Paneles solares (baterías) para el hogar

Con los precios de la electricidad en constante aumento, inevitablemente comenzará a pensar en utilizar fuentes naturales para el suministro de energía. Una de estas posibilidades son los paneles solares para el hogar o las casas de veraneo. Si lo desea, pueden satisfacer todas las necesidades de incluso una casa grande.

Diseño de sistemas de energía solar

Convertir la energía del sol en electricidad: esta idea no dejó a los científicos dormir durante mucho tiempo. Con el descubrimiento de las propiedades de los semiconductores, esto fue posible. Las células solares utilizan cristales de silicio. Cuando la luz solar los golpea, se forma en ellos un movimiento dirigido de electrones, que se llama corriente eléctrica. Cuando se conecta una cantidad suficiente de tales cristales, obtenemos corrientes bastante decentes en magnitud: un panel con un área de un poco más de un metro (1.3-1.4 m2 con un nivel de iluminación suficiente puede producir hasta 270 W (voltaje 24 V).

Los paneles solares eléctricos para el hogar abren muchas posibilidades

Dado que la iluminación cambia según el clima y la hora del día, es imposible conectar directamente los dispositivos a los paneles solares. Necesitas un sistema completo. Además de los paneles solares, necesita:

• Batería. Durante las horas del día, bajo la influencia de la luz solar, los paneles solares generan corriente eléctrica para la casa, cabaña de verano. No siempre se usa en su totalidad, su excedente se acumula en la batería. La energía almacenada se desperdicia en las inclemencias del tiempo.
• Controlador. No es una parte obligatoria, pero sí deseable (con fondos suficientes). Supervisa el nivel de carga de la batería para evitar una descarga o carga excesiva. Ambas condiciones son perjudiciales para la batería, por lo que tener un controlador prolonga la vida útil de la batería. Además, el controlador garantiza un funcionamiento óptimo de los paneles solares.
• Convertidor CC a CA (inversor). No todos los dispositivos están clasificados para corriente continua. Muchos funcionan con 220 voltios CA. El convertidor permite obtener una tensión de 220-230 V.

Paneles solares para el hogar: solo una parte del sistema

Al instalar paneles solares para su hogar o cabaña de verano, puede volverse completamente independiente del proveedor oficial. Pero para esto necesita tener una gran cantidad de baterías, una cierta cantidad de acumuladores. Un conjunto que genera 1,5 kW por día cuesta alrededor de $ 1000. Esto es suficiente para satisfacer las necesidades de la casa de verano o parte del equipo eléctrico de la casa. Un conjunto de paneles solares para la producción de 4 kW por día cuesta alrededor de $ 2200, por 9 kW por día - $ 6200. Dado que los paneles solares para un hogar son un sistema modular, puedes comprar una instalación que cubra parte de las necesidades, aumentando gradualmente su rendimiento.

Tipos de paneles solares

Con el aumento de los precios de la energía, la idea de utilizar energía solar para generar electricidad se está volviendo más popular. Además, con el desarrollo de tecnologías, los convertidores solares se vuelven más eficientes y, al mismo tiempo, más baratos. Entonces, si lo desea, puede satisfacer sus necesidades instalando paneles solares. Pero son de diferentes tipos. Vamos a averiguarlo.

La batería solar en sí es una serie de fotocélulas, que están ubicadas en una carcasa común, protegida por un panel frontal transparente. Para uso doméstico, las células solares se producen a base de silicio, ya que es relativamente económico y las células basadas en él tienen una buena eficiencia (alrededor del 20-24%). Las células solares monocristalinas, policristalinas y de película delgada (flexibles) están hechas a base de cristales de silicio. Algunas de estas fotocélulas están conectadas eléctricamente entre sí (en serie y / o en paralelo) y salen a los terminales ubicados en el cuerpo.

Un panel solar para una casa consta de varias células fluorescentes.

Las fotocélulas se instalan en una carcasa cerrada. El cuerpo de la célula solar está hecho de aluminio anodizado. Es ligero y no se corroe. El panel frontal está hecho de vidrio duradero, que debe soportar cargas de nieve y viento. Además, debe tener ciertas propiedades ópticas: tener la máxima transparencia para transmitir tantos rayos como sea posible. En general, se pierde una cantidad importante de energía por reflexión, por lo que los requisitos de calidad del vidrio son elevados y además está recubierto con un compuesto antirreflectante.

Tipos de células fotovoltaicas para paneles solares.

Los paneles solares para el hogar se fabrican sobre la base de tres tipos de células de silicio;

• Monocristalino. Cada fotocélula es un cristal de silicio. Las células solares monocristalinas tienen una buena eficiencia (alrededor del 24,7%), pero su costo es algo mayor. Se distingue, en primer lugar, por el color azul saturado uniforme y, en segundo lugar, por los bordes redondeados de la fotocélula.
  

  Tipos de células solares de silicio

• Policristalino. Varios pequeños cristales de silicio se combinan en una fotocélula. Tienen una estructura no homogénea, lo que los empeora para absorber la luz solar. Esto se refleja en la eficiencia (20,3%). De hecho, esto significa que un panel solar de la misma potencia ocupará aproximadamente un 20% más de área.
• Película delgada. Son una capa semiconductora depositada sobre un sustrato flexible. Debido a su flexibilidad, se pueden montar en superficies curvas. Pero tienen baja productividad (alrededor del 10,4%), por lo que ocupan grandes superficies (al menos 2 veces más que las policristalinas).

Si tiene un techo inclinado y la fachada está orientada hacia el sur o el este, no tiene sentido pensar demasiado en el área ocupada. Los módulos policristalinos pueden adaptarse bastante. Con la misma cantidad de energía producida, son un poco más baratos.

Cómo elegir el sistema de paneles solares adecuado para su hogar

Existen conceptos erróneos comunes que lo llevan a gastar dinero extra en equipos demasiado costosos. A continuación se presentan recomendaciones sobre cómo construir correctamente un sistema de energía solar y no gastar dinero extra.

Las plantas de energía solar para su hogar pueden ser menos costosas si aborda el problema con cuidado

Qué comprar

No todos los componentes de una planta de energía solar son vitales para su funcionamiento. Es posible prescindir de algunas piezas. Sirven para mejorar la fiabilidad, pero sin ellos el sistema es funcional. Lo primero que debe recordar es obtener paneles solares a fines del invierno, principios de la primavera. En primer lugar, el clima en este momento es excelente, hay muchos días soleados, la nieve refleja el sol, aumentando la iluminación general. En segundo lugar, los descuentos se anuncian tradicionalmente en este momento. Más consejos son los siguientes:

• Compre paneles solares para su hogar con un voltaje de salida de 12 V. Es a partir de este voltaje que funcionan la mayoría de los equipos domésticos y de construcción, lámparas LED, etc. Los aparatos que funcionan con 24 o 48 voltios cuestan mucho menos. Puede mirar los pasaportes o utilizar la búsqueda.
• No utilice lámparas incandescentes para la iluminación. Consumen demasiada electricidad y funcionan a 220 V. Reemplácelos con LED... Para ellos, lo que necesitan es corriente continua de 12 V.
  

  Un sistema de energía solar "completo" se ve así

• No intente comprar un sistema de alta potencia de inmediato para cubrir todas las necesidades posibles. Para comenzar, compre un par de módulos sin un convertidor / inversor, conéctelos al equipo que opera con voltaje constante. Si está satisfecho con el sistema, luego puede aumentar la potencia, comprar un inversor y conectar equipos que operen desde 220-230 V.Y tenga en cuenta que el inversor, incluso con la carga apagada, consume electricidad (las pérdidas de conversión son aproximadamente del 30%). Es decir, por la noche, cuando todo está apagado, simplemente consume la carga de la batería. Además, da una sinusoide lejos de ser ideal. En general, todo lo que puede funcionar con un voltaje constante se alimenta directamente de las baterías.

Si usa solo estos consejos y conecta solo electrodomésticos que operan con voltaje constante, un sistema de paneles solares para una casa costará una cantidad mucho más modesta que el kit más barato. Pero eso no es todo. También puede dejar algunos de los equipos "para más tarde" o prescindir de ellos por completo.

Lo que puedes hacer sin

El costo de un conjunto de paneles solares por 1 kW por día es más de mil dólares. Inversión considerable. Inevitablemente, se preguntará si vale la pena y cuál será el período de recuperación. Con las tarifas actuales, tomará más de un año esperar hasta que se reembolse su dinero. Pero los costos se pueden reducir. No a expensas de la calidad, sino a expensas de una ligera disminución en la comodidad de uso del sistema y debido a un enfoque razonable en la selección de sus componentes.

• No compre helio o baterías de descarga profunda. No valen su dinero. Incluso las baterías de automóvil usadas funcionan bien con paneles solares para el hogar. Funcionan normalmente durante al menos otros 5 años.
  

  Si el área no es limitada, puede comprar una batería solar en fotocélulas policristalinas.

• En principio, puede arreglárselas con menos dinero. No tiene que instalar el controlador. Cuesta al menos $ 150 (y a alta potencia $ 500), y toda su tarea es monitorear el estado de carga de las baterías. Si su presupuesto es ajustado, compre un reloj para automóvil de 12V que también mida voltaje y temperatura. Cuestan entre 2 y 5 dólares y prácticamente cumplen la misma función. Y para evitar la sobrecarga, compre una batería adicional. O dos. La capacidad total de la capacidad "extra" debe ser al menos del 20%. Esto evitará la sobrecarga y aumentará la capacidad del sistema.

Entonces, si el presupuesto es limitado, puede arreglárselas con algunos paneles solares y baterías recargables, cuya capacidad es un 20-25% más alta que la carga máxima de los paneles solares. Para controlar la salud, compre un reloj para automóvil que aún mida el voltaje. Esto le ahorra la necesidad de medir la carga de la batería varias veces al día. En cambio, deberá mirar el reloj de vez en cuando. Eso es todo para empezar. En el futuro, puede comprar paneles solares para su hogar, aumentar la cantidad de baterías. Si lo desea, puede comprar un inversor.

Determinar el tamaño y número de fotocélulas

Una buena celda solar de 12 voltios debe tener 36 celdas, y una celda solar de 24 voltios debe tener 72 fotocélulas. Esta cantidad es óptima. Con menos fotocélulas, nunca obtendrá la corriente indicada. Y esta es la mejor opción.

No debe comprar paneles solares duales: 72 y 144 celdas, respectivamente. En primer lugar, son muy grandes, lo que resulta incómodo para el transporte. En segundo lugar, a temperaturas anormalmente bajas, que tenemos periódicamente, son los primeros en fallar. El hecho es que la película de laminación disminuye considerablemente de tamaño durante las heladas. En paneles grandes, debido a la alta tensión, se descascara o incluso se rasga. Se pierde transparencia, el rendimiento cae drásticamente. Se está reparando el panel.

El panel solar de 4V tiene 7 elementos

Segundo factor. Los paneles grandes deben tener más espesor de caja y vidrio. Después de todo, aumentan las cargas de viento y nieve. Pero esto no siempre se hace, ya que el precio aumenta significativamente.Si ve un panel doble y el precio es más bajo que los dos "normales", es mejor que busque otra cosa.

Una vez más: la mejor opción es un panel solar de 12 voltios para su hogar, compuesto por 36 células solares. Esta es la mejor opción, probada por la práctica.

Especificaciones: que buscar

Los paneles solares certificados siempre indican la corriente y el voltaje de funcionamiento, así como el voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito. Hay que tener en cuenta que todos los parámetros suelen estar indicados para una temperatura de + 25 ° C. En un día soleado en el techo, la batería se calienta a temperaturas muy por encima de esta cifra. Esto explica el voltaje de funcionamiento más alto.

Un ejemplo de las características técnicas de los paneles solares para un hogar

También preste atención al voltaje de circuito abierto. En baterías normales, es de unos 22 V. Y todo estaría bien, pero si trabaja en el equipo sin desconectar los paneles solares, el voltaje de circuito abierto dañará el inversor u otro equipo conectado que no esté diseñado para tal voltaje. Por lo tanto, para cualquier trabajo: cambiar cables, conectar / desconectar baterías, etc. y así sucesivamente, lo primero que debe hacer es desconectar los paneles solares (quitar los terminales). Después de pasar por el circuito, conéctelos en último lugar. Este procedimiento le ahorrará muchos nervios (y dinero).

Cuerpo y vidrio

Los paneles solares para el hogar tienen una carcasa de aluminio. Este metal no se corroe, con suficiente resistencia tiene una pequeña masa. Un cuerpo normal debe ensamblarse a partir de un perfil en el que haya al menos dos refuerzos. Además, el vidrio debe insertarse en una ranura especial y no fijarse desde arriba. Todos estos son signos de calidad normal.

No debe haber resplandor en el estuche

Incluso al elegir un panel solar, preste atención al vidrio. En las baterías normales, tiene textura más que suave. Al tacto, áspero, si sostiene las uñas, puede escuchar un crujido. Además, debe tener un revestimiento de alta calidad que minimice el deslumbramiento. Esto significa que nada debe reflejarse en él. Si los reflejos de los objetos circundantes son visibles al menos desde cualquier ángulo, es mejor buscar otro panel.

Selección de la sección transversal del cable y sutilezas de la conexión eléctrica.

Es necesario conectar paneles solares para el hogar con un cable de cobre de un solo núcleo. La sección transversal del núcleo del cable depende de la distancia entre el módulo y la batería:

• distancia inferior a 10 metros:
  • 1,5 mm2 por panel solar de 100 W;
  • para dos baterías - 2,5 mm2;
  • tres baterías - 4.0 mm2;
• distancia superior a 10 metros:
  • para conectar un panel, tomamos 2.5 mm2;
  • dos - 4,0 mm2;
  • tres - 6,0 mm2.

Puede tomar una sección más grande, pero no menos (habrá grandes pérdidas, pero no la necesitamos). Al comprar cables, preste atención a la sección transversal real, ya que hoy en día las dimensiones declaradas muy a menudo no corresponden a las reales. Para comprobarlo, tendrá que medir el diámetro y leer la sección (cómo hacer esto, puede leer aquí).

Paneles solares para el hogar: conexión eléctrica

Al ensamblar el sistema, puede llevar a cabo las ventajas de los paneles solares utilizando un cable multinúcleo de una sección transversal adecuada, y para un negativo use uno grueso. Antes de conectarnos a las baterías, pasamos todas las "ventajas" por diodos o conjuntos de diodos con un cátodo común. Esto evita que la batería se cortocircuite (podría provocar un incendio) si los cables entre las baterías y la batería están en cortocircuito o rotos.

Los diodos utilizan los tipos SBL2040CT, PBYR040CT. Si no se encuentran, se pueden quitar de las antiguas fuentes de alimentación de las computadoras personales. Suelen haber SBL3040 o similares. Es deseable pasar por diodos. No olvides que se calientan mucho, por lo que debes montarlos en un radiador (puedes usar uno solo).

El sistema también requiere una caja de fusibles. Uno para cada consumidor. Conectamos toda la carga a través de este bloque. Primero, el sistema es más seguro de esta manera. En segundo lugar, si surgen problemas, es más fácil determinar su origen (mediante un fusible fundido).