Jak vyrobit solární baterii vlastníma rukama: instrukce pro vlastní montáž

Solární panely jsou zdrojem energie, kterou lze použít k výrobě elektřiny nebo tepla pro nízkopodlažní budovu. Zde jsou jen solární panely mají vysoké náklady a nejsou k dispozici pro většinu obyvatel naší země. Souhlasíte?

Když je solární panel vyroben z vlastních rukou, je to další věc - náklady jsou výrazně sníženy a takový design nefunguje horší než průmyslový panel. Proto, pokud vážně uvažujete o koupi alternativního zdroje elektřiny, zkuste to udělat sami - to není příliš obtížné.

Článek se zaměří na výrobu solárních panelů. Řekneme vám, jaké materiály a nástroje k tomu budou zapotřebí. A o něco níže najdete podrobné pokyny s ilustracemi, které jasně ukazují postup práce.

Stručně o zařízení a práci

Energie slunce může být přeměněna na teplo, když je zdrojem energie teplonosná tekutina nebo na elektrickou energii shromážděnou v bateriích. Baterie je generátor pracující na principu fotoelektrického jevu.

K přeměně energie slunce na elektřinu dochází po vstupu slunečního světla do deskových solárních článků, které jsou hlavní částí baterie.

V tomto případě lehká kvanta „uvolní“ své elektrony z extrémních drah. Tyto volné elektrony dávají elektrický proud, který prochází kontrolérem a hromadí se v baterii, a odtud jde na spotřebitele energie.

Křemíkové prvky fungují jako fotočlánkové desky. Křemíkový plátek je na jedné straně potažen velmi tenkou vrstvou fosforu nebo boru - pasivním chemickým prvkem.

Na tomto místě se pod vlivem slunečního záření uvolňuje velké množství elektronů, které drží fosforový film a neletí.

Na povrchu desky jsou kovové „stopy“, na nichž se volné elektrony zarovná a tvoří uspořádaný pohyb, tj. elektrický proud.

Čím více takových křemíkových destiček-fotočlánků, tím více elektrického proudu lze získat. Přečtěte si více o principu provozu solární baterie dále.

Horní vrstva desek fotobuněk je potažena vrstvou, která neumožňuje odraz slunečního světla z desek, což zvyšuje jejich účinnost

Materiály pro vytvoření solární desky

Chcete-li začít vyrábět solární baterii, musíte zásobit následující materiály:

• silikátové fotočlánky;
• dřevotřískové desky, hliníkové rohy a latě;
• tuhá pěnová pryž o tloušťce 1,5 až 2,5 cm;
• průhledný prvek, který funguje jako základna pro křemíkové plátky;
• šrouby, šrouby;
• silikonový tmel pro venkovní použití;
• elektrické dráty, diody, svorky.

Potřebné množství materiálu závisí na velikosti vaší baterie, která je nejčastěji omezena počtem dostupných fotobuněk. Z nástrojů, které potřebujete: šroubovák nebo sada šroubováků, pila na kov a dřevo, páječka. K otestování hotové baterie potřebujete tester-ampérmetr.

Nyní zvažte nejdůležitější materiály podrobněji.

Křemíkové oplatky nebo fotobuňky

Existují tři typy solárních článků pro baterie:

• polykrystalický;
• monokrystalický;
• amorfní.

Polykrystalické destičky se vyznačují nízkou účinností. Velikost příznivého účinku je asi 10 - 12%, ale tento ukazatel se v průběhu času neklesá. Doba trvání polykrystalů je 10 let.

Solární baterie je sestavena z modulů, které jsou zase tvořeny fotovoltaickými konvertory. Baterie s tvrdými křemíkovými fotočlánky jsou druhem sendviče s postupně uspořádanými vrstvami upevněnými v hliníkovém profilu

Monokrystalické fotobuňky se mohou pochlubit vyšší účinností 13–25% a dlouhou životností více než 25 let. Postupem času se však účinnost jednotlivých krystalů snižuje.

Konvertory monokrystalů se získávají řezáním uměle pěstovaných krystalů, což vysvětluje nejvyšší fotovodivost a produktivitu.

Filmové konvertory se získají nanesením tenké vrstvy amorfního křemíku na pružný povrch polymeru

Flexibilní amorfní silikonové baterie jsou nejpokročilejší. Fotoelektrický konvertor je rozprašován nebo nanášen na polymerní bázi. Účinnost v oblasti 5 - 6%, ale filmové systémy se instalují velmi pohodlně.

Poměrně nedávno se objevily filmové systémy s amorfními fotokonvertory. Jedná se o velmi jednoduchou a extrémně levnou formu, ale rychlejší než soupeři, kteří ztratí spotřebitelské kvality.

Není vhodné používat fotobuňky různých velikostí. V tomto případě bude maximální proud generovaný bateriemi omezen proudem nejmenšího článku.Větší desky proto nebudou fungovat na plný výkon.

Při nákupu fotobuněk se zeptejte prodejce na způsob doručení, většina prodejců používá metodu voskování, aby se zabránilo zničení křehkých prvků

Nejčastěji se pro vlastní baterie používají monokrystalické a polykrystalické fotobuňky o velikosti 3x6 palce, které lze objednat v internetových obchodech, jako je E-buy.

Náklady na solární články jsou poměrně vysoké, ale mnoho obchodů prodává tzv. Prvky skupiny B. Výrobky přiřazené k této skupině jsou vadné, ale vhodné k použití a jejich náklady jsou nižší než náklady na standardní desky o 40–60%.

Většina internetových obchodů prodává solární články v sadách 36 nebo 72 fotovoltaických desek. Pro připojení jednotlivých modulů k baterii budou zapotřebí autobusy a pro připojení k systému budou nutné terminály.

Drátový model a průhledný prvek.

Rám pro budoucí panel může být vyroben z dřevěných latí nebo hliníkových rohů.

Druhá možnost je výhodnější z několika důvodů:

• Hliník je lehký kov, který nezatěžuje nosnou konstrukci, na kterou se plánuje instalace baterie.
• Při provádění antikorozní úpravy není hliník náchylný k rzi.
• Neabsorbuje vlhkost z okolí, nehnije.

Při výběru průhledného prvku je nutné věnovat pozornost takovým parametrům, jako je index lomu slunečního světla a schopnost absorbovat infračervené záření.

Účinnost fotobuněk bude přímo záviset na prvním ukazateli: čím nižší je index lomu, tím vyšší je účinnost křemíkových destiček.

Plexisklo nebo jeho levnější verze, plexisklo, má minimální odrazivost světla. Polykarbonát má mírně nižší index lomu.

Hodnota druhého indikátoru určuje, zda se křemíkové fotobuňky samy zahřívají nebo ne. Čím méně se desky zahřívají, tím déle vydrží. IR záření nejlépe absorbuje speciální plexisklo absorbující teplo a sklo s IR absorpcí. Trochu horší - obyčejné sklo.

Pokud je to možné, nejlepší možností by bylo použít jako reflexní prvek průhledné sklo s antireflexní vrstvou.

Podle poměru nákladů k indexům lomu světla a absorpci infračerveného záření je plexiskla nejlepší volbou pro výrobu solárních článků.

Návrh systému a výběr místa

Konstrukce solárního systému zahrnuje výpočet požadované velikosti solární desky. Jak bylo uvedeno výše, velikost baterie je obvykle omezena drahými fotobuňkami.

Solární baterie musí být umístěna v určitém úhlu, což by zajistilo maximální vystavení silikonovým destičkám slunečního záření. Nejlepší možností jsou baterie, které mohou změnit úhel.

Místo pro instalaci solárních desek může být velmi rozmanité: na zemi, na šikmé nebo ploché střeše domu, na střechách technických místností.

Jedinou podmínkou je, že baterie by měla být umístěna na slunné straně pozemku nebo domu, ne zastíněné vysokou korunou stromů. V tomto případě musí být optimální úhel sklonu vypočítán pomocí vzorce nebo pomocí specializované kalkulačky.

Úhel sklonu bude záviset na umístění domu, ročním období a klimatu. Je žádoucí, aby baterie měla schopnost měnit úhel sklonu po sezónních změnách výšky slunce, protože pracují tak efektivně, jak je to možné, když sluneční světlo dopadá přesně kolmo na povrch.

Pro evropskou část zemí SNS je doporučený stacionární úhel sklonu 50–60 º. Pokud konstrukce poskytuje zařízení pro změnu úhlu sklonu, pak je v zimě lepší umístit baterie na 70 ° k obzoru, v létě pod úhlem 30 °

Výpočty ukazují, že 1 metr čtvereční sluneční soustavy umožňuje získat 120 wattů. Proto lze pomocí výpočtů stanovit, že pro zajištění průměrné rodiny elektřinou v množství 300 kW za měsíc je zapotřebí sluneční soustava o velikosti nejméně 20 metrů čtverečních.

Okamžitá instalace takového solárního systému bude problematická. Ale i instalace 5metrové baterie pomůže ušetřit energii a mírně přispět k ekologii naší planety. Doporučujeme také, abyste se seznámili s principem výpočtu požadovaného množství. solární panely.

Solární baterie může být použita jako záložní zdroj energie s častými výpadky centralizovaného napájení. Pro automatické přepínání je nutné zajistit nepřerušitelný energetický systém.

Takový systém je výhodný v tom, že při použití tradičního zdroje elektřiny je nabíjení prováděno současně baterie solárního systému. Zařízení sloužící solární baterii je umístěno uvnitř domu, proto je nutné pro něj zajistit zvláštní místnost.

Při vkládání baterií na nakloněnou střechu domu nezapomeňte na úhel sklonu panelu, ideální pokud má baterie zařízení pro sezónní změnu úhlu sklonu

Instalace solárního panelu v krocích

Výběrem místa pro umístění solárního panelu a zařízení pro údržbu solárního systému, jakož i všech potřebných materiálů a nástrojů, můžete začít instalovat baterii.

Při instalaci je nutné dodržovat bezpečnostní opatření, zejména pokud instalace hotového panelu na střeše domu. Zvažte krok za krokem algoritmus, jak vyrobit solární baterii.

Krok č. 1 - pájení kontaktů křemíkové destičky

Instalace domácí solární baterie často začíná pájením vodičů fotobuněk. Samozřejmě, pokud máte příležitost, je nejlepší koupit solární články okamžitě s vodiči, jako pájení je velmi obtížná a pečlivá práce, která vyžaduje hodně času.

Pájení se provádí následujícím způsobem:

1. Je zhotovena křemíková fotobunka bez vodičů a kovový pásový vodič.
2. Vodiče jsou vyříznuty pomocí lepenky, jejich délka je 2krát větší než velikost křemíkové destičky.
3. Vodič je úhledně položen na desce. Na jednom prvku - dva vodiče.
4. V místě, kde bude pájení provedeno, je nutné pro práci s páječkou použít kyselinu.
5. Pájejte páječkou pečlivým připojením vodiče k desce.

Během pájení netlačte na silikátový prvek, jako je velmi křehký a může se zhroutit! Máte-li štěstí a zakoupili jste fotobunky s předem připravenými kontakty, ušetříte se před dlouhou a obtížnou prací a okamžitě přistoupíte k výrobě rámu pro budoucí baterii.

Pájecí kontakty pro vadné fotobuňky skupiny B se provádějí ve stejném směru stejným způsobem jako pro celé desky

Krok # 2 - vytvoření rámu pro solární panel

Rám je místo, kde budou nainstalovány fotobuňky.Při výrobě rámu se berou hliníkové rohy a lamely, ze kterých se rámy skládají. Doporučená velikost rohu je 70-90 mm.

Silikonový tmel se nanáší na vnitřní stranu kovových rohů. Těsnicí rohy musí být provedeny pečlivě, na tom závisí trvanlivost celé konstrukce.

Jakmile je hliníkový rám připraven, pokračujte výrobou zadního krytu. Zadním pouzdrem je dřevěná bedna z dřevotřísky s nízkými stranami.

Vysoké strany vytvoří na fotobunkách stín, takže jejich výška by neměla přesáhnout 2 cm. Strany jsou zašroubovány samořeznými šrouby a šroubovákem.

V dolní části skříně jsou větrací otvory vyrobeny z dřevotřísky. Vzdálenost mezi otvory je asi 10 cm. V hliníkovém rámu je nainstalován průhledný prvek (plexisklo, antireflexní sklo, plexisklo).

Průhledný prvek je stlačen a upevněn, jeho upevnění se provádí pomocí hardwaru: 4 v rozích, 2 z dlouhé a 1 z krátké strany rámu. Hardware upevněte šrouby.

Rámeček pro solární baterii je připraven a můžete přistoupit k nejdůležitější části - instalaci solárních článků. Před instalací je nutné plexisklo očistit od prachu a odmastit kapalinou obsahující alkohol.

Krok č. 3 - montáž fotobuněk z křemíkových destiček

Montáž a pájení křemíkových destiček je časově nejnáročnější součástí vytváření vlastního solárního panelu. Nejprve jsme rozložili fotobuňky na plexisklo s modrými deskami dolů.

Pokud sestavujete baterii poprvé, můžete použít substrát pro značení a umístit destičky přesně do malé (3-5 mm) vzdálenosti od sebe.

1. Pájíme fotobuňky podle následujícího schématu zapojení: „+“ stopy jsou umístěny na přední straně desky, „-“ - na zadní straně. Před pájením připojte kontakty jemně tavidlem a pájkou.
2. Pájíme všechny fotobuňky postupně v řadách shora dolů. Řádky by pak měly být také vzájemně propojeny.
3. Jak se držet fotobuněk. Za tímto účelem naneste malé množství těsnicího prostředku na střed každého křemíkového plátu.
4. Výsledné řetězy otočíme tak, aby fotobuňky směřovaly vzhůru (kde jsou modré desky) nahoru a umístily desky podle označení, která byla použita dříve. Opatrně stiskněte každou desku a zajistěte ji na místě.
5. Kontakty extrémních fotobuněk jsou zobrazeny na sběrnici „+“ a „-“. Pro pneumatiku se doporučuje širší stříbrný vodič.
6. Solární baterie musí být vybavena blokovací diodou, která se připojuje ke kontaktům a zabraňuje vybíjení baterií strukturou v noci.
7. Ve spodní části rámu vyvrtáme otvory pro výstup vodičů směrem ven.

Vodiče musí být připevněny k rámu tak, aby nezůstaly viset, můžete to provést pomocí silikonového tmelu.

Krok 4 - testování baterie před utěsněním

Testování solárního panelu musí být provedeno před jeho utěsněním, aby bylo možné eliminovat poruchy, ke kterým často dochází při pájení. Nejlepší je testovat po pájení každé řady prvků - je mnohem snazší zjistit, kde jsou kontakty špatně připojeny.

K testování budete potřebovat běžný domácí ampérmetr. Měření musí být prováděno za slunečného dne ve 13-14 hodinách, slunce by se nemělo skrývat mraky.

Vyjímáme baterii na ulici a instalujeme v souladu s dříve vypočítaným úhlem sklonu. Připojíme ampérmetr ke kontaktům baterie a změříme zkratový proud.

Význam testování je, že pracovní síla elektrického proudu by měla být o 0,5-1,0 A nižší než zkratový proud. Hodnoty zařízení by měly být vyšší než 4,5 A, což naznačuje provozuschopnost solární baterie.

Pokud tester dává méně odečtů, pak je někde sekvence připojení fotobuněk pravděpodobně přerušena.

Obvykle domácí solární baterie, konstruovaná z fotobuněk skupiny B, udává hodnotu 5-10 A, což je o 10-20% méně než u průmyslových solárních panelů.

Krok č. 5 - utěsnění fotobuněk umístěných v krytu

Těsnění lze provést pouze ujistením se, že baterie funguje. K utěsnění je nejlepší použít epoxidovou sloučeninu, ale vzhledem k tomu, že spotřeba materiálu bude velká a jeho cena je přibližně 40–45 dolarů. Pokud je to trochu drahé, můžete místo toho použít stejný silikonový tmel.

Při použití silikonového tmelu dávejte přednost tomu, který je uveden na obalu, což naznačuje, že je vhodný pro použití při teplotách pod nulou

Existují dva způsoby, jak zapečetit:

• plné plnění, když jsou panely naplněny tmelem;
• nanesení tmelu na prostor mezi fotobunkami a na nejvzdálenější prvky.

V prvním případě bude těsnění spolehlivější. Po nalití by se měl tmel usadit. Poté je nahoře nainstalována plexisklo a pevně přitlačeno na desky potažené silikonem.

Aby bylo zajištěno odpružení a další ochrana mezi zadním povrchem fotobuněk a rámem z dřevotřísky, mnoho řemeslníků doporučuje instalovat těsnění vyrobené z tuhé pěnové gumy o šířce 1,5 - 2,5 cm.

To je volitelné, ale žádoucí, vzhledem k tomu, že křemíkové plátky jsou poměrně křehké a snadno se poškodí.

Po instalaci plexiskla se na konstrukci položí zatížení, pod jehož vlivem se vytlačují vzduchové bubliny. Solární panel je připraven a po opakovaném testování může být nainstalován na předem vybraném místě a připojen k solárnímu systému vašeho domova.

Závěry a užitečné video na toto téma

Přehled fotobuněk objednaných v čínském internetovém obchodě:

Video instrukce pro výrobu solární baterie:

Výroba solární baterie z vlastních rukou není snadný úkol. Účinnost většiny těchto baterií je o 10-20% nižší než účinnost průmyslových panelů. Při konstrukci solární baterie je nejdůležitější vybrat a nainstalovat solární články správně.

Nepokoušejte se okamžitě vytvořit obrovský plošný panel. Pokuste se nejprve postavit malé zařízení, abyste pochopili všechny nuance tohoto procesu.

Máte praktické zkušenosti s tvorbou solárních panelů? Prosím, podělte se o své zkušenosti s návštěvníky našeho webu - napište komentáře do níže uvedeného bloku. Zde se můžete ptát na téma článku.