¿Cómo hacer una batería solar con tus propias manos?
Muchas empresas en Internet venden paneles prefabricados que están directamente conectados con el consumidor. Pero tales dispositivos son mucho más caros que los elementos individuales. Debido a la peculiaridad de la zona climática, es poco probable que pueda cambiar completamente a la electricidad solar, por lo tanto, los paneles solares listos para usar solo pueden pagar en 10-40 años. Para ahorrar en costosos paneles de fábrica, es mucho más rentable comprar módulos fotovoltaicos y accesorios para ellos y ensamblar las células en una sola batería solar usted mismo.
¿Qué opción elegir?
Lo primero que necesitas es comprar un convertidor fotovoltaico. Varios modelos son ofrecidos por fabricantes nacionales y extranjeros. Las opciones más baratas son las células solares de silicio chinas. Tienen una serie de inconvenientes, pero, en comparación con los estadounidenses y los domésticos, son mucho más baratos. Todos los modelos, según el tipo, se dividen en tres tipos:
- módulos monocristalinos – consisten en cristales cultivados artificialmente de tamaño suficientemente grande. Tienen la eficiencia más alta de 13 – 26% y la vida útil más larga de 25 años. La desventaja de los paneles solares basados en ellos es la disminución de la eficiencia máxima durante el período de funcionamiento.
- células solares policristalinas – en comparación con los anteriores, tienen una vida útil mucho más corta, como afirma el fabricante: 10 años. Además, pueden dar solo un 10 – 12% de eficiencia, en comparación con los anteriores, pero este parámetro permanece constante para ellos durante todo el período de operación.
- baterías amorfas – Son baterías de película en las que se deposita silicio amorfo sobre una base flexible. Estas fotocélulas aparecieron hace relativamente poco tiempo y se pueden pegar a cualquier superficie: ventanas, paredes, etc. Se caracterizan por la eficiencia más baja – 5 – 6%.
La elección de un tipo particular depende de sus deseos y tareas. Por ejemplo, si la cantidad de radiación solar es relativamente baja en su área, es mejor instalar convertidores monocristalinos, ya que tienen la mayor eficiencia.
Preparación de herramientas y selección de materiales.
Además de los convertidores, para ensamblar un panel solar completo, necesitará los siguientes materiales:
- Soldadura – Se necesitan aleaciones de estaño de bajo punto de fusión para una batería solar.
- Cables de conexión – Se seleccionan grados de cobre de un solo hilo. Los conductores desnudos se utilizan para conectar placas monocristalinas y policristalinas, y los aislados se utilizan para drenar la electricidad.
- Marco – crea el marco principal en el que se ubica toda la batería solar. Se compone de una base: aglomerado, USB, madera contrachapada y otros, tablones de metal o madera, esquinas y tornillos autorroscantes para su conexión.
- Placa de vidrio o resina – crear una capa protectora sobre las placas monocristalinas, también, en combinación con el marco, sirven para ocultar los elementos de los efectos de la precipitación y el estrés mecánico.
- Sellador – el mejor material para sellar es el epoxi, pero es un placer bastante costoso, por lo que se puede reemplazar con sellador de silicona.
- Batería recargable – diseñado para acumular energía eléctrica durante las horas del día con el fin de su uso posterior. No vale la pena ahorrar al elegir una batería, ya que un modelo de alta calidad durará mucho más.
- Inversor – se utiliza para convertir voltaje directo a voltaje alterno. Se requiere un convertidor de voltaje para conectar cualquier electrodoméstico a la batería solar.
De las herramientas, necesitará una sierra para metales, un taladro, un destornillador o un destornillador normal para apretar tornillos autorroscantes, un multímetro o un amperímetro para determinar el rendimiento de una batería solar y un soldador.
Redacción de un proyecto
En la etapa de preparación del proyecto, es necesario determinar el lugar más adecuado para instalar una batería solar. Determine de qué lado del sitio hay más luz solar, la sombra de los árboles y otros edificios no cae. La ubicación de la instalación puede ser en el suelo, techos inclinados, paredes o estructuras independientes. Por ejemplo, si desea instalar un panel solar en el techo, debe asegurarse de que la estructura pueda soportar su peso.
Debido al hecho de que el rendimiento máximo de las células monocristalinas y policristalinas se garantiza solo cuando la luz del sol las golpea perpendicularmente, es deseable ensamblar un diseño ajustable para ellas. Lo que te permitirá cambiar el ángulo de inclinación de la batería solar, según la estación o incluso la hora del día. Dado que la posición de la fuente de luz en diferentes períodos del año y del día es significativamente diferente (Figura 1).
Arroz. 1: la dependencia de la posición del sol en la época del año
También tenga en cuenta que una batería instalada permanentemente, por ejemplo, que produce 7 kWh en condiciones ideales, solo producirá 3 kWh por la mañana y por la noche. En consecuencia, cuando se instala en una sola posición, la batería solo entregará potencia nominal durante algunos meses al año. Si decide montarlo en posición estacionaria, los paneles deben colocarse en un ángulo de 50 a 60º, se establecen dos límites para los ajustables: invierno a 70º y verano a 30º, y en el período intermedio, se inclinan como estacionario.
Para determinar el número de placas, es necesario calcular qué corriente eléctrica o potencia genera una de ellas o 1 m 2 . Como regla general, 1 m 2 produce alrededor de 125 W, por lo que para obtener alrededor de 2,5 kW para las necesidades domésticas, debe instalar 20 m 2 de paneles.
El procedimiento para la fabricación de una batería solar.
Los elementos de silicio policristalino o monocristalino deben combinarse en un solo panel. Para hacer esto, suelde los contactos a los conductores. El procedimiento de soldadura es el siguiente:
- Corte los conductores desnudos en partes iguales debajo del patrón, de tal longitud que sea el doble del tamaño del elemento de la batería solar. Figura 2: Mida los conductores usando un calibre
- Coloque los módulos sobre una superficie plana (vidrio, lámina de madera contrachapada, mesa, etc.).
- Limpie los contactos eléctricos y estañe con estaño, no necesita aplicar una gran cantidad de soldadura aquí, es suficiente para cubrir ligeramente el contacto. Figura 3: obtener contactos
- Suelde conductores preestañados a los contactos, tenga en cuenta que no puede presionar las placas con fuerza, ya que son muy frágiles. Figura 4: Suelde el cable al elemento
- Mida la corriente de un elemento con conductores, esto ayudará a calcular el valor total de toda la batería.
Si las células solares que compró ya están equipadas con conductores de conexión, puede omitir este paso e ir directamente a hacer el marco.
Fabricación de cuadros
El marco de la batería solar es una caja con lados bajos, que está cubierta con vidrio transparente. Para hacer un marco:
- Tome una hoja rectangular de madera contrachapada o aglomerado de un tamaño tal que se pueda colocar la cantidad requerida de elementos. Taladre pequeños agujeros a una distancia de 10 cm entre sí para ventilación. Arroz. 5: taladrar agujeros para ventilación
- Pegue listones de madera de no más de 2 cm de altura a lo largo del borde de la lámina para que no proyecten sombra sobre los receptores solares. Fije las tablas con tornillos pequeños.
- Corta la tapa de vidrio o resina transparente. Sus dimensiones deben corresponder a la lámina inferior o ser más pequeñas, según se preste o no a taladrar. Si la cubierta se puede sujetar con un tornillo, entonces el tamaño puede ser idéntico, si el vidrio puede explotar al intentar perforar, hágalo más pequeño de 0,5 a 1 cm. 6: preparar la tapa de cristal
- Haga un marco de sujeción para la cubierta transparente superior del panel solar desde la esquina de aluminio, pero no presione nada todavía.
Intente elegir un material para una cubierta transparente sin reflejos, de lo contrario, se reflejará parte de la energía del sol, lo que reducirá significativamente la eficiencia. Después de hacer el marco, monte el panel solar.
Módulos de fabricación
Esta etapa requiere especial cuidado y atención, ya que es donde se forma el circuito eléctrico de la batería solar. Si permite quemaduras o grietas, puede arruinar no solo un elemento en particular, sino todo el módulo, que eventualmente tendrá que ser rehecho.
- Coloque los colectores solares boca abajo sobre la cubierta transparente. Lo óptimo entre los elementos debe ser de 3 a 5 mm, si esto es difícil de lograr la primera vez, puede hacer marcas en el vidrio. Arroz. 8: Organizar los elementos
- Suelde con cuidado los cables de cada elemento “+” a “+” y “-” a “-“. Los contactos positivos deben ubicarse en el lado frontal y los contactos negativos en el interior. Arroz. 9: soldar los cables de los elementos
Todos los elementos están conectados en serie de arriba a abajo, para no aplastar los inferiores al soldar. Suelde las filas verticales a un bus común.
- Pegue las fotocélulas a la tapa transparente, para ello, aplique un poco de sellador en el centro del elemento y presione suavemente hacia abajo. Asegúrese de que esté ubicado estrictamente de acuerdo con el marcado, con la superficie de trabajo hacia el vidrio, de lo contrario, será problemático volver a pegarlo más tarde. Arroz. 10: pegar los elementos al cristal
- Taladre agujeros en el marco para la salida del bus de batería solar positivo y negativo. Incluya un controlador de carga en el circuito de la batería, que evitará que la batería se descargue a la batería solar durante la noche. Para hacer esto, seleccione las características de los diodos que aseguren el bloqueo completo del circuito de la corriente inversa.
- Fije los cables del panel solar en los orificios con sellador y colóquelos en el marco. Figura 11: Selle los cables con sellador
Después de haber ensamblado la batería, verifique su rendimiento. Sacarlo al sol y medir la corriente en los terminales.
Arroz. 12: sácalo al exterior y compruébalo con un multímetro
Compare este valor con el valor medido previamente para una celda solar. Para verificar la exactitud, multiplique el número de celdas por la corriente de una, si el dispositivo mostró tal valor o cerca de él, la batería solar está ensamblada correctamente y se puede sellar.
Para el sellado se utilizan compuestos o sellantes de silicona, que son aptos para temperaturas bajo cero. Para hacer esto, la batería solar puede llenarse por completo o aplicarse sellador solo entre los módulos.
Arroz. 13: llenar con sellador
La segunda opción es más económica, pero la primera te proporcionará mucha más fiabilidad y un mejor sellado. Después del sellado, se instala una presión moderada en la parte superior hasta que solidifica por completo.
Arroz. 14: establece una presión moderada
Antes de verter, puede instalar un amortiguador de gomaespuma densa entre las células fotovoltaicas del panel solar y el tablero de partículas. El ancho de la gomaespuma se elige menor que la altura del lado, en este caso la altura es de 2 cm, respectivamente, puede tomar gomaespuma de 1,5 cm de espesor. Instale baterías listas para usar y probadas de acuerdo con el diseño redactado y conéctese a la red eléctrica de la casa a través de una batería y un inversor.
