Painéis solares (baterias) para casa

Com o aumento constante dos preços da eletricidade, você inevitavelmente começará a pensar em usar fontes naturais para o fornecimento de eletricidade. Uma dessas possibilidades são os painéis solares para residências ou chalés de verão. Se desejar, eles podem atender totalmente a todas as necessidades de uma casa grande.

Projeto de sistema de energia solar

Converter a energia do sol em eletricidade - essa ideia não deixou os cientistas dormirem por muito tempo. Com a descoberta das propriedades dos semicondutores, isso se tornou possível. As células solares usam cristais de silício. Quando a luz solar os atinge, um movimento direcionado de elétrons é formado neles, o que é chamado de corrente elétrica. Quando um número suficiente de tais cristais é conectado, obtemos correntes bastante decentes em magnitude: um painel com uma área de pouco mais de um metro (1,3-1,4 m2, com um nível de iluminação suficiente, pode produzir até 270 W (voltagem 24 V).

Painéis solares elétricos para uso doméstico oferecem muitas possibilidades

Como a iluminação muda dependendo do clima e da hora do dia, é impossível conectar os dispositivos diretamente aos painéis solares. Você precisa de um sistema completo. Além de painéis solares, você precisa de:

• Bateria. Durante o dia, sob a influência da luz solar, os painéis solares geram corrente elétrica para a casa, chalé de verão. Nem sempre é utilizado integralmente, seu excedente se acumula na bateria. A energia armazenada é desperdiçada em clima inclemente.
• Controlador. Parte não obrigatória, mas desejável (com fundos suficientes). Monitora o nível de carga da bateria para evitar descarga excessiva ou carga excessiva. Ambas as condições são prejudiciais para a bateria, portanto, ter um controlador estende a vida útil da bateria. Além disso, o controlador garante o funcionamento ideal dos painéis solares.
• Conversor DC para AC (inversor). Nem todos os dispositivos são classificados para corrente contínua. Muitos operam com 220 volts AC. O conversor permite obter uma tensão de 220-230 V.

Painéis solares para uso doméstico - apenas parte do sistema

Ao instalar painéis solares em sua casa ou chalé de verão, você pode se tornar totalmente independente do fornecedor oficial. Mas para isso é necessário ter um grande número de baterias, um certo número de acumuladores. Um kit que gera 1,5 kW por dia custa cerca de US $ 1.000. Isso é suficiente para atender às necessidades da casa de verão ou de parte do equipamento elétrico da casa. Um conjunto de painéis solares para a produção de 4 kW por dia custa cerca de US $ 2.200, para 9 kW por dia - US $ 6200. Como os painéis solares residenciais são um sistema modular, pode-se adquirir uma instalação que suprirá parte das necessidades, aumentando gradativamente seu desempenho.

Tipos de painéis solares

Com o aumento dos preços da energia, a ideia de usar a energia solar para gerar eletricidade está se tornando mais popular. Além disso, com o desenvolvimento da tecnologia, os conversores solares estão se tornando mais eficientes e, ao mesmo tempo, mais baratos. Portanto, se desejar, você pode atender às suas necessidades instalando painéis solares. Mas eles são de tipos diferentes. Vamos descobrir.

A bateria solar em si é uma série de fotocélulas, que estão localizadas em uma caixa comum, protegida por um painel frontal transparente. Para o uso doméstico, as células solares são produzidas à base de silício, por ser relativamente barato, e as células a partir dele têm uma boa eficiência (cerca de 20-24%). As fotocélulas monocristalinas, policristalinas e de filme fino (flexível) são feitas com base em cristais de silício. Várias dessas fotocélulas são conectadas eletricamente entre si (em série e / ou em paralelo) e emitem para os terminais localizados no corpo.

Um painel solar para uma casa consiste em várias células fluoradas

As fotocélulas são instaladas em uma caixa fechada. O corpo da célula solar é feito de alumínio anodizado. É leve e não corrói. O painel frontal é feito de vidro durável, que deve suportar cargas de neve e vento. Além disso, deve ter certas propriedades ópticas - ter transparência máxima para transmitir o máximo de raios possível. Em geral, uma quantidade significativa de energia é perdida devido à reflexão, por isso os requisitos para a qualidade do vidro são elevados e também é revestido com um composto anti-reflexo.

Tipos de células fotovoltaicas para painéis solares

Os painéis solares para uso doméstico são feitos com base em três tipos de células de silício;

• Monocristalino. Cada fotocélula é um cristal de silício. As células solares monocristalinas têm boa eficiência (cerca de 24,7%), mas seu custo é um pouco mais alto. Pode ser distinguido, em primeiro lugar, por uma cor azul saturada uniforme e, em segundo lugar, pelas bordas arredondadas da fotocélula.
  

  Tipos de células solares de silício

• Policristalino. Vários pequenos cristais de silício são combinados em uma fotocélula. Eles têm uma estrutura não homogênea, o que os torna piores na absorção da luz solar. Isso se reflete na eficiência (20,3%). Na verdade, isso significa que um painel solar com a mesma potência ocupará cerca de 20% a mais de área.
• Filme fino. Eles são uma camada semicondutora depositada em um substrato flexível. Devido à sua flexibilidade, podem ser montados em superfícies curvas. Mas eles têm baixa produtividade (cerca de 10,4%), por isso ocupam grandes áreas (pelo menos 2 vezes mais que as policristalinas).

Se você tem um telhado inclinado e a fachada está voltada para o sul ou leste, não faz sentido pensar muito na área ocupada. Módulos policristalinos podem ser adequados. Com a mesma quantidade de energia produzida, eles são um pouco mais baratos.

Como escolher o sistema de painel solar certo para sua casa

Existem equívocos comuns que o levam a gastar dinheiro extra em equipamentos que são muito caros. Abaixo estão as recomendações sobre como construir corretamente um sistema de energia solar e não gastar dinheiro extra.

As usinas de energia solar para sua casa podem ser menos caras se você abordar a questão com cuidado

O que comprar

Nem todos os componentes de uma usina de energia solar são vitais para a operação. Algumas peças são perfeitamente possíveis sem. Eles servem para melhorar a confiabilidade, mas sem eles o sistema é funcional. A primeira coisa a lembrar é obter painéis solares no final do inverno, início da primavera. Em primeiro lugar, o clima nesta época é excelente, há muitos dias de sol, a neve reflete o sol, aumentando a iluminação geral. Em segundo lugar, os descontos são tradicionalmente anunciados neste momento. Outras dicas são:

• Compre painéis solares para sua casa com uma tensão de saída de 12 V. É com essa tensão que a maioria dos equipamentos domésticos e de construção, lâmpadas LED, etc. funciona. Os aparelhos que operam com 24 ou 48 volts são muito menos. Você pode olhar os passaportes ou usar a busca.
• Não use lâmpadas incandescentes para iluminação. Eles consomem muita eletricidade e funcionam a partir de 220 V. Substitua-os por CONDUZIU... Para eles, uma corrente contínua de 12 V é o que precisam.
  

  Um sistema de energia solar "completo" se parece com este

• Não tente comprar um sistema de alta potência imediatamente para cobrir todas as necessidades possíveis. Para começar, compre alguns módulos sem conversor / inversor, conecte a eles o equipamento que opere em tensão constante. Se você estiver satisfeito com o sistema, pode posteriormente aumentar a potência, comprar um inversor e conectar um equipamento que opera de 220-230 V. E observe que o inversor, mesmo com a carga desligada, consome energia elétrica (as perdas na conversão são em torno de 30%). Ou seja, à noite, quando tudo está desligado, ele simplesmente consome a carga da bateria. Além disso, emite uma sinusóide longe do ideal. Em geral, tudo o que pode operar com tensão constante é alimentado diretamente pelas baterias.

Se você usar apenas essas dicas e conectar apenas aparelhos que operam em tensão constante, um sistema de painel solar para uma casa custará uma quantia muito mais modesta do que o kit mais barato. Mas isso não é tudo. Você também pode deixar parte do equipamento "para mais tarde" ou ficar sem ele.

O que você pode fazer sem

O custo de um conjunto de painéis solares de 1 kW por dia é mais de mil dólares. Investimento considerável. Inevitavelmente, você se perguntará se vale a pena e qual será o período de retorno. Com as tarifas atuais, levará mais de um ano para esperar até que seu dinheiro seja devolvido. Mas os custos podem ser reduzidos. Não à custa da qualidade, mas à custa de uma ligeira diminuição no conforto de uso do sistema e devido a uma abordagem razoável para a seleção de seus componentes.

• Não compre baterias de hélio ou de descarga profunda. Eles não valem seu dinheiro. Mesmo baterias de carros usadas funcionam bem com painéis solares para uso doméstico. Eles trabalham normalmente por pelo menos mais 5 anos.
  

  Se a área não for limitada, você pode comprar um painel solar com fotocélulas policristalinas

• Em princípio, você pode sobreviver com ainda menos dinheiro. Você não precisa instalar o controlador. Custa pelo menos $ 150 (e em alta potência $ 500), e toda a sua tarefa é monitorar o estado de carga das baterias. Se o seu orçamento estiver apertado, compre um relógio de carro de 12V que também mede voltagem, temperatura. Eles custam $ 2-5 e têm praticamente a mesma função. E para evitar sobrecarga, compre uma bateria extra. Ou dois. A capacidade total da capacidade "extra" deve ser de pelo menos 20%. Isso evitará a sobrecarga e aumentará a capacidade do sistema.

Portanto, se o orçamento for limitado, você pode sobreviver com alguns painéis solares e baterias recarregáveis, cuja capacidade é 20-25% superior à carga máxima dos painéis solares. Para monitoramento de saúde, compre um relógio de carro que ainda mede a voltagem. Isso evita a necessidade de medir a carga da bateria várias vezes ao dia. Em vez disso, você precisará consultar o relógio de vez em quando. Isso é tudo para o começo. No futuro, você poderá comprar painéis solares para sua casa, aumentar o número de baterias. Se desejar, você pode comprar um inversor.

Determine o tamanho e o número de fotocélulas

Uma boa célula solar de 12 volts deve ter 36 células e uma bateria de 24 volts deve ter 72 fotocélulas. Essa quantidade é ótima. Com menos fotocélulas, você nunca obterá a corrente indicada. E esta é a melhor opção.

Você não deve comprar painéis solares duplos - 72 e 144 células, respectivamente. Em primeiro lugar, são muito grandes, o que é inconveniente para o transporte. Em segundo lugar, em temperaturas anormalmente baixas, que temos periodicamente, eles são os primeiros a falhar. O fato é que o tamanho do filme de laminação diminui muito durante o congelamento. Em grandes painéis, devido à alta tensão, descama ou mesmo quebra. A transparência é perdida, o desempenho cai drasticamente. O painel está sendo reparado.

O painel solar 4V tem 7 elementos

Segundo fator. Painéis maiores devem ter mais espessura da caixa e do vidro. Afinal, as cargas de vento e neve aumentam. Mas nem sempre isso é feito, pois o preço aumenta significativamente.Se você vir um painel duplo, e o preço por ele for menor do que os dois "normais", é melhor procurar outra coisa.

Mais uma vez: a melhor escolha é um painel solar de 12 volts para a sua casa, composto por 36 células solares. Esta é a melhor opção, comprovada pela prática.

Especificações: o que procurar

Painéis solares certificados sempre indicam a corrente e tensão de operação, bem como a tensão de circuito aberto e corrente de curto-circuito. Deve-se ter em mente que todos os parâmetros são geralmente indicados para uma temperatura de + 25 ° C. Em um dia ensolarado no telhado, a bateria esquenta até temperaturas bem acima deste valor. Isso explica a tensão de operação mais alta.

Um exemplo das características técnicas dos painéis solares para uma casa

Também preste atenção à tensão de circuito aberto. Em baterias normais, é cerca de 22 V. E tudo ficaria bem, mas se você realizar trabalhos no equipamento sem desconectar os painéis solares, a tensão de circuito aberto danificará o inversor ou outro equipamento conectado que não seja projetado para tal tensão. Portanto, para qualquer trabalho - trocar fios, conectar / desconectar baterias, etc. e assim por diante - a primeira coisa que você deve fazer é desligar os painéis solares (remover os terminais). Depois de passar pelo circuito, conecte-os por último. Este procedimento vai lhe poupar muitos nervos (e dinheiro).

Corpo e vidro

Os painéis solares para uso doméstico têm uma caixa de alumínio. Este metal não sofre corrosão, com resistência suficiente apresenta uma pequena massa. Um corpo normal deve ser montado a partir de um perfil no qual pelo menos dois reforços estejam presentes. Além disso, o vidro deve ser inserido em uma ranhura especial e não fixado por cima. Todos esses são sinais de qualidade normal.

Não deve haver brilho no estojo

Mesmo ao escolher um painel solar, preste atenção ao vidro. Em baterias normais, ele é mais texturizado do que liso. Ao toque - áspero, se você segurar as unhas, poderá ouvir um farfalhar. Além disso, deve ter um revestimento de alta qualidade que minimize o reflexo. Isso significa que nada deve ser refletido nele. Se os reflexos dos objetos ao redor forem visíveis pelo menos de qualquer ângulo, é melhor encontrar outro painel.

Seleção da seção transversal do cabo e sutilezas da conexão elétrica

É necessário conectar os painéis solares da casa com um cabo de cobre de núcleo único. A seção transversal do núcleo do cabo depende da distância entre o módulo e a bateria:

• distância inferior a 10 metros:
  • 1,5 mm2 por painel solar de 100 W;
  • para duas baterias - 2,5 mm2;
  • três baterias - 4,0 mm2;
• distância superior a 10 metros:
  • para conectar um painel, pegamos 2,5 mm2;
  • dois - 4,0 mm2;
  • três - 6,0 mm2.

Você pode pegar uma seção maior, mas não menos (haverá grandes perdas, mas não precisamos dela). Ao comprar fios, preste atenção à seção real, pois hoje as dimensões declaradas muitas vezes não correspondem às reais. Para verificar, você terá que medir o diâmetro e ler a seção (como fazer isso, você pode ler aqui).

Painéis solares para casa: conexão elétrica

Ao montar o sistema, você pode tirar proveito das vantagens dos painéis solares usando um cabo multicore de seção transversal adequada e usar um cabo grosso para o negativo. Antes de conectar as baterias, passamos todas as "vantagens" por diodos ou conjuntos de diodos com um cátodo comum. Isso evita que a bateria entre em curto (pode causar um incêndio) se os fios entre as baterias e a bateria estiverem em curto ou quebrados.

Os diodos usam os tipos SBL2040CT, PBYR040CT. Se não forem encontrados, podem ser removidos das fontes de alimentação antigas dos computadores pessoais. Normalmente existem SBL3040 ou semelhantes. É desejável passar por diodos. Não se esqueça que esquentam muito, por isso é necessário montá-los em um radiador (pode-se usar um único).

O sistema também requer uma caixa de fusíveis. Um para cada consumidor. Conectamos toda a carga por meio deste bloco. Primeiro, o sistema fica mais seguro dessa forma. Em segundo lugar, se surgirem problemas, é mais fácil determinar sua origem (por um fusível queimado).