Como instalar e operar painéis solares

Ao escolher uma usina de energia solar e analisar as opções de operação dos módulos solares, é importante decidir sobre as possibilidades de obtenção de energia solar.

Métodos de cálculo científico

A ciência da "Insolação" (formada a partir do termo "in solis") está envolvida na contabilização da irradiação das superfícies da Terra pelos raios do sol.

Ele leva em consideração a direção de um feixe paralelo de raios de luz do centro do disco solar por métodos geométricos e energéticos, que permitem identificar o fluxo de luz:

• direção;

• área de seção;

• dependência de tempo e estação;

• densidade

• exposição em unidades de luz.

O efeito da radiação solar na Terra

Localização da matriz solar afeta a qualidade da recepção do fluxo de luz, é determinado pelo ângulo de inclinação de sua superfície em relação ao eixo dos raios de luz. Na prática, ele pode ser orientado de maneiras diferentes, mas três opções características são escolhidas para os cálculos:

• plano do horizonte da superfície da terra;

• ângulo ideal;

• perpendicular ao eixo do fluxo de luz.

O primeiro método envolve a colocação dos módulos paralelos ao plano do espelho d'água da área.

A orientação em um ângulo ideal consiste na fixação estacionária da bateria solar na posição média e mais favorável para o recebimento de energia solar. Este método é influenciado pelo ângulo de latitude e pela inclinação do eixo de rotação da Terra.

A terceira opção é organizar um sistema para rastrear a posição do Sol no céu e manter automaticamente a direção do plano dos módulos solares perpendicular a ele.

Breves conclusões

Para as condições da Rússia, os métodos de insolação revelaram as possibilidades estatísticas médias para obter energia solar em kW / h a partir de 1 m² área por um ano civil. Eles são tabulados.

Para informação. Na prática, são implementados métodos técnicos que permitem obter mais energia de um metro quadrado do módulo solar, com base na coleta de fluxo de luz das áreas vizinhas.

Para esse fim, são utilizados os seguintes:

• esquema de espelhos planos rotativos que refletem a luz em uma bateria solar;

• espelho rotativo de forma hiperbólica linear, com possibilidade de rotação apenas em torno de um eixo.

Ambos os métodos são eficazes, mas requerem cálculos técnicos sérios, mecânica complexa e grandes investimentos financeiros. No entanto, eles possibilitam entender que é possível aumentar a eficiência de uma estação solar doméstica por métodos simples de direcionar adicionalmente a luz refletida de paredes, estruturas de edifícios e telas vizinhas. Para fazer isso, basta colori-las em cores brilhantes, refletindo as ondas de luz.

Por que levar em consideração as recomendações de insolação

No artigo "Como os painéis solares são organizados e funcionam" são fornecidos dados sobre a operação dos conversores fotovoltaicos e sua eficiência é bastante baixa. Os fabricantes de tais equipamentos estão constantemente procurando maneiras de aumentá-lo, realizar extensas pesquisas científicas, alterar as condições de produção, mas ... tecnologias revolucionárias ainda não estão à vista.

Os módulos solares são caros, convertem uma pequena fração da energia recebida em eletricidade. Portanto, é importante usar todos os fatores com o máximo benefício.

Método de montagem

Para a montagem de painéis solares, é fabricada uma estrutura com perfil de alumínio ou estrutura de aço. Você pode usar uma árvore, mas, não importa como a proteja, está sujeita a secar, deteriorar, não é tão durável.A fixação da bateria ao quadro é realizada com parafusos comuns do armário ou conexões com parafusos no local mais conveniente.

Orientação

A visão humana se adapta à percepção do mundo de tal maneira que nos sentimos confortáveis. Nossos olhos se adaptam ao fluxo de luz, suavizando-o. Artistas e fotógrafos que usam efeitos de iluminação levam em consideração esses recursos de visão em seus trabalhos.

Avaliar corretamente "a olho nu" o método de orientação da bateria solar no espaço é muito problemático. Isso deve ser feito usando instrumentos e levando em consideração que o Sol irradia nosso hemisfério norte o máximo possível da direção sul. Obviamente, a energia luminosa vem do leste e do oeste, mas com grandes perdas.

Portanto, o plano da bateria solar deve ser posicionado perpendicularmente à direção sul, em ângulo ao plano do horizonte, que pode: ser instalado uma vez para operação durante todo o ano; mudar de acordo com as estações do ano.

Para fixação estacionária, o valor médio ideal coincide com o paralelo (latitude). Por exemplo, para a região de Leningrado, 60 graus são definidos.

O método de controle é mais eficaz mesmo quando reinstalar manualmente o ângulo duas vezes por ano (dados para a mesma área):

• na primavera - até 45^sobre;

• no outono - até 75^sobre

Usar um sistema de rastreamento em uma estação de energia solar doméstica é desvantajoso:

• vento alto com fortes rajadas de vento pode levar ao colapso de uma estrutura não confiável;

• o custo do sistema é comparável ao preço de três painéis solares;

• o efeito econômico esperado não excederá 40%.

Portanto, em vez de um sistema de rastreamento, é melhor comprar um módulo solar adicional.

O efeito da temperatura e neve

O conversor fotoelétrico reage negativamente a um aumento de temperatura: reduz a potência de saída. E os módulos solares, expostos ao sol, esquentam. Eles, fixados firmemente em superfícies escuras, como o ruberoide preto, podem funcionar na "panela" com uma temperatura superior a +80^sobreC.

Portanto, ao montar em qualquer estrutura de construção, é necessário fornecer espaço livre em todos os lados do conversor fotoelétrico para circulação natural de ar e dissipação de calor. Isto é especialmente verdade para superfícies planas: lajes de concreto, folhas de estanho. Ondas de ardósia, ondulin fornecem aproximação aérea, mas no inverno elas são cobertas de neve.

É conveniente montar painéis solares em um telhado plano com orientação para o sul ou ao sol. Para isso, uma estrutura na forma de um prisma horizontal triangular elevado acima da superfície da base até uma altura que excede possíveis desvios de neve é ​​soldada a partir de cantos de metal. Esta é a chamada proteção passiva contra o espaço soprado pela neve. Mas é necessário reduzir o número de paradas por baixo ou aumentar a distância entre elas.

A estrutura criada é aparafusada de maneira confiável aos elementos de energia da estrutura do edifício, e módulos solares são instalados nela.

Em alguns casos, é possível criar boas condições térmicas baixando o suporte da estrutura abaixo da rampa no telhado. Este é um dos métodos eficazes para criar boas trocas aéreas.

A forma retangular do painel solar é estendida em uma direção. Com orientação vertical, a diferença de temperatura entre as células dos lados superior e inferior aumenta, o que é indesejável. Escolha um arranjo horizontal.

Estar engajado no livre acesso do ar, não se esqueça da rigidez e durabilidade de todo o design.

Qualquer maneira de reduzir a temperatura de operação do conversor fotoelétrico, mesmo em um grau durante o ano, proporciona um aumento notável na potência.

Luz refletida

A bateria solar recebe luz de todos os lados, incluindo a superfície traseira (com luz refletida).Experimentos em um campo nevado mostraram que, devido à conversão da luz refletida pela parte traseira da bateria solar, é possível obter um aumento de potência de até 30-50% e, em alguns casos, exceder as características declaradas pelo fabricante.

O que impede a instalação de módulos solares em locais não sombreados, direcionando luz adicional a partir de estruturas de edifícios vizinhos à luz e pintando objetos localizados na parte traseira com tintas retrorrefletivas?

Efeito de estação

O efeito da radiação solar nas estações do ano na Terra

As piores condições de trabalho estação de energia solar em casa são criados no outono:

• o horário de verão é reduzido;

• tempo nublado e nuvens reduzem drasticamente o fluxo solar;

• a superfície escura da terra absorve e não reflete a luz.

A imagem muda após a primeira neve - a iluminação difusa pela cobertura de neve aumenta.

No entanto, edifícios e árvores densamente situados, especialmente florestas de coníferas, não refletem a luz. Nesta situação, é possível capturar o fluxo de luz disperso das nuvens e do céu, mas será necessário experimentar o ângulo de inclinação do conversor fotoelétrico.

Um campo de neve aberto é capaz de criar mais de 85% da luz refletida. Este método deve receber atenção.

As diferenças sazonais na insolação podem variar dentro de limites amplos (até 6 vezes). Portanto, o dia de primavera e a noite escura de outono, as possibilidades de uma estação solar doméstica são muito diferentes.

Dado o custo da bateria solar, recomenda-se, no final do inverno ou no início da primavera, comprar a quantidade mínima para obter experiência operacional e verificar a qualidade da produção. No final do outono, você pode comprar o restante para a operação outono-inverno. Além disso, descontos e promoções se aplicam durante esse período.

Lembre-se de seus sentimentos quando sair em um dia ensolarado de fevereiro:

• o sol cega os olhos (lembrado dos óculos escuros);

• pitada de gelo nas bochechas;

• a luz reflete a neve;

• a luz do dia está crescendo.

Estas são condições ideais para a operação do conversor fotovoltaico. Produz maior potência e não é necessário se preocupar particularmente com o resfriamento, como no verão.

Se você cometeu um erro nos cálculos e os painéis solares lidam com êxito com as tarefas: mesmo que haja uma reserva de energia, talvez ... você não precise comprá-los no outono? Ou compra menos? Por que não verificar dessa maneira?