I pannelli solari fai da te. Il dispositivo è un pannello solare. Come fare una batteria solare per la casa o il giardino

Il comfort di vivere nelle case e negli appartamenti di una persona moderna nel corso degli anni richiede sempre più elettricità. Ma nelle condizioni moderne, il costo di ogni unità di elettricità è in costante aumento, il che, di conseguenza, influisce sui costi. Pertanto, la questione del passaggio a fonti alternative di energia elettrica è la più urgente. Un modo per garantire l'indipendenza nella generazione di elettricità è la possibilità di utilizzare pannelli solari per la casa per questi scopi.

Un'alternativa efficace o un malinteso comune?

Parlare di energia elettrica autonoma di elettrodomestici e di illuminazione nelle case che usano l'energia solare è andata avanti dalla metà del secolo scorso. Lo sviluppo della tecnologia e il progresso globale hanno permesso di avvicinare questa tecnologia al consumatore medio. L'affermazione che l'utilizzo di pannelli solari per la casa sarebbe un modo abbastanza efficace di sostituire le reti elettriche tradizionali potrebbe essere considerato indiscutibile se non fosse per un paio di "ma" significativi.

Il requisito principale per l'efficienza dell'uso delle batterie di elio è la quantità di energia solare. Il dispositivo della batteria solare ci consente di utilizzare efficacemente l'energia del nostro luminare solo nelle regioni in cui è soleggiato la maggior parte dell'anno. È inoltre necessario tenere conto della latitudine a cui sono montati i pannelli solari: maggiore è la latitudine, minore è la potenza del sole. Idealmente, l'efficienza può essere raggiunta intorno al 40%. Ma questo è l'ideale, ma in pratica tutto è un po 'diverso.

Il prossimo punto a cui dovresti prestare attenzione: la necessità di utilizzare aree sufficientemente ampie, che ti consentono di montare pannelli solari stand-alone. Se le batterie sono programmate per essere collocate sul cottage estivo, casa di campagna, cottage, allora non ci saranno problemi, ma vivere in condomini dovrà pensarci seriamente.

Batteria solare - che cos'è?

Il dispositivo della batteria solare si basa sulla capacità delle celle solari di convertire l'energia solare in elettricità. Uniti in un sistema comune, questi trasduttori creano un campo a più celle, ciascuna delle quali, sotto l'influenza dell'energia solare, diventa una fonte di corrente elettrica, che viene quindi accumulata in appositi dispositivi: le batterie. Naturalmente, la potenza di un tale dispositivo è tanto maggiore quanto maggiore è il campo. Cioè, più fotocellule ci sono, più energia elettrica è in grado di produrre.

Ma questo non significa che solo le enormi aree in cui è possibile l'installazione di pannelli solari possano fornire l'elettricità necessaria. Ci sono molti gadget che hanno la capacità di lavorare non solo con le solite fonti di energia autonoma - batterie, batterie ricaricabili - ma anche con l'energia del sole. Nella progettazione di tali dispositivi sono montati pannelli solari portatili, che consentono sia di caricare il dispositivo che di lavorare autonomamente. Ad esempio, il solito calcolatore tascabile: nelle giornate soleggiate, mettendolo sul tavolo, è possibile garantire la ricarica della batteria, che prolunga la sua durata di servizio per molti anni. C'è una massa di vari dispositivi in ​​cui vengono utilizzate tali batterie: queste sono penne torcia, ciondoli torcia elettrica, ecc.

Nelle aree suburbane e suburbane, recentemente è diventato di moda l'uso di torce a energia solare per l'illuminazione. Un dispositivo economico e non complicato fornisce l'illuminazione lungo i percorsi del giardino, sulle terrazze e in tutti i luoghi necessari, utilizzando la potenza elettrica accumulata durante il giorno quando il sole splende. Le lampade di illuminazione economiche sono in grado di consumare questa energia per molto tempo, il che garantisce un grande interesse per tali dispositivi. L'illuminazione solare viene utilizzata in case, cottage e locali di servizio.

Tipi di pannelli solari autonomi

Esistono due tipi di convertitori di energia solare, causati dal dispositivo della batteria stessa - film e silicio. Il primo tipo comprende batterie a film sottile, in cui i convertitori sono un film realizzato con una tecnologia speciale. Sono anche chiamati polimerici. Tali batterie sono installate in qualsiasi posto disponibile, ma presentano diversi inconvenienti: hanno bisogno di molto spazio, bassa efficienza e anche con un grado di torbidità medio, la loro efficienza energetica cala del 20 percento.

Le celle solari al silicio sono dispositivi monocristallini e policristallini, così come i pannelli di silicio amorfo. Le batterie monocristalline sono costituite da un insieme di celle, in cui i convertitori di silicio sono integrati, collegati allo schema generale e riempiti di silicone. Facile da usare, con un'efficienza elevata (fino al 22%), impermeabile, leggera e flessibile, ma per un funzionamento efficiente richiede un flusso solare diretto. Il tempo nuvoloso può causare una cessazione completa della produzione di energia.

Le batterie policristalline da single-crystal si differenziano per il numero di trasduttori posizionati in ogni cella e installati in diverse direzioni, il che garantisce il loro funzionamento efficiente anche in luce diffusa. Questo è il tipo più comune di batteria utilizzato negli ambienti urbani, sebbene la loro efficienza sia leggermente inferiore a quella del cristallo singolo.

Le fonti energetiche al silicio amorfo, nonostante la loro bassa efficienza energetica - circa il 6%, sono comunque considerate più promettenti. Assorbono il flusso solare venti volte di più del silicio e sono molto più efficaci nei giorni nuvolosi.

Tutti questi sono dispositivi industriali che hanno il loro prezzo, e attualmente non molto democratico. È possibile raccogliere pannelli solari con le proprie mani?

Il principio generale della selezione e del layout delle parti per i pannelli solari

In connessione con gli ultimi requisiti per la produzione di energia elettrica, che mirano a passare dalle materie prime tradizionali utilizzate nella sua produzione, il tema delle fonti di energia solare sta diventando sempre più pratico. La produzione di massa di elementi per la creazione di una propria rete elettrica offre già al consumatore varie opzioni per fornire elettricità autonoma. Ma per ora, il costo di una fonte di energia solare autonoma è sufficientemente alto e inaccessibile per il consumatore di massa.

Ma questo non significa che non puoi creare pannelli solari con le tue mani. In questo caso, devi solo decidere il metodo di assemblaggio di un dispositivo del genere. Oppure, acquisendo singoli elementi, assemblandoli in modo indipendente o realizzando tutte le parti componenti con le proprie mani.

Ciò che, in realtà, consiste in un sistema energetico basato sulla conversione dell'energia solare in corrente elettrica? Il principale, ma non l'ultimo dei suoi elementi, è la batteria solare, il cui design è stato considerato sopra. Il secondo elemento dello schema è il controller della batteria solare, il cui compito è controllare la carica delle batterie tramite la corrente elettrica ricavata nelle batterie solari. La parte successiva della centrale solare domestica è una batteria elettrica, in cui si accumula elettricità. E l'ultimo elemento del circuito elettrico "solare" sarà un inverter, che consentirà di utilizzare l'elettricità risultante di una piccola tensione per gli elettrodomestici con una tensione nominale di 220 V.

Considerando separatamente ogni elemento della centrale solare domestica, si può vedere che ogni elemento può essere acquistato in una rete di vendita al dettaglio, in aste elettroniche, ecc., O assemblato a mano. E anche un controller del pannello solare può essere realizzato a mano con determinate abilità e conoscenze teoriche.

Ora per i compiti che vengono messi di fronte alla propria centrale elettrica. Sono semplici e complessi allo stesso tempo. La loro semplicità è che l'energia solare viene utilizzata per scopi specifici: illuminazione, riscaldamento o per soddisfare pienamente le esigenze della casa. Difficoltà: nel calcolo corretto della potenza richiesta e nella selezione appropriata delle parti componenti.

Arrivare a costruire un pannello solare

Ora puoi trovare molti suggerimenti su come e da cosa puoi raccogliere i pannelli solari. Ci sono molti modi, e puoi scegliere in base alle tue preferenze. Questo materiale discute i principi di base che devono essere utilizzati quando si producono batterie solari con le proprie mani.

Prima di tutto, devi decidere la potenza che devi ottenere e decidere su quanta tensione la rete opererà. Ci sono due opzioni per le reti sull'energia solare: con corrente continua e alternata. Corrente alternata più preferibile a causa della possibilità di distanziare i consumatori di elettricità su una distanza considerevole - più di 15 metri. Questo è solo per una piccola casa. Senza entrare nei calcoli e partire dall'esperienza di coloro che già utilizzano l'energia solare nelle loro dacie, è sicuro dire che alle latitudini di Mosca - e scendendo verso sud, questi indicatori saranno, ovviamente, più alti - un metro quadrato di pannelli solari può produrre fino a 120 watt all'ora. Questo è se l'assembly usa elementi policristallini. Sono più attraenti nel prezzo. E la potenza totale è abbastanza realistica da determinare, sommando tutto il consumo energetico di ogni singolo elettrodomestico. Approssimativamente possiamo dire che per una famiglia di 3-4 persone, ci vogliono circa 300 kilowatt al mese, che possono essere ottenuti da pannelli solari di 20 metri quadrati. metri.

È inoltre possibile trovare una descrizione delle reti sull'energia solare, utilizzando pannelli di 36 elementi. Ciascuno dei pannelli ha una potenza di circa 65 watt. Un pannello solare per una dacia o una piccola casa privata può essere costituito da 15 pannelli di questo tipo, in grado di produrre fino a 5 kW / ora di energia elettrica totale, con una potenza propria di 1 kW.

Pannelli solari fai-da-te

E ora su come realizzare un pannello solare. La prima cosa da acquistare sarà un set di piastre di conversione, il cui numero dipende dalla potenza di una centrale solare fatta in casa. Per una batteria avrà bisogno di 36 pezzi. È possibile utilizzare un set di celle solari, nonché acquistare articoli danneggiati o con difetti: ciò influirà solo sull'aspetto della batteria. Se funzionano, l'output sarà di circa 19 volt. Hanno bisogno di essere saldati in vista dell'espansione - lasciando uno spazio di cinque millimetri tra di loro. Realizzare un pannello solare con le proprie mani richiede la massima cura nelle pellicole per saldatura. Se i piatti sono stati acquistati senza conduttori, devono essere saldati a mano. Il processo è complesso e responsabile. Se il lavoro è fatto con un saldatore da 60 W, è meglio collegare una semplice lampadina da 100 watt in serie con esso.

La disposizione delle celle solari è molto semplice: ogni piastra è saldata all'altra in serie. Vale la pena notare che le piastre sono molto fragili e la loro saldatura è preferibilmente eseguita utilizzando una sorta di telaio. Quando si disaccoppiano i fotoplastici, è anche necessario ricordare che i diodi di sicurezza devono essere inseriti nel circuito per evitare che le fotocellule si scarichino durante l'oscuramento o la regolazione. Per questo, le metà del bus del pannello vengono inviate alla morsettiera creando un punto centrale. Questi diodi evitano anche che le batterie si scarichino durante la notte.

La qualità della saldatura è il requisito fondamentale per il funzionamento impeccabile delle celle solari. Prima di installare il substrato è necessario testare tutti i punti di saldatura. Si consiglia di rimuovere la corrente usando fili di piccola sezione. Ad esempio, cavo dell'altoparlante con isolamento in silicone. Tutti i conduttori devono essere sigillati.

Quindi è necessario determinare la superficie su cui verranno montate queste piastre. Piuttosto, con il materiale per la sua fabbricazione. Il vetro più adatto e facilmente accessibile è quello che ha il massimo rendimento. flusso luminoso rispetto al plexiglass o al carbonato.

Il prossimo passo è fare la scatola. Per fare ciò, utilizzare un angolo in alluminio o una trave di legno. Il vetro è posto sul telaio del sigillante - è consigliabile riempire con cura tutte le irregolarità. Va notato che il sigillante deve asciugare completamente - al fine di evitare la contaminazione delle fotoplamine. Quindi un vetro finito di fotocellule saldate è montato sul vetro. Il metodo di fissaggio può essere diverso, ma i pannelli solari per la casa, le cui revisioni sono comuni, sono stati fissati principalmente con l'aiuto di resina epossidica trasparente o sigillante. Se l'epossidica viene applicata uniformemente su tutta la superficie del vetro, dopo di che i trasduttori vengono posizionati su di esso, il sigillante viene fissato principalmente su una goccia nel mezzo di ciascun elemento.

Per il substrato utilizzato un materiale diverso, che è anche montato sul sigillante. Può essere truciolato di piccolo spessore o foglio di fibra. Anche se è possibile, ancora una volta, versare e resina epossidica. La custodia della batteria deve essere sigillata. Un pannello solare fai-da-te, il cui schema di assemblaggio è stato discusso sopra, fornirà 18-19 volt, garantendo la ricarica di una batteria da 12 volt.

Posso creare un convertitore di energia solare con le mie stesse mani?

Gli artigiani con una vasta conoscenza dell'elettronica possono rendere le celle fotovoltaiche per convertire l'energia solare in energia elettrica e in modo indipendente. Per fare ciò, utilizzare diodi al silicio, o meglio i loro cristalli, rilasciati dagli edifici. Questo processo richiede molto tempo, e per avviarlo o meno, ognuno decide da solo. È possibile utilizzare i diodi utilizzati nei circuiti a ponte di raddrizzatori e stabilizzatori di tensione - D226, KD202, D7 e altri. diodi a semiconduttore cristallo quando la luce del sole lo colpisce fonte attuale proprio come una lastra fotografica. Ma arrivarci e non danneggiarlo è un processo piuttosto complicato e minuzioso.

Chiunque decida di creare elementi per il convertitore in modo indipendente dovrebbe ricordare quanto segue: se si è riusciti a smontare e saldare accuratamente una batteria composta da soli venti diodi KD202 in base al circuito di 5 gruppi collegati in parallelo, è possibile ottenere una tensione di circa 2 V con una corrente fino a 0, 8 Ampere. Questo potere è sufficiente solo per alimentare un piccolo ricevitore radio, che ha solo uno o due transistor nel suo circuito. Ma per renderli una vera e propria batteria solare per la dacia, devi provare molto duramente. L'enorme lavoro, le grandi aree, il design ingombrante rendono questa occupazione poco promettente. Ma per piccoli elettrodomestici e gadget, questo è un progetto abbastanza adatto che può essere fatto da chiunque ami fare ingegneria elettrica.

Posso utilizzare i LED per i pannelli solari?

Il pannello solare a LED è pura finzione. È quasi impossibile assemblare anche un piccolo micropanel solare dai LED. Piuttosto, puoi creare, ma ne vale la pena? Con l'aiuto della luce solare, è abbastanza possibile ottenere circa 1,5 volt di tensione sul LED, ma la potenza della corrente generata è molto piccola, e per generarlo è richiesto solo un sole molto forte. Eppure - quando viene applicata la tensione, il LED stesso emette energia di radiazione, cioè si illumina. Quindi, quelli dei suoi compagni, in cui la luce del sole ha più potere, produrranno elettricità, che questo LED stesso consumerà. Tutto è corretto e semplice. E capire allo stesso tempo cosa producono i LED e quali consumano energia è semplicemente impossibile. Anche se usi decine di migliaia di LED - e questo è poco pratico e antieconomico - non ci sarà alcun punto.

Riscaldiamo la casa con l'energia solare

Se la reale possibilità di fornire elettrodomestici con corrente "solare" è già stata menzionata sopra, allora ci sono due opzioni per il riscaldamento di una casa con l'energia solare. E per utilizzare i pannelli solari per il riscaldamento domestico, è necessario conoscere alcuni dei requisiti richiesti per questo compito.

Nella prima forma di realizzazione, l'uso di energia solare per il riscaldamento avviene attraverso un sistema diverso rispetto alla normale rete elettrica. Un dispositivo per il riscaldamento di una casa che utilizza l'energia solare è chiamato sistema solare e si compone di diversi dispositivi. Il principale dispositivo di lavoro è un collettore sottovuoto, che trasforma la luce del sole in calore. È costituito da una serie di tubi di vetro di piccolo diametro, in cui è posto un liquido con una soglia di riscaldamento molto bassa. Quando riscaldato, questo fluido trasferisce ulteriormente il suo calore all'acqua nel serbatoio di stoccaggio con un volume di almeno 300 litri di acqua. Quindi questa acqua riscaldata viene alimentata a pannelli di riscaldamento costituiti da sottili tubi di rame che, a loro volta, emettono calore, riscaldando l'aria nella stanza. Invece di pannelli, è possibile, ovviamente, utilizzare i radiatori tradizionali, ma la loro efficienza è molto più bassa.

Naturalmente, è anche possibile utilizzare i pannelli solari per il riscaldamento, ma in questo caso si dovrà concordare sul fatto che il riscaldamento dell'acqua nella caldaia utilizzando elementi di riscaldamento richiederà la parte del leone dell'energia generata dalle batterie. Semplici calcoli mostrano che il riscaldamento di una caldaia con 100 litri di acqua a 70-80 ° C richiede circa 4 ore. Durante questo periodo, un bollitore con riscaldamento di 2 kW consumerà circa 8 kW. Se i pannelli solari in potenza totale possono produrre fino a 5 kW all'ora, allora non ci saranno problemi con la fornitura di energia in casa. Ma se i pannelli solari hanno una superficie inferiore a 10 metri quadrati. metri, tale potenza per la fornitura completa di energia elettrica non funzionerà.

L'uso di un collettore sottovuoto per il riscaldamento domestico è giustificato nel caso in cui si tratti di una casa residenziale a tutti gli effetti. Lo schema di lavoro di un tale eliosistema fornisce calore a tutta l'abitazione durante tutto l'anno.

Eppure funziona!

Dopo tutto, i pannelli solari, autoassemblati dagli appassionati, sono fonti di energia davvero reali. E se si utilizzano batterie da 12 volt con una corrente di almeno 800 A / h nel circuito, apparecchiature per la conversione di tensione da bassa a alta - inverter, nonché regolatori di tensione a 24 V con una corrente operativa fino a 50 Amp e una semplice "alimentazione ininterrotta" con corrente 150 Ampere, si ottiene una centrale elettrica molto decente alimentata ad energia solare, che è in grado di soddisfare il fabbisogno di energia elettrica dei residenti di una casa privata. Naturalmente, in determinate condizioni meteorologiche.