Guia de painéis solares
Este é um pequeno guia com noções básicas para poder acampar.. Todos nós gostamos de saber o que estamos fazendo e por quê, sem medo de que isso seja perigoso ou estrague alguma coisa.. Tudo escrito aqui é uma compilação baseada em pesquisas, própria experiência ou comentários de usuários. Se você encontrar algum erro, informe-nos e iremos modificá-lo com a contribuição de todos..
Aqui você encontrará a razão para as coisas se defenderem sozinhas!
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Às vezes é muito bom usar a comparação da água de uma cachoeira para entender a eletricidade.. Vamos ver:
Energia: Quantidade de energia acumulada. Usaremos Wh ou kWh (que são 3600000 Joules). Não deve ser confundido com Watts (C) ou quilowatts (kW), Quando tem h significa que é uma unidade de quantidade de energia acumulada., O h significa as horas durante as quais uma certa quantidade de watts é emitida., saber quanta energia você acumulou. Colocar kwh é como colocar Joules ou Calorias, são unidades de quantidade, não poder. Às vezes, por exemplo em baterias, você vai encontrar Ah (amperes hora) que pode ser usado assumindo que estamos sempre na mesma tensão durante todo o cálculo, porque senão vai variar, no importa multiplicárselo o no. Para simplificar, seria a quantidade de água acima da cachoeira., pronto para cair, Se o que queremos saber é a energia acumulada (baterias) ou descendo a cachoeira, Se o que queremos saber é a energia gasta (calor dissipado ou convertido em estresse mecânico)
Poder: quantidade de energia que pode ser emitida por unidade de tempo. Ou seja, se tivermos muita energia acumulada (kWh) podemos liberá-los de repente ou lentamente, de acordo com o poder (c) para entregar o equipamento de envio. Usaremos Watts ou Quilowatts kW (que são 1000 Joules cada segundo). Da mesma forma dependeria da largura do rio e da altura da cachoeira..
Intensidade: quantidade de eletricidade (elétrons) movendo-se através de um material. (não deve ser confundido com velocidade, Quais seriam os metros que cada elétron avança a cada segundo e que costumam ser muito poucos, embora a resposta elétrica ponto a ponto de um cabo seja praticamente instantânea, pois eles se empurram como um pêndulo de bolas). Unidade Amperes. No símile seria o fluxo de água que cai pela cachoeira.
Tensão: força que empurra elétrons. Volts unitários. Logicamente, quanto maior a tensão, mais elétrons serão empurrados, então é o mesmo que dizer que haverá mais amperes.. Na comparação seria a altura da cachoeira, Quanto mais alto a água cai, mais forte..
Resistência: força oposta à tensão gerada por qualquer meio físico por atrito com o movimento dos elétrons. Unidade Ohms. No caso de uma cachoeira, dependeria da largura do canal por onde a água passa., Se for muito pequeno, a água avança confinada e pressionada, perdendo força para frente., No caso elétrico ele perde tensão e é dissipado como calor.
Observe que a comparação não funciona na seguinte situação. A tensão consegue extrair mais elétrons dos átomos do material do cabo e colocá-los em movimento.. No caso da água, se aumentarmos a altura da cachoeira, a água não se move mais., mas cai mais forte, já que é um fluido e não um metal e se move todo em um bloco em vez de ir “decolando” as moléculas uma por uma de acordo com a força de empurrão.
Observe que se aumentarmos a tensão, arrastamos mais elétrons, o que é o mesmo que dizer que a intensidade aumenta. Se houver mais elétrons em movimento, há mais atrito e, portanto, mais calor é gerado e o cabo pode derreter.. Para evitar isso usaremos cabos mais grossos e com mais material para que os elétrons possam circular confortavelmente sem gerar tanto “atrito”.
*Normalmente os valores que podemos gerenciar são a tensão e a resistência, que varia de acordo com o tipo de material e sua seção., intensidade é uma consequência da combinação dos dois. Não podemos criar intensidade, só podemos brincar com os outros dois para obter a intensidade desejada.
Fórmulas mais comuns:
A potencia (elétrico) em W calculamos multiplicando a força de empurrão dos elétrons (tensão) pelo número deles que são colocados em movimento (intensidade), quer dizer:
P = V · I
Podemos medir a energia elétrica acumulada em Wh, isto é, multiplicando o tempo durante o qual alguns watts foram acumulados.
Wh = P · tempo em horas
Quando procuramos preços de chapas temos que saber:
-Potência máxima que emitem a pleno sol de acordo com nossas necessidades: é fornecido pelo fabricante.
-Tensão máxima a pleno sol de acordo com nossas necessidades: é fornecido pelo fabricante. Geralmente 12v, 24v, 48v… Note que na realidade as placas são células que geram uma voltagem muito pequena que se somam em série e no final todas entregam os volts que o fabricante nos indica de acordo com a quantidade de células que foram colocadas..
-Tipologia e dimensões, saber se será útil para nossas necessidades. Vamos ver abaixo:
1- Qual potência de placa eu preciso??
-Primeiro precisamos prever o que vamos consumir, somando as potências de consumo de cada dispositivo. Encontraremos a potência em kW na caixa, na descrição do artigo na internet ou perguntando ao fabricante. Quando você conhece o poder de cada um, usando a fórmula kW = P · Tempo, Multiplicaremos pelo tempo em horas que usaremos cada dispositivo. Se usarmos 10 minutos, nós multiplicamos por 0,1 horas. A soma final de todos os dispositivos nos dará a quantidade de energia que consumimos após um dia em kWh.
-Aplicar um 70% desempenho. Nenhum prato cederá 100%, generalizamos com isso 70%.
-Decida quantos dias de autonomia queremos suportar. Isto é, se for uma semana chuvosa e a placa não for recarregar a bateria., o dia em que o sol nasce, Precisaremos recarregar o necessário para durar aqueles dias sem recarregar novamente.. Então, se soubermos quantos kWh precisamos recarregar para o consumo de um dia, e estabelecer para nós que queremos poder durar dois dias, Num dia de sol temos que recarregar o dobro do kWh para que possa durar dois dias sem recarregar. (caso tenhamos planejado comprar uma bateria que permita armazená-los).
-Leve em consideração as piores condições, Como seria em janeiro, quando o sol recarregasse a placa durante 4 horas efetivas e as melhores condições seriam no verão por 7 horas efetivas. Vamos usar a pior situação como ponto de partida.
Exemplo:
·PC portátil: 45w x 2 horas de uso diário = 90Wh
·Leds: 20w durante 4h = 80Wh
Carregamento móvel: No carregador diz 5v e 2A. Como P=V·I= 5*2= 10W e leva uma hora para carregar = 10Wh
·(Geladeira: tenha cuidado porque não está funcionando 24 horas é um caso especial que depende da temperatura externa e de um bom isolamento)
·Etc.…
TOTAL: 90 +10+80 = 180 Qual é a quantidade de energia que consumimos em um dia..
Aplicamos o desempenho: 180 / 0,7 = 258 Qual é a quantidade de energia que a placa deve fornecer diariamente para suprir o consumo que temos..
No inverno só funcionaria por 4 horas, quer dizer: 258/4 = 64,5 W seria a potência necessária que as placas devem ter para que em 4 horas tenhamos energia acumulada na bateria suficiente para durar um dia..
Se quisermos durar dois dias de autonomia na chuva, precisamos que acumulem o dobro da energia durante as mesmas 4 horas., Portanto, precisamos do dobro da potência: 64,5 x 2dias = 130 C
Precisamos de pratos que nos dêem pelo menos 130 C. (esse valor é baixo, Aqui não contei a geladeira, que poderia somar muito mais., Na realidade você pode ter muito mais consumos como a bomba d'água, aquecimento, música quando o motor está desligado e tudo que você possa imaginar para conectar, Lembre-se também de que a bateria não é de lítio., só pode ser baixado até metade, mas vemos isso na seção de bateria)
2 Qual tensão de placa eu preciso??
Eu vou ser eletrocutado? Devo escolher o menor possível?
O ser humano tem o limiar de percepção da eletricidade a partir do 30 volts, e você percebe isso claramente a partir do 70. Isso pode variar de pessoa para pessoa, pois depende da resistência da pele e da umidade.. Como V = I · R precisaremos de pelo menos estes 30 volts para que comece a passar intensidade suficiente para que percebamos. Essa intensidade está em torno 0.0005 Amperes. Em corrente alternada de 220v eles aconteceriam 0.005 amperes, E sim, pode causar lesões.. Se mais do que 10 amperes em nosso corpo, morreríamos instantaneamente, Mas não se preocupe, seria necessária uma voltagem muito alta para poder empurrar e mover tantos elétrons dada a alta resistência do nosso corpo..
Vídeo experimental: https://www.youtube.com/watch?v=z6j8OBH6SRQ
Isso quer dizer 12 ó 24 volts não há perigo de eletrocussão. Então porque 12 ó 24?
Sabendo que P = V · I, para a mesma potência de placa, quanto mais voltagem eles têm, menos intensidade passará pelo cabo. Como temos um limite de espaço no teto, Temos um limite de energia que podemos instalar. Se esta alimentação estiver em 24v, Menos eletricidade passará pelo cabo do que se estivesse em 12v, pois em vez de mover mais elétrons o que fazemos é movê-los com mais força. É preferível que passe menos intensidade, porque assim se cria menos resistência e a seção dos cabos pode ser menor, pois não esquentam tanto., eles serão mais baratos, e eles terão menos perdas de transmissão do que no final das contas o que queremos é não perder aqueles watts que a placa nos oferece através do cabo. Portanto, para grandes consumos que necessitam de muita energia, melhor usar 24v.
Outra vantagem de usar 24v é que em dias nublados a placa irá gerar menos tensão., por exemplo um 40% menos, que serial 14.4v, ainda o suficiente para carregar baterias de 12v. Por outro lado, se a placa for 12v, ele 40% menos é 4,8v, insuficiente para carregar baterias.
3.Que tipo de placa eu preciso??
Todas as placas perdem eficácia à medida que a temperatura aumenta
Policristalino: Eles funcionam bem em pleno sol, mesmo que fiquem quentes, mas não funcionam bem na sombra. Compre-os se você for do sul.
Monocristalino: Eles funcionam mal quando ficam muito quentes, mas absorvem melhor a energia em dias nublados. Você estará melhor se for do norte..
4. Como coloco o prato?
Com base no que foi dito no fórum, Cada ITV é diferente e os regulamentos não são muito claros..
-Sem aprovação:
·Você pode furar a chapa para passar os cabos, mas não pode fazer uma fixação mecânica como um parafuso. Depois, você pode prender o prensa-cabo com cola Sikaflex.. Outra opção é passar os cabos diretamente pela porta se quiser salvar o buraco no teto. (Passei todos os MOTs com os cabos pela porta).
Opção 1: A placa rígida ou deformável fixada no teto. No caso da placa rígida, tem uma espessura, e isso implica que o ar entre a placa e o teto no espaço que ocorre devido à altura das molduras da placa, contém ar. Se não ventilar, Esse ar sobe muito de temperatura e isso diminui o desempenho da placa., Por esta razão, se o seu telhado for liso e o ar não puder escapar, Recomenda-se fazer furos na moldura de alumínio da placa para ventilação no caso da placa deformável., que é muito mais fino e não tem moldura, Está tudo em contato com o teto sem ar, e fica extremamente quente porque só ventila de um lado, Não há como evitá-lo.
Opção 2: Placa rígida elevada 10cm do teto. Você não pode parafusar nada na chapa sem aprovação, mas se você tiver um rack de teto ou quiser comprar um, você pode fixar a placa aparafusada no rack de teto. Como você não aparafusa a chapa, mas sim o rack de teto?, e considera-se que o veículo prevê o aparafusamento de uma barra de tejadilho e o seu carregamento legalmente, não há necessidade de aprovar (Já passei por vários MOTs como este). Outra opção em vez de um rack de teto é usar peças de canto para levantar a placa., eles vendem muitos no aliexpress. A placa seria parafusada nos cantos e os cantos seriam parafusados na chapa com cola Sikaflex de alta resistência.. É MUITO perigoso porque o ar entra a toda velocidade entre a placa e o teto quando a van está em movimento e teria o efeito de navegar contra a placa, empurrando-a com grande força e há grande possibilidade de soltá-la. (Tenho conseguido ler comentários de pessoas que foram surpreendidas no meio da rodovia). Se este método for usado, Eu não recomendo de jeito nenhum, Você tem que colocar um perfil em forma de L na frente ou algo que cubra a entrada de ar frontal e evite que a placa entre diretamente por baixo.
-Homologanda:
Aparafusamos a placa no teto ou nos cantos e estas no teto. É mais caro porque precisa de um projeto de homologação com um engenheiro e também furar a telha não é fácil., então você não pode fazer a mesma coisa sozinho e terá que levar a um funileiro que irá cobrar de você.
5. Que seção quanto cabo eu preciso para a placa?
As placas geram tensões diferentes dependendo da quantidade de luz que as atinge, o que depende do tempo., nuvens e ângulo do sol. Uma placa de 12v na potência máxima, Pode chegar a 25v e 24v pode chegar a 50v.
Existem tabelas para saber a seção necessária do cabo de acordo com os amperes que vão passar., para que o cabo não superaqueça.
Guia – seção do cabo de acordo com comprimento e amperes
Então, primeiro precisamos saber quantos amperes passarão.:
P = V · I -> Eu =P / V
Intensidade passando pelo cabo = potência máxima da placa / 25v ou 50v dependendo da placa que compramos (lembre-se que eles são os picos, isto é, a placa 24 pode chegar a 50v quando o sol do meio-dia brilha totalmente sem nuvens)
6.Por que preciso de um regulador??
Os dispositivos reguladores são colocados entre as placas e as baterias. Servem para enviar uma tensão estável e contínua à bateria, pois a tensão que vem da placa é mutável e não é boa para a vida útil das baterias.. Também permitem conectar um inversor ou qualquer cabo consumidor que funcione com a tensão de saída que oferecem, como LEDs e outros.. É aconselhável conectar ali toda a eletrônica da van ao invés de diretamente na bateria, pois desta forma o regulador gerencia a energia que vai direto da placa para o consumo sem passar pela bateria e prolongando sua vida útil..
Para isso devemos levar em consideração que só podemos conectar a potência máxima gerada pelos amperes admitidos pelo regulador., senão vamos queimá-lo. Ou seja, se o regulador estiver 30 amplificadores, e converte a eletricidade que vem das placas de 24v em 12v para bateria ou para consumo, Não podemos conectar dispositivos cujas potências somadas a esses 12v gerem uma intensidade maior que 30 amplificadores. Ou seja, no caso de um regulador 30a: P = 30 *12 = 360w é o que o regulador poderia fornecer. Se quisermos conectar mais coisas, conectamos diretamente à bateria. (Também seria necessário observar a potência máxima que a bateria e o inversor podem fornecer, mas isso fica no ponto das baterias.).
Por exemplo, se o que você quer é usar os 400w gerados pela sua placa 24v para carregar a bateria ou algo assim., você precisa saber em qual situação ele suportará mais amperes, que sempre estará onde houver menos tensão, Neste caso está na saída do regulador em 12v, já que P=V·I então 400=12·I então I= 33 amperes. Você precisa comprar um regulador que gerencie 30 amperes mínimos para aproveitar os 400w da sua placa, já que na realidade você terá margem porque será um pouco menor devido ao desempenho das placas explicadas antes. Outra opção é você decidir conectar apenas um consumo total de 200w ao regulador., então você só precisará de um regulador 16 amplificadores mais baratos, mas é claro que você está desperdiçando metade do prato.
Portanto é aconselhável utilizar a saída do regulador 12v para luzes., entradas de usb, computador portátil, bomba d'água e coisas de baixo consumo e calcule os amperes com base nesses consumos. E depois conecte um inversor direto à bateria para consumo extremo em 220v como a secadora., o microondas, uma broca em um momento específico, ar-condicionado… já que a bateria geralmente está preparada para superar esses 30 amperes (sempre dimensionando os cabos corretamente, pois mais de 30 amperes são muitos e eles podem derreter e incendiar sua van).
Existem dois tipos de reguladores: MPPT eu PWM
PWM: Eles são os mais simples, mas não podem alterar a tensão. Eles podem trabalhar em 12v ou 24v, mas eles não podem fazer a conversão, então para conectar placas de 24v precisaríamos de baterias de 24v.
Sempre conecte primeiro a bateria ao aparelho para que ele reconheça a tensão e depois as placas ao aparelho, nunca o contrário, caso contrário você pode arruiná-los.
MPPT: São mais caros, mas aproveitam muito melhor a energia solar em qualquer momento, pois podem converter a tensão que vem da placa na tensão que vai para a bateria, mantendo esta última constante..
7. Painéis solares de diferentes tensões podem ser colocados?
A resposta rápida seria NÃO. Embora possa haver alguns casos excepcionais, como ter um painel solar de 200é 12v e um painel solar 200é 24v, Nesse caso, eles poderiam ser colocados em série com um regulador MPPT.
Mas coloque placas de diferentes capacidades e tensões, A única coisa que conseguiríamos é limitar o aparelho à potência do menor painel.
