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Cómo instalar y operar paneles solares
Al elegir una planta de energía solar y analizar las opciones para operar módulos solares, es importante decidir el potencial para obtener energía solar.
Métodos de cálculo científico
La ciencia de la "Insolación" (formada a partir del término "in solis") se dedica a explicar la irradiación de las superficies de la Tierra por los rayos del Sol.
Tiene en cuenta la dirección de un haz paralelo de rayos de luz desde el centro del disco solar por métodos geométricos y energéticos, que permiten revelar el flujo de luz:
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dirección
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área de sección;
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dependencia del tiempo y la temporada;
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densidad
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exposición en unidades de luz.
El efecto de la radiación solar en la Tierra.
Ubicación de la matriz solar afecta la calidad de recepción del flujo de luz, está determinado por el ángulo de inclinación de su superficie con respecto al eje de los rayos de luz. En la práctica, puede orientarse de diferentes maneras, pero se eligen tres opciones características para los cálculos:
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plano del horizonte de la superficie de la tierra;
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ángulo óptimo
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perpendicular al eje del flujo de luz.
El primer método consiste en colocar los módulos paralelos al plano del espejo de agua del área.
La orientación en un ángulo óptimo consiste en la fijación estacionaria de la batería solar en una posición promedio y más favorable para recibir energía solar. Este método está influenciado por el ángulo de latitud y la inclinación del eje de rotación de la Tierra.
La tercera opción es organizar un sistema para rastrear la posición del Sol en el cielo y mantener automáticamente la dirección del plano de los módulos solares perpendicular a él.
Breves conclusiones
Para las condiciones de Rusia, los métodos de insolación han revelado las posibilidades estadísticas promedio para obtener energía solar en kW / h desde 1 m2 área por un año calendario. Están tabulados.
Para informacion. En la práctica, se implementan métodos técnicos que le permiten obtener más energía de un metro cuadrado del módulo solar, en función de la recolección de flujo de luz de las áreas vecinas.
Para este propósito, se utilizan los siguientes:
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esquema de espejos planos giratorios que reflejan la luz de una batería solar;
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espejo giratorio de forma hiperbólica lineal con posibilidad de rotación solo alrededor de un eje.
Ambos métodos son efectivos, pero requieren cálculos técnicos serios, mecanismos complejos y grandes inversiones financieras. Sin embargo, permiten comprender que es posible aumentar la eficiencia de una estación solar doméstica mediante métodos simples para dirigir adicionalmente la luz reflejada desde paredes vecinas, estructuras de edificios y pantallas. Para hacer esto, es suficiente colorearlos en colores brillantes, reflejando ondas de luz.
¿Por qué tener en cuenta las recomendaciones de insolación?
En el articulo "Cómo se organizan y funcionan los paneles solares" Se proporcionan datos sobre el funcionamiento de los convertidores fotovoltaicos y se observa su baja eficiencia. Los fabricantes de este tipo de equipo buscan constantemente formas de aumentarlo, realizar una investigación científica exhaustiva, cambiar las condiciones de producción, pero ... aún no se ven tecnologías revolucionarias.
Los módulos solares son caros, convierten una pequeña fracción de la energía recibida en electricidad. Por lo tanto, es importante utilizar todos los factores con el máximo beneficio.
Método de montaje
Para el montaje de paneles solares, se fabrica un marco con perfiles de aluminio o acero. Puede usar un árbol, pero no importa cómo lo proteja, está sujeto a secado, descomposición, no es tan duradero.La fijación de la batería al marco se realiza mediante tornillos de casillero normales o conexiones de tornillo en el lugar más conveniente.
Orientación
La visión humana se adapta a la percepción del mundo de tal manera que nos sentimos cómodos. Nuestros ojos se adaptan a la corriente de luz, suavizándola. Los artistas y fotógrafos que usan efectos de iluminación toman en cuenta estas características de visión en su trabajo.
Evaluar correctamente "a simple vista" el método de orientación de la batería solar en el espacio es muy problemático. Esto debe hacerse utilizando instrumentos y tener en cuenta que el Sol irradia nuestro hemisferio norte tanto como sea posible desde la dirección sur. Por supuesto, la energía de la luz proviene del este y el oeste, pero con grandes pérdidas.
Por lo tanto, el plano de la batería solar debe colocarse perpendicular a la dirección sur en ángulo con el plano del horizonte, que puede: instalarse una vez para su funcionamiento durante todo el año; cambiar según las estaciones.
Para la fijación estacionaria, el valor promedio óptimo coincide con el paralelo (latitud). Por ejemplo, para la región de Leningrado, se establecen 60 grados.
El método de control es más efectivo incluso cuando se reinstala manualmente el ángulo dos veces al año (datos para la misma área):
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en primavera - hasta 45acerca de;
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en otoño - hasta 75acerca de
El uso de un sistema de seguimiento en una estación de energía solar doméstica es desventajoso:
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La alta resistencia al viento con fuertes ráfagas de viento puede provocar la ruptura de una estructura poco confiable;
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el costo del sistema es comparable al precio de tres paneles solares;
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El efecto económico esperado no superará el 40%.
Por lo tanto, en lugar de un sistema de seguimiento, es mejor comprar un módulo solar adicional.
El efecto de la temperatura y la nieve.
El convertidor fotoeléctrico reacciona negativamente a un aumento de temperatura: reduce la potencia de salida. Y los módulos solares, expuestos al sol, se calientan. Ellos, fijados firmemente en superficies oscuras, como el ruberoide negro, pueden trabajar en la "sartén" con una temperatura de más de +80acerca deC.
Por lo tanto, cuando se monta en cualquier estructura del edificio, es necesario proporcionar espacio libre en todos los lados del convertidor fotoeléctrico para la circulación natural del aire y la disipación de calor. Esto es especialmente cierto para superficies planas: losas de hormigón, láminas de estaño. Ondas de pizarra, ondulina proporcionan aproximación aérea, pero en invierno están cubiertas de nieve.
Es conveniente montar paneles solares en un techo plano con orientación hacia el sur o al sol abierto. Para esto, se suelda un marco en forma de un prisma horizontal triangular elevado sobre la superficie de la base a una altura que excede las posibles desviaciones de nieve desde las esquinas metálicas. Esta es la llamada protección pasiva contra el espacio de nieve. Pero en él es necesario reducir el número de paradas desde abajo o aumentar la distancia entre ellas.
El marco creado se atornilla de manera confiable a los elementos de potencia de la estructura del edificio, y se instalan módulos solares en él.
En algunos casos, se pueden crear buenas condiciones térmicas bajando el soporte del marco debajo de la rampa en el techo. Este es uno de los métodos efectivos para crear un buen intercambio de aire.
La forma rectangular del panel solar se extiende en una dirección. Con orientación vertical, la diferencia de temperatura entre las celdas de los lados superior e inferior aumenta, lo que no es deseable. Elige una disposición horizontal.
Al estar involucrado en el libre acceso del aire, no se olvide de la rigidez y durabilidad de todo diseño.
Cualquier forma de reducir la temperatura de funcionamiento del convertidor fotoeléctrico, incluso en un grado durante el año, da un aumento notable en la potencia.
Luz reflejada
La batería solar recibe luz desde todos los lados, incluida la superficie posterior (con luz reflejada).Los experimentos en un campo nevado demostraron que debido a la conversión de la luz reflejada por la parte posterior de la batería solar, es posible obtener un aumento de potencia de hasta un 30-50% y, en algunos casos, exceder las características declaradas por el fabricante.
¿Qué impide instalar módulos solares en lugares sin sombra, dirigir la luz adicional de ellos desde las estructuras de edificios vecinos y pintar objetos ubicados en la parte posterior con pinturas retrorreflectantes?
Efecto de temporada
El efecto de la radiación solar en las estaciones de la Tierra.
Las peores condiciones de trabajo estación de energía solar en el hogar se crean en el otoño:
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se reducen las horas de luz del día;
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el clima nublado y las nubes reducen drásticamente el flujo solar;
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La superficie oscura de la tierra absorbe y no refleja la luz.
La imagen cambia después de la primera nevada: aumenta la iluminación difusa de la capa de nieve.
Sin embargo, los edificios y árboles densamente densos, especialmente los bosques de coníferas, no reflejan la luz. En esta situación, es posible capturar el flujo de luz disperso desde las nubes y el cielo, pero deberá experimentar con el ángulo del convertidor fotoeléctrico.
Un campo de nieve abierto es capaz de crear más del 85% de la luz reflejada. Este método debe recibir atención.
Las diferencias estacionales en la insolación pueden variar dentro de amplios límites (hasta 6 veces). Por lo tanto, el día de primavera y la oscura tarde de otoño, las posibilidades de una estación solar doméstica son muy diferentes.
Teniendo en cuenta el costo de una batería solar, se recomienda que al final del invierno o principios de la primavera compre su cantidad mínima para obtener experiencia operativa y verificar la calidad de la producción. A finales de otoño, puede comprar el resto para la operación otoño-invierno. Además, se aplican descuentos y promociones durante este período.
Recuerda tus sentimientos cuando salgas en un día soleado de febrero:
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el sol ciega tus ojos (recordado sobre lentes oscuros);
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pizca de escarcha en las mejillas;
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la luz se refleja en la nieve;
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La luz del día está creciendo.
Estas son condiciones ideales para el funcionamiento del convertidor fotovoltaico. Produce una mayor potencia y no hay necesidad de preocuparse particularmente por su enfriamiento, como en el verano.
Si cometió un error en los cálculos y los paneles solares hicieron frente con éxito a las tareas: incluso si hay una reserva de energía, entonces tal vez ... ¿no necesita comprarlos en el otoño? ¿O comprar menos? ¿Por qué no comprobar de esta manera?
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