El sol es la principal fuente de energía de la Tierra y la luz solar se puede convertir directamente en electricidad mediante paneles solares. La electricidad se ha vuelto indispensable en la vida. Alimenta las máquinas que la mayoría de nosotros usamos a diario.
Entonces, ¿qué son los paneles solares? ¿Y si puedes crear el tuyo propio? En este artículo, le mostraremos un método sencillo para construir su propio panel solar funcional.
LOS COMPONENTES
Un panel solar generalmente se fabrica a partir de seis (6) componentes, a saber, la celda fotovoltaica (fotovoltaica) o celda solar que genera la electricidad, el vidrio que cubre y protege las celdas solares, el marco que proporciona rigidez, la lámina trasera donde están las celdas solares. colocado, la caja de conexiones donde los cables están encerrados y conectados, y el encapsulante que sirve como adhesivos.
Dado que la mayoría de las personas no tienen acceso a equipos para la fabricación de paneles solares, es importante tener en cuenta y comprender esos seis componentes para que cualquiera pueda planificar los materiales necesarios para crear un panel solar casero o de bricolaje.
Los materiales necesarios sobre cómo hacer un panel solar deben estar disponibles para su compra localmente o en línea y no deben exceder el costo de un panel solar nuevo o no tomar mucho tiempo para construir.
1.) Célula fotovoltaica
Lo primero que debe considerar al construir su propio panel solar es la celda solar. La celda fotovoltaica (PV) o la celda solar convierte la luz visible en electricidad. Sin embargo, una (1) celda solar no es suficiente para producir una cantidad utilizable de electricidad como el microbot en Baymax (Hero 6) que solo se vuelve útil cuando se combina como un grupo. Esta unidad básica genera un voltaje de CC (corriente continua) de 0,5 a 1 voltio y, aunque esto es razonable, el voltaje sigue siendo demasiado pequeño para la mayoría de las aplicaciones.
Para producir un voltaje de CC útil, las células solares se conectan en serie y luego se encapsulan en módulos que forman el panel solar. Si una celda genera 0.5 voltios y está conectada a otra celda en serie, esas dos celdas deberían poder producir 1 voltio y entonces pueden llamarse módulo. Un módulo típico generalmente consta de 28 a 36 celdas en serie. Un módulo de 28 celdas debería poder producir aproximadamente 14 voltios (28 x 0).
La conexión de dos o más celdas solares requiere que tenga un conocimiento básico de la conexión en serie y en paralelo, que es similar a conectar baterías para formar un sistema de almacenamiento de baterías.
Hay dos células solares más comunes que se pueden comprar en el mercado; una célula monocristalina y una célula policristalina. Estos dos pueden tener el mismo tamaño, 156 mm x 156 mm, pero la principal diferencia sería la eficiencia. Es importante comprar celdas adicionales para que sirvan como respaldo en caso de que falle en algunas de las celdas, es decir, soldadura defectuosa, celda rota, rayada, etc.
Las células solares monocristalinas suelen ser negras y de forma octogonal. Este tipo de celda solar está hecha de silicio de grado más alto y puro, lo que las hace caras. Pero son las más eficientes de todos los tipos de células solares y casi siempre son la elección de los contratistas solares cuando el espacio es un factor importante a considerar para lograr la energía que desean obtener en función del diseño de su sistema solar.
Las células fotovoltaicas policristalinas se caracterizan por su color azulado y su forma rectangular. Estas células se fabrican en un proceso mucho más simple que reduce la pureza del contenido de silicio y también reduce la eficiencia del producto final.
Generalmente, las células monocristalinas son más eficientes que las células policristalinas, pero esto no significa que las células monocristalinas funcionen y produzcan más energía que las células policristalinas. La eficiencia de las células solares tiene algo que ver con el tamaño de las células y cada panel o célula solar tiene una clasificación de eficiencia basada en pruebas estándar cuando se fabricaron. Esta calificación suele ser en porcentaje y los valores comunes oscilan entre el 15% y el 20%.
2.) Vidrio
El vidrio protege las células fotovoltaicas al tiempo que permite el paso óptimo de la luz solar. Suelen estar fabricados con materiales antirreflejos. El vidrio templado es el material elegido hoy en día incluso por fabricantes nuevos y desconocidos, aunque todavía hay quienes utilizan vidrio plano en sus paneles solares.
El vidrio templado se crea por medios químicos o térmicos y es muchas veces más resistente que el vidrio plano, lo que hace que su producción sea más costosa, pero el precio de fabricación actual es razonable y rentable.
El vidrio de placa plana crea fragmentos afilados y largos cuando se rompe, a diferencia del vidrio templado que se rompe de manera segura en pequeños pedazos al impactar, por eso también lo llaman vidrio de seguridad.
Cabe señalar aquí que la mayoría de los paneles solares amorfos utilizan vidrio de placa plana debido a la forma en que está construido el panel.
El vidrio templado es lo que utilizan los fabricantes en la producción masiva de sus paneles solares. En nuestro proyecto de bricolaje, sugerimos utilizar plexiglás, también llamado vidrio acrílico, que es más seguro que el vidrio normal de su ferretería local. Es un poco caro que el vidrio normal, pero es resistente a la intemperie y no se rompe fácilmente. El plexiglás también se puede atornillar o pegar fácilmente al marco.
3.) Marco
Un marco suele estar hecho de aluminio anodizado que proporciona estructura y rigidez al módulo solar. Estos marcos de aluminio también están diseñados para ser compatibles con la mayoría de los sistemas de montaje solar y equipos de puesta a tierra para una instalación fácil y segura en un techo o en el suelo.
El marco de un panel solar construido en fábrica suele ser la parte de aluminio donde se insertan los cuatro lados de la hoja del panel solar. Piense en ello como un marco rectangular esquelético. Por cierto, la hoja del panel solar está compuesta por los otros 4 componentes y están estratificados y laminados en el siguiente orden de arriba a abajo; el vidrio templado, el encapsulante superior, las células solares, el encapsulante inferior y luego la lámina posterior.
En nuestro panel solar de bricolaje, usaremos un marco de madera y el resultado final sería algo análogo a un marco de imagen donde la imagen son las células solares pegadas a una placa no conductora, el vidrio para la cubierta superior de plexiglás y la parte de madera como marco y hoja trasera.
4.) Hoja posterior
La hoja posterior es la capa de película plástica en la superficie posterior del módulo. Ésta es la única capa que protege al módulo de la tensión de CC no segura. La función principal de la lámina posterior es aislar y proteger al manipulador de descargas y proporcionar la conductividad eléctrica más segura, eficiente y confiable posible.
La lámina posterior será una madera contrachapada donde el marco se atornillará en la parte superior y en los lados. Cabe señalar aquí que se utilizará un tablero perforado (tablero perforado) para colocar y alinear las celdas fotovoltaicas y este tablero se colocará en la parte superior de la lámina posterior de madera y se colocará dentro del marco de madera.
5.) Caja de conexiones
La caja de conexiones es donde se ubican y ocultan los cables terminales y los diodos de derivación. Los cables terminales son básicamente los cables positivo y negativo basados en las conexiones en serie de las células fotovoltaicas y se pueden conectar a otro panel solar, un controlador de carga, un sistema de batería o un inversor, según el diseño del sistema. El diodo de derivación es un mecanismo de protección que evita que la energía regrese al panel solar cuando no está produciendo electricidad, como en el caso de que sea de noche.
Hay cajas de conexiones diseñadas para paneles solares construidos en fábrica que ahora están disponibles para comprar en línea, especialmente en China. Si no está presionado por el tiempo, puede ordenar en línea y esperar la entrega; de lo contrario, puede comprar una caja de conexiones eléctricas normal en su ferretería local.
El propósito de la caja de conexiones es proteger los terminales (terminales positivo y negativo) del agua, el polvo y otros elementos. Aquí es también de donde vendrán los dos cables (rojo para positivo y negro para negativo). El otro extremo de estos dos cables también se puede proteger mediante un accesorio fotovoltaico llamado MC4 que también se puede comprar en línea junto con la caja de conexiones fotovoltaica.
6.) Encapsulante
Las láminas encapsulantes evitan que el agua y la suciedad se filtren en los módulos solares y sirven como amortiguadores que protegen las células fotovoltaicas. Tienen esta capacidad de unión adhesiva al vidrio, las células fotovoltaicas y la lámina posterior similar a un pegamento, pero más fuerte. Los encapsulantes generalmente están hechos de etileno-acetato de vinilo o EVA y se aplican mediante máquinas y procesos de laminación.
Los fabricantes de paneles solares usan una aspiradora y un horno grande para sellar y curar adecuadamente la lámina de EVA en los paneles solares. La mayoría de nosotros no tenemos la capacidad para hacer esto, pero muchos aún lo han intentado y fallado, mientras que otros han tenido diferentes niveles de éxito.
Los encapsulantes son láminas de plástico delgadas que generalmente se laminan en las partes superior e inferior de la lámina de la célula solar. El encapsulante inferior es la capa en la parte superior de la hoja posterior donde las células solares se colocan y apoyan realmente.
En nuestro proyecto, usaremos una pintura acrílica de látex. Esta pintura no se aplicará a las celdas fotovoltaicas porque, cuando se intenta, no dará como resultado una distribución o aplicación equitativa del líquido a la superficie de las celdas, lo que puede degradar el rendimiento.
La pintura se aplicará al marco de madera, la lámina posterior de madera y al tablero perforado. Esta pintura acrílica de látex debe poder proteger las piezas de madera de los rayos UV y puede resistir mejor las ampollas y el agrietamiento con el tiempo. Esta pintura, aunque soluble en agua, puede secarse rápidamente y se vuelve resistente al agua.
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