Как да направите слънчева батерия със собствените си ръце: инструкция за самостоятелно сглобяване

Слънчевите панели са източник на енергия, който може да се използва за генериране на електричество или топлина за сграда с ниска височина. Ето само соларни панели имат висока цена и не са достъпни за повечето жители на страната ни. Съгласен ли сте?

Друго нещо е, когато соларен панел е направен със собствените си ръце - разходите са значително намалени и такъв дизайн работи не по-лошо от индустриалния панел. Ето защо, ако сериозно мислите да закупите алтернативен източник на електроенергия, опитайте се да го направите сами - това не е много трудно.

Статията ще се фокусира върху производството на слънчеви панели. Ще ви кажем какви материали и инструменти ще са необходими за това. И малко по-долу ще намерите стъпка по стъпка инструкции с илюстрации, които ясно демонстрират напредъка на работата.

Накратко за устройството и работата

Енергията на слънцето може да бъде преобразувана в топлина, когато източникът на енергия е течност за пренос на топлина или в електрическа енергия, събрана в батерии. Батерията е генератор, работещ на принципа на фотоелектричния ефект.

Преобразуването на енергията на слънцето в електричество се случва, след като слънчевата светлина навлезе в плоско-слънчевите клетки, които са основната част на батерията.

В този случай светлинните кванти "освобождават" електроните си от крайни орбити. Тези свободни електрони дават електрически ток, който преминава през контролера и се натрупва в батерията, а оттам отива към консуматори на енергия.

Силициевите елементи действат като фотоклетки. Силиконовата вафла е покрита от едната страна с много тънък слой фосфор или бор - пасивен химичен елемент.

На това място под въздействието на слънчевата светлина се отделят голям брой електрони, които се задържат от фосфорния филм и не се разминават.

На повърхността на плочата има метални „следи“, върху които свободните електрони се редят, образувайки подредено движение, т.е. електрически ток.

Колкото повече са такива силициеви вафлени фотоклетки, толкова повече електрически ток може да се получи. Прочетете повече за принципа на работа на слънчевата батерия още.

Горният слой на фотоклетките е покрит със слой, който не позволява отразяване на слънчевата светлина от плочите, увеличавайки тяхната ефективност

Материали за създаване на слънчева плоча

Започвайки да изграждате слънчева батерия, трябва да се запасите със следните материали:

• силикатна плоча-фотоклетки;
• листове от ПДЧ, алуминиеви ъгли и летви;
• твърда пяна от каучук с дебелина 1,5-2,5 см;
• прозрачен елемент, който действа като основа за силиконови вафли;
• винтове, винтове;
• силиконов уплътнител за външна употреба;
• електрически проводници, диоди, клеми.

Количеството на необходимите материали зависи от размера на вашата батерия, която най-често е ограничена от броя на наличните фотоклетки. От необходимите инструменти: отвертка или комплект отвертки, ножовка за метал и дърво, поялник. За да тествате готовата батерия, се нуждаете от тестер-амперметър.

Сега разгледайте по-подробно най-важните материали.

Силиконови вафли или фотоклетки

Има три типа соларни клетки за батерии:

• поликристални;
• единичен кристал;
• аморфна.

Поликристалните пластини се характеризират с ниска ефективност. Размерът на полезния ефект е около 10 - 12%, но този показател с времето не намалява. Продължителността на поликристалите е 10 години.

Слънчевата батерия е сглобена от модули, които от своя страна са съставени от фотоволтаични преобразуватели. Батериите с твърди силиконови фотоелементи са вид сандвич с последователно подредени слоеве, фиксирани в алуминиев профил

Монокристалните фотоклетки се отличават с по-висока ефективност от 13-25% и дълъг живот над 25 години. С течение на времето обаче, ефективността на монокристалите намалява.

Монокристалните конвертори се получават чрез нарязване на изкуствено отгледани кристали, което обяснява най-високата фотопроводимост и производителност.

Филмовите фотоконвертори се получават чрез нанасяне на тънък слой от аморфен силиций върху полимерна гъвкава повърхност

Гъвкавите аморфни силиконови батерии са най-модерните. Фотоелектрическият преобразувател се напръсква или отлага върху полимерна основа. Ефективността в района на 5 - 6%, но филмовите системи са изключително удобни за инсталиране.

Филмовите системи с аморфни фотоконвертори се появиха сравнително наскоро. Това е изключително проста и изключително евтина форма, но по-бърза от конкурентите, които губят потребителските качества.

Не е подходящо да използвате фотоклетки с различни размери. В този случай максималният ток, генериран от батериите, ще бъде ограничен от тока на най-малката клетка.Следователно, по-големите плочи няма да работят с пълен капацитет.

Когато купувате фотоклетки, попитайте продавача за начина на доставка, повечето продавачи използват метода на восък, за да предотвратят унищожаването на крехките елементи

Най-често за самостоятелно изработени батерии се използват монокристални и поликристални фотоклетки с размери 3x6 инча, които могат да бъдат поръчани в онлайн магазини като E-buy.

Цената на соларните клетки е доста висока, но много магазини продават така наречените елементи от група Б. Продуктите, причислени към тази група, са дефектни, но подходящи за употреба и цената им е по-ниска от тази на стандартните плочи с 40-60%.

Повечето онлайн магазини продават слънчеви клетки в комплекти от 36 или 72 фотоволтаични платки за преобразуване. За да свържете отделни модули към акумулатора, ще са необходими шини и ще са необходими терминали за свързване към системата.

Капачка и прозрачен елемент.

Рамката за бъдещия панел може да бъде направена от дървени летви или алуминиеви ъгли.

Вторият вариант е по-предпочитан поради редица причини:

• Алуминият е лек метал, който не дава сериозно натоварване на носещата конструкция, върху която се планира да бъде монтирана батерията.
• Когато извършва антикорозионна обработка, алуминият не е податлив на ръжда.
• Не абсорбира влагата от околната среда, не гние.

При избора на прозрачен елемент е необходимо да се обърне внимание на такива параметри като коефициента на пречупване на слънчевата светлина и способността за абсорбиране на инфрачервено лъчение.

Ефективността на фотоклетките ще зависи пряко от първия показател: колкото по-нисък е показателят на пречупване, толкова по-висока е ефективността на силициевите пластини.

Плексигласът или по-евтината му версия от плексиглас имат минималното отражение на светлината. Поликарбонатът има малко по-нисък показател на пречупване.

Стойността на втория индикатор определя дали силициевите фотоклетки сами ще се нагряват или не. Колкото по-малко плочите се нагряват, толкова по-дълго ще издържат. ИЧ лъчението се поглъща най-добре от специален поглъщащ топлина плексиглас и стъкло с IR абсорбция. Малко по-лошо - обикновена чаша.

Ако е възможно, тогава най-добрият вариант би бил да се използва антиотражателно прозрачно стъкло като прозрачен елемент.

Според съотношението на разходите и показателите на пречупване на светлината и поглъщането на инфрачервено лъчение, плексигласът е най-добрият вариант за производството на слънчеви клетки

Дизайн на системата и избор на сайт

Дизайнът на слънчевата система включва изчисляването на необходимия размер на слънчевата плоча. Както бе споменато по-горе, размерът на батерията обикновено е ограничен от скъпи фотоклетки.

Слънчевата батерия трябва да бъде инсталирана под определен ъгъл, което би осигурило максимално излагане на силиконови пластини от слънчева светлина. Най-добрият вариант са батериите, които могат да променят ъгъла.

Мястото за инсталиране на слънчеви плочи може да бъде най-разнообразно: на земята, на скатен или плосък покрив на къща, на покривите на помощни помещения.

Единственото условие е акумулаторът да бъде поставен от слънчевата страна на площадката или къщата, а не засенчен от висока корона на дървета. В този случай оптималният ъгъл на наклон трябва да се изчисли по формулата или с помощта на специализиран калкулатор.

Ъгълът на наклон ще зависи от местоположението на къщата, сезон и климат. Желателно е акумулаторът да има възможност да променя ъгъла на наклон след сезонни промени във височината на слънцето, тъй като те работят възможно най-ефективно, когато слънчевата светлина пада строго перпендикулярно на повърхността.

За европейската част от страните от ОНД препоръчителният стационарен ъгъл на наклон е 50-60 º. Ако дизайнът осигурява устройство за промяна на ъгъла на наклон, тогава през зимата е по-добре да поставите батериите на 70 º спрямо хоризонта, през лятото под ъгъл от 30 º

Изчисленията показват, че 1 квадратен метър от Слънчевата система прави възможно получаването на 120 вата. Следователно чрез изчисления може да се установи, че за да се осигури на средното семейство електричество в размер на 300 кВт на месец, е необходима слънчева система от поне 20 квадратни метра.

Веднага инсталирането на такава слънчева система ще бъде проблематично. Но дори инсталирането на 5-метрова батерия ще помогне да спестите енергия и да направите скромен принос за екологията на нашата планета. Препоръчваме ви също да се запознаете с принципа на изчисляване на необходимото количество. слънчеви панели.

Слънчевата батерия може да се използва като резервен източник на енергия с чести изключения на централизирано захранване. За автоматично превключване е необходимо да се осигури система за непрекъсваемо захранване.

Такава система е удобна с това, че когато се използва традиционен източник на електричество, зареждането се извършва едновременно батерия за слънчева система, Оборудването, обслужващо слънчевата батерия, се намира вътре в къщата, следователно е необходимо да се осигури специално помещение.

Когато поставяте батерии на наклонен покрив на къщата, не забравяйте за ъгъла на наклона на панела, идеален, когато батерията има устройство за сезонно изменение на ъгъла на наклон

Инсталиране на слънчев панел на стъпки

Избирайки място за поставяне на слънчев панел и оборудване за обслужване на слънчевата система, както и разполагане с всички необходими материали и инструменти, можете да започнете да инсталирате батерията.

По време на монтажа трябва да се спазват предпазни мерки, особено когато монтаж на готовия панел на покрива на къщата. Помислете стъпка по стъпка алгоритъм за това как да направите слънчева батерия.

Стъпка # 1 - запояване на силиконови пластини

Инсталирането на домашна слънчева батерия често започва с запояване на фотоклеточни проводници. Разбира се, ако имате възможност, най-добре е да закупите слънчеви клетки веднага с проводници, както запояването е много трудна и старателна работа, която отнема много време.

Запояване се извършва, както следва:

1. Взета е силиконова фотоклетка без проводници и метална лента-проводник.
2. Проводниците се нарязват с помощта на картонена заготовка, дължината им е 2 пъти по-голяма от размера на силиконовата вафла.
3. Проводникът е добре разположен върху плочата. На един елемент - два проводника.
4. На мястото, където ще се извършва запояване, е необходимо да се приложи киселина за работа с поялника.
5. Спойка с поялник чрез внимателно свързване на проводника към плочата.

По време на запояване не натискайте върху силикатния елемент, като много е крехка и може да се срине! Ако имате късмет и сте закупили фотоклетки с готови контакти, тогава ще се спестите от дълга и трудна работа, незабавно пристъпвайки към производството на рамката за бъдещата батерия.

Контактите за запояване за дефектни фотоклетки от група В се извършват в същата посока по същия начин, както за цели плочи

Стъпка # 2 - изработка на рамката за слънчевия панел

Рамката е мястото, където ще бъдат инсталирани фотоклетките.За производството на рамката се вземат алуминиеви ъгли и летви, от които рамките се сгъват. Препоръчителен размер на ъгъла е 70-90 мм.

Силиконовият уплътнител се нанася върху вътрешната страна на металните ъгли. Запечатването на ъглите трябва да се извършва внимателно, трайността на цялата конструкция зависи от това.

След като алуминиевата рамка е готова, пристъпете към производството на задния корпус. Задният калъф е дървена кутия, изработена от ПДЧ с ниски страни.

Високите страни ще създадат сянка върху фотоклетките, така че височината им не трябва да надвишава 2 см. Страните се завинтват с помощта на самонарезни винтове и отвертка.

В долната част на кутията, вентилационните отвори са направени от ПДЧ. Разстоянието между отворите е около 10 см. В алуминиевата рамка е монтиран прозрачен елемент (плексиглас, антиотражателно стъкло, плексиглас).

Прозрачният елемент се натиска и фиксира, закрепването му се извършва с помощта на хардуер: 4 в ъглите, както и 2 от дългата и 1 от късата страна на рамката. Хардуер закрепете с винтове.

Рамката за слънчевата батерия е готова и можете да пристъпите към най-критичната част - инсталирането на слънчеви клетки. Преди монтажа е необходимо плексигласът да се почисти от прах и да се обезмасли с течност, съдържаща алкохол.

Стъпка # 3 - монтиране на силициеви вафлени фотоклетки

Монтирането и запояването на силиконови пластини е най-отнемащата време част от създаването на собствен слънчев панел. Първо изложихме фотоклетките върху плексиглас със сини плочи надолу.

Ако сглобявате батерията за първи път, тогава можете да използвате субстрата за маркиране, за да поставите плочите точно на малко (3-5 мм) разстояние една от друга.

1. Припояваме фотоклетките съгласно следната схема на окабеляване: "+" пистите са разположени от предната страна на плочата, "-" - от задната страна. Преди запояване внимателно нанесете флюс и спойка, за да свържете контактите.
2. Припояваме всички фотоклетки последователно на редове отгоре надолу. Редовете трябва също така да бъдат свързани помежду си.
3. Стигаме до залепването на фотоклетки. За целта нанесете малко количество уплътнител върху центъра на всяка силициева пластинка.
4. Обръщаме получените вериги с фотоклетките с лицето нагоре (където са сините плочи) нагоре и поставяме плочите според маркировките, нанесени по-рано. Натиснете внимателно всяка табела, за да я фиксирате на място.
5. Контактите на екстремните фотоклетки се показват на шината, съответно „+“ и „-“. За гумата се препоръчва по-широк проводник от сребро.
6. Слънчевата батерия трябва да бъде снабдена с блокиращ диод, който се свързва с контактите и предотвратява разреждането на батериите през конструкцията през нощта.
7. В долната част на рамката пробиваме дупки за изхода на проводниците отвън.

Проводниците трябва да бъдат прикрепени към рамката, така че да не висят, можете да направите това с помощта на силиконов уплътнител.

Стъпка # 4 - тестване на батерията преди запечатване

Тестването на слънчевия панел трябва да се извърши преди запечатването му, за да може да се елиминират неизправности, които често се появяват по време на запояване. Най-добре е да тествате след запояване на всеки ред елементи - много по-лесно е да откриете къде контактите са слабо свързани.

За тестване ще ви е необходим обикновен домакински амперметър. Измерванията трябва да се извършват в слънчев ден в 13-14 часа, слънцето не трябва да бъде скрито от облаци.

Изваждаме батерията на улицата и инсталираме в съответствие с предварително изчисления ъгъл на наклон. Свързваме амперметъра към контактите на батерията и измерваме тока на късо съединение.

Смисълът на изпитването е, че работната сила на електрическия ток трябва да бъде 0,5-1,0 A по-ниска от тока на късо съединение. Показанията на устройството трябва да са по-високи от 4,5 A, което показва работоспособността на слънчевата батерия.

Ако тестерът дава по-малко показания, тогава някъде последователността на свързване на фотоклетките вероятно е нарушена.

Обикновено домашно приготвено слънчева батерия, изграден от фотоклетки от група В, дава отчитане от 5-10 A, което е с 10-20% по-ниско от това на индустриалните слънчеви панели.

Стъпка # 5 - запечатване на фотоклетките, поставени в корпуса

Запечатването може да стане само като се уверите, че батерията работи. За запечатване е най-добре да използвате епоксидно съединение, но като се има предвид, че разходът на материали ще бъде голям, а цената му е приблизително 40-45 долара. Ако е малко скъпо, тогава можете да използвате същия силиконов уплътнител вместо него.

Използвайки силиконов уплътнител, дайте предпочитание на този, на опаковката на който е указано, че е подходящ за използване при минусови температури

Има два начина за запечатване:

• пълно пълнене, когато панелите са напълнени с уплътнител;
• нанасяне на уплътнител върху пространството между фотоклетките и най-външните елементи.

В първия случай уплътнението ще бъде по-надеждно. След изливането уплътнителят трябва да се зададе. След това плексигласът се монтира отгоре и се притиска плътно към плочите, покрити със силикон.

За да се осигури възглавничка и допълнителна защита между задната повърхност на фотоклетките и рамката от ПДЧ, много занаятчии съветват да инсталират уплътнение, изработено от твърда гума от пяна с ширина 1,5-2,5 cm.

Това не е задължително, но е желателно, като се има предвид, че силиконовите вафли са доста крехки и лесно се повреждат.

След монтирането на плексиглас върху конструкцията се поставя товар, под въздействието на който се изтласкват въздушни мехурчета. Соларният панел е готов и след многократно тестване може да бъде инсталиран на предварително избрано място и свързан към слънчевата система на вашия дом.

Изводи и полезно видео по темата

Преглед на фотоклетките, поръчани от китайския онлайн магазин:

Видео инструкция за производство на слънчева батерия:

Направата на слънчева батерия със собствените си ръце не е лесна задача. Ефективността на повечето от тези батерии е по-ниска от тази на индустриалните панели с 10-20%. Най-важното в дизайна на слънчевата батерия е да изберете и инсталирате соларните клетки правилно.

Не се опитвайте веднага да създадете панел с огромна площ. Опитайте се първо да изградите малко устройство, за да разберете всички нюанси на този процес.

Имате ли практически умения в създаването на слънчеви панели? Моля, споделете опита си с посетителите на нашия сайт - пишете коментари в блока по-долу. Там можете да задавате въпроси по темата на статията.