Guía de paneis solares
Esta é unha pequena guía con nocións básicas para poder acampar.. A todos nos gusta saber o que estamos facendo e por que sen medo a que sexa perigoso ou estrague algo.. Todo o escrito aquí é unha compilación baseada na investigación, experiencia propia ou comentarios dos usuarios. Se ves algún erro, coméntanos e imos modificalo coas achegas de todos..
Aquí atoparás o motivo das cousas para valernos por nós mesmos!
ANTERIOR
Ás veces é moi bo usar o símil da auga dunha fervenza para entender a electricidade.. A ver:
Enerxía: Cantidade de enerxía acumulada. Usaremos Wh ou kWh (cales son 3600000 Xulios). Non debe confundirse con Watts (W) ou kilovatios (kW), Cando ten o h significa que é unha unidade de cantidade de enerxía acumulada., O h significa as horas durante as que se emite unha determinada cantidade de vatios., para saber canta enerxía acumulas. Poñer kwh é como poñer Joules ou Calorías, son unidades de cantidade, non poder. Ás veces, por exemplo en pilas, atoparás Ah (amperes hora) que se pode utilizar asumindo que esteamos sempre á mesma tensión durante todo o cálculo, porque se non variará, Non importa se multiplicas ou non. Para o símil sería a cantidade de auga sobre a fervenza., listo para caer, Se o que queremos saber é a enerxía acumulada (baterías) ou abaixo da fervenza, Se o que queremos saber é a enerxía gastada (calor disipada ou convertida en tensión mecánica)
Poder: cantidade de enerxía que se pode emitir por unidade de tempo. É dicir, se temos moita enerxía acumulada (kWh) podemos soltalos de súpeto ou lentamente, segundo o poder (w) para entregar o equipo de envío. Usaremos vatios ou kilovatios kW (cales son 1000 Joules cada segundo). Do mesmo xeito dependería do ancho do río e da altura da fervenza..
Intensidade: cantidade de electricidade (electróns) movéndose por un material. (non debe confundirse coa velocidade, Cales serían os metros que avanza cada electrón cada segundo e que adoitan ser moi poucos aínda que a resposta eléctrica de punto a punto dun cable é practicamente instantánea xa que se empuxan entre si coma un péndulo de bólas). Unidade de amperes. No símil estaría o fluxo de auga que cae pola fervenza.
Voltaxe: forza que empuxa os electróns. Unidade de voltios. Loxicamente, canto maior sexa a tensión, máis electróns serán empuxados, polo que é o mesmo que dicir que haberá máis amperes.. No símil estaría a altura da fervenza, Canto máis arriba caia a auga, máis forte..
Resistencia: forza oposta á tensión xerada por calquera medio físico por rozamento co movemento dos electróns. Unidade de ohmios. No caso dunha fervenza, dependería do ancho da canle pola que se move a auga., Se é moi pequena, a auga avanza confinada e presionada, polo que perde forza cara adiante., No caso eléctrico perde tensión e se disipa en forma de calor.
Teña en conta que o símil non funciona na seguinte situación. A tensión consegue extraer máis electróns dos átomos do material do cable e poñelos en movemento.. No caso da auga, se aumentamos a altura da fervenza xa non se move., pero só cae máis duro, xa que é un fluído non un metal e móvese todo nun bloque en lugar de ir “despegando” as moléculas unha a unha segundo a forza de empuxe.
Teña en conta que se aumentamos a tensión, arrastramos máis electróns o que é o mesmo que dicir que a intensidade aumenta. Se hai máis electróns en movemento hai máis fricción e polo tanto xérase máis calor e o cable pode derreterse.. Para evitalo utilizaremos cables máis grosos que teñan máis material para que os electróns poidan circular con comodidade sen xerar tanto “rozamento”.
*Normalmente os valores que podemos xestionar son a tensión e a resistencia, que varía segundo o tipo de material e a súa sección., a intensidade é consecuencia da combinación dos dous. Non podemos crear intensidade, só podemos xogar cos outros dous para obter unha intensidade desexada.
Fórmulas máis comúns:
O poder (eléctrico) en W calculámolo multiplicando a forza de empuxe dos electróns (tensión) polo número deles que se poñan en marcha (intensidade), é dicir:
P = V · I
Podemos medir a enerxía eléctrica acumulada en Wh, é dicir, multiplicando o tempo durante o que se foron acumulando algúns vatios.
Wh = P · tempo en horas
Cando buscamos os prezos das placas temos que saber:
-Potencia máxima que emiten a pleno sol segundo as nosas necesidades: é dado polo fabricante.
-Tensión máxima a pleno sol segundo as nosas necesidades: é dado polo fabricante. Normalmente 12v, 24v, 48v… Nótese que en realidade as placas son celas que xeran unha tensión moi pequena que se engaden en serie e ao final todas entregan os voltios que nos indica o fabricante segundo o número de celas que se colocaron..
-Tipoloxía e dimensións, para saber se será útil para as nosas necesidades. Vexamos a continuación:
1- Que potencia de placa necesito??
-Primeiro hai que prever o que imos consumir, sumando as potencias de consumo de cada dispositivo. A potencia en kW atoparemos na caixa, na descrición do artigo en internet ou preguntando ao fabricante. Cando coñeces o poder de cada un, utilizando a fórmula kW = P · Tempo, Multiplicaremos polo tempo en horas que imos utilizar cada dispositivo. Se o usamos 10 minutos, multiplicamos por 0,1 horas. A suma final de todos os dispositivos daranos a cantidade de enerxía que consumimos despois dun día en kWh.
-Aplicar a 70% rendemento. Ningún prato cederá 100%, xeneralizamos con isto 70%.
-Decide cantos días de autonomía queremos poder soportar. É dicir, se é unha semana chuviosa e a placa non vai recargar a batería., o día que sae o sol, Teremos que recargar o necesario para durar eses días sen volver cargar.. Así que se coñecemos os kWh que necesitamos para recargar para o consumo dun día, e establecenos que queremos poder durar dous días, Nun día soleado temos que recargar o dobre do kWh para que dure dous días sen recargar. (no caso de que teñamos pensado mercar unha batería que permita gardalas).
-Teña en conta as peores condicións, Que sería en xaneiro cando o sol recargaría a placa durante 4 horas efectivas e as mellores condicións serían no verán durante 7 horas efectivas. Usemos a peor situación como punto de partida.
Exemplo:
·PC portátil: 45w x 2 horas de uso diario = 90 Wh
· Leds: 20w durante 4h = 80Wh
Carga do móbil: No cargador di 5v e 2A. Como P=V·I= 5*2= 10W e leva unha hora en cargar = 10Wh
·(Nevera: teña coidado porque non funciona 24 horas é un caso especial que depende da temperatura exterior e dun bo illamento)
·Etc…
TOTAL: 90 +10+80 = 180 Wh é a cantidade de enerxía que consumimos nun día..
Aplicamos o rendemento: 180 / 0,7 = 258 Wh é a cantidade de enerxía que a placa debe proporcionar cada día para abastecer o consumo que temos..
No inverno só funcionaría durante 4 horas, é dicir: 258/4 = 64,5 W sería a potencia necesaria que deben ter as placas para que en 4 horas teñamos a enerxía suficiente acumulada na batería para durar un día..
Se queremos durar dous días de autonomía baixo a choiva, necesitamos que acumulen o dobre de enerxía durante as mesmas 4 horas., Polo tanto, necesitamos o dobre de potencia: 64,5 x 2días = 130 W
Precisamos placas que nos dean polo menos 130 W. (este valor é baixo, Aquí non contei a neveira, que podería sumar moito máis., En realidade podes ter moitos máis consumos como a bomba de auga, calefacción, música cando o motor está parado e todo o que se lle ocorre conectar, Tamén teña en conta que a batería non é de litio., só se pode descargar ata a metade, pero vemos que na sección de baterías)
2 Que voltaxe de placa necesito??
Voume electrocutar? Debo escoller o máis baixo posible?
O ser humano ten o limiar de percepción da electricidade dende o 30 voltios, e o notas claramente dende o 70. Isto pode variar con cada persoa xa que depende da resistencia da pel e da súa humidade.. Dado que V = I · R necesitaremos polo menos estes 30 voltios para que empece a pasar a intensidade suficiente para que o notemos. Esta intensidade está ao redor 0.0005 Amperios. A corrente alterna de 220v sucederían 0.005 amperes, E si, pode causar feridas.. Se máis de 10 amperes polo noso corpo morreríamos ao instante, Pero non te preocupes, sería necesaria unha tensión moi alta para poder empurrar e mover tantos electróns dada a alta resistencia do noso corpo..
Vídeo experimental: https://www.youtube.com/watch?v=z6j8OBH6SRQ
É dicir a 12 o 24 voltios non hai perigo de electrocución. Entón, por que 12 o 24?
Sabendo que P = V · I, para a mesma potencia da placa, canto máis voltaxe teñan, menos intensidade pasará polo cable. Xa que temos un límite de espazo no teito, Temos un límite de potencia que podemos instalar. Se esta potencia é de 24v, Polo cable pasará menos electricidade que se está a 12v xa que en lugar de mover máis electróns o que facemos é movelos con máis forza.. É preferible que pase menos intensidade, porque deste xeito créase menos resistencia e a sección dos cables pode ser menor xa que non se quentarán tanto., serán máis baratos, e terán menos perdas de transmisión que ao final o que queremos é non perder eses vatios que nos ofrece a placa a través do cable. Así que para grandes consumos que precisan de moita potencia, mellor usar 24v.
Outra vantaxe de usar 24v é que nos días nubrados a placa xerará menos voltaxe., por exemplo a 40% menos, que sería 14,4v, aínda suficiente para cargar baterías de 12 V. Por outra banda, se a placa é de 12v, el 40% menos é de 4,8 V, insuficiente para cargar baterías.
3.Que tipo de placa necesito??
Todas as placas perden eficacia a medida que aumenta a temperatura
Policristalino: Funcionan ben a pleno sol aínda que estean quentes, pero non funcionan ben á sombra. Cómpraos se es do sur.
Monocristalino: Funcionan mal cando están moi quentes pero absorben mellor a enerxía nos días nubrados. Estarás mellor se es do norte..
4. Como poño o prato?
En base ao que se dixo no foro, Cada ITV é diferente e a normativa non está moi clara..
-Sen aprobación:
·Podes furar a chapa para pasar os cables pero non podes facer unha fixación mecánica como un parafuso. Despois pode enganchar o prensaestopas con cola Sikaflex. Outra opción é pasar os cables directamente pola porta se queres gardar o burato no teito. (Pasei todos os ITV cos cables pola porta).
Opción 1: A placa ríxida ou deformable unida ao teito. No caso da placa ríxida, ten un grosor, e iso implica que o aire entre a placa e o teito no espazo que se produce debido á altura dos marcos da placa, contén aire. Se non ventila, Ese aire sobe moito a temperatura e isto baixa o rendemento da placa., Por este motivo, se o teu tellado é liso e o aire non pode escapar, Recoméndase facer buracos no marco de aluminio da placa para a ventilación. No caso da placa deformable, que é moito máis delgada e non ten marcos, Todo está en contacto co teito sen aire, e fai moita calor xa que só ventila por un lado, non hai forma de evitarlo.
Opción 2: Placa ríxida elevada a 10 cm do teito. Non podes atornillar nada á folla sen a aprobación, pero se tes unha baca ou queres mercar unha, pode fixar a placa atornillada á baca do teito. Como non atornillar á chapa senón á baca do teito?, e considérase que o vehículo prevé o parafuso dunha baca de teito e a súa carga legalmente, sen necesidade de aprobar (Pasei varias ITV como esta). Outra opción en lugar dunha barra de teito é utilizar pezas de esquina para elevar a placa., venden moitos en aliexpress. A placa atornillaríase ás esquinas e as esquinas con cola sikaflex de alta resistencia á folla. É MOI perigoso porque o aire entra a toda velocidade entre a placa e o teito cando a furgoneta está en movemento e tería o efecto de navegar contra a placa, empuxala con moita forza e hai unha gran posibilidade de desprendera. (Puiden ler comentarios de persoas que quedaron abraiadas no medio da autoestrada). Se se utiliza este método, Non o recomendo en absoluto, Hai que poñer un perfil en forma de L por diante ou algo que cubra a entrada de aire frontal e evite que a placa entre directamente por debaixo..
-Homologación:
Atornillamos a placa ao teito ou ás esquinas e estas ao teito. É máis caro porque necesitas un proxecto de homologación cun enxeñeiro e ademais perforar a chapa do teito non é doado., polo que non podes facer o mesmo ti mesmo e terás que levarllo a un xoguete que che cobrará.
5. Que sección canto cable necesito para a placa?
As placas xeran diferentes voltaxes dependendo da cantidade de luz que lles chega, que depende do tempo., nubes e ángulo do sol. Unha placa de 12v a potencia máxima, Pode chegar a 25v e un 24v pode chegar a 50v.
Existen táboas para coñecer a sección de cable necesaria segundo os amperes que van pasar., para que o cable non se quente en exceso.
Guía – sección de cable segundo lonxitude e amperes
Entón, primeiro necesitamos saber cantos amperios pasarán.:
P = V · I -> I = P / V
Intensidade que pasa polo cable = potencia máxima da placa / 25v ou 50v dependendo da placa que compramos (lembrade que son os cumes, é dicir, o prato 24 Pode alcanzar os 50 V cando o sol do mediodía brilla totalmente sen nubes)
6.Por que necesito un regulador??
Os dispositivos de regulación colócanse entre as placas e as baterías. Serven para enviar unha tensión estable e continua á batería xa que a tensión que procede da placa é cambiable e non é boa para a vida útil das baterías.. Tamén permiten conectar un inversor ou calquera cable de consumo que funcione coa tensión de saída que ofrecen, como LEDs e outros.. É recomendable conectar alí toda a electrónica da furgoneta en lugar de directamente á batería xa que deste xeito o regulador xestiona a enerxía que vai directamente da placa ao consumo sen pasar pola batería e prolongando a súa vida útil..
Para iso, debemos ter en conta que só podemos conectar a potencia máxima xerada polos amperes admitidos polo regulador., senón ímolo queimar. É dicir, se o regulador é 30 amperes, e converte a electricidade que procede das placas de 24v en 12v para a batería ou para o consumo, Non podemos conectar dispositivos cuxas potencias sumadas a eses 12v xeren unha intensidade superior a 30 amperes. É dicir, no caso dun regulador 30a: P= 30 *12 = 360w son os que o regulador podería proporcionar. Se queremos enchufar máis cousas, conectámolo directamente á batería. (Tamén habería que mirar a potencia máxima que pode proporcionar a batería e o inversor, pero isto é no punto das baterías.).
Por exemplo, se o que queres é usar os 400w xerados pola túa placa de 24v para cargar a batería ou o que sexa., cómpre saber en que situación manexará máis amperes, que sempre estará onde haxa menos tensión, Neste caso está na saída do regulador a 12v, xa que P=V·I polo que 400=12·I entón I= 33 amperes. Debes mercar un regulador que xestione 30 amperes mínimos para aproveitar os 400w da túa placa, xa que en realidade terás marxe porque será un pouco menos polo rendemento das placas explicadas antes. Outra opción é que só decidas conectar ao regulador un total de 200w de consumo., entón só necesitará un regulador 16 amperes máis baratos, pero claro estás perdendo a metade do prato.
Polo tanto, é recomendable utilizar a saída do regulador de 12v para as luces., portos usb, portátil, bomba de auga e cousas de baixo consumo e calcula os amperes en función destes consumos. E despois enchufa un inversor directo á batería para un consumo extremo a 220v como a secadora., o microondas, un taladro nun momento concreto, aire acondicionado… xa que a batería adoita estar preparada para superar estes 30 amperes (sempre dimensionando os cables correctamente xa que máis de 30 amperes é moito e poden derreterse e prenderlle lume).
Hai dous tipos de reguladores: Mppt i PWM
PWM: Son os máis sinxelos pero non poden cambiar a tensión. Poden funcionar a 12v ou 24v, pero non poden facer a conversión, polo que para conectar placas de 24v necesitaríamos baterías de 24v.
Conecte sempre primeiro a batería ao dispositivo para que recoñeza a tensión e despois as placas ao dispositivo, nunca ao revés se non podes arruinalos.
Mppt: Son máis caros pero aproveitan moito mellor a enerxía solar en calquera momento xa que poden converter a tensión que sae da placa na tensión que vai á batería, mantendo esta última constante..
7. Pódense colocar paneis solares de diferentes voltaxes?
A resposta rápida sería NON. Aínda que pode haber algúns casos excepcionais como ter un panel solar de 200w a 12v e un panel solar 200w a 24v, Nese caso poderían poñerse en serie cun regulador Mppt.
Pero poñer placas de diferentes capacidades e voltaxes, O único que conseguiriamos é limitar o conxunto á potencia do panel máis pequeno.
