Come creare da soli una batteria solare: istruzioni dettagliate

Il desiderio di rendere il sistema di approvvigionamento energetico di una casa privata più efficiente, economico e pulito dal punto di vista ambientale ci fa cercare nuove fonti di energia. Uno dei metodi di modernizzazione è l'installazione di pannelli solari in grado di convertire l'energia del sole in corrente elettrica. Esiste un'ottima alternativa alle costose attrezzature: una batteria solare fai-da-te che ti consentirà di risparmiare denaro ogni mese dal budget familiare. Parleremo di come costruire una cosa del genere oggi. Indica tutte le insidie ​​e ti dice come aggirarle.

Per informazioni generali sulle caratteristiche di progettazione dei pannelli solari, vedere il video:

Sviluppo di un progetto di sistema di energia solare

La progettazione è necessaria per un posizionamento più efficace dei pannelli sul tetto della casa. Più luce solare colpisce la superficie delle batterie e maggiore è la loro intensità, più energia produrranno. Per l'installazione, è necessario il lato sud del tetto. Idealmente, i raggi dovrebbero cadere con un angolo di 90 gradi, quindi è necessario determinare in quale posizione il funzionamento dei moduli sarà più utile.

Il fatto è che una batteria solare fatta in casa, a differenza di quella di fabbrica, non ha sensori di movimento e hub speciali. Per modificare l'angolo di inclinazione, è possibile fabbricare un meccanismo manuale. Ti permetterà di installare i moduli quasi verticalmente in inverno, quando il sole è basso sopra l'orizzonte, e li abbasserà in estate, quando il solstizio raggiunge il suo picco. La disposizione invernale verticale ha anche una funzione protettiva: impedisce l'accumulo di neve e ghiaccio sui pannelli, prolungando la durata dei moduli.

L'efficienza energetica di un design modulare può essere aumentata se si crea un semplice meccanismo di controllo che consente di modificare l'angolazione della batteria in base al periodo dell'anno e persino all'ora del giorno

Potrebbe essere necessario rafforzare la struttura del tetto prima di installare le batterie, poiché una serie di più pannelli ha una massa piuttosto grande. È necessario calcolare il carico sul tetto, tenendo conto della gravità non solo dei pannelli solari, ma anche dello strato di neve. Il peso del sistema dipende in gran parte dai materiali utilizzati nella sua fabbricazione.

Il numero di pannelli e le loro dimensioni sono calcolati in base alla potenza richiesta. Ad esempio, 1 m² di un modulo produce circa 120 watt, questo non è sufficiente nemmeno per l'illuminazione completa dei locali residenziali. Circa 1 kW di energia con 10 m² di pannelli consentirà il funzionamento di apparecchi di illuminazione, TV e computer. Di conseguenza, una struttura solare di 20 m² soddisferà le esigenze di una famiglia di 3 persone.Approssimativamente a tali dimensioni dovrebbe essere conteggiato se la casa privata è destinata alla residenza permanente.

La fabbricazione di una batteria solare non si esaurisce necessariamente con l'assemblaggio iniziale; in futuro, è possibile aumentare gli elementi, aumentando così l'efficienza dell'apparecchiatura

Opzioni del modulo autoassemblante

Lo scopo principale del pannello solare è generare energia dalla luce solare e convertirla in energia elettrica. La corrente elettrica risultante è un flusso di elettroni liberi rilasciati dalle onde luminose. Per l'autoassemblaggio, i convertitori mono e policristallini sono l'opzione migliore, poiché analoghi di altro tipo - amorfi - riducono la loro potenza del 20-40% nei primi due anni.

Gli elementi monocristallini standard sono 3 x 6 pollici e hanno una struttura piuttosto fragile, quindi è necessario lavorare con loro in modo estremamente accurato e preciso

Diversi tipi di wafer di silicio hanno i loro pro e contro. Ad esempio, i moduli policristallini sono caratterizzati da un'efficienza piuttosto bassa - fino al 9%, mentre l'efficienza delle lastre a cristallo singolo raggiunge il 13%. I primi mantengono gli indicatori di potenza anche con tempo nuvoloso, ma servono in media 10 anni, il potere di questi ultimi diminuisce nettamente nei giorni nuvolosi, ma funzionano perfettamente per 25 anni.

Un dispositivo fatto in casa deve essere funzionale e affidabile, quindi alcune parti sono meglio acquistate già pronte. Prima di creare una batteria solare su un singolo progetto, dai un'occhiata al sito Web di eBay, dove puoi trovare una vasta selezione di moduli con difetti minori. Un leggero danno non influisce sulla qualità del lavoro, ma riduce significativamente il costo dei pannelli. Supponiamo che un modulo monocristallino a celle solari, situato su un pannello di fibra di vetro, costa poco più di $ 15 e un set policristallino di 72 pezzi costa circa $ 90.

L'opzione migliore per una cella solare è un pannello con conduttori che richiedono solo una connessione seriale. I moduli senza conduttori sono più economici, ma aumentano il tempo di assemblaggio della batteria di diverse volte

Istruzioni solari

Esistono molte opzioni per l'autoassemblaggio dei pannelli solari. La tecnologia dipende dal numero di celle solari acquistate in anticipo e dai materiali aggiuntivi richiesti per la fabbricazione della custodia. È importante ricordare: maggiore è l'area totale dei pannelli, più potente è l'attrezzatura, ma allo stesso tempo aumenta il peso della struttura. Nella stessa batteria, si consiglia di utilizzare gli stessi moduli, poiché l'attuale equivalenza è uguale alle prestazioni del più piccolo degli elementi.

Assemblaggio del telaio modulare

Il design dei moduli, così come le loro dimensioni, può essere arbitrario, quindi al posto dei numeri, dovresti concentrarti sulla foto e scegliere qualsiasi opzione individuale adatta per calcoli specifici.

Le celle solari più economiche sono pannelli senza conduttori. Per renderli pronti per assemblare la batteria, è necessario prima saldare i conduttori, e questo è un processo lungo e scrupoloso

Per fabbricare la custodia, all'interno della quale verranno fissate le celle solari, è necessario preparare il materiale e lo strumento seguenti:

• fogli di compensato della dimensione selezionata;
• binari bassi per i lati;
• colla universale o per legno;
• angoli e viti autofilettanti per apparecchio;
• trapano;
• pannelli di fibra;
• pezzi di plexiglass;
• dipingere.

Prendiamo un pezzo di compensato, che svolgerà il ruolo di base, e incolleremo i lati bassi lungo il perimetro. Le lamelle sui bordi del foglio non devono bloccare le celle solari, quindi assicurarsi che la loro altezza non superi ¾ pollici. Per affidabilità, ogni guida incollata è ulteriormente avvitata con viti e gli angoli possono essere fissati con angoli metallici.

Una cornice di legno è l'opzione più economica per posizionare celle solari. Può essere sostituito con una cornice angolare in alluminio o con un set acquistato di cornice + vetro

Per la ventilazione, praticare dei fori nella parte inferiore del corpo e lungo i lati. Non ci dovrebbero essere aperture nel coperchio, in quanto ciò minaccia l'umidità. Il fissaggio degli elementi verrà effettuato su fogli di fibra di legno, che possono essere sostituiti con qualsiasi materiale simile, la condizione principale è che non debba condurre corrente elettrica.

Piccoli fori di ventilazione devono essere praticati su tutta l'area del substrato, compresi i lati e la guida centrale. Ti permetterà di regolare il livello di umidità e pressione all'interno del telaio

Tagliamo il coperchio dal plexiglass, adattandolo alle dimensioni della custodia. Il vetro normale è troppo fragile per adattarsi al tetto. Per proteggere le parti in legno, utilizziamo impregnazione speciale o vernice, che dovrebbe essere usata per trattare il telaio e il substrato da tutti i lati. Non è male se l'ombra della vernice della carcassa è combinata con il colore della copertura.

La pittura non svolge tanto una funzione estetica quanto una protezione. Ogni parte deve essere coperta con almeno 2-3 strati di vernice, in modo che in futuro il legno non si deformi dall'aria umida o dal surriscaldamento

Installazione di celle solari

Distribuiamo tutti i moduli solari in file pari sul substrato con il lato posteriore rivolto verso l'alto per saldare i conduttori. Per funzionare, hai bisogno di un saldatore e di una saldatura. I luoghi di saldatura devono prima essere trattati con una matita speciale. Per cominciare, puoi esercitarti su due elementi collegandoli in serie. Inoltre in sequenza, in una catena, colleghiamo tutti gli elementi sul substrato, il risultato dovrebbe essere un "serpente".

Installiamo ogni elemento rigorosamente secondo la marcatura e assicuriamo che i conduttori degli elementi vicini si intersecano nei siti di saldatura

Dopo aver collegato tutti gli elementi, ruotarli delicatamente a faccia in su. Se ci sono molti moduli, dovrai invitare gli helper, poiché è piuttosto difficile ruotare gli elementi saldati senza danneggiarli. Ma prima di ciò, imbrattiamo i moduli con la colla per fissarli saldamente sul pannello. È meglio usare sigillante siliconico come colla e dovrebbe essere applicato rigorosamente al centro dell'elemento, in un punto e non lungo i bordi. Ciò è necessario per proteggere le piastre da danni se si verifica una leggera deformazione della base. Un foglio di compensato può piegarsi o gonfiarsi a causa dei cambiamenti di umidità e gli elementi saldamente fissati si spezzano e si rompono.

Dopo aver corretto i moduli sul supporto di stampa, è possibile eseguire il test del pannello e verificarne la funzionalità. Quindi inseriamo la base nel telaio già finito e la fissiamo lungo i bordi con le viti. Per evitare che la batteria si scarichi attraverso il pannello solare, installiamo un diodo di blocco sul pannello, fissandolo con sigillante.

Per collegare le catene, è possibile utilizzare un filo di rame o una guaina per cavi, che fissano ciascun elemento su entrambi i lati e quindi vengono fissati con sigillante

I test di prova aiutano a fare calcoli preliminari. In questo caso, si sono rivelati veri: al sole senza carico, la batteria produce 18,88 V.

In cima agli elementi installati copriamo con uno schermo protettivo in plexiglass. Prima di ripararlo, controlliamo di nuovo l'operabilità della struttura. A proposito, puoi testare i moduli durante l'intero processo di installazione e saldatura, in gruppi di più pezzi. Ci assicuriamo che il sigillante si sia completamente asciugato, poiché la sua evaporazione può coprire il plexiglass con un film opaco. Forniamo al cavo di uscita un connettore a due pin in modo da poter utilizzare il controller in futuro.

Un pannello è assemblato e completamente pronto per il lavoro. Tutte le attrezzature, compresi gli articoli acquistati su Internet, costano $ 105

Sistemi fotovoltaici di una casa privata

I sistemi di alimentazione di energia elettrica domestica che utilizzano celle solari possono essere suddivisi in 3 tipi:

• autonomo;
• ibrido;
• senza batteria.

Se la casa è collegata alla rete centrale, un sistema misto sarebbe l'opzione migliore: durante il giorno il cibo viene fornito dai pannelli solari e di notte - dalle batterie. La rete centrale in questo caso è una riserva. Quando non è possibile collegarsi all'alimentazione centrale, viene sostituito con generatori di carburante - benzina o diesel.

Il controller è necessario per prevenire cortocircuiti al momento del massimo carico, la batteria - per immagazzinare energia, l'inverter - per distribuirla e fornirla al consumatore

Quando si sceglie l'opzione di maggior successo, è necessario considerare l'ora del giorno in cui si verifica il massimo consumo di energia. Nelle case private, il periodo di picco cade la sera, quando il sole è già tramontato, quindi sarebbe logico utilizzare una connessione a una rete comune o l'uso aggiuntivo di generatori, poiché l'energia solare viene fornita di giorno.

Nei sistemi di alimentazione fotovoltaica, vengono utilizzate reti con corrente continua e alternata e la seconda opzione è adatta per posizionare i dispositivi a una distanza superiore a 15 m

Per i residenti estivi, la cui modalità operativa spesso coincide con le ore di luce del giorno, è adatto un sistema di risparmio energetico solare, che inizia a funzionare insieme all'alba e termina la sera.