DIY solgenerator: instruktioner til oprettelse af en alternativ energikilde

Alternative energikilder, der giver mulighed for at forsyne lokalerne med varme og elektricitet i det krævede beløb - en dyre "fornøjelse", der kræver betydelige økonomiske omkostninger til anskaffelse, installation og installation.

At lave en solenergi med dine egne hænder er meget billigere og ganske overkommelig for mange hjemmearbejdere. Overvej instruktionerne, der beskriver alle nuancer i fremstillingsprocessen.

Hvordan fungerer en solenergi generator?

En solgenerator er et kompleks af fotoelektriske halvlederelementer, der direkte konverteres solenergi ind i det elektriske.

Kvanten produceret af lysstrålerne, når den blev ramt på en fotografisk plade, banker et elektron fra arbejdselementets sidste atombane. Denne effekt skaber en masse frie elektroner, der danner en kontinuerlig strøm af elektrisk strøm.

Det er overhovedet ikke nødvendigt at samle en solgenerator med egne hænder for straks at samle et stort, stort anlæg. Du kan starte med en lille enhed, og om nødvendigt øge volumener i fremtiden

Som det aktive materiale anvendes silicium. Det er yderst effektivt og giver en fotoelektrisk konverteringskoefficient i normal tilstand på 20% og under gunstige forhold - op til 25%.

På grund af den markante effektivitet af siliciumfotoceller garanterer generatorer, der er fremstillet på deres basis, høj effektivitet med et relativt lille volumen. Enhedens effekt, der måler 1 meter i timen, producerer 125 watt, hvilket betragtes som et meget imponerende resultat.

En tynd belægning af passive kemiske elementer, såsom bor eller fosfor, påføres på den ene side af siliciumskiven.Det er på denne overflade, at som et resultat af intens eksponering for sollys sker den aktive frigivelse af elektroner. Fosforfilm holder dem pålideligt et sted og tillader ikke at flyve fra hinanden.

På arbejdspladen er metal "spor". Der er fri elektroner bygget på dem, hvilket skaber en ordnet bevægelse, dvs. en elektrisk strøm.

Minusserne af pladerne inkluderer kun kompleksiteten og omkostningerne ved selve processen med at rense silicium, og for at undgå disse problemer mestrer de aktivt brugen af ​​alternativer i form af gallium, cadmium, indium og forskellige kobberforbindelser. Siliciumelementer har dog endnu ingen virkelige konkurrenter.

Den nemmeste måde at opbygge en konverter af solenergi til elektricitet er at købe et færdigt solbatteri og installere det på taget af et hus eller garage:

Hvad har du brug for til arbejde?

Til fremstilling af en generator bestående af et sæt solpaneler, værktøjer og materialer kræves, såsom:

• moduler til konvertering af sollys til energi;
• aluminium hjørner;
• trælister;
• spånplader;
• et gennemsigtigt element (glas, plexiglas, plexiglas, polycarbonat) for at skabe beskyttelse af siliciumskiver;
• skruer og skruer i forskellige størrelser;
• tæt skumgummi med en tykkelse på 1,5-2,5 mm;
• høj kvalitet fugemasse;
• dioder, terminaler og ledninger;
• en skruetrækker eller et sæt skruetrækkere;
• lodning jern;
• båndsav til træ og metal (eller slibemaskine).

Hvor meget materiale der skal bruges afhænger direkte af den planlagte størrelse på generatoren. Stort arbejde medfører ekstra omkostninger, men det vil under alle omstændigheder være billigere end det købte modul.

Den beskyttende base til siliciumskiver kan være lavet af glas, plexiglas, polycarbonat eller plexiglas. De første tre materialer skaber minimalt tab af konverteret energi, men det fjerde transmitterer stråler meget værre og reducerer effektiviteten af ​​hele komplekset markant

Til den sidste test af den samlede enhed bruges et ammeter. Det giver dig mulighed for at fange installationens faktiske effektivitet og hjælper med at bestemme det faktiske afkast.

Valg af fotokonverteringstype

Gør-det-selv-aktiviteter for at oprette en solgenerator med valg af typen fotovoltaisk siliciumkonverter.

Disse komponenter er af tre typer:

• amorf;
• enkelt krystal;
• polykrystallinske.

Hver indstilling har sine fordele og ulemper, og valget til fordel for en af ​​dem foretages på grundlag af det beløb, der er afsat til køb af alle systemkomponenter.

Funktioner af amorfe sorter

Amorfe moduler består ikke af krystallinsk silicium, men af ​​dets derivater (silan eller siliciumhydrogen). Ved sprøjtning i vakuum påføres de i det tyndeste lag på høj kvalitet metalfolie, glas eller plast.

Færdigvarer har en falmet, sløret grå farvetone. Synlige siliciumkrystaller på overfladen observeres ikke. Vigtigste fordel fleksible solpaneler rimelig pris betragtes, men deres effektivitet er meget lille og spænder fra 6-10%.

Siliciumbaserede amorfe solceller har øget fleksibilitet, udviser et højt niveau af optisk absorption (20 gange større end for enkelt- eller polykrystallinske analoger) og arbejder markant mere effektivt i overskyet vejr

Specifikationerne for polykrystallinske typer

polykrystallinske solpaneler produceret ved gradvis meget langsom afkøling af siliciumsmelten. De resulterende produkter er kendetegnet ved en rig blå farve, har en overflade med et udtalt mønster, der ligner et frostigt mønster, og er effektive i området 14-18%.

Højere effektivitet-produktivitet hindres af områder inden i materialet, der er adskilt fra den generelle struktur ved granulære grænser.

Polykrystallinske fotoceller har kun fungeret i 10 år, men i løbet af denne periode er deres effektivitet ikke faldet. Til montering af produkter i et enkelt kompleks anvendes der dog nødvendigvis et solidt, solidt fundament, da pladerne er ret stive og kræver stærk, pålidelig støtte

Karakteristika ved monokratilliske indstillinger

Enkeltkrystallmoduler er kendetegnet ved en tæt mørk farve og består af faste siliciumkrystaller. Deres effektivitet overstiger ydeevnen af ​​andre elementer og udgør 18-22% (under gunstige forhold - op til 25%).

En anden fordel er dens imponerende levetid - ifølge producenter over 25 år. Ved langvarig brug aftager effektiviteten af ​​enkeltkrystaller imidlertid, og efter 10-12 år er den fotografiske effektivitet allerede højst 13-17%.

Enkeltkrystallmoduler er betydeligt dyrere end andre typer udstyr. Fremstil dem ved at sav kunstige dyrkede silikonkrystaller

For at skabe en solgenerator derhjemme tager de hovedsageligt poly- og enkeltkrystallplader i forskellige størrelser med egne hænder. De købes i populære online butikker, herunder på eBay eller Aliexpress.

På grund af det faktum, at solceller er meget værdsat, tilbyder mange leverandører kunder produkter fra gruppe B, det vil sige fragmenter med en svag defekt, der er egnede til fuld drift. Deres omkostninger adskiller sig fra standardprisen med 40-60%, så indsamling af en generator koster en rimelig pris, som ikke er for overkommelig.

Hvordan laver man en ramme til plader?

Til fremstilling af rammen til den fremtidige generator bruges holdbare træplader eller aluminiumshjørner. Træversionen betragtes som mindre praktisk, da materialet kræver yderligere behandling for at undgå efterfølgende forfald og delaminering.

For at trærammen kan modstå driftsbelastningen og ikke forfald efter det første regn, skal det imprægneres med en speciel sammensætning, der beskytter træet mod fugtighed

Aluminium har meget mere attraktive fysiske egenskaber og udøver ikke på grund af dets lethed unødvendig belastning på taget eller anden understøtningsstruktur, hvor det er planlagt at installere enheden.

På grund af den anti-korrosionsbelægning, ruster det heller ikke metallet, det rådner ikke, absorberer ikke fugt og tolererer let effekterne af aggressive atmosfæriske manifestationer.

For at oprette en rammestruktur fra aluminiumshjørner bestemmes først størrelsen på det fremtidige panel. I standardversionen bruges 36 fotoceller med en størrelse på 81 mm x 150 mm pr. Blok.

For korrekt efterfølgende drift efterlades et lille hul mellem fragmenterne (ca. 3-5 mm). Dette rum giver dig mulighed for at tage højde for ændringen i basens grundlæggende parametre, udsat for atmosfæriske manifestationer. Som et resultat er emnets samlede størrelse 83 mm x 690 mm med en rammehjørnebredde på 35 mm.

Siliciumskiver, indrammet i en aluminiumprofil, ligner næsten fabriksprodukter. Stærk og robust ramme giver systemet perfekt tæthed og giver hele strukturen en høj stivhed

Efter størrelsen klippes de nødvendige fragmenter ud fra hjørnerne og monteres ved hjælp af fastgørelseselementer i stelrammer. Et lag silikoneforsegling påføres på den indvendige overflade af strukturen, idet den er meget omhyggelig med, at der ikke er mellemrum eller hulrum.

Integriteten, styrken og holdbarheden af ​​den monterede struktur afhænger af dette. Et beskyttende gennemsigtigt materiale (glas med antireflekterende belægning, plexiglas eller polycarbonat med specielle parametre) lægges ovenpå og fastgøres sikkert med metalvarer (1 kort og 2 lang del af rammen og 4 hjørner af sagen).

Til arbejde med en skruetrækker og skruer med passende diameter. I slutningen rengøres den gennemsigtige overflade omhyggeligt for støv og små affald.

Vælg gennemsigtigt emne

De vigtigste kriterier for at vælge et gennemsigtigt element til at oprette en generator:

• evne til at absorbere infrarød stråling;
• niveauet for brydning af sollys.

Jo lavere brydningsindeks, jo højere er effektiviteten af ​​siliciumskiver. Plexiglas og plexiglas har den laveste lysreflektion. Polycarbonat har også langt fra den bedste ydeevne.

For at skabe rammekonstruktioner til hjemmesolsystemer anbefales det at bruge antireflekterende gennemsigtigt glas eller en speciel type polycarbonat med antikondensationsbelægning, som om nødvendigt giver det nødvendige niveau for termisk beskyttelse.

De bedste egenskaber med hensyn til absorption af infrarød stråling er stærk termisk absorberende plexiglas og glas med mulighed for infrarød absorption. I almindeligt glas er disse tal meget lavere. Effektiviteten af ​​infrarød absorption afhænger af, om siliciumskiver opvarmes under drift eller ej.

Hvis opvarmningen viser sig at være minimal, vil fotocellerne vare lang tid og give et stabilt afkast. Overophedning af pladerne vil føre til afbrydelser i arbejdet og hurtig svigt i de enkelte fragmenter af systemet eller hele komplekset.

Installation af siliciumfotoceller

Umiddelbart før installationen rengøres sikkerhedsbriller placeret i aluminiumsrammer godt for støv og affedtes med en alkoholholdig sammensætning.

De købte fotoceller placeres jævnt på mærkesubstratet i en afstand af 3-5 millimeter fra hinanden og markerer vinklerne på den samlede struktur. Gå derefter videre til lodning af elementerne - den vigtigste og tidskrævende del af aggregatets samling.

Lodning af generatorens aktive elementer udføres i henhold til det skema, hvor "+" er sporene på ydersiden, og "-" er kanalerne placeret på indersiden af ​​pladen.

For korrekt forbindelse af kontakterne skal du først anvende en flux (syre til lodning) og lodde og derefter udføre behandlingen i en streng rækkefølge fra top til bund. I slutningen er alle rækkerne forbundet.

Det næste trin er størrelsen på fotoceller. For at gøre dette presses et lille tætningsmiddel ind i midten af ​​hver siliciumskive, de dannede kæder af elementer vendes på hovedet og placeres i nøje overensstemmelse med de markeringer, der er påført tidligere.

Tryk forsigtigt på pladerne med dine hænder, og fastgør dem på det rigtige sted. De handler meget omhyggeligt og forsøger ikke at beskadige eller bøje materialet.

Kontakterne til fotocellerne, der er placeret ved kanterne, udsendes til en separat bus (bred sølvleder) som "+" og "-". Derudover er komplekset udstyret med en blokerende diode. Ved tilslutning til kontakterne forhindrer det, at batterierne aflades gennem rammestrukturen om natten.

I bunden af ​​rammen bor du huller, som ledningerne føres igennem. For at de ikke falder sammen, bruger de silikone tætningsmasse i deres arbejde.

Følgende fotogalleri introducerer trinnene til samling af et solpanel med 60 elementer:

Fotocellerne samlet ved lodning skal nu fastgøres på basen. Kan limes på krydsfiner og dækkes med glas. Imidlertid gør limning først i glasset først:

For at batteriet, der er designet til at akkumulere ladning, ikke skal absorbere den energi, der genereres af fotoceller, er dets solbatteri forbundet via Stock-dioden:

Samlingen af ​​minisolstationen, som vi har givet i eksemplet, udføres i overensstemmelse med diagrammet, der er vist på billedet. I forbindelsen bruger vi en ledning med et kobber-tværsnit fra 1 m²

Dette mini-kraftværk er i stand til at generere op til 15 V. Det skal bemærkes, at den maksimale produktivitet kun bemærkes på solrige skyfrie dage. I overskyet vejr genererer enheden meget mindre eller genererer slet ikke energi. Derfor vælges batteriet til det, så lageret er nok i mindst en dag.

Hvordan testes den monterede enhed?

Før den endelige tætning af den samlede generator skal den testes for at identificere potentielle fejl under lodningsprocessen.Den mest rimelige mulighed er at kontrollere hver loddet række separat. Så det bliver øjeblikkeligt klart, hvor kontakterne er dårligt forbundet, og genbehandling er påkrævet.

Til testen skal du bruge et husholdningsammeter. Måling udføres på en skyfri solskinsdag ved frokosttid (periode fra 13 til 15 timer). Designet placeres i haven og installeres i en passende vinkel.

Et husstandsmåler hjælper med at måle den aktuelle strøm. Baseret på hans vidnesbyrd er det muligt at bestemme niveauet for anvendelighed af det monterede solsystem og identificere uregelmæssigheder i sekvensen for forbindelsen af ​​siliciumsolceller

Et ammeter er forbundet til udgangskontakterne på solbatteriet, og kortslutningsstrømmen måles. Hvis enheden viser resultater over 4.5 A, er systemet helt korrekt, og alle forbindelser loddes klart og korrekt.

De lavere data, der vises på testerens display, angiver overtrædelser, der skal spores og loddes igen. Traditionelt viser selvfremstillede solgeneratorer lavet af fotoceller med en lille defekt (gruppe B) numre fra 5 til 10 ampere på testen.

Aggregater af fabriksproduktion viser data 10-20% højere. Dette skyldes det faktum, at siliciumskiver fra gruppe A anvendes i produktionen, som ikke har nogen defekt i strukturen.

Den sidste fase af arbejdet

Hvis testen viste, at batteriet er fuldt funktionsdygtigt, forsegles det med et specielt silikoneforseglingsmiddel eller en dyrere og holdbar epoxyforbindelse.

Arbejdet giver to måder at udføre:

1. Fuld hældning - når hele overfladen er dækket med en hermetisk sammensætning.
2. Delvis behandling - når fugemassen kun påføres de ekstreme elementer og det tomme mellemrum mellem elementerne.

Den første mulighed betragtes som mere pålidelig og giver systemet fuld beskyttelse mod eksterne faktorer. Fotoceller er klart fastgjort på plads og fungerer korrekt med maksimal effektivitet.

Til størrelse af fotoceller inde i huset anbefales det at bruge et frostbestandigt tætningsmiddel, der kan modstå skarpe temperaturændringer og indikatorer med lave minus

Når fyldningen er udført, tillades fugemassen at "gribe". Dæk derefter med et gennemsigtigt element og presset godt til pladerne.

For at give yderligere beskyttelse og dæmpning anbefaler nogle håndværkere at placere tæt skum mellem overfladen på siliciumskiven og bagsiden af ​​rammen. Dette vil gøre designet mere solidt og beskytte mod skrøbelige fotoceller mod overdreven belastning.

Derefter placeres en belastning på overfladen, der virker på lagene og presser luftbobler ud fra dem. Den færdige generator testes igen og monteres endelig på et tidligere forberedt sted.

Hvor og hvordan placeres generatoren?

Installationsstedet for solgeneratoren vælges meget omhyggeligt og uden hast. Plader, der modtager lys, skal placeres i en vinkel, så strålerne ikke "falder" til overfladen vinkelret, men som sådan "flyder" forsigtigt langs den.

Ideelt set er strukturen placeret således, at det om nødvendigt forbliver muligt at justere hældningsvinklen på denne måde at "fange" den maksimale solmængde.

Det er helt acceptabelt at levere et solsystem fra solpaneler på jorden, men oftest vælger de taget på huset eller vaskerummet til placering, nemlig den del af det, der vender mod den mest indviede, hovedsageligt sydlige side af stedet.

Det er meget vigtigt, at der ikke er høje bygninger og kraftige, spredte træer i nærheden. Når de befinder sig i nærheden, skaber de en skygge og forstyrrer enhedens fulde betjening.

For at solanlæg skal fungere effektivt, skal de holdes rene og ryddelige.Et lag med snavs dannet på overfladen af ​​fangstpanelet reducerer effektiviteten med 10%, og vedhæftning af sne slukker enheden helt. Derfor er regelmæssig vedligeholdelse et must og hjælper med at holde modulerne i perfekt fungerende stand.

Det gennemsnitlige optimum for installation af en solgenerator betragtes som en hældningsvinkel på 45 °. Med dette arrangement absorberer solcellerne solfluxen meget effektivt og producerer den mængde energi, der er nødvendig for at sikre, at huset fungerer korrekt.

For at få reelt afkast fra panelerne og give den gennemsnitlige familie den rigtige mængde energi, skal du tage 15-20 kvadratmeter tagoverflade under en solgenerator

For den europæiske del af SNG-landene gælder lidt forskellige indikatorer. Fagfolk anbefaler at tage en stationær hældningsvinkel på 50-60 ° og som en bevægelig konstruktion i vintersæsonen anbring batterierne i en vinkel på 70 ° i forhold til vandret.

Om sommeren skal du skifte position og vippe fotocellerne i en vinkel på 30 °.

Ved at installere generatorpanelerne på et sporsystem, der er udstyret med den automatiske solsporingsmulighed, kan du øge rekyleffektiviteten med 50%. Modulet registrerer uafhængigt af strålens intensitet og vil tilpasse sig den maksimale belysning fra daggry til skumring.

Umiddelbart før installationen er taget yderligere forstærket og udstyret med specielle holdbare understøtter, da ikke alle design har evnen til at modstå den fulde vægt af udstyret til konvertering af solenergi.

For pålideligt og solidt at installere en solgenerator på taget, er det værd at købe specielle monteringer. De fås separat for hver type tagdækning og er altid kommercielt tilgængelige. Ved montering mellem panelerne og taget er det bydende nødvendigt at efterlade et hul for korrekt luftadgang og korrekt ventilation af solabsorberende elementer

I nogle tilfælde er forstærkede spær placeret under taget for at beskytte taget mod sammenbrud, hvilket er potentielt muligt på grund af øget belastning, som øges markant i vintersæsonen, når der samles sne på tagoverfladen.

For at begynde at arbejde skal solsystemet kræve batterierinverter og ladestyring. Du lærer om reglerne for valg af enheder og deres optagelse i kæden fra de artikler, der er anbefalet af os.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Funktioner og nuancer ved lodning af fotoceller til fremstilling af en effektiv solgenerator med dine egne hænder derhjemme. Tips og råd til mestre, interessante ideer og personlig bedste praksis.

Sådan testes en fotocelle korrekt og måles dens grundlæggende parametre. Denne information er nyttig i efterfølgende beregninger af det nøjagtige antal plader, der kræves til systemets fulde drift.

En komplet trin-for-trin beskrivelse af processen med at indsamle et solbatteri til en generator derhjemme. Regler for drift, fra anskaffelse af de nødvendige elementer til den generelle test af det fremstillede udstyr.

Det er ikke en stor ting at kende arrangementet af solenergi generatorer, samle dem derhjemme. Naturligvis kræver arbejdet opmærksomhed, nøjagtighed og nøje, men resultatet vil retfærdiggøre alle økonomiske og arbejdsomkostninger. Den komplette enhed vil give bygningen fuldstændigt varme og elektricitet, hvilket skaber den nødvendige komfort til beboerne.

Stryg straks til et stort projekt er ikke det værd. Til at begynde med er det fornuftigt at prøve din hånd på at samle en lille enhed, og derefter, når du fuldstændigt behersker alle nuancerne i processen, fortsæt med konstruktionen af ​​en mere kraftfuld og storstilet installation.

Og hvilken metode til opførelse af et minikraftværk valgte du at udstyre et sommerhus? Skriv kommentarer, del nyttige oplysninger og fotografier om emnet i artiklen i nedenstående blok. Stil spørgsmål om kontroversielle eller obskure punkter.