Cómo hacer una batería solar con tus propias manos: instrucciones de autoensamblaje

Los paneles solares son una fuente de energía que se puede utilizar para generar electricidad o calor para un edificio de poca altura. Estos son solo paneles solares que tienen un alto costo y no están disponibles para la mayoría de los residentes de nuestro país. Estas de acuerdo

Otra cosa es cuando un panel solar se hace con sus propias manos: los costos se reducen significativamente y dicho diseño no funciona peor que un panel industrial. Por lo tanto, si está pensando seriamente en comprar una fuente alternativa de electricidad, intente hacerlo usted mismo; esto no es muy difícil.

El artículo se centrará en la fabricación de paneles solares. Le diremos qué materiales y herramientas se necesitarán para esto. Y un poco más abajo encontrará instrucciones paso a paso con ilustraciones que demuestran claramente el progreso del trabajo.

Brevemente sobre el dispositivo y el trabajo.

La energía del sol se puede convertir en calor cuando la fuente de energía es un fluido de transferencia de calor o en energía eléctrica acumulada en las baterías. La batería es un generador que funciona según el principio del efecto fotoeléctrico.

La conversión de la energía del sol en electricidad ocurre después de que la luz solar ingresa a las células de la placa solar, que son la parte principal de la batería.

En este caso, los cuantos de luz “liberan” sus electrones de órbitas extremas. Estos electrones libres dan una corriente eléctrica que pasa a través del controlador y se acumula en la batería, y de allí va a los consumidores de energía.

Los elementos de silicio actúan como placas de fotocélula. Una oblea de silicio está recubierta por un lado con una capa muy delgada de fósforo o boro, un elemento químico pasivo.

En este lugar, bajo la influencia de la luz solar, se libera una gran cantidad de electrones, que son retenidos por la película de fósforo y no se separan.

Hay "pistas" metálicas en la superficie de la placa, en las que se alinean los electrones libres, formando un movimiento ordenado, es decir. corriente electrica.

Cuantas más fotocélulas de obleas de silicio, se puede obtener más corriente eléctrica. Lea más sobre el principio de funcionamiento de la batería solar. más allá.

La capa superior de las placas de fotocélula está recubierta con una capa que no permite el reflejo de la luz solar de las placas, lo que aumenta su eficiencia.

Materiales para crear una placa solar.

Al comenzar a construir una batería solar, debe abastecerse de los siguientes materiales:

• placas fotocélulas de silicato;
• láminas de aglomerado, esquinas y listones de aluminio;
• goma espuma rígida con un grosor de 1.5-2.5 cm;
• un elemento transparente que actúa como base para las obleas de silicio;
• tornillos, tornillos;
• sellador de silicona para uso en exteriores;
• cables eléctricos, diodos, terminales.

La cantidad de materiales necesarios depende del tamaño de la batería, que a menudo está limitada por la cantidad de fotocélulas disponibles. De las herramientas que necesita: un destornillador o un juego de destornilladores, una sierra para metales y madera, un soldador. Para probar la batería terminada, necesita un probador-amperímetro.

Ahora considere los materiales más importantes con más detalle.

Obleas de silicio o fotocélulas

Existen tres tipos de células solares para baterías:

• policristalino;
• monocristalino;
• amorfo

Las obleas policristalinas se caracterizan por su baja eficiencia. El tamaño del efecto beneficioso es de aproximadamente 10-12%, pero este indicador no disminuye con el tiempo. La duración de los policristales es de 10 años.

La batería solar se ensambla a partir de módulos, que a su vez están formados por convertidores fotovoltaicos. Las baterías con fotocélulas de silicio duro son una especie de emparedado con capas dispuestas secuencialmente fijadas en un perfil de aluminio.

Las fotocélulas monocristalinas cuentan con una mayor eficiencia del 13-25% y una larga vida útil de más de 25 años. Sin embargo, con el tiempo, la eficiencia de los cristales individuales disminuye.

Los convertidores de un solo cristal se obtienen aserrando cristales cultivados artificialmente, lo que explica la mayor fotoconductividad y productividad.

Los fotoconvertidores de película se obtienen aplicando una capa delgada de silicio amorfo a una superficie flexible de polímero

Las baterías flexibles de silicio amorfo son las más avanzadas. El convertidor fotoeléctrico se rocía o deposita sobre una base de polímero. Eficiencia en la región del 5 al 6%, pero los sistemas de película son extremadamente convenientes de instalar.

Los sistemas de película con fotoconvertidores amorfos aparecieron relativamente recientemente. Esta es una forma extremadamente simple y extremadamente barata, pero más rápida que los rivales que pierden las cualidades del consumidor.

Es inapropiado usar fotocélulas de diferentes tamaños. En este caso, la corriente máxima generada por las baterías estará limitada por la corriente de la celda más pequeña.Por lo tanto, las placas más grandes no funcionarán a plena capacidad.

Al comprar fotocélulas, pregunte al vendedor sobre el método de entrega, la mayoría de los vendedores utilizan el método de depilación para evitar la destrucción de elementos frágiles.

Con mayor frecuencia, para baterías hechas a sí mismas, se utilizan fotocélulas monocristalinas y policristalinas de 3x6 pulgadas de tamaño, que se pueden pedir en tiendas en línea como E-buy.

El costo de las células solares es bastante alto, pero muchas tiendas venden los llamados elementos del grupo B. Los productos asignados a este grupo son defectuosos, pero adecuados para su uso, y su costo es más bajo que el de las placas estándar en un 40-60%.

La mayoría de las tiendas en línea venden células solares en conjuntos de 36 o 72 placas de conversión fotovoltaica. Para conectar módulos individuales a la batería, se necesitarán buses y se necesitarán terminales para conectarse al sistema.

Estructura metálica y elemento transparente.

El marco para el futuro panel puede estar hecho de listones de madera o esquinas de aluminio.

La segunda opción es más preferible por varias razones:

• El aluminio es un metal ligero que no da una carga seria a la estructura de soporte en la que se planea instalar la batería.
• Cuando se realiza un tratamiento anticorrosivo, el aluminio no es susceptible a la oxidación.
• No absorbe la humedad del medio ambiente, no se pudre.

Al elegir un elemento transparente, es necesario prestar atención a parámetros tales como el índice de refracción de la luz solar y la capacidad de absorber la radiación infrarroja.

La eficiencia de las fotocélulas dependerá directamente del primer indicador: cuanto menor sea el índice de refracción, mayor será la eficiencia de las obleas de silicio.

El plexiglás o su versión más barata, el plexiglás, tiene la mínima reflectancia de la luz. El policarbonato tiene un índice de refracción ligeramente más bajo.

El valor del segundo indicador determina si las fotocélulas de silicio se calentarán o no. Cuanto menos se calienten las placas, más durarán. La radiación IR es mejor absorbida por un plexiglás especial de absorción de calor y vidrio con absorción IR. Un poco peor: vidrio ordinario.

Si es posible, entonces la mejor opción sería utilizar vidrio transparente antirreflectante como elemento transparente.

Según la relación de costo a índices de refracción de luz y absorción de radiación infrarroja, el plexiglás es la mejor opción para la fabricación de células solares.

Diseño del sistema y selección del sitio.

El diseño del sistema solar incluye el cálculo del tamaño requerido de la placa solar. Como se mencionó anteriormente, el tamaño de la batería generalmente está limitado por las fotocélulas caras.

La batería solar debe instalarse en un cierto ángulo, lo que garantizaría la máxima exposición a las obleas de silicio de la luz solar. La mejor opción son las baterías que pueden cambiar el ángulo.

El lugar para instalar placas solares puede ser el más diverso: en el suelo, en un techo inclinado o plano de una casa, en los techos de cuartos de servicio.

La única condición es que la batería se coloque en el lado soleado del sitio o la casa, no a la sombra de una copa alta de árboles. En este caso, el ángulo óptimo de inclinación debe calcularse mediante la fórmula o utilizando una calculadora especializada.

El ángulo de inclinación dependerá de la ubicación de la casa, la estación y el clima. Es deseable que la batería tenga la capacidad de cambiar el ángulo de inclinación después de los cambios estacionales en la altura del sol, porque funcionan de la manera más eficiente posible cuando la luz solar cae estrictamente perpendicular a la superficie.

Para la parte europea de los países de la CEI, el ángulo de inclinación estacionario recomendado es de 50-60 º. Si el diseño proporciona un dispositivo para cambiar el ángulo de inclinación, entonces en invierno es mejor colocar las baterías a 70 º del horizonte, en verano en un ángulo de 30 º

Los cálculos muestran que 1 metro cuadrado del sistema solar permite obtener 120 vatios. Por lo tanto, mediante cálculos se puede establecer que para proporcionar electricidad a la familia promedio en una cantidad de 300 kW por mes, se necesita un sistema solar de al menos 20 metros cuadrados.

Instalar inmediatamente dicho sistema solar será problemático. Pero incluso instalar una batería de 5 metros ayudará a ahorrar energía y hará una modesta contribución a la ecología de nuestro planeta. También le recomendamos que se familiarice con el principio de calcular la cantidad requerida. paneles solares.

La batería solar se puede utilizar como fuente de energía de respaldo con apagados frecuentes de la fuente de alimentación centralizada. Para la conmutación automática, es necesario proporcionar un sistema de alimentación ininterrumpible.

Tal sistema es conveniente porque cuando se usa una fuente tradicional de electricidad, la carga se realiza simultáneamente batería del sistema solar. El equipo que alimenta la batería solar está ubicado dentro de la casa, por lo tanto, es necesario proporcionarle una habitación especial.

Al colocar las baterías en un techo inclinado de la casa, no se olvide del ángulo de inclinación del panel, ideal cuando la batería tiene un dispositivo para la variación estacional del ángulo de inclinación.

Instalar un panel solar en pasos

Al elegir un lugar para colocar un panel solar y un equipo para dar servicio al sistema solar, además de contar con todos los materiales y herramientas necesarios, puede comenzar a instalar la batería.

Durante la instalación, es necesario observar las precauciones de seguridad, especialmente cuando instalación del panel terminado en el techo de la casa Considere un algoritmo paso a paso sobre cómo hacer una batería solar.

Paso # 1 - soldar contactos de obleas de silicio

La instalación de una batería solar casera a menudo comienza con la soldadura de conductores de fotocélula. Por supuesto, si tiene la oportunidad, es mejor comprar celdas solares inmediatamente con conductores, como Soldar es un trabajo muy difícil y laborioso que lleva mucho tiempo.

La soldadura se realiza de la siguiente manera:

1. Se toman una fotocélula de silicio sin conductores y una tira de metal.
2. Los conductores se cortan con una pieza de cartón, su longitud es 2 veces mayor que el tamaño de la oblea de silicio.
3. El conductor está cuidadosamente colocado en la placa. En un elemento: dos conductores.
4. En el lugar donde se realizará la soldadura, es necesario aplicar ácido para trabajar con el soldador.
5. Suelde con un soldador conectando cuidadosamente el conductor a la placa.

Durante la soldadura, no presione el elemento de silicato, ya que ¡Es muy frágil y puede colapsar! Si tiene suerte y ha comprado fotocélulas con contactos ya preparados, se ahorrará un trabajo largo y difícil, procediendo inmediatamente a la fabricación del marco para la futura batería.

Los contactos de soldadura para las fotocélulas del grupo B defectuosas se realizan en la misma dirección de la misma manera que para placas enteras

Paso # 2 - haciendo el marco para el panel solar

El marco es el lugar donde se instalarán las fotocélulas.Para la fabricación del marco, se toman esquinas y listones de aluminio, de los cuales se pliegan los marcos. El tamaño de esquina recomendado es 70-90 mm.

El sellador de silicona se aplica en el interior de las esquinas metálicas. El sellado de las esquinas debe hacerse con cuidado, la durabilidad de toda la estructura depende de esto.

Una vez que el marco de aluminio esté listo, proceda a la fabricación de la carcasa trasera. La caja trasera es una caja de madera hecha de aglomerado con lados bajos.

Los lados altos crearán una sombra en las fotocélulas, por lo que su altura no debe exceder los 2 cm. Los lados se atornillan con tornillos autorroscantes y un destornillador.

En la parte inferior de la caja, los orificios de ventilación están hechos de aglomerado. La distancia entre los agujeros es de unos 10 cm. Se instala un elemento transparente en el marco de aluminio (plexiglás, vidrio antirreflectante, plexiglás).

El elemento transparente se presiona y se fija, su fijación se realiza mediante hardware: 4 en las esquinas, así como 2 desde el lado largo y 1 desde el lado corto del marco. El hardware se sujeta con tornillos.

El marco de la batería solar está listo y puede pasar a la parte más crítica: la instalación de células solares. Antes de la instalación, es necesario limpiar el plexiglás del polvo y desengrasar con un líquido que contenga alcohol.

Paso # 3 - montaje de fotocélulas de obleas de silicio

Montar y soldar obleas de silicio es la parte más lenta de crear su propio panel solar. Primero, colocamos las fotocélulas en plexiglás con placas azules hacia abajo.

Si está ensamblando la batería por primera vez, puede usar el sustrato para marcar para colocar las placas exactamente a una distancia pequeña (3-5 mm) entre sí.

1. Soldamos las fotocélulas de acuerdo con el siguiente diagrama de cableado: las pistas "+" se encuentran en la parte frontal de la placa, "-" - en la parte posterior. Antes de soldar, aplique suavemente fundente y soldadura para conectar los contactos.
2. Soldamos todas las fotocélulas secuencialmente en filas de arriba a abajo. Las filas también deberían estar interconectadas.
3. Llegando a pegar fotocélulas. Para hacer esto, aplique una pequeña cantidad de sellador en el centro de cada oblea de silicio.
4. Volteamos las cadenas resultantes con las fotocélulas boca arriba (donde están las placas azules) hacia arriba y colocamos las placas de acuerdo con las marcas que se aplicaron anteriormente. Presione con cuidado cada placa para bloquearla en su lugar.
5. Los contactos de las fotocélulas extremas se muestran en el bus, respectivamente, "+" y "-". Se recomienda un conductor plateado más ancho para el neumático.
6. La batería solar debe estar equipada con un diodo de bloqueo, que se conecta a los contactos y evita la descarga de baterías a través de la estructura por la noche.
7. En la parte inferior del marco, perforamos agujeros para la salida de cables al exterior.

Los cables deben estar unidos al marco para que no se cuelguen, puede hacerlo con sellador de silicona.

Paso 4: prueba de la batería antes de sellar

La prueba del panel solar debe realizarse antes de que se selle para poder eliminar el mal funcionamiento que a menudo ocurre durante la soldadura. Es mejor probar después de soldar cada fila de elementos; es mucho más fácil detectar dónde están mal conectados los contactos.

Para las pruebas, necesitará un amperímetro doméstico normal. Las mediciones deben realizarse en un día soleado a las 13-14 horas, el sol no debe estar oculto por las nubes.

Sacamos la batería a la calle y la instalamos de acuerdo con el ángulo de inclinación previamente calculado. Conectamos el amperímetro a los contactos de la batería y medimos la corriente de cortocircuito.

El significado de las pruebas es que la fuerza de trabajo de la corriente eléctrica debe ser 0.5-1.0 A menor que la corriente de cortocircuito. Las lecturas del dispositivo deben ser superiores a 4.5 A, lo que indica la operabilidad de la batería solar.

Si el probador da menos lecturas, entonces en algún lugar la secuencia de conexión de las fotocélulas probablemente esté rota.

Generalmente casero batería solar, construido a partir de fotocélulas del grupo B, da una lectura de 5-10 A, que es 10-20% menor que la de los paneles solares industriales.

Paso # 5 - sellar las fotocélulas colocadas en la carcasa

El sellado solo se puede hacer asegurándose de que la batería esté funcionando. Para sellar, es mejor usar un compuesto epoxi, pero dado que el consumo de material será grande y su costo es de aproximadamente 40-45 dólares. Si es un poco caro, puede usar el mismo sellador de silicona.

Usando sellador de silicona, dé preferencia al que está en el empaque, el cual indica que es adecuado para su uso en temperaturas bajo cero

Hay dos formas de sellar:

• relleno completo cuando los paneles se llenan con sellador;
• aplicando sellador al espacio entre las fotocélulas y a los elementos más externos.

En el primer caso, el sellado será más confiable. Después de verter, el sellador debe fraguar. Luego, se instala plexiglás en la parte superior y se presiona firmemente contra las placas recubiertas con silicona.

Para garantizar la amortiguación y la protección adicional entre la superficie posterior de las fotocélulas y el marco de aglomerado, muchos artesanos aconsejan instalar una junta de goma espuma rígida con un ancho de 1.5-2.5 cm.

Esto es opcional, pero deseable, dado que las obleas de silicio son bastante frágiles y se dañan fácilmente.

Después de instalar el plexiglás, se coloca una carga en la estructura, bajo la influencia de la cual se exprimen las burbujas de aire. El panel solar está listo y, después de varias pruebas, puede instalarse en una ubicación preseleccionada y conectarse al sistema solar de su hogar.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Descripción general de las fotocélulas ordenadas en la tienda en línea china:

Instrucciones de video para la fabricación de una batería solar:

Hacer una batería solar con tus propias manos no es una tarea fácil. La eficiencia de la mayoría de estas baterías es inferior a la de los paneles industriales en un 10-20%. Lo más importante en el diseño de una batería solar es elegir e instalar las células solares correctamente.

No intente crear inmediatamente un panel de área enorme. Intente construir un dispositivo pequeño primero para comprender todos los matices de este proceso.

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