Panourile solare sunt o sursă de energie care poate fi folosită pentru a genera energie electrică sau căldură pentru o clădire cu un nivel scăzut. Iată doar panourile solare au un cost ridicat și nu sunt disponibile pentru majoritatea rezidenților din țara noastră. Ești de acord?
Este o altă problemă când un panou solar este realizat de propriile mâini - costurile sunt reduse semnificativ și un astfel de design nu funcționează mai rău decât un panou industrial. Prin urmare, dacă vă gândiți serios la achiziționarea unei surse alternative de electricitate, încercați să o faceți singuri - acest lucru nu este foarte dificil.
Articolul se va concentra pe fabricarea de panouri solare. Vă vom spune ce materiale și instrumente vor fi necesare. Și puțin mai jos veți găsi instrucțiuni pas cu pas cu ilustrații care demonstrează clar progresul lucrului.
Pe scurt despre dispozitiv și de lucru
Energia soarelui poate fi transformată în căldură atunci când sursa de energie este un fluid de transfer de căldură sau în energie electrică colectată în baterii. Bateria este un generator care funcționează pe principiul efectului fotoelectric.
Conversia energiei solare în energie electrică are loc după expunerea la soare pe panourile solare, care sunt partea principală a bateriei.
În acest caz, lumina cuantă își „eliberează” electronii de pe orbitele extreme. Acești electroni liberi oferă un curent electric care trece prin controler și se acumulează în baterie, iar de acolo trece către consumatorii de energie.
Galerie de imagini
Fotografie din
Ansamblu de celule solare cu placă de siliciu
Formarea unei căi curente pozitive
Crearea liniilor curente negative din spate
Conexiunea conductorului și a diodei de blocare
Elementele din silicon acționează ca plăci fotocelulare. O placă de siliciu este acoperită pe o parte cu un strat foarte subțire de fosfor sau bor - un element chimic pasiv.
În acest loc, sub influența luminii solare, se eliberează un număr mare de electroni, care sunt ținuți de pelicula de fosfor și nu zboară în afară.
Există „piste” metalice pe suprafața plăcii, pe care se aliniază electroni liberi, formând o mișcare ordonată, adică. electricitate.
Cu cât sunt mai multe astfel de celule solare cu wafer de siliciu, cu atât mai mult curent electric poate fi obținut. Citiți mai multe despre principiul de funcționare al bateriei solare de mai jos.
Stratul superior al fotocelelor plăcii este acoperit cu un strat care nu permite reflectarea luminii solare din plăci, crescând eficiența acestora
Materiale pentru crearea unei plăci solare
Începând să construiți o baterie solară, trebuie să vă aprovizionați cu următoarele materiale:
- plăci de silicat-fotocelule;
- foi de PAL, colțuri și bare de aluminiu;
- cauciuc rigid din spumă cu o grosime de 1,5-2,5 cm;
- un element transparent care acționează ca bază pentru napolitane de siliciu;
- șuruburi, șuruburi;
- Sigilant siliconic pentru exterior;
- fire electrice, diode, borne.
Cantitatea de materiale necesare depinde de dimensiunea bateriei dvs., care este cel mai adesea limitată de numărul de fotocelule disponibile. Dintre instrumentele de care aveți nevoie: o șurubelniță sau un set de șurubelnițe, un ferăstrău pentru metal și lemn, un fier de lipit. Pentru a testa bateria terminată, aveți nevoie de un tester-amperiu.
Acum luați în considerare cele mai importante materiale în detaliu.
Napolitane sau fotocelule din silicon
Există trei tipuri de celule solare pentru baterii:
- policristaline;
- monocristalin;
- amorf.
Plăcile policristaline se caracterizează printr-o eficiență scăzută.Mărimea efectului benefic este de aproximativ 10 - 12%, dar acest indicator nu scade în timp. Durata policristalelor este de 10 ani.
Bateria solară este asamblată din module, care la rândul lor sunt alcătuite din convertoare fotovoltaice. Bateriile cu fotocelule de siliciu dur sunt un fel de sandwich cu straturi dispuse secvențial fixate într-un profil de aluminiu
Fotocelele monocristaline au o eficiență mai mare de 13-25% și o viață lungă de peste 25 de ani. Cu toate acestea, în timp, eficiența cristalelor unice scade.
Convertizoarele cu un singur cristal sunt obținute prin tăierea cristalelor cultivate artificial, ceea ce explică cea mai mare fotoconductivitate și productivitate.
Fotoconvertoarele de film se obțin prin aplicarea unui strat subțire de siliciu amorf pe o suprafață flexibilă a polimerului
Bateriile flexibile de siliciu amorf sunt cele mai avansate. Convertorul fotoelectric este pulverizat sau depus pe o bază de polimer. Eficiența în regiunea de 5 - 6%, dar sistemele de film sunt extrem de convenabile de instalat.
Sistemele de film cu fotoconvertoare amorfe au apărut relativ recent. Aceasta este o formă extrem de simplă și extrem de ieftină, dar mai rapidă decât rivalii care pierd calitățile consumatorilor.
Este inadecvat să folosiți fotocelule de diferite dimensiuni. În acest caz, curentul maxim generat de baterii va fi limitat de curentul celei mai mici celule. Prin urmare, plăcile mai mari nu vor funcționa la capacitate maximă.
Atunci când cumpără fotocelule, întrebați vânzătorul despre metoda de livrare, majoritatea vânzătorilor folosesc metoda de ceară pentru a preveni distrugerea elementelor fragile
Cel mai adesea, pentru bateriile auto-fabricate, se folosesc fotocelule monocristaline și policristaline cu dimensiuni de 3x6 inci, care pot fi comandate în magazine online, cum ar fi E-buy.
Costul celulelor solare este destul de mare, dar multe magazine vând așa-numitele elemente ale grupului B. Produsele alocate acestui grup sunt defecte, dar potrivite pentru utilizare, iar costul lor este mai mic decât cel al plăcilor standard cu 40-60%.
Majoritatea magazinelor online vând celule solare în seturi de 36 sau 72 de plăci de conversie fotovoltaice. Autobuzele vor fi necesare pentru a conecta module individuale la baterie, vor fi necesare terminale pentru a vă conecta la sistem.
Galerie de imagini
Fotografie din
Placă fotovoltaică policristalină
Față și spate din placă de siliciu
Placă fotovoltaică monocristalină
Partea inversă a unei singure plăci de cristal
Cadru de sârmă și element transparent.
Cadrul viitorului panou poate fi realizat din bare de lemn sau colțuri din aluminiu.
A doua opțiune este mai preferabilă din mai multe motive:
- Aluminiul este un metal ușor care nu oferă o încărcare serioasă structurii de suport pe care este planificată instalarea bateriei.
- Atunci când efectuați un tratament anticoroziv, aluminiul nu este sensibil la rugină.
- Nu absoarbe umezeala din mediu, nu putredește.
Atunci când alegeți un element transparent, este necesar să acordați atenție unor parametri precum indicele de refracție al luminii solare și capacitatea de a absorbi radiațiile infraroșii.
Eficiența fotocelelor va depinde direct de primul indicator: cu cât este mai mic indexul de refracție, cu atât este mai mare eficiența napolitelor de siliciu.
Plexiglasul sau versiunea sa mai ieftină, Plexiglas, are reflectarea minimă a luminii. Policarbonatul are un indice de refracție ușor mai mic.
Valoarea celui de-al doilea indicator determină dacă fotocelulele de siliciu în sine se vor încălzi sau nu. Cu cât plăcile sunt mai puțin încălzite, cu atât vor dura mai mult. Radiația IR este cel mai bine absorbită de un plexiglas special absorbant de căldură și de sticlă cu absorbție de IR. Un pic mai rău - pahar obișnuit.
Dacă este posibil, atunci cea mai bună opțiune ar fi să folosești sticla transparentă anti-reflectoare ca element transparent.
În funcție de raportul dintre costuri și indicii de refracție a luminii și absorbția radiațiilor infraroșii, plexiglasul este cea mai bună opțiune pentru fabricarea celulelor solare
Proiectarea sistemului și selectarea site-ului
Proiectarea sistemului solar include calculul dimensiunii necesare a plăcii solare. După cum am menționat mai sus, dimensiunea bateriei este de obicei limitată de fotocelule scumpe.
Bateria solară trebuie să fie instalată într-un anumit unghi, ceea ce ar asigura o expunere maximă la napolitane de silicon la lumina solară. Cea mai bună opțiune sunt bateriile care pot schimba unghiul.
Locul pentru instalarea plăcilor solare poate fi foarte divers: pe sol, pe un acoperiș înclinat sau plat al unei case, pe acoperișurile camerelor de utilități.
Singura condiție este ca bateria să fie plasată pe partea însorită a site-ului sau a casei care nu este umbrită de o coroană înaltă de copaci. În acest caz, unghiul optim de înclinare trebuie calculat după formulă sau folosind un calculator specializat.
Unghiul de înclinare va depinde de locația casei, de sezon și de climă. Este de dorit ca bateria să aibă posibilitatea de a schimba unghiul de înclinare în urma modificărilor sezoniere ale înălțimii soarelui, deoarece funcționează cel mai eficient atunci când lumina soarelui cade strict perpendicular pe suprafață.
Pentru partea europeană a țărilor CSI, unghiul de înclinare recomandat este de 50 - 60 º. Dacă proiectarea oferă un dispozitiv pentru schimbarea unghiului de înclinare, atunci iarna este mai bine să așezați bateriile la 70 º la orizont, vara la un unghi de 30 º
Calculele arată că un metru pătrat al sistemului solar face posibilă obținerea a 120 de wați. Prin urmare, prin calcule se poate stabili că pentru a furniza electricitate familiei medii în valoare de 300 kW pe lună, este nevoie de un sistem solar de cel puțin 20 de metri pătrați.
Instalați imediat un astfel de sistem solar va fi problematic. Dar chiar și instalarea unei baterii de 5 metri va ajuta la economisirea energiei și va aduce o contribuție modestă la ecologia planetei noastre. De asemenea, vă recomandăm să vă familiarizați cu principiul calculului numărului necesar de panouri solare.
Bateria solară poate fi folosită ca sursă de energie de rezervă, cu oprirea frecventă a alimentării centralizate. Pentru comutarea automată, trebuie furnizat un sistem de alimentare neîntreruptibilă.
Un astfel de sistem este convenabil prin faptul că atunci când utilizați o sursă tradițională de electricitate, bateria sistemului solar este încărcată simultan. Echipamentul care servește bateria solară este amplasat în interiorul casei, astfel încât este necesară asigurarea unei încăperi speciale pentru aceasta.
Atunci când așezați bateriile pe un acoperiș înclinat al casei, nu uitați de unghiul de înclinare a panoului, ideal atunci când bateria are un dispozitiv pentru variația sezonieră a unghiului de înclinare
Instalarea unui panou solar în pași
Alegând un loc pentru plasarea unui panou solar și a echipamentelor pentru deservirea sistemului solar, precum și a tuturor materialelor și instrumentelor necesare, puteți începe instalarea bateriei.
În timpul instalării, este necesar să respectați măsurile de siguranță, în special atunci când instalați panoul finisat pe acoperișul casei. Luați în considerare un algoritm pas cu pas cu privire la modul de creare a unei baterii solare.
Pasul 1 - contacte de placă de lipit silicon
Instalarea unei baterii solare de casă începe adesea cu lipirea conductorilor cu fotocelule. Desigur, dacă aveți ocazia, cel mai bine este să cumpărați celule solare imediat cu conductoare, ca. lipirea este o lucrare foarte dificilă și dureroasă, care necesită mult timp.
Lipirea se efectuează după cum urmează:
- Se iau o fotocelă de siliciu fără conductoare și un conductor cu bandă metalică.
- Conductoarele sunt tăiate folosind un semifabricat de carton, lungimea lor este de 2 ori mai mare decât dimensiunea plafonului de siliciu.
- Conductorul este așezat bine pe placă. Pe un element - doi conductori.
- În locul în care se va efectua lipirea, este necesar să se aplice acid pentru a lucra cu fierul de lipit.
- Se lipeste cu un fier de lipit prin conectarea atentă a conductorului la placă.
În timpul lipirii, nu apăsați pe elementul de silicat, ca este foarte fragil și se poate prăbuși! Dacă aveți noroc și ați achiziționat fotocelule cu contacte gata făcute, atunci vă veți economisi de munca lungă și dificilă, procedând imediat la fabricarea cadrului pentru viitoarea baterie.
Contactele de lipit pentru fotocelele de grup B defecte se efectuează în aceeași direcție în același mod ca și pentru plăcile întregi
Pasul 2 - realizarea cadrului pentru panoul solar
Cadrul este locul în care vor fi instalate fotocelele. Pentru fabricarea cadrului, se iau colțuri și șipci de aluminiu, din care rabaturile sunt pliate. Dimensiunea de colț recomandată este de 70-90 mm.
Sigilant siliconic se aplică pe interiorul colțurilor metalice. Colțurile de etanșare trebuie făcute cu atenție, durabilitatea întregii structuri depinde de acest lucru.
După ce rama din aluminiu este gata, procedați la fabricarea carcasei din spate. Carcasa din spate este o cutie din lemn din PAL cu laturile joase.
Părțile înalte vor crea o umbră pe fotocelule, astfel încât înălțimea lor nu trebuie să depășească 2 cm. Părțile sunt înșurubate folosind șuruburi autofiletante și o șurubelniță.
Galerie de imagini
Fotografie din
Crearea unei carcase pentru o baterie solară
Ventilatoare de aer în părțile laterale ale carcasei
Suport pentru napolitane
Vopsirea pieselor carcasei pentru impermeabilizare
În partea inferioară a cutiei cutiei, găurile de ventilație sunt realizate din PAL. Distanța dintre orificii este de aproximativ 10 cm. În cadrul din aluminiu este instalat un element transparent (plexiglas, sticlă antireflectoare, plexiglas).
Elementul transparent este presat și fixat, fixarea acestuia se realizează cu ajutorul hardware-ului: 4 la colțuri, precum și 2 din lung și 1 din partea scurtă a cadrului. Feroneria fixează cu șuruburi.
Cadrul pentru bateria solară este gata și puteți trece la partea cea mai critică - instalarea celulelor solare. Înainte de instalare, este necesar să curățați plexiglasul de praf și degresarea cu un lichid care conține alcool.
Pasul 3 - montarea fotocelelor cu plafonă de siliciu
Montarea și lipirea napolitelor de siliciu este cea mai consumatoare de timp în crearea propriului panou solar. În primul rând, am întins fotocelele pe plexiglas cu plăci albastre în jos.
Dacă asamblați bateria pentru prima dată, atunci puteți utiliza substratul pentru marcaj pentru a plasa plăcile exact la o distanță mică (3-5 mm) una de cealaltă.
- Am lipit fotocelele conform următoarei diagrame de cablare: piesele „+” sunt situate în partea frontală a plăcii, „-” - pe spate. Înainte de lipire, aplicați ușor flux și lipit pentru a conecta contactele.
- Am vândut toate fotocelele secvențial în rânduri de sus în jos. Rândurile ar trebui să fie, de asemenea, interconectate.
- Ajungând la fotocelule. Pentru a face acest lucru, aplicați o cantitate mică de material de etanșare pe centrul fiecărei placi de siliciu.
- Rotim lanțurile rezultate cu fotocelele în sus (unde sunt plăcile albastre) în sus și așezăm plăcile în funcție de marcajele care au fost aplicate anterior. Apăsați cu atenție fiecare placă pentru a o bloca în loc.
- Contactele fotocelelor extreme sunt afișate în autobuz, respectiv, „+” și „-„. Pentru anvelopă este recomandat un conductor de argint mai lat.
- Bateria solară trebuie să fie echipată cu o diodă blocantă, care se conectează la contacte și împiedică descărcarea bateriilor prin structură noaptea.
- În partea de jos a cadrului, găurim găuri pentru ieșirea firelor către exterior.
Firurile trebuie să fie atașate la cadru, astfel încât să nu atârne, puteți face acest lucru folosind un material de etanșare siliconic.
Galerie de imagini
Fotografie din
Pregătirea napolitelor de siliciu pentru lipire
Uscarea bateriilor fără ceară
Trasarea conturului plăcilor pe substrat
Procesul de lipire a celulelor fotovoltaice
Conectarea placilor de siliciu la un panou solar
Lipirea plăcii de silicon
Dispozitiv de bare de transport cu cupru ale dispozitivului
Verificarea performanțelor bateriei
Pasul 4 - testarea bateriei înainte de sigilare
Testarea panoului solar trebuie efectuată înainte de a fi sigilată pentru a putea elimina defecțiunile care apar adesea în timpul lipirii. Cel mai bine este să testați după lipirea fiecărui rând de elemente - este mult mai ușor să detectați unde contactele sunt slab conectate.
Pentru testare, veți avea nevoie de un amperometru obișnuit. Măsurătorile trebuie efectuate într-o zi însorită la 13-14 ore, soarele nu trebuie ascuns de nori.
Scoatem bateria pe stradă și instalăm în conformitate cu unghiul de înclinare calculat anterior. Conectăm ampermetrul la contactele bateriei și măsurăm curentul de scurtcircuit.
Înțelesul testării este că forța de lucru a curentului electric ar trebui să fie cu 0,5-1,0 A mai mică decât curentul de scurtcircuit. Citirile dispozitivului trebuie să fie mai mari de 4,5 A, ceea ce indică eficiența bateriei solare.
Dacă testerul dă mai puține lecturi, atunci undeva secvența de conectare a fotocelelor este probabil ruptă.
De obicei, o baterie solară de casă construită din fotocelule din grupa B oferă o citire de 5-10 A, care este cu 10-20% mai mică decât cea a panourilor solare industriale.
Galerie de imagini
Fotografie din
Pasul 9: După verificarea funcționării pieselor bateriei sigilate pe substrat, acestea sunt plasate în carcasă
Pasul 10: Substraturile cu plăci în interiorul carcasei sunt fixate pe patru șuruburi. Firul care conectează piesele bateriei este dirijat prin orificii de aerisire.
Pasul 11: O diodă Schottky este conectată în serie la fiecare jumătate a bateriei construite. Minusul său este conectat la plusul sistemului
Pasul 12: O gaură este găurită pentru a conduce firele din carcasă. Firurile sunt fixate cu un nod, astfel încât să nu se spânzure și să fie fixate cu un dispozitiv de etanșare
Etapa 13: După aplicarea etanșantului, este necesară o pauză tehnologică, eliberată pentru polimerizarea compoziției
Pasul 14: Un conector cu doi pini este conectat la firul scos de pe panoul solar. Priza care îi aparține este montată pe bateria dispozitivului, care va încărca bateria
Pasul 15: După asamblarea ambelor părți ale dispozitivului și ieșirea liniei electrice la exterior, bateria este închisă cu un ecran pre-pregătit
Pasul 16: Înainte de a sigila articulațiile dispozitivului solar, se efectuează încă o dată o verificare funcțională pentru a elimina la timp contactele eliminate, dacă acestea sunt detectate
Instalarea ambelor părți ale bateriei într-un caz pregătit
Montarea bazei panoului solar în interiorul carcasei
Instalarea unei diode de blocare Schottky
Concluzie de la carcasă la exteriorul firelor dispozitivului
Întreținerea sigilantului
Atașarea unui conector cu 2 pini la un fir
Instalarea unui ecran cu transmisie luminoasă pe dispozitiv
Monitorizarea performanței înainte de sigilare
Pasul 5 - sigilarea fotocelelor plasate în carcasă
Sigilarea se poate face numai asigurându-vă că bateria funcționează. Pentru etanșare, cel mai bine este să folosiți un compus epoxidic, dar având în vedere că consumul de material va fi mare, iar costul acestuia este de aproximativ 40-45 de dolari. Dacă este puțin scump, atunci puteți utiliza același produs de etanșare siliconică.
Folosind un material de etanșare siliconic, acordați preferință celui de pe ambalaj, care indică faptul că este potrivit pentru utilizarea la temperaturi sub zero
Există două modalități de sigilare:
- umplere completă când panourile sunt umplute cu sigilant;
- aplicarea etanșantului în spațiul dintre fotocelule și elementele cele mai exterioare.
În primul caz, sigilarea va fi mai fiabilă. După turnare, produsul de etanșare trebuie setat. Apoi, plexiglasul este instalat deasupra și presat strâns pe plăcile acoperite cu silicon.
Pentru a asigura amortizarea și protecția suplimentară între suprafața din spate a fotocelelor și cadrul realizat din PAL, mulți meșteri recomandă instalarea unei garnituri din cauciuc rigid din spumă cu lățimea de 1,5-2,5 cm.
Acest lucru nu este necesar, dar este de dorit, având în vedere că napolitane de siliciu sunt destul de fragile și ușor deteriorate.
După instalarea plexiglassului, o încărcătură este plasată pe structură, sub influența căreia sunt stoarse bulele de aer. Panoul solar este gata și după testarea repetată poate fi instalat într-o locație preselectată și conectat la sistemul solar al casei tale.
Prezentare generală a fotocelelor comandate în magazinul online chinezesc:
Instrucțiuni video pentru fabricarea unei baterii solare:
A face o baterie solară cu propriile mâini nu este o sarcină ușoară. Eficiența majorității acestor baterii este mai mică decât cea a panourilor industriale cu 10-20%. Cel mai important lucru în proiectarea unei baterii solare este alegerea și instalarea corectă a celulelor solare.
Nu încercați imediat să creați un panou cu zone uriașe. Încercați să construiți un dispozitiv mic pentru a înțelege toate nuanțele acestui proces.
Aveți abilități practice în crearea panourilor solare? Vă rugăm să împărtășiți experiența dvs. cu vizitatorii site-ului nostru - scrieți comentarii în blocul de mai jos. Acolo puteți pune întrebări despre subiectul articolului.