Como fazer uma bateria solar com as próprias mãos: métodos de montagem e instalação de painéis solares

Os hidrocarbonetos foram e continuam a ser a principal fonte de energia, mas cada vez mais a humanidade recorre a recursos renováveis e ecologicamente seguros. Isso tem gerado um interesse crescente por painéis solares e geradores.

No entanto, muitos hesitam em instalar um sistema solar devido ao alto custo de implantação do conjunto. É possível reduzir o custo do produto se você mesmo o construir. Duvida de suas próprias capacidades?

Nós explicaremos a você como fazer um painel solar com as próprias mãos, usando componentes acessíveis. No artigo, você encontrará todas as informações necessárias para calcular o sistema solar, selecionar os componentes do conjunto, realizar a montagem e a instalação do painel fotovoltaico.

Vantagens e desvantagens da utilização de sistemas solares

Segundo as estatísticas, um adulto usa diariamente cerca de uma dezena de aparelhos diferentes que funcionam ligados à rede. Embora a eletricidade seja considerada uma fonte de energia relativamente ecológica, isso é uma ilusão, pois sua geração utiliza recursos que poluem o meio ambiente.

Desse ponto de vista, a energia solar é muito mais vantajosa.

Peças para montagem de baterias solares e geradores há muito tempo estão disponíveis no mercado, e quem quiser pode montar um sistema. Isso exigirá algum investimento financeiro e tempo. O processo de montagem é minucioso, requer atenção e precisão, mas o trabalho em si não é particularmente trabalhoso.

Devido às características climáticas de muitas regiões, não se pode esperar que a energia solar seja suficiente para abastecer completamente uma casa particular. Ela pode cobrir apenas 20-30% de todas as necessidades energéticas. No entanto, é uma boa solução para uma casa de campo.

Vantagens do uso da energia solar:

1. Potencial imenso. O Sol é capaz de fornecer energia suficiente para atender a todas as necessidades humanas. É renovável e inesgotável, o que o diferencia favoravelmente do carvão, derivados de petróleo e gás natural.
2. Acessibilidade. O Sol está em toda parte – tanto em países quentes quanto nos mais frios. Ele é suficiente para todas as necessidades.
3. Sustentabilidade. Devido à crise energética total, a energia 'verde' é a área mais promissora para pesquisas científicas e desenvolvimentos de alta tecnologia. As baterias solares cumprem perfeitamente sua função sem prejudicar o meio ambiente.
4. Ausência de ruído. Os sistemas solares funcionam silenciosamente, o que os diferencia favoravelmente de muitas outras fontes de energia.
5. Economia. A operação e manutenção de baterias solares não exigem custos especiais. Investindo dinheiro uma vez, o proprietário pode usar o sistema por 20-25 anos. O principal é limpar os elementos regularmente.
6. Ampla gama de aplicações. As baterias solares podem gerar energia suficiente para abastecer uma casa com eletricidade e calor. No entanto, esta não é a única área de aplicação. Os sistemas solares são usados para dessalinização de água e até mesmo para fornecer energia a estações orbitais.

Ainda hoje as baterias solares são caras, embora já estejam surgindo maneiras de economizar significativamente ao fabricá-las por conta própria. A cada ano, novos desenvolvimentos são implementados, permitindo simplificar e baratear o processo de obtenção de energia solar.

Sistemas solares não são ideais como fonte principal de energia, mas como fonte complementar ou alternativa são uma excelente opção. Em comparação com turbinas eólicas, são mais estáveis e vantajosos.

Desenvolvimento interessante – painéis solares flexíveis. Graças à elasticidade, o fotopainel é muito mais fácil de instalar – a placa “se adapta” ao formato do telhado ou de outro suporte.

Uma das tecnologias modernas são os módulos de filme fino, que são incorporados aos materiais de construção. Também surgiram elementos de armazenamento transparentes, destinados ao uso em estruturas de janelas.

Este é um desenvolvimento da empresa japonesa Sharp. Especialistas acreditam que, em breve, esses painéis solares se tornarão muito mais potentes e vantajosos.

Com o armazenamento de energia solar, surgem frequentemente problemas, pois as baterias são caras. A única coisa que compensa até certo ponto essa desvantagem: a maior parte dos aparelhos elétricos potentes são ligados durante o período de luz do dia (+).

Por razões objetivas, os sistemas solares ainda não podem substituir completamente os hidrocarbonetos, pois a obtenção e o armazenamento de energia solar envolvem altos custos. No entanto, podem ser uma boa fonte de fornecimento alternativo de energia para a casa ou para aparelhos elétricos específicos.

Alguns proprietários decidem equipar suas casas com usinas solares que atendem totalmente às necessidades de eletricidade. Esses investimentos se pagam em 10 a 40 anos, dependendo do tipo de modelo – pronto ou feito em casa.

As tecnologias evoluem rapidamente, e os painéis solares podem ser modernizados e ampliados. Portanto, vale a pena começar a montar sistemas adequados desde já.

Uma análise detalhada dos tipos de painéis solares é apresentada neste artigo.

Quais componentes são necessários e onde comprá-los

A peça principal é o fotopainel solar. Geralmente, as placas de silício são compradas pela internet, com entrega da China ou dos EUA. Isso se deve ao alto preço dos componentes de produção nacional.

O custo das placas nacionais é tão alto que é mais vantajoso encomendá-las no eBay. Quanto a defeitos, em 100 placas, apenas 2 a 4 são inadequadas para uso. Se encomendar placas chinesas, os riscos são maiores, pois a qualidade deixa a desejar. A vantagem é apenas no preço.

Um painel pronto é muito mais conveniente de usar, mas também três vezes mais caro, então é melhor se dedicar a encontrar componentes e montar o dispositivo você mesmo.

Os outros componentes podem ser comprados em qualquer loja de produtos elétricos. Também serão necessários solda de estanho, moldura, vidro, filme, fita e lápis para marcação.

Ao comprar componentes, vale a pena prestar atenção à garantia do fabricante. Geralmente é de 10 anos, em alguns casos até 20. Também é importante escolher a bateria corretamente. Economizar nela muitas vezes resulta em problemas: durante o carregamento do dispositivo, pode ser liberado hidrogênio, o que pode causar uma explosão.

Características do cálculo da potência dos sistemas

Antes de comprar os componentes e fazer um painel solar, calcula-se a potência necessária do dispositivo e a capacidade da bateria.

A maneira mais simples é usar calculadoras online disponíveis em alguns sites na internet.

A quantidade de energia indicada na ficha técnica do produto é calculada para condições ideais. Não é possível basear-se nela, pois os dispositivos funcionam de forma diferente dependendo da época do ano e do dia. As perdas de energia ocorrem constantemente, inclusive nas baterias, no inversor (+).

O indicador mais importante que deve ser considerado – é a quantidade média mensal de energia consumida. Pode ser determinada pelo medidor.

Também é necessário fazer uma concessão para as características de funcionamento dos próprios painéis solares. Eles só conseguem fornecer potência máxima em condições de céu limpo, e o ângulo de incidência dos raios solares deve ser reto.

Se o tempo estiver nublado ou o ângulo de incidência dos raios for muito agudo, a potência das baterias pode cair 20 vezes. Até mesmo as nuvens mais leves são suficientes para reduzir os indicadores pela metade. Por isso, nos cálculos, considera-se que 70% da energia será gerada das 9 às 16 horas, e no restante do tempo, até 30%.

No inverno, os sistemas solares são de pouca utilidade: devido ao tempo nublado, eles geram uma quantidade mínima de energia. Já os geradores eólicos operam em plena capacidade e podem compensar essas perdas. A combinação de dois desses dispositivos é muito eficaz.

Em condições próximas do ideal, durante o 'horário de trabalho', painéis com potência de 1 kW geram 7 kWh, e no início da manhã e à noite, cerca de 3 kWh. É melhor nem considerar o segundo indicador e deixá-lo como 'reserva' para possíveis nuvens e variação no ângulo de incidência dos raios.

Portanto, deve-se considerar 210 kWh durante um mês calendário. Este é um indicador ideal que requer ajustes.

No eBay é possível encontrar um bom conjunto para fabricar uma bateria solar caseira. Às vezes são dispositivos rejeitados na produção (os chamados módulos tipo B). São baratos, mas perfeitamente adequados para montar um sistema doméstico, pois as características de desempenho são próximas das especificadas.

Para determinar a quantidade real de energia, é necessário encontrar dados sobre quantos dias ensolarados há por ano em uma determinada região. Nesses períodos, a potência das baterias não atingirá nem metade do valor nominal. Se os dispositivos funcionarem no outono e inverno, é preciso fazer um ajuste de 30-50% para tempo nublado.

Instruções passo a passo para a montagem do painel solar

O trabalho de montagem começa com o esquema e o projeto. É necessário ter clareza sobre como o painel solar será construído e fixado. Assim, se a eficiência do sistema depende diretamente do ângulo de inclinação em relação aos raios solares, deve-se garantir que esse ângulo possa ser ajustado.

Muitos modelos prontos possuem mecanismos que giram os painéis automaticamente, enquanto nos caseiros será necessário pensar neles por conta própria.

Os módulos do painel solar devem ser iguais, pois a equivalência de corrente é igual ao indicador do elemento mais fraco. Além disso, a seleção de peças idênticas simplificará bastante o processo de montagem de todo o sistema, já que não será necessário ajustar as dimensões dos quadros e calcular a potência de cada estrutura separadamente.

A tecnologia de montagem depende da área total dos painéis, da quantidade deles e das características dos materiais adicionais. Uma grande área do sistema garante maior potência, mas ao mesmo tempo aumenta o peso da estrutura, o que também deve ser considerado, pois o telhado precisa suportá-lo.

Etapa 1: fabricação da carcaça da estrutura

Quando todos os componentes estiverem prontos, pode-se iniciar a montagem do corpo, no qual toda a estrutura será sustentada.

Serão necessários os seguintes materiais:

• folhas de compensado cortadas no tamanho dos painéis;
• placas de fibra;
• ripas de madeira, com as quais serão feitas as bordas;
• materiais de fixação: parafusos auto-roscantes, cantoneiras, adesivo adequado;
• acrílico;
• tinta e vernizes para embelezar a aparência da estrutura finalizada e protegê-la contra o apodrecimento.

Primeiramente, prepara-se a base – colam-se bordas baixas ao compensado. Elas não devem cobrir os painéis, por isso é recomendável escolher ripas com cerca de 2 cm. Para evitar que as bordas descolem, elas são fixadas adicionalmente com parafusos auto-roscantes e cantoneiras.

A tampa superior é feita de acrílico, e as peças de madeira da estrutura são cobertas com impregnações antissépticas para proteger contra o apodrecimento e pintadas. O tom da tinta deve harmonizar com a cor do telhado.

A parte inferior da base e as bordas são perfuradas em vários lugares para garantir ventilação. A tampa não deve ser perfurada, pois os elementos da estrutura podem ficar úmidos. Para fixar os painéis, é melhor escolher placas de fibra, pois elas não conduzem eletricidade. Se desejar, as placas de fibra podem ser substituídas por outro material.

Etapa 2: instalação e fixação dos elementos

Os elementos solares devem ser dispostos uniformemente sobre o substrato com o lado 'avesso' e soldar os condutores. Para isso, será necessário marcar os pontos de solda. Para não estragar todos os módulos, é melhor primeiro conectar apenas dois elementos em série.

Se tudo estiver correto, os demais módulos são soldados da mesma forma. Como resultado, deve aparecer no substrato uma cadeia ordenada de elementos conectados.

Após a montagem da estrutura, ela deve ser verificada quanto ao funcionamento. Se estiver funcional, pode-se fixá-la com parafusos no quadro. No painel finalizado, coloca-se um diodo de bloqueio. Sua função é evitar a descarga da bateria.

Quando todos os módulos estiverem conectados, eles podem ser virados para fixação no painel. Como adesivo, pode-se usar resina epóxi ou selante de silicone. É recomendável não aplicar cola nas bordas dos módulos para que as estruturas não quebrem em caso de deformação do quadro. Basta colar firmemente os elementos no centro.

Etapa 3: particularidades da fixação da tampa

Após a montagem do painel no quadro, ele é fechado com a tampa de acrílico, verificado novamente e fixado. É importante que o adesivo seque completamente antes da instalação da tampa, caso contrário, continuará evaporando e deixará marcas turvas no acrílico.

No cabo de saída, é instalado um conector de dois pinos. Ele é necessário para conectar o controlador. Resta verificar novamente o funcionamento do sistema e corrigir as imperfeições, caso sejam encontradas.

Etapa 4: instalação do sistema pronto

As baterias são instaladas no solo, nas paredes ou no telhado. Isso depende dos desejos do próprio proprietário do edifício. O importante é que o sistema esteja localizado no lado sul do edifício e que nada interfira em seu funcionamento.

Se a estrutura for fixada na inclinação do telhado, é necessário garantir que a superfície suporte a carga adicional. O sistema é instalado de modo a ficar em um ângulo de 30-40° em relação ao telhado, e é firmemente fixado.

Os painéis solares, especialmente os de filme fino, estão sujeitos a deformações devido ao vento ou à pressão da neve. É preciso cuidar de uma proteção confiável contra o vento e instalar dispositivos que retenham ou desviem a neve que desliza do telhado.

Uma excelente solução é fixar o sistema a uma estrutura de metal de perfil grosso. A seção mínima é de 25*25 mm, e para uma grande área da estrutura, é melhor escolher um perfil mais resistente. Na frente de cada um desses quadros, é instalado um retentor de neve ou são equipados suportes com dispersores de neve.

Em nosso site, há um bloco de artigos dedicados à montagem, instalação e conexão de baterias solares. Recomendamos que você os conheça:

1. Esquemas e formas de conexão de painéis solares: como instalar corretamente um painel solar
2. Esquema de conexão de painéis solares: ao controlador, à bateria e aos sistemas atendidos

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Às vezes, as descrições não são suficientes para entender completamente as particularidades da montagem e instalação de painéis solares. Além disso, existem diferentes métodos de fixação, e os "artesãos populares" aprimoram suas habilidades e constantemente inventam novas maneiras de resolver problemas antigos.

Oferecemos videoinstruções e dicas de mestres experientes para que você possa entender melhor o processo de montagem de sistemas solares. Escolha as recomendações que melhor se adequam aos seus planos e desejos.

Onde comprar componentes e como montar o sistema está descrito no vídeo abaixo:

Descrição completa passo a passo do processo de montagem:

Abordagem original para a montagem de baterias solares, dicas de um especialista:

Instrução para montagem de uma usina solar para casa:

A energia alternativa é realmente relevante. Se você decidiu entender as formas de obter energia sem hidrocarbonetos, pode se orgulhar de se preocupar não apenas consigo mesmo, mas também com o planeta como um todo.

Um simples painel solar ajudará você a se abastecer com eletricidade "verde" e preservará nossa casa comum. Montar o sistema não é difícil, o principal é querer e fazer.

Você tem experiência na fabricação de painéis solares? Por favor, compartilhe informações com nossos leitores, sugira seu próprio método de montagem de sistemas solares. Deixar comentários e adicionar fotos de seus próprios projetos pode ser feito no formulário abaixo.