L’idea di utilizzare l’energia solare per riscaldare una casa o per altre necessità non è nuova; sono stati sviluppati dispositivi che permettono a chiunque di farlo; In molti paesi, i pannelli solari sui tetti sono la regola piuttosto che l’eccezione. Il nostro Paese non è ancora uno di questi, ma da noi installazioni simili si vedono già sempre più spesso. Gli impianti solari per la casa possono essere di due tipi. Il primo sono i collettori solari, che riscaldano il liquido di raffreddamento che scorre al loro interno. Il secondo sono i pannelli solari che generano elettricità. Ne parleremo di seguito.

Pannelli solari convertire la luce solare in energia elettrica. La batteria è composta da una serie di convertitori fotoelettrici, più spesso chiamati fotocellule. Il numero di convertitori nella batteria è arbitrario, la connessione è in serie-parallelo. Come viene determinato il numero di fotocellule? Corrente e tensione richieste. I trasduttori vengono posizionati su qualsiasi superficie piana, uno accanto all'altro. Per colpa di aspetto tali strutture sono spesso chiamate “pannelli solari”.

I pannelli solari per una casa privata sono comuni in alcuni paesi

I pannelli solari di superficie troppo grande sono scomodi da utilizzare nella vita di tutti i giorni e se la potenza maggiore non è sufficiente, diversi dispositivi vengono collegati in cascata. Se è necessaria una grande potenza, può essere necessaria un'area significativa: l'intero tetto, a volte i muri della casa e parte del locale possono essere occupati. Ecco perché i pannelli solari vengono spesso utilizzati nelle case private: c’è spazio per posizionarne un gran numero. I proprietari degli appartamenti possono occupare solo finestre e balconi.

Possibilità di utilizzo

Come puoi utilizzare i pannelli solari per riscaldare la tua casa? Solo per ridurre le bollette elettriche e anche come fonte di backup in caso di interruzione. Ciò contribuirà a raggiungere la stessa indipendenza energetica e a non congelare il sistema di riscaldamento in assenza di un’alimentazione centralizzata.

Quanto realisticamente può un pannello solare soddisfare le tue esigenze di elettricità? Se parliamo di riscaldamento dell’acqua, questo è realistico: per mantenere la funzionalità del sistema saranno necessari al massimo 200-300 W/h. Questo è il tempo medio in cui l'elettronica della caldaia “tira” + pompa di circolazione+ eventuali dispositivi di controllo e controllori. Se il tuo sistema è più grande, prendi i passaporti e conta potenza richiesta. Per 300 Wh saranno sufficienti due pannelli solari di media potenza (la loro potenza totale dovrebbe leggermente superare il fabbisogno).

E non bisogna pensare che se non c’è il sole non ci sarà l’elettricità. Il sistema include necessariamente batterie e un inverter. Scegli la giusta potenza delle batterie e, anche nelle peggiori condizioni meteorologiche, la loro carica durerà per diversi giorni di funzionamento del sistema.

A proposito, molti produttori europei apparecchiature di riscaldamento prevedere il funzionamento congiunto delle loro apparecchiature con convertitori solari (ad esempio, caldaie a gas E ). Ma funzionano con collettori solari (riscaldamento dell'acqua) o con pannelli solari, è necessario considerare ogni tipo di apparecchiatura.

Se è così, è tutto più serio. La potenza della maggior parte di questi riscaldatori è calcolata in kilowatt. Per generare questa quantità di energia sarebbero necessari molti pannelli per elaborare l'energia solare. Installazione di un impianto a pannelli solari per il riscaldamento di un'abitazione privata pavimenti elettrici, può comportare un importo molto decente. Ma l’aspetto positivo del sistema è che la sua potenza può essere aumentata gradualmente. Se possibile, aumenterai il numero di pannelli e la quantità di elettricità generata.

Se lo desideri, puoi salvare: . Come opzioni fatte in casa costerà molte volte più economico di quelli di fabbrica. E questo nonostante dovrai acquistare fotoconvertitori già pronti: la loro fabbricazione in condizioni artigianali è un compito irrealistico. Pertanto - solo quelli già pronti. L'efficienza dei pannelli solari fatti in casa sarà inferiore a quella di fabbrica, ma il prezzo è molte volte inferiore.

Calcolo dei pannelli solari per una casa

Insolazione (quantità energia solare) varia notevolmente di mese in mese. Pertanto, devi prima decidere quale parte dell'elettricità genererai e per quale periodo. Se vuoi produrre da solo il 100% in qualsiasi periodo dell'anno, dovrai contare in base al mese peggiore con il numero minimo di giorni di sole. Ma poi sorgerà la domanda: cosa fare con la quantità in eccesso di elettricità che verrà generata negli altri mesi. Se prevedi di soggiornare solo durante la stagione del giardinaggio, calcola in base all'insolazione più bassa durante questo periodo. In generale, il principio è chiaro.

Quindi devi calcolare cosa potere totale il tuo sistema solare per la tua casa dovrebbe fornire. Per fare ciò, inserisci tutti gli apparecchi elettrici nella tabella e, dai loro passaporti, inserisci i dati su potenza, consumo di corrente e carico in watt. Toccando gli altoparlanti scoprirai di quanta elettricità all'ora hanno bisogno tutte le tue apparecchiature e dispositivi. È chiaro che è improbabile che si accendano tutti contemporaneamente. Puoi provare a calcolare quali funzionano contemporaneamente e selezionare i pannelli solari in base a questa cifra.

Diamo un'occhiata a come contare il numero di pannelli solari utilizzando un esempio. Supponiamo che il fabbisogno di elettricità sia di 10 kW/h, l'irraggiamento nel mese stimato è di 2 kW/h. La potenza della batteria che stavamo per acquistare è di 250 W (0,25 kW). Adesso contiamo 10/2/0,25 = 20 pz. Cioè, avrai bisogno di 20 pannelli solari.

Per ridurre il consumo di elettricità, è necessario sostituire tutte le lampade a incandescenza con lampade a LED e tutte le vecchie apparecchiature dispendiose con quelle a risparmio energetico, quindi non sarà necessario un numero così elevato di pannelli solari.

Tipi di pannelli solari

Esistono diversi convertitori fotoelettrici. Inoltre, il materiale con cui sono realizzati e la tecnologia differiscono. Le prestazioni di questi convertitori dipendono direttamente da tutti questi fattori. Alcune celle solari hanno un’efficienza del 5-7%, e gli sviluppi recenti di maggior successo mostrano un’efficienza del 44% e oltre. È chiaro che dallo sviluppo a uso domestico La distanza è enorme, sia in termini di tempo che di denaro. Ma possiamo immaginare cosa ci aspetta nel prossimo futuro. Per ottenere migliori caratteristiche utilizzano altri metalli delle terre rare, ma con caratteristiche migliorate abbiamo un discreto aumento di prezzo. La produttività media dei convertitori solari relativamente economici è del 20-25%.

Le celle solari al silicio più comuni. Questo semiconduttore è economico, la sua produzione è stata padroneggiata per molto tempo. Ma non hanno il meglio alta efficienza- lo stesso 20-25%. Pertanto, nonostante tutta la diversità, oggi vengono utilizzati principalmente tre tipi di convertitori solari:

• Le più economiche sono le batterie a film sottile. Sono un sottile rivestimento di silicio sul materiale di supporto. Strato di silicone ricoperto pellicola protettiva. Il vantaggio di questi elementi è che funzionano anche con luce diffusa, e quindi è possibile installarli anche sulle pareti degli edifici. Svantaggi: bassa efficienza del 7-10% e anche, nonostante lo strato protettivo, graduale degrado dello strato di silicio. Tuttavia, occupando una vasta area, puoi ottenere elettricità anche con tempo nuvoloso.
• Le celle solari policristalline sono realizzate in silicio fuso, che viene raffreddato lentamente. Questi elementi possono essere distinti dal loro colore blu brillante. Questi pannelli solari hanno una produttività migliore: l'efficienza è del 17-20%, ma con luce diffusa sono inefficaci.
• I più costosi della triade, ma allo stesso tempo abbastanza diffusi, sono i pannelli solari monocristallini. Sono ottenuti dividendo un singolo cristallo di silicio in wafer e hanno una caratteristica geometria con angoli smussati. Questi elementi di efficienza dal 20% al 25%.

Ora, quando vedrai le parole “pannello solare mono” o “cella solare policristallina”, capirai che stiamo parlando di un metodo per produrre cristalli di silicio. Saprai anche che tipo di efficacia puoi aspettarti da loro.

Batteria con convertitori monocristallini

Efficienza dei pannelli solari in inverno

Potresti rimanere sorpreso, ma in una giornata invernale su una superficie verticale cade solo 1,5-2 volte meno energia che in estate. Questi sono i dati per zona centrale Russia. Il quadro peggiora ogni giorno: durante questo periodo estivo riceviamo 4 volte più energia. Ma attenzione: su una superficie verticale. Cioè, sul muro. Se parliamo di una superficie orizzontale, la differenza è già di 15 volte.

Il quadro più triste della produzione di elettricità dai pannelli solari non ti aspetta in inverno, ma in autunno: con tempo nuvoloso, la loro efficienza è 20-40 volte inferiore, a seconda della densità della copertura nuvolosa. In inverno, dopo la caduta della neve, l'insolazione (la quantità di luce che cade sulle batterie) giorni di sole potrebbero avvicinarsi ai valori estivi. Pertanto gli impianti solari domestici producono più elettricità in inverno che in autunno.

Si scopre che per raggiungere un'efficienza prossima alla massima efficienza in inverno, è necessario posizionare i pannelli solari verticalmente o quasi verticalmente. E se le appendete ai muri, è consigliabile orientarle verso sud-est: secondo le statistiche, al mattino il tempo è spesso sereno. Se non è presente il muro sud-orientale o è impossibile installarvi qualcosa, è possibile uscire dalla situazione realizzando supporti speciali. Poi hanno messo i pannelli solari sul tetto. Poiché l'angolo di incidenza dei raggi solari cambia a seconda della stagione, è consigliabile realizzare un supporto con angolo regolabile. C'è una possibilità: gira i pannelli solari "rivolti" a sud-est, non esiste un'opzione del genere, lascia che "guardino" a sud.

Regole di installazione

L'efficienza delle celle solari al silicio dipende dalla quantità di energia solare che cade su di esse (l'intero spettro delle radiazioni). I fattori che possiamo in qualche modo influenzare sono:

Le prestazioni di molti tipi di convertitori sono influenzate dagli indicatori di temperatura: l'intervallo di utilizzo degli elementi in silicio va da -40 o C a +50 o C. Sia le temperature più basse che quelle più alte hanno un impatto negativo sulle prestazioni. alte temperature. Se hai il sole attivo in estate, è importante prevenire il surriscaldamento. Per fare ciò, puoi mettere un panno bianco o un foglio di alluminio sotto il pannello (più efficace). Se il problema persiste e il pannello si surriscalda, ruotarlo o rimontarlo. Sarà necessario scegliere una posizione in cui verrà mantenuto il regime termico e le prestazioni rimarranno piuttosto elevate.

Questi dispositivi mostrano la loro massima produttività se i raggi del sole cadono con un angolo di 90°. Purtroppo questo non è possibile tutto il giorno, ma solo per un breve periodo di tempo. Esistono sistemi di tracciamento speciali che modificano l'angolazione del pannello in modo che la luce cada costantemente nell'angolazione desiderata, ma si tratta di installazioni costose.

Eppure puoi trovare angolo ottimale installazione di pannelli solari. È solo che con una leggera deviazione dall'ideale (meno di 50 o), la produttività diminuisce leggermente, di circa il 5%. Puoi vedere la conferma effettiva di ciò nel video.

Ogni regione ha il proprio angolo per l'installazione di pannelli solari. Può essere determinato sperimentalmente (come hai visto), oppure può essere impostato in base alla latitudine geografica: questa pendenza è considerata la migliore. Molto dipende dall'orientamento del pannello: se lo si guarda a nord o ad est, l'angolo ottimale sarà più piccolo.

Pannelli solari sul tetto

Prima di tutto, devi scoprire se il tetto può sopportare il carico aggiuntivo. Qualsiasi modulo può gestire uno o due moduli, ma per di più dovrai contare.

Per un fissaggio affidabile, devono essere fissati almeno in quattro punti. Inoltre, se stai installando pannelli di fabbrica, non essere pigro nello studio delle istruzioni di installazione: se almeno uno dei punti viene violato, l'apparecchiatura verrà rimossa dalla garanzia. Nella maggior parte dei casi i requisiti sono:

I sistemi di montaggio dei pannelli solari possono essere diversi. Ce ne sono di già pronti (venduti nello stesso luogo in cui vengono venduti i pannelli stessi), ma potete anche utilizzare quelli realizzati da voi. È importante solo utilizzare materiali affidabili e resistenti alla corrosione. Lo spessore delle lamelle e degli elementi di fissaggio deve essere ampio: devono resistere sia ai carichi del vento che alla massa dei pannelli con il manto nevoso più spesso.

Nel video è possibile vedere uno dei metodi per collegare i pannelli solari al tetto di una casa privata.

Ora un po 'dell'assemblaggio elettrico. Lo schema di collegamento della batteria solare, oltre ai convertitori stessi, prevede la presenza di:

• regolatore di carica con batterie collegate;
• convertitore (inverter), che converte DC a variabile;
• fusibili da proteggere corto circuito(aumenterà la sicurezza sia tua che del sistema).

Il controller e il convertitore hanno limiti di corrente e tensione. I parametri totali del sistema solare collegato alla tua casa non dovrebbero superarli. Per il collegamento elettrico delle batterie in sistema unificato, è necessario utilizzare solo i cavi che vengono instradati all'esterno.

Utilizzato per collegare i pannelli conduttore di rame nell'isolamento resistente ai raggi UV. Se non trovate i cavi con isolamento adeguato, nascondeteli in un tubo corrugato per uso esterno. Lo spessore dei conduttori dipende dall'intensità di corrente prevista nel sistema e dalla lunghezza della linea, ma la sezione trasversale minima è di 4 mm 2. Si consiglia di collegare i conduttori tramite connettori e non con trefoli. Si consiglia l'MC4 perché i conduttori che escono dalla maggior parte dei pannelli solari terminano proprio con tali connettori. Questi connettori sono buoni perché forniscono una connessione stretta, che è importante sui tetti. Ma non tutte le aziende installano connettori di questo standard. I modelli economici (soprattutto quelli cinesi) potrebbero avere qualcosa di diverso, quindi controlla al momento dell'acquisto.

Ora sulla sequenza di collegamento delle apparecchiature al sistema. Per una connessione sicura, seguire il seguente ordine:

1. Le batterie sono collegate al controller con la polarità corretta. I fili sono in rame, la sezione trasversale viene selezionata in base alla potenza del controller.
2. I pannelli solari sono collegati al controller. È inoltre necessario rispettare la polarità.
3. Le utenze da 12 V sono collegate al controller tramite un fusibile.
4. Un inverter è collegato alle batterie (tramite un fusibile) e alla sua uscita sono già collegate utenze da 220 V. È escluso il collegamento dell'inverter direttamente al controller: sarà necessario acquistare nuovi dispositivi. E questo è di circa $ 600-1000 a seconda della compagnia e della potenza.

Non trascurare la sequenza di connessione: questo è l'algoritmo più sicuro che garantisce (soggetto alla polarità) lo stato di funzionamento del sistema.

Infine, un'altra opzione per l'installazione sul tetto di una casa estiva con angolo di inclinazione regolabile. Forse troverai utile il video.

Molte persone sono interessate a utilizzare l'energia gratuita del sole. Alcuni di loro installano sistemi di energia solare sui tetti delle case, altri su terreni privati ​​liberi. Ma non tutti hanno questa opportunità a causa della mancanza di individualità casa in piedi Per questo motivo, sempre più spesso, i proprietari di appartamenti installano sul balcone dei pannelli solari che producono energia.

Installazione di pannelli per balconi

Le batterie solari funzionanti su un balcone, a causa dell'area limitata del loro sito di installazione, devono avere un'elevata efficienza energetica con ingombri abbastanza compatti. Per raggiungere questo obiettivo, i pannelli per balconi sono dotati di inverter ad alta capacità che hanno un'elevata potenza elettrica e rimangono operativi ai massimi carichi di punta.

Il pacchetto standard di pannelli solari per un appartamento comprende i seguenti elementi:

• batteria;
• inverter;
• wafer semiconduttori;
• sistema di controllo modulare.

I wafer semiconduttori convertono l'energia solare diretta in energia elettrica. La corrente generata carica la batteria, nella quale viene accumulata la fornitura di elettricità generata. È necessario un inverter per convertire la tensione CC della batteria in tensione alternata, cioè nella stessa tensione di una presa normale.

Incluso nella maggior parte dei moderni impianti solari Comprende anche dispositivi aggiuntivi, come controller e uscite USB, a cui è possibile collegare per la ricarica torce elettriche, lampade portatili, telefoni cellulari, laptop e piccoli elettrodomestici.

Le sfumature dell'installazione delle batterie

L'intero impianto di conversione dell'energia solare è situato sul balcone dell'appartamento; non necessita di esso cura speciale e costante attenzione. L'unico fattore che è molto importante da considerare è presenza obbligatoria di temperatura positiva nella posizione delle batterie. In inverno le batterie possono perdere una parte significativa della loro carica a causa dell'esposizione al gelo.

Si consiglia di installare wafer semiconduttori sul vetro del balcone, sebbene sia possibile installarli anche al posto di quelli inferiori. pannelli di plastica struttura del telaio della finestra. Nella prima opzione, le piastre energetiche impediranno alla luce solare di entrare nella stanza, ma questo è molto vantaggioso nelle giornate estive limpide e calde. Inoltre, verrà fornita protezione dalle radiazioni ultraviolette.

Si consiglia di posizionare gli elementi più voluminosi dell'intero sistema, le batterie, sotto il soffitto, in modo che non occupino spazio utile e preservino l'aspetto estetico del balcone. È preferibile posizionare l'inverter e l'unità di controllo leggermente sotto le batterie.

Pratica applicativa

Nelle condizioni climatiche russe, gli esperti consigliano di utilizzare moduli policristallini altamente sensibili ai bassi livelli di luce solare. Tali moduli sono laminati con materiale durevole che protegge le piastre da neve, pioggia e altri agenti atmosferici.

Per un balcone standard, le persone scelgono molto spesso quattro pannelli policristallini, orientandoli verso sud. Il modulo non deve essere ombreggiato da case o alberi vicini. IN estate tale sistema è in grado di generare fino a 2 kWh di elettricità al giorno, che è sufficiente per l'illuminazione a risparmio energetico dell'intero appartamento, ricarica cellulare e un computer portatile, oppure per far funzionare un piccolo frigorifero o una TV. In inverno, l'irraggiamento solare è notevolmente ridotto, quindi il modulo funge da alimentazione di riserva durante le interruzioni di corrente.

Contro dei sistemi di energia solare

Lo svantaggio principale dell'installazione di un pannello solare sul balcone è la sua bassa efficienza energetica in termini di fornitura di elettricità a tutti gli elettrodomestici dell'appartamento. Tali sistemi non possono generare corrente sufficiente per alimentare uno scaldabagno, una stufa elettrica, potente lavatrice o frigorifero, ecc.

Di solito il design dei cosiddetti " case solari"viene prodotto molto prima della loro costruzione. Allo stesso tempo, viene selezionata l'ubicazione dell'edificio più adatta al funzionamento dei sistemi energetici e vengono prese in considerazione le caratteristiche infrastrutturali. Grazie al corretto sviluppo del progetto, tali complessi solari possono garantire il funzionamento dell'intero sistema di illuminazione condominio e territori limitrofi, alimentazione elettrica per sistemi di comunicazione e sicurezza.

Un sistema di energia solare residenziale è piuttosto costoso, quindi il costo di installazione richiede un tempo relativamente lungo per essere ripagato. I costi aggiuntivi includono anche i costi di riqualificazione dell'illuminazione e di installazione di lampade a LED a risparmio energetico.

Prima di decidere di installare un pannello solare nel proprio appartamento, è importante valutare i pro e i contro. È necessario valutare l'investimento richiesto di fondi e il rendimento sotto forma di profitto. È consigliabile utilizzare un impianto solare sul balcone solo se si ammortizzano in breve tempo i costi di installazione.

Ecologia

Ciao Geektimes. Questo articolo è una continuazione della parte precedente, riguardante il caricabatterie da viaggio "". L'idea di utilizzare una batteria solare per caricare vari gadget mi è sembrata molto promettente, ma ovviamente 21 W non sono sufficienti come caricabatterie universale: vuoi essere in grado di caricare non solo con tempo soleggiato, e per questo hai bisogno una riserva di carica. Pertanto, furono acquistati pannelli solari a tutti gli effetti e iniziarono gli esperimenti con essi.

Cosa ne è venuto fuori, dettagli sotto il taglio.

Ferro

1. Pannello solare

C'è diverse varianti, ma sul balcone la limitazione principale è la disponibilità di spazio libero. Per capire l'ordine dei prezzi, una batteria da 50 W costa circa 5.000 rubli e si presenta così:

Dimensioni del pannello in mm - 540x620x30, peso 4kg.

I balconi sono disponibili in diverse dimensioni, in base alle dimensioni dei pannelli, puoi montare 2 o 4 pezzi senza problemi, ma non si adatteranno più. Per il test sono stati acquistati 2 pannelli da 50W. Una batteria di questo tipo produce circa 18 V sotto carico o 24 V senza di essa, il che significa che quando si utilizzano 2 batterie è necessario contare su una tensione totale fino a 50 V (ad esempio, molti convertitori CC-CC normalmente funzionano fino a 30 V). È possibile collegare le batterie in parallelo, ma in questo caso le perdite dovute alla lunghezza dei cavi saranno leggermente maggiori.

2. Controllore

Ci sono 2 opzioni qui:

- Pannelli solari + controller + batteria

Questo è un design classico: il controller carica la batteria quando c'è il sole, l'utente utilizza questa energia quando ne ha bisogno.

Questo sistema presenta diversi vantaggi:

L’energia può essere utilizzata in qualsiasi momento, non solo quando c’è luce,
- la possibilità di collegare un inverter e ricevere un'uscita a 220 V,
- come bonus, una fonte di riserva in casa in caso di interruzione di corrente.

C'è solo un inconveniente: l'uso di una batteria ad alta capacità uccide fondamentalmente la compatibilità ambientale dell'idea di questo evento. Il numero di cicli di carica/scarica delle batterie è limitato, non amano lo scaricamento eccessivo e inoltre sia le batterie che i controller sono piuttosto costosi. Il prezzo del controller varia da 1000 rubli per la versione PWM più economica, a 10.000-20.000 rubli per una versione più costosa (ed efficace) con supporto MPPT (puoi leggere cos'è MPPT). Il prezzo della batteria parte da 5000 rubli per una normale batteria al gel da 40-50 Ah, alcuni utilizzano batterie LiFePo4, che ovviamente sono più costose.

-Inverter collegato alla rete

Questa tecnologia è la più promettente al momento.

Il punto è che il convertitore converte e fornisce energia direttamente alla rete elettrica domestica. Allo stesso tempo, l'energia consumata dalla rete generale diminuisce e il contatore elettrico domestico registra valori più bassi.

Idealmente, se i pannelli solari fornissero energia sufficiente per tutti i consumatori, il contatore elettrico non aumenterebbe affatto. E se il consumo dell'appartamento/casa è inferiore alla produzione dei pannelli solari, allora il contatore registrerà l'“esportazione” di energia, di cui dovrà tenere conto l'azienda fornitrice di energia elettrica. In Russia, tuttavia, questo schema non funziona ancora: inoltre, la maggior parte dei vecchi contatori elettrici contano i “moduli” energetici, cioè Dovrai anche pagare per l'energia fornita. Sembra che nel 2017 abbiano promesso di iniziare a risolvere i problemi della microgenerazione a livello legale. Tuttavia, per i pannelli sul balcone, tutto ciò è solo di interesse teorico: la loro produzione è troppo piccola.

Il prezzo di un inverter collegato alla rete parte da $ 100, a seconda della potenza. Separatamente, vale la pena notare i microinvettori: vengono posizionati direttamente sulla batteria e forniscono immediatamente la tensione di rete, tuttavia la potenza consigliata dei pannelli è di almeno 200 W. L'inverter è montato direttamente sulla parete posteriore del pannello solare, questo permette di collegarli in questo modo:

Ma per un balcone questo è ovviamente irrilevante.

Test

Il primo passo è stato scoprire quanta energia effettiva può essere ottenuta dai pannelli solari. Per fare ciò, ho acquistato una scheda ADC ADS1115 per Raspberry Pi per $ 15:

È semplice da usare, la tensione di ingresso è divisa da un divisore e fornita all'ingresso analogico, e in uscita abbiamo valori digitali. Sono disponibili fonti per lavorare con gli ADC. È stato acquistato anche un sensore di corrente ACS712, un sensore di tensione è stato realizzato da un gruppo di resistori (c'era solo un valore a casa). Come carico è stata installata una normale lampadina da 100 W. Ovviamente non funzionava a 48 volt (la lampadina è progettata per 220 V), ma brillava solo a malapena. La resistenza della spirale è di 42 Ohm, il che ci consente di stimare approssimativamente la potenza in base alla tensione (sebbene la resistenza di una lampada a incandescenza non sia lineare, ma va bene per una stima approssimativa).

La prima versione di prova appariva così:

I tecno-feticisti non dovrebbero guardare!

Il codice sorgente è stato aggiornato in modo che i dati e l'ora corrente siano stati salvati in CSV e sul Raspberry Pi è stato lanciato un server web per scaricare i file sulla rete locale.

I risultati per una tipica giornata abbastanza limpida con tempo parzialmente nuvoloso appaiono così:

Si può vedere che il picco di tensione si verifica al mattino presto, il che è una conseguenza installazione errata pannelli: idealmente non dovrebbero stare in posizione verticale.

Ed ecco come si presenta un “fallimento” il giorno in cui si sono alzate le nuvole e ha iniziato a piovere:

Considerando che la tensione è di 44 V e la resistenza del filamento della lampada è di 42 Ohm, possiamo stimare approssimativamente (ignoriamo la non linearità della resistenza della lampada) che nel migliore dei casi la potenza ricevuta è P = U*U/R = 46 W. Purtroppo, l'efficienza di un pannello da 100 watt se installato verticalmente non è molto buona: i raggi del sole non cadono sul pannello ad angolo retto. Nel peggiore dei casi (nuvoloso, pioggia) la potenza scende anche a 10W. In inverno e in estate, anche l’energia totale ricevuta sarà diversa.

L'esperimento di trasferire l'energia direttamente in rete non ha avuto successo: un inverter da 500 watt da 45 watt semplicemente non funzionava. In linea di principio, questo era previsto, quindi l'inverter verrà lasciato per il futuro finché non ci trasferiremo in un luogo con un balcone più grande.

Di conseguenza, vista la decisione di abbandonare le batterie tampone, l'unica opzione funzionante era quella di utilizzare direttamente i convertitori dc-dc: ad esempio, un convertitore del genere può caricare qualsiasi dispositivo USB, e alla sua uscita è già presente un connettore USB:

Esistono modelli leggermente più costosi, hanno una corrente massima più elevata e un numero maggiore di connettori USB:

C'è anche l'idea di trovare un convertitore DC-DC per caricare un laptop, ce n'è una vasta selezione su eBay;

Conclusione

Questo sistema è di natura sperimentale, ma in generale possiamo dire che funziona. Come puoi vedere dal grafico, dalle 7:00 alle 17:00 circa la potenza fornita dai pannelli è superiore a 30 W, il che in linea di massima non è poi così male. Con tempo molto nuvoloso i risultati sono, ovviamente, peggiori.

Ovviamente non si parla di fattibilità economica: se generi 40 Wh in 7 ore, in una settimana verranno generati 2 KWh. Ognuno può stimare da solo il ritorno in termini di prezzi della propria regione. La questione, ovviamente, non è il prezzo, ma l'acquisizione di esperienza, che è sempre interessante.

Ma dove mettere l’energia è ancora una questione aperta. Usare 40 W per caricare i dispositivi USB è eccessivo. Su eBay ci sono inverter per collegamento alla rete da 300 W con una tensione operativa di 10,5-28 V, ma ci sono poche recensioni a riguardo e non voglio spendere 100 dollari per un test. Se non viene trovata una soluzione adeguata, possiamo supporre che un pannello da 50 watt sia ottimale per un balcone: può caricare vari gadget, la ridondanza in questo caso è minima.

Almeno ora tutti i dispositivi digitali domestici (telefoni, tablet) sono stati convertiti in “energia verde” senza guai speciali. Esiste ancora l'idea di prendere in considerazione l'utilizzo di una batteria tampone LiFePo4, ma la questione della scelta sia della batteria che del controller è ancora aperta.

Inoltre: come suggerito nei commenti, è possibile utilizzare una batteria al piombo, ad esempio quella per auto. Sì, questa è un'opzione davvero economica e funzionante; con un pannello da 100 watt, sarà sufficiente qualcosa come questo controller, che costa solo $ 10-20 su eBay.

I proprietari di appartamenti in città saranno sicuramente contenti dell'opportunità di trasformare il proprio balcone in una piccola centrale elettrica, una fonte di elettricità gratuita. È improbabile che un simile balcone possa competere con un reattore nucleare in termini di produttività energetica, ma fornirà riscaldamento autonomo e sarà perfettamente capace di illuminare. Questa idea può essere realizzata utilizzando i pannelli solari. Leggi di cosa si tratta e come installare i pannelli solari su un balcone nel nostro materiale.

Formaggio gratis senza trappola per topi

Il genio Nikola Tesla una volta disse che lo spazio intorno a noi è un oceano pieno di energia libera. Esausta dalla dipendenza dal gas e dal petrolio, l’umanità ha sempre cercato un’opportunità per attaccarsi a questo oceano e raccogliere almeno una piccola parte del suo contenuto. Uno dei modi per raggiungere questo obiettivo è associato all'uso di dispositivi chiamati pannelli solari apparsi negli anni '50 del XX secolo. Dalla loro invenzione, sono stati continuamente migliorati, diventando più efficienti, affidabili e durevoli.

Allora come funziona un pannello solare? La parte più importante di una moderna batteria solare è la fotocellula, il cui materiale ha proprietà di semiconduttore. Molte di queste parti sono collegate tra loro, formando pannelli di varie dimensioni. Sotto l'influenza della radiazione solare, una fotocellula genera una corrente elettrica continua, ma non può essere utilizzata direttamente per alimentare le utenze elettriche. Per dare a tale elettricità una forma "digeribile", viene utilizzato un dispositivo speciale: un inverter..

Un altro componente importante di una cella solare è batteria. Permette di accumulare energia elettrica durante i periodi di intensa radiazione solare per poi utilizzarla secondo necessità.

Oggi i pannelli solari vengono utilizzati per produrre celle fotovoltaiche. vari materiali, che differiscono tra loro per costo e coefficiente azione utile. Quelli più comuni includono:

1. Policristalli di silicio

Questo tipo di celle fotovoltaiche è molto richiesto, poiché ha il miglior rapporto tra costi e prestazioni. Un altro vantaggio è la facilità di installazione, che anche una persona inesperta può facilmente gestire. Gli elementi policristallini si riconoscono dal caratteristico colore blu.

2. Monocristalli di silicio

Le fotocellule di questo tipo sono più produttivi di quelli policristallini, tuttavia, il loro costo è notevolmente più elevato. La caratteristica principale dei cristalli singoli è che hanno una forma poligonale. Ciò determina il loro svantaggio intrinseco: le fotocellule monocristalline non possono essere combinate in una fila continua ci sono sempre degli spazi tra le singole parti; Pertanto, parte dell'area del pannello assemblato da elementi simili viene sprecata.

3. Silicio amorfo

Questo tipo di fotocellule ha prestazioni inferiori alle due sopra descritte, ma è ancora sufficientemente richiesta a causa del suo costo accessibile.

4. Tellururo di cadmio

Le celle fotovoltaiche realizzate con questo materiale assumono la forma di una pellicola spessa fino a 0,5 mm. Tale pellicola può essere parzialmente trasparente, il che rende possibile l'utilizzo sui vetri dei balconi. In questo caso, oltre alla sua funzione principale, svolgerà il ruolo di colorazione del vetro.

5. CIGS (materiale semiconduttore)

Anche le celle solari basate su CIGS sono prodotte sotto forma di pellicola, ma hanno prestazioni più elevate rispetto al tellururo di cadmio.

Le differenze nelle prestazioni tra i materiali elencati sono piuttosto significative. Ad esempio, un pannello con una superficie di 1 mq. m, realizzato in silicio monocristallino, in condizioni ideali genera 125 W di elettricità. Una batteria al silicio amorfo della stessa area ha una potenza elettrica di soli 50 W.

L'appartamento è sempre caldo. E tenerlo dentro il più a lungo possibile aiuterà. Maggiori informazioni sulle sue caratteristiche e sul suo utilizzo nel nostro articolo.

E se decidi di coprire il tuo balcone con un rivestimento, come installarlo.

Vantaggi e svantaggi dei pannelli solari

I vantaggi dei pannelli solari sono evidenti:

• elettricità gratuita;
• compatibilità ambientale;
• durabilità (vita utile sistemi moderni va dai 20 ai 25 anni);
• affidabilità (poiché le batterie non contengono parti in movimento, si guastano solo in casi eccezionali);
• manutenzione minima (i pannelli necessitano solo di essere puliti da polvere e sporco).

Tra gli svantaggi ci sono:

• instabilità (le prestazioni della batteria dipendono non solo dall'ora del giorno, ma anche dalle condizioni meteorologiche);
• costo elevato (il prezzo di un'installazione più o meno seria per uso domestico parte da 3500 euro);
• bassa produttività rispetto alle fonti energetiche tradizionali.

Installazione e utilizzo sul balcone

Prima di iniziare a installare i pannelli solari sul tuo balcone, dovresti capire due cose. Primo: la batteria inclusa nel kit di installazione non tollera le basse temperature, quindi il balcone deve essere, come minimo, e. Secondo: è necessario prevedere la possibilità di alimentare tutte le utenze elettriche da una rete elettrica regolare nel caso in cui le prestazioni della batteria solare diminuiscano a causa del maltempo.

L'installazione della batteria è abbastanza semplice. I pannelli sono fissati su un telaio composto da angolari con una larghezza del ripiano di 50 mm. Il telaio deve essere fissato saldamente agli elementi principali dell'edificio: pareti o lastre, altrimenti la struttura non resisterà ai carichi di neve e vento.

Non dimenticare che la batteria solare deve essere regolarmente pulita dalla polvere e dallo sporco rimasti dopo le precipitazioni, quindi i suoi pannelli dovrebbero essere posizionati in un campo accessibile.

Nota: la batteria è più efficiente se i raggi cadono sulla sua superficie ad angolo retto. In inverno il sole si discosta dalla posizione estiva di un angolo di 12 gradi, quindi anche il serramento con fotocellule deve poter ruotare di questo angolo

Nota per Samodelkin

La mancanza di risorse finanziarie sufficienti non è un motivo per rinunciare al tuo sogno. Se lo desideri, puoi organizzare una batteria solare con le tue mani utilizzando materiali facilmente reperibili.

Avrai bisogno:

• vetro o plexiglass spessore 4 mm – 700x1050 mm (una lastra);
• celle solari (ordinabili online) - 48 pz. (4 file da 12 pz.);
• profilo in alluminio (angolo 20x20 mm);
• sigillante;
• saldatore;
• flusso;
• lattina;
• barre saldanti;
• multimetro

Scelta delle fotocellule

I produttori ci offrono due tipi di fotocellule:

• monocristallino (efficienza 13%);
• policristallino (efficienza 7 - 9%).

I monocristalli durano fino a 30 anni, ma sono sensibili alle fluttuazioni meteorologiche: se il sole è coperto dalle nuvole, la potenza degli elementi diminuirà notevolmente. Gli elementi policristallini possono essere utilizzati per non più di 20 anni, ma non perdono potenza in presenza di nuvole.

Realizzare una batteria solare

Le fonti energetiche alternative stanno conquistando attivamente il mercato dei consumatori. Circa dieci anni fa, la maggior parte delle persone non immaginava la possibilità di acquistare opere ingegneristiche come un impianto eolico o una stazione alimentata da pannelli solari. Ora questo sta diventando possibile. Pannelli solari per casa: costo kit, costi installazione e Manutenzione– una soluzione conveniente per oggi.

Se parliamo di pannelli solari in termini tecnici, bisogna capire che stiamo parlando di sistemi di alimentazione fotovoltaica (PSS). Lo scopo principale di tali dispositivi è convertire l'energia della luce solare in energia elettrica in base alla legge fisica dell'effetto fotoelettrico. Il processo di miglioramento degli impianti solari per la generazione di elettricità è in corso da circa duecento anni. Attualmente, l'ingegneria ha ottenuto risultati significativi nello sviluppo di apparecchiature fotovoltaiche, soprattutto in termini di efficienza, dall'1 al 46% (la quota di energia solare convertita).

Converte l'energia solare in energia elettrica

Il moderno mercato dei sistemi di alimentazione solare può essere considerato sufficientemente maturo, poiché consente di scegliere un prodotto da un numero considerevole di offerte, da un segmento di mercato molto ampio. Per rispondere alla domanda più frequente, quanto costano i pannelli solari per una casa privata, è necessario comprendere la tecnologia e caratteristiche del progetto FSE. La strutturazione dell'offerta del mercato prevede tre principali categorie di sistemi solari, in base alle loro caratteristiche funzionali, progettuali e tecniche.

La prima categoria di FSE comprende sistemi autonomi che non sono collegati alla rete di alimentazione principale. Tali sistemi funzionano sul proprio circuito di rete per alimentare direttamente le apparecchiature collegate. Massima efficienza il funzionamento è ottenuto grazie alla presenza nel kit di un dispositivo di accumulo ( batterie ricaricabili), che consente l'utilizzo dell'energia elettrica accumulata in caso di calo dell'intensità della luce solare (ovvero di ridotta potenza generata) e in caso di momenti in cui la potenza consumata supera quella generata.

La seconda categoria comprende i FSE aperti. Nella loro configurazione questi sistemi non dispongono di batterie e sono collegati alla rete elettrica principale tramite apposito inverter. Se la potenza consumata non supera la potenza generata, la rete principale viene spenta. Altrimenti il ​​FSE viene spento ed il consumo viene effettuato dalla rete principale. Tali sistemi sono molto affidabili ed economici, ma se non c'è alimentazione dalla rete principale, la stazione solare non funziona.

La terza categoria è rappresentata dalle FSE combinate. Rappresentano un formato combinato della prima e della seconda categoria. Ciò gli consente di avere una qualità aggiuntiva nella sua funzionalità: l'elettricità generata o accumulata in eccesso può essere trasferita alla rete principale e avere valore commerciale.

Consiglio utile! Per garantire l'alimentazione ininterrotta in caso di interruzione simultanea della rete generale e di esposizione a condizioni meteorologiche avverse, è necessario disporre di una fonte di alimentazione di riserva. Tale fonte può essere un piccolo generatore elettrico (2-5 kW) alimentato a benzina o gasolio.

Prezzo dei pannelli solari per casa: costo del kit

È necessario risolvere il problema del risparmio sui costi energetici attraverso l'installazione di impianti solari in condizioni di piena informazione sui prezzi dell'intero set e sui costi futuri della loro installazione e funzionamento. Domande frequenti Non esiste una risposta chiara su quanto costa una batteria solare per una casa, poiché molti fattori influenzano i prezzi.

Il prezzo stabilito per l'elemento principale della cella solare (batteria solare) è in media minimo (ma anche minimo in termini di qualità) di circa 50-60 rubli. per 1 W di potenza generata. Di conseguenza, il prezzo dei pannelli solari per una casa privata con una potenza di 100 e 200 W sarà pari a 6.000 e 12.000 rubli. rispettivamente.

La composizione del kit stazione dipende dalla sua categoria e potenza. Può includere un controller di carica, una stazione batteria, un inverter e un'apparecchiatura di collegamento. Quando si sceglie, ad esempio, un set della prima categoria e una potenza nominale di circa 2 kW (2000 W), il prezzo di un set di pannelli solari per una casa sarà di 120 mila rubli. e più in alto.

Ed è necessario confrontare l'intero capitale speso con l'effetto economico ottenuto dalla differenza di costo di 1 kW/ora rete centralizzata e il valore creato dal FSE.

Le statistiche più recenti del mercato solare mostrano che il rapporto dei prezzi unitari è pari a 8,8 volte. Ciò significa che l'elettricità generata da una stazione solare è 8,8 volte più economica dell'elettricità fornita attraverso la rete pubblica, presa a parità di equivalente.

Un criterio importante per la scelta di utilizzare FSE è anche il fattore della capacità di garantire il funzionamento ininterrotto dell'automazione negli impianti di riscaldamento, monitoraggio della sicurezza e sistemi di allarme antincendio. L'elenco comprende una rete domestica di computer e gruppi di sensori elettronici di controllo e misurazione.

Applicazione e prezzo dei pannelli solari per la casa

Un'ampia selezione di pannelli solari offre l'opportunità di utilizzarli in una varietà di qualità e applicazioni, poiché se desideri acquistare pannelli solari per la tua casa, il prezzo oggi lo consente già a un ampio segmento della popolazione. Conoscendo le loro caratteristiche principali, come lo standard della tensione di uscita (12, 24 V e superiore), nonché i parametri della potenza nominale generata, è possibile utilizzarli localmente senza acquistare l'intero set. Sul mercato costo medio i pannelli solari per una casa privata vanno da 60 rubli. per 1 kW di potenza elettrica generata.

Se è necessario utilizzare una lampadina in una stanza buia con una tensione di 12 V e una potenza di 25 W, è sufficiente acquistare e collegare direttamente ad essa una batteria solare con parametri simili e questo non costerà più di 2000 rubli . e non dovrai sprecare energia elettrica per una lampadina da 60-75 W in qualche armadio. È possibile collegare una piccola pompa da pozzo per l'irrigazione diurna di qualsiasi area paesaggistica con una potenza di 200 W e un'alimentazione a 24 V. Al costo di 11.000-12.000 rubli. puoi averlo per tutto il periodo primaverile-estivo e per più di 10 anni sistema indipendente Smalto.

Il set necessario di pannelli solari per una residenza estiva

Se consideriamo la fattibilità dell'utilizzo di sistemi solari per trama del cottage estivo, si dovrebbero prendere in considerazione i fattori di stabilità della fornitura elettrica al villaggio, il livello della sua insolazione (tempo trascorso alla luce solare diretta), la potenza di elettrificazione richiesta e il fattore di rischio di furto durante il periodo dell'anno in cui i proprietari sono vuoto. L'opzione miglioreè un impianto FSE fisso di prima categoria.

Considerando il basso consumo energetico della dacia, è possibile organizzare una sostituzione al 100% dell'alimentazione centralizzata con una autonoma ed economica. In un altro caso, quando l'installazione fissa di una stazione solare non è giustificata da alcuni criteri, è possibile utilizzare un kit di spostamento a montaggio rapido.

Nota! Gli esperti nel campo dell'utilizzo dei pannelli solari hanno effettuato dei calcoli e hanno scoperto che i pannelli solari sono strategicamente ed economicamente fattibili per l'uso estivo nelle case private e case di campagna con una superficie da 50 a 300 mq, pensata per una famiglia fino a quattro persone.

Utilizzando l'energia solare per generare calore

Insieme all'uso dell'energia solare per la produzione corrente elettrica Esistono anche dispositivi altrettanto comuni per convertire l'energia della luce solare in energia termica. Tali impianti sono chiamati collettori solari e fungono da elementi riscaldanti per i sistemi di riscaldamento e produzione. acqua calda. Indipendentemente dalle caldaie installate sistemi di riscaldamento e circuiti di fornitura di acqua calda, la loro combinazione con collettori solari ad alta efficienza consente di risparmiare fino al 36% sui costi di riscaldamento e preparazione dell'acqua calda.

Nel suo design, il collettore solare, un prodotto popolare, è un pannello rettangolare con dimensioni di circa 1x2 me uno spessore fino a 100 mm. La differenza principale tra i collettori delle dimensioni standard specificate è il flusso di calore della potenza, ad es. la quantità di calore che può essere trasferita a qualsiasi fluido refrigerante attraverso la superficie di contatto. In altro modo, questo parametro è chiamato coefficiente di perdita di calore e ha la dimensione W/m²×°K, cioè calore trasferito attraverso un'area per aumentare la temperatura del fluido ricevente. Disegni moderni collettori solari dispongono di indicatori (un pannello) per potenza termica da 1,2 a 5 W/m²×°K.

Prezzi dei collettori solari per il riscaldamento domestico

L'elemento principale del sistema (centrale termica) è il pannello collettore solare. A seconda della potenza richiesta, può essere acquistato sul mercato al prezzo di 18-20 mila rubli. per 1 m² di superficie utile e un coefficiente di perdita di calore medio di 2,5-2,7 W/m²×°K.

Ad esempio, un pannello di qualità europea con dimensioni di 1,9x1,8 m (superficie 3,5 m²) e con un coefficiente di 2,7 costerà circa 70 mila rubli.

Tenendo conto dell'analogo della concorrenza made in China potrebbe essere più economico del 30-55% e un prototipo domestico del 10-25%.

Se parliamo del kit richiesto, che comprende: serbatoio, batteria, pompa e automazione, il prezzo medio di mercato di tale stazione sarà di 160-170 mila rubli. Un kit prodotto internamente con parametri simili costerà 100-120 mila rubli.

Installazione sul tetto di una casa

Consiglio utile! Condivisione di collettori solari con batterie solari quando facendo la scelta giusta parametri consente di ridurre il consumo di energia termica per la produzione di acqua calda fino al 61%.

Revisione dei produttori. Pannelli solari per casa: costo di un set e di un pannello

Tecnologia solare come fonti alternative energia hanno preso con sicurezza posizioni di leadership nel mercato. Un gran numero di i produttori competono attivamente, offrendo sempre più innovazioni. Il primo posto nei volumi di vendita dei TOP 15 paesi di centrali solari e loro componenti è occupato dalla Cina, con oltre il 50%.

I marchi più popolari sono Exmork, RENE SOLA, LDK, Helios House, Suntech, JA Solar, ecc.

I produttori europei con un volume di mercato di circa il 25% sono rappresentati da aziende come la tedesca AXITEC GmbH, il gruppo Solarworld e Viessmann e la norvegese Renewable Energy Corporation, ecc.

Giappone, Corea e Taiwan (15%) sono rappresentati da Kyocera, Sharp, Sanyo, Hanwha Solar One e Motech.

I prodotti nazionali sono rappresentati da aziende come Hevel Solar e TSM. Produttore americano: First Solar.

Puoi acquistare pannelli solari per la tua casa a un prezzo relativamente basso. Se prendiamo un pannello solare da 200 W come campione di consumo, la fascia di prezzo sarà compresa tra:

Paese produttore	Prezzo del pannello solare 200 W, strofinare.	Prezzo di un kit stazione solare 2 kW, strofinare.
Cina	8000-16000	120000-160000
Europa	15000-17000	190000-250000
Asia	10000-15000	140000-190000
Russia	12000-20000	104000-240000
Stati Uniti d'America	27000	380000

Per vedere la differenza nella politica dei prezzi, che dipende principalmente dall'indicatore di potenza, prendiamo ad esempio centrale solare per una casa da 5 kW, il cui prezzo nella versione cinese sarà:

• circa 300 mila rubli. (batteria solare);
• circa 420 mila rubli. (l'intero set).

Qualità delle vendite e prospettive di sviluppo delle tecnologie solari

Il mercato moderno e le sue tecnologie di vendita non lasciano all'acquirente una valutazione inequivocabile. Soprattutto apparecchiature e dispositivi ad alta tecnologia. Ciò vale anche per il mercato della vendita di sistemi di alimentazione solare. Poiché le stesse tecnologie di produzione consumano molta energia, se desiderate acquistare pannelli solari o una centrale solare per la vostra casa, il prezzo in entrambi i casi richiederà un'analisi dettagliata non solo degli aspetti tecnici e caratteristiche tecnologiche, ma anche per ragioni economiche.