Cómo hacer una batería solar con tus propias manos: instrucciones de autoensamblaje
Los paneles solares son una fuente de energía que se puede utilizar para generar electricidad o calor para un edificio de poca altura. Pero los paneles solares son caros y inaccesibles para la mayoría de los habitantes de nuestro país. ¿Estás de acuerdo?
Otra cuestión es cuando usted mismo fabrica una batería solar: los costos se reducen significativamente y este diseño no funciona peor que un panel producido industrialmente. Por lo tanto, si está pensando seriamente en comprar una fuente alternativa de electricidad, intente hacerlo usted mismo; no es muy difícil.
Este artículo discutirá la fabricación de paneles solares. Te diremos qué materiales y herramientas necesitarás para ello. Y un poco más abajo encontrarás instrucciones paso a paso con ilustraciones que demuestran claramente el avance del trabajo.
El contenido del artículo:
Brevemente sobre el dispositivo y el funcionamiento.
La energía solar se puede convertir en calor, cuando el portador de energía es un fluido refrigerante, o en electricidad, acumulada en baterías. La batería es un generador que funciona según el principio del efecto fotoeléctrico.
La conversión de energía solar en electricidad se produce después de que los rayos del sol inciden en las placas de las fotocélulas, que son la parte principal de la batería.
En este caso, los cuantos de luz “liberan” sus electrones de órbitas extremas. Estos electrones libres producen una corriente eléctrica que pasa a través del controlador y se acumula en la batería, y de allí pasa a los consumidores de energía.
Los elementos de silicio actúan como placas de fotocélulas. Una oblea de silicio está recubierta por un lado con una fina capa de fósforo o boro, un elemento químico pasivo.
En este lugar, bajo la influencia de la luz solar, se libera una gran cantidad de electrones, que quedan retenidos por la película de fósforo y no se separan.
En la superficie de la placa hay "pistas" metálicas sobre las cuales se alinean los electrones libres, formando un movimiento ordenado, es decir. electricidad.
Cuantas más fotocélulas obleas de silicio, más corriente eléctrica se puede obtener. Lea más sobre el principio de funcionamiento de una batería solar. Más.
Materiales para crear una placa solar.
Al comenzar a construir una batería solar, necesita abastecerse de los siguientes materiales:
- placas-fotocélulas de silicato;
- láminas de aglomerado, cantoneras y listones de aluminio;
- gomaespuma dura de 1,5 a 2,5 cm de espesor;
- un elemento transparente que actúa como base para obleas de silicio;
- tornillos, tornillos autorroscantes;
- sellador de silicona para uso exterior;
- cables eléctricos, diodos, terminales.
La cantidad de materiales necesarios depende del tamaño de la batería, que suele estar limitado por la cantidad de células solares disponibles. Las herramientas que necesitará son: un destornillador o un juego de destornilladores, una sierra para metales y madera, un soldador. Para probar la batería terminada, necesitará un amperímetro.
Ahora veamos los materiales más importantes con más detalle.
Obleas de silicio o células solares
Las fotocélulas para baterías son de tres tipos:
- policristalino;
- monocristalino;
- amorfo.
Las obleas policristalinas se caracterizan por su baja eficiencia. La magnitud del efecto beneficioso es aproximadamente del 10 al 12%, pero esta cifra no disminuye con el tiempo. La vida útil de los policristales es de 10 años.
Las células solares monocristalinas cuentan con una mayor eficiencia (13-25%) y una larga vida útil (más de 25 años). Sin embargo, con el tiempo, la eficiencia de los monocristales disminuye.
Los convertidores monocristalinos se producen aserrando cristales cultivados artificialmente, lo que explica la mayor fotoconductividad y productividad.
Las baterías flexibles con silicio amorfo son lo último. Su convertidor fotoeléctrico se pulveriza o fusiona sobre una base de polímero. La eficiencia ronda el 5 - 6%, pero los sistemas de película son extremadamente fáciles de instalar.
Los sistemas de películas con fotoconvertidores amorfos han aparecido hace relativamente poco tiempo. Es un tipo extremadamente simple y extremadamente barato, pero pierde cualidades de consumo más rápido que sus rivales.
No resulta práctico utilizar fotocélulas de distintos tamaños. En este caso, la corriente máxima producida por las baterías estará limitada por la corriente del elemento más pequeño. Esto significa que las placas más grandes no funcionarán a plena capacidad.
La mayoría de las veces, para las baterías caseras, se utilizan fotocélulas mono y policristalinas de 3x6 pulgadas, que se pueden pedir en tiendas en línea como E-bye.
El costo de las fotocélulas es bastante alto, pero muchas tiendas venden los llamados elementos del grupo B. Los productos clasificados en este grupo son defectuosos, pero aptos para su uso, y su costo es entre un 40 y un 60% menor que el de las placas estándar.
La mayoría de las tiendas online venden células fotovoltaicas en juegos de 36 o 72 placas de conversión fotovoltaica. Para conectar módulos individuales a una batería, se necesitarán buses y terminales para conectarse al sistema.
Marco y elemento transparente.
El marco para el futuro panel puede estar hecho de listones de madera o esquinas de aluminio.
La segunda opción es más preferible por varias razones:
- El aluminio es un metal liviano que no supone una carga significativa para la estructura de soporte en la que se planea instalar la batería.
- Cuando se realiza un tratamiento anticorrosión, el aluminio no es susceptible a oxidarse.
- No absorbe la humedad del ambiente y no se pudre.
Al elegir un elemento transparente, es necesario prestar atención a parámetros como el índice de refracción de la luz solar y la capacidad de absorber radiación infrarroja.
La eficiencia de las fotocélulas dependerá directamente del primer indicador: cuanto menor sea el índice de refracción, mayor será la eficiencia de las obleas de silicio.
El coeficiente mínimo de reflectancia es para el plexiglás o su versión más económica: el plexiglás. El índice de refracción del policarbonato es ligeramente menor.
El valor del segundo indicador determina si las propias células solares de silicio se calentarán o no. Cuanto menos expuestas al calor estén las placas, más durarán. La radiación IR se absorbe mejor mediante plexiglás especial que absorbe el calor y vidrio con absorción de IR. Un poco peor es el vidrio normal.
Si es posible, la mejor opción sería utilizar vidrio transparente antirreflectante como elemento transparente.
Diseño del sistema y selección del sitio.
El proyecto del sistema solar incluye cálculos del tamaño requerido de la placa solar. Como se mencionó anteriormente, el tamaño de la batería suele estar limitado por costosas células solares.
La batería solar debe instalarse en un cierto ángulo, lo que garantizaría la máxima exposición de las obleas de silicio a la luz solar. La mejor opción son las baterías que pueden cambiar el ángulo de inclinación.
El lugar de instalación de las placas solares puede ser muy diverso: en el suelo, en el tejado inclinado o plano de una casa, en los tejados de los cuartos de servicio.
La única condición es que la batería debe colocarse en el lado soleado del sitio o casa, no a la sombra de las altas copas de los árboles. En este caso, el ángulo de inclinación óptimo debe calcularse mediante una fórmula o mediante una calculadora especializada.
El ángulo de inclinación dependerá de la ubicación de la casa, época del año y clima. Es deseable que la batería tenga la capacidad de cambiar el ángulo de inclinación siguiendo los cambios estacionales en la altura del sol, porque Funcionan de forma más eficaz cuando los rayos del sol caen estrictamente perpendiculares a la superficie.
Los cálculos muestran que 1 metro cuadrado de sistema solar permite obtener 120 W. Por lo tanto, mediante cálculos se puede establecer que para proporcionar a una familia promedio una cantidad de electricidad de 300 kW por mes, se requiere un sistema solar de al menos 20 metros cuadrados.
Será problemático instalar inmediatamente un sistema solar de este tipo. Pero incluso instalar una batería de 5 metros ayudará a ahorrar energía y contribuirá modestamente a la ecología de nuestro planeta. También le recomendamos que se familiarice con el principio de calcular la cantidad requerida. paneles solares.
Se puede utilizar una batería solar como fuente de energía de respaldo durante cortes frecuentes del suministro de energía centralizado. Para la conmutación automática es necesario proporcionar un sistema de suministro de energía ininterrumpible.
Este sistema es conveniente porque cuando se utiliza una fuente de electricidad tradicional, la carga se realiza al mismo tiempo. batería del sistema solar. El equipo que da servicio a la batería solar se encuentra dentro de la casa, por lo que es necesario proporcionarle una habitación especial.
Instalar un panel solar paso a paso
Habiendo elegido un lugar para colocar el panel solar y el equipo para dar servicio al sistema solar, además de tener disponibles todos los materiales y herramientas necesarios, puede comenzar a instalar la batería.
Durante la instalación, es necesario observar precauciones de seguridad, especialmente al realizar instalación de un panel terminado en el techo de la casa. Veamos un algoritmo paso a paso sobre cómo fabricar una batería solar.
Paso 1: soldar contactos de obleas de silicio
La instalación de una batería solar casera a menudo comienza soldando los conductores de las fotocélulas. Eso sí, si tienes la oportunidad, lo mejor es comprar fotocélulas con conductores de inmediato, porque Soldar es un trabajo muy difícil y laborioso que requiere mucho tiempo.
La soldadura se realiza de la siguiente manera:
- Se toma una fotocélula de silicio sin conductores y una tira conductora metálica.
- Los conductores se cortan con una pieza de cartón y su longitud es 2 veces mayor que el tamaño de la oblea de silicio.
- El conductor se coloca cuidadosamente sobre la placa. Hay dos conductores por elemento.
- Es necesario aplicar ácido en el lugar donde se realizará la soldadura para poder trabajar con un soldador.
- Suelde con un soldador, fijando con cuidado el conductor a la placa.
Durante el proceso de soldadura, no se puede ejercer presión sobre el elemento de silicato, porque ¡Es muy frágil y puede romperse! Si tiene la suerte de haber comprado fotocélulas con contactos prefabricados, se ahorrará un trabajo largo y complejo si pasa directamente a hacer el marco para la futura batería.
Paso #2: hacer un marco para una batería solar
El marco es el lugar donde se instalarán las fotocélulas. Para realizar el marco se toman esquinas y listones de aluminio, a partir de los cuales se fabrican los marcos. El tamaño de esquina recomendado es de 70 a 90 mm.
Se aplica sellador de silicona en el interior de las esquinas metálicas. Las esquinas deben sellarse con cuidado, de esto depende la durabilidad de toda la estructura.
Una vez listo el marco de aluminio, procedemos a fabricar la carcasa trasera. La caja trasera es una caja de madera de aglomerado con laterales bajos.
Los lados altos crearán una sombra sobre las fotocélulas, por lo que su altura no debe exceder los 2 cm. Los lados se atornillan con tornillos autorroscantes y un destornillador.
Los orificios de ventilación están hechos de aglomerado en la parte inferior de la caja. La distancia entre los agujeros es de aproximadamente 10 cm.En el marco de aluminio se instala un elemento transparente (plexiglás, vidrio antirreflectante, plexiglás).
El elemento transparente se presiona y fija, su fijación se realiza mediante herrajes: 4 en las esquinas, así como 2 en el lado largo y 1 en el lado corto del marco. El hardware se fija con tornillos.
El marco para la batería solar está listo y puede pasar a la parte más importante: la instalación de las fotocélulas. Antes de la instalación, es necesario limpiar el plexiglás del polvo y desengrasarlo con un líquido que contenga alcohol.
Paso 3: instalación de fotocélulas de obleas de silicio
Montar y soldar obleas de silicio es la parte que lleva más tiempo al crear un panel solar de bricolaje. En primer lugar colocamos las fotocélulas sobre el plexiglás con las placas azules hacia abajo.
Si es la primera vez que monta una batería, puede utilizar una almohadilla de marcado para colocar las placas exactamente a una pequeña distancia (3-5 mm) entre sí.
- Soldamos las fotocélulas según el siguiente esquema eléctrico: las pistas “+” se encuentran en la parte frontal de la placa, “-” - en la parte posterior. Antes de soldar, aplique con cuidado fundente y suelde para conectar los contactos.
- Soldamos todas las fotocélulas secuencialmente en filas de arriba a abajo. Luego las filas también deben estar unidas entre sí.
- Empecemos a pegar las fotocélulas. Para ello, aplique una pequeña cantidad de sellador en el centro de cada oblea de silicona.
- Damos la vuelta a las cadenas resultantes con fotocélulas (donde están las placas azules) y colocamos las placas según las marcas que hicimos anteriormente. Presione suavemente cada plato para asegurarlo en su lugar.
- Conectamos los contactos de las fotocélulas exteriores al bus, respectivamente “+” y “-“.Se recomienda utilizar un conductor plateado más ancho para el autobús.
- La batería solar debe estar equipada con un diodo de bloqueo, que está conectado a los contactos y evita que las baterías se descarguen a través de la estructura durante la noche.
- Perforamos agujeros en la parte inferior del marco para sacar los cables.
Los cables deben fijarse al marco para que no cuelguen, esto se puede hacer con sellador de silicona.
Paso #4 - Pruebe la batería antes de sellar
Es necesario realizar una prueba del panel solar antes de sellarlo, para poder eliminar los fallos que suelen surgir durante la soldadura. Es mejor realizar la prueba después de soldar cada fila de elementos; esto hace que sea mucho más fácil detectar dónde los contactos están mal conectados.
Para realizar la prueba necesitará un amperímetro doméstico normal. Las medidas deben tomarse en un día soleado a las 13-14 horas, el sol no debe quedar oculto por las nubes.
Sacamos la batería al exterior y la instalamos de acuerdo con el ángulo de inclinación previamente calculado. Conectamos el amperímetro a los contactos de la batería y medimos la corriente de cortocircuito.
El objetivo de la prueba es que la potencia operativa de la corriente eléctrica debe ser 0,5-1,0 A menor que la corriente de cortocircuito. Las lecturas del dispositivo deben ser superiores a 4,5 A, lo que indica la funcionalidad de la batería solar.
Si el probador da lecturas más bajas, entonces probablemente en algún lugar se haya roto la secuencia de conexión de las fotocélulas.
Generalmente hecho en casa bateria solar, construido a partir de fotocélulas del grupo B, produce lecturas de 5 a 10 A, entre un 10 y un 20% menos que las de los paneles solares producidos industrialmente.
Paso #5 - sellar las fotocélulas colocadas en la carcasa
El sellado solo se puede realizar después de asegurarse de que la batería esté funcionando. Para sellar, es mejor utilizar un compuesto epoxi, pero dado que el consumo de material será grande y su costo es de aproximadamente 40 a 45 dólares. Si es un poco caro, puedes utilizar el mismo sellador de silicona.
Hay dos métodos de sellado:
- llenado completo, cuando los paneles están llenos de sellador;
- aplicando sellador al espacio entre las fotocélulas y a los elementos exteriores.
En el primer caso, el sellado será más fiable. Después de verter, el sellador debe fraguar. Luego, se instala plexiglás en la parte superior y se presiona firmemente contra las placas recubiertas de silicona.
Para proporcionar absorción de impactos y protección adicional entre la superficie posterior de las fotocélulas y el marco de aglomerado, muchos artesanos recomiendan instalar una almohadilla de espuma dura de 1,5 a 2,5 cm de ancho.
Esto no es necesario, pero sí aconsejable, dado que las obleas de silicio son bastante frágiles y se dañan fácilmente.
Después de instalar el plexiglás, se coloca un peso sobre la estructura, bajo cuya influencia se exprimen las burbujas de aire. La batería solar está lista y después de repetidas pruebas se puede instalar en una ubicación preseleccionada y conectarla al sistema solar de su hogar.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Revisión de fotocélulas encargadas en una tienda online china:
Instrucciones en video para hacer una batería solar:
Hacer una batería solar con tus propias manos no es una tarea fácil. La eficiencia de la mayoría de estas baterías es entre un 10 y un 20% menor que la de los paneles producidos industrialmente. Lo más importante a la hora de diseñar una batería solar es elegir e instalar correctamente las fotocélulas.
No intentes crear un panel enorme de inmediato. Primero intente construir un dispositivo pequeño para comprender todos los matices de este proceso.
¿Tiene habilidades prácticas para crear paneles solares? Comparta su experiencia con los visitantes de nuestro sitio; escriba comentarios en el bloque a continuación. Allí podrás hacer preguntas sobre el tema del artículo.
En mi humilde opinión, montar e instalar paneles solares es una tarea extremadamente ingrata desde el punto de vista económico. No se trata del aspecto moral. Hasta que no haya apoyo gubernamental en este campo, como es el caso en algunos lugares de Estados Unidos, no tendrá mucho sentido explotar fuentes de energía alternativas. Érase una vez un intento de hacer que un servidor doméstico funcionara únicamente con energía solar. El resultado es que invirtió más tiempo del que ahorró dinero. ¡Pero para el desarrollo general fue útil!
No me siento un “hombre casero” capaz de construir una batería solar. Si decido organizar la calefacción en mi casa de campo de esta manera, compraré unas ya hechas. Por muchas razones. En primer lugar, dudo de la calidad de las fotocélulas chinas. En segundo lugar, no estoy seguro de que si compro la cantidad adecuada de material, pueda fabricar una batería solar que funcione y no arruinarla. Y en tercer lugar, lleva tiempo hacerlo y no lo tengo.
¿Cuánto dinero se necesitará para “poner todo esto en orden”? Los que tienen dinero no lo necesitan. Y aquellos que no tienen dinero nunca se permitirán hacer esto.
La cuestión aquí no es sólo y no tanto sobre el dinero, sino sobre la falta de “agotamiento”.
En la mayor parte de nuestro vasto país no hay muchos días soleados. Por tanto, la batería solar será efectiva durante tres meses al año. Y comprar una batería solar ya preparada ya no es más caro que fabricarla usted mismo.Vi un experimento en Internet: un hombre pidió células solares e hizo el resto él mismo, y aún así el precio resultó ser aproximadamente el mismo si hubiera pedido una batería solar ya preparada de fábrica.
Mucho depende de la cantidad de sol al año y del ángulo de inclinación. Tengo paneles solares realizado sobre la base de paneles monolíticos de policarbonato. Mi problema es que no hice el drenaje, ahora haré agujeros en la lámina trasera para quitar la condensación.
Hasta ahora, el único uso normal para mí es la iluminación LED en el jardín del pueblo.
Muchas gracias por describir tan claramente el método de fabricación de paneles solares. Ahora tengo una comprensión completa de estos Banaras. Sí, crearlos tú mismo es difícil para personas ignorantes.
Ahora puedo transmitir al trabajador lo que necesito.
Gracias por proporcionar la información correcta)
Sería fantástico si hubiera una estimación de los costes financieros de fabricar paneles solares. Después de leer la publicación, tuve la sensación de que comprar un panel ya hecho sería más económico. Sin embargo, sería interesante intentar hacerlo usted mismo cuando lo desee. Y una cosa más, me gustaría leer sobre cómo almacenar energía de los paneles (una nota específica a esta nota, está claro que puedes encontrar esta información en otros sitios)
Hay un panel flexible en la foto. ¿Cómo y con qué conector le conecto los cables? no encuentro informacion por ningun lado