Generador solar de bricolaje: instrucciones para hacer una fuente de energía alternativa

Fuentes alternativas de energía, que permiten proporcionar a las instalaciones calor y electricidad en la cantidad requerida, un "placer" costoso, que requiere costos financieros significativos para la adquisición, instalación e instalación.

Hacer un generador solar con sus propias manos es mucho más barato y bastante asequible para muchos maestros hogareños. Considere las instrucciones que describen todos los matices del proceso de fabricación.

¿Cómo funciona un generador de energía solar?

Un generador solar es un complejo de elementos semiconductores fotoeléctricos que se convierten directamente energía solar En el eléctrico.

Los cuantos producidos por los rayos de luz cuando se golpean en una placa fotográfica golpean un electrón de la órbita atómica final del elemento de trabajo. Este efecto crea una gran cantidad de electrones libres, que forman una corriente continua de corriente eléctrica.

No es necesario en absoluto, ensamblar un generador solar con sus propias manos, ensamblar inmediatamente un complejo grande a gran escala. Puede comenzar con una unidad pequeña y, si es necesario, aumentar los volúmenes en el futuro

Como material activo, se utiliza silicio. Es altamente eficiente y proporciona un coeficiente de conversión fotoeléctrica en el modo normal al nivel del 20%, y en condiciones favorables, hasta el 25%.

Debido a la pronunciada eficiencia de las fotocélulas de silicio, los generadores hechos sobre su base garantizan una alta eficiencia con un volumen relativamente pequeño. La potencia de la unidad que mide 1 metro por hora produce 125 vatios, lo que se considera un resultado muy impresionante.

Se aplica una capa delgada de elementos químicos pasivos como boro o fósforo en un lado de la oblea de silicio.Es en esta superficie que, como resultado de la exposición intensa a la luz solar, se produce la liberación activa de electrones. La película de fósforo los mantiene de manera confiable en un solo lugar y no permite que se separen.

En la placa de trabajo hay "pistas" de metal. Sobre ellos se construyen electrones libres, creando así un movimiento ordenado, es decir, una corriente eléctrica.

Las desventajas de las placas incluyen solo la complejidad y el costo del proceso de limpieza del silicio, y para evitar estos problemas, dominan activamente el uso de alternativas en forma de galio, cadmio, indio y varios compuestos de cobre. Sin embargo, los elementos de silicio aún no tienen competidores reales.

La forma más fácil de construir un convertidor de energía solar en electricidad es comprar una batería solar preparada e instalarla en el techo de una casa o garaje:

¿Qué necesitas para trabajar?

Para la fabricación de un generador compuesto por un kit paneles solares, se requieren herramientas y materiales, tales como:

• módulos para convertir la luz solar en energía;
• esquinas de aluminio;
• listones de madera;
• hojas de aglomerado;
• un elemento transparente (vidrio, plexiglás, plexiglás, policarbonato) para crear protección para las obleas de silicio;
• tornillos y tornillos de varios tamaños;
• caucho de espuma denso con un espesor de 1.5-2.5 mm;
• sellador de alta calidad;
• diodos, terminales y cables;
• un destornillador o un juego de destornilladores;
• soldador
• sierra para madera y metal (o amoladora).

La cantidad de materiales que se necesitarán dependerá directamente del tamaño planificado del generador. El trabajo a gran escala implicará costos adicionales, pero en cualquier caso será más barato que el módulo comprado.

La base protectora para las obleas de silicio puede estar hecha de vidrio, plexiglás, policarbonato o plexiglás. Los primeros tres materiales crean una pérdida mínima de energía convertida, pero el cuarto transmite rayos mucho peor y reduce significativamente la efectividad de todo el complejo.

Para la prueba final de la unidad ensamblada, se utiliza un amperímetro. Le permite capturar la eficiencia real de la instalación y ayuda a determinar el rendimiento real.

Selección del tipo de convertidor de fotos

Actividades de bricolaje para crear un generador solar con una opción del tipo de convertidor de silicio fotovoltaico.

Estos componentes son de tres tipos:

• amorfo
• monocristalino;
• policristalino.

Cada opción tiene sus ventajas y desventajas, y la elección a favor de cualquiera de ellas se realiza en función de la cantidad de fondos asignados para la compra de todos los componentes del sistema.

Características de las variedades amorfas.

Los módulos amorfos no consisten en silicio cristalino, sino en sus derivados (silano o hidrógeno de silicio). Al pulverizar al vacío, se aplican en la capa más delgada sobre papel de aluminio de alta calidad, vidrio o plástico.

Los productos terminados tienen un tinte gris borroso y desteñido. No se observan cristales de silicio visibles en la superficie. Ventaja principal paneles solares flexibles Se considera un precio razonable, sin embargo, su eficiencia es muy pequeña y oscila entre 6-10%.

Las células solares amorfas a base de silicio tienen una mayor flexibilidad, exhiben un alto nivel de absorción óptica (20 veces mayor que la de los análogos monocristalinos o policristalinos) y funcionan de manera significativamente más eficiente en tiempo nublado

Los detalles de los tipos policristalinos

Policristalino paneles solares producido por el enfriamiento gradual muy lento de la masa fundida de silicio. Los productos resultantes se distinguen por un rico color azul, tienen una superficie con un patrón pronunciado que se asemeja a un patrón helado, y son efectivos en la región del 14-18%.

Una mayor eficiencia-productividad se ve obstaculizada por áreas dentro del material que están separadas de la estructura general por límites granulares.

Las fotocélulas policristalinas han estado funcionando durante solo 10 años, pero durante este tiempo su efectividad no ha disminuido. Sin embargo, para montar productos en un solo complejo, necesariamente se usa una base sólida, sólida, ya que las láminas son bastante rígidas y requieren un soporte fuerte y confiable

Características de las opciones monocratílicas.

Los módulos de cristal único se caracterizan por un color oscuro denso y consisten en cristales de silicio sólidos. Su efectividad excede el rendimiento de otros elementos y asciende a 18-22% (en condiciones favorables, hasta 25%).

Otra ventaja es su impresionante vida útil, según fabricantes de más de 25 años. Sin embargo, con el uso prolongado, la eficiencia de los cristales individuales disminuye y después de 10-12 años, la eficiencia fotográfica ya no supera el 13-17%.

Los módulos de cristal único son significativamente más caros que otros tipos de equipos. Produzca aserrando cristales de silicio cultivados artificialmente

Para crear un generador solar en el hogar, toman principalmente placas de poli y monocristal de varios tamaños con sus propias manos. Se compran en tiendas populares en línea, incluso en eBay o Aliexpress.

Debido al hecho de que las células solares se valoran bastante, muchos proveedores ofrecen a los clientes productos del grupo B, es decir, fragmentos con un ligero defecto que son adecuados para una operación completa. Su costo difiere del precio estándar en un 40-60%, por lo que recolectar un generador cuesta un precio razonable, que no es demasiado asequible.

¿Cómo hacer un marco para platos?

Para la fabricación del marco del futuro generador, se utilizan listones de madera duraderos o esquinas de aluminio. La versión de madera se considera menos práctica, ya que el material requiere un procesamiento adicional para evitar la posterior descomposición y delaminación.

Para que el marco de madera resista la carga operativa y no se descomponga después de la primera lluvia, debe impregnarse con una composición especial que proteja al árbol de la humedad.

El aluminio tiene características físicas mucho más atractivas y, debido a su ligereza, no ejerce una carga innecesaria en el techo u otra estructura de soporte donde se planea instalar la unidad.

Además, debido al recubrimiento anticorrosivo, el metal no se oxida, no se pudre, no absorbe humedad y tolera fácilmente los efectos de cualquier manifestación atmosférica agresiva.

Para crear una estructura de marco a partir de esquinas de aluminio, primero se determina el tamaño del panel futuro. En la versión estándar, se utilizan 36 fotocélulas con un tamaño de 81 mm x 150 mm por bloque.

Para una correcta operación posterior, se deja un pequeño espacio entre los fragmentos (aproximadamente 3-5 mm). Este espacio le permite tener en cuenta el cambio en los parámetros básicos de la base, expuestos a manifestaciones atmosféricas. Como resultado, el tamaño total de la pieza de trabajo es 83 mm x 690 mm con un ancho de esquina de marco de 35 mm.

Las obleas de silicio, enmarcadas en un perfil de aluminio, se parecen casi a productos fabricados en fábrica. El marco fuerte y resistente proporciona al sistema una estanqueidad perfecta y le da a toda la estructura un alto nivel de rigidez

Después del dimensionamiento, los fragmentos necesarios se cortan de las esquinas y, utilizando sujetadores, se ensamblan en marcos de marcos. Se aplica una capa de sellador de silicona a la superficie interna de la estructura, teniendo mucho cuidado de que no haya espacios ni huecos.

La integridad, resistencia y durabilidad de la estructura montada dependen de esto. Se coloca un material protector transparente (vidrio con revestimiento antirreflectante, plexiglás o policarbonato con parámetros especiales) en la parte superior y se sujeta de forma segura con material de metal (1 parte corta y 2 partes largas del marco y 4 esquinas de la caja).

Para trabajar con un destornillador y tornillos de diámetro adecuado. Al final, la superficie transparente se limpia cuidadosamente de polvo y escombros pequeños.

Seleccionar elemento transparente

Los criterios principales para elegir un elemento transparente para crear un generador:

• capacidad de absorber la radiación infrarroja;
• El nivel de refracción de la luz solar.

Cuanto más bajo es el índice de refracción, mayor es la eficiencia de las obleas de silicio. El plexiglás y el plexiglás tienen la reflectancia de luz más baja. El policarbonato también tiene lejos de ser el mejor rendimiento.

Para crear estructuras de marco para sistemas solares domésticos, se recomienda utilizar vidrio transparente antirreflectante o un tipo especial de policarbonato con recubrimiento anticondensación, que proporciona el nivel necesario de protección térmica, si es posible.

Las mejores características en términos de absorción de radiación infrarroja son el plexiglás y el vidrio de absorción térmica fuerte con la opción de absorción infrarroja. En vidrio plano, estas cifras son mucho más bajas. La eficiencia de la absorción infrarroja depende de si las obleas de silicio se calientan durante la operación o no.

Si el calentamiento resulta ser mínimo, las fotocélulas durarán mucho tiempo y proporcionarán retornos estables. El sobrecalentamiento de las placas provocará interrupciones en el trabajo y la falla rápida de fragmentos individuales del sistema o de todo el complejo.

Instalación de fotocélulas de silicio.

Inmediatamente antes de la instalación, las gafas de seguridad colocadas en marcos de aluminio se limpian bien del polvo y se desengrasan con una composición que contiene alcohol.

Las fotocélulas compradas se colocan uniformemente en el sustrato de marcado a una distancia de 3-5 milímetros entre sí y marcan los ángulos de la estructura general. Luego proceda a la soldadura de los elementos, la parte más importante y que requiere más tiempo del ensamblaje del generador.

La soldadura de los elementos activos del generador se lleva a cabo de acuerdo con el esquema en el que "+" son las pistas en el exterior y "-" son los canales ubicados en el lado equivocado de la placa.

Para conectar correctamente los contactos, primero aplique un fundente (ácido para soldar) y suelde, y luego realice el procesamiento en una secuencia estricta de arriba a abajo. Al final, todas las filas están interconectadas.

El siguiente paso es el dimensionamiento de las fotocélulas. Para hacer esto, se aprieta un poco de sellador en el centro de cada oblea de silicio, las cadenas de elementos formadas se ponen boca abajo y se colocan en estricta conformidad con las marcas aplicadas anteriormente.

Presione suavemente los platos con las manos, fijándolos en el lugar correcto. Actúan con mucho cuidado, tratando de no dañar ni doblar el material.

Los contactos de las fotocélulas ubicadas en los bordes se envían a un bus separado (conductor plateado ancho) como "+" y "-". Además, el complejo está equipado con un diodo de bloqueo. Al conectarse con los contactos, evita que las baterías se descarguen a través de la estructura del marco por la noche.

En la parte inferior del marco, taladre agujeros a través de los cuales salen los cables. Para que no se hundan, usan sellador de silicona en su trabajo.

La siguiente galería de fotos presentará los pasos para ensamblar un panel solar de 60 elementos:

Las fotocélulas ensambladas por soldadura ahora deben fijarse en la base. Se puede pegar a la madera contrachapada y cubrirse con vidrio. Sin embargo, en el ejemplo, el pegado se realiza primero en el vidrio:

Para que la batería, diseñada para acumular carga, no absorba la energía generada por las fotocélulas, su batería solar se conecta a través del diodo de Stocks:

El montaje de la mini estación solar, que hemos dado en el ejemplo, se lleva a cabo de acuerdo con el diagrama presentado en la foto. En la conexión usamos un cable con una sección transversal residencial de cobre de 1 m²

Esta mini central eléctrica es capaz de generar hasta 15 V. Debe tenerse en cuenta que la productividad máxima se observará solo en días soleados sin nubes. En tiempo nublado, el dispositivo generará mucho menos o no generará energía en absoluto. Por lo tanto, la batería se selecciona para que el stock sea suficiente durante al menos un día.

¿Cómo probar la unidad montada?

Antes de sellar finalmente el generador ensamblado, debe probarse para identificar posibles fallas durante el proceso de soldadura.La opción más razonable es verificar cada fila soldada por separado. Entonces, inmediatamente queda claro dónde están mal conectados los contactos y se requiere un nuevo procesamiento.

Para la prueba, use un amperímetro doméstico. La medición se lleva a cabo en un día soleado sin nubes a la hora del almuerzo (período de 13 a 15 horas). El diseño se coloca en el patio y se instala en un ángulo apropiado.

Un amperímetro doméstico ayuda a medir la corriente real. Según su testimonio, es posible determinar el nivel de operabilidad del sistema solar montado e identificar irregularidades en la secuencia de conexión de las células solares de silicio.

Se conecta un amperímetro a los contactos de salida de la batería solar y se mide la corriente de cortocircuito. Si el dispositivo muestra resultados superiores a 4,5 A, el sistema es completamente correcto y todas las conexiones se sueldan de forma clara y correcta.

Los datos más bajos que aparecen en la pantalla del probador indican violaciones que deben rastrearse y volverse a soldar. Tradicionalmente, los generadores solares hechos a sí mismos hechos de fotocélulas con un pequeño defecto (grupo B) muestran números de 5 a 10 amperios en la prueba.

Los agregados de producción en fábrica muestran datos 10-20% más altos. Esto se debe al hecho de que las obleas de silicio del grupo A se usan en la producción, que no tienen defectos en la estructura.

La etapa final del trabajo.

Si la prueba mostró que la batería está completamente operativa, se sella con un sellador de silicona especial o un compuesto epoxi más costoso y duradero.

El trabajo proporciona dos formas de llevar a cabo:

1. Vertido completo: cuando toda la superficie está cubierta con una composición hermética.
2. Procesamiento parcial: cuando el sellador se aplica solo a los elementos extremos y al espacio vacío entre los elementos.

La primera opción se considera más confiable y proporciona al sistema una protección total contra factores externos. Las fotocélulas están claramente fijadas en su lugar y funcionan correctamente con la máxima eficiencia.

Para dimensionar las fotocélulas dentro de la carcasa, es aconsejable utilizar un sellador resistente a las heladas que pueda soportar cambios bruscos de temperatura e indicadores bajos y negativos.

Cuando se completa el llenado, se permite que el sellador se "agarrote". Luego cubra con un elemento transparente y presione firmemente sobre las placas.

Para proporcionar protección y amortiguación adicionales, algunos artesanos recomiendan colocar espuma densa entre la superficie de la oblea de silicio y la parte posterior del marco. Esto hará que el diseño sea más sólido y protegerá contra las fotocélulas frágiles de una carga excesiva.

Luego, se coloca una carga en la superficie, que actúa sobre las capas y exprime las burbujas de aire de ellas. El generador terminado se prueba nuevamente y finalmente se monta en un lugar previamente preparado.

¿Dónde y cómo colocar el generador?

La ubicación de instalación del generador solar se elige con mucho cuidado y sin prisa. Las placas que reciben luz deben colocarse en ángulo para que los rayos no "caigan" a la superficie perpendicularmente, sino que, por así decirlo, "fluyan" suavemente a lo largo de ella.

Idealmente, la estructura se coloca de modo que siga siendo posible, si es necesario, ajustar el ángulo de inclinación, de esta manera, "capturando" la cantidad máxima de sol.

Es perfectamente aceptable suministrar un sistema solar desde paneles solares en el suelo, pero la mayoría de las veces eligen el techo de la casa o el cuarto de servicio para su colocación, es decir, esa parte que se enfrenta al lado más consagrado, principalmente del lado sur del sitio.

Es muy importante que no haya edificios altos y árboles poderosos y extensos cerca. Al estar cerca, crean una sombra e interfieren con el funcionamiento completo de la unidad.

Para que las instalaciones solares funcionen eficientemente, deben mantenerse limpias y ordenadas.Una capa de suciedad formada en la superficie del panel de captura reduce la eficiencia en un 10%, y la nieve adherida apaga completamente la unidad. Por lo tanto, el mantenimiento regular es imprescindible y ayuda a mantener los módulos en perfecto estado de funcionamiento.

El promedio óptimo para instalar un generador solar se considera un ángulo de inclinación del techo de 45 °. Con esta disposición, las células solares absorben el flujo solar de manera muy eficiente y producen la cantidad de energía necesaria para garantizar el correcto funcionamiento de la casa.

Para obtener retornos reales de los paneles y proporcionar a la familia promedio la cantidad correcta de energía, tendrá que tomar 15-20 m2 de superficie del techo debajo de un generador solar

Para la parte europea de los países de la CEI, se aplican indicadores ligeramente diferentes. Los profesionales recomiendan tomar como base un ángulo de inclinación estacionario de 50-60 °, y en estructuras móviles durante la temporada de invierno, coloque las baterías en un ángulo de 70 ° con respecto a la horizontal.

En verano, cambie de posición e incline las fotocélulas en un ángulo de 30 °.

Al instalar los paneles del generador en un sistema de seguimiento equipado con la opción automática de seguimiento solar, puede aumentar la eficiencia del retroceso en un 50%. El módulo detectará independientemente la intensidad de los rayos y se ajustará a la iluminación máxima desde el amanecer hasta el anochecer.

Inmediatamente antes de la instalación, el techo se fortalece adicionalmente y está equipado con soportes especiales duraderos, ya que no todos los diseños tienen la capacidad de soportar todo el peso del equipo para convertir la energía solar.

Para instalar de manera confiable y firme un generador solar en el techo, vale la pena comprar soportes especiales. Están disponibles por separado para cada tipo de techo y siempre están disponibles comercialmente. Cuando se instala entre los paneles y el techo, es imprescindible dejar un espacio para el acceso de aire adecuado y la ventilación adecuada de los elementos que absorben el sol.

En algunos casos, las vigas reforzadas se colocan debajo del techo, protegiendo el techo del colapso, lo cual es potencialmente posible debido al aumento de la carga, que aumenta significativamente en la temporada de invierno, cuando la nieve se acumula en la superficie del techo.

Para comenzar a funcionar, el sistema solar requerirá bateríasinversor y controlador de carga. Aprenderá sobre las reglas para seleccionar dispositivos y su inclusión en la cadena a partir de los artículos recomendados por nosotros.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Características y matices de las fotocélulas de soldadura para hacer un generador solar efectivo con sus propias manos en casa. Consejos y sugerencias para maestros, ideas interesantes y mejores prácticas personales.

Cómo probar adecuadamente una fotocélula y medir sus parámetros básicos. Esta información es útil en los cálculos posteriores del número exacto de placas requeridas para la operación completa del sistema.

Una descripción completa paso a paso del proceso de recolección de una batería solar para un generador en el hogar. Reglas de operación, desde la adquisición de los elementos necesarios hasta la prueba general del dispositivo fabricado.

Conocer la disposición de los generadores solares, ensamblarlos en casa no es gran cosa. Por supuesto, el trabajo requerirá atención, precisión y escrupulosidad, pero el resultado justificará todos los costos financieros y laborales. La unidad completa proporcionará al edificio calefacción y electricidad, creando el nivel de confort necesario para los residentes.

Inmediatamente deslizar en un gran proyecto no vale la pena. Para empezar, tiene sentido intentar armar una pequeña unidad y luego, habiendo dominado por completo todos los matices del proceso, proceda con la construcción de una instalación más potente y a gran escala.

¿Y qué método de construcción de una mini-central eléctrica elegiste para equipar una cabaña de verano? Escriba comentarios, comparta información útil y fotografías sobre el tema del artículo en el bloque a continuación. Haga preguntas sobre puntos controvertidos u oscuros.