones de energía mecánica ni piezas móviles.
- Costos operativos mínimos.
- Durabilidad 30~50 años.
- Funcionamiento silencioso, sin emisiones nocivas. Respetuoso con el medio ambiente.
- Movilidad. La batería para alimentar una computadora portátil y cargar la batería de una linterna LED cabe en una mochila pequeña.
- Independencia de la presencia de fuentes de corriente constantes. La capacidad de recargar las baterías de aparatos modernos en el campo.
- Poco exigente con los factores externos. Las células solares se pueden colocar en cualquier lugar y en cualquier paisaje, siempre que reciban suficiente luz solar.
En las regiones ecuatoriales de la Tierra, el flujo medio de energía solar es de 1,9 kW/m 2. EN carril central En Rusia está entre 0,7 y 1,0 kW/m2. La eficiencia de una fotocélula de silicio clásica no supera el 13%.
Como muestran los datos experimentales, si una placa rectangular se dirige con su plano hacia el sur, hasta el punto del máximo solar, durante un día soleado de 12 horas no recibirá más del 42% del flujo luminoso total debido a un cambio. en su ángulo de incidencia.
Esto significa que con un flujo solar promedio de 1 kW/m2, se puede obtener una eficiencia de la batería del 13% y su eficiencia total del 42% en 12 horas no más de 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh, o 0,6 kWh. por día desde 1 m 2. Esto supone un día completamente soleado, en tiempo nublado es mucho menor y en los meses de invierno este valor hay que dividirlo por otros 3.
Teniendo en cuenta las pérdidas por conversión de tensión, un circuito de automatización que proporciona una corriente de carga óptima para las baterías y las protege de sobrecargas, y otros elementos, se puede tomar como base la cifra de 0,5 kWh/m 2. Con esta energía se puede mantener una corriente de carga de batería de 3 A a un voltaje de 13,8 V durante 12 horas.
Es decir, para cargar una batería de automóvil completamente descargada con una capacidad de 60 Ah, necesitará un panel solar de 2 m2, y para 50 Ah, aproximadamente 1,5 m2.
Para obtener dicha potencia, se pueden adquirir paneles prefabricados producidos en el rango de potencia eléctrica de 10~300 W. Por ejemplo, un panel de 100 W durante un día de 12 horas de luz, teniendo en cuenta el coeficiente del 42%, proporcionará 0,5 kWh.
Un panel de silicio monocristalino de fabricación china con muy buenas características cuesta ahora en el mercado unos 6.400 rublos. Menos eficaz al sol, pero con mejor rendimiento en tiempo nublado, policristalino: 5.000 rublos.
Si tiene ciertas habilidades para instalar y soldar equipos electrónicos, puede intentar ensamblar dicha batería solar usted mismo. Al mismo tiempo, no se debe contar con una ganancia de precio muy grande, además, los paneles terminados son de calidad de fábrica, tanto los elementos en sí como su montaje;
Pero la venta de estos paneles no está organizada en todas partes y su transporte requiere condiciones muy estrictas y resultará bastante caro. Además, con la autoproducción es posible, empezando poco a poco, ir añadiendo módulos gradualmente y aumentar la potencia de salida.
Selección de materiales para crear un panel.
Las tiendas en línea chinas, así como eBay, ofrecen una amplia selección de artículos para salir adelante por sí mismo Baterías solares con cualquier parámetro.
Incluso en el pasado reciente, los trabajadores caseros compraban planchas que eran rechazadas durante la producción, tenían astillas u otros defectos, pero eran mucho más baratas. Son bastante eficientes, pero tienen una potencia de salida ligeramente reducida. Dada la constante caída de los precios, esto ya no es aconsejable. Después de todo, al perder una media del 10% de potencia, también perdemos en el área efectiva del panel. si y apariencia La batería, formada por placas con trozos rotos, parece bastante improvisada.
También puede comprar dichos módulos en las tiendas en línea rusas, por ejemplo, molotok.ru ofrece elementos policristalinos con parámetros operativos en flujo luminoso 1,0kW/m2:
- Voltaje: inactivo - 0,55 V, en funcionamiento - 0,5 V.
- Corriente: cortocircuito - 1,5 A, en funcionamiento - 1,2 A.
- Potencia de funcionamiento: 0,62 W.
- Dimensiones - 52x77 mm.
- Precio 29 frotar.
Consejo: Hay que tener en cuenta que los elementos son muy frágiles y algunos de ellos pueden sufrir daños durante el transporte, por lo que al realizar el pedido deberás dejar una reserva para su cantidad.
Hacer una batería solar para tu hogar con tus propias manos.
Para hacer un panel solar, necesitamos un marco adecuado, que puede hacer usted mismo o elegir uno ya hecho. El mejor material a utilizar es el duraluminio; no está sujeto a la corrosión, no teme a la humedad y es duradero. Con un procesamiento y pintura adecuados, tanto el acero como la madera son adecuados para proteger contra las precipitaciones.
Consejo: No conviene hacer el panel muy grande: será incómodo montar los elementos, instalarlo y mantenerlo. Además, los paneles pequeños tienen poca resistencia al viento y se pueden colocar más cómodamente en los ángulos requeridos.
Calculamos componentes
Decidamos las dimensiones de nuestro marco. Para cargar una batería ácida de 12 voltios, necesita tensión de funcionamiento no inferior a 13,8 V. Tomemos como base 15 V. Para ello tendremos que conectar 15 V / 0,5 V = 30 elementos en serie.
Consejo: La salida del panel solar debe conectarse a la batería a través de un diodo protector para evitar que se autodescargue a través de las células solares durante la noche. Entonces la salida de nuestro panel será: 15 V – 0,7 V = 14,3 V.
Para obtener una corriente de carga de 3,6 A, necesitamos conectar tres de estas cadenas en paralelo, o 30 x 3 = 90 elementos. Nos costará 90 x 29 rublos. = 2610 frotar.
Consejo: los elementos del panel solar están conectados en paralelo y en serie. Es necesario mantener la igualdad en el número de elementos en cada cadena secuencial.
Con esta corriente podemos proporcionar un modo de carga estándar para una batería completamente descargada con una capacidad de 3,6 x 10 = 36 Ah.
En realidad, esta cifra será menor debido a la luz solar desigual a lo largo del día. Por tanto, para cargar una batería de coche estándar de 60 Ah, necesitaremos conectar dos de estos paneles en paralelo.
Este panel nos puede proporcionar una potencia eléctrica de 90 x 0,62 W ≈ 56 W.
O durante un día soleado de 12 horas, teniendo en cuenta el factor de corrección del 42% 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.
Coloquemos nuestros elementos en 6 filas de 15 piezas. Para instalar todos los elementos necesitamos una superficie:
- Longitud - 15 x 52 = 780 mm.
- Ancho - 77 x 6 = 462 mm.
Para acomodar libremente todas las placas, tomaremos las dimensiones de nuestro marco: 900×500 mm.
Consejo: si hay marcos ya hechos con otras dimensiones, puede recalcular el número de elementos de acuerdo con los esquemas anteriores, seleccionar elementos de otros tamaños estándar e intentar colocarlos combinando el largo y el ancho de las filas.
También necesitaremos:
- Soldador eléctrico de 40 W.
- Soldadura, colofonia.
- Cable de instalación.
- Sellador de silicona.
- Cinta de doble cara.
Etapas de fabricación
Para instalar el panel es necesario preparar un nivel. lugar de trabajoÁrea suficiente con cómodo acceso desde todos los lados. Es mejor colocar las placas de los elementos por separado a un lado, donde estarán protegidas de impactos y caídas accidentales. Deben tomarse con cuidado, uno a la vez.
Los dispositivos de corriente residual mejoran la seguridad del sistema eléctrico de su hogar al reducir la probabilidad de descargas eléctricas e incendios. Introducción detallada a los rasgos característicos. diferentes tipos Los interruptores de corriente residual le informarán sobre apartamentos y casas.
Cuando se utiliza un medidor eléctrico, surgen situaciones en las que es necesario reemplazarlo y volver a conectarlo; puede leer sobre esto.
Normalmente, para producir un panel, se utiliza el método de pegar placas de elementos presoldados en un solo circuito sobre un sustrato base plano. Ofrecemos otra opción:
- Lo insertamos en el marco, lo fijamos bien y sellamos los bordes con vidrio o un trozo de plexiglás.
- Colocamos las placas de los elementos en el orden apropiado, pegándolas con cinta adhesiva de doble cara: el lado de trabajo hacia el vidrio, los cables de soldadura hacia la parte posterior del marco.
- Colocando el marco sobre la mesa con el cristal hacia abajo podremos soldar cómodamente los terminales de los elementos. Realizamos la instalación eléctrica de acuerdo con el elegido. diagrama de circuito inclusiones.
- Finalmente pegamos las placas por la parte trasera con cinta adhesiva.
- Ponemos algún tipo de almohadilla amortiguadora: láminas de caucho, cartón, tableros de fibra, etc.
- Insertamos la pared trasera en el marco y la sellamos.
Si lo desea, en lugar de la pared trasera, puede llenar el marco en la parte posterior con algún tipo de compuesto, por ejemplo, epoxi. Es cierto que esto eliminará la posibilidad de desmontar y reparar el panel.
Por supuesto, una batería de 50 W no es suficiente para alimentar ni siquiera una casa pequeña. Pero con su ayuda ya es posible implementar iluminación utilizando modernas lámparas LED.
Para una existencia cómoda de un habitante de la ciudad, ahora se necesitan al menos 4 kWh de electricidad al día. Para una familia, según el número de sus miembros.
Por tanto, el panel solar de una casa particular para una familia de tres personas debería proporcionar 12 kWh. Si se supone que la casa se abastece de electricidad únicamente con energía solar, necesitaremos una batería solar con una superficie de al menos 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.
Esta energía debe almacenarse en baterías con capacidad de 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, o aproximadamente 16 baterías de 60 Ah cada una.
Para el funcionamiento normal de una batería con panel solar y su protección, se requiere un controlador de carga.
Para convertir 12 VCC a 220 VCA, necesitará un inversor. Aunque ahora ya existe en el mercado una cantidad suficiente de material eléctrico para tensiones de 12 o 24 V.
Consejo: en las redes de suministro de energía de bajo voltaje, las corrientes operan a valores significativamente más altos, por lo que al realizar el cableado a equipos potentes, se debe seleccionar un cable de la sección transversal adecuada. El cableado para redes con inversor se realiza según el circuito habitual de 220 V.
Sacar conclusiones
Sujeto a la acumulación y uso racional de la energía, hoy los tipos no tradicionales de energía eléctrica están comenzando a crear un aumento significativo en el volumen total de su producción. Incluso se podría argumentar que poco a poco se están volviendo tradicionales.
Teniendo en cuenta la reciente reducción significativa del nivel de consumo de energía de los modernos electrodomésticos, el uso de dispositivos de iluminación que ahorran energía y una eficiencia significativamente mayor de los paneles solares de nuevas tecnologías, podemos decir que ya son capaces de proporcionar electricidad para una pequeña casa privada en los países del sur con una gran cantidad de días soleados al año.
En Rusia, bien podrían utilizarse como respaldo o fuentes adicionales energía en los sistemas de suministro de energía combinados, y si su eficiencia se puede aumentar al menos al 70%, entonces será muy posible utilizarlos como los principales proveedores de electricidad.
Video sobre cómo hacer usted mismo un dispositivo para recolectar energía solar.
Saludos a todos los lectores, quiero contarles sobre mi planta de energía solar, cuya potencia alcanza el kilovatio por hora. Ahora he realizado una modernización completa de todo el sistema. Al principio sólo tenía cuatro paneles solares, dos de Krasnodar de 75 vatios*h y dos ensamblados a partir de elementos comprados en eBay.
El controlador utilizó un PWM simple y económico a 24 voltios 20A. Toda la planta de energía solar produjo hasta 230 vatios*h. Ahora he instalado 6 paneles de 50 watt*h y 2 paneles de 100 watt*h. La potencia total de estos paneles era de 500 vatios*h. Por cierto, los paneles se fabrican en Alemania. Conecté los paneles a 24 voltios, dos en paralelo y luego en serie. Tensión de funcionamiento 39V.
Hoy a la una de la tarde realicé los primeros resultados de las pruebas y obtuve casi la potencia calculada, a pesar de la ligera neblina en el cielo. En la foto del panel de la fila superior, hay 2 paneles alemanes a la izquierda, de 100 watt*h cada uno, y a la derecha, los de Krasnodar, de 75 watt*h cada uno, pero no están conectados, ya que tienen un Tensión del punto de funcionamiento inferior a las demás en 2 voltios.
Las lecturas del controlador muestran una potencia registrada de 490 vatios*h.
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El controlador carga seis baterías AGM de 120 Ah; las usé antes en mi coche eléctrico. Conecté dos en serie a 24 voltios y en paralelo. La energía se extrae de las baterías mediante dos inversores que utilizan una onda sinusoidal pura. Uno solo alimenta la iluminación de toda la casa y edificios adyacentes, su potencia es de 500 vatios*h. El segundo es más potente, se utiliza para alimentar consumidores potentes, es de 1,5 aWh con una carga breve de hasta 3 kWh durante 10 segundos.
Batería solar portátil de bricolaje.
Además, aquí hay algunas fotos más de una central solar portátil hecha para uno de mis amigos. La potencia de los paneles es de 100 vatios, pudiendo conmutarse para cargar baterías de 12/24 voltios siempre que esté instalado el controlador correspondiente. Pero el controlador es normal, por lo que la corriente máxima es 6A. Bueno, en general salió bien, aunque fue muy sencillo.
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Volvamos a la central eléctrica principal. Acabo de terminar de instalar paneles solares de 1kW. También se compró en China un inversor con una potencia continua de 3,5 kW. onda sinusoidal pura. El controlador MPPT TS-MPPT-45 está ocupado cargando las baterías. La capacidad total de la batería es de 7 kW*h.
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Los primeros datos y lecturas se registraron durante el día, a pesar de las altas temperaturas en el exterior y una ligera neblina en el cielo, la central eléctrica produjo 900 vatios, el resultado cumplió con todas las expectativas. En invierno creo que habrá más energía ya que nuestros cielos están más despejados y la baja temperatura no permitirá que los paneles solares se sobrecalienten.
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En general, la central eléctrica sigue funcionando bien, aunque la casa está conectada a la red eléctrica central, pero la iluminación de la casa ahora funciona completamente con energía solar. Recientemente, me cortaron la electricidad por un día, se estaban realizando algún tipo de trabajo de reparación, no había luz alrededor, una de mis ventanas estuvo encendida toda la noche. Por cierto, la potencia de los paneles no solo está completa durante 1-2 horas al día, sino que casi todas las horas del día, incluso con luz solar indirecta, los paneles proporcionan energía más del 50% de la posible. El artículo fue escrito en base a materiales >>fuente
Comprar una instalación solar para su casa o cabaña no es difícil. Pero el precio de estos sistemas suele ser excesivamente elevado. Mientras tanto, hacerlos con tus propias manos no es un proceso tan imposible como parece a primera vista. Basta con seleccionar los componentes necesarios y realizar los cálculos adecuados. Por supuesto, también se requieren ciertas habilidades para trabajar con equipos eléctricos (para conectar baterías, inversores, etc.).
¿Qué se necesita para esto?
Una planta de energía solar casera debe constar de varias partes principales. Todos ellos son bastante asequibles y se venden en tiendas especializadas.
Fotomódulos
En primer lugar, se necesitan las propias fotocélulas. Su número y área se determinan en función de los estándares de consumo de energía y la actividad geográfica solar promedio. Cada módulo se puede montar de forma independiente adquiriendo únicamente fotocélulas de silicio. También puede comprar bloques solares ya preparados si sus parámetros cumplen con todos los requisitos.
Baterías
Su presencia es necesaria para evitar interrupciones en el suministro eléctrico. Si la planta de energía solar no se combina con otras fuentes de energía, estas baterías mantendrán la vida de la casa en los días nublados.
Controladores de carga
Son dispositivos electrónicos diseñados para proteger las baterías de una carga/descarga excesiva. Cuando la batería está completamente cargada, reducen la corriente generada por el módulo solar a un valor que les permite compensar la autodescarga. En caso de una descarga crítica, estos controladores interrumpen el suministro de electricidad a los dispositivos domésticos. Si usted mismo ensambla una planta de energía solar y la equipa con dispositivos similares, la vida útil de la instalación aumentará significativamente.
Inversores
Se trata de dispositivos que convierten la corriente continua de las células solares en corriente alterna, a partir de la cual se “alimentan” todos los electrodomésticos. Los inversores también producen electricidad de mejor calidad que la que proviene de la red local. Como regla general, hacer una central solar con sus propias manos implica el uso de modelos sinusoidales. El hecho es que estos inversores son menos costosos y ideales para redes domésticas. Otro objetivo de estos dispositivos es actuar como una especie de “búfer” entre el sistema energético doméstico y el de la empresa pública, lo que permite transferir el exceso de electricidad generada a la red general.
cables
Ninguna planta de energía solar puede prescindir de cables de conexión especiales. Para minimizar las pérdidas de energía, los cables entre los elementos del sistema deben discurrir por los caminos más cortos y tener una sección transversal adecuada (al menos 4-6 mm2). Los cables externos deben ser resistentes a todas las condiciones climáticas.
Funciones de diseño
Para que la planta de energía solar que cree funcione de la manera más eficiente posible, debe diseñarse de acuerdo con un esquema determinado. Brevemente, este diagrama se puede representar de la siguiente manera. La corriente continua de las fotocélulas se suministra al controlador de carga. Como regla general, pasa a través de una caja de conexiones especial. Después del controlador, la corriente fluye hacia la batería y parte de ella se utiliza para almacenar energía. Detrás de la batería hay un inversor que convierte esta corriente continua en corriente alterna. A continuación, el flujo de energía se distribuye a las cargas domésticas. Además, lo mejor es utilizar un inversor diferente para cada grupo de cargas.
Instalación de una estación solar doméstica.
En primer lugar, es necesario colocar módulos solares en el tejado de la casa. Hay que recordar que deben ubicarse en ángulo recto con los rayos incidentes, y la desviación no debe exceder los 15°. Además, si la planta de energía solar va a funcionar durante todo el año, las baterías deben colocarse en un ángulo de +15° con respecto a la latitud geográfica. Para uso en verano, es mejor mantener un ángulo de -15°.
En tejados inclinados, los módulos solares se instalan normalmente en filas, una fila encima de la otra. Esta instalación implica la necesidad de mantener la distancia entre las filas. Esto es necesario para que los módulos no se oscurezcan entre sí. Esta distancia debe ser al menos 1,7 veces la altura de las propias baterías fotográficas.
Es mejor colocar todo el equipo adicional (inversores, baterías, controladores de carga, etc.) en una sala técnica separada. En este caso, se reducirá la longitud de los cables de conexión (y por tanto las pérdidas de energía) y el sistema ensamblado funcionará de manera más eficiente.
