Baterías solares: consejos para elegir, características.
Se pueden comprar paneles solares para suministrar electricidad a una casa particular, casa de verano u otras instalaciones. La complejidad de su elección radica en la necesidad de crear un sistema equilibrado de diferentes elementos. Estos incluyen: paneles de fotos y batería, inversor y controlador.
Tabla de contenido:
Cómo funciona y funciona la batería solar
La batería solar es una fuente de electricidad independiente. El dispositivo consta de una serie de semiconductores que convierten la radiación solar en corriente. Los paneles absorbentes varían en tamaño desde un par de milímetros hasta varios metros..
La batería consta de dos capas con diferente conductividad. La energía solar expulsa electrones del cátodo y caen a los terrenos baldíos del ánodo. Resulta su ciclo. Históricamente, la primera célula solar fue el selenio. Pero su desempeño fue bajo.
En 1954, representantes de la empresa de telecomunicaciones estadounidense propusieron reemplazarlo por silicio. Y después de 4 años, se lanzó un satélite en una fotocélula. La eficiencia del material monocristalino es del 17% y del material policristalino del 15%..
Desde la producción de los primeros paneles solares, su costo se ha reducido significativamente..
Para una larga vida útil, los elementos del dispositivo se derivan mediante diodos. Lo que reduce la resistencia final del circuito. Por lo general, se colocan en cada cuarto de la longitud de la batería. Este diseño es especialmente importante cuando algunos de los paneles están a la sombra. Los diodos no les permiten convertirse en consumidores actuales..
La electricidad acumulada se almacena en la batería. El voltaje del cual es menor que el potencial entrante. El proceso de carga y su velocidad son controlados por un controlador especial..
Los dispositivos de almacenamiento de energía de plomo y gel se consideran eficaces. Su vida útil es de 10 a 15 años..
El exceso de corriente es absorbido por la resistencia. Los inversores se utilizan para convertir tensión continua en tensión alterna..
El rendimiento de una célula solar depende del ángulo de su inclinación y de la dirección cardinal en la que se dirige. Entonces, el resultado máximo será de tal ubicación del dispositivo:
- sur en un ángulo de 30 ° – 100% de eficiencia,
- sureste / suroeste en un ángulo de 30 ° – 93%,
- este / oeste en un ángulo – 93 °.
Beneficios y eficacia de los dispositivos independientes
Compran paneles solares para casas de veraneo, casas particulares, hoteles en ciudades turísticas. Los usuarios notan algunas de sus ventajas competitivas:
- fuente inagotable de energía,
- disponibilidad general en cualquier área,
- la seguridad ambiental,
- sistema silencioso,
- larga vida útil hasta 25 años,
- apoyo estatal para el desarrollo de fuentes alternativas de electricidad en países europeos,
- posibilidad de montar paneles adicionales para ampliar el sistema,
- baja probabilidad de rotura,
- energía libre en sí,
- autonomía del sistema.
Desventajas de los paneles solares para el hogar.
El uso de paneles solares tiene una serie de desventajas:
- alto costo del sistema,
- la necesidad de un depósito único de una gran cantidad,
- bajo rendimiento en comparación con las fuentes de alimentación tradicionales,
- la necesidad de espacio para acomodar componentes adicionales,
- largo período de recuperación,
- la necesidad de cuidados constantes,
- problemas de eliminación de la batería,
- la probabilidad de robo de equipos costosos,
- ineficacia en invierno, estaciones de niebla y nubladas.
Cuando se recomiendan los paneles solares
El costo de una fuente de alimentación autónoma depende de su capacidad y rendimiento. Y cuanto más grande es, menor es el precio de las unidades de sus componentes..
Los poderosos paneles solares se pueden comprar desde $ 330 hasta $ 530. Para proporcionar electricidad a una casa para 4 personas, será necesario invertir entre 15 y 25 mil dólares..
En Europa occidental, la demanda de fuentes alternativas de alimentos es mayor, porque hay una mayor riqueza de personas. Además, existe la posibilidad de transferir la energía acumulada a la red general. Al mismo tiempo, el precio de compra del estado es más alto que las tarifas de consumo..
Es recomendable utilizar la energía de los paneles solares cuando hay falta de electricidad en la región. Por ejemplo, en una ciudad turística donde se introducen restricciones de consumo durante la “temporada”.
O la casa está lejos de la fuente de energía. Y colocar una red de cables es más caro que el costo de las baterías..
Es mejor utilizar la energía del sol cuando la niebla y el mal tiempo no obstruyen su flujo. Por ejemplo, en el sur del país en una colina..
Para una mayor eficiencia del panel solar, siga las instrucciones de instalación que vienen del fabricante..
Modos de suministro de energía autónomos
Al elegir un sistema de suministro de energía solar, se debe considerar la potencia máxima requerida. Se calcula sumando las capacidades de todas las herramientas domésticas y otros consumidores eléctricos. También debe determinar la tarifa diaria promedio. Depende del modo de autonomía de la red general..
Reemplazo completo de la fuente de alimentación habitual, acompañado de una desconexión de la fuente de alimentación de la ciudad. La cantidad de energía requerida está determinada por las lecturas del medidor para períodos anteriores. Al mismo tiempo, es aconsejable tener en cuenta los posibles consumidores eléctricos futuros, cuya reserva es mejor hacer con anticipación. Por lo general, necesita al menos 600 kW por mes para proporcionar una casa para 3-4 personas.
Con suministro de energía parcial, la energía principal proviene de la red, el resto de paneles solares. Los dispositivos, dispositivos y sistemas que requieren más de 2 kW / ho 5 kW / día permanecen en una fuente de energía tradicional. Por ejemplo, calefacción por suelo radiante, caldera eléctrica, lavadora, calentador, plancha. Este modo requiere 2 – 2,5 kW / h.
El suministro de electricidad moderado cambia la forma en que vive. El trabajo abundante, como un gran lavado, se realiza periódicamente 1 o 2 veces al mes. Durante un período de alta actividad solar. El calentamiento de agua también se limita al suministro por hora. El sistema requiere 150 kW por mes con un posible consumo medio de energía de 4 a 6 kW / h. La potencia máxima puede alcanzar los 10 kWh.
El modo básico utiliza 100 kW por mes. Los propietarios se encuentran en un estado de ahorro energético, monitoreando constantemente el encendido de la luz y otros consumidores actuales. Los trabajos que requieren mucha energía se realizan antes de la hora del almuerzo. Para que la batería acumule una cantidad suficiente de carga hasta la noche.
El modo de emergencia se utiliza en situaciones de emergencia y durante varios días. Después, se supone que restaurará el nivel habitual de suministro de energía de la red. Se utiliza para cubrir las necesidades básicas de los vecinos de la casa. El consumo medio de energía por día no supera los 2 kW con un valor máximo de 6 kW / h.
Después de determinar el nivel de energía requerida, puede continuar con la selección de un sistema de panel solar específico..
Elección de paneles solares
Los paneles solares tienen las siguientes características:
- el tamaño,
- material de fabricación,
- poder,
- voltaje nominal y en potencia máxima,
- corriente a máxima potencia,
- corriente de cortocircuito,
- Rango de temperatura de funcionamiento,
- toda la vida.
Al elegir fotocélulas, se deben tener en cuenta todos los indicadores anteriores..
Para lograr el nivel de voltaje requerido, los paneles se conectan en paralelo en bloques. Es importante comprender que se utilizan elementos del mismo tipo para combinar. Pero, si la elección es entre una batería grande o un par de pequeñas, entonces es mejor dar preferencia a la primera opción. Dado que no hay conexiones adicionales en él, lo que aumenta la confiabilidad de la estructura..
Los tamaños típicos de los paneles son 1 – 2 m² a 220 – 250 W.
Las baterías modernas están hechas de silicona..
El costo de una celda solar depende de su tipo. Los paneles fotográficos son monocristalinos y policristalinos. Los primeros se distinguen por una mayor eficiencia al nivel del 17,5% con un indicador comparativo del 15% del análogo. Pero su costo es mayor. Pero en la estructura terminada, al convertir la energía recibida en costos, el costo de 1 vatio es aproximadamente igual. La vida útil de los paneles es la misma. Pero la actividad del sol no es constante en diferentes períodos del año. Por lo tanto, es preferible comprar células solares monocristalinas..
La tensión nominal es la medida para la que está diseñado el dispositivo en condiciones normales de funcionamiento. Al mismo tiempo, el máximo es más alto en un 5-10%..
En el caso de los paneles solares, dé preferencia a los paneles de 24 voltios. Un indicador más alto es raro. Y los dispositivos de 12V están diseñados para sistemas pequeños. Suelen utilizarse por motivos arquitectónicos cuando el espacio para una batería es limitado..
La instalación es capaz de funcionar a una determinada temperatura. La solución óptima es el rango de -40 ° С a + 90 ° С.
Según las opiniones de los consumidores, los paneles solares funcionan correctamente durante 20 a 25 años. Además, su eficacia disminuye entre un 7 y un 8% cada 10 años..
Elegir un controlador e inversor
El controlador está montado entre el panel solar y la batería. Controla el nivel de voltaje proveniente de los fotopaneles, en función del nivel de carga del acumulador de energía. Entonces, al 100% de acumulación, la sobrecarga se evita desconectando el suministro de voltaje a la batería..
Las costosas tecnologías rastrean los cambios en los flujos entrantes y los equilibran. Esto logra el mayor rendimiento posible de la batería en cualquier momento del día o de la temporada. Los controladores de seguimiento del punto de máxima potencia son útiles en sistemas grandes. Y al proporcionar energía a una casa particular, un modelo bastante simplificado. Por ejemplo, tipo PWM.
Dichos dispositivos, con un nivel de carga de la batería del 80% o más, reducen el voltaje de la batería solar y lo mantienen. A modo de comparación, los controladores ON / OFF, que son los analógicos más baratos, simplemente apagan el sistema.
También es importante que la centralita pueda compensar la temperatura y asumir la elección del tipo de batería..
Los fabricantes de paneles solares, al abandonar el controlador, recomiendan medir constantemente la carga de la batería con un voltímetro. Y, si es necesario, apague manualmente el sistema. Porque la sobrecarga reducirá la vida útil de la unidad..
El inversor convierte el voltaje de CC en voltaje de CA. La clasificación de voltaje de entrada debe estar relacionada con la potencia del dispositivo. Entonces, con su potencia de 600 W, U = 24 V es suficiente y, en consecuencia, 48 V con mayor potencia.
Si hablamos de los tipos de inversores, el menor problema será un dispositivo sinusoidal..
Un indicador indirecto es el peso del equipo. Dado que el transformador destaca por su considerable masa, convencionalmente, 1 kg del inversor va a 100 W. Y, por lo tanto, un convertidor de 1000 W de alta calidad pesa entre 8 y 10 kg.
La potencia de salida nominal debe ser igual a la potencia de todos los consumidores eléctricos..
Selección de batería
La batería debe elegirse en función de la cantidad de energía que almacenará. Para ello, se determina el requerimiento energético diario de los diferentes consumidores. Al mismo tiempo, se realiza una corrección adicional del 10% para las pérdidas de conversión en el inversor..
Si los paneles solares serán una fuente de energía autónoma, entonces la máxima cantidad posible de carga de la batería es importante. Y en caso de modo de respaldo o emergencia del sistema, es necesario dar preferencia a baterías con una larga vida útil..
Las baterías de arranque requieren un mantenimiento constante y se utilizan con poca potencia del sistema. Las contrapartes en gel son menos exigentes de mantener y pueden almacenar más energía. Las baterías selladas e inundadas brindan una larga duración a altos niveles de potencia. Los AGM se utilizan principalmente para el modo de ahorro de energía en espera.
Con las mismas características, el análogo más pesado tendrá el mejor rendimiento real.
Mantenimiento de baterías solares
Los paneles solares requieren más mantenimiento que una red fija. Su superficie debe limpiarse sistemáticamente de suciedad. Como excrementos de pájaros, polvo, rastros de precipitación. Dado que los paneles sucios absorben menos energía solar.
Para la limpieza, basta con lavarlos con un chorro de agua de una manguera. Y para quitar la nieve, use un palo como un trapeador viejo con una capa de goma.
También es necesario cortar las ramas de los árboles que proyectan sombras en la superficie de las baterías. Idealmente, es mejor que en el territorio adyacente de la casa no haya plantaciones altas en absoluto..
Compruebe el estado de los soportes del sistema dos veces al año. Cámbielos si es necesario.