Paneles solares en el techo: descripción, métodos de instalación, principio de funcionamiento, revisiones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Hasta hace poco tiempo, el uso de la luz solar como reemplazo de las fuentes de energía tradicionales se percibía como algo fantástico o posible solo bajo condiciones especiales. Hoy en día, tales soluciones no parecen increíbles, pero también persisten los problemas de su implementación en la práctica para los consumidores comunes. En sí misma, la instalación de paneles solares en el techo es bastante simple y optimizada, pero esto no elimina las dificultades para organizar el funcionamiento de dichas baterías.

Kit básico del sistema

La infraestructura de trabajo de un generador solar incluye una estación de batería, una unidad inversora, un convertidor de energía, un controlador y equipo de control, paneles directos con fotocélulas y accesorios de montaje y conexión. Cada componente puede estar representado por diferentes dispositivos que difieren en características técnicas y operativas. Por ejemplo,un pequeño edificio residencial con paneles solares en el techo tiene una potencia de 1,5-2 kW. Cabe señalar que existen estaciones tanto complejas como locales que pueden atender a diferentes grupos de consumidores. Las potentes baterías proporcionan energía suficiente para cubrir todas sus necesidades eléctricas, desde una farola hasta una caldera de calefacción. Los sistemas menos productivos están destinados a casas de verano, aunque a menudo se utilizan equipos que consumen energía en forma de estaciones de bombeo y equipos de energía en funcionamiento en los sitios.

El principio de funcionamiento de las baterías solares

La parte más destacada y destacada de una planta de energía solar es el panel inversor. Existen diferentes tecnologías para su fabricación, hasta el hecho de que los fabricantes están desarrollando recetas secretas de rellenos fotocristalinos. Los dispositivos estándar incluyen un panel de silicio con recubrimientos a base de boro y fósforo. Puede ser una sola placa o una combinada, de dos o más elementos. Hay electrones activos en diferentes capas del recubrimiento que, bajo la influencia de la luz, inician el movimiento de las partículas, provocando la generación de corriente.

La acumulación de la energía recibida es proporcionada por tiras de cobre conectadas con los paneles. Pueden transmitir corriente a dispositivos de almacenamiento de energía o directamente a los consumidores, por ejemplo, equipos de iluminación ubicados en el sitio. Para que los paneles solares en el techo tomen la posición más ventajosa con respecto a la llegada de los rayos, el diseño también prevé la automatización. Gracias a los sensores térmicos, reaccionahacia la luz y dirige los paneles hacia el sol.

Elegir una ubicación para la instalación

Para aumentar inicialmente el rendimiento del sistema, es conveniente considerar la ubicación óptima de los paneles en el techo. Siga las siguientes reglas:

• Contabilización de la caída de la sombra. Si el área de instalación está bajo la sombra de un árbol alto durante la mayor parte del día, la eficiencia, por supuesto, será extremadamente baja y ni siquiera permitirá pagar el costo de mantenimiento del módulo. Por lo tanto, se selecciona la zona más expuesta a los rayos del sol.
• Corregir la orientación del panel. Incluso si el diseño prevé un sistema de rotación automática, es aconsejable elegir inicialmente una posición que sea más ventajosa en términos de luz solar brillante sobre las fotocélulas.
• Cálculo de pendiente. Un error común en la instalación de paneles es su ubicación en un ángulo correspondiente a la pendiente. En otras palabras, el diseño simplemente encaja en la pendiente sin ninguna corrección. Este es un enfoque fundamentalmente erróneo, ya que los ángulos de las pendientes (30-45 grados) pueden no coincidir con la pendiente, que será la más ventajosa en una región en particular. Los expertos recomiendan instalar paneles solares en el techo en un ángulo igual a la latitud geográfica de la región local. Es decir, el ángulo corresponderá al grado de latitud.
• Determinación de la disponibilidad. El funcionamiento de los paneles estará asociado al mantenimiento periódico y soporte técnico de la estructura. Por lo tanto, la accesibilidad física a los paneles del techo también se evalúa de antemano.

Opciones para crear una base de transporte

Para instalar los paneles, se recomienda montar un bloque de potencia sobre el que se fijará el marco de las fotocélulas. Este diseño se puede hacer en casa. Necesitará una esquina de metal y sujetadores. Es deseable hacer conexiones mediante soldadura; nuevamente, con la ayuda de un inversor, incluso un maestro de hogar sin experiencia formará uniones. Lo más importante es calcular correctamente la base en términos de tamaño y peso para que no rompa el techo y, en principio, le permita realizar una fijación confiable. La complejidad de montar paneles solares en el techo radica en la instalación de la plataforma portadora en el sistema de truss. El hecho es que la fijación como tal no se realiza a los elementos del techo, sino a las vigas del techo en el espacio bajo el techo.

Desde el costado del ático, se está haciendo un fuerte marco de carga, sobre la base del cual se fijará la estructura de perfil soldado. Es mejor utilizar conexiones atornilladas para que la instalación se pueda desconectar en cualquier momento. Para hacer esto, los agujeros se calculan de antemano, se forma la configuración del diseño mutuo, etc. Obviamente, será necesario crear una abertura tecnológica en el techo.

El proceso de instalación de paneles solares en el techo

Cada panel con fotocélulas está encerrado en un marco de perfil metálico. Los fabricantes inicialmente piensan en la configuración del futuro montaje, dejando espacios y agujeros para la fijación. En la etapa de instalaciónlos paneles deben prepararse con el equipo de fijación adecuado y en la plataforma de transporte.

Además, es necesario preparar materiales amortiguadores y aislantes. Protegerán el sistema de montaje del daño por corrosión y las fuertes vibraciones de la carga del viento. Este es un tipo de revestimiento entre la estructura de soporte y los paneles. A continuación, los paneles solares se instalan en el techo en el punto seleccionado: mediante hardware a través de los orificios tecnológicos, el cuerpo del panel se atornilla a los perfiles metálicos. Si es posible, use pestillos ajustables o giratorios para ajustar la posición de los paneles.

Medidas eléctricas

Etapa no menos importante en la que se organizan el cableado de red y la conexión de equipos. Existen diferentes formas de resolver estos problemas, pero se considera que el método más confiable es la conexión autónoma de paneles solares en el techo con una fuente de energía independiente. Los paneles con un convertidor y bloques de almacenamiento se introducen en el sistema de suministro de energía autónomo. Esto requerirá generadores con una pequeña potencia de unos 500 W con voltaje doméstico de hasta 220 V.

El cableado se realiza con un cable exterior estándar de par trenzado para servicio pesado. Todas las conexiones del equipo se realizan mediante contactores eléctricos; por regla general, se incluyen con paneles solares. Como solución alternativa, puede pensar en la posibilidad de conectarse a la red eléctrica central, pero entonces no será posible utilizar la planta de energía comofuente de alimentación de respaldo.

Integración de ventanas solares para tejados

Una versión de diseño optimizado del panel solar que elimina la necesidad de medidas de instalación especiales. El panel ya está integrado en la ventana del techo, por lo que solo se requiere la instalación de la estructura del marco. Si lo desea, el panel se puede quitar del cuerpo de soporte y dejar una ventana con persianas u otros accesorios de protección.

Algunos fabricantes ofrecen la instalación de paneles solares en el techo de la casa en ventanas de techo prefabricadas. Es decir, el panel se diseña y fabrica específicamente para las dimensiones de la abertura existente, teniendo en cuenta las características del marco. Luego, solo queda hacer algunos agujeros en el diseño de la unidad de ventana y atornillar el panel. Para conectar el cable, se crea un pequeño canal con una ruta de cableado que conduce al desván o desván. Aquí, por cierto, se pueden ubicar equipos que acumulan y convierten energía.

Directrices generales de flujo de trabajo

Antes de comenzar a trabajar, debe esbozar un plan aproximado para la colocación de la estructura; esto le permitirá no solo determinar el método óptimo de fijación, sino también minimizar posibles errores de cálculo de la instalación. También debe tener en cuenta los consejos de los fabricantes sobre el montaje de paneles solares en el techo de un edificio. Por ejemplo, las instrucciones a menudo mencionan la necesidad de mantener un espacio entre la superficie del cuerpo del panel y el techo. Con el fin dePara una distribución óptima de la energía en toda el área de la fotocélula, también se recomienda colocar los paneles rectangulares en posición horizontal, es decir, con el lado largo a lo largo de la cornisa.

Funcionamiento del sistema

La mejor manera de controlar el sistema es a través de la automatización. Las modernas centrales solares domésticas permiten utilizar el mando a distancia para programar el funcionamiento tanto de los paneles como de los equipos de almacenamiento. Pero esto no significa que no se requerirá mantenimiento físico. Periódicamente es necesario comprobar el estado de los paneles solares. En el techo de una casa privada, es recomendable proporcionar una pequeña plataforma técnica con un conjunto de herramientas y consumibles necesarios. Periódicamente será necesario realizar operaciones de ajuste, inspección de las fotocélulas, limpieza de la estructura y sustitución de consumibles según sea necesario.

Reseñas sobre paneles solares

En Rusia, no hay tantos propietarios privados que hayan probado las posibilidades de las baterías solares. Sin embargo, las impresiones del primer contacto con esta fuente de energía son en su mayoría positivas. Incluso una cobertura relativamente pequeña de los volúmenes de energía necesarios provoca respuestas positivas. Los usuarios destacan las amplias posibilidades de acumulación y distribución de energía con su posterior uso racional de acuerdo a las solicitudes.

Por otro lado, muchos de los que han instalado un panel solar en el techo de su casa notan la dificultad en el mantenimiento y el alto costo de los consumibles. Todavía alto costo de equiposigue siendo una barrera importante para la expansión solar.

Conclusión

A pesar de los beneficios obvios del desarrollo de fuentes de energía alternativas, todavía existen problemas de su uso al nivel del consumidor masivo. Estos no son solo matices técnicos que enfrentan los usuarios, sino también características conceptuales de la generación de energía. Por ejemplo, la instalación de paneles solares en el techo de casas de campo privadas solo puede justificarse en regiones cálidas, donde hay altos niveles de la llamada insolación. Es una medida de la energía solar que llega a la tierra con rayos de luz. Y no es para nada igual en el suroeste y noreste del país, en particular. Asimismo, los expertos recomiendan tener en cuenta la relación entre la energía requerida y la potencialmente generada por las baterías solares. Es posible que incluso en condiciones de indicadores de insolación favorables, ciertas características de los paneles simplemente no le permitan lograr un efecto positivo de ahorro de energía.