Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Panourile solare - o sursă de energie care poate fi direcționată către producția de energie electrică sau termică pentru clădirile cu o înălțime mică. Aici sunt doar panouri solare au un cost ridicat și nu sunt disponibile pentru majoritatea oamenilor din țara noastră. Sunteți de acord?

Un alt lucru este atunci când o baterie solară se face manual - costurile sunt reduse semnificativ, iar acest design nu funcționează mai rău decât un panou de producție industrială. Prin urmare, dacă vă gândiți serios să achiziționați o sursă alternativă de energie electrică, încercați să o faceți singur - nu este foarte dificil.

Articolul se concentrează pe fabricarea celulelor solare. Vă vom spune ce materiale și instrumente sunt necesare pentru acest lucru. Puțin mai jos veți găsi instrucțiuni pas cu pas cu ilustrații care demonstrează clar progresul lucrării.

Pe scurt despre dispozitiv și despre lucru

Energia soarelui poate fi transformată în căldură atunci când purtătorul de energie este un fluid de transfer de căldură sau electricitatea colectată în baterii. O baterie este un generator care funcționează pe principiul efectului fotoelectric.

Conversia energiei solare în energie electrică are loc după ce soarele intră în celulele plate fotovoltaice, care reprezintă partea principală a bateriei.

În același timp, cuantele de lumină "eliberează" electronii lor de la orbite extreme. Acești electroni liberi produc un curent electric care trece prin controler și se acumulează în baterie, și de acolo merge către consumatorii de energie.

Ansamblul bateriei prezentat în exemplul respectiv a fost realizat din 36 de plăci de 80x150 mm. Performanța fiecărei plăci este de 2, 1 W, puterea totală a dispozitivului este de 76 W Pe partea frontală a bateriei solare în curs de construcție sunt firele pozitive purtătoare de curent formate prin lipire Conductoarele de curent pe șase contacte sunt formate din partea din spate prin lipire. Plăcile sunt conectate în conformitate cu schema secvențială. La ieșirea liniei pozitive, este instalată o diodă Schottky, care împiedică descărcarea bateriei în perioadele meteo noroase.

În rolul de fotocelule de placă acționează elemente din siliciu. Pe de o parte, placa de siliciu este acoperită cu un strat subțire de fosfor sau bor - un element chimic pasiv.

În acest loc, sub acțiunea razelor soarelui, se eliberează un număr mare de electroni, care sunt ținuți de un film fosfor și nu se împrăștie.

Pe suprafața plăcii există "piste" de metal pe care se aliniază electronii liberi, formând o mișcare ordonată, adică curent electric.

Cu cât sunt mai multe astfel de fotocelule de siliciu, cu atât mai mult curent electric poate fi obținut. Citiți mai multe despre principiul funcționării bateriei solare, citiți mai departe.

Stratul superior al plăcilor fotovoltaice este acoperit cu un strat care previne reflectarea razelor solare de pe plăci, sporind eficiența acestora

Materiale pentru crearea unei plăci solare

Noțiuni de bază pentru construirea bateriei solare trebuie să stoc pe următoarele materiale:

  • plăci fotovoltaice silicate;
  • plăci din PAL, colțuri de aluminiu și lame;
  • spumă tare cu o grosime de 1, 5-2, 5 cm;
  • un element transparent care servește ca bază pentru plachetele de siliciu;
  • suruburi, suruburi;
  • silicon pentru utilizare în exterior;
  • cabluri electrice, diode, terminale.

Cantitatea de materiale necesare depinde de dimensiunea bateriei, care este cel mai adesea limitată de numărul de fotocelule disponibile. Din uneltele 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-ampermetru.

Acum ia în considerare cele mai importante materiale în detaliu.

Plachete de siliciu sau fotocelule

Celulele foto pentru baterii sunt de trei tipuri:

  • policristaline;
  • singur cristal;
  • amorf.

Plăcile policristaline sunt caracterizate printr-o eficiență scăzută. Dimensiunea efectului util este de aproximativ 10 - 12%, dar acest indicator nu scade cu trecerea timpului. Durata policriștilor - 10 ani.

Bateria solară este asamblată din module, care, la rândul ei, sunt alcătuite din convertoare fotoelectrice. Bateriile cu fotocelule siliconice rigide sunt un tip de sandwich cu straturi succesive fixate într-un profil de aluminiu.

Fotoculturile cu un singur cristal se pot bucura de o eficiență mai mare - 13-25% și perioade lungi de lucru - peste 25 de ani. Cu toate acestea, în timp, eficiența cristalelor singulare scade.

Traductoarele cu un singur cristal sunt produse prin tăierea cristalelor cultivate artificial, ceea ce explică cea mai mare fotoconductivitate și performanță.

Fotoconvertoarele de film sunt produse prin aplicarea unui strat subțire de siliciu amorf pe o suprafață flexibilă a polimerului

Bateriile flexibile cu siliciu amorf sunt cele mai avansate. Convertorul lor fotoelectric este pulverizat sau depus pe o bază polimerică. Eficiența în regiune de 5 - 6%, dar sistemele de film sunt extrem de convenabile pentru a fi așezate.

Sistemele de film cu fotoconvertoare amorfe au apărut relativ recent. Este extrem de simplu și cât de ieftin posibil, dar pierde calitățile consumatorilor mai repede decât concurenții.

Este inadecvată utilizarea celulelor fotovoltaice de diferite dimensiuni. În acest caz, curentul maxim produs de baterie va fi limitat de curentul celei mai mici celule. Aceasta înseamnă că plăcile mai mari nu vor funcționa la capacitate maximă.

Când cumpărați fotocelule, întrebați vânzătorul despre metoda de livrare, majoritatea vânzătorilor utilizează metoda de ceară pentru a preveni distrugerea elementelor fragile

Cel mai adesea, bateriile de uz casnic folosesc fotocelule monociclice și policristaline de 3 x 6 inci, care pot fi comandate de la magazine online cum ar fi E-bye.

Costul celulelor fotovoltaice este destul de ridicat, însă multe magazine vând așa-numitele elemente ale grupului B. Produsele menționate în acest grup au un defect, dar sunt adecvate pentru utilizare, iar costul lor este mai mic decât cel al plăcilor standard cu 40-60%.

Majoritatea magazinelor online vând celule fotovoltaice în seturi de 36 sau 72 plăci de conversie fotoelectrice. Se vor cere barele de conectare pentru conectarea modulelor individuale la baterie, iar pentru conectarea la sistem vor fi necesare terminale.

Plăcile siliconice policristaline atrag un preț accesibil. Lipsa acestora nu are o eficiență și o rigiditate prea ridicată, necesitând o bază solidă pentru a fi așezate Pe partea din spate a plăcii sunt 6 pini pentru conductorul de lipit. Din exterior, contactul este pus fie într-o bandă continuă, fie într-o linie punctată. Plăcile de silicon monocristal sunt aproape de trei ori mai puternice decât cele policristaline și aproape patru mai scumpe Versiunea cu un singur cristal este flexibilă, se poate potrivi pe suprafețe inegale complexe care nu sunt stabile

Cadru și element transparent

Cadrul pentru panoul viitor poate fi realizat din lamele de lemn sau din colțurile din aluminiu.

A doua opțiune este preferabilă din mai multe motive:

  • Aluminiu este un metal ușor, care nu dă o sarcină serioasă structurii de susținere, pe care se planifică instalarea bateriei.
  • La efectuarea tratamentului anti-coroziune, aluminiul nu este afectat de rugina.
  • Nu absoarbe umezeala din mediul inconjurator, nu putrezeste.

Atunci când alegeți un element transparent, este necesar să se acorde atenție unor parametri precum indicele de refracție al luminii solare și abilitatea de a absorbi radiațiile infraroșii.

Eficiența celulelor fotovoltaice va depinde în mod direct de primul indicator: cu cât indicele de refracție este mai mic, cu atât este mai mare eficiența plăcilor de siliciu.

Reflexia minimă a plexiglasului sau a versiunii sale mai ieftine este plexiglasul. Puțin mai mic decât indicele de refracție al luminii din policarbonat.

Valoarea celui de-al doilea indicator depinde de faptul dacă fotocelulele de siliciu se vor încălzi sau nu. Cu cât plăcile sunt mai mici încălzite, cu atât vor dura mai mult. Radiația IR este cel mai bine absorbită de plexiglas și sticlă cu absorbție specială la căldură, cu absorbție IR. Un pic mai rău - sticlă obișnuită.

Dacă este posibil, cea mai bună opțiune ar fi folosirea sticlei transparente antireflexive ca element transparent.

Prin raportul costului la indicii de refracție a luminii și absorbția radiației infraroșii, plexiglasul este varianta cea mai optimă pentru fabricarea unei baterii helib.

Proiectarea sistemului și selectarea locației

Proiectul sistemului solar include calcule ale dimensiunii necesare a plăcii solare. După cum sa menționat mai sus, mărimea bateriei este limitată, de obicei, la celule fotovoltaice scumpe.

Helio-baterie ar trebui să fie instalat la un anumit unghi, care ar asigura expunerea maximă a soarelui la platourile de siliciu. Cea mai bună opțiune - bateria, care poate schimba unghiul.

Locul de amplasare a plăcilor solare poate fi foarte divers: pe sol, pe acoperișul înclinat sau plat al casei, pe acoperișurile încăperilor utilitare.

Singura condiție este ca bateria să fie plasată pe partea însorită a terenului sau a casei care nu este umbrită de coroana înaltă a copacilor. În acest caz, unghiul optim de înclinare trebuie calculat prin formula sau prin utilizarea unui calculator specializat.

Unghiul de înclinație va depinde de locația casei, de perioada din an și de climat. Este de dorit ca bateria să aibă capacitatea de a schimba unghiul de înclinare ca urmare a modificărilor sezoniere în înălțimea soarelui, deoarece acestea funcționează la fel de eficient cu cât este posibil ca lumina soarelui să fie perpendiculară pe suprafață.

Pentru partea europeană a țărilor CSI, unghiul staționar de înclinare recomandat este de 50 - 60 °. Dacă designul oferă un dispozitiv pentru schimbarea unghiului de înclinare, atunci în perioada de iarnă este mai bine să puneți bateriile la 70 ° la orizont, vara la un unghi de 30 °

Calculele arată că 1 metru pătrat al sistemului solar permite obținerea a 120 de wați. Prin urmare, prin calcule, se poate stabili că un sistem solar de cel puțin 20 de metri pătrați este necesar pentru a asigura o familie medie cu electricitate de 300 kW pe lună.

Imediat instalarea unui astfel de sistem solar va fi problematică. Dar chiar instalarea unei baterii de 5 metri va ajuta la economisirea energiei și la o contribuție modestă la ecologia planetei noastre. De asemenea, vă recomandăm să vă familiarizați cu principiul calculului numărului necesar de celule solare.

Bateria solară poate fi utilizată ca sursă de energie de rezervă, cu deconectarea frecventă a alimentării centralizate. Pentru comutarea automată este necesar să se asigure un sistem de alimentare neîntreruptibil.

Un astfel de sistem este convenabil prin aceea că atunci când se utilizează o sursă tradițională de energie electrică în același timp, bateria sistemului solar este încărcată. Echipamentul care deservește bateria solară este amplasat în interiorul casei, astfel că este necesar să se prevadă o cameră specială.

Plasarea bateriilor pe acoperișul înclinat al casei, nu uitați de unghiul de înclinare a panoului, ideal când bateria are un dispozitiv pentru schimbări sezoniere în unghiul de înclinare

Instalarea pas cu pas a panoului solar

Alegerea unui loc pentru găzduirea panoului solar și a echipamentului pentru întreținerea sistemului solar și cu toate materialele și instrumentele necesare, puteți începe să instalați bateria.

La instalare este necesar să se respecte măsurile de siguranță, în special când se montează panoul finalizat pe acoperișul unei case. Luați în considerare algoritmul pas cu pas pentru modul de realizare a unei baterii solare.

Pasul # 1 - lipirea contactelor de siliciu

Montarea unei baterii solare de casă începe adesea cu lipirea conductorilor fotovoltaici. Desigur, dacă aveți ocazia, cel mai bine este să cumpărați celule fotovoltaice imediat cu conductori, deoarece lipirea este o lucrare foarte dificilă și laborioasă, care durează mult timp.

Lipirea se efectuează după cum urmează:

  1. Utilizează o fotocelula de siliciu fără conductori și un conductor de bandă metalică.
  2. Conductorii sunt tăiați folosind un carton, lungimea lor fiind de 2 ori mai mare decât dimensiunea plăcii de siliciu.
  3. Conductorul este așezat ușor pe placă. Pe un element - doi conductori.
  4. În locul unde se va face lipirea, este necesar să se utilizeze acid pentru a lucra cu un fier de lipit.
  5. Lipiți cu ajutorul unui fier de lipit atașând ușor conductorul la placă.

În timpul procesului de lipire este imposibil să apăsați elementul silicat, deoarece este foarte fragilă și se poate prăbuși! Dacă sunteți norocoși și ați achiziționat fotocelule cu contacte gata, atunci vă veți salva de la munca lungă și dificilă, deplasându-vă direct la fabricarea cadrului pentru viitoarea baterie.

Lipirea contactelor pentru celulele fotovoltaice defecte din grupa B se face în aceeași direcție ca și pentru plăcile întregi.

Pasul # 2 - realizarea unui cadru pentru o baterie solară

Rama este locul unde vor fi instalate fotocelulele. Pentru fabricarea cadrului luate colțuri de aluminiu și lamele, care formează cadrul. Dimensiunea recomandată a colțului - 70-90 mm.

Stratul siliconic se aplică în interiorul colțurilor metalice. Colțurile de etanșare trebuie realizate cu atenție, depind de durabilitatea întregii structuri.

După ce rama de aluminiu este gata, treceți la fabricarea casetei din spate. Carcasa din spate este o cutie din lemn din PAL cu laturi joase.

Partea superioară va crea o umbră pe fotocelule, astfel încât înălțimea lor nu trebuie să depășească 2 cm. Partea laterală este înșurubată cu șuruburi de auto-înșurubare și o șurubelniță.

Dimensiunile camerelor sunt calculate luând în considerare necesitatea de a lăsa diferențele între celulele fotovoltaice. Ar trebui să fie de 3 - 5 mm În laturile și bara, împărțind corpul în două segmente pentru o instalare ușoară, găurile pentru sistemul de ventilație sunt forate Pentru a îmbunătăți precizia plăcilor de montaj și distribuția exactă a golurilor, se folosește un substrat din tablă Pentru a proteja detaliile casetei dispozitivului care lucrează pe stradă, detaliile cazului sunt acoperite cu o compoziție de colorare

În partea inferioară a cutiei de carton a plăcii PAL sunt orificii. Distanța dintre găuri este de aproximativ 10 cm. Un element transparent (plexiglas, sticlă antiglare, plexiglas) este instalat în cadrul din aluminiu.

Elementul transparent este presat și fixat, fixarea acestuia fiind efectuată cu ajutorul hardware-ului: 4 la colțuri, precum și câte 2 fiecare lungime și fiecare câte unul din partea scurtă a cadrului. Hardware fixat cu șuruburi.

Cadrul pentru bateria solare este gata și puteți trece la cea mai importantă parte - instalarea celulelor fotovoltaice. Înainte de instalare, este necesară curățarea plexiglasului de praf și degresarea cu lichid care conține alcool.

Pasul # 3 - montarea fotocelulelor cu placă de siliciu

Montarea și lipirea plăcilor din silicon este cea mai consumatoare parte a activității de a crea un panou solar cu propriile mâini. Mai întâi, puneți fotocelulele pe plexiglas cu plăcuțe albastre în jos.

Dacă colectați mai întâi bateria, puteți utiliza substratul pentru marcare pentru a aranja plăcile exact la o distanță mică (3-5 mm) unul față de celălalt.

  1. Producem lipirea fotocelulelor conform următoarei scheme de conexiuni: "+" sunt amplasate pe partea din față a plăcii, "-" - pe spate. Înainte de lipire, aplicați ușor flux și lipire pentru a conecta contactele.
  2. Facem lipirea tuturor fotocelulelor în serie în rânduri de sus în jos. Rândurile ar trebui apoi să fie interconectate.
  3. Începem să lipim fotocelule. Pentru a face acest lucru, aplicați o cantitate mică de material de etanșare în centrul fiecărei plăci de silicon.
  4. Vom întoarce lanțurile rezultate cu fotocelule cu partea din față (unde sunt plăcile albastre) și așezați plăcile în conformitate cu marcajele care au fost aplicate mai devreme. Apăsați cu grijă fiecare placă pentru ao fixa în locul ei.
  5. Contactele celulelor fotocelule extreme sunt transmise la magistrala, respectiv "+" și "-". Se recomandă utilizarea unui conductor de argint mai larg pentru anvelopă.
  6. O baterie solară trebuie să fie echipată cu o diodă de blocare care se conectează la contacte și împiedică descărcarea acumulatorilor prin structură pe timp de noapte.
  7. În partea inferioară a ramei, găuriți găuri pentru a scoate firele.

Firele trebuie atașate la cadru, astfel încât acestea să nu se scurgă, acest lucru se poate face folosind un material de etanșare cu silicon.

Pasul 1: Pentru a îndepărta stratul de ceară de protecție de pe suprafața plăcilor fotovoltaice, acestea sunt scufundate în apă caldă, dar nu în fierbere Pasul 2: După înmuierea în apă fierbinte pentru a îndepărta acoperirea cu ceară, plachetele de siliciu se usucă pe un prosop. Pasul 3: Pentru a facilita procesul de lipire și fixare a plăcilor, contururile lor sunt desenate pe substrat Pasul 4: Elementele sunt conectate în serie. Banda de lipit folosește un fier de lipit cu putere redusă și bare de lipit cu o tijă în miez Pasul 5: Lipirea este realizată până când toate elementele unui singur helios sistem sunt conectate la 6 pini. Pasul 6: După conectarea părții din spate a plăcilor fotovoltaice, ele sunt transformate și formează linii externe de transport al curentului. Pasul 7: Bara de conectare, la care sunt conectate liniile bateriei, este realizată din șnurul de cupru al unui cablu vechi. anvelopa este așezată pe o picătură de adeziv Pasul 8: După asamblare, fiecare dintre cele două părți ale viitoarei baterii solare trebuie testată pentru funcționare în lumină naturală.

Pasul 4 - Încercarea bateriilor înainte de etanșare

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 conectate slab.

Pentru testare, aveți nevoie de un ammeter de uz casnic convențional. Măsurătorile ar trebui să se efectueze într-o zi însorită la 13-14 ore, soarele nu trebuie ascuns de nori.

Scoatem bateria de pe stradă și instalam în conformitate cu unghiul de înclinare calculat anterior. Conectăm ampermetrul la contactele bateriei și măsoară curentul de scurtcircuit.

Punctul de testare este că curentul de funcționare al curentului electric ar trebui să fie cu 0, 5-1, 0 A mai mic decât curentul de scurtcircuit. Citirea instrumentului trebuie să fie mai mare de 4, 5 A, ceea ce indică faptul că bateria solare funcționează.

Dacă testerul oferă citiri mai mici, atunci secvența conexiunii fotocelulelor este probabil spartă undeva.

De obicei, o baterie solară auto-construită, construită din celule fotovoltaice din grupa B, oferă citiri de 5-10 A, cu 10-20% mai mici decât cele ale panourilor solare industriale.

Pasul 9: După verificarea performanțelor părților bateriei sigilate pe substrat, acestea sunt plasate în carcasă Pasul 10: Substraturile cu plăci în interiorul carcasei sunt fixate pe patru șuruburi. Particulele de conectare ale bateriei sunt descărcate prin orificiile de ventilație. Pasul 11: O diodă Schottky este conectată în serie la fiecare jumătate a bateriei construite. Minus-ul său se conectează la sistemul plus Pasul 12: O gaură este forată pentru a trage firele din carcasă. Firele sunt legate astfel încât să nu se desprindă și să fie fixate cu material de etanșare Pasul 13: După aplicarea agentului de etanșare, este necesar să se realizeze o ruptură tehnologică, care să permită polimerizarea compoziției Pasul 14: Un conector cu două pini este conectat la fir din panoul solar. Ieșirea care îi aparține este montat pe bateria dispozitivului care va încărca bateria. Pasul 15: După asamblarea celor două părți ale dispozitivului și aducerea liniei de alimentare în exterior, bateria este acoperită cu un ecran pre-pregătit Pasul 16: Înainte de etanșarea îmbinărilor cap la cap helioprim, se efectuează din nou o verificare a performanței pentru a elimina în timp contactele de ieșire, dacă acestea sunt detectate

Pasul # 5 - Etanșarea fotocelulelor în carcasă

Etanșarea se poate face numai după ce vă asigurați că bateria funcționează. Pentru etanșare este mai bine să utilizați compusul epoxidic, dar considerând că consumul de materiale va fi mare, iar costul său este de aproximativ 40-45 de dolari. Dacă este un pic mai scump, atunci în loc să îl poți folosi tot același agent de etanșare siliconic.

Utilizând materialul de etanșare cu silicon, preferați-l pe cel de pe ambalajul căruia indică faptul că este potrivit pentru utilizare la temperaturi sub zero.

Există două modalități de a sigila:

  • umplere completă atunci când panourile sunt umplute cu agent de etanșare;
  • aplicând material de etanșare pe spațiul dintre fotocelule și pe elementele extreme.

În primul caz, sigiliul va fi mai fiabil. După umplere, substanța de etanșare ar trebui să se aplice. Apoi, plexiglasul este instalat pe partea superioară și strâns presat pe plăcile acoperite cu silicon.

Pentru a asigura amortizarea și o protecție suplimentară între suprafața posterioară a fotocușilor și rama PAL, mulți artizani recomandă instalarea unei garnituri din cauciuc spongios rigid de 1, 5-2, 5 cm lățime.

Nu este necesar să se facă acest lucru, dar este de dorit, având în vedere că plachetele de siliciu sunt destul de fragile și pot fi ușor deteriorate.

După instalarea placii de sticlă pe design, puneți sarcina, sub acțiunea căreia se extrudează bulele de aer. Bateria solară este gata și, după retestare, poate fi instalată într-un loc pre-selectat și conectată la sistemul solar al casei dvs.

Concluzii și video util pe această temă

Privire de ansamblu asupra fotocelulelor comandate într-un magazin online chinez:

Instrucțiuni video pentru fabricarea panourilor solare:

Efectuarea unui panou solar cu propriile mâini nu este o sarcină ușoară. Eficiența majorității acestor baterii este mai mică decât cea a panourilor de producție industrială cu 10-20%. Cel mai important lucru în proiectarea unei baterii solare este alegerea și instalarea corectă a fotovoltaicii.

Nu încercați imediat să creați un panou imens. Încercați mai întâi să construiți un dispozitiv mic pentru a înțelege toate nuanțele acestui proces.

Aveți abilități practice pentru a crea celule solare? Vă rugăm să împărtășiți experiența dvs. cu vizitatorii site-ului dvs. - scrieți comentariile în blocul de mai jos. De asemenea, puteți pune întrebări în legătură cu subiectul articolului.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Constructie