Batterie solari: consigli per la scelta, caratteristiche

I pannelli solari possono essere acquistati per fornire elettricità a una casa privata, una casa estiva o altri locali. La complessità della loro scelta risiede nella necessità di creare un sistema equilibrato di elementi diversi. Questi includono: pannelli fotografici e batteria, inverter e controller.

Sommario:

Come funziona e funziona la batteria solare

La batteria solare è una fonte di elettricità indipendente. Il dispositivo è costituito da una serie di semiconduttori che convertono la radiazione solare in corrente. I pannelli assorbenti variano in dimensioni da un paio di millimetri a diversi metri..

La batteria è composta da due strati con diversa conduttività. L’energia solare fa uscire gli elettroni dal catodo e cadono nelle terre desolate dell’anodo. Si scopre il loro ciclo. Storicamente, la prima cella solare è stata il selenio. Ma la sua prestazione è stata bassa.

Nel 1954, i rappresentanti della società di telecomunicazioni statunitense proposero di sostituirlo con il silicio. E dopo 4 anni, un satellite è stato lanciato su una fotocellula da esso. L’efficienza del materiale monocristallino è del 17% e del materiale policristallino – 15%.

Dalla produzione dei primi pannelli solari, il loro costo è diminuito notevolmente..

Per una lunga durata, gli elementi del dispositivo vengono deviati da diodi. Che riduce la resistenza finale del circuito. Di solito sono posizionati su ogni quarto della lunghezza della batteria. Questo design è particolarmente importante quando alcuni pannelli sono in ombra. I diodi non consentono loro di trasformarsi in consumatori attuali.

L’elettricità accumulata viene immagazzinata nella batteria. La cui tensione è inferiore al potenziale in ingresso. Il processo di ricarica e la sua velocità sono controllati da uno speciale controller.

I dispositivi di accumulo di energia al piombo e al gel sono considerati efficaci. La loro durata è di 10-15 anni..

La corrente in eccesso viene assorbita dalla resistenza. Gli inverter vengono utilizzati per convertire la tensione continua in tensione alternata..

Le prestazioni di una cella solare dipendono dall’angolo della sua inclinazione e dalla direzione cardinale in cui è diretta. Quindi, il risultato massimo sarà da un tale posizionamento del dispositivo:

• sud con un angolo di 30 ° – 100% di efficienza,
• sud-est/sud-ovest con un angolo di 30° – 93%,
• est/ovest ad angolo – 93 °.

Vantaggi ed efficacia dei dispositivi autonomi

Comprano pannelli solari per cottage estivi, case private, hotel in località turistiche. Gli utenti notano una serie di vantaggi competitivi:

• fonte inesauribile di energia,
• disponibilità generale in qualsiasi zona,
• Sicurezza ambientale,
• sistema silenzioso,
• lunga durata fino a 25 anni,
• sostegno statale per lo sviluppo di fonti alternative di energia elettrica nei paesi europei,
• possibilità di montare pannelli aggiuntivi per espandere il sistema,
• bassa probabilità di rottura,
• l’energia libera stessa,
• autonomia del sistema.

Svantaggi dei pannelli solari per la casa

L’uso dei pannelli solari presenta una serie di svantaggi:

• alto costo del sistema,
• la necessità di un deposito una tantum di grande importo,
• basse prestazioni rispetto agli alimentatori tradizionali,
• la necessità di spazio per ospitare componenti aggiuntivi,
• lungo periodo di ammortamento,
• la necessità di cure costanti,
• problemi di smaltimento della batteria,
• la probabilità di furto di apparecchiature costose,
• inefficienza in inverno, stagioni nebbiose e nuvolose.

Quando sono consigliabili i pannelli solari

Il costo di un alimentatore autonomo dipende dalla sua capacità e dalle sue prestazioni. E più è grande, più basso è il prezzo delle unità dei suoi componenti..

Potenti pannelli solari possono essere acquistati da $ 330 a $ 530. Per fornire elettricità a una casa per 4 persone, sarà necessario investire 15-25 mila dollari..

In Europa occidentale, la domanda di fonti alternative di cibo è maggiore, perché c’è una maggiore ricchezza di persone. Inoltre, c’è la possibilità di trasferire l’energia accumulata alla rete generale. Allo stesso tempo, il prezzo di acquisto dallo Stato è superiore alle tariffe per il consumo.

Si consiglia di utilizzare l’energia dei pannelli solari in caso di mancanza di elettricità nella regione. Ad esempio, in una località turistica dove vengono introdotte restrizioni ai consumi durante la “stagione”.

Oppure la casa è lontana dalla fonte di alimentazione. E posare una rete di fili è più costoso del costo delle batterie.

È meglio utilizzare l’energia del sole quando nebbia e maltempo non ne ostacolano il flusso. Ad esempio, nel sud del paese su una collina.

Per una maggiore efficienza del pannello solare, seguire le istruzioni di installazione fornite dal produttore..

Modalità di alimentazione autonoma

Quando si sceglie un sistema di alimentazione solare, è necessario considerare la potenza massima richiesta da esso. Viene calcolato sommando le capacità di tutti gli utensili domestici e di altri consumatori elettrici. È inoltre necessario determinare la tariffa giornaliera media. Dipende dalla modalità di autonomia dalla rete generale.

Sostituzione completa della normale fonte di alimentazione, accompagnata da una disconnessione dalla rete elettrica cittadina. La quantità di energia richiesta è determinata dalle letture del contatore per i periodi precedenti. Allo stesso tempo, è consigliabile prendere in considerazione possibili futuri consumatori elettrici, la cui riserva è meglio fare in anticipo. Di solito occorrono almeno 600 kW al mese per fornire una casa per 3-4 persone.

Con alimentazione parziale, l’energia principale proviene dalla rete, il resto dai pannelli solari. Dispositivi, dispositivi e sistemi che richiedono più di 2 kW/h o 5 kW/giorno rimangono su una fonte di alimentazione tradizionale. Ad esempio riscaldamento a pavimento, boiler elettrico, lavatrice, termosifone, ferro da stiro. Questa modalità richiede 2 – 2,5 kW / h.

Una fornitura moderata di elettricità cambia il tuo modo di vivere. Il lavoro capiente, come un grande lavaggio, viene eseguito periodicamente 1 – 2 volte al mese. Durante un periodo di elevata attività solare. Anche il riscaldamento dell’acqua è limitato alla fornitura oraria. L’impianto richiede 150 kW al mese con un possibile consumo energetico medio di 4 – 6 kW/h. La potenza di picco può raggiungere i 10 kWh.

La modalità di base utilizza 100 kW al mese. I proprietari sono in uno stato di risparmio energetico, monitorando costantemente l’accensione della luce e altre utenze attuali. I lavori che richiedono molta energia vengono eseguiti prima dell’ora di pranzo. In modo che la batteria accumuli una carica sufficiente fino a sera.

La modalità di emergenza viene utilizzata in situazioni di emergenza e per diversi giorni. Successivamente, dovrebbe ripristinare il normale livello di alimentazione dalla rete. Viene utilizzato per fornire i bisogni primari dei residenti della casa. Il consumo energetico medio giornaliero non supera i 2 kW con un valore di picco di 6 kW/h.

Dopo aver determinato il livello di energia richiesta, si può procedere con la scelta di uno specifico sistema di pannelli solari..

Scelta dei pannelli solari

I pannelli solari hanno le seguenti caratteristiche:

• la dimensione,
• materiale di fabbricazione,
• potenza,
• tensione nominale e alla potenza di picco,
• corrente alla massima potenza,
• corrente di cortocircuito,
• Intervallo operativo di temperatura,
• tutta la vita.

Quando si scelgono le fotocellule, è necessario tenere conto di tutti gli indicatori di cui sopra..

Per raggiungere il livello di tensione richiesto, i pannelli sono collegati in parallelo in blocchi. È importante capire che gli elementi dello stesso tipo vengono utilizzati per combinare. Ma se la scelta è tra una batteria grande o un paio di piccole, allora è meglio dare la preferenza alla prima opzione. Poiché non ci sono connessioni aggiuntive in esso, il che aumenta l’affidabilità della struttura.

Le dimensioni tipiche dei pannelli sono 1 – 2 m² a 220 – 250 W.

Le batterie moderne sono fatte di silicio.

Quanto costa una cella solare dipende dal suo tipo. I pannelli fotografici sono mono e policristallini. I primi si distinguono per una maggiore efficienza a livello del 17,5% con un indicatore comparativo del 15% dell’analogo. Ma il loro costo è più alto. Ma nella struttura finita, quando si converte l’energia ricevuta in costi, il costo di 1 Watt è approssimativamente uguale. La durata dei pannelli è la stessa. Ma l’attività del sole non è costante nei diversi periodi dell’anno. Pertanto, è preferibile acquistare celle solari monocristalline.

La tensione nominale è la misura per la quale il dispositivo è progettato in condizioni operative normali. Allo stesso tempo, il massimo è più alto del 5 – 10%.

Nel caso dei pannelli solari, privilegiare i pannelli a 24 volt. Un indicatore più alto è raro. E i dispositivi a 12V sono progettati per piccoli sistemi. Di solito vengono utilizzati per motivi architettonici quando lo spazio per una batteria è limitato..

L’impianto è in grado di funzionare a una certa temperatura. La soluzione ottimale è l’intervallo da -40 ° С a + 90 ° С.

Secondo le recensioni dei consumatori, i pannelli solari funzionano correttamente per 20-25 anni. Inoltre, la loro efficacia diminuisce del 7 – 8% ogni 10 anni..

Scegliere un controller e un inverter

Il controller è montato tra il pannello solare e la batteria. Controlla il livello di tensione proveniente dai pannelli fotografici, a seconda del livello di carica dell’accumulo di energia. Quindi, con un accumulo del 100%, il sovraccarico viene impedito scollegando l’alimentazione di tensione alla batteria.

Le tecnologie costose tengono traccia dei cambiamenti nei flussi in entrata e li bilanciano. Ciò consente di ottenere le massime prestazioni della batteria in qualsiasi momento della giornata o della stagione. I controller di rilevamento del punto di massima potenza sono utili nei sistemi di grandi dimensioni. E quando si fornisce energia a una casa privata, un modello piuttosto semplificato. Ad esempio, tipo PWM.

Tali dispositivi, con un livello di carica della batteria pari o superiore all’80%, riducono la tensione della batteria solare e la mantengono. Per confronto, i controller ON / OFF, che sono gli analoghi più economici, spengono semplicemente il sistema.

È inoltre importante che la centralina possa compensare la temperatura e assumere la scelta del tipo di batteria..

I produttori di pannelli solari, quando abbandonano il controller, raccomandano di misurare costantemente la carica della batteria con un voltmetro. E, se necessario, spegnere manualmente il sistema. Perché il sovraccarico ridurrà la durata dell’unità.

L’inverter converte la tensione CC in tensione CA. La tensione di ingresso dovrebbe essere correlata alla potenza del dispositivo. Quindi con la sua potenza di 600 W, U = 24 V è sufficiente, e di conseguenza 48 V con potenza maggiore.

Se parliamo dei tipi di inverter, il minimo problema sarà un dispositivo sinusoidale..

Un indicatore indiretto è il peso dell’attrezzatura. Poiché il trasformatore si distingue per la sua notevole massa, convenzionalmente 1 kg di inverter va a 100 W. E quindi un convertitore da 1000 W di alta qualità pesa 8 – 10 kg.

La potenza di uscita nominale deve essere uguale alla potenza di tutti i consumatori elettrici.

Selezione della batteria

La batteria dovrebbe essere scelta in base alla quantità di energia che immagazzinerà. Per questo, viene determinato il fabbisogno energetico giornaliero per diversi consumatori. Allo stesso tempo, viene apportata un’ulteriore correzione del 10% per le perdite di conversione nell’inverter..

Se i pannelli solari saranno una fonte di alimentazione autonoma, è importante la massima quantità possibile di carica della batteria. E in caso di backup o modalità di emergenza del sistema, è necessario privilegiare le batterie con una lunga durata..

Le batterie di avviamento richiedono una manutenzione costante e vengono utilizzate con una bassa potenza del sistema. Le controparti in gel richiedono meno manutenzione e possono immagazzinare più energia. Le batterie sigillate e allagate garantiscono una lunga autonomia a livelli di potenza elevati. Gli AGM vengono utilizzati principalmente per la modalità di risparmio energetico in standby.

Con le stesse caratteristiche, l’analogo più pesante avrà le migliori prestazioni reali.

Manutenzione della batteria solare

I pannelli solari richiedono più manutenzione di una rete fissa. La loro superficie deve essere sistematicamente pulita dallo sporco. Come escrementi di uccelli, polvere, tracce di precipitazioni. Poiché i pannelli sporchi assorbono meno energia solare.

Per la pulizia, è sufficiente lavarli con un getto d’acqua da un tubo. E per rimuovere la neve, usa un bastoncino come un vecchio mocio con uno strato di gomma.

È inoltre necessario tagliare i rami degli alberi che proiettano ombre sulla superficie delle batterie. Idealmente, è meglio che nel territorio adiacente alla casa non ci siano affatto piantagioni alte.

Controllare le condizioni dei supporti del sistema due volte l’anno. Cambiali se necessario.