Pannelli solari fai-da-te: una fonte di energia economica

Oggi molti proprietari di case di campagna sono alla ricerca di fonti alternative di elettricità. L'installazione di pannelli solari sta gradualmente guadagnando popolarità. Tuttavia, non tutti possono permettersi di acquistare attrezzature costose. Pertanto, molti fanno la domanda: come realizzare pannelli solari con le proprie mani? La risposta corretta verrà rivelata in questo articolo.

Cos'è una cella solare?

Una cella solare è un dispositivo a semiconduttore che converte la radiazione solare in energia elettrica. Il compito principale di un tale sistema è un alimentatore affidabile, economico e ininterrotto per la casa. Si consiglia di installare tali dispositivi in ​​zone dove sono presenti interruzioni di alimentazione dalla principale fonte di energia elettrica.

I principali vantaggi di un pannello solare sono:

• facile installazione del dispositivo, che non richiede la posa di cavi ai supporti;
• il sistema non richiede molto tempo per la sua manutenzione;
• la produzione di elettricità non ha un effetto dannoso sull'ambiente;
• la struttura non ha parti in movimento;
• modalità di funzionamento silenziosa;
• la fornitura di energia elettrica non dipende dalla rete di distribuzione;
• lungo periodo di funzionamento del sistema a costi minimi.

Svantaggi di un pannello solare:

• il processo di fabbricazione del sistema è molto laborioso;
• il pannello solare occupa molto spazio;
• il dispositivo è molto sensibile allo sporco;
• la batteria non funziona di notte;
• l'efficienza del dispositivo dipende direttamente dalle condizioni meteorologiche, in particolare nelle giornate soleggiate e nuvolose.

Il principio della batteria solare

Il sistema funziona per mezzo di convertitori fotoelettrici collegati in una sequenza specifica. Ogni fotoconvertitore è costituito da due wafer di silicio, che differiscono per il tipo di conducibilità. Uno è coperto di fosforo, a seguito del quale si forma qui un eccesso di elettroni caricati negativamente. L'altra piastra è rivestita di boro, che porta alla formazione di particelle assenti nello strato di cariche negative, i cosiddetti "fori".

Il principio di funzionamento di una fonte inesauribile di energia alternativa è il seguente: la luce solare colpisce un pannello caricato negativamente, il che porta alla formazione attiva di ulteriori "buchi" ed elettroni. Sul pannello ricoperto di fosforo è presente un campo elettrico a causa del quale si manifesta una differenza di potenziale. Le particelle caricate positivamente si precipitano allo strato superiore e quelle caricate negativamente a quello inferiore. Si crea una tensione costante. Si scopre che un convertitore funziona come una batteria. Una corrente continua viene generata in un circuito quando un carico è collegato ad esso. Ogni batteria è ricoperta da sottili vene di rame che trasportano la corrente e la dirigono verso lo scopo previsto.

La forza attuale dipende da alcuni parametri:

• la dimensione del fotoconvertitore;
• livello di insolazione;
• tipo fotocellula;
• la resistenza totale dei dispositivi che sono collegati al pannello solare.

Varietà di pannelli solari

Tutti i pannelli solari possono essere in silicone o pellicola. I pannelli a base di silicio si dividono in tipologie:

• policristallino;
• monocristallino;
• amorfo.

La cella solare policristallina è un dispositivo quadrato blu scuro. La sua superficie è intervallata da cristalli di silicio eterogenei. Nonostante la bassa efficienza del 18%, questo dispositivo ha la capacità di generare corrente durante il tempo nuvoloso, il che li rende indispensabili nelle aree in cui prevale la luce solare diffusa.

I convertitori di energia solare monocristallina sono pannelli neri con angoli smussati, per i quali viene utilizzato silicio puro. Tutte le celle del dispositivo sono dirette in una direzione, il che consente di ottenere un'efficienza massima del 25%. Lo svantaggio di tali batterie è che il lato anteriore deve essere sempre rivolto verso il sole. Se non ha avuto il tempo di alzarsi, nascondersi dietro le nuvole e affondare sotto l'orizzonte, i pannelli solari produrranno una corrente di debole potenza. È il tipo di dispositivo più costoso, ma anche più produttivo.

Ogni batteria amorfa è costituita da molti strati di silicio più sottili, che si ottengono spruzzando le particelle più piccole di materiale su vetro, plastica o pellicola. Tali strati si bruciano rapidamente, il che dopo sei mesi porta a un calo dell'efficienza del dispositivo del 15-20%. L'efficienza di tali convertitori è solo del 6%. Sono i più economici e possono funzionare anche con tempo nuvoloso. Tuttavia, la loro durata massima è di 2 anni.

Le batterie a pellicola non sono basate su un solido substrato di metallo o vetro, ma su una pellicola polimerica. Pertanto, sono prodotti in rotoli, il che consente di distribuire le batterie su grandi aree. Grazie al loro design, possono essere tagliati in pezzi di varie forme e dimensioni e pannelli solari possono essere posizionati sul tetto di una casa con curve morbide. Sono compatti e leggeri. Un pannello laminato sarà molto più economico di uno in silicio, per la cui fabbricazione viene utilizzato un materiale costoso. Tuttavia, questi modelli sono meno potenti. È piuttosto difficile acquistarli oggi, poiché la produzione è solo in via di sviluppo.

Tutti i pannelli solari, indipendentemente dal tipo di dispositivo, sono dotati di controllori che monitorano lo stato di carica del pannello. Ridistribuiscono l'energia ricevuta, indirizzandola direttamente alla fonte di consumo o immagazzinandola nella batteria.

Pannelli solari per una casa privata

Questa alternativa alla tradizionale fornitura di elettricità è molto pratica. Inoltre, il prezzo del dispositivo differisce in modo significativo dal costo dell'elettricità.Avendo realizzato una batteria solare per la casa con le proprie mani, il proprietario sarà in grado di ottimizzare il consumo energetico e quindi ridurre i propri costi di cassa. Molte persone vogliono capire in anticipo quanto costerà installare pannelli solari per una casa privata. Per questo, è necessario eseguire calcoli preliminari, che determinano la potenza richiesta dell'apparecchiatura e le condizioni per il suo funzionamento.

Dovresti iniziare calcolando la quantità di energia consumata, necessaria per fornire l'alloggio. Quando crei una stazione a tutti gli effetti, dovresti concentrarti su batterie da 150-250 W; per una casa di campagna, saranno sufficienti pannelli da 50 W.

Ora dovresti calcolare la potenza totale di tutti gli apparecchi elettrici, tenendo conto del tempo di funzionamento giornaliero. Il valore risultante è il fabbisogno minimo di elettricità per una data famiglia.

Questo valore è la base per la successiva determinazione del numero di pannelli solari e del numero di apparecchiature ausiliarie, che includono batterie, inverter e controller.

Consigli utili! Vale la pena aggiungere un altro 20% alla domanda totale di elettricità, che viene spesa nelle batterie stesse.

Un aspetto importante è l'insolazione, cioè la quantità di energia solare che ricade su una singola unità di superficie del pannello. Questo valore è individuale per ogni regione specifica. Puoi ottenerlo in letteratura speciale o su siti meteorologici specializzati.

La norma energetica è divisa per il valore di insolazione. La cifra risultante deve essere divisa per la potenza totale dell'impianto solare. Il valore risultante è il numero di batterie richieste. È importante ottenere il numero massimo di pannelli qui. Infatti, in diversi mesi la quantità di luce solare sarà diversa.

Consigli utili! Poiché l'insolazione è in continua evoluzione, i calcoli dovrebbero essere effettuati mensilmente.

Ad esempio, se hai bisogno di sapere quanti pannelli solari sono necessari per una casa di 100 mq, dove la stazione alimenterà le lampadine, il laptop, la TV, la parabola, forno a microonde e una stufa elettrica, tutti i calcoli di cui sopra dovrebbero essere eseguiti. Di conseguenza, la potenza della stazione solare sarà di circa 1000 W, il che implica l'uso di 4 pannelli solari con una capacità di 250 W.

Il pannello dovrà essere posizionato nella parte sud del tetto, che dovrà essere in perfette condizioni e in grado di sostenere un carico consistente. Non dovrebbero esserci alberi o altri oggetti nelle vicinanze che creano ombre.

Un tale sistema può essere utilizzato non solo per l'alimentazione. Il riscaldamento con pannelli solari di una casa privata sta guadagnando grande popolarità. Ciò consente di allontanarsi dal costoso servizio associato alla fornitura centralizzata di gas, eliminare la dipendenza dalle utenze e ottenere calore tutto l'anno per la lunga durata della centrale solare.

L'installazione di un tale sistema è consigliabile solo per quelle regioni in cui il sole splende almeno 20 giorni al mese. Se il sole non è sufficiente perché il sistema riscaldi completamente la casa, può essere utilizzato come fonte gratuita aggiuntiva. Un sistema di riscaldamento a pannelli solari opportunamente selezionato si ripaga in 3-4 anni.

Pannelli solari per la casa: recensioni dei consumatori

Grazie a numerose recensioni positive su una fonte alternativa di energia elettrica, è possibile sfatare i miti che infastidiscono il potenziale desideroso di installare pannelli solari.

Molte persone pensano che apparecchiature così costose non si ripagheranno per l'intera vita utile dell'installazione. Tuttavia, come dimostra la pratica, con la corretta installazione dei pannelli solari nel rispetto di tutte le regole, è possibile fornire elettricità a una casa privata per almeno 25 anni. E il costo dell'attrezzatura si ripagherà in 3-4 anni.

Il prossimo mito implica il funzionamento inefficace dei pannelli solari con tempo nuvoloso o in inverno. Tuttavia, le opinioni dei consumatori concordano sul fatto che i collettori solari sono in grado di mostrare la massima attività durante lo zenit del sole con tempo senza nuvole. Ma quando il sole si nasconde dietro le nuvole, i pannelli funzioneranno, ma non completamente. L'installazione smette completamente di funzionare di notte quando non c'è affatto luce solare.

Gli oppositori dei pannelli solari sostengono che i collettori solari sono piuttosto fragili e non possono sopportare vari carichi creati dalla natura. Tuttavia, le recensioni dei consumatori dimostrano il contrario: un pannello solare può resistere anche a grandinate di grandi dimensioni.

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Il prossimo mito riguarda la neve, che può bloccare l'accesso della luce all'impianto. Tuttavia, qui il pericolo è il gelo, a cui la neve si aggrappa e crea ostacoli. Per evitare ciò, puoi disporre le batterie verticalmente sulla casa, quindi puoi evitare molta luce scorrevole.

E l'ultimo mito riguarda la produzione cinese di celle solari. Nonostante una gamma di prodotti molto solida, le fabbriche in Cina producono spesso beni di alta qualità. Ciò è particolarmente vero per la produzione di collettori solari e tubi di calore, la cui produzione è concentrata al 90% in Cina. Questi prodotti hanno elevate caratteristiche tecniche e sono certificati non solo nel proprio paese, ma anche in Germania.

Numerose recensioni positive su Internet dimostrano che una fonte alternativa di elettricità è buona non solo per un'abitazione privata. Molti usano con successo i pannelli solari per un appartamento, che sono installati su un balcone. Possono essere fissati direttamente sul vetro o nel telaio del vetro, che fungerà da colorante.

Set di pannelli solari da 3 kW per una residenza estiva da 60.000 rubli

Nel paese, di regola, ci sono apparecchi elettrici di bassa potenza, dove è richiesto un numero limitato di batterie e una breve frequenza di utilizzo. Se non è presente l'alimentazione centralizzata nella dacia, è consigliabile installare una serie di pannelli solari che genereranno elettricità gratuitamente. Tuttavia, per ottenere un piacere così gratuito, dovrai inizialmente spendere per l'acquisto dei materiali necessari, il cui costo verrà ripagato solo dopo alcuni anni.

Per produrre 1 kW di elettricità, è necessario un kit con una capacità di oltre 200 W. Secondo numerose recensioni, le centrali solari per una casa in una casa di campagna con una capacità di 800 W sono in grado di fornire un'alimentazione completamente autonoma alla struttura. Il costo di un tale sistema costerà da 80.000 rubli.

Un set standard di centrali solari per cottage estivi è costituito da pannelli da 200 W, un regolatore di carica da 40 A, un inverter da 3 kW, due batterie da 200 A e altre parti ausiliarie.Il prezzo di un tale kit parte da 60.000 rubli e il periodo di rimborso approssimativo è di 3-5 anni. Tuttavia, questo è il modo più redditizio per generare elettricità per strutture senza alimentazione centralizzata. È meno costoso rispetto all'utilizzo di un generatore diesel.

Secondo i proprietari, è meglio equipaggiare i pannelli solari per una casa in un cottage estivo con due o quattro moduli con una capacità di 200 V ciascuno. Dipende dal numero di consumatori di energia, dalla durata e dalla frequenza del loro utilizzo. Se la capacità non è sufficiente, può essere aumentata aggiungendo pannelli solari.

Molte persone acquistano un kit del genere per il settore privato, dove è presente un alimentatore centralizzato, come ulteriore fonte di energia. Numerose recensioni di pannelli solari per la casa indicano che in questo caso puoi risparmiare in modo significativo sul pagamento delle bollette dell'elettricità.

Come realizzare pannelli solari con le tue mani

Quando non è possibile acquistare una stazione solare già pronta, puoi crearla da solo. Ci sono due opzioni qui: acquistare moduli già pronti e collegarli a una batteria con un inverter o saldare il pannello da soli. Il primo metodo di assemblaggio è veloce, ma più costoso. La seconda opzione richiede una certa abilità dell'assemblatore, che deve essere estremamente attento con fotocellule fragili.

Per creare un pannello solare per la tua casa con le tue mani, devi preparare determinati materiali.

Il primo componente principale per la creazione di pannelli solari è un insieme di celle solari di qualità. Oggi è possibile acquistare elementi in silicio policristallino o monocristallino. Più popolari sono le ultime celle solari, ideali per l'alimentazione domestica.

Consigli utili! Tutti gli elementi necessari per il montaggio dovrebbero essere acquistati da un produttore. Poiché i materiali di diverse marche differiscono in modo significativo, il che complicherà l'assemblaggio dell'intera struttura.

Per il collegamento delle fotocellule è necessaria una serie di conduttori speciali. Per la produzione della custodia della futura batteria, sono adatti angoli in alluminio resistenti agli agenti atmosferici. La dimensione della custodia dipende dal numero di fotocellule. È preferibile utilizzare policarbonato trasparente o plexiglass come rivestimento esterno per fotocellule, che impediscono la penetrazione dei raggi infrarossi. Come materiali aggiuntivi, avrai bisogno di hardware di fissaggio, fili elettrici in rame, diodi Schottky, supporti per vuoto in silicone e un set di viti per elementi di fissaggio.

Oltre a FEP, devi acquistare un inverter da 12 V 200 V per la tua casa, che converte CC in CA. È necessario un paio di batterie al gel o AGM per immagazzinare e consumare lentamente elettricità. Un elemento altrettanto importante è un controller che è necessario per scollegare la batteria dalla batteria durante la sua carica completa e accenderla per ricevere una nuova porzione di elettricità.

Puoi anche assemblare un pannello solare con le tue mani dagli strumenti disponibili. Per questo sono adatti diodi, lamina o transistor. Il lavoro di una batteria solare da diodi avviene a seguito di una tensione di circa 2,5 V sotto la luce solare diretta, tuttavia, quando il sole non è sufficiente, questo indicatore inizia a cadere rapidamente e i diodi stessi iniziano a consumare energia. L'uso di una tale batteria è inefficace.

Un dispositivo a lamina è più adatto per la produzione di energia termica. Inoltre, la pellicola è un materiale ideale per il substrato in PVC. La più efficiente è una cella solare, assemblata da transistor. Maggiore è il loro numero, maggiore è la potenza del dispositivo.La parte superiore di ciascun transistor deve essere tagliata, la polvere viene versata. Il pin del dispositivo sono i contatti. Questa batteria è progettata per alimentare la ricarica del telefono. Per eventi più gravi, la sua capacità non è sufficiente.

Pannelli solari fai da te per la casa: istruzioni passo passo per la realizzazione

Dopo aver preparato tutti gli elementi necessari, è possibile procedere all'assemblaggio della struttura, che consiste nei seguenti passaggi:

1. Creazione di un telaio di angoli in alluminio con lati bassi e hardware, la cui dimensione dipende dal numero di convertitori e dalla loro area. Qui, la distanza tra la FEP dovrebbe essere presa in considerazione di almeno 5 mm.
2. Applicare sigillante sui bordi interni dei listelli.
3. Posare un foglio di materiale trasparente sul telaio, aderendo saldamente alla linea di colla.
4. Dopo che il sigillante si è completamente asciugato, utilizzare la ferramenta per fissare il telaio e la superficie trasparente.
5. Posizionare tutte le fotocellule della batteria con il negativo rivolto verso l'alto su una superficie piana.
6. Attraverso strumento di saldatura conduttori della stessa lunghezza sono collegati a ciascun FEP. Questa operazione è più conveniente quando il modulo si trova sul vetro.
7. Tutti gli elementi sono collegati in serie tra loro nella forma di un "serpente".
8. I contatti più esterni devono essere saldati al bus (conduttore largo argento).
9. Per evitare una diminuzione della qualità dell'illuminazione al buio, è necessario creare "punti medi" utilizzando diodi shunt, che sono installati sul terminale positivo. I diodi Schottky sono adatti a questo.
10. Posizionare le fotocellule con conduttori su una superficie trasparente.
11. Lubrificare tutti i FEP, far uscire e collegare i fili con colla siliconica.
12. Chiudere la struttura con il pannello posteriore.
13. Collegare il pannello solare alla batteria, al regolatore di carica solare e all'inverter.

Consiglio utile! Per evitare un cortocircuito tra il carico e le singole celle della batteria, è necessario installare dei fusibili.

Quasi tutti i proprietari di case vogliono avere l'elettricità gratuita. L'installazione di pannelli solari è l'opzione più praticabile. Utilizzando questo dispositivo, è possibile creare una fonte di elettricità principale (senza alimentazione centralizzata) e un'ulteriore fonte di elettricità. Il sistema è ecologico e affidabile da usare. Lo svantaggio principale è l'attrezzatura costosa. Tuttavia, il suo costo verrà rimborsato entro 3-5 anni.