Como fazer uma bateria solar: instruções passo a passo

O desejo de tornar o sistema de fornecimento de energia de uma casa particular mais eficiente, econômico e limpo do ponto de vista ambiental nos faz procurar novas fontes de energia. Um dos métodos de modernização é a instalação de painéis solares capazes de converter a energia do sol em corrente elétrica. Há uma ótima alternativa para equipamentos caros - uma bateria solar faça você mesmo que permitirá economizar dinheiro todos os meses com o orçamento da família. Falaremos sobre como construir uma coisa dessas hoje. Indique todas as armadilhas e diga como contorná-las.

Para informações gerais sobre os recursos de design dos painéis solares, consulte o vídeo:

Desenvolvimento de um projeto de sistema de energia solar

É necessário projetar para uma colocação mais bem-sucedida de painéis no telhado da casa. Quanto mais luz solar atingir a superfície das baterias e maior sua intensidade, mais energia elas produzirão. Para a instalação, você precisa do lado sul do telhado. Idealmente, os raios devem cair em um ângulo de 90 graus, portanto, você deve determinar em qual posição a operação dos módulos será mais útil.

O fato é que uma bateria solar caseira, diferente da de fábrica, não possui hubs e sensores de movimento especiais. Para alterar o ângulo de inclinação, é possível fabricar um mecanismo para controle manual. Ele permitirá que você instale os módulos quase verticalmente no inverno, quando o sol está baixo acima do horizonte, e abaixe-os no verão, quando o solstício atinge seu pico. O arranjo vertical de inverno também tem uma função de proteção: evita o acúmulo de neve e gelo nos painéis, o que prolonga a vida útil dos módulos.

A eficiência energética de um projeto modular pode ser aumentada se você criar um mecanismo de controle simples que permita alterar o ângulo de inclinação da bateria, dependendo da época do ano e até da hora do dia

Pode ser necessário fortalecer a estrutura do teto antes de instalar as baterias, pois um conjunto de vários painéis possui uma massa bastante grande. É necessário calcular a carga no telhado, levando em consideração a severidade não apenas dos painéis solares, mas também da camada de neve. O peso do sistema depende em grande parte dos materiais utilizados na sua fabricação.

O número de painéis e seu tamanho são calculados com base na energia necessária. Por exemplo, 1 m² de um módulo produz aproximadamente 120 watts, isso não é suficiente, mesmo para iluminação total de instalações residenciais. Aproximadamente 1 kW de energia com 10 m² de painéis permitirá a operação de luminárias, uma televisão e um computador. Assim, uma estrutura solar de 20 m² atenderá às necessidades de uma família de 3 pessoas.Aproximadamente em tais tamanhos devem ser contados se a casa particular for destinada à residência permanente.

A fabricação de uma bateria solar não termina necessariamente com a montagem inicial, no futuro é possível aumentar os elementos, aumentando assim a eficiência do equipamento

Opções do módulo de montagem automática

O principal objetivo do painel solar é gerar energia da luz solar e convertê-la em energia elétrica. A corrente elétrica resultante é um fluxo de elétrons livres liberados pelas ondas de luz. Para a automontagem, conversores mono- e policristalinos são a melhor opção, uma vez que análogos de outro tipo - amorfo - reduzem sua potência em 20-40% durante os primeiros dois anos.

Os elementos monocristalinos padrão têm 3 x 6 polegadas e têm uma estrutura bastante frágil; portanto, você precisa trabalhar com eles com muito cuidado e precisão

Diferentes tipos de pastilhas de silício têm seus prós e contras. Por exemplo, os módulos policristalinos diferem em eficiência bastante baixa - até 9%, enquanto a eficiência das chapas de cristal único atinge 13%. Os primeiros mantêm indicadores de energia mesmo em dias nublados, mas têm uma média de 10 anos; os segundos caem acentuadamente em dias nublados, mas funcionam perfeitamente por 25 anos.

Um dispositivo caseiro deve ser funcional e confiável, para que algumas das peças sejam melhor compradas prontas. Antes de criar uma bateria solar em um projeto individual, dê uma olhada no site do eBay, onde você pode encontrar uma grande variedade de módulos com pequenos defeitos. Danos leves não afetam a qualidade do trabalho, mas reduzem significativamente o custo dos painéis. Suponha que um módulo de células solares de célula única, localizado em uma placa de fibra de vidro, custe um pouco mais de US $ 15, e um conjunto policristalino de 72 peças custa cerca de US $ 90.

A melhor opção final para uma célula solar é um painel com condutores que requerem apenas uma conexão serial. Módulos sem condutores são mais baratos, mas aumentam o tempo de montagem da bateria várias vezes

Instruções solares

Existem muitas opções para auto-montagem de painéis solares. A tecnologia depende do número de células solares adquiridas antecipadamente e de materiais adicionais necessários para a fabricação da caixa. É importante lembrar: quanto maior a área total dos painéis, mais potente o equipamento, mas ao mesmo tempo aumenta o peso da estrutura. Em uma bateria, é recomendável usar os mesmos módulos, pois a equivalência atual é igualada aos valores do menor dos elementos.

Montagem de estrutura modular

O design dos módulos, bem como seus tamanhos, pode ser arbitrário; portanto, em vez de números, você deve focar na foto e escolher qualquer opção individual adequada para cálculos específicos.

As células solares mais baratas são painéis sem condutores. Para prepará-los para montar a bateria, primeiro você deve soldar os condutores, e este é um processo longo e meticuloso

Para fazer o caso, dentro do qual as células solares serão fixadas, é necessário preparar o seguinte material e ferramenta:

• folhas de madeira compensada do tamanho selecionado;
• trilhos baixos para os lados;
• cola universal ou de madeira;
• cantos e parafusos autorroscantes para fixação;
• broca;
• placas de papelão;
• pedaços de plexiglass;
• pintura.

Pegamos um pedaço de madeira compensada, que desempenhará o papel de base, e colamos os lados baixos ao longo do perímetro. As ripas nas bordas da folha não devem bloquear as células solares, portanto, verifique se a altura delas não excede ¾ de polegada. Para maior confiabilidade, cada trilho colado é adicionalmente parafusado com parafusos e os cantos podem ser presos com cantos de metal.

Uma moldura de madeira é a opção mais acessível para a colocação de células solares. Pode ser substituído por uma moldura de canto de alumínio ou por um conjunto adquirido de moldura + vidro

Para ventilação, faça furos na parte inferior do corpo e nas laterais. Não deve haver aberturas na tampa, pois isso ameaça a umidade. A fixação dos elementos será feita em chapas de fibra de vidro, que podem ser substituídas por qualquer material similar; a principal condição é que não conduza corrente elétrica.

Pequenos orifícios de ventilação devem ser perfurados em toda a área do substrato, incluindo os lados e o trilho do meio. Isso permitirá que você ajuste o nível de umidade e pressão dentro do quadro

Cortamos a tampa de acrílico, ajustando-a às dimensões da caixa. O vidro comum é muito frágil para caber no telhado. Para proteger as peças de madeira, usamos impregnação ou tinta especial, que deve ser usada para tratar a estrutura e o substrato de todos os lados. Não é ruim se a tonalidade da tinta da carcaça for combinada com a cor da cobertura.

A pintura desempenha não apenas uma função estética, mas também uma função protetora. Cada parte deve ser coberta com pelo menos 2 a 3 camadas de tinta, para que no futuro a madeira não se deforma do ar úmido ou superaquecimento

Instalação de células solares

Organizamos todos os módulos solares em linhas pares no substrato com a parte traseira voltada para cima para soldar os condutores. Para trabalhar, você precisa de um ferro de solda e solda. Os locais de solda devem primeiro ser tratados com um lápis especial. Para iniciantes, você pode praticar com dois elementos, conectando-os em série. Também sequencialmente, em uma cadeia, conectamos todos os elementos no substrato, o resultado deve ser uma “cobra”.

Instalamos cada elemento estritamente de acordo com a marcação e garantimos que os condutores dos elementos vizinhos se cruzem nos locais de solda

Depois de conectar todos os elementos, gire-os suavemente com a face para cima. Se houver muitos módulos, você terá que convidar ajudantes, pois é bastante difícil girar elementos soldados sem danificá-los. Antes disso, porém, manchamos os módulos com cola para fixá-los firmemente no painel. É melhor usar selante de silicone como cola e deve ser aplicado estritamente no centro do elemento, em um ponto, e não ao longo das bordas. Isso é necessário para proteger as placas contra danos se ocorrer uma ligeira deformação da base. Uma folha de madeira compensada pode dobrar ou inchar devido a mudanças de umidade, e os elementos colados de maneira estável simplesmente racham e falham.

Depois de consertar os módulos no substrato, você pode testar a execução do painel e verificar a funcionalidade. Em seguida, colocamos a base no quadro já acabado e fixamos ao longo das bordas com parafusos. Para evitar a descarga da bateria através do painel solar, instalamos um diodo de bloqueio no painel, fixando-o com selante.

Para conectar as correntes, você pode usar uma bainha de fio ou cabo de cobre, que fixa cada elemento nos dois lados e depois é fixada com selante

O teste experimental ajuda a fazer cálculos preliminares. Nesse caso, eles se mostraram verdade - sob o sol sem carga, a bateria produz 18,88 V

Em cima dos elementos instalados, cobrimos com uma tela de proteção de acrílico. Antes de corrigi-lo, verificamos novamente a operabilidade da estrutura. A propósito, você pode testar os módulos durante todo o processo de instalação e solda, em grupos de várias peças. Garantimos que o selante tenha secado completamente, pois sua evaporação pode cobrir o plexiglás com um filme opaco. Equipamos o fio de saída com um conector de dois pinos para que você possa usar o controlador no futuro.

Um painel está montado e completamente pronto para o trabalho. Todo o equipamento, incluindo itens comprados na Internet, custa US $ 105

Sistemas fotovoltaicos de uma casa particular

Os sistemas de fornecimento de energia elétrica doméstica usando células solares podem ser divididos em 3 tipos:

• Autônomo;
• híbrido;
• sem bateria.

Se a casa estiver conectada a uma rede elétrica central, um sistema misto seria a melhor opção: durante o dia a energia é fornecida por painéis solares e à noite por baterias. A rede central neste caso é uma reserva. Quando não é possível conectar à fonte de alimentação central, ela é substituída por geradores de combustível - gasolina ou diesel.

O controlador é necessário para evitar curtos-circuitos no momento da carga máxima, a bateria - para armazenar energia, o inversor - para distribuir e fornecer ao consumidor

Ao escolher a opção mais bem-sucedida, considere a hora do dia em que o consumo máximo de energia ocorre. Em casas particulares, o período de pico cai à noite, quando o sol já se pôs, por isso seria lógico usar uma conexão a uma rede comum ou o uso adicional de geradores, uma vez que a energia solar é fornecida durante o dia.

Nos sistemas de fonte de alimentação fotovoltaica, são usadas redes com corrente direta e alternada, e a segunda opção é adequada para colocar dispositivos a uma distância superior a 15 m

Para os residentes de verão, cujo modo de operação geralmente coincide com o horário de verão, é adequado um sistema de economia de energia solar, que começa a funcionar junto com o nascer do sol e termina à noite.