Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Solárne panely - zdroj energie, ktorý možno nasmerovať na výrobu elektriny alebo tepla pre nízkopodlažné budovy. Tu sú len solárne panely majú vysoké náklady a nie sú k dispozícii pre väčšinu ľudí v našej krajine. Súhlasíte?

Ďalšia vec je, keď je solárna batéria vyrobená ručne - náklady sú výrazne znížené a tento dizajn nefunguje horšie ako panel priemyselnej výroby. Ak teda uvažujete o nákupe alternatívneho zdroja elektriny, pokúste sa to urobiť sami - nie je to veľmi ťažké.

Článok sa zameriava na výrobu solárnych článkov. Povieme vám, aké materiály a nástroje sú na to potrebné. Trochu nižšie nájdete podrobné pokyny s ilustráciami, ktoré jasne ukazujú priebeh práce.

Stručne o zariadení a práci

Energia slnka môže byť premenená na teplo, keď je nosičom energie teplonosná kvapalina alebo elektrina zhromažďovaná v batériách. Batéria je generátor, ktorý pracuje na princípe fotoelektrického efektu.

Premena slnečnej energie na elektrinu nastáva potom, ako slnko vstúpi do doskových fotovoltaických článkov, ktoré sú hlavnou časťou batérie.

Zároveň svetelné quanta „uvoľňujú“ svoje elektróny z extrémnych dráh. Tieto voľné elektróny produkujú elektrický prúd, ktorý prechádza cez regulátor a akumuluje sa v batérii, a odtiaľ ide k spotrebiteľom energie.

Zostavenie batérie prezentovanej v príklade bolo uskutočnené z 36 dosiek s rozmermi 80x150 mm. Výkon každej dosky pri 2, 1 W, celkový výkon zariadenia 76 W Na prednej strane solárneho akumulátora vo výstavbe sú kladné vodiče, ktoré prenášajú prúd Záporné vedenia na šiestich kontaktoch sú vytvorené zo zadnej strany spájkovaním. Dosky sú spojené podľa sekvenčnej schémy. Na výstupe kladnej čiary je nainštalovaná Schottkyho dióda, ktorá zabraňuje vybitiu batérie počas zamračeného počasia.

V úlohe doskových fotočlánkov pôsobia prvky z kremíka. Na jednej strane je kremíková doska pokrytá tenkou vrstvou fosforu alebo bóru - pasívneho chemického prvku.

V tomto mieste, pod pôsobením slnečných lúčov, sa uvoľňuje veľké množstvo elektrónov, ktoré sú držané fosforovým filmom a nerozptýlia sa.

Na povrchu dosky sú kovové „dráhy“, na ktorých sa usporiadajú voľné elektróny, čím vzniká riadený pohyb, t.j. elektrický prúd.

Čím viac takýchto fotočlánkov z kremíkovej doštičky je, tým viac sa dá získať elektrický prúd. Prečítajte si viac o princípe prevádzky solárnej batérie.

Vrchná vrstva fotovoltaických dosiek je pokrytá vrstvou, ktorá zabraňuje odrazu slnečného žiarenia z dosiek a zvyšuje ich účinnosť

Materiály na vytvorenie solárnej dosky

Stavba solárnej batérie sa musí skladovať na nasledujúcich materiáloch:

  • silikátové fotovoltaické dosky;
  • drevotrieskové dosky, hliníkové rohy a rošty;
  • tvrdá pena s hrúbkou 1, 5 až 2, 5 cm;
  • priehľadný prvok, ktorý slúži ako základňa pre kremíkové plátky;
  • skrutky;
  • silikónový tmel na vonkajšie použitie;
  • elektrické vodiče, diódy, svorky.

Množstvo potrebných materiálov závisí od veľkosti vašej batérie, ktorá je najčastejšie obmedzená počtom dostupných fotobuniek. Z nástrojov, ktoré potrebujete: skrutkovač alebo sada skrutkovačov, píla na kov a drevo, spájkovačka. Ak chcete otestovať hotovú batériu, potrebujete tester-ampérmeter.

Teraz zvážte najdôležitejšie materiály podrobnejšie.

Silikónové oplátky alebo fotobunky

Foto články pre batérie sú troch typov: \ t

  • polykryštalické;
  • monokryštálov;
  • amorfné.

Polykryštalické dosky sa vyznačujú nízkou účinnosťou. Veľkosť užitočného účinku je asi 10 - 12%, ale tento ukazovateľ sa časom neznižuje. Trvanie polykryštálov - 10 rokov.

Solárna batéria je zostavená z modulov, ktoré sú zase tvorené fotoelektrickými meničmi. Batérie s pevnými silikónovými fotobunkami sú akýmsi sendvičom s postupnými vrstvami upevnenými v hliníkovom profile.

Jednokryštálové fotobunky sa môžu pochváliť vyššou účinnosťou - 13-25% a dlhou dobou práce - viac ako 25 rokov. Časom sa však účinnosť jednotlivých kryštálov znižuje.

Snímače s jedným kryštálom sa vyrábajú rezaním umelo pestovaných kryštálov, čo vysvetľuje najvyššiu fotovodivosť a výkon.

Filmové fotokonvertory sa vyrábajú nanesením tenkej vrstvy amorfného kremíka na polymérny ohybný povrch

Amorfné silikónové flexibilné batérie sú najpokročilejšie. Ich fotoelektrický konvertor sa nastrieka alebo nanesie na polymérny základ. Účinnosť v oblasti 5 - 6%, ale fóliové systémy sú mimoriadne vhodné pri pokládke.

Filmové systémy s amorfnými fotokonvertormi sa objavili relatívne nedávno. Je to veľmi jednoduché a čo najlacnejšie, ale stráca spotrebiteľské kvality rýchlejšie ako konkurenti.

Nie je vhodné používať fotovoltaické články rôznych veľkostí. V tomto prípade bude maximálny prúd produkovaný batériou limitovaný prúdom najmenšej bunky. To znamená, že väčšie dosky nebudú pracovať pri plnej kapacite.

Pri nákupe fotobuniek požiadajte predajcu o spôsob dodania, väčšina predajcov používa voskovanie metódou, aby sa zabránilo zničeniu krehkých prvkov

Najčastejšie domáce batérie používajú mono- a polykryštalické fotobunky s rozmermi 3x6 palcov, ktoré je možné objednať z internetových obchodov ako napr. E-bye.

Náklady na fotovoltaické články sú pomerne vysoké, ale mnohé predajne predávajú takzvané prvky skupiny B. Výrobky uvedené v tejto skupine majú poruchu, ale sú vhodné na použitie a ich cena je nižšia ako cena štandardných dosiek o 40-60%.

Väčšina internetových obchodov predáva fotovoltaické články v sériách 36 alebo 72 fotoelektrických konverzných platní. Na pripojenie jednotlivých modulov k batérii budú potrebné zbernice a na pripojenie k systému budú potrebné svorky.

Polykryštalické silikónové dosky priťahujú prijateľnú cenu. Nedostatok ich v príliš vysokej účinnosti a tuhosti, vyžaduje pevný základ pre pokládku Na zadnej strane dosky je 6 kolíkov pre spájkovací vodič. Z vonkajšej strany je kontakt buď položený v súvislom páse alebo prerušovanej čiare. Monokryštalické kremíkové doštičky sú takmer trikrát silnejšie ako polykryštalické a takmer štyri drahšie Jedno-kryštálová verzia je flexibilná, môže sa hodiť na zložité nerovnomerné povrchy, ktoré nie sú stabilné

Rám a priehľadný prvok

Rámec pre budúci panel môže byť vyrobený z drevených líšt alebo hliníkových rohov.

Druhá možnosť je vhodnejšia z viacerých dôvodov:

  • Hliník je ľahký kov, ktorý nezaťažuje nosnú konštrukciu, na ktorej je plánovaná inštalácia batérie.
  • Pri vykonávaní antikoróznej úpravy hliník nie je ovplyvnený hrdzou.
  • Nepohlcuje vlhkosť z okolitého prostredia, nehnije.

Pri výbere transparentného prvku je potrebné dbať na také parametre, ako je index lomu slnečného žiarenia a schopnosť absorbovať infračervené žiarenie.

Účinnosť fotovoltaických článkov bude priamo závisieť od prvého ukazovateľa: čím nižší je index lomu, tým vyššia je účinnosť kremíkových dosiek.

Minimálna odrazivosť plexiskla alebo jeho lacnejšia verzia je Plexiglas. Mierne nižšie ako index lomu svetla z polykarbonátu.

Hodnota druhého indikátora závisí od toho, či sa samotné silikónové fotobunky zahrejú alebo nie. Čím menšie sú dosky ohrievané, tým dlhšie budú trvať. IR žiarenie je najlepšie absorbované špeciálnym teplom absorbujúcim plexisklom a sklom s IR absorpciou. Trochu horšie - obyčajné sklo.

Ak je to možné, najlepšou možnosťou by bolo použiť ako priehľadný prvok antireflexné priehľadné sklo.

Pomer nákladov a indexov lomu svetla a absorpcie infračerveného žiarenia je Plexiglas najoptimálnejším variantom na výrobu helibovej batérie.

Návrh systému a výber miesta

Projekt solárneho systému zahŕňa výpočty požadovanej veľkosti solárnej dosky. Ako je uvedené vyššie, veľkosť batérie je zvyčajne obmedzená na drahé fotovoltaické články.

Heliová batéria by mala byť inštalovaná pod určitým uhlom, ktorý by zabezpečil maximálne vystavenie slnka kremíkovým plátkom. Najlepšia voľba - batéria, ktorá môže meniť uhol.

Miesto inštalácie solárnych dosiek môže byť veľmi rozmanité: na zemi, na šikmej alebo plochej streche domu, na strechách technických miestností.

Jedinou podmienkou je, že batéria musí byť umiestnená na slnečnej strane pozemku alebo domu, ktorý nie je zatienený vysokou korunou stromov. V tomto prípade sa musí optimálny uhol sklonu vypočítať podľa vzorca alebo pomocou špecializovanej kalkulačky.

Uhol sklonu závisí od umiestnenia domu, ročného obdobia a podnebia. Je žiaduce, aby batéria mala schopnosť meniť uhol sklonu po sezónnych zmenách vo výške slnka, pretože pracujú čo najefektívnejšie, keď slnečné svetlo dopadá presne kolmo na povrch.

Pre európsku časť krajín SNŠ je odporúčaný stacionárny uhol sklonu 50 - 60 °. Ak konštrukcia poskytuje zariadenie na zmenu uhla sklonu, potom v zimnom období je lepšie umiestniť batérie na 70 ° k horizontu, v lete pod uhlom 30 °

Výpočty ukazujú, že 1 štvorcový meter solárneho systému umožňuje získať 120 wattov. Preto je možné pomocou výpočtov preukázať, že na zabezpečenie priemernej rodiny s elektrickou energiou 300 kW mesačne je potrebný solárny systém s minimálnou plochou 20 metrov štvorcových.

Okamžitá inštalácia takéhoto solárneho systému bude problematická. Ale aj inštalácia 5-metrovej batérie pomôže ušetriť energiu a skromne prispeje k ekológii našej planéty. Odporúčame tiež, aby ste sa zoznámili so zásadou výpočtu požadovaného počtu solárnych článkov.

Solárny akumulátor možno použiť ako záložný zdroj s častým odpojením centralizovaného napájania. Pre automatické prepínanie je potrebné zabezpečiť neprerušiteľný napájací systém.

Takýto systém je výhodný v tom, že keď sa súčasne používa tradičný zdroj elektriny, batéria solárneho systému sa nabíja. Zariadenie slúžiace solárnej batérii sa nachádza vo vnútri domu, takže je potrebné zabezpečiť pre neho špeciálnu miestnosť.

Umiestnenie batérií na šikmej streche domu, nezabudnite na uhol sklonu panelu, ideálne, keď má batéria zariadenie na sezónne zmeny uhla sklonu

Inštalácia solárneho panela krok za krokom

Ak si vyberiete miesto na umiestnenie solárneho panela a zariadenia na obsluhu solárneho systému a máte k dispozícii všetky potrebné materiály a nástroje, môžete začať s inštaláciou batérie.

Pri inštalácii je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, najmä pri montáži hotového panelu na strechu domu. Zvážte krok za krokom algoritmus, ako urobiť solárnej batérie.

Krok # 1 - spájkovanie silikónových dosiek kontaktov

Montáž domácej solárnej batérie často začína spájkovaním fotovoltaických vodičov. Samozrejme, ak máte príležitosť, je najlepšie kúpiť fotovoltaické články okamžite s vodičmi, pretože spájkovanie je veľmi náročná a namáhavá práca, ktorá si vyžaduje veľa času.

Spájkovanie sa vykonáva takto:

  1. Vyberá silikónovú fotobunku bez vodičov a kovový pásový vodič.
  2. Vodiče sú rozrezané pomocou kartónového polotovaru, ktorého dĺžka je dvakrát väčšia ako veľkosť kremíkovej dosky.
  3. Vodič opatrne položený na doske. Na jednom prvku - dva vodiče.
  4. V mieste, kde sa bude spájkovanie uskutočňovať, je potrebné aplikovať kyselinu na prácu s spájkovačkou.
  5. Spájkujte pomocou spájkovačky, jemne pripojte vodič k platni.

Počas procesu spájkovania nie je možné lisovať na silikátový prvok, pretože je veľmi krehká a môže sa zrútiť! Ak budete mať šťastie, a ste získali fotobunky s ready-made kontakty, potom sa ušetríte od dlhej a náročnej práce, a to priamo k výrobe rámu pre budúcu batériu.

Spájkovanie kontaktov pre chybné fotovoltaické články skupiny B sa uskutočňuje v rovnakom smere ako pre celé dosky.

Krok 2 - vytvorenie rámu pre solárnu batériu

Rám je miesto, kde budú nainštalované fotobunky. Na výrobu rámu sa brali hliníkové rohy a rošty, ktoré tvoria rám. Odporúčaná veľkosť rohu - 70-90 mm.

Silikónová tesniaca hmota sa aplikuje do vnútra kovových rohov. Utesňovacie rohy sa musia robiť opatrne, závisí od trvanlivosti celej konštrukcie.

Potom, čo je hliníkový rám pripravený, pokračujte na výrobu zadného puzdra. Zadný kryt je drevený box vyrobený z drevotrieskovej dosky s nízkymi stranami.

Vysoké strany vytvoria na fotobunkách tieň, takže ich výška by nemala prekročiť 2 cm, boky sú priskrutkované samoreznými skrutkami a skrutkovačom.

Rozmery prípadu sú vypočítané s ohľadom na potrebu ponechať medzery medzi fotovoltaickými článkami. Mala by byť 3 - 5 mm V bokoch a v priehradke, ktoré rozdeľujú telo na dva segmenty pre jednoduchú inštaláciu, sú vyvŕtané otvory pre ventilačný systém Na zlepšenie presnosti montáže dosiek a presného rozdelenia medzier sa používa substrát z drevovláknitej dosky. V záujme ochrany detailov prípadu zariadenia, práce na ulici, sú detaily puzdra pokryté farbiacim vodou odpudzujúcim prostriedkom.

V spodnej časti skrinky sú drevotrieskové dosky. Vzdialenosť medzi otvormi je približne 10 cm, v hliníkovom ráme je inštalovaný priehľadný prvok (plexisklo, sklo s antireflexnou vrstvou, plexisklo).

Priehľadný prvok je pritlačený a upevnený, jeho upevnenie sa vykonáva pomocou hardvéru: 4 v rohoch, rovnako ako 2 dlhé a 1 krátka strana rámu. Hardware upevnený skrutkami.

Rám pre solárnu batériu je pripravený a môžete prejsť na najdôležitejšiu časť - inštaláciu fotovoltaických článkov. Pred montážou je potrebné očistiť plexisklo od prachu a odmasťovať kvapalinou obsahujúcou alkohol.

Krok č. 3 - montáž fotočlánkov z kremíkovej dosky

Montáž a spájkovanie kremíkových plátkov je časovo najnáročnejšou časťou práce pri vytváraní solárneho panelu vlastnými rukami. Najprv položte fotobunky na plexisklo s modrými doskami.

Pri prvom odbere batérie môžete použiť podklad na označenie, aby ste dosky usporiadali presne v malej vzdialenosti (3-5 mm) od seba.

  1. Spájkovanie fotobuniek vyrábame podľa nasledujúcej schémy zapojenia: Stopy „+“ sú umiestnené na prednej strane platne, „-“ - na zadnej strane. Pred spájkovaním jemne aplikujte tavidlo a spájku na pripojenie kontaktov.
  2. Spájkujeme všetky fotobunky v sériách v radoch zhora nadol. Riadky by potom mali byť vzájomne prepojené.
  3. Začneme lepenie fotobuniek. Na tento účel naneste malé množstvo tmelu na stred každej kremíkovej dosky.
  4. Výsledné reťaze otočíme fotočlánkami s prednou stranou (kde sú modré dosky) hore a umiestnime dosky podľa značiek, ktoré boli aplikované skôr. Opatrne zatlačte každú platňu, aby ste ju upevnili na mieste.
  5. Kontakty extrémnych fotobuniek sú výstupom do zbernice, resp. „+“ A „-“. Pre pneumatiku sa odporúča použiť širší strieborný vodič.
  6. Solárna batéria musí byť vybavená blokovacou diódou, ktorá sa pripája k kontaktom a zabraňuje vybitiu batérií cez konštrukciu v noci.
  7. V spodnej časti rámu vyvŕtame otvory, aby sme vypli vodiče.

Drôty musia byť pripevnené k rámu tak, aby neboli zavesené, čo je možné vykonať pomocou silikónového tmelu.

Krok 1: S cieľom odstrániť ochrannú voskovú vrstvu z povrchu fotovoltaických dosiek, sú ponorené do horúcej, ale nie vriacej vody. Krok 2: Po namočení v horúcej vode, aby sa odstránil voskový povlak, sa silikónové doštičky sušia na uteráku. Krok 3: Na uľahčenie procesu spájkovania a upevnenia dosiek sa ich obrysy nakreslia na substráte Krok 4: Prvky sú zapojené do série. Spájkovanie využíva nízkoenergetickú spájkovačku a spájkovacie tyče s tyčou v jadre Krok 5: Spájkovanie sa vykonáva dovtedy, kým nie sú všetky prvky jedného heliosystému pripojené na 6 pinov. Krok 6: Po pripojení zadnej strany fotovoltaických dosiek sa otočia a vytvoria sa externé vedenia. Krok 7: Prípojnica, ku ktorej sú pripojené batérie, je vyrobená z medeného opletenia starého kábla. pneumatika sa položí na kvapku lepidla Krok 8: Po montáži musí byť každá z dvoch častí budúcej slnečnej batérie testovaná na funkčnosť v prirodzenom svetle.

Krok 4 - Testovanie batérií pred tesnením

Testovanie solárneho panela by sa malo vykonať pred jeho uzavretím, aby bolo možné odstrániť chyby, ktoré sa často vyskytujú počas spájkovania. Najlepšie je otestovať po spájkovaní každého radu prvkov - je oveľa ľahšie zistiť, kde sú kontakty zle pripojené.

Na testovanie potrebujete bežný ampérmeter pre domácnosť. Merania by sa mali vykonávať za slnečného dňa v čase 13-14 hodín, slnko by nemalo byť skryté mrakmi.

Vyberieme batériu na ulici a inštalujeme v súlade s predtým vypočítaným uhlom sklonu. Ampérmeter pripojíme k kontaktom batérie a zmeriame skratový prúd.

Skúšobným bodom je, že prevádzkový prúd elektrického prúdu by mal byť o 0, 5-1, 0 A nižší ako skratový prúd. Hodnoty prístroja musia byť vyššie ako 4, 5 A, čo znamená, že solárny akumulátor pracuje.

Ak testovací prístroj dáva menšie hodnoty, potom sa sekvencia pripojenia fotobunky pravdepodobne niekde zlomí.

Zvyčajne sa vyrába solárna batéria vyrobená z fotovoltaických článkov skupiny B, ktorá má hodnotu 5-10 A, čo je o 10 až 20% menej ako solárne panely priemyselnej triedy.

Krok 9: Po skontrolovaní výkonu častí akumulátora zapečatených na podklade sa umiestnia do puzdra Krok 10: Substráty s doskami vo vnútri skrine sú upevnené na štyroch skrutkách. Pripojovacie časti batérie sa vybíjajú cez vetracie otvory. Krok 11: Schottkyho dióda je zapojená do série ku každej polovici postavenej batérie. Jeho mínus sa pripojí k systému plus Krok 12: Na vytiahnutie vodičov z puzdra je vyvŕtaný otvor. Drôty sú viazané tak, aby sa neuvolňovali a fixovali tesniacim prostriedkom Krok 13: Po nanesení tmelu je potrebné vykonať technologickú prestávku, aby sa zmes mohla polymerizovať Krok 14: Dvojžilová zástrčka je pripojená k vodiču zo solárneho panelu. Zásuvka, ktorá je k nemu pripojená, je namontovaná na batérii zariadenia, ktoré nabíja batériu. Krok 15: Po zostavení dvoch častí zariadenia a po pripojení elektrického vedenia von, je batéria zakrytá vopred pripravenou obrazovkou Krok 16: Pred utesnením tupých spojov helioprimu sa ešte raz vykoná kontrola výkonu, aby sa odstránili odchádzajúce kontakty v čase, ak sú zistené.

Krok 5 - Utesnenie fotobuniek v puzdre

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

  • полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
  • нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1, 5-2, 5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

Po nainštalovaní plexiskla na konštrukciu položte záťaž, pod ktorou sa vytláčajú vzduchové bubliny. Solárna batéria je pripravená a po opätovnom testovaní môže byť inštalovaná na vopred zvolenom mieste a pripojená k solárnemu systému vášho domova.

Závery a užitočné video na túto tému

Prehľad fotobuniek objednaných v čínskom internetovom obchode:

Video inštrukcie na výrobu solárnych panelov: \ t

Vytvorenie solárneho panela vlastnými rukami nie je ľahká úloha. Účinnosť väčšiny týchto batérií je nižšia ako účinnosť priemyselných panelov o 10 - 20%. Najdôležitejšia vec pri navrhovaní solárnej batérie je vybrať a nainštalovať fotovoltaiku správne.

Nepokúšajte sa okamžite vytvoriť obrovský panel. Pokúste sa najprv postaviť malé zariadenie, aby ste porozumeli všetkým nuansám tohto procesu.

Máte praktické zručnosti na vytvorenie solárnych článkov? Podeľte sa o svoje skúsenosti s našimi návštevníkmi - napíšte komentáre do nižšie uvedeného bloku. Môžete sa tiež pýtať na tému článku.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Stavba