Montaje de Panel Solar Ajustable y Equipo de Energía Gratis

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Los paneles con una inclinación aumenta la electricidad que produce debido al ángulo en el que los rayos del sol golpean el panel.

TENGA EN CUENTA: La orientación del panel es muy importante. Un panel inclinado orientado en la dirección incorrecta no producirá la energía requerida. Si se encuentra en el hemisferio norte, los paneles deben mirar hacia el sur verdadero, no hacia el sur magnético. Si en el sur, los paneles necesitan mirar hacia el norte verdadero (no hacia el norte magnético). Los paneles se colocan con poca o ninguna sombra.

También puedes tener corrección de inclinación; inclinación ajustable; o un soporte de seguimiento solar. El seguidor solar es el más eficiente de todos. Realiza un seguimiento del movimiento del sol en el cielo capturando casi el 100% de la energía del Sol.

Paso 1: Materiales

Entonces, ¿por qué construir un montaje ajustable? Los prefabricados cuestan demasiado o es porque es más desafiante y divertido construir uno. Tal vez porque cada pequeña energía que puedo obtener cuenta para poder quedarme un poco más tarde en nuestro refugio. El panel debía montarse en un soporte ajustable.

Materiales por debajo de $100

  • 1 Juego de soporte en Z para techo
  • 4 Maderas tratadas a presión 2x4x8
  • 1 Poste tratado a presión de 4x4x8
  • 1 Perno de carro con arandelas y tuerca (galvanizado).
  • 1 Bisagra galvanizada de servicio pesado
  • 3 Bolsas de mezcla de concreto
  • 2 Escuadra de esquina galvanizada.
  • Algo de grava; tornillos (1.25; 2.5 y 3.5 pulgadas) y tiras de madera para nivelar el poste y colocar el concreto.

Paso 2: Herramientas necesarias

  • Una excavadora de orificios para postes (eléctrica o manual) y pala
  • Sierra circular o sierra de mano
  • Un taladro regular
  • Un nivel
  • Cinta métrica
  • Broca un poco más ancha que el tornillo de carro
  • Escuadras de carpintero (opcional)
  • Abrazadera
  • Teléfono inteligente

Paso 3: Instalar el poste

Un poste de 4x4x8 pies debe tener al menos 2 pies de profundidad y 1 pie de ancho para una estabilidad adecuada. Cave un poco más profundo para acomodar la grava (alrededor de 2 a 4 pulgadas) que recomiendo verter en el fondo del agujero. Esto facilita el drenaje

Después de cavar el hoyo, vierta la grava y use la columna para manipularla
Al final del poste que se insertará en el suelo, generalmente se usa algunos tornillos. En mi opinión, ayuda a que el poste se adhiera. Inserta el poste y aplástalo (asegúrate de colocar una cara del poste en la misma dirección que has determinado para el panel) y usa tirantes para mantenerla recta
Usa concreto regular y de fraguado rápido: No queríamos esperar los 2-3 días para que el concreto se seque antes de instalar el soporte.
Enmarqué alrededor del poste (opcional) y agregue la mezcla hasta que alcanza la altura deseada (por encima del nivel del suelo)
Incline la mezcla, mientras se seca, fuera de la base del poste para un drenaje adecuado

Paso 4: Panel y poste

Determine si desea que el panel se monte vertical u horizontalmente.

  • Instale los soportes en Z en el panel.
  • Mida la distancia desde la parte superior de un soporte en Z a la parte inferior del otro en el lado más largo, luego mida a través del panel desde el extremo de un soporte Z hasta el otro. Puede hacer que la medición sea más amplia o más larga que uno. Corta 2×4 según las medidas (dos para cada uno). Etiquetar el lado largo V1 y V2; y W1 y W2 para los demás.
  • Si se monta verticalmente, coloque V1 y V2 encima de W1 y W2. * 1: alinee las esquinas al ras; taladre previamente los agujeros de los tornillos cerca del borde interior (esto deja espacio para unir el panel sin golpear los tornillos del marco). Unir los marcos con tornillos de 2.5″ (Fig. 1)
  • Si se monta horizontalmente, coloque W1 y W2 encima de V1 y V2. * 1-. Figura 2.
  • En este punto, debe verificar la posición del panel en el marco. Vea dónde estarán los agujeros de los tornillos; y, como en mi caso, es posible que tenga que perforar agujeros adicionales en la montura. Taladre los agujeros, pero aún no conecte el panel.
  • Para el montaje vertical, centre la bisagra de alta resistencia en W1 y la bisagra adjunta. Para el montaje horizontal, centre la bisagra de trabajo pesado en V1 y coloque la bisagra
  • Encontré una bisagra tipo T en HD, asegúrate de que la parte superior de la T esté unida a V1 o W1. (Fig. 3)

Paso 5: Instalación de bastidor y palanca de inclinación

Adjunte el marco al poste. Necesitarás ayuda en este punto. Utilice los tornillos de 3,5′ para una profundidad máxima. El nudillo de la bisagra se unió ligeramente por encima del poste para el máximo movimiento hacia arriba.

Siguiente:

  • Deje que el marco caiga para colocar marque los bordes del poste con V2 (W2)
  • Taladre dos agujeros de 3/4 pulgada de las marcas de los postes en cada lado. Coloca los tornillos en el centro de 2×4
  • Coloque 2x4x10 en ambos lados del poste y fíjelo a V2 (W2) usando al menos un tornillo de 2.5″ (No corte 2×4 hasta que calcule la inclinación) Consulte la Fig. 4
  • Coloque el soporte de esquina (opcional) para refuerzo

Paso 6: Fijar el panel y calcular la inclinación

Se adjunta el panel con los pernos suministrados desde el montaje Z o tornillos de 2.5″.

Para el ajuste de 2 estaciones, la mayoría de los datos sugieren agregar 15° a su latitud en invierno o restar 15° de su latitud en verano.

 

Paso 7: La cuenta regresiva final

Descarga cualquier aplicación de celular que pueda usarse para encontrar ángulos en Play Store.

  • Cuando encuentre su ángulo, marque el lugar en el 2×4 donde debe perforar.
  • Perforar agujeros a través de cada marca de ángulo.
  • Puede etiquetar cada hoyo por temporada o simplemente anotar el °
  • Instale el perno de carruaje, la arandela y la tuerca.
  • Cortar el exceso de 2×4
  • Probar

Ahora necesitaremos un entorno en el que se pueda operar herramientas eléctricas, cargar las baterías inalámbricas y el teléfono inteligente, trabajar hasta altas horas de la noche y relajarse con la TV y juegos.

¡Instalaremos un equipo de energía gratis! Puede ser muy caro, así que tenga un presupuesto en mente. Siempre es mejor comenzar de a poco y agregar según sea necesario.

 

Paso 8: Lo que necesitará para obtener energía gratis

Una fuente de energía; algo para regular el poder; algo para almacenar el poder y algo para convertir la energía almacenada en CA (Corriente alterna) utilizable. En otras palabras, necesitaría paneles solares y un generador de viento; un controlador de carga solar y eólica; baterías (ciclo profundo preferiblemente) y un inversor. La información brindada se referirá al aprovechamiento de la energía solar.

Paso 9: Fuente de energía (previamente construida)

Antes de comprar paneles solares, uno debe determinar cuánta energía necesitará. Son las baterías las que suministran voltaje al inversor. Sin embargo, si las baterías se agotan más rápido de lo que se cargan, entonces habrá un problema. Los paneles solares deberían poder mantener las baterías adecuadamente cargadas. Usamos un panel policristalino de 12V 100w.

Nota: Hay otros tipos de paneles monocristalinos (más caros) y paneles más altos con voltajes más altos de 24V.

Paso 10: Localización de la fuente de energía

A la mayoría de las personas les resulta más fácil instalar los paneles en su techo. Pero debido a la ubicación de mi garage, el techo (demasiados árboles) estaba fuera de cuestión para mí. Además, los paneles deben estar limpios de vez en cuando (los paneles en el techo = demasiado trabajo). Necesitaba un lugar soleado que estuviera cerca del cobertizo. Un lugar donde tendría Sol tanto en el verano como en el invierno. Después de ver salir y caer el Sol por unos días, y la consulta de mi astrónomo solar residente elijo una ubicación a solo 19 pies del cobertizo ya unos 24 pies del controlador de carga y las baterías. La proximidad es importante porque ayuda a determinar el tamaño de los cables que necesito para transportar eficientemente el flujo a las baterías.

Los cables solares 10 AWG. Las investigaciones mostraron que 8AWG hubiera sido ideal (cable más grande = menos pérdida de calor a lo largo de la distancia). Pero en el mundo imperfecto de no tener todos los recursos a su disposición, el cable 10 AWG tendría que funcionar. Si alguna vez decidí agregar 2 paneles más, en paralelo, para extraer más corriente, entonces tendré que aumentar el tamaño del cable.

Lo siguiente fue el montaje del panel y la colocación de los cables. El panel necesitaba orientarse hacia el sur porque estoy en el hemisferio norte (y pensé que vivir en el sur significaba que estaba en el hemisferio sur) y tenía que estar en ángulo en ciertos grados cada temporada para obtener los máximos rayos solares. También puedes dejarlo fijo en un ángulo fijo. Una búsqueda rápida arrojará cómo calcular esto. Elegí ajustar los paneles dos veces al año, verano e invierno. Así que construí un soporte solar inclinable.

Paso 11: Regulando el poder

Conectar las baterías directamente a los paneles es una muy mala idea. Sus baterías se dañarán y posiblemente exploten por sobrecarga sin un regulador o controlador. Gasta un poco más y ahorra más en el largo plazo.

Los controles variaron desde los controles básicos de 1 o de dos etapas hasta el PWM de rango medio (modulado por ancho de pulso) hasta el mejor MPPT (seguimiento máximo de puntos de poder). Lo mejor siempre es más caro. Además, necesitaba un controlador que también pueda manejar la energía eólica. Así que elegí un controlador de carga de 12V 400 amperios y 10k Watts para turbinas eólicas.

Paso 12: Almacenamiento de la energía

Cuando comienzo este proyecto, inmediatamente pensamos que una batería de automóvil podría funcionar. Después de todo, una batería es una batería y las baterías de automóviles tienen un precio razonable. Pero pronto fui educado por la Universidad de Internet. Las baterías de automóvil, a pesar de que pueden funcionar, no serían adecuadas para el almacenamiento de energía a largo plazo. Tendría que usar baterías de ciclo profundo. Por supuesto, cualquier cosa profunda significaría que tengo que cavar profundamente en mi bolsillo. Estas baterías están clasificadas por los amperios. Cuanto más amperio por hora pueda dar una batería, más costará. Nos decidimos por una batería de 12V 35ah. De hecho, tenemos 2 para ponerlos en paralelo (para aumentar la corriente y mantener el voltaje). Esto teóricamente duplicaría mis amperios pero mantendría los bancos de las baterías a 12V.

Para conectar 2 baterías en paralelo, conecta las terminales positivas juntas, y las terminales negativas juntas. Luego, la carga y/o fuente se conecta al terminal positivo de una batería y al terminal negativo de la otra. Utilice alambres de cobre puro 1/0 AWG para la conexión de las baterías. Esto asegura una pérdida de potencia mínima entre las conexiones de la batería.

No mencionamos anteriormente que su clasificación de voltaje debe permanecer igual en todos sus dispositivos. Es decir, si está usando paneles de 12v, necesita usar un controlador de 12v con una batería de 12v.

Paso 13: Convertir CC a CA

La corriente hasta este punto es DC. Para operar sus dispositivos y herramientas, necesita convertir este DC a AC. Aquí es donde viene un inversor. Los inversores tienen diferentes vatios. Además, está el vatio continuo y el vatio pico. Por ejemplo, un inversor de 500 vatios podría tener un vatio pico de 1000. El pico normalmente duplicaría (o más) los vatios nominales. Este pico de vatios es importante porque la mayoría de los dispositivos de motor necesitan duplicar su potencia (llamada sobretensión) en el arranque. Por ejemplo, un dispositivo de 120v 5.8 amperios necesita 696 vatios para funcionar de forma continua (P = IV). Sin embargo, necesita 1392 vatios para ponerse en marcha.

Luego está la onda sinusoidal pura, la onda sinusoidal modificada y el inversor de onda cuadrada. El PSW es ​​más caro y debe hacer todo lo que necesita sin ningún problema. Se informa que el inversor MSW hace que algunas baterías se sobrecalienten mientras se están cargando, junto con el ruido en algunas luces y el mal funcionamiento de algunos dispositivos de motor. SW es ​​el más barato y el más problemático de todos. Estoy usando un inversor Radio Shack 350W PSW que tuve durante varios años. Tendré que obtener un inversor PSW de mayor potencia (1.5kW / 3kW) en el futuro.

Paso 14: La conexión

Elija la mejor ubicación para montar sus dispositivos. Siga las recomendaciones del fabricante para conectar sus paneles a su controlador de carga y el controlador a las baterías. Utilicé cables 10AWG para todas mis conexiones desde los paneles a las baterías. Agregué un vatímetro entre el panel solar y el controlador de carga y un medidor de potencia en el inversor. Esto es solo para monitorear lo que está entrando y lo que está saliendo. No es necesario para la operación.

Utilice una caja de interruptores y ejecute un par de interruptores y tomacorrientes (usar una regleta de alimentación funcionaría bien). También conecte una luz de 20w y 5w.

También se recomendó agregar tierra (tierra) al circuito. Así que agregue 2 (1 para el cobertizo y 1 para el panel solar) y conecte las baterías a tierra; controlador de carga; inversor; paneles solares y interruptor (casi cualquier cosa con metal).

Paso 15: Prueba y finalización

Configuraciones de prueba.

Eso es todo amigos. Espero que esta información haya sido de alguna ayuda. ¡Saludos!