Painéis solares DIY: uma fonte de energia acessível

Hoje, muitos proprietários de casas de campo procuram fontes alternativas de eletricidade. A instalação de painéis solares está gradualmente ganhando popularidade. No entanto, nem todos podem comprar equipamentos caros. Portanto, muitas pessoas se perguntam: como fazer painéis solares com as próprias mãos? A resposta correta será revelada neste artigo.

O que é uma célula solar?

Uma célula solar é um dispositivo semicondutor que converte a radiação solar em energia elétrica. A principal tarefa de tal sistema é um fornecimento de energia confiável, econômico e ininterrupto para a casa. É aconselhável instalar tais dispositivos em áreas onde haja interrupções no fornecimento da fonte principal de eletricidade.

As principais vantagens de um painel solar são:

• fácil instalação do dispositivo, que dispensa a colocação de cabos nos suportes;
• o sistema não requer muito tempo para sua manutenção;
• a geração de eletricidade não prejudica o meio ambiente;
• a estrutura não possui partes móveis;
• modo de operação silencioso;
• o fornecimento de energia elétrica não depende da rede de distribuição;
• longo período de operação do sistema com custo mínimo.

Desvantagens de um painel solar:

• o processo de fabricação do sistema é muito trabalhoso;
• o painel solar ocupa muito espaço;
• o dispositivo é muito sensível à sujeira;
• a bateria não funciona à noite;
• a eficiência do aparelho depende diretamente das condições meteorológicas, nomeadamente em dias de sol e nublados.

O princípio da bateria solar

O sistema funciona por meio de conversores fotoelétricos que são conectados em uma sequência específica. Cada fotoconversor consiste em duas pastilhas de silício, que diferem no tipo de condutividade. Um é coberto com fósforo, como resultado do qual um excesso de elétrons carregados negativamente é formado aqui. A outra placa é revestida com boro, o que leva à formação de partículas que estão ausentes na camada de cargas negativas, os chamados "orifícios".

O princípio de funcionamento de uma fonte inesgotável de energia alternativa é o seguinte: a luz solar atinge um painel carregado negativamente, o que leva à formação ativa de "buracos" e elétrons adicionais. Um campo elétrico está presente no painel coberto com fósforo, pelo qual aparece uma diferença de potencial. Partículas com carga positiva correm para a camada superior e as com carga negativa vão para a camada inferior. Tensão constante é criada. Acontece que um conversor funciona como uma bateria. Uma corrente contínua é gerada em um circuito quando uma carga é conectada a ele. Cada bateria é coberta por finas veias de cobre que conduzem a corrente e a direcionam para o fim a que se destinam.

A intensidade da corrente depende de certos parâmetros:

• o tamanho do fotoconversor;
• nível de insolação;
• tipo de fotocélula;
• a resistência total dos dispositivos que estão conectados ao painel solar.

Variedades de painéis solares

Todos os painéis solares podem ser de silicone ou filme. Os painéis baseados em silício são divididos em tipos:

• policristalino;
• monocristalino;
• amorfo.

A célula solar policristalina é um dispositivo quadrado em azul escuro. Sua superfície é intercalada com cristais de silício heterogêneos. Apesar da baixa eficiência de 18%, este dispositivo tem a capacidade de gerar corrente em tempo nublado, o que os torna indispensáveis ​​em áreas onde predomina a luz solar difusa.

Os conversores de energia solar monocristalinos são painéis pretos com cantos chanfrados, nos quais silício puro é usado. Todas as células do dispositivo são direcionadas em uma direção, o que permite obter uma eficiência máxima de 25%. A desvantagem dessas baterias é que a parte frontal deve estar sempre voltada para o sol. Se não teve tempo de subir, se escondeu atrás das nuvens e afundou no horizonte, os painéis solares vão produzir uma corrente de fraca potência. É o tipo de dispositivo mais caro, mas também o mais produtivo.

Cada bateria amorfa consiste em muitas camadas mais finas de silício, que são obtidas pulverizando as menores partículas de material em vidro, plástico ou folha metálica. Essas camadas queimam rapidamente, o que após seis meses leva a uma queda na eficiência do dispositivo em 15-20%. A eficiência desses conversores é de apenas 6%. Eles são os mais baratos e podem funcionar mesmo com tempo nublado. No entanto, sua vida útil máxima é de 2 anos.

Baterias de filme não são baseadas em um metal sólido ou substrato de vidro, mas em um filme de polímero. Portanto, são produzidos em rolos, o que permite que as baterias se espalhem por grandes áreas. Devido ao seu design, eles podem ser cortados em pedaços de várias formas e tamanhos, e os painéis solares podem ser colocados no telhado de uma casa com curvas suaves. Eles são compactos e leves. Um painel laminado custará significativamente menos do que um de silício, para o qual é utilizado um material caro. No entanto, esses modelos são menos poderosos. É muito difícil adquiri-los hoje, pois a produção está em desenvolvimento.

Todos os painéis solares, independentemente do tipo de dispositivo, são equipados com controladores que monitoram o estado de carga do painel. Eles redistribuem a energia recebida, direcionando-a diretamente para a fonte de consumo ou armazenando-a na bateria.

Painéis solares para uma casa privada

Esta alternativa ao fornecimento tradicional de eletricidade é muito prática. Além disso, o preço do dispositivo difere significativamente do custo da eletricidade.Tendo feito com as próprias mãos uma bateria solar para a casa, o proprietário poderá otimizar o consumo de energia e assim reduzir seus próprios custos de caixa. Muitas pessoas querem saber com antecedência quanto custará a instalação de painéis solares em uma casa particular. Para isso, é necessário realizar cálculos preliminares, que determinam a potência necessária do equipamento e as condições de seu funcionamento.

Você deve começar calculando a quantidade de energia consumida, que é necessária para fornecer habitação. Ao criar uma estação completa, vale a pena focar em baterias de 150-250 W; para uma casa de campo, painéis de 50 W serão suficientes.

Agora você deve calcular a potência total de todos os aparelhos elétricos, levando em consideração o tempo de operação por dia. O valor resultante é o requisito mínimo de eletricidade para uma determinada residência.

Este valor é a base para a posterior determinação do número de painéis solares e do número de equipamentos auxiliares, que inclui baterias, inversores e controladores.

Conselho útil! Vale acrescentar mais 20% à demanda total de eletricidade, que é gasta nas próprias baterias.

Um aspecto importante é a insolação, ou seja, a quantidade de energia solar que incide sobre uma única unidade de área do painel. Este valor é individual para cada região específica. Você pode obtê-lo na literatura especial ou em sites meteorológicos especializados.

A norma de energia é dividida pelo valor de insolação. O valor resultante deve ser dividido pela potência total da instalação solar. O valor resultante é o número de baterias necessárias. É importante obter o número máximo de painéis aqui. Na verdade, em meses diferentes, a quantidade de luz solar será diferente.

Conselho útil! Como a insolação muda constantemente, os cálculos devem ser feitos mensalmente.

Por exemplo, se você precisa saber quantos painéis solares são necessários para uma casa de 100 m², onde a estação irá alimentar as lâmpadas, laptop, TV, antena parabólica, forno de micro-ondas e um fogão elétrico, todos os cálculos acima devem ser realizados. Como resultado, a potência da estação solar será de aproximadamente 1000 W, o que implica a utilização de 4 painéis solares com potência de 250 W.

O painel deve ser posicionado na parte sul da cobertura, que deve estar em perfeito estado e capaz de suportar uma carga sólida. Não deve haver árvores ou outros objetos próximos que criem sombras.

Esse sistema pode ser usado não apenas para fornecimento de energia. O aquecimento por painéis solares de uma casa privada está a ganhar grande popularidade. Isso permite que você se afaste do caro serviço associado ao fornecimento de gás centralizado, livre-se da dependência dos serviços públicos e obtenha calor o ano todo durante a longa vida da usina solar.

A instalação de tal sistema é aconselhável apenas para as regiões onde o sol brilha pelo menos 20 dias por mês. Se o sol for insuficiente para o sistema aquecer totalmente a casa, ele pode ser usado como uma fonte gratuita adicional. Um sistema de aquecimento por painel solar devidamente selecionado se pagará em 3-4 anos.

Painéis solares para casa: avaliações de consumidores

Graças a inúmeros comentários positivos sobre uma fonte alternativa de eletricidade, é possível dissipar os mitos que incomodam o potencial que deseja instalar painéis solares.

Muitas pessoas pensam que esse equipamento caro não se pagará durante toda a vida útil da instalação. No entanto, como mostra a prática, com a instalação correta de painéis solares em conformidade com todas as regras, pode-se fornecer eletricidade a uma casa privada por pelo menos 25 anos. E o custo do equipamento será compensado em 3-4 anos.

O próximo mito implica a operação ineficaz de painéis solares em tempo nublado ou no inverno. No entanto, as opiniões dos consumidores concordam que os coletores solares são capazes de mostrar atividade máxima durante o zênite do sol em tempo sem nuvens. Mas quando o sol se esconde atrás das nuvens, os painéis funcionam, mas não por completo. A instalação para completamente de funcionar à noite, quando não há luz solar alguma.

Os oponentes dos painéis solares argumentam que os coletores solares são bastante frágeis e não podem suportar várias cargas criadas pela natureza. No entanto, as avaliações dos consumidores provam o oposto: o painel solar pode suportar até granizo forte.

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O próximo mito diz respeito à neve, que pode bloquear o acesso da luz ao sistema. No entanto, aqui o perigo é a geada, à qual a neve se agarra e cria obstáculos. Para evitar isso, você pode organizar as baterias verticalmente na casa, então você pode evitar muita luz deslizando.

E o último mito diz respeito à produção chinesa de painéis solares. Apesar de uma linha de produtos muito sólida, as fábricas na China costumam produzir produtos de alta qualidade. Isso é especialmente verdadeiro para a fabricação de coletores solares e tubos de calor, cuja produção está 90% concentrada na China. Esses produtos possuem características técnicas elevadas e são certificados não só no próprio país, mas também na Alemanha.

Numerosos comentários positivos na Internet provam que uma fonte alternativa de eletricidade é boa não apenas para uma casa particular. Muitas pessoas usam com sucesso painéis solares para um apartamento, que são instalados em uma varanda. Podem ser fixados diretamente no vidro ou na moldura do envidraçado, que atuará como coloração.

Conjuntos de painéis solares de 3 kW para uma residência de verão a partir de 60.000 rublos

No país, via de regra, existem aparelhos elétricos de baixa potência, onde um número limitado de baterias e uma pequena frequência de uso são necessários. Se não houver alimentação centralizada na dacha, é aconselhável instalar um conjunto de painéis solares que gerem eletricidade gratuitamente. No entanto, para obter esse prazer gratuito, inicialmente você terá que gastar na compra dos materiais necessários, cujo custo só será compensado após alguns anos.

Para a produção de 1 kW de eletricidade, é necessário um kit com capacidade superior a 200 W De acordo com várias análises, as usinas de energia solar para uma casa em uma casa de campo com capacidade de 800 W são capazes de fornecer energia totalmente autônoma para a instalação. O custo de tal sistema custará de 80.000 rublos.

Um conjunto padrão de usinas solares para chalés de verão consiste em painéis de 200 W, um controlador de carga de 40 A, um inversor de 3 kW, duas baterias de 200 A e outras peças auxiliares.O preço desse kit começa em 60.000 rublos e o período de retorno aproximado é de 3 a 5 anos. No entanto, esta é a maneira mais lucrativa de gerar eletricidade para instalações sem fornecimento de energia centralizado. É mais barato do que usar um gerador a diesel.

Segundo os proprietários, é preferível equipar painéis solares para uma casa em casa de veraneio com dois ou quatro módulos com capacidade de 200 V cada. Depende do número de consumidores de energia, da duração e da frequência de seu uso. Se a energia não for suficiente, pode ser aumentada adicionando painéis solares.

Muitas pessoas compram esse kit para o setor privado, onde existe uma fonte de alimentação centralizada, como uma fonte adicional de energia. Numerosas análises de painéis solares para uso doméstico indicam que, neste caso, você pode economizar significativamente no pagamento de contas de eletricidade.

Como fazer painéis solares com as próprias mãos

Quando não for possível comprar uma estação solar pronta, você mesmo pode criá-la. Existem duas opções aqui: comprar módulos prontos e conectá-los a uma bateria com um inversor ou soldar o painel você mesmo. O primeiro método de montagem é rápido, mas mais caro. A segunda opção requer certa habilidade do montador, que deve ser extremamente cuidadoso com as fotocélulas frágeis.

Para criar um painel solar para sua casa com suas próprias mãos, você precisa preparar alguns materiais.

O primeiro componente principal para a criação de painéis solares é um conjunto de células solares de alta qualidade. Hoje é possível comprar elementos de silício policristalino ou monocristalino. Mais populares são as células solares mais recentes, que são ideais para o fornecimento de energia doméstico.

Conselho útil! Todos os elementos necessários para a montagem devem ser adquiridos de um fabricante. Já os materiais de diferentes marcas diferem significativamente, o que vai complicar a montagem de toda a estrutura.

Um conjunto de condutores especiais é necessário para conectar as fotocélulas. Para a fabricação da caixa da futura bateria, cantos de alumínio resistentes às intempéries são adequados. O tamanho da caixa depende do número de fotocélulas. É melhor usar policarbonato transparente ou plexiglass como revestimento externo para fotocélulas, que impedem a penetração dos raios infravermelhos. Como materiais adicionais, você precisará de ferragens de fixação, fios elétricos de cobre, diodos Schottky, suportes de vácuo de silicone e um conjunto de parafusos para fixadores.

Além do FEP, você precisa comprar um inversor de 12 V 200 V para sua casa, que converte CC em CA. Um par de baterias de gel ou AGM é necessário para armazenar e consumir eletricidade lentamente. Um elemento igualmente importante é o controlador, que é necessário para desconectar a bateria da bateria durante sua carga total e ligá-la para receber uma nova porção de eletricidade.

Você também pode montar um painel solar com suas próprias mãos usando as ferramentas disponíveis. Para isso, diodos, folhas ou transistores são adequados. O funcionamento de uma bateria solar de diodos ocorre em função de uma tensão de cerca de 2,5 V sob a luz solar direta. Porém, quando o sol não é suficiente, esse indicador começa a cair rapidamente, e os próprios diodos começam a consumir energia. O uso de uma bateria desse tipo é ineficaz.

Um dispositivo de folha é mais adequado para a produção de energia térmica. Além disso, a folha é um material ideal para substrato de PVC. O mais eficiente é a célula solar, montada a partir de transistores. Quanto maior for o número, maior será a potência do dispositivo.A parte superior de cada transistor deve ser cortada, o pó é derramado. O pino do dispositivo são os contatos. Esta bateria foi projetada para alimentar o carregamento do telefone. Para eventos mais graves, sua capacidade não é suficiente.

Painéis solares DIY para casa: instruções passo a passo para fazer

Depois de todos os elementos necessários terem sido preparados, você pode começar a montar a estrutura, que consiste nas seguintes etapas:

1. Criação de uma moldura de esquinas de alumínio com laterais baixas e ferragens, cujo tamanho depende do número de conversores e da sua área. Aqui, a distância entre o FEP deve ser levada em consideração de pelo menos 5 mm.
2. Aplique selante nas bordas internas das ripas.
3. Coloque uma folha de material transparente na moldura, aderindo firmemente à linha de cola.
4. Depois que o selante estiver completamente seco, use ferragens para prender a moldura e a superfície transparente.
5. Disponha todas as fotocélulas da bateria com o lado negativo para cima em uma superfície plana.
6. Através da ferramenta de solda condutores do mesmo comprimento são conectados a cada célula solar. Isso é feito de forma mais conveniente quando o módulo é colocado no vidro.
7. Todos os elementos estão conectados em série uns com os outros na forma de uma "cobra".
8. Os contatos externos devem ser soldados ao barramento (condutor largo de prata).
9. Para evitar uma diminuição da qualidade da iluminação no escuro, é necessário criar "pontos médios" usando diodos shunt, que são instalados no terminal positivo. Os diodos Schottky são adequados para isso.
10. Coloque fotocélulas com condutores em uma superfície transparente.
11. Lubrifique todos os FEPs, saindo e conectando os fios com cola de silicone.
12. Feche a estrutura com o painel traseiro.
13. Conecte o painel solar à bateria, controlador de carga solar e inversor.

Conselho útil! Para evitar um curto-circuito entre a carga e as células individuais da bateria, devem ser instalados fusíveis.

Quase todo proprietário deseja obter eletricidade gratuita. Instalar painéis solares é a opção mais viável. Usando este dispositivo, você pode criar uma fonte principal (sem fonte de alimentação centralizada) e uma fonte adicional de eletricidade. O sistema é ecologicamente correto e confiável para uso. A principal desvantagem é o equipamento caro. No entanto, seu custo será compensado em 3-5 anos.