Pannelli solari (batterie) per la casa

Con i prezzi dell'elettricità in costante aumento, inizierai inevitabilmente a pensare di utilizzare fonti naturali per l'alimentazione elettrica. Una di queste possibilità sono i pannelli solari per cottage domestici o estivi. Se lo si desidera, possono soddisfare pienamente tutte le esigenze anche di una grande casa.

Progettazione del sistema di energia solare

Convertire l'energia del sole in elettricità: questa idea non ha permesso agli scienziati di dormire a lungo. Con la scoperta delle proprietà dei semiconduttori, ciò è diventato possibile. Le celle solari utilizzano cristalli di silicio. Quando la luce solare li colpisce, in essi si forma un movimento diretto di elettroni, chiamato corrente elettrica. Quando si collega un numero sufficiente di tali cristalli, si ottengono correnti di ampiezza abbastanza decenti: un pannello con un'area di poco più di un metro (1,3-1,4 m2 con un livello di illuminazione sufficiente può produrre fino a 270 W (tensione 24 V).

I pannelli solari elettrici per la casa aprono molte possibilità

Poiché l'illuminazione cambia a seconda del tempo, dell'ora del giorno, è impossibile collegare direttamente i dispositivi ai pannelli solari. Hai bisogno di un intero sistema. Oltre ai pannelli solari, hai bisogno di:

• Batteria. Durante le ore diurne, sotto l'influenza della luce solare, i pannelli solari generano corrente elettrica per la casa, cottage estivo. Non è sempre utilizzato completamente, il suo surplus si accumula nella batteria. L'energia immagazzinata viene sprecata in caso di maltempo.
• Controller. Non una parte obbligatoria, ma desiderabile (con fondi sufficienti). Monitora il livello di carica della batteria per evitare uno scaricamento eccessivo o un sovraccarico. Entrambe queste condizioni sono dannose per la batteria, quindi avere un controller prolunga la durata della batteria. Inoltre, il controller garantisce il funzionamento ottimale dei pannelli solari.
• Convertitore da CC a CA (inverter). Non tutti i dispositivi sono classificati per corrente continua. Molti funzionano a 220 volt AC. Il convertitore consente di ottenere una tensione di 220-230 V.

Pannelli solari per la casa - solo una parte del sistema

Installando pannelli solari per la tua casa o cottage estivo, puoi diventare completamente indipendente dal fornitore ufficiale. Ma per questo è necessario disporre di un gran numero di batterie, un certo numero di accumulatori. Un kit che genera 1,5 kW al giorno costa circa $ 1000. Questo è sufficiente per soddisfare le esigenze del cottage estivo o di una parte delle apparecchiature elettriche della casa. Un set di pannelli solari per la produzione di 4 kW al giorno costa circa $ 2200, per 9 kW al giorno - $ 6200. Poiché i pannelli solari per una casa sono un sistema modulare, è possibile acquistare un impianto che provvederà a una parte del fabbisogno, aumentandone gradualmente le prestazioni.

Tipi di pannelli solari

Con l'aumento dei prezzi dell'energia, l'idea di utilizzare l'energia solare per generare elettricità sta diventando sempre più popolare. Inoltre, con lo sviluppo delle tecnologie, i convertitori solari diventano più efficienti e, allo stesso tempo, più economici. Quindi, se lo desideri, puoi soddisfare le tue esigenze installando pannelli solari. Ma sono di diversi tipi. Scopriamolo.

La stessa batteria solare è costituita da una serie di fotocellule, che si trovano in un alloggiamento comune, protette da un pannello frontale trasparente. Per uso domestico, le celle solari sono prodotte a base di silicio, poiché è relativamente poco costoso, e le celle basate su di esso hanno una buona efficienza (circa 20-24%). Le celle solari monocristalline, policristalline ea film sottile (flessibili) sono realizzate sulla base di cristalli di silicio. Alcune di queste fotocellule sono elettricamente collegate tra loro (in serie e / o in parallelo) e portate in uscita a morsetti posti sul corpo.

Un pannello solare per una casa è costituito da una serie di fluorocellule

Le fotocellule sono installate in un alloggiamento chiuso. Il corpo della cella solare è realizzato in alluminio anodizzato. È leggero e non si corrode. Il pannello frontale è realizzato in vetro resistente, che deve resistere a carichi di neve e vento. Inoltre, deve avere determinate proprietà ottiche - avere la massima trasparenza per trasmettere il maggior numero possibile di raggi. In generale, a causa della riflessione, si perde una quantità significativa di energia, quindi i requisiti per la qualità del vetro sono elevati ed è anche rivestito con un composto antiriflesso.

Tipi di celle fotovoltaiche per pannelli solari

I pannelli solari per la casa sono realizzati sulla base di tre tipologie di celle al silicio;

• Monocristallino. Ogni fotocellula è un cristallo di silicio. Le celle solari monocristalline hanno una buona efficienza (circa il 24,7%), ma il loro costo è leggermente superiore. Può essere distinto, in primo luogo, dal colore blu saturo uniforme e, in secondo luogo, dai bordi arrotondati della fotocellula.
  

  Tipi di celle solari al silicio

• Policristallino. Diversi piccoli cristalli di silicio sono combinati in una fotocellula. Hanno una struttura disomogenea, il che li rende peggiori nell'assorbire la luce solare. Ciò si riflette nell'efficienza (20,3%). In effetti, questo significa che un pannello solare della stessa potenza occuperà circa il 20% in più di superficie.
• Pellicola sottile. Sono uno strato semiconduttore depositato su un substrato flessibile. Grazie alla loro flessibilità, possono essere montati su superfici curve. Hanno però una bassa produttività (circa il 10,4%), quindi occupano grandi aree (almeno 2 volte di più di quelle policristalline).

Se si ha il tetto a falde e la facciata è rivolta a sud o ad est, non ha senso pensare troppo all'area occupata. I moduli policristallini possono adattarsi perfettamente. A parità di energia prodotta, sono leggermente più economici.

Come scegliere il giusto sistema di pannelli solari per la tua casa

Ci sono idee sbagliate comuni che ti portano a spendere soldi extra per apparecchiature troppo costose. Di seguito sono riportati i consigli su come costruire correttamente un sistema di energia solare e non spendere soldi extra.

Le centrali solari per la tua casa possono essere meno costose se affronti il ​​problema con attenzione

Cosa comprare

Non tutti i componenti di una centrale solare sono vitali per il funzionamento. È possibile fare a meno di alcune parti. Servono per migliorare l'affidabilità, ma senza di loro il sistema è funzionale. La prima cosa da ricordare è di procurarsi i pannelli solari a fine inverno, inizio primavera. In primo luogo, il tempo in questo periodo è eccellente, ci sono molte giornate di sole, la neve riflette il sole, aumentando l'illuminazione generale. In secondo luogo, gli sconti vengono tradizionalmente annunciati in questo momento. Ulteriori suggerimenti sono:

• Acquista pannelli solari per la tua casa con una tensione di uscita di 12 V. È da questa tensione che funzionano la maggior parte delle apparecchiature domestiche e edili, lampade a LED, ecc. Gli apparecchi che funzionano da 24 o 48 volt sono molto meno. Puoi guardare i passaporti o usare la ricerca.
• Non utilizzare lampade ad incandescenza per l'illuminazione. Consumano troppa elettricità e funzionano a 220 V. Sostituiscili con GUIDATO... Per loro, la corrente continua di 12 V è ciò di cui hanno bisogno.
  

  Un sistema di energia solare "completo" si presenta così

• Non cercare di acquistare subito un sistema ad alta potenza per coprire tutte le possibili esigenze. Per prima cosa, acquista un paio di moduli senza convertitore / inverter, collega ad essi l'apparecchiatura che funziona a tensione costante. Se sei soddisfatto del sistema, in seguito puoi aumentare la potenza, acquistare un inverter e collegare apparecchiature che funzionano da 220-230 V. E nota che l'inverter, anche a carico spento, consuma elettricità (le perdite di conversione sono circa del 30%). Cioè, di notte, quando tutto è spento, consuma semplicemente la carica della batteria. Inoltre, emette una sinusoide tutt'altro che ideale. In generale, tutto ciò che può funzionare da tensione costante è alimentato direttamente dalle batterie.

Se usi solo questi suggerimenti e colleghi solo apparecchi che funzionano a tensione costante, un sistema a pannelli solari per la tua casa costerà una quantità molto più modesta rispetto al kit più economico. Ma non è tutto. Puoi anche lasciare parte dell'attrezzatura "per dopo" o farne a meno del tutto.

Di cosa puoi fare a meno

Il costo di un set di pannelli solari per 1 kW al giorno è di oltre mille dollari. Notevole investimento. Inevitabilmente, ti chiederai se ne vale la pena e quale sarà il periodo di recupero. Con le tariffe attuali, ci vorrà più di un anno prima che i tuoi soldi vengano rimborsati. Ma i costi possono essere ridotti. Non a scapito della qualità, ma a scapito di una leggera diminuzione del comfort di utilizzo del sistema e per un ragionevole approccio alla selezione dei suoi componenti.

• Non acquistare batterie all'elio o a scarica profonda. Non valgono i loro soldi. Anche le batterie per auto usate funzionano bene con i pannelli solari per la casa. Funzionano normalmente per almeno altri 5 anni.
  

  Se l'area non è delimitata, è possibile acquistare un pannello solare con fotocellule policristalline

• In linea di principio, puoi cavartela con ancora meno soldi. Non è necessario installare il controller. Costa almeno $ 150 (e ad alta potenza $ 500) e il suo intero compito è monitorare lo stato di carica delle batterie. Se il tuo budget è limitato, acquista un orologio per auto da 12V che misura anche tensione, temperatura. Costano $ 2-5 e praticamente svolgono la stessa funzione. E per evitare il sovraccarico, acquista una batteria aggiuntiva. O due. La capacità totale della capacità "extra" deve essere almeno del 20%. Ciò eviterà il sovraccarico e aumenterà la capacità del sistema.

Quindi, se il budget è limitato, puoi cavartela con diversi pannelli solari e batterie, la cui capacità è del 20-25% superiore alla carica massima dei pannelli solari. Per il monitoraggio della salute, acquista un orologio per auto che misuri ancora la tensione. Ciò evita di dover misurare la carica della batteria più volte al giorno. Invece, di tanto in tanto dovrai guardare l'orologio. È tutto per l'inizio. In futuro, puoi acquistare pannelli solari per la tua casa, aumentare il numero di batterie. Se lo desideri, puoi acquistare un inverter.

Determina le dimensioni e il numero di fotocellule

Una buona cella solare da 12 volt dovrebbe avere 36 celle e una batteria da 24 volt dovrebbe avere 72 celle solari. Questa quantità è ottimale. Con meno fotocellule, non otterrai mai la corrente dichiarata. E questa è l'opzione migliore.

Non acquistare doppi pannelli solari: rispettivamente 72 e 144 celle. In primo luogo, sono molto grandi, il che è scomodo per il trasporto. In secondo luogo, a temperature anormalmente basse, che abbiamo periodicamente, sono i primi a fallire. Il fatto è che il film di laminazione diminuisce notevolmente di dimensioni durante il gelo. Su pannelli di grandi dimensioni, a causa dell'alta tensione, si sfalda o addirittura si strappa. La trasparenza si perde, le prestazioni calano drasticamente. Il pannello è in riparazione.

Il pannello solare 4V ha 7 elementi

Secondo fattore. I pannelli grandi dovrebbero avere più spessore della cassa e del vetro. Dopotutto, aumentano i carichi di vento e neve. Ma questo non è sempre fatto, poiché il prezzo aumenta in modo significativo.Se vedi un pannello doppio e il prezzo è inferiore ai due "normali", è meglio cercare qualcos'altro.

Ancora una volta: la scelta migliore è un pannello solare da 12 volt per la tua casa, composto da 36 celle solari. Questa è l'opzione migliore, dimostrata dalla pratica.

Specifiche: cosa cercare

I pannelli solari certificati indicano sempre la corrente e la tensione di esercizio, nonché la tensione a circuito aperto e la corrente di cortocircuito. Va tenuto presente che tutti i parametri sono generalmente indicati per una temperatura di + 25 ° C. In una giornata di sole sul tetto, la batteria si riscalda fino a temperature ben al di sopra di questa cifra. Questo spiega la tensione di esercizio più alta.

Un esempio delle caratteristiche tecniche dei pannelli solari per una casa

Prestare attenzione anche alla tensione del circuito aperto. Nelle batterie normali, è di circa 22 V. E tutto andrebbe bene, ma se si eseguono lavori sull'attrezzatura senza scollegare i pannelli solari, la tensione a circuito aperto danneggerà l'inverter o altre apparecchiature collegate che non sono progettate per tale tensione. Pertanto, per qualsiasi lavoro: commutazione dei cavi, collegamento / scollegamento delle batterie, ecc. e così via - la prima cosa da fare è spegnere i pannelli solari (rimuovere i terminali). Dopo aver attraversato il circuito, collegali per ultimi. Questa procedura ti farà risparmiare molti nervi (e denaro).

Corpo e vetro

I pannelli solari per la casa hanno un involucro in alluminio. Questo metallo non si corrode, con una forza sufficiente ha una piccola massa. Un corpo normale dovrebbe essere assemblato da un profilo in cui sono presenti almeno due irrigidimenti. Inoltre, il vetro deve essere inserito in una scanalatura speciale e non fissato dall'alto. Questi sono tutti segni di qualità normale.

Non dovrebbe esserci alcun riflesso sul case

Anche quando si sceglie un pannello solare, prestare attenzione al vetro. Nelle batterie normali, è strutturato piuttosto che liscio. Al tatto - ruvido, se tieni le unghie, puoi sentire un fruscio. Inoltre, deve avere un rivestimento di alta qualità che riduca al minimo l'abbagliamento. Ciò significa che nulla dovrebbe riflettersi in esso. Se i riflessi degli oggetti circostanti sono visibili almeno da qualsiasi angolazione, è meglio trovare un altro pannello.

Selezione della sezione del cavo e sottigliezze del collegamento elettrico

È necessario collegare i pannelli solari per la casa con un cavo unipolare in rame. La sezione trasversale dell'anima del cavo dipende dalla distanza tra il modulo e la batteria:

• distanza inferiore a 10 metri:
  • 1,5 mm2 per pannello solare da 100 W;
  • per due batterie - 2,5 mm2;
  • tre batterie - 4,0 mm2;
• distanza superiore a 10 metri:
  • per collegare un pannello, prendiamo 2,5 mm2;
  • due - 4,0 mm2;
  • tre - 6,0 mm2.

Puoi prendere una sezione più grande, ma non meno (ci saranno grandi perdite, ma non ne abbiamo bisogno). Quando si acquistano i cavi, prestare attenzione alla sezione effettiva, poiché oggi le dimensioni dichiarate molto spesso non corrispondono a quelle effettive. Per verificare, dovrai misurare il diametro e leggere la sezione (come fare, puoi leggere Qui).

Pannelli solari per la casa: collegamento elettrico

Durante l'assemblaggio del sistema, è possibile sfruttare i vantaggi dei pannelli solari utilizzando un cavo multipolare di sezione adeguata e per uno meno utilizzare uno spesso. Prima di collegare alle batterie, passiamo tutti i "plus" attraverso diodi o gruppi di diodi con un catodo comune. Ciò impedisce che la batteria vada in cortocircuito (potrebbe causare un incendio) se i cavi tra le batterie e la batteria sono in cortocircuito o rotti.

I diodi utilizzano i tipi SBL2040CT, PBYR040CT. Se non vengono trovati, possono essere rimossi dai vecchi alimentatori dei personal computer. Di solito ci sono SBL3040 o simili. È desiderabile passare attraverso i diodi. Non dimenticare che si surriscaldano, quindi è necessario montarli su un radiatore (puoi usarne uno solo).

Il sistema richiede anche una scatola dei fusibili. Uno per ogni consumatore. Colleghiamo l'intero carico attraverso questo blocco. Innanzitutto, il sistema è più sicuro in questo modo. In secondo luogo, se si verifica un problema, è più facile determinarne la fonte (tramite un fusibile bruciato).