Categories: Articles destacats » Alimentació autònoma
Nombre de visualitzacions: 57881
Comentaris sobre l'article: 5
Energia solar per a la llar
Com funcionen les plantes d’energia solar per a la llar. Consells per triar un circuit i components
Les fonts alternatives d'electricitat estan cada cop més interessades en els propietaris. Se senten atrets pel baix cost de l’ús de l’energia solar. Però la introducció massiva de dispositius que operen a partir del flux de llum solar està restringida per l’elevat cost dels equips i la complexitat de la seva selecció i instal·lació.
De fet, muntar amb les teves pròpies mans i fer funcionar una central solar està dins del poder d’un mestre de casa, fins i tot d’un estudiant superior. Per fer-ho:
-
familiaritzeu-vos amb els principis del programa,
-
determinar les tasques dels equips,
-
escolliu l'equip d'estació més adequat,
-
dur a terme la instal·lació mecànica de tots els elements,
-
muntar un circuit elèctric
-
comprovar el rendiment i operar de forma competent.
Nombrosos experiments pràctics ens permeten recomanar un esquema universal per resoldre els problemes d’una central d’energia solar per a la llar.
Esquema típic d’una central elèctrica domèstica amb bateria solar (feu clic a la imatge per ampliar-la):
Inclou:
-
mòdul solar basat en cèl·lules fotogràfiques individuals,
-
controlador
-
bateries d’emmagatzematge d’energia elèctrica,
-
inversor.
S’ha d’entendre bé que en una central d’energia solar, el paper de les plaques solars no està en l’alimentació directa d’energia elèctrica als consumidors (tot i que en determinades situacions això està justificat: rellotges, calculadores i dispositius similars), sinó en proporcionar una càrrega per funcionar les bateries del circuit, que:
-
rebre electricitat dels mòduls solars,
-
acumular-la i transmetre-la als consumidors.
La qüestió de crear una estació domèstica hauria de començar determinant la seva càrrega. Per fer-ho, hem d’analitzar tots els consumidors que treballaran a partir de l’energia del sol. Es divideixen en dues classes principals:
-
dispositius que operen a CA 220 V,
-
equips electrònics i informàtics, que operen des d’un voltatge continu de 12 / 24V.
Els motors elèctrics de frigorífics, rentadores, aspiradores i altres dispositius funcionen només des de la xarxa ~ 220V / 50Hz. S'hauran de connectar a través d'un dispositiu que formi harmònics sinusoïdals amb les característiques necessàries a partir de la potència constant de les bateries. Aquest dispositiu s’anomena inversor.
Com funciona i com seleccionar-lo per a determinades càrregues és el tema d’un article diferent. I ara és important comprendre que la potència de sortida del convertidor seleccionat ha d’assegurar el funcionament fiable de tots els consumidors connectats a ell i fins i tot tenir un marge reduït.
Per estalviar, el funcionament alternatiu dels consumidors de corrent altern és força acceptable. D’acord que a vegades no cal encendre l’aspirador per escalfar l’aigua mentre la rentadora funciona. És convenient esperar fins que es faci el rentat i, a continuació, agafar una aspiradora. Això reduirà significativament la càrrega a l’inversor.
La transició a l’ús d’una central solar a la casa s’ha de combinar amb la substitució dels dispositius de xarxa d’il·luminació. No té sentit gastar l’energia de l’inversor a escalfar els filaments de làmpades incandescents. S’han d’abandonar immediatament o, en casos extrems, canviar a làmpades d’estalvi d’energia que funcionin en tensió = 24 / 12V.
D’aquesta manera us estalviareu els residus d’energia innecessaris perquè, com la resta d’equips electrònics i informàtics, es poden alimentar directament des del voltatge constant de les bateries d’emmagatzematge.
Mireu què passa: el circuit electrònic, per exemple, d’un ordinador portàtil funciona amb bateria = 12V.
Per recarregar-la, s’utilitza una font d’alimentació, que converteix una tensió alterna de ~ 220V / 50Hz en un valor de = 19V.
12 volts són suficients per a aquest ordinador portàtil. A més, generalment és possible treure-la i alimentar-la directament de les bateries d'emmagatzematge (bateria). Amb aquest mètode, es crea al voltant d’un 40% d’estalvi d’energia en comparació amb el mètode de doble conversió per part d’un inversor i després d’una unitat d’alimentació.
Per què carregar addicionalment el disseny creat amb dispositius innecessaris, escalfant sense cap sentit l’aire que l’envolta amb dispositius electrònics complexos? L’esquema d’alimentació de cada ajudant de la llar ha d’estar ben pensat i d’una manera similar per simplificar el seu subministrament d’energia. Això requerirà molt poc cost:
-
trossos de filferro
-
adaptadors estàndard.
Com a conclusió d’aquest treball, no serà difícil calcular la potència de sortida necessària de l’inversor, i a partir d’aquest ja és possible seleccionar el model adequat per a la compra.
Ara és hora de decidir les bateries d’emmagatzematge de la vostra central solar. No es consideren aquí les regles de la seva elecció i les principals característiques: es tracta d’un tema separat voluminós, que es tractarà detalladament en un altre article.
I ara ens centrarem en el fet que aquestes bateries han d’alimentar de forma fiable tots dos grups de consumidors, que hem examinat breument. També aquí caldria observar l’ordre de funcionament dels dispositius i tenir algun tipus de reserva.
Després d’haver decidit la tasca de les bateries (la seva capacitat i la tensió de sortida total), podeu seleccionar els mòduls solars. La seva producció moderna produeix una gran varietat amb diferents mètodes de fabricació. Tenen diferents característiques i capacitats.
Tingueu en compte que els mòduls solars:
-
segons la tensió de sortida ha de correspondre a les bateries d'emmagatzematge,
-
posseeixen energia capaç de subministrar un corrent de càrrega nominal a les bateries que funcionen en condicions d’il·luminació mitjana.
Hi ha un altre dispositiu en aquest circuit: el controlador. Funciona com a intermediari entre les plaques solars i les bateries d’emmagatzematge, regulant el procés de càrrega.
Considereu un esquema de cablejat simplificat per a una central solar que funcioni sense controladors. Això es fa de manera que tingueu clar el seu propòsit.
Diagrama simplificat d’una central elèctrica domèstica amb bateria solar (feu clic a la imatge per ampliar-la):
En aquest circuit, el controlador s'elimina i, en lloc seu, funciona un díode ordinari. Per què has fet això?
L’única tasca del controlador és recarregar les bateries d’emmagatzematge de fins a 14 a 14,5 V. Això ho fa de maneres diferents i funciona periòdicament:
-
amb augment de l’activitat solar,
-
falta de consum elèctric (les bateries no alimenten res; no cal carregar),
-
poca capacitat de la bateria quan no poden fer front a la càrrega i part de l’energia als consumidors prové de mòduls solars.
La controladora MRPT la realitza la càrrega completa de la bateria, que escaneja el punt amb la màxima potència de la bateria solar (vegeu Com s’organitzen i funcionen les plaques solars?) Aquest és el disseny més fiable, però car. Es poden substituir altres models, especialment els desenvolupaments On / Off, per un díode d'energia.
No permetrà el flux de piles de les bateries a la bateria solar a les fosques, i evitarà la seva descàrrega. Amb aquest mètode, no es recomana deixar la central solar sense càrrega durant molt de temps: les bateries es recarregaran sense cap restricció i cal assegurar un equilibri entre la càrrega i el consum d’energia. En aquest cas, és possible excloure part de la bateria solar del treball o canviar addicionalment una càrrega constant: ventilació, calefacció, llums ...
L'ús d'un díode amb un rebuig del controlador redueix el cost del circuit, però requereix un control més acurat i ajustaments manuals de l'obra.
En conclusió, fixeu-vos en el més important de la creació del disseny: tots els elements del pla d’energia solar domèstica funcionen en un complex i, per tant, haurien d’estar ben seleccionats i equilibrats entre ells i els consumidors.
Els articles següents tractaran el dispositiu i el principi de funcionament de controladors, inversors i bateries per a centrals solars domèstiques.
Vegeu també Bateries solars: com recollir, operar i restaurar plaques (desulfat)
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: