Krzemowe ogniwa słoneczne do paneli słonecznych. Bateria słoneczna: urządzenie i zasada działania. Montaż ramki pod fotokomórki

Panele słoneczne są źródłem energii, które można wykorzystać do wytworzenia energii elektrycznej lub ciepła w niskim budynku. Jednak panele słoneczne są drogie i niedostępne dla większości ludzi w naszym kraju. Czy sie zgadzasz?

Inna sprawa, gdy bateria słoneczna jest wykonywana własnymi rękami - koszty są znacznie obniżone, a taka konstrukcja działa nie gorzej niż panel przemysłowy. Dlatego jeśli poważnie myślisz o zakupie alternatywnego źródła energii elektrycznej, spróbuj zrobić to sam - nie jest to bardzo trudne.

Artykuł skupi się na produkcji paneli słonecznych. Powiemy Ci, jakie materiały i narzędzia są do tego potrzebne. Poniżej znajdziesz instrukcje krok po kroku z ilustracjami, które jasno pokazują postęp prac.

Energię słoneczną można przekształcić w energię cieplną, gdy nośnikiem energii jest płyn przenoszący ciepło lub w energię elektryczną zgromadzoną w bateriach. Akumulator jest fotoelektrycznym generatorem efektów.

Zamiana energii słonecznej na energię elektryczną następuje po uderzeniu promieni słonecznych w płyty fotowoltaiczne, które są główną częścią baterii.

W tym przypadku kwanty światła „uwalniają” swoje elektrony z ekstremalnych orbit. Te wolne elektrony zapewniają prąd elektryczny, który przepływa przez kontroler i gromadzi się w baterii, a stamtąd trafia do odbiorców energii.

Galeria obrazów

Materiały do \u200b\u200bwykonania płyty solarnej

Rozpoczynając budowę baterii słonecznej, musisz zaopatrzyć się w następujące materiały:

• krzemianowe płytki-fotokomórki;
• płyty wiórowe, narożniki i listwy aluminiowe;
• twarda guma piankowa o grubości 1,5-2,5 cm;
• przezroczysty element pełniący funkcję podkładki pod płytki silikonowe;
• wkręty, wkręty samogwintujące;
• szczeliwo silikonowe do użytku na zewnątrz;
• przewody elektryczne, diody, zaciski.

Ilość potrzebnych materiałów zależy od wielkości baterii, która jest najczęściej ograniczona liczbą dostępnych fotokomórek. Z potrzebnych narzędzi: śrubokręt lub zestaw śrubokrętów, piła do metalu i drewna, lutownica. Aby przetestować gotową baterię, potrzebujesz testera amperomierza.

Przyjrzyjmy się teraz bardziej szczegółowo najważniejszym materiałom.

Płytki silikonowe lub fotokomórki

Fotokomórki do akumulatorów są trzech typów:

• polikrystaliczny;
• monokrystaliczny;
• amorficzny.

Płyty polikrystaliczne charakteryzują się niską wydajnością. Wielkość skutecznego działania wynosi około 10 - 12%, ale wskaźnik ten nie zmniejsza się w czasie. Czas pracy polikryształów - 10 lat.

Bateria słoneczna składa się z modułów, które z kolei składają się z przetworników fotowoltaicznych. Baterie z ogniwami fotowoltaicznymi z twardego krzemu to rodzaj kanapki z kolejnymi warstwami osadzonymi w profilu aluminiowym

Monokrystaliczne ogniwa słoneczne mogą pochwalić się wyższą wydajnością - 13-25% oraz długą żywotnością - ponad 25 lat. Jednak z biegiem czasu wydajność pojedynczych kryształów spada.

Konwertery monokrystaliczne uzyskuje się przez piłowanie sztucznie wyhodowanych kryształów, co wyjaśnia najwyższą fotoprzewodnictwo i produktywność.

Fotokonwertery foliowe są produkowane przez nałożenie cienkiej warstwy amorficznego krzemu na elastyczną powierzchnię polimeru

Elastyczne akumulatory z amorficznym krzemem są najnowocześniejsze. Ich konwerter fotowoltaiczny jest natryskiwany lub stapiany na podstawie polimerowej. Wydajność wynosi około 5-6%, ale systemy foliowe są niezwykle wygodne w montażu.

Systemy filmowe z amorficznymi fotokonwerterami pojawiły się stosunkowo niedawno. Jest to niezwykle proste i jak najtańsze, ale tracące konsumenckie walory szybciej niż konkurenci.

Stosowanie fotokomórek o różnych rozmiarach jest niepraktyczne. W takim przypadku maksymalny prąd generowany przez akumulatory będzie ograniczony prądem najmniejszego ogniwa. Oznacza to, że większe płyty nie będą działać z pełną wydajnością.

Kupując fotokomórki zapytaj sprzedawcę o sposób dostawy, większość sprzedawców stosuje metodę woskową, aby zapobiec kruchości delikatnych elementów

Najczęściej do domowych baterii używa się fotokomórek mono- i polikrystalicznych 3x6 cali, które można zamówić w sklepach internetowych E-buy.

Koszt fotokomórek jest dość wysoki, ale wiele sklepów sprzedaje tzw. Elementy z grupy B. Produkty zaliczane do tej grupy są wadliwe, ale nadają się do użytku, a ich koszt jest niższy od standardowych płyt o 40-60%.

Większość sklepów internetowych sprzedaje ogniwa fotowoltaiczne w zestawach po 36 lub 72 konwersje fotowoltaiczne. Do podłączenia poszczególnych modułów do akumulatora potrzebne są szyny zbiorcze; do połączenia z systemem potrzebne będą zaciski.

Galeria obrazów

Bateria słoneczna może służyć jako zapasowe źródło zasilania w przypadku częstych przerw w centralnym zasilaniu. W celu automatycznego przełączania należy zapewnić system zasilania bezprzerwowego.

Taki system jest wygodny, ponieważ przy użyciu tradycyjnego źródła energii ładowanie odbywa się jednocześnie. Sprzęt obsługujący baterię słoneczną znajduje się wewnątrz domu, dlatego konieczne jest zapewnienie dla niego specjalnego pomieszczenia.

Energia słoneczna jest po prostu świetna, ale tutaj jest problem: nawet jedna bateria kosztuje dużo pieniędzy, a do dobrego efektu potrzeba więcej niż jednej, a nawet dwóch. Dlatego pojawia się pomysł - zebrać wszystko samemu. Jeśli masz trochę umiejętności lutowania, jest to łatwe. Całość polega na łączeniu elementów szeregowo w szyny i mocowaniu torów na korpusie. Porozmawiajmy od razu o cenie. Zestaw na jeden panel (36 sztuk) kosztuje około 70-80 $. I całkowicie ze wszystkimi materiałami, panele słoneczne własnymi rękami będą cię kosztować około 120-150 USD. Dużo mniej niż fabryczne. Ale muszę powiedzieć, że będą też mieli mniejszą władzę. Średnio każdy fotokonwerter wytwarza 0,5 V, jeśli 36 sztuk jest połączonych szeregowo, będzie to około 18 V.

Trochę teorii: rodzaje ogniw słonecznych

Największym problemem jest zakup konwerterów fotowoltaicznych. Są to te same płytki krzemowe, które zamieniają światło słoneczne w energię elektryczną. Tutaj musisz trochę zrozumieć typy fotokomórek. Produkowane są w dwóch typach: polikrystaliczne i monokrystaliczne. Monokrystaliczne są droższe, ale mają wyższą wydajność - 20-25%, polikrystaliczne - tańsze, ale ich wydajność jest niższa - 17-20%. Jak odróżnić je zewnętrznie? Polikrystaliczne mają jasnoniebieski kolor. Monokrystaliczne są trochę ciemniejsze i nie są kwadratowe, ale wielopłaszczyznowe - kwadrat z obciętymi krawędziami.

O formularzu wydania. Są fotokomórki do paneli słonecznych z już przylutowanymi przewodami, są też zestawy, w których przewody są przymocowane i wszystko musi być lutowane niezależnie. Każdy decyduje, co kupić, ale trzeba powiedzieć, że bez umiejętności uszkodzisz co najmniej jedną płytę, ale raczej nie jedną. A jeśli nie jesteś zbyt dobry w lutowaniu ... to lepiej zapłacić trochę więcej, ale kup części, które są prawie gotowe do użycia.

Wykonywanie ogniw słonecznych do paneli słonecznych własnymi rękami jest nierealne. Aby to zrobić, musisz być w stanie wyhodować kryształy krzemu, a następnie nadal je przetwarzać. Dlatego musisz wiedzieć, gdzie kupić. Więcej o tym później.

Gdzie i jak kupić fotokomórki

Teraz o jakości. Wszystkie chińskie witryny, takie jak Ebay lub Alibaba, sprzedają odrzucenie. Części, które nie przeszły testów fabrycznych. Dlatego nie otrzymasz idealnej baterii. Ale ich cena nie jest najwyższa, więc możesz to znieść. W każdym razie na początku. Zbierz kilka testowych ogniw słonecznych własnymi rękami, napełnij je, a następnie możesz zabrać je z fabryki.

Niektórzy sprzedają ogniwa słoneczne zapieczętowane w wosku. Zapobiega to zepsuciu się podczas transportu, ale pozbycie się wosku i nieuszkodzenie płyt jest dość trudne. Musisz je wszystkie razem zanurzyć w gorącej, ale nie wrzącej wodzie. Poczekaj, aż wosk się rozpuści, a następnie ostrożnie rozdziel. Następnie, jeden po drugim, zanurz każdy talerz w gorącej wodzie z mydłem, a następnie zanurz go w czystej, gorącej wodzie. Będziesz potrzebował kilku takich „ablucji”, trzeba będzie wymienić wodę i roztwór mydła i to więcej niż raz. Po usunięciu wosku rozłóż czyste talerze na ręczniku frotte do wyschnięcia. To bardzo kłopotliwa sprawa. Więc lepiej kupuj bez wosku. W ten sposób jest o wiele łatwiej.

Teraz o zakupach na chińskich stronach. W szczególności o serwisie eBay i Alibaba. Są zweryfikowani, tysiące ludzi codziennie coś tam kupują. System nie jest inny. Po rejestracji jak zwykle wpisz nazwę elementu w pasku wyszukiwania. Następnie wybierz ofertę, którą lubisz z jakiegoś powodu. Pamiętaj, aby wybrać jedną z tych opcji, w których dostępna jest bezpłatna dostawa (w języku angielskim bezpłatna wysyłka). Jeśli nie ma takiego znaku, dostawa będzie musiała zostać opłacona osobno. Często jest to więcej niż koszt produktu iz pewnością więcej niż różnica w cenie.

Musisz skupić się nie tylko na cenie, ale także na ocenie i recenzjach sprzedawcy. Uważnie przeczytaj skład produktu, jego parametry i recenzje. Możesz komunikować się ze sprzedawcą, tylko wiadomości muszą być napisane w języku angielskim.

O płatności. Jest on przekazywany sprzedawcy na tych stronach dopiero po rezygnacji z subskrypcji, aby otrzymać towar. W międzyczasie dostawa jest w toku, Twoje pieniądze są na koncie platformy handlowej. Możesz zapłacić kartą. Jeśli boisz się świecić danymi karty, skorzystaj z usług pośrednich. Są różne, ale istota jest taka sama - Twoja karta się nie zaświeci. Na tych stronach jest również zwrot towarów, ale jest to długa piosenka, więc lepiej jest wziąć od zaufanych sprzedawców (z dobrą oceną i recenzjami).

Tak. Pakiet idzie w zależności od regionu. I nie chodzi o to, ile czasu zajmie opuszczenie Chin, ale o to, jak szybko poczta ją dostarczy. W najlepszym przypadku - trzy tygodnie, ale może półtora miesiąca.

Jak złożyć

Montaż paneli słonecznych zrób to sam składa się z trzech etapów:

1. Produkcja ram.
2. Lutowanie ogniw słonecznych.
3. Kadrowanie i uszczelnianie.

Rama może być wykonana z aluminiowych narożników lub listew drewnianych. Ale kształt ramy, materiały, kolejność produkcji zależą od metody montażu.

Metoda pierwsza: instalacja w oknie

Akumulator zawieszany jest na oknie, na ramie od wewnątrz pomieszczenia lub na zewnątrz, ale także na oknie. Następnie musisz zrobić ramę z aluminiowego narożnika i przykleić do niej szkło lub poliwęglan. W takim przypadku między fotokomórkami pozostają co najmniej małe szczeliny, przez które do pomieszczenia wpada trochę światła. Rozmiar ramy zależy od rozmiaru fotokomórek i sposobu ich rozmieszczenia. Również wielkość okna może odgrywać rolę. Należy pamiętać, że samolot musi być płaski - konwertery fotoelektryczne są bardzo delikatne i pękną przy najmniejszej niewspółosiowości.

Rozłożyć gotową ramę z wklejoną szybą skierowaną w dół, nałożyć warstwę szczeliwa na powierzchnię szyby. Na szczeliwie, ponownie zakrytym, rozłóż linijki złożone z fotokomórek.

Z grubej elastycznej gumy piankowej (grubość nie mniejsza niż 4 cm) i kawałka folii z tworzywa sztucznego (200 mikronów) wykonaj matę: przykryj gumę piankową folią i dobrze ją przymocuj. Lepiej jest przylutować polietylen, ale można również użyć taśmy klejącej, tylko wszystkie połączenia powinny znajdować się po jednej stronie. Drugi powinien być płaski i gładki. Rozmiar maty powinien dobrze pasować do ramy (bez zginania i wysiłku).

Matę położono na fotokomórkach osadzonych w szczeliwie. Na nim jest deska, która jest nieco mniejsza niż rama i solidne obciążenie płyty. To proste urządzenie pomoże usunąć pęcherzyki powietrza uwięzione pod fotokomórkami. Powietrze obniża produktywność i jest bardzo mocne. Ponieważ im mniej bąbelków, tym lepiej. Pozostaw całą konstrukcję na 12 godzin.

Nadszedł czas, aby usunąć ładunek i odkleić matę. Zrób to powoli i powoli. Ważne jest, aby nie uszkodzić lutów i przewodów. Dlatego ciągnij płynnie, bez szarpania. Po zdjęciu maty panel należy pozostawić na chwilę do wyschnięcia. Kiedy uszczelniacz przestanie się kleić, możesz zawiesić panel i użyć.

Zamiast długiej procedury ze szczeliwem można wziąć specjalną folię uszczelniającą. Nazywa się EVA. Wystarczy rozłożyć folię na zamontowanej i położonej na szybie baterii i podgrzać ją suszarką budowlaną, aż do całkowitego uszczelnienia. Zajmuje to kilka razy mniej czasu.

Metoda druga: instalacja na ścianie, dachu itp.

W tym przypadku wszystko jest inne. Tylna ściana musi być solidna i nieprzewodząca. Być może - drewno, sklejka itp. Dlatego ma to sens, a rama jest wykonana z drewnianych prętów. Tylko wysokość ciała powinna być mała, aby cień z boków nie przeszkadzał.

Na zdjęciu obudowa składa się z dwóch połówek, ale wcale nie jest to konieczne. Po prostu łatwiej jest złożyć i ułożyć krótkie linijki, ale w tym przypadku będzie więcej połączeń. Tak. Kilka niuansów: musisz zapewnić kilka otworów w obudowie. W dolnej części potrzebne jest kilka sztuk do odprowadzenia kondensatu, a także dwa otwory do wyprowadzenia przewodów z akumulatora.

Następnie pomaluj obudowę akumulatora białą farbą - płytki silikonowe mają dość szeroki zakres temperatur pracy, ale nie jest on nieograniczony: od -40 o C do +50 o C. A latem w zamkniętym pudełku +50 o C działa swobodnie. Dlatego potrzebny jest kolor biały, aby fotokonwertery się nie przegrzewały. Przegrzanie, podobnie jak hipotermia, zmniejsza wydajność. Nawiasem mówiąc, może to być wytłumaczeniem niezrozumiałego zjawiska: południe, słońce jest gorące, a bateria zaczęła dawać mniej energii elektrycznej. A ona właśnie się przegrzała. W regionach południowych prawdopodobnie trzeba będzie ułożyć folię w stos. Będzie bardziej wydajna. Ponadto produktywność prawdopodobnie wzrośnie: wychwycone zostanie również promieniowanie odbite od folii.

Po wyschnięciu farby możesz ułożyć zebrane ścieżki. Ale tym razem twarzą do góry. Jak je naprawić? Kropla żaroodpornego szczeliwa na środku każdej płyty. Dlaczego nie nałożyć na całą powierzchnię? Ze względu na rozszerzalność cieplną płyta zmieni rozmiar. Jeśli przykleisz go tylko na środku, nic mu się nie stanie. Jeśli są co najmniej dwa punkty, prędzej czy później pęknie. Dlatego delikatnie nałóż kroplę na środek, delikatnie naciśnij płytkę. Nie naciskaj - kruszenie jest bardzo łatwe.

W niektórych przypadkach płyty były najpierw przymocowane do podstawy - arkusz płyty pilśniowej pomalowanej na taką samą biel. A następnie, na podstawie, zostały przymocowane do korpusu za pomocą śrub.

Po ułożeniu wszystkich linijek połącz je szeregowo. Aby zapobiec zwisaniu przewodów, można je zamocować kilkoma kroplami szczeliwa. Możesz usunąć przewody z elementów przez spód lub z boku - w zależności od tego, co jest wygodniejsze. Przeciągnij je przez otwór, a następnie wypełnij otwór tym samym uszczelniaczem. Teraz musisz pozwolić wyschnąć wszystkim połączeniom. Jeśli pokrywa zostanie zakryta wcześniej, na szybie i fotokomórkach utworzy się osad, co znacznie obniży wydajność baterii. Dlatego czekamy co najmniej dzień (lub tyle, ile wskazano na opakowaniu szczeliwa).

Teraz to tylko drobiazg - przykryj wszystko szkłem lub przezroczystym plastikiem. Jak to naprawić, zależy od Ciebie. Ale najpierw nie uszczelniaj. Przynajmniej do testu. Może gdzieś jest problem.

I jeszcze jeden niuans. Jeśli planujesz podłączyć akumulatory do systemu, będziesz musiał zainstalować diodę, która zapobiegnie rozładowywaniu się akumulatora przez akumulator w nocy lub przy złej pogodzie. Najlepiej jest zainstalować diodę Schottky'ego. Podłączam szeregowo do akumulatora. Lepiej jest zainstalować go wewnątrz konstrukcji - w wysokich temperaturach spada jego spadek napięcia, tj. w stanie roboczym będzie mniejszy „opad” napięcia.

Jak lutować ogniwa słoneczne

Trochę o obchodzeniu się z waflami silikonowymi. Są bardzo, bardzo delikatne, łatwo pękają i pękają. Dlatego należy obchodzić się z nimi z najwyższą ostrożnością, przechowywać je w sztywnym pojemniku z dala od dzieci.

Musisz pracować na płaskiej, solidnej powierzchni. Jeśli stół jest pokryty ceratą, połóż arkusz czegoś twardego. Płyta nie powinna się zginać, ale całą jej powierzchnią mocno opierać się o podstawę. Ponadto podstawa musi być gładka. Doświadczenie pokazało, że idealną opcją jest kawałek laminatu. Jest twardy, gładki, gładki. Są przylutowane z tyłu, a nie z przodu.

Do lutowania można użyć topnika lub kalafonii, dowolnego ze związków zawartych w markerze lutowniczym. Tutaj każdy ma swoje upodobania. Ale pożądane jest, aby kompozycja nie pozostawiła śladów na matrycy.

Połóż płytkę silikonową twarzą do góry (twarzą - niebieską stroną). Ma dwa lub trzy utwory. Pokryj je topnikiem lub markerem, alkoholowym (nie wodno-alkoholowym) roztworem kalafonii. Zwykle z fotokonwerterami dostarczana jest cienka taśma kontaktowa. Czasami jest cięty na kawałki, czasami trafia na rolkę. Jeśli taśma jest nawinięta na szpulę, odetnij kawałek równy podwójnej szerokości ogniwa słonecznego plus 1 cm.

Przylutuj wycięty kawałek do paska pokrytego topnikiem. Taśma okazuje się być znacznie dłuższa niż płyta, cała reszta pozostaje po jednej stronie. Staraj się trzymać lutownicę na miejscu. Tak dużo jak to możliwe. Aby zapewnić lepsze lutowanie, na końcu grotu powinna znajdować się kropla lutowia lub cyny. Wtedy lutowanie będzie wysokiej jakości. Nie powinno być miejsc nielutowanych, wszystko dobrze rozgrzej. Ale nie naciskaj! Szczególnie na krawędziach. To są bardzo delikatne przedmioty. Przylutuj taśmy pojedynczo do wszystkich ścieżek. Fotokonwertery są „ogonione”.

Teraz tak naprawdę o tym, jak złożyć panel słoneczny własnymi rękami. Zacznijmy składać linijkę. Na odwrocie płyty są też ślady. Teraz przylutujemy „ogon” od górnej płyty do dolnej. Technologia jest taka sama: tor malujemy topnikiem, a następnie lutujemy. Łączymy więc szeregowo wymaganą liczbę konwerterów fotowoltaicznych.

W niektórych wersjach z tyłu nie ma torów, ale platformy. Wtedy jest mniej lutowania, ale może być więcej roszczeń dotyczących jakości. W tym przypadku pokrywamy topnikiem tylko miejsca. A my też lutujemy tylko na nich. Właściwie to wszystko. Zmontowane tory można przenieść do podstawy lub szafki. Ale jest o wiele więcej sztuczek.

Na przykład należy zachować pewną odległość (4-5 mm) między fotokomórkami, co nie jest takie łatwe bez zacisków. Najmniejsza niewspółosiowość i istnieje możliwość złamania przewodnika lub złamania płytki. Dlatego, aby ustawić określony krok, krzyżyki budowlane przykleja się do kawałka laminatu (używanego przy układaniu płytek) lub wykonuje się oznaczenia.

Wszystkie problemy, które pojawiają się podczas wykonywania paneli słonecznych własnymi rękami, są związane z lutowaniem. Dlatego przed uszczelnieniem, a jeszcze lepiej przed przeniesieniem linijki do etui, sprawdź montaż amperomierzem. Jeśli wszystko jest w porządku, możesz kontynuować pracę.

Wynik

Teraz wiesz, jak zrobić panel słoneczny w domu. Nie jest to najtrudniejsze zadanie, ale wymaga żmudnej pracy.

Przy stale rosnących cenach energii elektrycznej nieuchronnie zaczniesz myśleć o wykorzystaniu naturalnych źródeł energii elektrycznej. Jedną z takich możliwości są panele słoneczne do domu lub letniego domku. W razie potrzeby mogą w pełni zaspokoić wszystkie potrzeby nawet dużego domu.

Projekt systemu energii słonecznej

Zamiana energii słonecznej na elektryczność - ten pomysł nie pozwalał naukowcom długo spać. Dzięki odkryciu właściwości półprzewodników stało się to możliwe. Ogniwa słoneczne wykorzystują kryształy krzemu. Kiedy pada na nie światło słoneczne, powstaje w nich ukierunkowany ruch elektronów, który nazywamy prądem elektrycznym. Po podłączeniu wystarczającej liczby takich kryształów otrzymujemy całkiem przyzwoite prądy: jeden panel o powierzchni nieco ponad metr (1,3-1,4 m2 przy wystarczającym natężeniu oświetlenia może wytworzyć nawet 270 W (napięcie 24 V).

Ponieważ oświetlenie zmienia się w zależności od pogody, pory dnia, nie ma możliwości bezpośredniego podłączenia urządzeń do paneli słonecznych. Potrzebujesz całego systemu. Oprócz paneli słonecznych potrzebujesz:

• Bateria. W ciągu dnia, pod wpływem światła słonecznego, panele słoneczne generują prąd elektryczny do domu, domku letniskowego. Nie zawsze jest używany w całości, jego nadwyżki gromadzą się w akumulatorze. Zgromadzona energia jest marnowana podczas niepogody.
• Kontroler. Nie jest to część obowiązkowa, ale pożądana (z wystarczającymi środkami). Monitoruje poziom naładowania baterii, aby zapobiec nadmiernemu rozładowaniu lub przeładowaniu. Oba te warunki są szkodliwe dla baterii, więc posiadanie kontrolera wydłuża żywotność baterii. Ponadto sterownik zapewnia optymalną pracę paneli słonecznych.
• Konwerter DC na AC (falownik). Nie wszystkie urządzenia są przystosowane do prądu stałego. Wiele z nich działa pod napięciem 220 V AC. Konwerter umożliwia uzyskanie napięcia 220-230 V.

Panele słoneczne do domu - tylko część systemu

Instalując panele słoneczne do swojego domu lub letniego domku, możesz całkowicie uniezależnić się od oficjalnego dostawcy. Ale do tego potrzebujesz dużej liczby baterii, pewnej liczby akumulatorów. Zestaw generujący 1,5 kW dziennie kosztuje około 1000 USD. To wystarczy, aby zaspokoić potrzeby domku letniskowego lub części wyposażenia elektrycznego w domu. Zestaw paneli słonecznych do produkcji 4 kW dziennie kosztuje około 2200 USD, za 9 kW dziennie - 6200 USD. Ponieważ panele słoneczne do domu to system modułowy, można kupić instalację, która zaspokoi część potrzeb, stopniowo zwiększając jej wydajność.

Rodzaje paneli słonecznych

Wraz ze wzrostem cen energii pomysł wykorzystania energii słonecznej do wytwarzania energii elektrycznej staje się coraz bardziej popularny. Ponadto wraz z rozwojem technologii konwertery słoneczne stają się coraz wydajniejsze, a jednocześnie tańsze. Tak więc, jeśli chcesz, możesz zaspokoić swoje potrzeby, instalując panele słoneczne. Ale są różnego rodzaju. Zrozummy to.

Sama bateria słoneczna to szereg fotokomórek, które są umieszczone we wspólnej obudowie, chronionej przezroczystym panelem przednim. Do użytku domowego ogniwa słoneczne produkowane są na bazie krzemu, ponieważ jest on stosunkowo niedrogi, a ogniwa na nim oparte mają dobrą wydajność (ok. 20-24%). Monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe (elastyczne) ogniwa słoneczne wykonane są na bazie kryształów krzemu. Wiele z tych fotokomórek jest elektrycznie połączonych ze sobą (szeregowo i / lub równolegle) i wyprowadzonych na zaciski umieszczone na korpusie.

Fotokomórki są instalowane w zamkniętej obudowie. Korpus ogniwa słonecznego jest wykonany z anodyzowanego aluminium. Jest lekki i nie koroduje. Panel przedni jest wykonany z wytrzymałego szkła, które musi wytrzymać obciążenia śniegiem i wiatrem. Ponadto musi mieć określone właściwości optyczne - mieć maksymalną przezroczystość, aby przepuszczać jak najwięcej promieni. Generalnie z powodu odbicia dochodzi do utraty znacznej ilości energii, dlatego wymagania co do jakości szkła są wysokie, a ponadto jest ono pokryte warstwą antyrefleksyjną.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych do paneli słonecznych

Panele słoneczne do domu wykonane są w oparciu o trzy rodzaje ogniw silikonowych;

Jeśli masz dach dwuspadowy, a elewacja jest zwrócona w kierunku południowym lub wschodnim, nie ma sensu zbyt wiele myśleć o zajmowanym terenie. Moduły polikrystaliczne mogą całkiem pasować. Przy takiej samej ilości wyprodukowanej energii są one nieco tańsze.

Jak wybrać odpowiedni system paneli słonecznych do swojego domu

Istnieją powszechne nieporozumienia, które powodują, że wydajesz dodatkowe pieniądze na zbyt drogi sprzęt. Poniżej znajdują się zalecenia, jak prawidłowo zbudować system solarny i nie wydawać dodatkowych pieniędzy.

Co kupić

Nie wszystkie elementy elektrowni słonecznej są niezbędne do działania. Bez niektórych części można się obejść. Służą poprawie niezawodności, ale bez nich system działa. Pierwszą rzeczą do zapamiętania jest zakup paneli słonecznych późną zimą, wczesną wiosną. Po pierwsze pogoda o tej porze jest doskonała, jest wiele słonecznych dni, śnieg odbija słońce, zwiększając ogólne oświetlenie. Po drugie, w tym czasie tradycyjnie ogłaszane są rabaty. Dalsze wskazówki to:

Jeśli użyjesz tylko tych wskazówek i podłączysz tylko urządzenia, które działają na stałym napięciu, system paneli słonecznych do twojego domu będzie kosztował znacznie skromniej niż najtańszy zestaw. Ale to nie wszystko. Możesz też zostawić część wyposażenia „na później” lub w ogóle się bez niego obejść.

Bez czego możesz się obejść

Koszt zestawu paneli słonecznych za 1 kW dziennie to ponad tysiąc dolarów. Znaczna inwestycja. Mimowolnie będziesz się zastanawiać, czy warto i jaki będzie okres zwrotu. Przy obecnych taryfach czekanie na spłatę pieniędzy zajmie ponad rok. Ale koszty można zmniejszyć. Nie kosztem jakości, ale niewielkim obniżeniem komfortu użytkowania systemu oraz rozsądnym podejściem do doboru jego elementów.

Jeśli więc budżet jest ograniczony, można sobie poradzić z kilkoma panelami słonecznymi i bateriami, których pojemność jest o 20-25% wyższa niż maksymalne ładowanie paneli słonecznych. Do monitorowania stanu zdrowia kup zegar samochodowy, który nadal mierzy napięcie. Dzięki temu nie musisz mierzyć poziomu naładowania baterii kilka razy dziennie. Zamiast tego będziesz musiał od czasu do czasu spoglądać na zegar. To wszystko na początek. W przyszłości możesz kupić panele słoneczne do swojego domu, zwiększyć liczbę baterii. W razie potrzeby możesz kupić falownik.

Określić wielkość i liczbę fotokomórek

Dobre 12-woltowe ogniwo słoneczne powinno mieć 36 ogniw, a 24-woltowa bateria powinna mieć 72 ogniwa słoneczne. Ta ilość jest optymalna. Mając mniej fotokomórek, nigdy nie uzyskasz określonego prądu. I to jest najlepsza opcja.

Nie kupuj podwójnych paneli słonecznych - odpowiednio 72 i 144 ogniw. Po pierwsze są bardzo duże, co jest niewygodne podczas transportu. Po drugie, w nienormalnie niskich temperaturach, które mamy okresowo, jako pierwsze zawodzą. Faktem jest, że folia do laminowania znacznie zmniejsza się podczas mrozu. Na dużych panelach ze względu na duże napięcie łuszczy się, a nawet rozrywa. Utrata przejrzystości, dramatycznie spada wydajność. Panel jest naprawiany.

Drugi czynnik. Większe panele powinny mieć większą grubość obudowy i szkła. W końcu rosną obciążenia wiatrem i śniegiem. Ale nie zawsze tak się dzieje, ponieważ cena znacznie wzrasta. Jeśli widzisz panel podwójny, a cena za niego jest niższa niż za dwa „zwykłe”, lepiej poszukaj czegoś innego.

Jeszcze raz: najlepszym wyborem jest 12-woltowy panel słoneczny do Twojego domu, składający się z 36 ogniw słonecznych. To najlepsza opcja, sprawdzona w praktyce.

Specyfikacje: na co zwrócić uwagę

Certyfikowane panele słoneczne zawsze wskazują prąd i napięcie robocze, a także napięcie w obwodzie otwartym i prąd zwarcia. Należy pamiętać, że wszystkie parametry są zwykle podawane dla temperatury + 25 ° C. W słoneczny dzień na dachu akumulator nagrzewa się do temperatur znacznie przekraczających tę wartość. To wyjaśnia wyższe napięcie robocze.

Zwróć także uwagę na napięcie w obwodzie otwartym. W zwykłych akumulatorach jest to około 22 V. I wszystko byłoby w porządku, ale jeśli wykonasz prace na sprzęcie bez odłączania paneli słonecznych, napięcie w obwodzie otwartym spowoduje uszkodzenie falownika lub innego podłączonego sprzętu, który nie jest przystosowany do takiego napięcia. Dlatego do wszelkich prac - przełączanie przewodów, podłączanie / odłączanie akumulatorów itp. i tak dalej - najpierw należy wyłączyć panele słoneczne (usunąć zaciski). Po przejściu przez obwód podłącz je jako ostatnie. Ta procedura pozwoli Ci zaoszczędzić wiele nerwów (i pieniędzy).

Korpus i szkło

Panele słoneczne do domu mają aluminiową obudowę. Ten metal nie koroduje, przy wystarczającej wytrzymałości ma niewielką masę. Zwykłe nadwozie musi być zmontowane z profilu, w którym znajdują się co najmniej dwa usztywnienia. Ponadto szkło należy włożyć w specjalny rowek, a nie mocować od góry. To wszystko są oznaki normalnej jakości.

Nawet wybierając panel słoneczny, zwróć uwagę na szkło. W zwykłych bateriach jest raczej teksturowany niż gładki. W dotyku - szorstki, jeśli trzymasz paznokcie, słychać szelest. Ponadto musi mieć wysokiej jakości powłokę, która minimalizuje odblaski. Oznacza to, że nic nie powinno się w tym znajdować. Jeśli odbicia otaczających obiektów są widoczne przynajmniej pod dowolnym kątem, lepiej jest znaleźć inny panel.

Dobór przekroju kabla i subtelności podłączenia elektrycznego

Konieczne jest podłączenie paneli słonecznych do domu za pomocą jednożyłowego kabla miedzianego. Przekrój żyły kabla zależy od odległości pomiędzy modułem a akumulatorem:

• odległość mniejsza niż 10 metrów:
  • 1,5 mm2 na panel słoneczny o mocy 100 W;
  • na dwie baterie - 2,5 mm2;
  • trzy baterie - 4,0 mm2;
• odległość większa niż 10 metrów:
  • aby podłączyć jeden panel, bierzemy 2,5 mm2;
  • dwa - 4,0 mm2;
  • trzy - 6,0 mm2.

Możesz wziąć większy odcinek, ale nie mniej (będą duże straty, ale nie potrzebujemy). Kupując druty zwróć uwagę na rzeczywisty przekrój, gdyż dziś deklarowane wymiary bardzo często nie odpowiadają rzeczywistym. Aby to sprawdzić, będziesz musiał zmierzyć średnicę i przeczytać rozdział (możesz przeczytać, jak to zrobić).

Przy montażu systemu można zrealizować zalety paneli słonecznych za pomocą kabla wielożyłowego o odpowiednim przekroju, a na minus jednym grubym. Przed podłączeniem do akumulatorów wszystkie „plusy” przepuszczamy przez diody lub zespoły diodowe ze wspólną katodą. Zapobiega to zwarciu baterii (mogłoby to spowodować pożar) w przypadku zwarcia lub przerwania przewodów między bateriami a baterią.

Diody wykorzystują typy SBL2040CT, PBYR040CT. Jeśli nie zostaną znalezione, można je usunąć ze starych zasilaczy komputerów osobistych. Zwykle jest SBL3040 lub podobny. Pożądane jest przejście przez diody. Nie zapominaj, że bardzo się nagrzewają, więc musisz zamontować je na grzejniku (możesz użyć jednego).

System wymaga również skrzynki bezpieczników. Po jednym dla każdego konsumenta. Łączymy cały ładunek przez ten blok. Po pierwsze, system jest w ten sposób bezpieczniejszy. Po drugie, jeśli pojawią się problemy, łatwiej jest określić ich źródło (przepalony bezpiecznik).

Stały wzrost cen energii, a także słabo rozwinięta infrastruktura niektórych regionów, zmuszają wielu konsumentów do uciekania się do wprowadzenia alternatywnych źródeł pozyskiwania surowca, wśród których wyróżnić można wiatraki, pompy ciepła, kolektory ciepłej wody.

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że lwia część zużywanej energii przypada na energię elektryczną, to staje się jasne, dlaczego ostatnio wielu rzemieślników domowych interesuje się pytaniem, czy możliwe jest wykonanie paneli słonecznych do domu własnymi rękami, zajmijmy się tym problemem bardziej szczegółowo.

Co to jest bateria słoneczna

Sercem każdego ogniwa słonecznego są ogniwa fotowoltaiczne, które mogą przekształcić naturalne promieniowanie słoneczne w energię elektryczną. W związku z tym w większości przypadków konstrukcja standardowego układu słonecznego sprowadza się do umieszczenia pojedynczych generatorów prądu (fotokomórek) w jednej obudowie, która jest w stanie chronić elementy przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi i wpływami mechanicznymi.

I chociaż charakterystyka mocy paneli słonecznych wciąż jest daleka od ideału, coraz więcej osób ucieka się do wykorzystywania tych źródeł jako dodatkowych generatorów do rozwiązywania podstawowych zadań (na przykład do ładowania baterii, obsługi elektroniki itp.). Dlatego przyjrzyjmy się bliżej technologii wytwarzania takiej baterii słonecznej zdolnej do generowania napięcia do 18 V przy obciążeniu prądowym do 8 A, czyli wytwarzającej moc około 130 W / h.

Dobór komponentów do produkcji paneli słonecznych

Przed zakupem komponentów należy mieć na uwadze, że obecnie ogniwa słoneczne mogą służyć jako główne źródła energii elektrycznej z krzemu polikrystalicznego i monokrystalicznego, które mają nieco doskonałe właściwości. I choć pierwsza z nich charakteryzuje się stosunkowo niską produktywnością (sprawność do 10%), to ich efektywne działanie praktycznie nie zmienia się wraz ze stopniem oświetlenia, natomiast druga opcja wymaga stałego nasłonecznienia, przez co jest mniej popularna przy samodzielnej produkcji paneli słonecznych.

Jeśli chodzi o zakup ogniw słonecznych, to bardziej uzasadnioną opcją jest skorzystanie z zasobów Internetu, dzięki którym można zakupić wymagane komponenty przy minimalnych kosztach. Dodatkowo wiele specjalistycznych projektów (np. EBay) jest w stanie zaoferować użytkownikowi gotowe zestawy fotowoltaiczne, wyposażone we wszystkie niezbędne do montażu komponenty.

Oznacza to, że na etapie zamówienia należy zadbać o zakup paneli fotowoltaicznych, a w celu wyeliminowania błędów w procesie zakupu tych elementów warto kierować się następującymi zaleceniami:

• Aby móc wyprodukować baterię słoneczną zdolną do ładowania akumulatora 12 V, należy zaopatrzyć się w co najmniej 36 fotokomórek (każda daje 0,5 V), jednak biorąc pod uwagę złożoność montażu, eksperci zalecają zakup 3-4 ogniw w rezerwie.
• Wybierając ogniwa fotowoltaiczne należy wziąć pod uwagę poziom zużycia energii, a do produkcji jednego modułu zastosować fotokomórki o identycznych wskaźnikach napięcia i prądu. Ponadto nie zaleca się stosowania systemów różnych producentów w jednym module.
• Aby zminimalizować uszkodzenia fotokomórek podczas montażu, wielu ekspertów zaleca preferowanie produktów z już przylutowanymi przewodami.

Dodatkowo na etapie zamówienia oprócz elementów aktywnych należy zadbać o zakup komponentów do produkcji ramy, które mogą służyć jako drewniane pręty lub narożniki aluminiowe, materiały arkuszowe (płyta pilśniowa, płyta wiórowa, tekstolit), a także pleksi czy poliwęglan antykondensacyjny.

Technologia produkcji baterii słonecznych DIY

Składanie etui na SB

Po zamówieniu fotokomórek i określeniu ich gabarytów można przystąpić do wykonania obudowy na baterię słoneczną, dla której pierwszym krokiem jest wykonanie szkicu przyszłego modelu. Ponadto podczas wykonywania tej procedury należy przestrzegać następujących zaleceń:

• Obudowa - umiejscowienie fotokomórek (rodzaj skrzynki) musi mieć dobrą wytrzymałość mechaniczną i chronić generatory przed wszelkiego rodzaju wpływami;
• Gabaryty obudowy powinny umożliwiać swobodne umieszczenie w niej fotokomórek (z odstępem min. 5 mm między nimi) oraz elementów z nimi związanych (przewody, szyny zbiorcze);
• Konstrukcja obudowy musi wykluczać wnikanie wilgoci do akumulatora.

Jak wspomniano powyżej, różne materiały (drewno, aluminium, plastik) można wykorzystać jako materiały do \u200b\u200bprodukcji ramy do baterii słonecznej, ale mimo to należy preferować komponenty odporne na wilgoć.

Jeśli weźmiemy pod uwagę procedurę tworzenia ramy krok po kroku, można zauważyć, że działania są wdrażane w następującej kolejności:

1. Zgodnie z dostępnymi wymiarami wykrój jest wycinany z gęstego arkusza sklejki lub płyty wiórowej, który będzie działał jako spód baterii słonecznej;
2. Pręty wykonane są z drewnianych belek lub aluminiowych narożników, które mocujemy wkrętami do przygotowanej podstawy na całym obwodzie. Ponadto, aby wzmocnić ramę, niektórzy eksperci zalecają wykonanie dodatkowego podziału ramy na dwie lub trzy części poprzez ułożenie dodatkowych zworek;
3. W powstałych bokach (na dole akumulatora) wykonane są otwory przelotowe (o średnicy 5-6 mm z krokiem 100-150 mm), które pozwolą na cyrkulację powietrza wewnątrz akumulatora i wykluczą możliwość tworzenia się wilgoci;
4. Podłoże jest wykonane z bardziej miękkiego materiału arkuszowego (na przykład płyty pilśniowej), na którym następnie zostaną zamontowane fotokomórki.

Na koniec prac wszystkie elementy konstrukcyjne ramy SB należy otworzyć kilkoma warstwami farby w celu zabezpieczenia całego przyszłego modułu przed odkształceniem i zniszczeniem. A także przygotuj (wyciąć zgodnie z rozmiarem ramy) zabezpieczenie (plexi), dzięki któremu fotokomórki będą bezpieczne.

Podłączenie fotokomórki

Aby bateria słoneczna w pełni odpowiadała właściwościom technicznym własnymi rękami, bardzo ważne jest prawidłowe zintegrowanie wszystkich fotokomórek w ramie. Dlatego pierwszym krokiem jest naniesienie oznaczeń na planowane podłoże, wzdłuż którego będą montowane moduły solarne, dla których zalecane jest rozłożenie wszystkich fotokomórek na płaszczyźnie, zapewnienie wymaganego odstępu między nimi (można zastosować krzyżyki dystansowe do płytek), a następnie wykonanie ich połączeń elektrycznych. Ponadto wykonując tę \u200b\u200boperację należy być bardzo skrupulatnym, ponieważ wytrzymałość mechaniczna fotokomórek jest bardzo ograniczona i nawet niewielki nacisk jest w stanie zdeformować delikatną podstawę elementów.

Podłączenie elektryczne ogniw fotowoltaicznych do baterii słonecznej należy wykonać w taki sposób, aby każda kolejna płyta była połączona szeregowo z poprzednią. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że w większości przypadków dodatni potencjał pochodzi z przodu fotokomórki, a ujemny z tyłu, to połączenie dwóch sąsiednich źródeł wygląda jak ułożenie przewodów od przedniego zacisku jednej płytki do odpowiedniego tylnego zacisku następnego elementu. A wnioski z każdego rzędu są połączone z kolejnymi rzędami za pomocą dużych drutów.

Ta sama procedura łączenia paneli w jedną baterię elektryczną odbywa się za pomocą lutownicy małej mocy (25 W), poprzez cynowanie, a następnie przylutowanie przewodów do określonych punktów.

Rezultatem takiej pracy powinny być dwa wnioski, dzięki którym powstałe napięcie spieszy się do konsumenta. Aby jednak nie dopuścić do samoczynnego rozładowania akumulatora podłączonego do akumulatora (np. W nocy), zaleca się zamontowanie diod bocznikowych Schottke na wspólnym przewodzie dodatnim.

Montaż mechaniczny paneli

Po podłączeniu elektrycznym fotokomórek należy je zamocować mechanicznie na wcześniej przygotowanym podłożu. I chociaż do tych celów można zastosować różne techniki, najbardziej optymalna jest opcja mocowania paneli do podłoża za pomocą szczeliwa na bazie silikonu. Jedyne, na co należy zwrócić uwagę wykonując tę \u200b\u200boperację, to aby każdy element był po jednym punkcie mocowania (najczęściej pośrodku), tak aby w trakcie pracy całego urządzenia wykluczyć mechaniczne uszkodzenia delikatnych elementów spowodowane ich rozszerzalnością cieplną. Oznacza to, że każdy z 36 paneli jest przytwierdzony do podstawy podłoża za pomocą silikonu w dobrze określonym miejscu, tworząc w ten sposób wspólne źródło energii.

Końcowy montaż panelu słonecznego

Ostatnim akcentem podczas zbierania paneli słonecznych do domu własnymi rękami będzie umieszczenie powstałego układu wewnątrz przygotowanej ramy i zamocowanie go za pomocą standardowych wkrętów (podłoże po prostu przykręca się do spodu ramy). Następnie wyprowadzone przewody są połączone elektrycznie, a cała konstrukcja pokryta jest przezroczystą pleksi, która jest przymocowana do boków baterii słonecznej za pomocą wkrętów samogwintujących.

Instalacja paneli słonecznych

SB wykonany w wyżej opisany sposób będzie w stanie wygenerować wystarczającą ilość energii do naładowania akumulatora 12 V i tym samym zaopatrzyć małych odbiorców w długo oczekiwany surowiec. Jednak biorąc pod uwagę 100% zależność baterii słonecznej od promieniowania ultrafioletowego, należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłową instalację powstałego urządzenia elektrycznego.

Oznacza to, że baterię słoneczną należy zamontować w miejscu maksymalnej aktywności słonecznej, umieszczając przednią część pod kątem do horyzontu 40-60 stopni w kierunku południowym lub południowo-zachodnim. Jednocześnie bardzo ważne jest, aby wykluczyć zacienienie baterii lub jej nadmierne zanieczyszczenie przez liście, dlatego nie zaleca się montowania tego źródła pod koroną drzew, a nachylenie dachu jest uważane za najlepszą opcję.

Jednak wykonując samodzielny montaż paneli słonecznych należy zachować szczególną ostrożność i przestrzegać określonych wymagań. Po pierwsze, konstrukcja nośna dachu pod akumulatorem musi mieć wystarczającą sztywność, aby wytrzymać dodatkowe obciążenia. Po drugie, miejsce instalacji musi być łatwo dostępne (w celu konserwacji). Po trzecie, jako przewodniki należy stosować produkty kablowe odporne na intensywne promieniowanie ultrafioletowe.

Zalecenia dotyczące wykonania panelu słonecznego własnymi rękami

Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że panele słoneczne do domu własnymi rękami są dość realistyczne, najważniejsze jest, aby się nie bać, aw trakcie pracy postępować zgodnie z szeregiem bardzo ważnych zaleceń:

• Używać tylko wysokiej jakości materiałów do produkcji paneli, które mogą chronić konstrukcję przed naturalnymi opadami i intensywnym promieniowaniem;
• Projektując, montując i instalując akumulatory zacznij od zasady modułowości, ponieważ później moc i napięcie SB można znacznie zwiększyć, instalując dodatkowe fotokomórki
• Stosując uszczelniacz należy zachować ostrożność i przystąpić do kolejnych zabiegów dopiero po całkowitym wyschnięciu (w przeciwnym razie na wewnętrznej ścianie pleksi może dojść do kondensacji);
• W trakcie montażu należy na bieżąco sprawdzać poziom generowanego napięcia za pomocą urządzenia (multimetru) (z fotokomórki, z wielu fotokomórek, z całego modułu).

Należy również zauważyć, że w razie potrzeby taka bateria słoneczna może być używana w warunkach terenowych, co może wymagać pewnych modyfikacji konstrukcyjnych. Więc co za okazja!

DIY panele słoneczne do domu

Panele słoneczne to innowacyjne urządzenia, które mogą służyć ludziom, dostarczając im odnawialne źródła energii.

Jak zrobić fotokomórki do paneli słonecznych

Czasami konieczne jest wykonanie baterii słonecznej własnymi rękami. Powiemy Ci, jak, od czego i do jakich celów możesz użyć domowej roboty SB.

Ludzi, którzy chcieliby żyć do zrobienia w miejscu czystym ekologicznie, z dala od zgiełku cywilizacji, staje się coraz bardziej. Rozwinięty przemysł zanieczyszcza powietrze i środowisko oraz powoduje rozprzestrzenianie się wielu chorób osłabiających układ odpornościowy. Jednak wyprowadzka z miasta wiąże się z pewnymi trudnościami, przede wszystkim z powodu braku zasilania w niektórych obszarach. Praktycznie niemożliwe jest życie w naszych czasach bez elektryczności. Na Zachodzie problem ten rozwiązuje się, instalując generator wiatrowy, ale ta metoda ma swoje własne trudności. Przede wszystkim chodzi o wysoki koszt sprzętu. Ponadto, aby zapewnić cały dom, potrzebujesz nie jednego, ale co najmniej kilku generatorów. Jednym z najskuteczniejszych sposobów dostarczania energii elektrycznej w domu jest użycie paneli słonecznych. Możesz zbudować mały panel słoneczny własnymi rękami, ponieważ opcje fabryczne nie są tanie.

Dowiemy się, jak zrobić panel słoneczny

Kluczowe elementy: gdzie to zdobyć

W rzeczywistości bateria słoneczna to pojemnik zawierający szereg elementów, które przekształcają energię Słońca w elektryczność. Nie bez powodu użyliśmy słowa „tablica”. Faktem jest, że aby zapewnić energię nawet najmniejszemu domowi, elementów musi być dużo.

A ponieważ te elementy mają bardzo delikatną konstrukcję, pojemnik musi zapewniać ich mechaniczne zabezpieczenie. Ponadto w kontenerze wszystkie elementy są połączone w jeden. Zasada działania baterii nie jest skomplikowana. Dlatego możesz to zrobić sam.

Aby to zrobić, nadal musisz przestudiować część teoretyczną, ponieważ niewiele osób samodzielnie wykonuje panele słoneczne. Stąd na marginesie opinia, że \u200b\u200btrudno je wykonać. Ale w rzeczywistości tak nie jest. Główne wnioski uzyskane po przestudiowaniu materiału na temat tworzenia tego źródła energii elektrycznej są następujące:

1. Najważniejszy jest zakup ogniw słonecznych, najlepiej w przystępnej cenie.
2. Możesz używać używanych części ze względu na wysoki koszt nowych.
3. Lekko uszkodzone płyty można kupić na aukcjach lub w wyniku reklam.

W ten sposób można zaoszczędzić na ogniwach słonecznych. A zrobienie pojemnika własnymi rękami nie będzie trudne.

Zasada działania

Jeśli wcześniej nie zagłębiałeś się szczególnie w pytanie, jak zrobić baterię słoneczną, to przede wszystkim powinieneś zrozumieć zasadę jej działania. Jeśli rozumiesz zasadę tego, jak to działa, pytanie, jak to zrobić sam, nie będzie dla ciebie zaskoczeniem. W rzeczywistości jego konstrukcja jest dość prosta.

Jak pisaliśmy powyżej, bateria słoneczna (SB) to szereg fotowoltaicznych konwerterów energii wykonanych z krzemu do generowania prądu stałego. Wszystkie elementy są połączone i zainstalowane w kontenerze.

Istnieją trzy typy konwerterów:

• monokrystaliczny;
• polikrystaliczny;
• bezpostaciowy lub cienkowarstwowy.

Efekt fotoelektryczny jest następujący: światło słoneczne pada na fotokomórki, po czym wybija wolne elektrony z ostatnich orbit każdego atomu płytki krzemowej. Wolne elektrony zaczynają przemieszczać się między elektrodami, generując w ten sposób prąd stały. Z kolei prąd stały zamieniany jest na prąd przemienny, który posłuży do wyposażenia budynku.

obwód konwersji energii słonecznej w ogniwach

Jak wybrać odpowiednią fotokomórkę

Ponieważ ogniwa słoneczne są amorficzne, polikrystaliczne i monokrystaliczne, możesz wybrać jedną z tych trzech opcji. Warto to zrobić przed przystąpieniem do prac projektowych. Rozważmy główne cechy każdego typu.

1. Monokrystaliczne mają sprawność 12-14%, ale są najbardziej wrażliwe na promienie świetlne. Jeśli w Twojej okolicy nie ma wielu słonecznych dni, lepiej nie rozważać tej opcji. Lekkie chmury mogą znacznie zmniejszyć wydajność. Okres użytkowania wynosi 30 lat.
2. Amorficzne mają w swoim składzie elastyczny krzemień. Ich skuteczność wynosi około 10%. Ich wydajność elektryczna nie pogarsza się nawet w złych warunkach pogodowych. Są jednak bardzo drogie i trudne do zdobycia.
3. Polikrystaliczne mają sprawność do 9%. Są dość przystępne cenowo, ich wydajność nie zależy od zachmurzenia, ale żywotność jest mniejsza o jedną trzecią - do 20 lat.

Możesz znaleźć każdą z tych opcji w wyspecjalizowanych sklepach. Jeśli chcesz trochę zaoszczędzić, wybierz drugą klasę. Elementy te będą miały drobne wady, ale nie wpłynie to na działanie urządzenia. Czasami cena za b. w. części poniżej 2-3 razy, co pozwala odpowiednio zaoszczędzić wykonując pracę samodzielnie.

Jak pozycjonować, aby poprawić efektywność

Ponieważ wydajność zależy przede wszystkim od światła, przy wyborze miejsca na swoje urządzenie należy kierować się następującą zasadą: montaż należy przeprowadzić jak najwyżej. Dlatego najczęściej urządzenia znajdują się na dachu budynku. Czasami jednak zdarza się, że dom w trakcie budowy nie jest projektowany na większą wagę, a ta metoda wytwarzania energii elektrycznej wymaga mocniejszych podłóg. Następnie powinieneś wybrać miejsce na ziemi, które jest stale oświetlone w ciągu dnia.

Jak ustawić panel słoneczny

Jeśli chodzi o kąt padania promieni, lepiej ustawić instalację tak, aby padały prostopadle. W nowoczesnych ustawieniach fabrycznych właściciel może regulować kąt nachylenia platformy. Nie jest to łatwe w wersjach wykonanych samodzielnie.

Kąt nachylenia zależy zarówno od położenia geograficznego miejsca, jak i od poziomu przesilenia w tym obszarze.

Niezależna praca

jak zrobić panel słoneczny

Chcę od razu powiedzieć - nie bardzo licz na to, że uda Ci się samodzielnie zbudować urządzenie, które całkowicie pokryje wszystkie wydatki związane z domem i dostarczy do budynku 220 woltów prądu. Wymiary takiej instalacji byłyby ogromne, ponieważ jedna płyta generuje prąd elektryczny o napięciu zaledwie 0,5 V. Optymalne dla produktów domowych jest napięcie nominalne 18 woltów. Będziemy się kierować tym wskaźnikiem, obliczając wymaganą liczbę fotokomórek dla akumulatora.

Ważne: korpus urządzenia to proste, płytkie pudełko. Lepiej jest, aby boki były jak najmniejsze, aby nie tworzyły cienia. Materiałem na to może być sklejka i listwy.

Dla lepszego mocowania boki nakładamy na klej i przykręcamy wkrętami samogwintującymi. Aby ułatwić lutowanie klocków, puszkę dzielimy na dwie części za pomocą paska mocowanego na środku pudełka.

Montaż ramki pod fotokomórki

ramka do fotokomórek z profilu słonecznego

Ramka ochronna lub ramka to najważniejsza część urządzenia. Aby stworzyć go w domu, możesz użyć aluminiowych narożników 30x30 mm lub drewnianych klocków.

Jeśli zdecydujesz się na profil metalowy, fazowanie jest usuwane pilnikiem pod kątem 45 stopni. Po wycięciu wszystkich części ramy łączy się je za pomocą narożników. Szyba ochronna jest przyklejona do gotowej ramy za pomocą silikonu.

Ważne: Funkcję podłoży mogą pełnić dwa pocięte kawałki płyty pilśniowej. Zostaną do nich przymocowane ogniwa słoneczne. Zamiast płyty pilśniowej można użyć dowolnego cienkiego materiału, który jest sztywny i nie przewodzi prądu elektrycznego.

Jak łączyć płyty

Aby poprawnie połączyć płyty, musisz znać kilka zasad:

1. Aby zwiększyć napięcie w domu, podczas lutowania płytek należy wiedzieć, że aby zwiększyć napięcie, należy je połączyć szeregowo, a aby zwiększyć prąd, równolegle.
2. Szczelina między płytkami silikonowymi powinna wynosić 5 mm z każdej strony. Jest to konieczne, ponieważ płyty mogą się rozszerzać po podgrzaniu.
3. Każdy przetwornik ma dwie ścieżki: z jednej strony będą miały „plus”, z drugiej - „minus”. Łącząc wszystkie części szeregowo w jeden łańcuch.
4. Przewody z ostatnich elementów obwodu należy wyprowadzić do wspólnej szyny.

Ważne: aby uniknąć samoczynnego rozładowania się urządzenia w nocy lub przy pochmurnej pogodzie, można zamontować diodę Schottky'ego 31DQ03 lub inny analog na styku z „punktu środkowego”.

Po zakończeniu wszystkich prac lutowniczych można sprawdzić napięcie wyjściowe za pomocą multimetru. Aby zapewnić prąd w małym domu, powinno wynosić 18-19 V.

Jak złożyć panel

Urządzenie z ogniwami słonecznymi

Mamy więc przygotowaną sprawę i czas zabrać się do panelu. W otrzymanym pudełku należy umieścić wlutowane konwertery. Silikon nakładamy pośrodku każdej fotokomórki i zamykamy od góry podłożem z płyty pilśniowej, aby je zamocować. Zamykamy konstrukcję pokrywką, a dla niezawodności uszczelniamy wszystkie połączenia silikonem lub uszczelniaczem. Powstały panel jest montowany na specjalnym uchwycie lub ramie.

Ważne: Aby chronić akumulator przed agresywnym wpływem środowiska i klimatu, przednia strona została pokryta pleksiglasem. Jeśli bateria jest duża, możesz użyć dwóch sztuk, ale jeśli pozwala na to jej rozmiar, możesz wyciąć jedną, wtedy połączenie będzie bez połączenia.

Lepiej nie brać zwykłego szkła - jest zbyt kruche i może pęknąć podczas użytkowania.

Własnymi rękami z tego, co jest

Jeśli cena paneli słonecznych Ci nie odpowiada, możesz stworzyć własną instalację z praktycznie dostępnych materiałów. Poniżej przyjrzymy się, jak zrobić panel słoneczny własnymi rękami z różnych materiałów - na przykład z tranzystorów, diod i folii.

bateria słoneczna zrób to sam z improwizowanych środków

Tranzystory jako podstawa elementów lekkich

Tranzystory pasują do naszego celu, ponieważ mają wewnątrz dość duży krzemowy element półprzewodnikowy, który będzie używany do wytwarzania energii elektrycznej. Najlepiej jest zdecydować się na tranzystory takie jak KT czy P.

Ważne: Podczas montażu źródła zasilania dobrym rozwiązaniem byłoby opracowanie płytki drukowanej z włókna szklanego pokrytej folią. Deskę po rozlutowaniu należy umieścić w kasecie o odpowiednich wymiarach i od góry przykryć płytą z pleksi. W rezultacie możemy uzyskać źródło prądu z kilkudziesięciu tranzystorów, które generuje napięcie kilku woltów przy prądzie wyjściowym kilku miliamperów.

Pierwsze kroki. Przede wszystkim odcięliśmy metalową osłonę od wymaganej liczby elementów radiowych. Łatwiej to zrobić, jeśli trzymasz tranzystor w imadle i ostrożnie przecinasz metalową piłą do metalu. Wewnątrz zobaczysz talerz. To główna część naszego przyszłego urządzenia. Posłuży nam za fotokomórkę.

Część będzie miała trzy styki: bazę, emiter i kolektor. Wybierz złącze kolektora podczas montażu ze względu na największą różnicę potencjałów.

Lepiej jest wykonać montaż własnymi rękami na płaskiej powierzchni z dowolnego materiału dielektrycznego.

Ważne: wszystkie tranzystory lutujemy w osobne łańcuchy szeregowe, które z kolei muszą być połączone równolegle. Obliczamy bieżące źródło na podstawie charakterystyk komponentów radiowych. Średnio jeden tranzystor generuje napięcie 0,35 V przy prądzie zwarciowym 0,25 μA.

Te tranzystory, których będziesz używać podczas tworzenia paneli słonecznych, należy sprawdzić przed rozpoczęciem pracy. Do tych celów bierzemy prosty multimetr. Konieczne jest przełączenie urządzenia w tryb pomiaru prądu, włączenie między bazą a kolektorem lub emiterem tranzystora. Usuwamy wskaźnik - zwykle urządzenie pokazuje mały prąd - ułamki miliampera, rzadziej nieco więcej niż 1 mA. Następnie przełączamy urządzenie w tryb pomiaru napięcia (limit 1-3 V) i otrzymujemy wartość napięcia wyjściowego (będzie ona rzędu kilku dziesiątych wolta). Pożądane jest grupowanie tranzystorów o zbliżonych wartościach napięć wyjściowych.

Używamy diod

Drugim popularnym materiałem na domowe źródło energii jest dioda. Diody D223B mogą stać się prawdziwie alternatywnym źródłem prądu elektrycznego. Mają najwyższe napięcie i są zamknięte w szklanej obudowie. Jedna dioda może generować na słońcu 350 mV, na tej podstawie można określić napięcie na wyjściu gotowego produktu.

Po wykonaniu obliczeń dobieramy wymaganą liczbę diod. Należy je złożyć do pojemnika i napełnić acetonem. Można użyć innego rozpuszczalnika. Jest to konieczne do usunięcia farby ze szkła.

Bierzemy płytkę z materiału niemetalowego i wykonujemy na niej oznaczenia, w których zostaną przylutowane elementy zasilacza. Po kilku godzinach farba stanie się miękka i będzie można ją łatwo zeskrobać, tak jak robione są oznaczenia.

Panel słoneczny z diodami

Następnie musisz określić kontakt dodatni - do tego używamy multimetru. Ustalamy kontakt pod żarówką lub na słońcu. Diody lutujemy równolegle, ponieważ w tym przypadku kryształ najlepiej będzie generował energię ze słońca. W rezultacie na wyjściu będzie maksymalne napięcie.

Ważne: do samodzielnego montażu można wybrać diody D223B. Najlepiej nadają się, ponieważ mają szklaną i małą obudowę i można je wygodnie zainstalować. Dodatkowo napięcie w nich jest jednym z najwyższych (aż 350 mV pod słońcem).

Jak używać folii

Folia może być również użyta do stworzenia źródła zasilania, ale dostarczy niewiele energii. Odpowiednia jest zwykła folia o powierzchni 45 cm kwadratowych, którą należy umyć wodą z mydłem, aby usunąć wszelki tłuszcz. Oto przewodnik krok po kroku:

1. Przy pomocy papieru ściernego usuwamy wszelkiego rodzaju korozję.
2. Arkusz folii kładziemy na kuchence elektrycznej o mocy 1,1 kW lub większej i podgrzewamy, aż pojawią się na nim pomarańczowo-czerwone plamy. Po dalszym ogrzaniu plamy staną się czarne, wskazując na tworzenie się tlenku miedzi.
3. Kontynuujemy podgrzewanie przez kolejne 30 minut, aby warstwa tlenku uzyskała żądaną grubość. Wyłącz palnik i pozwól arkuszowi ostygnąć. Stygnąc powoli, tlenek zaczyna się oddalać. Resztki tlenków usuwamy pod bieżącą wodą bez zginania i uszkadzania blachy oraz cienkiej warstwy tlenku.
4. Wytnij ponownie ten sam kawałek folii - do rozmiaru pierwszego.
5. Bierzemy plastikową butelkę, odcinamy szyjkę i wkładamy tam obie części, zabezpieczając je zaciskami. Powinny być umieszczone tak, aby się nie łączyły. Do elementu, który podgrzaliśmy, rysujemy ujemny zacisk, a do drugiego - dodatni.

Wlej sól fizjologiczną do butelki tak, aby około 2,5 cm pozostało do krawędzi elektrod.

Obwód panelu słonecznego z folii

Akumulator do letniego domku jest gotowy.

Oczywiście takie domowe urządzenie nie wystarczy do zapewnienia domu, ale może służyć do ładowania małych urządzeń elektrycznych lub jako zasilacz do odbiornika radiowego.

Jak zrobić ogniwa fotowoltaiczne do paneli słonecznych

Jak zrobić ogniwa fotowoltaiczne do paneli słonecznych - Jak zrobić panel słoneczny własnymi rękami? Zdjęcia, wideo, schematy

Chyba nie ma takiej osoby, która nie chciałaby się usamodzielnić. Możliwość całkowitej kontroli własnego czasu, podróżowania bez znajomości granic i odległości, nie myślenie o mieszkaniu i problemach finansowych - to daje poczucie prawdziwej wolności. Dziś powiemy Ci, jak za pomocą promieniowania słonecznego usunąć ciężar uzależnienia energetycznego. Jak można się domyślić, mówimy o panelach słonecznych. A dokładniej o tym, czy można własnoręcznie zbudować prawdziwą elektrownię słoneczną.

Historia powstania i perspektywy użytkowania

Pomysł zamiany energii słonecznej na elektryczność był pielęgnowany przez ludzkość od dawna. Jako pierwsze pojawiły się słoneczne instalacje termiczne, w których para przegrzana skoncentrowanymi promieniami słonecznymi obracała turbiny generatora. Bezpośrednia konwersja stała się możliwa dopiero w połowie XIX wieku, po odkryciu efektu fotoelektrycznego przez Francuza Aleksandra Edmonda Baccarela. Próby stworzenia działającego ogniwa słonecznego opartego na tym zjawisku zakończyły się sukcesem dopiero pół wieku później, w laboratorium wybitnego rosyjskiego naukowca Aleksandra Stoletowa. Pełne opisanie mechanizmu efektu fotoelektrycznego było możliwe jeszcze później - ludzkość zawdzięcza to Albertowi Einsteinowi. Nawiasem mówiąc, za tę pracę otrzymał Nagrodę Nobla.

Bakkarel, Stoletov i Einstein to naukowcy, którzy położyli podwaliny pod nowoczesną energię słoneczną

Stworzenie pierwszej fotokomórki słonecznej na bazie krzemu krystalicznego zostało ogłoszone światu przez pracowników Bell Laboratories w kwietniu 1954 roku. W rzeczywistości ta data jest początkiem technologii, która wkrótce będzie mogła stać się pełnoprawnym zamiennikiem paliwa węglowodorowego.

Ponieważ prąd jednego ogniwa fotowoltaicznego to miliamper, muszą one być połączone w konstrukcje modułowe, aby uzyskać wystarczającą moc. Tablice słonecznych ogniw fotowoltaicznych, chronione przed wpływami zewnętrznymi, to bateria słoneczna (ze względu na płaski kształt urządzenie często nazywane jest panelem słonecznym).

Konwersja promieniowania słonecznego na energię elektryczną ma ogromne perspektywy, ponieważ każdy metr kwadratowy powierzchni Ziemi to średnio 4,2 kWh energii dziennie, co pozwala zaoszczędzić prawie jedną baryłkę ropy rocznie. Pierwotnie wykorzystywana tylko w przemyśle kosmicznym, technologia już w latach 80. ubiegłego wieku stała się tak powszechna, że \u200b\u200bogniwa słoneczne zaczęto wykorzystywać do celów domowych - jako źródło zasilania kalkulatorów, kamer, lamp itp. W tym samym czasie powstawały „poważne” elektrownie słoneczne. Przymocowane do dachów domów, umożliwiły całkowitą rezygnację z przewodowej energii elektrycznej. Dziś można zobaczyć narodziny elektrowni, czyli wielu kilometrów pól paneli silikonowych. Energia, którą generują, pozwala im zasilać całe miasta, więc możemy śmiało powiedzieć, że przyszłość należy do energii słonecznej.

Nowoczesne elektrownie słoneczne to wielokilometrowe pola ogniw słonecznych, które są w stanie dostarczyć energię elektryczną dziesiątkom tysięcy domów.

Ogniwo słoneczne: jak to działa

Po tym, jak Einstein opisał efekt fotoelektryczny, cała prostota tak pozornie złożonego zjawiska fizycznego została ujawniona światu. Opiera się na substancji, której poszczególne atomy są w stanie niestabilnym. Kiedy fotony są bombardowane światłem, elektrony są wybijane z ich orbit - i dlatego są obecnymi źródłami.

Przez prawie pół wieku efekt fotoelektryczny nie miał praktycznego zastosowania z jednego prostego powodu - nie było technologii otrzymywania materiałów o niestabilnej strukturze atomowej. Perspektywy dalszych badań pojawiły się dopiero wraz z odkryciem półprzewodników. Atomy tych materiałów mają albo nadmiar elektronów (przewodnictwo n), albo ich brak (przewodnictwo p). Przy zastosowaniu struktury dwuwarstwowej z warstwą typu n (katoda) i typu p (anoda), „bombardowanie” fotonami światła wybija elektrony z atomów warstwy n. Opuszczając swoje miejsca, pędzą na wolne orbity atomów warstwy p, a następnie wracają do swoich pierwotnych pozycji przez podłączone obciążenie. Zapewne każdy z Was wie, że ruch elektronów w zamkniętej pętli to prąd elektryczny. Chodzi tylko o to, aby elektrony poruszały się nie dzięki polu magnetycznemu, jak w generatorach elektrycznych, ale dzięki przepływowi cząstek promieniowania słonecznego.

Panel słoneczny działa dzięki efektowi fotowoltaicznemu, który został odkryty na początku XIX wieku.

Ponieważ moc jednego modułu fotowoltaicznego nie jest wystarczająca do zasilania urządzeń elektronicznych, wiele ogniw łączy się szeregowo, aby uzyskać wymagane napięcie. Jeśli chodzi o aktualną siłę, to jest ona zwiększana przez równoległe połączenie pewnej liczby takich zespołów.

Wytwarzanie energii elektrycznej w półprzewodnikach zależy bezpośrednio od ilości energii słonecznej, dlatego fotokomórki nie tylko są instalowane na wolnym powietrzu, ale także starają się ustawić ich powierzchnię prostopadle do padających promieni. Aby chronić ogniwa przed uszkodzeniami mechanicznymi i warunkami atmosferycznymi, są one zamontowane na sztywnej podstawie i chronione od góry szkłem.

Klasyfikacja i cechy współczesnych ogniw słonecznych

Pierwsze ogniwo słoneczne zostało wykonane na bazie selenu (Se), jednak niska sprawność (poniżej 1%), szybkie starzenie i wysoka reaktywność selenowych ogniw słonecznych wymusiły poszukiwanie innych, tańszych i wydajniejszych materiałów. I znaleziono je w obliczu krystalicznego krzemu (Si). Ponieważ ten element układu okresowego jest dielektrykiem, jego przewodnictwo zapewniły wtrącenia różnych metali ziem rzadkich. W zależności od technologii produkcji istnieje kilka rodzajów krzemowych ogniw słonecznych:

• monokrystaliczny;
• polikrystaliczny;
• z amorficznego Si.

Te pierwsze powstają poprzez cięcie najcieńszych warstw wlewków krzemowych o najwyższej czystości. Z zewnątrz fotokomórki monokrystaliczne wyglądają jak monochromatyczne ciemnoniebieskie szklane płytki z wyraźną siatką elektrod. Ich sprawność sięga 19%, a żywotność do 50 lat. I choć wydajność paneli wykonanych na bazie monokryształów sukcesywnie spada, to istnieją dowody na to, że baterie wyprodukowane ponad 40 lat temu nadal działają, oddając do 80% swojej pierwotnej mocy.

Monokrystaliczne ogniwa słoneczne mają jednolity ciemny kolor i ścięte rogi - te cechy nie pozwalają na ich pomylenie z innymi ogniwami słonecznymi

Do produkcji polikrystalicznych ogniw słonecznych, nie tak czystych, ale tańszych, stosuje się krzem. Uproszczenie technologii wpływa na wygląd płytek - nie mają one jednolitego odcienia, ale jaśniejszy wzór, który tworzy granice wielu kryształów. Wydajność takich ogniw słonecznych jest nieco niższa niż w przypadku monokrystalicznych - nie więcej niż 15%, a żywotność wynosi do 25 lat. Trzeba powiedzieć, że spadek podstawowych wskaźników wydajności nie ma absolutnie żadnego wpływu na popularność fotokomórek polikrystalicznych. Korzystają z niższych kosztów i mniejszej zależności od zanieczyszczeń zewnętrznych, niskiego zachmurzenia i orientacji na Słońce.

Polikrystaliczne ogniwa słoneczne mają jaśniejszy niebieski odcień i niejednolity wzór - konsekwencja tego, że ich struktura składa się z wielu kryształów

W przypadku ogniw słonecznych wykonanych z amorficznego Si nie stosuje się struktury krystalicznej, ale najcieńszą warstwę krzemu, który jest natryskiwany na szkło lub polimer. Chociaż ta metoda produkcji jest najtańsza, to takie panele mają najkrótszą żywotność, czego przyczyną jest wypalenie i degradacja warstwy amorficznej na słońcu. Tego typu ogniwa fotowoltaiczne nie są zadowolone ze swojej produktywności - ich sprawność wynosi nie więcej niż 9%, a podczas pracy znacznie spada. Zastosowanie ogniw słonecznych wykonanych z amorficznego krzemu jest uzasadnione na pustyniach - wysoka aktywność słoneczna powoduje spadek wydajności, a nieskończone przestrzenie pozwalają na umieszczenie elektrowni słonecznych o dowolnej wielkości.

Możliwość natryskiwania struktury silikonu na dowolną powierzchnię pozwala na elastyczne panele słoneczne

Dalszy rozwój technologii ogniw fotowoltaicznych jest napędzany potrzebą obniżenia kosztów i poprawy wydajności. Fotokomórki foliowe mają obecnie maksymalną wydajność i trwałość:

• na bazie tellurku kadmu;
• z cienkich polimerów;
• przy użyciu selenku indu i miedzi.

Jest jeszcze za wcześnie, aby mówić o możliwości zastosowania fotokomórek cienkowarstwowych w domowych urządzeniach. Dziś ich produkcją zajmuje się tylko kilka najbardziej „zaawansowanych technologicznie” firm, więc najczęściej w gotowych panelach słonecznych można zobaczyć elastyczne ogniwa fotowoltaiczne.

Które ogniwa fotowoltaiczne są najlepsze do panelu słonecznego i gdzie można je znaleźć

Domowe panele słoneczne zawsze będą o krok za swoimi fabrycznymi odpowiednikami z kilku powodów. Po pierwsze, renomowani producenci starannie dobierają fotokomórki, ekranując komórki o niestabilnych lub obniżonych parametrach. Po drugie, do produkcji ogniw słonecznych stosuje się specjalne szkło o zwiększonej przepuszczalności światła i zmniejszonym współczynniku odbicia - prawie niemożliwe jest znalezienie tego w sprzedaży. Po trzecie, przed rozpoczęciem produkcji seryjnej wszystkie parametry projektów przemysłowych są testowane za pomocą modeli matematycznych. Dzięki temu zminimalizowany zostaje wpływ nagrzewania ogniw na sprawność baterii, usprawniony system odprowadzania ciepła, znaleziony optymalny przekrój łączących szyn, badane są sposoby na zmniejszenie szybkości degradacji fotokomórek itp. Nie da się rozwiązać takich problemów bez wyposażonego laboratorium i odpowiednich kwalifikacji.

Niski koszt samodzielnie wykonanych paneli słonecznych pozwala na zbudowanie instalacji, która pozwala całkowicie zrezygnować z usług firm energetycznych

Niemniej jednak samodzielnie wykonane panele słoneczne wykazują dobre wyniki i nie są tak daleko w tyle za odpowiednikami przemysłowymi. Jeśli chodzi o cenę, tutaj mamy zysk ponad dwukrotny, czyli przy tych samych kosztach domowe produkty dadzą dwa razy więcej energii elektrycznej.

Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe, wyłania się obraz, które fotokomórki są odpowiednie do naszych warunków. Folie znikają z powodu braku sprzedaży, a amorficzne - z powodu krótkiej żywotności i niskiej wydajności. Pozostają komórki z krystalicznego krzemu. Muszę powiedzieć, że w pierwszym domowym urządzeniu lepiej jest zastosować tańsze „polikryształy”. Dopiero po uruchomieniu technologii i „wyciągnięciu ręki” należy przejść na ogniwa monokrystaliczne.

Tanie fotokomórki niespełniające norm nadają się do testowania technologii - podobnie jak urządzenia wysokiej jakości można je kupić na zagranicznych platformach handlowych

Jeśli chodzi o pytanie skąd wziąć niedrogie ogniwa słoneczne, to można je znaleźć na rynkach zagranicznych takich jak Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon itp. Tam sprzedawane są zarówno jako pojedyncze fotokomórki o różnych rozmiarach i pojemnościach, jak i gotowe zestawy do montażu paneli słonecznych dowolna moc.

Sprzedawcy często oferują tzw. Ogniwa słoneczne klasy „B”, czyli uszkodzone ogniwa słoneczne typu mono- lub polikrystalicznego. Małe wióry, pęknięcia czy brak rogów praktycznie nie mają wpływu na wydajność ogniw, ale pozwalają na ich zakup po znacznie niższym koszcie. Z tego powodu najbardziej opłaca się je stosować w domowych urządzeniach słonecznych.

Czy można wymienić płyty fotowoltaiczne na coś innego?

Rzadko kiedy rzemieślnik nie ma cennego pudełka ze starymi komponentami radiowymi. Ale diody i tranzystory ze starych odbiorników i telewizorów to te same półprzewodniki ze złączami pn, które generują prąd, gdy są oświetlone światłem słonecznym. Korzystając z tych właściwości i łącząc kilka urządzeń półprzewodnikowych, można zrobić prawdziwą baterię słoneczną.

Do produkcji baterii słonecznej o małej mocy można użyć starej podstawy elementów urządzeń półprzewodnikowych

Uważny czytelnik natychmiast zapyta, na czym polega haczyk. Po co płacić za fabrycznie wykonane ogniwa mono- lub polikrystaliczne, skoro możesz użyć tego, co leży dosłownie pod stopami. Jak zawsze, diabeł tkwi w szczegółach. Faktem jest, że najpotężniejsze tranzystory germanowe pozwalają uzyskać napięcie nie większe niż 0,2 V w jasnym słońcu przy natężeniu prądu mierzonym mikroamperami. Aby uzyskać parametry, jakie wytwarza płaska fotokomórka krzemowa, potrzeba kilkudziesięciu, a nawet setek półprzewodników. Bateria wykonana ze starych elementów radiowych jest przydatna tylko do ładowania latarki kempingowej LED lub małej baterii telefonu komórkowego. Do realizacji projektów na większą skalę niezbędne są zakupione ogniwa słoneczne.

Na jaką moc paneli słonecznych możesz liczyć?

Myśląc o budowie własnej elektrowni słonecznej, każdy marzy o całkowitym porzuceniu przewodowej elektryczności. Aby przeanalizować rzeczywistość tego przedsięwzięcia, zróbmy kilka drobnych obliczeń.

Nie jest trudno ustalić dzienne zużycie energii elektrycznej. W tym celu wystarczy spojrzeć na przesłaną przez przedsiębiorstwo energetyczne fakturę i podzielić wskazaną tam liczbę kilowatów przez liczbę dni w miesiącu. Na przykład, jeśli zaproponowano ci zapłatę 330 kWh, oznacza to, że dzienne zużycie wynosi 330/30 \u003d 11 kWh.

Wykres zależności mocy baterii słonecznej w zależności od oświetlenia

W obliczeniach należy wziąć pod uwagę fakt, że panel słoneczny będzie wytwarzał energię elektryczną tylko w ciągu dnia, a do 70% produkcji odbywa się od 9 do 16 godzin. Ponadto sprawność urządzenia jest bezpośrednio zależna od kąta padania promieni słonecznych i stanu atmosfery.

Niewielkie zachmurzenie lub zamglenie obniży wydajność prądu elektrowni słonecznej 2–3 razy, podczas gdy niebo pokryte stałymi chmurami spowoduje 15–20-krotny spadek wydajności. W idealnych warunkach bateria słoneczna o mocy 11/7 \u003d 1,6 kW wystarczyłaby do wytworzenia 11 kWh energii. Biorąc pod uwagę wpływ czynników naturalnych, parametr ten należy zwiększyć o około 40-50%.

Dodatkowo istnieje jeszcze jeden czynnik wymuszający zwiększenie powierzchni wykorzystywanych fotokomórek. Po pierwsze, nie należy zapominać, że bateria nie będzie działać w nocy, co oznacza, że \u200b\u200bpotrzebne będą potężne baterie. Po drugie, do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego potrzebny jest prąd o wartości 220 V, więc potrzebny jest potężny przetwornik napięcia (falownik). Eksperci twierdzą, że straty związane z akumulacją i przemianą energii elektrycznej wynoszą do 20-30% jej całkowitej ilości. Dlatego rzeczywistą moc baterii słonecznej należy zwiększyć o 60–80% obliczonej wartości. Zakładając nieefektywność 70%, otrzymujemy moc znamionową naszego panelu słonecznego równą 1,6 + (1,6 × 0,7) \u003d 2,7 kW.

Korzystanie z zestawów wysokoprądowych baterii litowych jest jednym z najelegantszych, ale nie najtańszym sposobem magazynowania energii słonecznej.

Do magazynowania energii elektrycznej potrzebne będą akumulatory niskonapięciowe przystosowane do napięć 12, 24 lub 48 V. Ich pojemność należy obliczyć na podstawie dziennego zużycia energii plus straty na przemianę i konwersję. W naszym przypadku potrzebujemy zestawu baterii zaprojektowanych do magazynowania 11 + (11 × 0,3) \u003d 14,3 kWh energii. Jeśli używasz zwykłych akumulatorów samochodowych 12 V, będziesz potrzebować zespołu na 14300 W × h / 12 V \u003d 1200 Ah, czyli sześć akumulatorów, każdy o pojemności 200 Ah.

Jak widać, nawet aby zapewnić prąd na domowe potrzeby przeciętnej rodziny, potrzebna jest poważna elektrownia słoneczna. Jeśli chodzi o wykorzystanie do ogrzewania samodzielnie wykonanych paneli słonecznych, to na tym etapie takie przedsięwzięcie nie osiągnie nawet granic samowystarczalności, nie mówiąc już o tym, że można coś uratować.

Obliczanie rozmiaru baterii

Wielkość baterii zależy od wymaganej mocy i wielkości źródeł zasilania. Wybierając to drugie z pewnością zwrócisz uwagę na oferowaną różnorodność fotokomórek. Do użytku w urządzeniach DIY najwygodniej jest wybrać średniej wielkości ogniwa słoneczne. Na przykład panele polikrystaliczne o wymiarach 3 × 6 cali zaprojektowane na napięcie wyjściowe 0,5 V i natężenie prądu do 3 A.

Przy produkcji baterii słonecznej będą one połączone szeregowo w bloki po 30 sztuk, co pozwoli na uzyskanie napięcia wymaganego do ładowania akumulatora samochodowego o wartości 13-14 V (z uwzględnieniem strat). Maksymalna moc jednej takiej jednostki to 15 V × 3 A \u003d 45 W. Na podstawie tej wartości łatwo będzie obliczyć, ile elementów potrzeba do zbudowania panelu słonecznego o danej mocy i określić jego wymiary. Na przykład, aby zbudować 180-watowy kolektor słoneczny, 120 ogniw słonecznych o łącznej powierzchni 2160 m2. cale (1,4 mkw).

Budowa domowego panelu słonecznego

Przed przystąpieniem do produkcji panelu słonecznego konieczne jest rozwiązanie problemów jego umieszczenia, obliczenie wymiarów oraz przygotowanie niezbędnych materiałów i narzędzi.

Wybór odpowiedniego miejsca instalacji jest ważny

Ponieważ panel słoneczny zostanie wykonany ręcznie, współczynnik kształtu może być dowolny. Jest to bardzo wygodne, ponieważ domowe urządzenie można z powodzeniem dopasować do zewnętrznej części dachu lub projektu obszaru podmiejskiego. Z tego samego powodu miejsce do zamontowania akumulatora warto wybrać jeszcze przed rozpoczęciem prac projektowych, nie zapominając o uwzględnieniu kilku czynników:

• otwartość miejsca na światło słoneczne w godzinach dziennych;
• brak cieniowanych budynków i wysokich drzew;
• minimalna odległość od pomieszczenia, w którym zainstalowane są pojemności magazynowe i przetwornice.

Oczywiście akumulator montowany na dachu wygląda bardziej ekologicznie, ale umieszczenie urządzenia na ziemi ma więcej zalet. W takim przypadku wyklucza się możliwość uszkodzenia materiałów pokrycia dachowego podczas montażu ramy nośnej, zmniejsza się pracochłonność montażu urządzenia i staje się możliwa czasowa zmiana „kąta padania promieni słonecznych”. Co najważniejsze, umieszczenie na dole znacznie ułatwi utrzymanie powierzchni panelu słonecznego w czystości. A to gwarancja, że \u200b\u200binstalacja będzie działać z pełną wydajnością.

Montaż panelu słonecznego na dachu wynika bardziej z braku miejsca niż z konieczności lub z prostoty obsługi

Czego potrzebujesz w procesie

Rozpoczynając produkcję domowego panelu słonecznego, warto zaopatrzyć się w:

• fotokomórki;
• skręcony drut miedziany lub specjalne szyny zbiorcze do łączenia ogniw słonecznych;
• lutować;
• diody Schottky'ego przeznaczone do wyjścia prądowego jednej fotokomórki;
• wysokiej jakości szkło antyrefleksyjne lub pleksi;
• listwy i sklejka do produkcji ramy;
• uszczelniacz silikonowy;
• sprzęt komputerowy;
• farba i masa ochronna do obróbki powierzchni drewnianych.

W pracy będziesz potrzebować najprostszego narzędzia, które domownik zawsze ma pod ręką - lutownicy, przecinaka do szkła, piły, śrubokręta, pędzla itp.

Instrukcja produkcji

Do produkcji pierwszej baterii słonecznej najlepiej zastosować fotokomórki z już wlutowanymi przewodami - w takim przypadku zmniejsza się ryzyko uszkodzenia ogniw podczas montażu. Jeśli jednak masz umiejętności posługiwania się lutownicą, możesz zaoszczędzić trochę pieniędzy, kupując ogniwa słoneczne z nielutowanymi stykami. Aby zbudować panel, który widzieliśmy w powyższych przykładach, potrzeba 120 płyt. Używając proporcji około 1: 1, będziesz musiał ułożyć 15 rzędów po 8 fotokomórek. W takim przypadku będziemy mogli połączyć szeregowo co dwie „kolumny” i połączyć równolegle cztery takie jednostki. W ten sposób można uniknąć plątania się kabli i uzyskać gładką, piękną instalację.

Schemat połączeń elektrycznych domowej elektrowni słonecznej

Mieszkaniowy

Montaż panelu słonecznego należy zawsze rozpoczynać od wyprodukowania obudowy. Do tego potrzebne są aluminiowe narożniki lub listwy drewniane o wysokości nie większej niż 25 mm - w tym przypadku nie będą rzucały cienia na zewnętrzne rzędy fotokomórek. Opierając się na wymiarach naszych ogniw silikonowych 3x6 '' (7,62x15,24 cm), rozmiar ramy musi wynosić co najmniej 125x 125 cm Jeśli zdecydujesz się na użycie innego współczynnika kształtu (na przykład 1: 2), rama może być dodatkowo wzmocniona poprzeczką lamelową w tej samej sekcji.

Tylną stronę obudowy zszyć sklejką lub płytą OSB, a otwory wentylacyjne wywiercić w dolnym końcu ramy. Aby wyrównać wilgotność, konieczne będzie połączenie wewnętrznej wnęki panelu z atmosferą - w przeciwnym razie nie można uniknąć zaparowania szkieł.

Do produkcji obudowy panelu słonecznego odpowiednie są najprostsze materiały - drewniane listwy i sklejka

Panel z pleksi lub wysokiej jakości szkła o wysokim stopniu przezroczystości docinany jest do zewnętrznego wymiaru ramy. W ostateczności można zastosować szkło okienne o grubości do 4 mm. Do jego mocowania przygotowywane są wsporniki narożne, w których wykonuje się wiertła do mocowania do ramy. Przy zastosowaniu pleksi można wykonać otwory bezpośrednio w przeźroczystym panelu - ułatwi to montaż.

Aby zabezpieczyć drewnianą obudowę baterii słonecznej przed wilgocią i grzybami, jest impregnowana środkiem antybakteryjnym i malowana farbą olejną.

Dla wygody montażu części elektrycznej, podłoże jest wycinane z płyty pilśniowej lub innego materiału dielektrycznego zgodnie z wewnętrznym rozmiarem ramy. W przyszłości zostanie przeprowadzona na nim instalacja fotokomórek.

Płyty lutownicze

Przed przystąpieniem do lutowania należy „oszacować” instalację fotokomórek. W naszym przypadku potrzebujemy 4 tablic komórek po 30 płytek w każdej i będą one umieszczone w obudowie w piętnastu rzędach. Tak długi łańcuch będzie niewygodny w obsłudze, a ryzyko uszkodzenia delikatnych szklanych płyt wzrośnie. Racjonalne będzie połączenie po 5 części każda i wykonanie końcowego montażu po zamontowaniu fotokomórek na podłożu.

Dla wygody fotokomórki można zamontować na nieprzewodzącym podłożu wykonanym z PCB, plexi lub płyty pilśniowej

Po podłączeniu każdego łańcucha należy sprawdzić jego działanie. W tym celu każdy zestaw jest umieszczany pod lampą stołową. Zapisując wartości prądu i napięcia, można nie tylko monitorować pracę modułów, ale także porównywać ich parametry.

Do lutowania używamy lutownicy małej mocy (maksymalnie 40 W) oraz dobrego, niskotopliwego lutu. Nakładamy go w niewielkiej ilości na wyjściowe części płyt, po czym, obserwując polaryzację połączenia, łączymy części ze sobą.

Podczas lutowania fotokomórek należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ te części są bardzo delikatne.

Po złożeniu poszczególnych łańcuchów rozkładamy je tyłem do podłoża i przyklejamy do powierzchni za pomocą uszczelniacza silikonowego. Każdy blok fotokomórek 15 V jest wyposażony w diodę Schottky'ego. To urządzenie pozwala na przepływ prądu tylko w jednym kierunku, więc nie pozwoli rozładować baterii, gdy napięcie w panelu słonecznym jest niskie.

Ostateczne podłączenie poszczególnych ciągów fotokomórek odbywa się zgodnie z powyższym schematem połączeń. W tym celu można użyć specjalnej szyny lub skrętki miedzianej.

Dołączone ogniwa słoneczne należy mocować za pomocą kleju topliwego lub wkrętów samogwintujących

Montaż paneli

Podłoża z umieszczonymi na nich fotokomórkami są umieszczane w korpusie i mocowane za pomocą wkrętów samogwintujących. Jeśli rama została wzmocniona belką poprzeczną, wykonuje się w niej kilka otworów do montażu przewodów. Wyprowadzony kabel jest bezpiecznie przymocowany do ramy i przylutowany do zacisków zespołu. Aby uniknąć pomyłki z biegunowością, najlepiej jest zastosować dwukolorowe przewody, łącząc czerwony przewód z dodatnim biegunem akumulatora, a niebieski z ujemnym biegunem akumulatora. Wzdłuż górnego konturu ramy nakładana jest ciągła warstwa szczeliwa silikonowego, na którą układane jest szkło. Po ostatecznym zamocowaniu montaż ogniwa słonecznego uważa się za zakończony.

Po zamontowaniu szyby ochronnej na szczeliwie panel można przetransportować na miejsce montażu

Instalacja i podłączenie baterii słonecznej do odbiorców

Z wielu powodów domowy panel słoneczny jest raczej delikatnym urządzeniem, dlatego wymaga ustawienia niezawodnej ramy nośnej. Idealną opcją byłby projekt, który zorientowałby źródło darmowej energii elektrycznej w obu płaszczyznach, ale złożoność takiego systemu jest najczęściej silnym argumentem na korzyść prostego systemu przechylnego. Jest to ruchoma ramka, którą można ustawić pod dowolnym kątem względem oprawy. Poniżej przedstawiono jedną z opcji ramy, która została zburzona z drewnianego pręta. Do jego produkcji można użyć metalowych narożników, rur, opon itp. - wszystkiego, co jest pod ręką.

Rysunek ramy ogniwa słonecznego

Aby podłączyć panel słoneczny do akumulatorów, potrzebujesz kontrolera ładowania. Urządzenie to będzie monitorować stan naładowania i rozładowania akumulatorów, monitorować przepływ prądu i przełączać się na zasilanie sieciowe w przypadku znacznego spadku napięcia. Urządzenie o wymaganej mocy i wymaganej funkcjonalności można kupić w tych samych punktach sprzedaży, w których sprzedawane są fotokomórki. Jeśli chodzi o zasilanie odbiorców domowych, będzie to wymagało przekształcenia niskiego napięcia na 220 V.Inne urządzenie, falownik, z powodzeniem sobie z tym radzi. Muszę powiedzieć, że rodzimy przemysł produkuje niezawodne urządzenia o dobrych parametrach użytkowych, więc konwerter można kupić na miejscu - w tym przypadku bonusem będzie „prawdziwa” gwarancja.

Jedna bateria słoneczna nie wystarczy do pełnoprawnego zasilania w domu - potrzebne będą też baterie, kontroler ładowania i falownik

W sprzedaży można znaleźć falowniki o tej samej mocy, czasami różniące się ceną. Rozrzut ten tłumaczy się „czystością” napięcia wyjściowego, które jest warunkiem koniecznym do zasilania poszczególnych urządzeń elektrycznych. Przetwornice z tak zwaną czystą falą sinusoidalną mają bardziej skomplikowaną konstrukcję, a co za tym idzie wyższy koszt.

Wideo: samodzielne tworzenie paneli słonecznych

Budowa domowej elektrowni słonecznej nie jest łatwym zadaniem i wymaga zarówno nakładów finansowych, jak i czasowych oraz minimalnej znajomości podstaw elektrotechniki. Przystępując do montażu panelu słonecznego należy zachować maksymalną uwagę i dokładność - tylko w takim przypadku można liczyć na skuteczne rozwiązanie problemu. Na koniec chciałbym przypomnieć, że zanieczyszczenie szkłem jest jednym z czynników spadku wydajności. Pamiętaj, aby na czas wyczyścić powierzchnię panelu słonecznego, w przeciwnym razie nie będzie on mógł pracować z pełną mocą