Sådan opretter du et solbatteri med dine egne hænder: selvmonteringsinstruktion

Solpaneler er en energikilde, der kan bruges til at generere elektricitet eller varme til en bygning med lav stigning. Her er bare solcellepaneler med en høj omkostning og er ikke tilgængelige for de fleste beboere i vores land. Er du enig?

Det er en anden ting, når et solcellepanel er lavet med egne hænder - omkostningerne reduceres markant, og et sådant design fungerer ikke dårligere end et industrielt panel. Hvis du alvorligt overvejer at købe en alternativ strømkilde, kan du prøve at gøre det selv - dette er ikke meget vanskeligt.

Artiklen vil fokusere på fremstilling af solcellepaneler. Vi fortæller dig, hvilke materialer og værktøjer der kræves til dette. Og lidt nedenfor finder du trinvise instruktioner med illustrationer, der tydeligt demonstrerer arbejdsforløbet.

Kort om enheden og arbejde

Solens energi kan konverteres til varme, når energikilden er en varmeoverførselsfluid eller til elektrisk energi opsamlet i batterier. Batteriet er en generator, der fungerer efter princippet om den fotoelektriske effekt.

Konvertering af solens energi til elektricitet sker efter, at sollys kommer ind i pladesolcellerne, som er hoveddelen af ​​batteriet.

I dette tilfælde "frigør" lyskvanta deres elektroner fra ekstreme baner. Disse frie elektroner giver en elektrisk strøm, der passerer gennem regulatoren og akkumuleres i batteriet, og derfra går det til energiforbrugere.

Siliciumelementer fungerer som fotocelleplader. En siliciumskive er belagt på den ene side med et meget tyndt lag fosfor eller bor - et passivt kemisk element.

På dette sted frigives under påvirkning af sollys et stort antal elektroner, som fastholdes af fosforfilmen og ikke flyver fra hinanden.

Der er metal “spor” på overfladen af ​​pladen, på hvilke frie elektroner stiller op og danner en ordnet bevægelse, dvs. elektrisk strøm.

Jo mere sådanne siliciumskive-fotoceller, desto mere elektrisk strøm kan opnås. Læs mere om princippet om drift af solbatteriet yderligere.

Det øverste lag af fotocellpladerne er belagt med et lag, der ikke tillader reflektion af sollys fra pladerne, hvilket øger deres effektivitet

Materialer til oprettelse af en solplade

Når du begynder at bygge et solbatteri, skal du opbevare følgende materialer:

• silicatplade-fotoceller;
• spånplader, aluminiumshjørner og lameller;
• stift skumgummi med en tykkelse på 1,5-2,5 cm;
• et gennemsigtigt element, der fungerer som base for siliciumskiver;
• skruer, skruer;
• silikone fugemasse til udendørs brug;
• elektriske ledninger, dioder, terminaler.

Mængden af ​​nødvendige materialer afhænger af størrelsen på dit batteri, som ofte er begrænset af antallet af tilgængelige fotoceller. Af de værktøjer, du har brug for: en skruetrækker eller et sæt skruetrækkere, en båndsav til metal og træ, et loddejern. For at teste det færdige batteri har du brug for et test-ammeter.

Overvej nu de vigtigste materialer mere detaljeret.

Siliciumskiver eller fotoceller

Der er tre typer solceller til batterier:

• polykrystallinske;
• enkelt krystal;
• amorf.

Polykrystallinske skiver er kendetegnet ved lav effektivitet. Størrelsen på den gunstige virkning er ca. 10 - 12%, men denne indikator falder ikke over tid. Varigheden af ​​polykrystaller er 10 år.

Solbatteriet er samlet fra moduler, der igen består af solcelleomformere. Batterier med hårde siliciumfotoceller er en slags sandwich med rækkefølge arrangerede lag fastgjort i en aluminiumsprofil

Monokrystallinske fotoceller kan prale af en højere effektivitet på 13-25% og en lang levetid på over 25 år. Over tid falder imidlertid effektiviteten af ​​enkeltkrystaller.

Enkeltkrystalkonvertere opnås ved savning af kunstigt dyrkede krystaller, hvilket forklarer den højeste fotokonduktivitet og produktivitet.

Filmfotokonvertere opnås ved påføring af et tyndt lag af amorf silicium på en polymerfleksibel overflade

Fleksible amorfe siliciumbatterier er de mest avancerede. Den fotoelektriske konverter sprøjtes eller afsættes på en polymerbase. Effektivitet i området 5 - 6%, men filmsystemer er ekstremt praktiske at installere.

Filmsystemer med amorfe fotokonvertere optrådte relativt for nylig. Dette er en ekstremt enkel og ekstremt billig form, men hurtigere end konkurrenter, der mister forbrugerkvaliteter.

Det er upassende at bruge fotoceller i forskellige størrelser. I dette tilfælde vil den maksimale strøm, der genereres af batterierne, være begrænset af strømmen for den mindste celle.Derfor vil større plader ikke fungere ved fuld kapacitet.

Når du køber fotoceller, skal du spørge sælgeren om leveringsmetoden, de fleste sælgere bruger voksmetoden for at forhindre ødelæggelse af skrøbelige elementer

Til selvfremstillede batterier bruges oftest monokrystallinske og polykrystallinske fotoceller med en størrelse på 3x6 tommer, som kan bestilles i online butikker som f.eks. E-buy.

Omkostningerne ved solceller er ret høje, men mange butikker sælger de såkaldte elementer i gruppe B. Produkter, der er tildelt denne gruppe, er defekte, men egnede til brug, og deres omkostninger er lavere end prisen på standardplader med 40-60%.

De fleste onlinebutikker sælger solceller i sæt på 36 eller 72 fotovoltaiske konverteringsplader. For at tilslutte individuelle moduler til batteriet kræves busser, og terminaler er nødvendige for at oprette forbindelse til systemet.

Trådramme og gennemsigtigt element.

Rammen til det fremtidige panel kan være lavet af trælister eller aluminiumshjørner.

Den anden mulighed foretrækkes af flere årsager:

• Aluminium er et let metal, der ikke giver en alvorlig belastning på den bærende struktur, som batteriet er planlagt installeret på.
• Ved udførelse af korrosionsbehandling er aluminium ikke modtageligt for rust.
• Optager ikke fugt fra miljøet, rådner ikke.

Når du vælger et gennemsigtigt element, er det nødvendigt at være opmærksom på sådanne parametre som brydningsindekset for sollys og evnen til at absorbere infrarød stråling.

Effektiviteten af ​​fotoceller afhænger direkte af den første indikator: jo lavere brydningsindeks, jo højere er effektiviteten af ​​siliciumskiver.

Plexiglas eller dets billigere version, Plexiglas, har den minimale lysreflektion. Polycarbonat har et lidt lavere brydningsindeks.

Værdien af ​​den anden indikator bestemmer, om siliciumfotocellerne selv vil varme op eller ej. Jo mindre pladerne opvarmes, jo længere vil de vare. IR-stråling absorberes bedst af et specielt varmeabsorberende plexiglas og glas med IR-absorption. Lidt værre - almindeligt glas.

Hvis det er muligt, ville den bedste mulighed være at bruge antireflekterende gennemsigtigt glas som et gennemsigtigt element.

I henhold til forholdet mellem omkostninger og brydningsindeks for lys og absorption af infrarød stråling er plexiglas den bedste mulighed til fremstilling af solceller

Systemdesign og valg af sted

Designet af solsystemet inkluderer beregningen af ​​den krævede størrelse af solpladen. Som nævnt ovenfor er batteriets størrelse normalt begrænset af dyre fotoceller.

Solbatteriet skal installeres i en bestemt vinkel, hvilket sikrer maksimal eksponering for silikonskiver af sollys. Den bedste mulighed er batterier, der kan ændre vinklen.

Stedet for installation af solcelleplader kan være det mest forskelligartede: på jorden, på et hældt eller fladt tag i et hus, på tagene i bryggers.

Den eneste betingelse er, at batteriet skal placeres på den solrige side af stedet eller huset, ikke skraveret af en høj krone af træer. I dette tilfælde skal den optimale hældningsvinkel beregnes ved hjælp af formlen eller ved hjælp af en specialiseret lommeregner.

Hældningsvinklen afhænger af husets placering, sæson og klima. Det er ønskeligt, at batteriet har evnen til at ændre hældningsvinklen efter sæsonændringer i solhøjden, fordi de fungerer så effektivt som muligt, når sollys falder strengt vinkelret på overfladen.

For den europæiske del af SNG-landene er den anbefalede stationære hældningsvinkel 50-60 º. Hvis designet tilvejebringer en enhed til at ændre hældningsvinklen, er det bedre om vinteren at placere batterierne ved 70 º til horisonten, om sommeren i en vinkel på 30 º

Beregninger viser, at 1 kvadratmeter af solsystemet gør det muligt at få 120 watt. Derfor kan det ved beregninger konstateres, at der er behov for et solsystem på mindst 20 kvadratmeter for at forsyne den gennemsnitlige familie med elektricitet i en mængde på 300 kW pr. Måned.

Umiddelbart at installere et sådant solsystem er problematisk. Men selv installation af et 5-meters batteri vil hjælpe med at spare energi og yde et beskedent bidrag til økologien på vores planet. Vi anbefaler også, at du gør dig bekendt med princippet om beregning af den krævede mængde. solpaneler.

Solbatteriet kan bruges som backup-energikilde med hyppige nedlukninger af centraliseret strømforsyning. For automatisk omskiftning er det nødvendigt at tilvejebringe et uafbrydeligt kraftsystem.

Et sådant system er praktisk, da opladning udføres samtidig, når man bruger en traditionel strømkilde solsystembatteri. Det udstyr, der betjener solbatteriet, er placeret inde i huset, derfor er det nødvendigt at sørge for det et specielt rum.

Når du placerer batterier på et skråt tag på huset, skal du ikke glemme panelets hældningsvinkel, ideel når batteriet har en enhed til sæsonbestemt variation af hældningsvinklen

Installation af et solcellepanel i trin

Ved at vælge et sted at placere et solpanel og udstyr til service af solsystemet, samt have alle de nødvendige materialer og værktøjer, kan du begynde at installere batteriet.

Under installationen er det nødvendigt at overholde sikkerhedsforholdsregler, især når installation af det færdige panel på husets tag. Overvej en trin-for-trin algoritme til, hvordan man opretter et solbatteri.

Trin 1 - lodning af siliciumskivekontakter

Installation af et hjemmelavet solbatteri begynder ofte med lodning af fotocelleledere. Selvfølgelig, hvis du har mulighed for det, er det bedst at købe solceller straks med ledere, som lodning er et meget vanskeligt og omhyggeligt arbejde, der tager meget tid.

Lodning udføres som følger:

1. Der tages en siliciumfotocelle uden ledere og en metalstrimmelleder.
2. Lederne skæres ved hjælp af et kartonemne, deres længde er 2 gange større end størrelsen på siliciumskiven.
3. Dirigenten er pænt lagt på pladen. På et element - to ledere.
4. På det sted, hvor lodningen udføres, er det nødvendigt at anvende syre til at arbejde med loddejernet.
5. Lodde med et loddejern ved omhyggeligt at forbinde lederen til pladen.

Under lodning må du ikke trykke på silikatelementet, som det er meget skrøbeligt og kan kollapse! Hvis du er heldig, og du har købt fotoceller med færdige kontakter, vil du spare dig for langt og vanskeligt arbejde og straks gå videre til fremstilling af rammen til det fremtidige batteri.

Lodningskontakter til defekte gruppe B-fotoceller udføres i samme retning på samme måde som for hele plader

Trin 2 - at gøre rammen til solcellepanelet

Rammen er det sted, hvor fotocellerne vil blive installeret.Til fremstilling af rammen tages aluminiumshjørner og lameller, hvorfra rammene er foldet. Den anbefalede hjørnestørrelse er 70-90 mm.

Silikone tætningsmasse påføres indersiden af ​​metalhjørnerne. Tætningshjørner skal udføres omhyggeligt, holdbarheden af ​​hele strukturen afhænger af dette.

Når aluminiumsrammen er klar, skal du fortsætte med at fremstille baghuset. Bagkassen er en trækasse lavet af spånplade med lave sider.

Høje sider skaber en skygge på fotocellerne, så deres højde bør ikke overstige 2 cm. Siderne er skruet med selvskærende skruer og en skruetrækker.

I bunden af ​​kassen er ventilationshuller lavet af spånplade. Afstanden mellem hullerne er ca. 10 cm. Der monteres et gennemsigtigt element i aluminiumsrammen (plexiglas, antireflekterende glas, plexiglas).

Det transparente element presses og fastgøres, dets fastgørelse udføres ved hjælp af hardware: 4 i hjørnerne samt 2 fra det lange og 1 fra den korte side af rammen. Hardware fastgøres med skruer.

Rammen til solbatteriet er klar, og du kan gå videre til den mest kritiske del - installationen af ​​solceller. Før installation er det nødvendigt at rengøre plexiglas fra støv og affedte med en alkoholholdig væske.

Trin # 3 - montering af siliciumskivefotoceller

Montering og lodning af siliciumskiver er den mest tidskrævende del af at skabe dit eget solcellepanel. Først lægger vi fotocellerne ud på plexiglas med blå plader nede.

Hvis du samler batteriet for første gang, kan du bruge underlaget til markering for at placere pladerne nøjagtigt i en lille (3-5 mm) afstand fra hinanden.

1. Vi lodder fotocellerne i henhold til følgende ledningsdiagram: “+” spor er placeret på forsiden af ​​pladen, “-” - på bagsiden. Inden lodning påføres forsigtigt flux og lodning for at forbinde kontakterne.
2. Vi lodder alle fotoceller sekventielt i rækker fra top til bund. Rækkerne skal derefter også forbindes.
3. At komme til klistrede fotoceller. For at gøre dette skal du påføre en lille mængde fugemasse i midten af ​​hver siliciumskive.
4. Vi drejer de resulterende kæder med fotocellerne med forsiden opad (hvor de blå plader er) op og placerer pladerne i henhold til de markeringer, der blev anvendt tidligere. Tryk forsigtigt på hver plade for at låse den på plads.
5. Kontakterne til de ekstreme fotoceller vises på bussen henholdsvis “+” og “-”. En bredere sølvleder anbefales til dækket.
6. Solbatteriet skal være udstyret med en blokerende diode, der tilsluttes kontakterne og forhindrer afladning af batterier gennem strukturen om natten.
7. I bunden af ​​rammen borer vi huller til udgangen af ​​ledninger til ydersiden.

Trådene skal fastgøres til rammen, så de ikke hænger, du kan gøre dette ved hjælp af silikone tætningsmasse.

Trin # 4 - test af batteriet før tætning

Test af solcellepanelet skal udføres, før det forsegles for at kunne eliminere funktionsfejl, der ofte opstår under lodning. Det er bedst at teste efter lodning af hver række elementer - det er meget lettere at registrere, hvor kontakterne er dårligt forbundet.

For testning har du brug for et almindeligt husholdningsammeter. Målingerne skal udføres på en solskinsdag kl. 13-14 timer. Solen skal ikke skjules af skyer.

Vi tager batteriet ud på gaden og installerer i overensstemmelse med den tidligere beregnede hældningsvinkel. Vi forbinder ammeteret til batterikontakterne og måler kortslutningsstrømmen.

Betydningen af ​​testning er, at arbejdsstyrken for den elektriske strøm skal være 0,5-1,0 A lavere end kortslutningsstrømmen. Enhedens målinger skal være højere end 4,5 A, hvilket indikerer, at solbatteriet kan fungere.

Hvis testeren giver mindre aflæsninger, er et sted, sekvensen af ​​forbindelse af fotocellerne sandsynligvis ødelagt.

Normalt hjemmelavet solbatteri, konstrueret af fotoceller fra gruppe B, giver en aflæsning på 5-10 A, hvilket er 10-20% lavere end industrielle solcellepaneler.

Trin 5 - forsegling af fotoceller placeret i huset

Forsegling kan kun udføres ved at sikre, at batteriet fungerer. Til tætning er det bedst at bruge en epoxyforbindelse, men i betragtning af at materialeforbruget vil være stort, og dets omkostninger er ca. 40-45 dollars. Hvis det er lidt dyrt, kan du i stedet bruge det samme silikoneforseglingsmiddel.

Brug silikone tætningsmasse, foretrækk den, der er på emballagen, hvilket indikerer, at den er velegnet til brug under temperaturer under nul

Der er to måder at forsegle:

• fuld påfyldning, når panelerne er fyldt med fugemasse;
• påføring af fugemasse på mellemrummet mellem fotocellerne og de yderste elementer.

I det første tilfælde vil tætningen være mere pålidelig. Efter hældning skal fugemassen indstille. Derefter installeres plexiglas på toppen og presses tæt på pladerne belagt med silikone.

For at sikre dæmpning og yderligere beskyttelse mellem bagoverfladen på fotocellerne og rammen lavet af spånplade, anbefaler mange håndværkere at installere en pude af stift skumgummi med en bredde på 1,5-2,5 cm.

Dette er valgfrit, men ønskeligt, da siliciumskiverne er ret skrøbelige og let beskadiges.

Efter installation af plexiglas anbringes en belastning på strukturen, hvor påvirkningen af ​​luftbobler presses ud. Solpanelet er klar, og efter gentagen test kan det installeres på et forudvalgt sted og tilsluttes solsystemet i dit hjem.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Oversigt over fotoceller bestilt fra den kinesiske online butik:

Videoinstruktion til fremstilling af et solbatteri:

At lave et solbatteri med egne hænder er ikke en let opgave. Effektiviteten af ​​de fleste af disse batterier er lavere end for industripaneler med 10-20%. Den vigtigste ting ved designet af et solbatteri er at vælge og installere solcellerne korrekt.

Forsøg ikke straks at oprette et stort panel. Forsøg først at opbygge en lille enhed for at forstå alle nuancerne i denne proces.

Har du praktiske evner til at skabe solcellepaneler? Del din oplevelse med besøgende på vores side - skriv kommentarer i nedenstående blok. Der kan du stille spørgsmål om artiklens emne.