Luca ScialòCome costruire un pannello fotovoltaico? Quali sono i materiali che servono? Quanto costa fare un pannello fotovoltaico?
In tempi difficili come quelli in cui viviamo dal punto di vista (anche) energetico, non sono poche le persone che si sono poste simili domande.
Il “fai da te” può riguardare anche il settore delle energie rinnovabili. Ma, ovviamente, parliamo di una categoria merceologica delicata, dato che si ha a che fare con “nanotecnologie”. Oltre che con un prodotto finale che genererà corrente elettrica. Dunque, occorre stare sempre molto attenti.
Di seguito proponiamo una guida completa su come fare un pannello fotovoltaico, partendo dai materiali utili, passando per l’assemblaggio, fino ai costi finali.
Ci aiuteremo con la guida realizzata da un volontario di Greenpeace Italia, Antonio, competente in materia, il quale ha deciso di diffondere tale conoscenza in materia per aiutare quanti non possono permettersi di acquistare un pannello fotovoltaico. O abitano in zone remote del mondo con gravi problematiche afferenti all’energia.
Costruire un pannello fotovoltaico: dove reperire le celle?
Prima di vedere l’elenco completo dei materiali e degli attrezzi che ci servono per costruire un pannello fotovoltaico, è essenziale comprendere dove reperire la materia prima essenziale: le celle fotovoltaiche. Senza la quale non possiamo fare nulla.
Abbiamo due possibilità:
- o reperiamo celle fotovoltaiche “di scarto”, vale a dire quelle che le aziende produttrici buttano via perchè mal costruite, difettose o danneggiate nel processo produttivo. Basta recarsi presso una di queste aziende, che di solito le regalano senza problemi. In fondo per loro è un rifiuto industriale da smaltire e a voi non serve un grosso quantitativo
- Oppure, possiamo acquistarle in rete presso le varie piattaforme e-commerce presenti. Generiche come Amazon o presso i siti ufficiali dei negozi specializzati
Se parliamo di celle di scarto, inoltre, è necessario fare una selezione in base alla forma/grandezza cella, al fine di riunire tutte le celle con le medesime caratteristiche, forma e grandezza simile. Stando attenti a non tagliarsi e a non frantumarle nell’operazione.
Quali materiali ed utensili servono per costruire un pannello fotovoltaico?
Detto delle celle fotovoltaiche, vediamo i restanti materiali ed utensili che occorrono per fare un pannello fotovoltaico:
- piccolo saldatore a punta da 40 watt
- un rotolo di stagno senza piombo
- acido per saldature
- filo di ribbon per collegare elettricamente le celle
- pannello di plastica, PVC o poliestere (materiale comunque non conduttore)
- pannello di vetro (o comunque trasparente) grande come il pannello di plastica
- pistola e colla a caldo per incollare le celle al pannello
- silicone per fissare ermeticamente i due pannelli (vetro e plastica) con in mezzo le celle
- cavi elettrici comuni
- diodi shokty, uno per ogni cella fotovoltaica utilizzata
- un diodo di bypass dimensionato in base a tensione e corrente del pannello che si vuole realizzare
- misuratore di corrente, tensione, ecc
Come fare un pannello fotovoltaico: tutti i passaggi
Assicurati di possedere tutti i materiali utili, vediamo passo dopo passo come costruire il nostro sospirato pannello fotovoltaico.
Dobbiamo innanzitutto raggruppare tutte le celle di scarto che siamo riusciti a reperire per “gruppi omogenei” in base alla dimensione. Se invece le abbiamo acquistate già assemblate, eviteremo questo passaggio.
Occorre sapere che la faccia superiore della cella – contraddistinta dla colore blu – è il polo di segno negativo. Mentre quella inferiore è il polo positivo. Il filo di ribbon dovrà collegare le celle in serie, ovvero connettere il polo negativo con quello positivo.
Taglieremo pertanto il filo di ribbon per una lunghezza necessaria a collegare due celle adiacenti, per poi saldare la metà sulla faccia superiore della cella e l’altra metà dovrà essere poggiato su quella inferiore.
Per farci un’idea sul potenziale del nostro pannello fotovoltaico, dobbiamo capire che se ciascuna cella fotovoltaica ha una tensione di 0,5 Volt, se colleghiamo in serie 32 celle avremo una stringa da 16 Volt di tensione. Il calcolo dunque non è difficile da capire. Basta moltiplicare quante volt esprime ogni cella per il numero di celle che abbiamo a disposizione.
Realizzata la concatenazione delle celle, la stringa ottenuta potrà essere incollata al pannello rigido in plastica, che fungerà quindi da supporto.
Prima di chiudere sarà bene fare un test con l’amperometro/voltmetro al fine di comprendere quanto cambia tensione e corrente variando i collegamenti fra di loro.
Fatto ciò, chiuderemo il nostro bel pannello fotovoltaico “fai da te” con con un pannello di vetro, fissandolo in maniera ermetica tramite silicone.
Video su come fare un pannello fotovoltaico
E’ possibile anche guardare come realizzare un pannello fotovoltaico tramite un interessante articolo realizzato da Robert Smith, studente di ingegneria informatica su Instructables.
Realizzare un modello dove inserire le celle solari
La prima cosa da fare è quella di creare un modello dove apporre le celle solari. Ci serviranno:
- un pezzo di compensato normale di ricambio
- un pezzo di cartone normale delle dimensioni di una cella solare
- alcuni distanziatori per piastrelle
- una pinzatrice
Meglio poi dotarsi di un righello al fine di mantenere tutto allineato e tagliare in modo più semplice. Per fare ciò, si può utilizzare un seghetto, ma anche una normale sega a mano può andare bene.
Creato il modello, bisogna mettere insieme la cornice. Può andare bene un pezzo di compensato dalle dimensioni 1x2x8, tagliandolo per adattare la cornice esterna del compensato. Meglio che il telaio esterno non sia troppo alto, altrimenti si rischia di perdere la luce solare.
I pezzi di compensato andranno poi posti sopra il compensato trattato a pressione 2×4, li avvitiamo e successivamente levigheremo l’intero telaio. Ma rimuoveremo anche la polvere. Poi andrà applicata una vernice da decking sul telaio. Meglio dare due mani così da renderlo resistente all’acqua e ai raggi UV.
Assemblaggio delle celle solari
Il secondo passaggio, anche in attesa che la vernice si secchi, è assemblare le celle solari. La parte inferiore della cella solare è il lato positivo e la parte superiore della cella solare è il lato negativo. Sarebbe opportuni utilizzare un filo di tabulazione con un saldatore.
Per collegare e stringhe di celle solari è possibile usare quello che viene chiamato un cavo bus. Il filo del bus va all’estremità delle stringhe per creare una lunga stringa, tuttavia, arricciata in un modo come un serpente.
Forare pannello per le connessioni
Per creare le connessioni per le celle fotovoltaiche, occorre forare il pannello per far passare i fili. Per fare ciò, bisogna prima avere un’idea di dove occorre fare i fori, posizionando le varie celle e facendo un segnetto. Per poi avvitare il pannello forato.
Occorre anche praticare 2 fori all’estremità del telaio affinché le connessioni negative e positive si esaurissero.
Incollare le stringhe al pannello forato
Successivamente, incolleremo le stringhe di celle solari al pannello forato con il silicio. Dopo aver completato due stringhe, si può saldare il filo del bus su un’estremità per unire insieme le due stringhe di celle solari.
Un suggerimento è quello di controllare la tensione/corrente già dopo aver realizzato la prima stringa, piuttosto che attendere fino a quando non si collegano tutte le celle/stringhe solari insieme. In questo modo potremo vedere se stiamo procedendo nel modo migliore.
Saldatura del filo bus
Dopo aver collegato tutte e 3 le stringhe di celle solari in serie, passiamo a preparare i fili calibro 22 (rosso e nero) per la saldatura. Alle estremità dei miei cavi dai miei fili di calibro, collegheremo alcuni connettori per rendere molto più semplice il processo di saldatura al cavo bus.
Anche qui raccomandiamo già un test, portando il pannello fuori al sole per testare la tensione/corrente dell’intero pannello per assicurarsi di ricevere 18 volt e 3,5 ampere in un circuito aperto e in cortocircuito.
Fare un check elettrico
Per questo passaggio, avremo bisogno di un controller di carica, una batteria a ciclo profondo e un inverter. Collegarli insieme è abbastanza semplice.
Dapprima, bisogna collegare le connessioni del pannello solare al lato solare del regolatore di carica, e dal lato di connessione della batteria del regolatore di carica, collegarlo alla batteria a ciclo profondo. Dalla batteria, si collegherà all’inverter.
Aggiungere il plexiglass
Per fissare il pezzo di plexiglass 2×4 bisogna garantire una pressione uniforme attorno a tutti i bordi. Per fare ciò, occorre usare un altro set degli stessi pezzi di compensato del telaio esterno che abbiamo sul fondo del plexiglass per poi montarli sopra il plexiglass per fornire la pressione uniforme di cui abbiamo bisogno.
Assicuriamoci di perforare lentamente il plexiglass per evitare di rompere il vetro e assicuriamoci di avere viti specifiche per legname trattato a pressione.
Installazione della scatola di giunzione
Finiamo di collegare i pezzi posteriori di compensato che avrebbero sostenuto l’ntero pannello solare quando saremo pronti per montare il pannello sul tetto (o sul terreno). Installeremo pure una scatola di giunzione sul retro del pannello solare poiché la maggior parte dei pannelli solari include una scatola di giunzione.
La maggior parte dei regolatori di carica impedisce già il riflusso di corrente, ma se il regolatore di carica non lo fa, sarà necessario installare un diodo di blocco sul pannello solare. Meglio ancora installarlo esternamente così da rendere più facile la sostituzione.
Infine, prenderemo il silicio aggirando tutti i bordi del pannello solare, oltre alla scatola di giunzione sul retro. Successivamente, effettueremo un controllo finale di tensione/corrente.
Ecco tutti i video dei passaggi:
Quanto costa fare un pannello fotovoltaico?
Per rispondere a questa domanda, dobbiamo sommare i singoli costi dei materiali e degli utensili prima elencati.
- piccolo saldatore a punta: 9,90 euro
- rotolo di stagno senza piombo: 8 euro/100 gr
- acido per saldature: 3 euro
- filo di ribbon: 14 euro/24 metri
- pannello di plastica, PVC o poliestere: materiali di recupero (0 euro o quanto deciderà di venderlo il privato che se ne disfa)
- pannello di vetro (materiali di recupero)
- pistola e colla a caldo: 10 euro
- silicone: 3 euro
- cavi elettrici (materiale di recupero)
- diodi shokty: 0,049 euro/cadauno
- un diodo di bypass dimensionato: 0,50 euro
- misuratore di corrente, tensione, ecc.: 16 euro
Ovviamente i prezzi sono indicativi e dipende sempre presso chi ci si rivolge. Per quanto concerne le celle fotovoltaiche, sono reperibili anche su Amazon e anche qui una stima precisa non è possibile poiché dipende dai prezzi in quel momento, da quante ce ne occorrono e dalla potenza.
Mediamente siamo nell’ordine di 350-450 euro. Il che consente un risparmio non indifferente, dato che acquistare un pannello di medio-piccole dimensioni comporta almeno il doppio del prezzo.
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