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O sol é fonte inesgotável energia, que a humanidade tenta cada vez mais utilizar como alternativa à eletricidade gerada da forma tradicional. Painéis solares. Quão eficaz é a sua utilização para fornecer energia a uma casa de campo?

Uma bateria solar é um dispositivo para converter diretamente energia solar em eletricidade usando fotocélulas semicondutoras. É composto por diversas células solares fotovoltaicas conectadas entre si por meio de condutores e possuindo terminais de saída para conexão de um consumidor externo.

O principal material utilizado para fabricar células fotovoltaicas é o silício. Os painéis solares podem gerar eletricidade por 20 anos ou mais. Um painel solar instalado corretamente fornecerá uma fonte de energia silenciosa, confiável e ecologicamente correta por muitos anos.

Os painéis solares podem ser a principal fonte de energia e um backup nos casos em que a rede elétrica centralizada opera de forma intermitente ou produz tensão instável. Se utilizar pequenos módulos solares, estes fornecerão energia às cargas mais importantes (frigorífico, TV, computador... - opcional).

Como instalar?

A quantidade de energia gerada pelos módulos solares depende de uma série de fatores, incluindo o seu ângulo de inclinação e orientação aos pontos cardeais.

Possíveis opções de instalação:

Inclinado (em telhados com qualquer ângulo de inclinação);

Horizontal (em telhado plano);

Autônomo (localizado em estrutura de suporte independente);

Integrado (os painéis conectados à rede do sistema podem se tornar elementos da estrutura do edifício).

A quantidade máxima de energia é percebida pelo módulo solar quando seu plano está localizado em ângulo reto com a direção da insolação (irradiação da superfície com raios solares). Como o ângulo de insolação depende diretamente da hora do dia e da época do ano, a orientação do plano da bateria é determinada dependendo da estação ou hora do dia necessária para obter a energia máxima. Na maioria das vezes, para a nossa latitude, é usado um ângulo de inclinação de 35 a 45 graus. E o desvio do plano do painel solar da direção sul é aceitável dentro de 45 graus para sudeste ou sudoeste. Naturalmente, o sombreamento dos painéis por edifícios ou árvores vizinhas deve ser excluído.

Então, é possível uma pequena casa padrão de dois andares (aproximadamente 100 m²), localizada em Região de Leningrado, fornecer energia apenas através de painéis solares, sujeito a residência permanente? Fizemos esta pergunta ao engenheiro líder da empresa Alliance-Neva, Kirill Prunenko. O especialista acredita que os painéis solares não conseguirão satisfazer plenamente as necessidades energéticas ao longo do ano. Em novembro, dezembro e janeiro você precisará de uma fonte adicional - um gerador reserva.

Se os proprietários viverem o ano todo e não sazonalmente, para fornecer eletricidade à casa, será necessário instalar aproximadamente 40 a 50 metros quadrados na encosta sul do telhado. m de painéis solares (acontece que metade do telhado deve ser coberto com eles), o que não é tão pouco e exigirá investimentos financeiros substanciais.

Baterias, acumulador, controlador, inversor

Uma rede elétrica cuja fonte de energia são os painéis solares é composta por: os próprios painéis solares, uma bateria, um controlador de carga e um inversor.

Mas como a eletricidade gerada pelos painéis solares não é consumida constantemente durante o dia (dormimos, vamos trabalhar) ou não ligamos alguns aparelhos, a autonomia sistemas solares As baterias devem estar conectadas. Eles vêm em diferentes capacidades e tipos diferentes. Via de regra, são utilizadas baterias ácidas. Para uma casa de tamanho médio com residentes em tempo integral, uma bateria de 4.000 A/hora é suficiente.

Todas as baterias ácidas têm a propriedade de autodescarga. Mesmo que a bateria não esteja conectada, ela descarrega sozinha. Uma bateria boa e conectada corretamente descarregará em cerca de 3–4 meses. Mas a vida útil, a sua capacidade de descarga e carga também é afetada por regime de temperatura em que é usado.

A bateria solar gera corrente contínua e pode enviá-la diretamente aos consumidores, mas ainda não é possível prescindir da automação - ela distribuirá os fluxos. É imperativo instalar um controlador de carga da bateria - ele os protegerá de descarga profunda (se estiverem completamente descarregados, falharão). Existem baterias de ciclo profundo que podem ser descarregadas até 80% de sua capacidade, enquanto uma bateria normal só pode ser descarregada até 50%.

O controlador de carregamento tem a função de proteger as baterias. Além disso, pode transferir energia diretamente se estiver em este momento há geração suficiente e há um consumidor de corrente contínua, e em paralelo a bateria é carregada. Se não houver consumidor, a eletricidade vai diretamente para o carregamento da bateria.

Caso surja excesso de energia, ela pode ser aproveitada para aquecer água instalando um tanque de armazenamento com resistências, então a eletricidade será convertida em calor.

Na casa, via de regra, ainda há mais consumidores AC, porque não existem muitos aparelhos operando em DC, e na Rússia esse mercado ainda não está suficientemente desenvolvido, por isso é necessário instalar um inversor capaz de converter DC em AC . Em princípio, os inversores modernos podem combinar todas as funções de um controlador de carga de bateria e também controlar a automação de um gerador reserva - se necessário, iniciá-lo. Bons inversores caros podem desligar certos consumidores. Por exemplo, o proprietário determinará as tomadas prioritárias para as quais a corrente deve fluir constantemente, e todos os outros consumidores, se houver falta de energia, serão desligados.

Preços

Os painéis solares são um sistema muito conveniente que utiliza uma fonte de energia renovável, mas até agora esse prazer é bastante caro, mesmo comparado ao fato de que conectar um novo consumidor na região de Leningrado à rede elétrica central custa muito dinheiro.

O pico de quilowatt de potência instalada de tal complexo (quando o sol está ativo e com eficiência máxima, e os raios solares incidem perpendicularmente à superfície - no verão) custará aproximadamente 4,5-7 mil euros. Assim, durante o resto do ano, em tempo nublado, de manhã ou à noite, quando o sol está num ângulo diferente, esta potência é menor. E para gerar um quilowatt de potência de pico, são necessários cerca de 9 metros quadrados. metros de painéis solares.

Os especialistas acreditam que a utilização de instalações solares para gerar parcialmente eletricidade não é economicamente rentável. Porque sua vida útil é de 20 a 25 anos e o retorno, neste caso, também será de 20 anos.

Mas os cientistas estão constantemente a melhorar as tecnologias para gerar energia a partir da luz solar. Assim, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, foi encontrada uma maneira de aumentar o desempenho de painéis solares baratos em quase um terço. Com a sua produção em massa, um quilowatt custará pouco mais de mil euros, posteriormente, após uma série de melhorias, o preço pode ser ainda mais reduzido;

Entre os fabricantes de painéis solares mais famosos do mundo: Sharp, Kyocera Siemens, Solarex, BP Solar, Shell... Na Rússia, os painéis solares são produzidos em Moscou, Ryazan e Krasnodar (conhecido como “Vento Solar”).

De acordo com as previsões dos cientistas, dentro de dez anos, a energia comparável à capacidade total de energia gerada hoje por todas as centrais eléctricas russas será produzida por painéis solares.

E nossos vizinhos

Em muitos países ao redor do mundo, os governos apoiam o desenvolvimento de energias alternativas.

“Na Espanha, por exemplo, o estado adotou um programa para o desenvolvimento de energias alternativas e incentiva os cidadãos que estão dispostos a instalar painéis solares e geradores eólicos em suas casas”, diz Nikolai Plekhanov, CEO empresa "Inverta" - O incentivo é de natureza bastante mercantil. O fato é que os inversores Xantrex XW possuem uma função especial na qual podem fornecer energia de volta à rede. Assim, se em um dia eles coletaram mais energia do que poderiam gastar, o sistema retornará a corrente para a rede geral, e o medidor do painel do proprietário girará para trás. Ao final de cada mês, o proprietário também receberá dinheiro pelo excedente de energia repassado a outros consumidores. Portanto, em Espanha, os sistemas energéticos alternativos energia solar custando 20-30 mil euros compensa em 5-7 anos e começa a trazer lucro líquido aos seus proprietários!

Claro que no nosso país ainda estamos longe disso e o clima não é o mesmo, mas há entusiastas que instalam painéis solares nos telhados das suas dachas e chalés. Vale a pena o custo? Hoje - provavelmente não. Isso faz sentido? A experiência real diz que sim, uma vez que é possível obter eletricidade autônoma adicional em qualquer caso.

Texto: Marina Ivanova

Consultores: Alliance-Neva, Inverta

“Construção rural” nº 11–12 (51-52), novembro-dezembro de 2009

Um dos principais problemas da humanidade hoje é a falta de recursos energéticos.

A principal solução no momento é utilizar fontes de energia renováveis ​​como o vento, a água e o sol.

Os dispositivos mais acessíveis nesta área são os dispositivos destinados à geração de eletricidade a partir da radiação solar.

Solar Valley, na França, é um gerador fotovoltaico que converte a radiação solar de fótons em eletricidade.

(O fóton é uma partícula elementar radiação eletromagnética, por exemplo, radiação solar). Normalmente a bateria é feita em forma de painéis.

Os tamanhos podem ser muito diferentes, dependendo da quantidade necessária e da potência do produto de conversão final. Hoje, os painéis solares são usados ​​até para lembranças, variando em tamanho de vários cm2.

A área dos painéis pode atingir várias dezenas de m2, quando é necessária a obtenção de energia com potência de várias dezenas de kW.

A construção de painéis solares começou em meados do século passado, principalmente para necessidades da astronáutica. Os primeiros satélites precisavam de uma fonte de alimentação autônoma, e esse tipo de fonte era mais adequado para isso.

Painéis solares foram instalados em veículos lunares e rovers, bem como em outras espaçonaves. Tudo isso ainda hoje é relevante, pois a busca por outras fontes mais adequadas e geradoras de maior potência ainda não teve sucesso.

O maior navio movido a energia solar do mundo, Planet Solar Türanor As baterias solares não são menos populares na Terra. Aqui têm uma aplicação muito ampla, em quase todas as áreas onde o uso de energia elétrica é necessário.

Graças aos painéis solares, cidades inteiras recebem eletricidade, os navios navegam e os aviões voam.

Fonte de alimentação autônoma em casa

Painéis solares no local A realocação de pessoas para fora da cidade em benefício da natureza e da ausência de civilização tornou-se uma grande tendência. Isto implica custos elevados, especialmente quando se trata de fornecer eletricidade à casa.

É bom que você se mude para um assentamento, então vocês poderão trabalhar juntos para resolver esse problema e conectar-se à eletricidade central, muitas vezes cara, somando fundos comuns.

A conexão é possível em locais mais isolados, mas custará ainda mais. Por isso, muitos hoje decidem entrar no território do seu próprio sítio, já que este é, em última análise, o empreendimento mais rentável com pontos diferentes visão.

Isto ainda é razoável para áreas onde há luz solar suficiente para a produção constante de energia. Você pode, claro, usá-lo, mas isso exigirá mais espaço. Além disso, a área da bateria solar deve ser bem maior do que em áreas com muita iluminação.

Claro que tudo isso vai custar mais caro, e aí você já deve pensar se vale a pena basear a alimentação autônoma de sua casa na energia solar.
Vale lembrar que os painéis solares, apesar de acessíveis, são bastante caros.

Conselho de profissional: Ao comprar, preste atenção ao país de fabricação. Você não deve economizar comprando de fabricantes chineses desconhecidos, pois na maioria das vezes eles produzem produtos de qualidade duvidosa. É melhor ficar atento às baterias de empresas ocidentais, mesmo que os painéis sejam produzidos na China.

Painéis solares no telhado de uma casa Na maioria das vezes, os painéis solares são instalados nos telhados das casas, o que sem dúvida economiza espaço.

Para isso, a inclinação do telhado deve ser de no mínimo 30⁰, preferencialmente 45⁰. Também vale a pena tomar cuidado para retirar todos os objetos que criam sombras nas instalações.

Tenha em mente:é preciso lembrar do reforço do telhado, pois os painéis solares têm energia suficiente peso pesado. A neve também exerce uma pressão significativa no inverno.

Conjuntos de energia solar

Se todas as condições forem criadas para organizar um sistema de alimentação autônomo, você poderá escolher um dos seguintes tipos de central elétrica doméstica:

1. Circuitos autônomos de geradores solares. Eles são instalados para fornecer energia aos equipamentos de bombeamento. Eles são pequenos e baratos.
2. Instalações não voláteis com baterias recarregáveis. Eles são mais frequentemente usados ​​​​para fornecimento de energia autônomo e completo de residências particulares.
3. Várias combinações de módulos solares com outras fontes de energia. Podem ser geradores eólicos e diesel, também com redes elétricas centrais.

Você deve considerar cuidadosamente todos os fatores que influenciam a escolha de um tipo ou de outro.

Prós e contras do uso de painéis solares

Lados positivos:

1. Amizade ambiental. Sem dúvida, o uso da energia solar não causa poluição ambiental, e também substitui métodos de geração de energia que afetam negativamente o meio ambiente.
2. Autonomia. A capacidade de não depender de uma fonte de alimentação central é definitivamente uma vantagem, especialmente em áreas remotas.
3. Preço acessível. A oportunidade de aproveitar esta vantagem é proporcionada se houver muita luz solar durante todo o ano. Compartilhar com outras fontes de eletricidade também ajuda. Em outras situações, comprar baterias pode ser caro, embora na maioria das vezes se pague.
4. Durabilidade. Painéis solares de alta qualidade têm uma vida útil longa (mínimo 25 anos).
5. Não ocupa muito espaço quando colocado diretamente no telhado da casa.

Lados negativos:

1. Não é prático com pouca luz.
2. Apesar de serem amigos do ambiente, os painéis solares podem prejudicar a flora e a fauna envolventes. Por exemplo, a maior usina solar do mundo causa a morte de pássaros que sobrevoam. Mas esse sinal negativo não se aplica a pequenas usinas domésticas.

Assista ao vídeo, que explica de forma fácil e informativa as características da geração de energia elétrica a partir de painéis solares: