Generador solar de bricolatge: instruccions per fabricar una font d’energia alternativa

Fonts alternatives d’energia, que permeten proporcionar als locals calor i electricitat en la quantitat requerida, un “plaer” car, que requereix costos financers importants per a l’adquisició, instal·lació i instal·lació.

Fer un generador solar amb les vostres pròpies mans és molt més barat i bastant assequible per a molts amos de casa. Considereu les instruccions que descriuen tots els matisos del procés de fabricació.

Com funciona un generador d’energia solar?

Un generador solar és un complex d’elements de semiconductors fotoelèctrics que es converteixen directament energia del sol a l'electric

La quanta produïda pels raigs de llum quan es colpeja en una placa fotogràfica colpeja un electró de l’òrbita atòmica final de l’element de treball. Aquest efecte crea molts electrons lliures, que formen un flux continu de corrent elèctric.

No és necessari, en cap cas, muntar un generador solar amb les teves pròpies mans per muntar immediatament un complex a gran escala. Podeu començar per una petita unitat i, si cal, augmentar els volums en el futur

Com a material actiu, s’utilitza silici. És altament eficient i proporciona un coeficient de conversió fotoelèctric en mode normal al nivell del 20% i en condicions favorables - fins a un 25%.

A causa de la pronunciada eficiència de les fotocèl·lules de silici, els generadors fabricats sobre la base garanteixen una alta eficiència amb un volum relativament reduït. La potència de la unitat que mesura un metre per hora produeix 125 watts, el que es considera un resultat molt impressionant.

S’aplica un prim recobriment d’elements químics passius com el boro o el fòsfor per un costat de l’hòstia de silici.És en aquesta superfície que com a resultat d’una intensa exposició a la llum solar, es produeix l’alliberament actiu d’electrons. La pel·lícula de fòsfor els manté de forma fiable en un sol lloc i no permet volar-se.

A la placa de treball hi ha "pistes" metàl·liques. Es construeixen sobre ells electrons lliures, creant així un moviment ordenat, és a dir, un corrent elèctric.

Les minves de les plaques inclouen només la complexitat i el cost del procés de neteja del silici i, per evitar aquests problemes, dominen activament l’ús d’alternatives en forma de gali, cadmi, indi i diversos compostos de coure. No obstant això, els elements de silici encara no tenen competidors reals.

La manera més fàcil de construir un convertidor d’energia solar en electricitat és comprar una bateria solar preparada i instal·lar-la al terrat d’una casa o garatge:

Què necessites per treballar?

Per a la fabricació d’un generador format per un kit plaques solars, es necessiten eines i materials, com ara:

• mòduls per convertir la llum del sol en energia;
• cantonades d'alumini;
• llistons de fusta;
• xapes de xip;
• un element transparent (vidre, plexiglass, plexiglass, policarbonat) per crear protecció per a hòsties de silici;
• cargols i cargols de diverses mides;
• goma espuma densa amb un gruix d’1,5-2,5 mm;
• segellador d'alta qualitat;
• díodes, terminals i cables;
• un tornavís o un conjunt de tornavisos;
• soldadura;
• serralada de fusta i metall (o molinet).

La quantitat de materials que calgui dependrà directament de la mida prevista del generador. El treball a gran escala comportarà costos addicionals, però en qualsevol cas serà més barat que el mòdul adquirit.

La base de protecció per a hòsties de silici pot ser de vidre, plexiglass, policarbonat o plexiglass. Els tres primers materials creen una pèrdua mínima d’energia convertida, però el quart transmet els rajos molt pitjor i redueix significativament l’efectivitat de tot el complex

Per a la prova final de la unitat muntada s’utilitza un amperímetre. Permet captar l'eficiència real de la instal·lació i ajuda a determinar el rendiment real.

Selecció de tipus de convertidor de fotografies

Activitats realitzades per crear un generador solar amb l'opció de triar el tipus de convertidor de silici fotovoltaic.

Aquests components són de tres tipus:

• amorfa;
• monocristal·lí;
• policristal·lina.

Cada opció té els seus avantatges i desavantatges, i l’elecció a favor d’alguna d’elles es fa en funció de la quantitat de fons destinats a la compra de tots els components del sistema.

Característiques de varietats amorfes

Els mòduls amorfs no consisteixen en silici cristal·lí, sinó en els seus derivats (silà o hidrogen de silici). Per polvorització al buit, s’apliquen a la capa més fina sobre paper metàl·lic, vidre o plàstic d’alta qualitat.

Els productes acabats tenen una tonalitat grisa esvaïda. No s’observen cristalls de silici visibles a la superfície. Avantatge principal panells solars flexibles Es considera, però, un preu raonable, la seva eficiència és molt petita i oscil·la entre el 6 i el 10%.

Les cèl·lules solars amorfes basades en silici tenen una flexibilitat més gran, presenten un alt nivell d’absorció òptica (20 vegades més gran que la dels analògics monocristal·lins) i treballen significativament de manera més eficient en temps ennuvolat.

Les especificitats dels tipus policristal·lins

Policristal·lina plaques solars produït pel refredament gradual i molt lent de la fosa de silici. Els productes resultants es distingeixen per un ric color blau, tenen una superfície amb un patró pronunciat que s’assembla a un patró gelat i són efectius a la regió del 14-18%.

Una major eficiència-productivitat es veu afectada per zones del material separades de l'estructura general per límits granulars.

Les fotocèl·lules policristal·lines han estat treballant només deu anys, però durant aquest temps la seva efectivitat no ha disminuït. Tanmateix, per muntar productes en un sol complex, necessàriament s’utilitza una base sòlida i sòlida, ja que les làmines són força rígides i requereixen un suport fort i fiable

Característiques de les opcions monocràtiques

Els mòduls d'un sol cristall es caracteritzen per tenir un color fosc dens i consisteixen en cristalls de silici sòlid. La seva efectivitat supera el rendiment d’altres elements i ascendeix al 18-22% (en condicions favorables - fins a un 25%).

Un altre avantatge és la seva impressionant vida útil, segons els fabricants de més de 25 anys. Tanmateix, amb un ús prolongat, l’eficiència dels cristalls simples disminueix i després dels 10-12 anys, l’eficiència fotogràfica ja no supera el 13-17%.

Els mòduls d'un sol cristall són significativament més cars que altres tipus d'equips. Produïu-los veient cristalls de silici cultivats artificialment

Per crear un generador solar a casa, es prenen principalment amb les seves mans plaques de poli i monocristal de diverses mides. Es compren en botigues en línia populars, incloses a eBay o a Aliexpress.

Degut a que es valoren força les cèl·lules solars, molts proveïdors ofereixen als clients productes del grup B, és a dir, fragments amb un lleuger defecte aptes per al funcionament complet. El seu cost es diferencia del preu estàndard en un 40-60%, de manera que la recollida d’un generador costa un preu raonable, que no és massa assequible.

Com fer un marc per a plaques?

Per a la fabricació del marc del futur generador s’utilitzen bengales de fusta duradores o cantonades d’alumini. La versió de fusta es considera menys pràctica, ja que el material requereix un processament addicional per evitar les posteriors càries i desamors.

Per tal que el marc de fusta resisteixi la càrrega operativa i no decaigui després de la primera pluja, s’ha d’impregnar d’una composició especial que protegeix l’arbre de la humitat

L’alumini presenta unes característiques físiques molt més atractives i, per la seva lleugeresa, no exerceix càrregues innecessàries al sostre ni a una altra estructura de suport on es preveu instal·lar la unitat.

A més, a causa del recobriment anticorrosió, el metall no s’oxida, no es podreix, no absorbeix la humitat i tolera fàcilment els efectes de qualsevol manifestació atmosfèrica agressiva.

Per crear una estructura de bastidors a partir de cantonades d'alumini, es determina primer la mida del futur plafó. A la versió estàndard s’utilitzen 36 fotocèl·lules amb una mida de 81 mm x 150 mm per bloc.

Per a un correcte funcionament posterior, es deixa una petita escletxa entre els fragments (uns 3-5 mm). Aquest espai permet tenir en compte el canvi en els paràmetres bàsics de la base, exposats a les manifestacions atmosfèriques. Com a resultat, la mida total de la peça és de 83 mm x 690 mm amb una amplada de cantó de 35 mm.

Les neules de silici, emmarcades en un perfil d'alumini, semblen gairebé com productes elaborats a la fàbrica. El marc robust i robust proporciona al sistema una perfecta estanquitat i proporciona a tota l'estructura un alt nivell de rigidesa

Després de dimensionar-los, els fragments necessaris es retallen de les cantonades i, mitjançant fixacions, els muntem en marcs. S’aplica una capa de segellant de silicona a la superfície interior de l’estructura, amb molta cura que no hi hagi buits ni buits.

D’això en depèn la integritat, la força i la durabilitat de l’estructura muntada. A la part superior es col·loca un material transparent de protecció (vidre amb revestiment antireflexiu, plexiglass o policarbonat amb paràmetres especials) i es fixa de forma segura amb articles de metall (1 part curta i 2 de llarg del bastidor i 4 cantonades de la caixa).

Per a treballs utilitzant un tornavís i cargols de diàmetre adequat. Al final, la superfície transparent es neteja acuradament de pols i petites deixalles.

Selecciona l'element transparent

Els principals criteris per triar un element transparent per crear un generador:

• capacitat d’absorbir radiació infraroja;
• el nivell de refracció de la llum solar.

Com més baix sigui l’índex de refracció, més gran és l’eficiència de les hòsties de silici. El plexiglàs i el plexiglas tenen la menor reflectància de la llum. El policarbonat també ha quedat lluny de les millors prestacions.

Per crear estructures de bastidors per a sistemes solars domèstics, es recomana utilitzar vidres transparents antirreflexius o un tipus especial de policarbonat amb recobriment anticondensació, que proporciona el nivell necessari de protecció tèrmica, si és possible.

Les millors característiques d’absorció de la radiació infraroja són el plexiglass i el vidre d’absorció tèrmica forts amb l’opció d’absorció d’infrarojos. En vidre normal, aquestes xifres són molt inferiors. L’eficiència de l’absorció d’infrarojos depèn de si les hòsties de silici s’escalfen durant el funcionament o no.

Si la calefacció resulta mínima, les fotocèl·lules duraran molt de temps i proporcionen rendiments estables. El sobreescalfament de les plaques comportarà interrupcions en el treball i el ràpid fracàs de fragments individuals del sistema o del conjunt sencer.

Instal·lació de fotocèl·lules de silici

Immediatament abans de la instal·lació, les ulleres de seguretat col·locades en bastidors d'alumini estan ben netejades de pols i desgreixades amb una composició alcohòlica.

Les fotocèl·lules adquirides es col·loquen de forma uniforme sobre el substrat de marcatge a una distància de 3-5 mil·límetres l’una de l’altra i marquen els angles de l’estructura general. A continuació, procedeix a la soldadura dels elements: la part més important i que requereix molt de temps del muntatge del generador.

La soldadura dels elements actius del generador es realitza segons l’esquema en què “+” són les pistes a l’exterior i “-” són els canals situats al costat equivocat de la placa.

Per connectar correctament els contactes, primer apliqueu un flux (àcid per a la soldadura) i una soldadura, i després realitzeu el processament en una estricta seqüència de dalt a baix. Al final, totes les files estan interconnectades.

El següent pas és dimensionar les fotocèl·lules. Per fer-ho, es cola una mica de segellant al centre de cada oblea de silici, les cadenes d’elements formades es giren cap per avall i es col·loquen estrictament d’acord amb les marques aplicades anteriorment.

Premeu suaument les plaques amb les mans, fixant-les al lloc adequat. Actuen amb molta cura, procurant no danyar ni doblegar el material.

Els contactes de les fotocèl·lules situades a les vores s’envien a un bus separat (conductor d’argent ample) com a “+” i “-”. Addicionalment, el complex està equipat amb un díode bloqueig. En connectar amb els contactes, evita que les bateries es descarreguin a través de l'estructura del marc durant la nit.

A la part inferior del bastidor, perfora els forats pels quals surten els cables. Per tal que no s’enfonsin, utilitzen segellador de silicona en la seva feina.

La següent galeria de fotos introduirà els passos per muntar un plafó solar de 60 elements:

Les fotocèl·lules muntades per soldadura ara s’han de fixar a la base. Es pot enganxar a contraplacat i es pot cobrir amb vidre. Tanmateix, en l'exemple, primer es fa un enganxament al vidre:

Per tal que la bateria, dissenyada per acumular càrrega, no per absorbir l'energia generada per les fotocèl·lules, la seva bateria solar es connecta mitjançant el díode Stocks:

El muntatge d’una mini estació solar, com es mostra en el nostre exemple, es realitza d’acord amb el diagrama que es mostra a la foto. En la connexió utilitzem un filferro amb secció residencial de coure d’1 m²

Aquesta mini central és capaç de generar fins a 15 V. Cal destacar que la productivitat màxima es notarà només en dies assolellats de núvols. En temps ennuvolat, el dispositiu generarà molt menys o no generarà energia. Per tant, la bateria està seleccionada per tal que l'estoc sigui suficient almenys un dia.

Com provar la unitat muntada?

Abans de segellar definitivament el generador muntat, s’ha de provar per identificar possibles fallades durant el procés de soldadura.L’opció més raonable és revisar cada fila soldada per separat. De manera que immediatament queda clar on es connecten malament els contactes i cal processar de nou.

Per a la prova, utilitzeu un amperímetre domèstic. La mesura es realitza en un dia assolellat sense núvols a l’hora de dinar (període de 13 a 15 hores). El disseny es col·loca al pati i s’instal·la en un angle adequat.

Un amperímetre domèstic ajuda a mesurar el corrent real. A partir del seu testimoni, és possible determinar el nivell d’operabilitat del sistema solar muntat i identificar irregularitats en la seqüència de la connexió de cèl·lules solars de silici

Es connecta un amperímetre als contactes de sortida de la bateria solar i es mesura el corrent de curtcircuit. Si el dispositiu mostra resultats per sobre de 4,5 A, el sistema és completament correcte i totes les connexions es solden de forma clara i correcta.

Les dades inferiors que apareixen a la pantalla del testador indiquen violacions que cal fer el seguiment i la re-soldació. Tradicionalment, els generadors solars fabricats amb fotocèl·lules amb un petit defecte (grup B) mostren números de 5 a 10 amperes de la prova.

Els grups agregats de la producció de fàbrica mostren dades superiors al 10-20%. Això es deu al fet que en la producció s’utilitzen hòsties de silici del grup A, que no tenen cap defecte en l’estructura.

L’etapa final del treball

Si la prova va demostrar que la bateria està completament operativa, es segella amb un segellant especial de silicona o amb un compost epoxi més car i durador.

El treball ofereix dues maneres de dur a terme:

1. Ompliment complet: quan tota la superfície està coberta amb una composició hermètica.
2. Processament parcial: quan el segellant només s'aplica als elements extrems i a l'espai buit entre els elements.

La primera opció es considera més fiable i proporciona al sistema tota la protecció contra factors externs. Les fotocèl·lules estan clarament fixades al seu lloc i funcionen correctament amb la màxima eficàcia.

Per dimensionar fotocèl·lules a l’interior de l’allotjament, és recomanable utilitzar un segellant resistent a les gelades que pugui suportar canvis bruscos de temperatura i indicadors de menys

Quan el farcit es realitza, el segellant es deixa “embargar”. A continuació, cobriu amb un element transparent i premeu fermament les plaques.

Per tal de proporcionar una protecció i amortiment addicionals, alguns artesans recomanen col·locar escuma densa entre la superfície de l’hòstia de silici i la part posterior del bastidor. Això farà que el disseny sigui més sòlid i protegirà contra les fotocèl·lules fràgils de la càrrega excessiva.

A continuació, es col·loca una càrrega a la superfície, que actua sobre les capes i esprèn les bombolles d’aire. El generador acabat es torna a provar i finalment es munta en un lloc prèviament preparat.

On i com col·locar el generador?

La ubicació d’instal·lació del generador solar s’escull amb molta cura i sense presses. Les plaques que reben llum han de situar-se en un angle de manera que els raigs no "caiguin" a la superfície perpendicularment, sinó que, per dir-ho, "flueixen" suaument al llarg d'ella.

L’ideal és que l’estructura estigui posicionada de manera que quedi possible, si cal, ajustar l’angle d’inclinació, d’aquesta manera, “agafant” la quantitat màxima de sol.

És perfectament acceptable subministrar un sistema solar des de plaques solars a terra, però sovint trien el sostre de la casa o el safareig per a la seva col·locació, és a dir, aquella part que té la cara més consagrada, principalment al sud.

És molt important que no hi hagi edificis alts i arbres poderosos que s’enfilen a prop. Estant a prop, creen una ombra i interfereixen amb el funcionament complet de la unitat.

Perquè un funcionament eficaç de les instal·lacions solars s’ha de mantenir net i ordenat.Una capa de brutícia formada a la superfície del tauler de captació redueix l'eficiència en un 10% i la neu adherida tanca completament la unitat. Per tant, el manteniment regular és imprescindible i ajuda a mantenir els mòduls en perfecte funcionament.

Es considera que l’angle mitjà d’instal·lació d’un generador solar és un angle d’inclinació del sostre de 45 °. Amb aquest arranjament, les cèl·lules solars absorbeixen el flux solar de manera molt eficient i produeixen la quantitat d’energia necessària per assegurar el correcte funcionament de la casa.

Per obtenir rendiments reals dels plafons i proporcionar a la família mitjana la quantitat adequada d'energia, haureu de prendre entre 15 i 20 m2 de superfície del sostre sota un generador solar

Per a la part europea dels països de la CEI, s'apliquen indicadors lleugerament diferents. Els professionals recomanen prendre com a base un angle d'inclinació estacionari de 50-60 º i, en estructures mòbils, durant la temporada d'hivern, col·locar les bateries a un angle de 70 ° a l'horitzó.

A l’estiu, canvieu de posició i inclineu les fotocèl·lules en un angle de 30 °.

Si instal·leu els panells generadors en un sistema de pistes equipat amb l'opció de seguiment automàtic del sol, podeu augmentar l'eficiència de recobriment en un 50%. El mòdul detectarà independentment la intensitat dels rajos i s’ajustarà a la màxima il·luminació des de l’alba fins al capvespre.

Immediatament abans de la instal·lació, el sostre està reforçat i equipat amb suports duradors especials, ja que no tots els dissenys tenen la capacitat de suportar tot el pes de l'equip per convertir l'energia solar.

Per instal·lar de forma fiable i ferma un generador solar al terrat, val la pena comprar muntatges especials. Estan disponibles per separat per a cada tipus de sostres i sempre estan disponibles comercialment. Quan s’instal·li entre els plafons i el sostre, és imprescindible deixar un buit per a l’accés adequat de l’aire i la correcta ventilació dels elements absorbents del sol.

En alguns casos, es col·loquen caves reforçades sota el sostre, protegint el sostre de l’ensorrament, cosa que és possible a causa d’un augment de la càrrega, que augmenta significativament a la temporada d’hivern, quan la neu s’acumula a la superfície del sostre.

Per començar a treballar el sistema solar requerirà bateriesinversor i controlador de càrrega. Aprendràs sobre les regles de selecció de dispositius i la seva inclusió a la cadena a partir dels articles recomanats per nosaltres.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Característiques i matisos de fotocèl·lules soldadores per fer un generador solar eficaç amb les teves pròpies mans a casa. Consells i consells per a mestres, idees interessants i bones pràctiques personals.

Com provar adequadament una fotocèl·lula i mesurar els seus paràmetres bàsics. Aquesta informació és útil en els càlculs posteriors del nombre exacte de plaques necessàries per al funcionament complet del sistema.

Una descripció pas a pas completa del procés de recollida d’una bateria solar per a un generador a casa. Normes de funcionament, des de l’adquisició dels elements necessaris fins a la prova general del dispositiu fabricat.

No és gran cosa conèixer el muntatge de generadors solars a casa. Per descomptat, el treball requerirà atenció, precisió i escrupolitat, però el resultat justificarà tots els costos financers i laborals. La unitat completa proporcionarà a l’edifici calor i electricitat, creant el nivell de confort necessari per als residents.

Immediatament, feu lliscar un gran projecte. Per començar, té sentit intentar la mà a l’hora de muntar una petita unitat i, després, després d’haver dominat tots els matisos del procés, continuar amb la construcció d’una instal·lació més potent i a gran escala.

I quin mètode per construir una central mini ha triat equipar una caseta d’estiu? Escriviu comentaris, compartiu informació útil i fotografies sobre el tema de l’article al bloc següent. Fes preguntes sobre punts polèmics o obscurs.