Générateur solaire bricolage: instructions pour créer une source d'énergie alternative

Sources d'énergie alternatives, permettant de fournir aux locaux de la chaleur et de l'électricité dans la quantité requise - un "plaisir" coûteux, nécessitant des coûts financiers importants pour l'acquisition, l'installation et l'installation.

Faire un générateur solaire de vos propres mains est beaucoup moins cher et assez abordable pour de nombreux maîtres à la maison. Considérez les instructions qui décrivent toutes les nuances du processus de fabrication.

Comment fonctionne un générateur d'énergie solaire?

Un générateur solaire est un complexe d'éléments semi-conducteurs photoélectriques qui convertissent directement énergie solaire dans l'électrique.

Les quanta produits par les rayons de lumière lorsqu'ils sont frappés sur une plaque photographique frappent un électron de l'orbite atomique finale de l'élément de travail. Cet effet crée beaucoup d'électrons libres, qui forment un flux continu de courant électrique.

Il n'est pas du tout nécessaire, assembler un générateur solaire de vos propres mains, d'assembler immédiatement un grand complexe à grande échelle. Vous pouvez commencer avec une petite unité et, si nécessaire, augmenter les volumes à l'avenir

En tant que matériau actif, le silicium est utilisé. Il est très efficace et fournit un coefficient de conversion photoélectrique en mode normal au niveau de 20%, et dans des conditions favorables - jusqu'à 25%.

En raison de l'efficacité prononcée des photocellules au silicium, les générateurs fabriqués sur leur base garantissent un rendement élevé avec un volume relativement petit. La puissance de l'unité mesurant 1 mètre par heure produit 125 watts, ce qui est considéré comme un résultat très impressionnant.

Une fine couche d'éléments chimiques passifs tels que le bore ou le phosphore est appliquée sur un côté de la tranche de silicium.C'est sur cette surface que, suite à une exposition intense au soleil, la libération active d'électrons se produit. Le film de phosphore les maintient de manière fiable en un seul endroit et ne permet pas de voler en éclats.

Sur la plaque de travail se trouvent des "pistes" métalliques. Des électrons libres sont construits sur eux, créant ainsi un mouvement ordonné, c'est-à-dire un courant électrique.

Les inconvénients des plaques ne comprennent que la complexité et le coût du processus de nettoyage du silicium lui-même, et afin d'éviter ces problèmes, ils maîtrisent activement l'utilisation d'alternatives sous forme de gallium, de cadmium, d'indium et de divers composés du cuivre. Cependant, les éléments en silicium n'ont pas encore de véritables concurrents.

La façon la plus simple de construire un convertisseur d'énergie solaire en électricité est d'acheter une batterie solaire prête à l'emploi et de l'installer sur le toit d'une maison ou d'un garage:

De quoi avez-vous besoin pour travailler?

Pour la fabrication d'un générateur composé d'un kit panneaux solaires, des outils et du matériel sont nécessaires, tels que:

• modules pour convertir la lumière du soleil en énergie;
• coins en aluminium;
• lattes de bois;
• feuilles d'aggloméré;
• un élément transparent (verre, plexiglas, plexiglas, polycarbonate) pour créer une protection pour les tranches de silicium;
• vis et vis de différentes tailles;
• caoutchouc mousse dense d'une épaisseur de 1,5 à 2,5 mm;
• scellant de haute qualité;
• diodes, bornes et fils;
• un tournevis ou un jeu de tournevis;
• fer à souder;
• scie à métaux pour le bois et le métal (ou meuleuse).

La quantité de matériaux nécessaires dépendra directement de la taille prévue du générateur. Les travaux à grande échelle entraîneront des coûts supplémentaires, mais en tout cas, ils seront moins chers que le module acheté.

La base protectrice des tranches de silicium peut être en verre, plexiglas, polycarbonate ou plexiglas. Les trois premiers matériaux créent une perte minimale d'énergie convertie, mais le quatrième transmet des rayons bien pires et réduit considérablement l'efficacité de l'ensemble du complexe

Pour le test final de l'unité assemblée, un ampèremètre est utilisé. Il vous permet de capturer l'efficacité réelle de l'installation et aide à déterminer le rendement réel.

Sélection du type de convertisseur de photos

Activités de bricolage pour créer un générateur solaire avec un choix du type de convertisseur photovoltaïque au silicium.

Ces composants sont de trois types:

• amorphe;
• monocristallin;
• polycristallin.

Chaque option a ses avantages et ses inconvénients, et le choix en faveur de l'une d'entre elles se fait en fonction du montant des fonds alloués pour l'achat de tous les composants du système.

Caractéristiques des variétés amorphes

Les modules amorphes ne sont pas constitués de silicium cristallin, mais de ses dérivés (silane ou hydrogène de silicium). Par pulvérisation sous vide, ils sont appliqués en couche la plus fine sur une feuille métallique de haute qualité, du verre ou du plastique.

Les produits finis ont une teinte gris délavé et floue. Des cristaux de silicium visibles à la surface ne sont pas observés. Avantage principal panneaux solaires flexibles un prix raisonnable est considéré, cependant, leur efficacité est très faible et varie de 6 à 10%.

Les cellules solaires amorphes à base de silicium ont une flexibilité accrue, présentent un niveau d'absorption optique élevé (20 fois supérieur à celui des analogues simples ou polycristallins) et fonctionnent beaucoup plus efficacement par temps nuageux

Les spécificités des types polycristallins

Polycristallin panneaux solaires produit par le refroidissement progressif très lent de la masse fondue de silicium. Les produits résultants se distinguent par une couleur bleue riche, ont une surface avec un motif prononcé ressemblant à un motif givré et sont efficaces dans la région de 14 à 18%.

Une efficacité-productivité plus élevée est entravée par des zones à l'intérieur du matériau qui sont séparées de la structure générale par des limites granulaires.

Les photocellules polycristallines ne fonctionnent que depuis 10 ans, mais pendant ce temps leur efficacité n'a pas diminué. Cependant, pour le montage de produits dans un seul complexe, une fondation solide et solide est nécessairement utilisée, car les feuilles sont assez rigides et nécessitent un support solide et fiable

Caractéristiques des options monocratilliques

Les modules monocristallins se caractérisent par une couleur sombre dense et sont constitués de cristaux de silicium solides. Leur efficacité dépasse les performances des autres éléments et s'élève à 18-22% (dans des conditions favorables - jusqu'à 25%).

Un autre avantage est sa durée de vie impressionnante - selon les fabricants de plus de 25 ans. Cependant, avec une utilisation prolongée, l'efficacité des monocristaux diminue et après 10-12 ans, l'efficacité photographique n'est déjà plus que de 13 à 17%.

Les modules monocristallins sont nettement plus chers que les autres types d'équipements. Produisez-les en sciant des cristaux de silicium cultivés artificiellement

Pour créer un générateur solaire à la maison, ils prennent principalement leurs propres plaques de poly et monocristaux de différentes tailles. Ils sont achetés dans les magasins en ligne populaires, y compris sur eBay ou Aliexpress.

Étant donné que les cellules solaires sont très appréciées, de nombreux fournisseurs proposent aux clients des produits du groupe B, c'est-à-dire des fragments présentant un léger défaut qui conviennent à un fonctionnement complet. Leur coût diffère du prix standard de 40 à 60%, de sorte que la collecte d'un générateur coûte un prix raisonnable, ce qui n'est pas trop abordable.

Comment faire un cadre pour assiettes?

Pour la fabrication du cadre du futur générateur, des lattes en bois durables ou des coins en aluminium sont utilisés. La version en bois est considérée comme moins pratique, car le matériau nécessite un traitement supplémentaire pour éviter la décomposition et la délamination ultérieures.

Pour que le cadre en bois résiste à la charge opérationnelle et ne se décompose pas après la première pluie, il doit être imprégné d'une composition spéciale qui protège l'arbre de l'humidité

L'aluminium a des caractéristiques physiques beaucoup plus attrayantes et, en raison de sa légèreté, n'exerce pas de charge inutile sur le toit ou toute autre structure de support où il est prévu d'installer l'unité.

De plus, grâce au revêtement anti-corrosion, le métal ne rouille pas, ne pourrit pas, n'absorbe pas l'humidité et tolère facilement les effets de toute manifestation atmosphérique agressive.

Pour créer une structure de cadre à partir de coins en aluminium, la taille du futur panneau est d'abord déterminée. Dans la version standard, 36 photocellules d'une taille de 81 mm x 150 mm sont utilisées par bloc.

Pour une opération ultérieure correcte, un petit espace est laissé entre les fragments (environ 3 à 5 mm). Cet espace vous permet de prendre en compte l'évolution des paramètres de base de la base, exposée aux manifestations atmosphériques. En conséquence, la taille totale de la pièce est de 83 mm x 690 mm avec une largeur d'angle de cadre de 35 mm.

Les plaquettes de silicium, encadrées dans un profil en aluminium, ressemblent presque à des produits fabriqués en usine. Un cadre robuste et robuste confère au système une étanchéité irréprochable et confère à l'ensemble de la structure un haut niveau de rigidité

Après le dimensionnement, les fragments nécessaires sont découpés dans les coins et, à l'aide d'attaches, les assembler dans des cadres de cadre. Une couche de mastic silicone est appliquée sur la surface intérieure de la structure, en faisant très attention à ce qu'il n'y ait ni espace ni vide.

L'intégrité, la résistance et la durabilité de la structure montée en dépendent. Un matériau transparent de protection est posé sur le dessus (verre avec revêtement antireflet, plexiglas ou polycarbonate avec paramètres spéciaux) et solidement fixé avec du matériel (1 cadre court et 2 longs et 4 coins du boîtier).

Pour travailler avec un tournevis et des vis de diamètre approprié. À la fin, la surface transparente est soigneusement nettoyée de la poussière et des petits débris.

Sélectionnez un élément transparent

Les principaux critères de choix d'un élément transparent pour créer un générateur:

• pouvoir absorber le rayonnement infrarouge;
• le niveau de réfraction de la lumière solaire.

Plus l'indice de réfraction est faible, plus l'efficacité des tranches de silicium est élevée. Le plexiglas et le plexiglas ont la réflectance lumineuse la plus faible. Le polycarbonate a également loin des meilleures performances.

Pour créer des structures de cadre pour les systèmes solaires domestiques, il est recommandé d'utiliser du verre transparent antireflet ou un type spécial de polycarbonate avec revêtement anti-condensation, qui fournit le niveau de protection thermique nécessaire, si possible.

Les meilleures caractéristiques en termes d'absorption du rayonnement infrarouge sont le plexiglas et le verre à forte absorption thermique avec l'option d'absorption infrarouge. En verre ordinaire, ces chiffres sont bien inférieurs. L'efficacité de l'absorption infrarouge dépend du fait que les tranches de silicium sont chauffées pendant le fonctionnement ou non.

Si le chauffage s'avère minime, les photocellules dureront longtemps et fourniront des retours stables. La surchauffe des plaques entraînera des interruptions de travail et la défaillance rapide de fragments individuels du système ou de l'ensemble du complexe.

Installation de photocellules au silicium

Immédiatement avant l'installation, les lunettes de sécurité placées dans des cadres en aluminium sont bien nettoyées de la poussière et dégraissées avec une composition contenant de l'alcool.

Les photocellules achetées sont placées uniformément sur le substrat de marquage à une distance de 3 à 5 millimètres les unes des autres et marquent les angles de la structure globale. Procéder ensuite au soudage des éléments - la partie la plus importante et la plus longue de l'assemblage du générateur.

Le soudage des éléments actifs du générateur est effectué selon le schéma dans lequel «+» sont les pistes à l'extérieur, et «-» sont les canaux situés à l'intérieur de la plaque.

Pour connecter correctement les contacts, appliquez d'abord un flux (acide pour la soudure) et de la soudure, puis effectuez le traitement dans un ordre strict de haut en bas. À la fin, toutes les lignes sont interconnectées.

La prochaine étape est le dimensionnement des photocellules. Pour ce faire, un peu de produit d'étanchéité est pressé au centre de chaque tranche de silicium, les chaînes d'éléments formées sont retournées et placées en stricte conformité avec les marquages ​​appliqués précédemment.

Appuyez doucement sur les plaques avec vos mains, en les fixant au bon endroit. Ils agissent très soigneusement, en essayant de ne pas endommager ou plier le matériau.

Les contacts des photocellules situées sur les bords sont sortis sur un bus séparé (conducteur argent large) en tant que «+» et «-». De plus, le complexe est équipé d'une diode de blocage. En se connectant avec les contacts, il empêche les batteries de se décharger à travers la structure du cadre la nuit.

Au bas du cadre, percez des trous à travers lesquels les fils sont sortis. Pour ne pas s'affaisser, ils utilisent du mastic silicone dans leur travail.

La galerie de photos suivante présentera les étapes de l'assemblage d'un panneau solaire de 60 éléments:

Les photocellules assemblées par soudure doivent maintenant être fixées sur la base. Peut être collé au contreplaqué et recouvert de verre. Cependant, dans l'exemple, le collage est d'abord effectué sur le verre:

Pour que la batterie, conçue pour accumuler de la charge, n'absorbe pas l'énergie générée par les photocellules, sa batterie solaire est connectée via la diode Stocks:

Le montage de la mini station solaire, que nous avons donné dans l'exemple, est réalisé conformément au schéma présenté sur la photo. Dans la connexion, nous utilisons un fil avec une section résidentielle en cuivre de 1 m²

Cette mini centrale est capable de générer jusqu'à 15 V. Il convient de noter que la productivité maximale ne sera notée que par temps ensoleillé sans nuages. Par temps nuageux, l'appareil produira beaucoup moins ou ne générera pas d'énergie du tout. Par conséquent, la batterie est sélectionnée pour que le stock soit suffisant pendant au moins une journée.

Comment tester l'unité montée?

Avant de sceller définitivement le générateur assemblé, il doit être testé pour identifier les défaillances potentielles pendant le processus de soudage.L'option la plus raisonnable consiste à vérifier séparément chaque ligne soudée. Ainsi, il devient immédiatement clair où les contacts sont mal connectés et un nouveau traitement est nécessaire.

Pour le test, utilisez un ampèremètre domestique. La mesure est effectuée par une journée ensoleillée sans nuage à l'heure du déjeuner (période de 13 à 15 heures). La conception est placée dans la cour et installée à un angle approprié.

Un ampèremètre domestique permet de mesurer le courant réel. Sur la base de son témoignage, il est possible de déterminer le niveau d'opérabilité du système solaire monté et d'identifier les irrégularités dans la séquence de connexion des cellules solaires au silicium

Un ampèremètre est connecté aux contacts de sortie de la batterie solaire et le courant de court-circuit est mesuré. Si l'appareil affiche des résultats supérieurs à 4,5 A, le système est complètement correct et toutes les connexions sont soudées clairement et correctement.

Les données inférieures qui apparaissent sur l'écran du testeur indiquent les violations qui doivent être suivies et resoudées. Traditionnellement, les générateurs solaires autoproduits fabriqués à partir de cellules photoélectriques avec un petit défaut (groupe B) affichent des nombres de 5 à 10 ampères au test.

Les agrégats de la production en usine affichent des données 10 à 20% plus élevées. Cela est dû au fait que des tranches de silicium du groupe A sont utilisées dans la production, qui n'ont aucun défaut dans la structure.

La dernière étape du travail

Si le test a montré que la batterie est pleinement opérationnelle, elle est scellée avec un mastic silicone spécial ou un composé époxy plus cher et plus durable.

Le travail propose deux manières de réaliser:

1. Remplissage complet - lorsque toute la surface est recouverte d'une composition hermétique.
2. Traitement partiel - lorsque le mastic n'est appliqué qu'aux éléments extrêmes et à l'espace vide entre les éléments.

La première option est considérée comme plus fiable et fournit au système une protection complète contre les facteurs externes. Les photocellules sont clairement fixées en place et fonctionnent correctement avec une efficacité maximale.

Pour dimensionner les photocellules à l'intérieur du boîtier, il est conseillé d'utiliser un scellant résistant au gel qui peut résister à de brusques changements de température et à des indicateurs moins négatifs

Une fois le remplissage terminé, le mastic peut «saisir». Couvrir ensuite avec un élément transparent et fermement pressé sur les plaques.

Afin de fournir une protection et un amorti supplémentaires, certains artisans recommandent de placer une mousse dense entre la surface de la plaquette de silicium et l'arrière du cadre. Cela rendra la conception plus solide et protégera contre les photocellules fragiles d'une charge excessive.

Ensuite, une charge est placée sur la surface, qui agit sur les couches et en extrait les bulles d'air. Le générateur fini est à nouveau testé et finalement monté sur un endroit préalablement préparé.

Où et comment placer le générateur?

L'emplacement d'installation du générateur solaire est choisi très soigneusement et sans hâte. Les plaques qui reçoivent la lumière doivent être placées à un angle tel que les rayons ne «tombent» pas à la surface perpendiculairement, mais, pour ainsi dire, «coulent» doucement le long de celle-ci.

Idéalement, la structure est positionnée de sorte qu'il reste possible, si nécessaire, d'ajuster l'angle d'inclinaison, de cette manière, "captant" le maximum de soleil.

Il est parfaitement acceptable d'alimenter un système solaire panneaux solaires sur le terrain, mais le plus souvent, ils choisissent le toit de la maison ou de la buanderie pour le placement, à savoir la partie de celle-ci qui fait face à la partie la plus consacrée, principalement au sud du site.

Il est très important qu'il n'y ait pas de grands bâtiments et d'arbres puissants et tentaculaires à proximité. Étant à proximité, ils créent une ombre et interfèrent avec le fonctionnement complet de l'unité.

Pour que les installations solaires fonctionnent efficacement, elles doivent être maintenues propres et bien rangées.Une couche de saleté formée sur la surface du panneau de capture réduit l'efficacité de 10% et l'adhérence de la neige arrête complètement l'appareil. Par conséquent, un entretien régulier est indispensable et permet de maintenir les modules en parfait état de fonctionnement.

L'optimum moyen pour l'installation d'un générateur solaire est considéré comme un angle d'inclinaison du toit de 45 °. Avec cet agencement, les cellules solaires absorbent très efficacement le flux solaire et produisent la quantité d'énergie nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de la maison.

Afin d'obtenir de véritables rendements des panneaux et de fournir à la famille moyenne la bonne quantité d'énergie, vous devrez prendre 15-20 m² de surface de toit sous un générateur solaire

Pour la partie européenne des pays de la CEI, des indicateurs légèrement différents s'appliquent. Les professionnels recommandent de prendre comme base un angle d'inclinaison stationnaire de 50 à 60 °, et dans les structures mobiles pendant la saison d'hiver, placez les piles à un angle de 70 ° par rapport à l'horizontale.

En été, changez de position et inclinez les photocellules à un angle de 30 °.

En installant les panneaux du générateur sur un système de rails équipé de l'option de suivi automatique du soleil, vous pouvez augmenter l'efficacité du recul de 50%. Le module détectera indépendamment l'intensité des rayons et s'adaptera à l'illumination maximale de l'aube au crépuscule.

Immédiatement avant l'installation, le toit est en outre renforcé et équipé de supports spéciaux durables, car tous les modèles n'ont pas la capacité de supporter le poids total de l'équipement de conversion de l'énergie solaire.

Afin d'installer de manière fiable et ferme un générateur solaire sur le toit, il vaut la peine d'acheter des supports spéciaux. Ils sont disponibles séparément pour chaque type de toiture et sont toujours disponibles dans le commerce. Lors de l'installation entre les panneaux et le toit, il est impératif de laisser un espace pour un bon accès à l'air et une bonne ventilation des éléments absorbant le soleil

Dans certains cas, des chevrons renforcés sont placés sous le toit, protégeant le toit de l'effondrement, ce qui est potentiellement possible en raison d'une charge accrue, qui augmente considérablement en hiver, lorsque la neige s'accumule sur la surface du toit.

Pour commencer à fonctionner, le système solaire nécessitera des pilesonduleur et contrôleur de charge. Vous découvrirez les règles de sélection des appareils et leur inclusion dans la chaîne à partir des articles que nous vous recommandons.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Caractéristiques et nuances des cellules photoélectriques à souder pour fabriquer un générateur solaire efficace de vos propres mains à la maison. Trucs et conseils pour les maîtres, idées intéressantes et meilleures pratiques personnelles.

Comment tester correctement une photocellule et mesurer ses paramètres de base. Ces informations sont utiles dans les calculs ultérieurs du nombre exact de plaques nécessaires au fonctionnement complet du système.

Une description complète étape par étape du processus de collecte d'une batterie solaire pour un générateur à la maison. Règles de fonctionnement, de l'acquisition des éléments nécessaires au test général du dispositif fabriqué.

Connaître la disposition des générateurs solaires, les assembler à la maison n'est pas un gros problème. Bien sûr, le travail exigera de l'attention, de la précision et du scrupule, mais le résultat justifiera tous les coûts financiers et de main-d'œuvre. L'unité complète fournira entièrement le bâtiment en chaleur et en électricité, créant le niveau de confort nécessaire pour les résidents.

Glisser immédiatement sur un grand projet n'en vaut pas la peine. Pour commencer, il est logique d'essayer de monter une petite unité, puis, après avoir complètement maîtrisé toutes les nuances du processus, procéder à la construction d'une installation plus puissante et à plus grande échelle.

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