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Costruire il proprio pannello solare

I pannelli solari fotovoltaici sono dispositivi che convertono la luce solare in elettricità in modo pulito, senza emissioni di gas serra.

Perché costruire il tuo pannello solare?

Costruire il proprio pannello solare

Se vivi in ​​una regione o in un luogo in cui il sole splende brillantemente nel tuo cortile per gran parte dell’anno, dovresti considerare di avere un pannello solare a casa.

L’energia solare è gratuita, quindi se puoi sfruttare l’energia solare, puoi effettivamente risparmiare sulle tue bollette energetiche. Ciò sarà particolarmente utile con l’aumento dei prezzi dell’energia, poiché i combustibili fossili si esauriscono e i loro prezzi aumentano.

E non è tutto, l’uso dell’energia solare per alimentare la tua casa o il tuo ufficio ti aiuterà anche a essere più verde.

Quando sfrutta maggiormente  l’energia rinnovabile  più verde come l’energia solare, sta effettivamente riducendo la sua dipendenza da energia non rinnovabile come il petrolio e aiuta a ridurre le emissioni di carbonio che contribuiscono al riscaldamento globale e ai cambiamenti climatici globali. Leggi i  vantaggi dell’energia solare.

Ma come molti di noi sanno, i sistemi solari non sono economici. Secondo tlc.discovery.com, per una casa che utilizza circa 14.400 wattora di energia in un giorno, sarebbe necessario un pannello di 26 metri quadrati. Il sistema completo, completo di servizi come un banco batterie e un inverter, ecc., Costerebbe probabilmente più di $ 32.000. Non ha assolutamente senso spendere così tanto solo per risparmiare un paio di centinaia di dollari in un anno.

Fortunatamente, ci sono altri modi per uscire dalla situazione. Se ti piace il fai-da-te e fai le tue cose per la tua casa, potresti considerare di imparare a costruire il tuo pannello solare a una frazione del prezzo originale. Probabilmente avrai bisogno di poche centinaia di dollari, a seconda delle dimensioni del pannello che costruisci.

Molti di coloro che hanno cercato di costruire pannelli solari fatti in casa hanno trovato l’esperienza arricchente in termini di esperienza di apprendimento e senso di realizzazione con il progetto completato. Hanno anche beneficiato del sistema solare domestico che ora alimenta la loro casa. Leggi di più sulle loro esperienze e consigli.

Quindi perché non provare a costruire il tuo pannello solare?

Componenti di un pannello solare.

Il primo passo per costruire il tuo pannello solare è capire i componenti di base di un pannello solare.

Il pannello comprende celle solari con linguette fissate a uno schienale, la scheda del pannello e il suo coperchio in plastica trasparente, cavi di collegamento, batterie e un diodo. Alcuni sistemi possono anche includere un controller di carica e un inverter.

Le  celle solari  sono quelli che convertono l’energia solare in energia elettrica. Poiché l’energia elettrica prodotta da ciascuna cella solare è piuttosto ridotta, avrai bisogno di molte celle solari sul pannello per generare l’elettricità di cui hai bisogno per la tua casa.

A sua volta, la  piastra  del  pannello  e del suo  coperchio di plastica trasparente tengono insieme le celle solari fragili, in modo che tutta l’energia prodotta da celle solari sul pannello potrebbe unirsi per produrre la corrente elettrica richiesta. Il pannello e la copertura in plastica proteggono le celle solari dagli elementi climatici, mentre la copertura trasparente consente alla luce solare di raggiungere le celle solari.

cavi  sono necessari per collegare le celle solari in serie, in modo che l’elettricità prodotta possa fluire verso le  batterie  per la conservazione.

Il  diodo  è necessario per impedire la scarica della batteria quando le celle solari non producono elettricità (ad esempio, quando non c’è abbastanza luce).

Il  controller di carica  impedisce al sistema del pannello solare di  sovraccaricare  le batterie, prolungando la durata delle batterie.

A seconda dell’utilizzo della corrente prodotta, potrebbe essere necessario un  inverter  . L’uscita delle batterie caricate dal sistema del pannello solare è corrente continua (DC) e può essere utilizzata solo per dispositivi che funzionano con DC (ad esempio, 12V), come asciugacapelli, aspirapolvere. Tuttavia, la maggior parte degli apparecchi, come i televisori, funzionano a corrente alternata (CA, ad esempio 110 o 220 V). Pertanto, l’ inverter è necessario per convertire la corrente continua delle batterie in corrente alternata.

Cosa ti serve per costruire il tuo pannello solare

Per costruire il tuo pannello solare avrai bisogno dei seguenti materiali

  •  celle solari
  •  assi di compensato spesse circa 0,7 pollici
  •  mesh (ad esempio, rete metallica)
  •  pannello o film di plastica trasparente
  •  vernice
  •  Bacheca in masonite
  •  sigillante siliconico trasparente
  •  chiodi e viti
  •  colla per legno (opzionale)
  •  Gel o batteria al piombo acido da 12 volt a ciclo profondo (poiché può essere ricaricato regolarmente)
  •  box batteria (opzionale, per coprire la batteria)
  •  diodo
  •  regolatore di carica (opzionale)
  •  inverter (opzionale)

Avrai bisogno delle seguenti attrezzature

  •  una sega per lavorare su compensato
  •  martello
  •  cacciavite
  •  trapano
  •  attrezzature per saldatura
  •  misuratore di tensione
  •  matita o penna
  •  calcolatrice

Le celle solari sono estremamente fragili. Quindi gestiscili attentamente. Un modo è tenerli all’interno della confezione, fino a quando non hai costruito la scheda del pannello solare e sei pronto per installare le celle solari.

Per il diodo, potresti considerare un diodo Schottky poiché questi diodi hanno una caduta di tensione diretta bassa (quindi si spreca meno energia e si ha una maggiore  efficienza solare  ) e un’azione di commutazione rapida.

Scegli celle solari per costruire il tuo pannello solare

Quando costruisci il tuo pannello solare, le celle solari sono i componenti più costosi del pannello solare. Fortunatamente, puoi ottenere alcune celle solari di seconda classe a prezzi ragionevoli su Ebay. Oppure puoi visitare Spheralsolar.com.

Come valori di fabbrica, significa che le celle non sono in perfette condizioni (ad esempio, alcune potrebbero essere scheggiate o screpolate), ma sono ancora funzionali e funzioneranno bene per un progetto domestico. Quindi, a meno che tu non possa e desideri risparmiare quei soldi extra per la durata e l’efficienza, non c’è davvero bisogno di celle solari perfettamente nuove.

C’è una vasta gamma che puoi scegliere su Ebay. Ad esempio, ho visto un’offerta di 300 celle solari monocristalline (5×5 pollici, 0,5wa 1,8 w ciascuna) per un’offerta di US $ 10,45, mentre un’altra ha offerto 400 celle solari con linguette (3×6 pollici) per un’offerta di US $ 255. Cerca un buon affare.

Seleziona celle solari con linguette metalliche. Possono costare un po ‘di più, ma le celle solari fornite con le linguette ti risparmieranno molto lavoro in termini di saldatura in seguito.

Quando scegli il tipo di celle da acquistare, tieni presente che le celle più grandi producono più energia, ma finirai per avere un pannello solare più grande e più pesante. Le celle più piccole ti danno un pannello solare più piccolo e leggero, ma otterrai energia.

Non è una buona idea mescolare celle piccole e celle grandi all’interno del pannello, poiché la corrente e la potenza prodotte dal pannello sono limitate dalla cella più piccola nel pannello; la maggiore capacità delle celle più grandi verrebbe sprecata.

Ciò significa che dovrai trovare un equilibrio e scegliere qualcosa che si adatti sia al tuo spazio domestico che ai tuoi bisogni energetici.

Se puoi, acquista celle solari NON cerate. Il rivestimento in cera è destinato alla protezione durante il trasporto e può essere estremamente difficile da rimuovere dalle cellule. Non hai davvero bisogno della protezione dalla cera; Non c’è molto problema, anche se le tue celle solari subiscono delle schegge.

L’emissione del tuo pannello solare non sarà influenzata in modo significativo dalla scheggiatura. Inoltre, queste celle che stai acquistando su Ebay sono, dopo tutto il secondo tasso di fabbrica, il che significa che avrebbero già delle imperfezioni, indipendentemente dal fatto che tu abbia o meno la protezione dalla cera. Quindi evita il problema di rimuovere la cera prima di installare il pannello solare.

Numero di celle solari per costruire il tuo pannello solare.

Per costruire il tuo pannello solare, devi decidere la quantità di celle solari che acquisterai e questo a sua volta dipende dalle tue esigenze energetiche. Per cominciare, potresti prendere in considerazione l’uso dei pannelli solari per integrare la fornitura di rete delle esigenze energetiche della tua casa. Man mano che acquisisci familiarità con l’output del tuo sistema, puoi esplorare la possibilità di sostituire gran parte della fornitura di rete con energia solare gratuita.

Innanzitutto, calcola la quantità di energia che il tuo sistema solare deve produrre in un’ora (chiamiamo questa cifra «B»). Per fare ciò, scopri la quantità media di energia di cui hai bisogno (in watt) ogni giorno. L’Energy Information Agency degli Stati Uniti stima che l’energia media utilizzata da una famiglia sia di circa 24,5 kWh al giorno.

Dividi il fabbisogno energetico giornaliero per il numero medio di ore di luce solare totale (sii prudente nel calcolare questo) che ottieni al giorno. Quindi quello che hai è la quantità media di energia (cioè la quantità di watt) che il tuo sistema solare deve produrre in un’ora per le esigenze del giorno. Tenere conto delle perdite di energia dovute alle inefficienze del sistema quando si aggiunge un altro 30% della potenza originale richiesta.

Secondo, calcola la quantità media di energia che ciascuna delle tue celle solari può produrre in un’ora (chiamiamo questo numero «B», moltiplicando la sua tensione per il suo flusso di corrente. Usa l’equazione: Potenza (in watt) = Tensione ( V) x Corrente (ampere) La maggior parte delle celle solari fotovoltaiche (PV) produce circa 0,5 volt, indipendentemente dalle loro dimensioni.

Tuttavia, la corrente passante (misurata in ampere) di celle 6 × 3 pollici e 5 × 5 pollici può variare da 1 a 12. Le celle più piccole producono più celle correnti e celle più grandi di meno. Dovresti controllare le specifiche delle celle che acquisti.

Infine, dividi il fabbisogno energetico all’ora («A») per la fornitura di energia di ciascuna cella solare all’ora («B») per determinare la quantità di celle solari necessarie.

Più energia hai bisogno, meno ore di piena luce solare otterrai, più celle solari avrai bisogno.

Ricorda di acquistare celle di ricambio, poiché le celle solari sono molto fragili. I pezzi di ricambio saranno utili nel caso in cui qualcuno si rompa durante il trasporto o durante la configurazione del pannello solare.

Preparare il pannello per costruire il proprio pannello solare

La piastra del pannello solare è fondamentalmente una scatola d’ombra molto superficiale, dove è possibile posizionare le celle solari interconnesse (altre saranno condivise di seguito sulla connessione delle celle solari) e possono essere protette dagli elementi.

Non ci sono linee guida rigorose sulla configurazione di questa scatola di ombre; Dipende molto dalle tue preferenze. Per costruire il tuo pannello solare, un suggerimento quando decidi la lunghezza e il respiro del pannello è quello di considerare la quantità di celle solari che il pannello deve contenere, come organizzerà le sue celle (leggi la sezione seguente su come collegare il pannello solare) . celle) ed esamina quanto spazio nel tuo giardino o portico hai a disposizione per il pannello solare.

Il pannello non dovrebbe essere eccessivamente grande o lungo, altrimenti sarebbe difficile spostarlo. Per un’installazione con diciotto celle solari da 3 «x6», prendere in considerazione la possibilità di considerare una scheda a pannello quadrato da 22 «x22».

Quindi, allinea i bordi della tavola con strisce di compensato per formare i bordi della tavola ombra. Si potrebbero prendere in considerazione strisce di 0,7 «per 0,7». Puoi incollare o avvitare le strisce in posizione. La striscia forma un bordo protettivo per le celle solari che verrebbero posizionate sul pannello.

Quando si costruisce la propria scheda del pannello solare, ricordarsi di praticare alcuni fori (circa 0,3 pollici sarebbe buono) sui bordi inferiori della scheda del pannello. Questi piccoli fori consentiranno di rilasciare la pressione accumulata all’interno della piastra del pannello, quando l’aria all’interno della piastra si riscalda e si espande alla luce del sole.

Fare attenzione a posizionare i fori in modo che l’acqua piovana o l’umidità della rugiada non possano facilmente entrare nel pannello. Puoi tenere gli insetti e la polvere fuori dal pannello inserendo delle maglie nei fori; In questo modo, solo l’aria può passare.

Posizionare l’interno del pannello con un materiale sottile, solido e non conduttivo, come una bacheca di Masonite. Questa piastra costituirà il supporto su cui si uniranno le celle solari.

Quindi, dare alla piastra diversi strati di vernice per proteggerli dagli elementi climatici e dall’umidità. Inoltre, dipingi entrambi i lati della bacheca per proteggerla dall’umidità; Si rompe quando è bagnato. Sarebbe ancora più ideale se riuscissi a trovare un’alternativa impermeabile per una bacheca di Masonite.

Collegamento di celle solari per costruire il tuo pannello solare

Qui ti mostriamo come collegare le tue celle solari per costruire il tuo pannello solare.

Posiziona tutte le celle solari (all’indietro) sulla bacheca; Devi sapere esattamente come verranno posizionate tutte le celle solari prima di eseguire qualsiasi saldatura. Usa una matita per fare segni sulla bacheca per guidarla. Usa i fori nella bacheca per aiutarti.

Per costruire il proprio pannello solare di potenza sufficiente, le celle solari devono essere collegate tra loro in serie in modo che abbia una tensione più elevata. Per connettersi in serie, significa che devono essere collegate le linguette con polarità opposte.

In altre parole, la scheda negativa della prima cella solare deve essere collegata alla scheda positiva della seconda cella solare e, a sua volta, la scheda negativa di questa seconda cella solare deve essere collegata alla scheda positiva della terza cella solare. telefono cellulare e così via.

La linguetta negativa dell’ultima cella solare deve essere collegata al terminale positivo della batteria e la linguetta positiva della prima cella solare deve essere collegata al terminale negativo della batteria. E ora hai un circuito o un circuito completo.

Ora che hai posizionato le celle ed è chiaro come devono essere collegate le linguette, sei pronto per iniziare a saldare le celle solari. Sii gentile durante la saldatura. Se usi troppa forza quando maneggi le celle, potresti romperle.

Una volta terminata la saldatura delle celle solari per formare una serie, è possibile capovolgere l’intero anello in modo che il retro delle celle solari sia ora contro la piastra del perno. Potresti aver bisogno di aiuto in questa fase.

Porta la tua rete di celle solari a metà (con la pin board come backup) al sole e testala usando un misuratore di tensione. Il misuratore di tensione deve essere collegato in parallelo al circuito. Il misuratore deve registrare una tensione in presenza di luce solare. Il livello di tensione dipende dal numero di celle solari raccolte in serie.

Ad esempio, con 18 celle (~ 0,5 V ciascuna) collegate in serie, dovresti ottenere circa 9 V. Se non si ottiene alcuna lettura della tensione, è necessario verificare se le celle sono state collegate in modo errato.

Quando costruisci il tuo pannello solare e sei sicuro che le celle siano collegate correttamente, puoi iniziare ad attaccare le celle solari alla bacheca. Applicare una piccola patch di sigillante siliconico trasparente sul CENRTE (non altrove) sul fondo di ogni cella solare.

Questo piccolo cerotto sigillante (non usa troppa colla) consentirà alla cella solare di espandersi e contrarsi in base alle variazioni di temperatura senza molte restrizioni, quindi è meno probabile che si rompa. Incollare la cella solare sulla bacheca, secondo i segni a matita che hai fatto in precedenza. Ricorda, maneggia sempre le celle solari con molta attenzione. Sono estremamente fragili.

Metti tutto insieme per costruire il tuo pannello solare

Ora metti tutto insieme per costruire il tuo pannello solare. Posizionare la piastra del perno con le celle solari sulla scheda del pannello costruita in precedenza (se non lo si è già fatto). Avvitare la pedana nel pannello di compensato per tenerlo in posizione.

Se possibile, fissare il diodo (utilizzando il sigillante siliconico) all’interno della piastra del pannello. Le temperature all’interno della piastra del pannello saranno più alte, consentendo al diodo di funzionare in modo più efficiente.

Quando sei sicuro che tutto il sigillante siliconico che hai usato sia indurito (cioè essiccato), posiziona il pannello di plastica trasparente che hai preparato sull’intera configurazione della rete di celle solari e avvitalo in posizione. Il pannello di plastica fungerà da protezione per le celle solari, consentendo al contempo ai raggi del sole di raggiungere le celle solari.

Se sei sicuro che il tuo pannello solare funzioni perfettamente, puoi sigillare il pannello (cioè i bordi tra il pannello di compensato e il coperchio di plastica trasparente) con sigillante siliconico o nastro di alluminio.

Il sigillo aiuterà a mantenere l’acqua fuori dal pannello. Assicurarsi di non bloccare i fori di ventilazione. Sono importanti per il rilascio della pressione dell’aria all’interno del pannello quando l’aria si espande alla luce del sole.

E tu sei pronto!

Dopo aver costruito il tuo pannello solare, posizionalo in un luogo dove puoi ricevere più luce solare. Potrebbe essere necessario regolare la posizione mentre il sole si muove attraverso il cielo per catturare la maggior parte dei raggi del sole.

Fonti e riferimenti

. Instructables

Energysage

Greenoptimistic