Kako napraviti solarnu bateriju vlastitim rukama: upute za samostalno sastavljanje

Solarni paneli su izvor energije koji se može koristiti za proizvodnju električne energije ili topline za niskogradnju. Ovdje su samo solarni paneli visoki troškovi i nisu dostupni većini stanovnika naše zemlje. Slažete li se?

Druga je stvar kada se solarna ploča izrađuje vlastitim rukama - troškovi su znatno smanjeni, a takav dizajn ne radi ništa gore od industrijskog panela. Stoga, ako ozbiljno razmišljate o kupnji alternativnog izvora električne energije, pokušajte to učiniti sami - to nije jako teško.

Članak će se usredotočiti na proizvodnju solarnih panela. Reći ćemo vam koji su materijali i alati potrebni za to. I malo ispod naći ćete detaljne upute s ilustracijama koje jasno pokazuju napredak rada.

Ukratko o uređaju i radu

Sunčeva energija može se pretvoriti u toplinu kada je energija tekućina za prijenos topline ili u električnu energiju prikupljenu u baterijama. Baterija je generator koji radi na principu fotoelektričnog učinka.

Pretvorba sunčeve energije u električnu energiju događa se nakon što sunčeva svjetlost uđe u pločaste solarne ćelije, koje su glavni dio baterije.

U ovom slučaju, svjetlost kvanta "oslobađa" svoje elektrone iz ekstremnih orbita. Ti slobodni elektroni daju električnu struju koja prolazi kroz regulator i nakuplja se u bateriji, a odatle prelazi u potrošače energije.

Silicijski elementi djeluju kao fotoćelijske ploče. Silikonska obloga s jedne je strane presvučena vrlo tankim slojem fosfora ili bora - pasivnim kemijskim elementom.

Na ovom mjestu, pod utjecajem sunčeve svjetlosti, oslobađa se veliki broj elektrona, koji se drže fosfornim filmom i ne lete odvojeno.

Na površini ploče nalaze se metalni "tragovi" na kojima se slobodni elektroni slažu, tvoreći uređeno kretanje, tj. električna struja.

Što je više takvih silicijskih fotoćelija, to se više može dobiti električna struja. Pročitajte više o principu rada solarne baterije dalje.

Gornji sloj pločica fotoćelije presvučen je slojem koji ne dopušta refleksiju sunčeve svjetlosti s ploča, povećavajući njihovu učinkovitost

Materijali za izradu solarne ploče

Započinjući s izgradnjom solarne baterije, morate se pripremiti za sljedeće materijale:

• silikatne ploče-fotoćelije;
• listovi od iverice, aluminijski uglovi i letvice;
• kruta pjenasta guma debljine 1,5-2,5 cm;
• prozirni element koji djeluje kao baza za silikonske rezine;
• vijci, vijci;
• silikonska brtva za vanjsku upotrebu;
• električne žice, diode, terminali.

Količina potrebne materijala ovisi o veličini vaše baterije, koja je najčešće ograničena brojem dostupnih fotoćelija. Od alata koji vam trebaju: odvijač ili set odvijača, sječka za metal i drvo, lemljenje. Za testiranje gotove baterije potreban vam je tester-ampermetar.

Sada razmotrimo najvažnije materijale detaljnije.

Silikonske rezine ili fotoćelije

Postoje tri vrste solarnih ćelija za baterije:

• polikristalnog;
• monokristal;
• Amorfni.

Polikristalne rezine odlikuje se niskom učinkovitošću. Veličina korisnog učinka je oko 10 - 12%, ali ovaj se pokazatelj s vremenom ne smanjuje. Trajanje polikristala je 10 godina.

Solarna baterija sastavljena je iz modula koji se zauzvrat sastoje od fotonaponskih pretvarača. Baterije s tvrdo silikonskim fotoćelijama su svojevrsni sendviči s redoslijedom složenih slojeva učvršćenih u aluminijski profil

Monokristalne fotoćelije imaju veću učinkovitost od 13-25% i dugi život preko 25 godina. Međutim, s vremenom se učinkovitost monokristala smanjuje.

Jednokristalni pretvarači dobivaju se piljenjem umjetno uzgojenih kristala, što objašnjava najveću fotoprevodljivost i produktivnost.

Filmski pretvarači dobivaju se nanošenjem tankog sloja amorfnog silicija na polimerno fleksibilnu površinu

Fleksibilne amorfne silikonske baterije su najnaprednije. Fotoelektrični pretvarač se raspršuje ili taloži na polimernoj bazi. Učinkovitost u području od 5 do 6%, ali filmski sustavi su izuzetno prikladni za ugradnju.

Filmski sustavi s amorfnim fotokonverterima pojavili su se relativno nedavno. Ovo je izuzetno jednostavan i izuzetno jeftin oblik, ali brži od rivala koji gubi potrošačke kvalitete.

Neprimjereno je koristiti fotoćelije različitih veličina. U tom će slučaju maksimalna struja koju generiraju baterije biti ograničena strujom najmanje ćelije.Dakle, veće ploče neće raditi punim kapacitetom.

Kada kupujete fotoćelije, pitajte prodavatelja o načinu dostave, većina prodavača koristi metodu depilacije voskom kako bi se spriječilo uništavanje krhkih elemenata

Najčešće se za samostalno izrađene baterije koriste monokristalne i polikristalne fotoćelije veličine 3x6 inča, koje se mogu naručiti u internetskim trgovinama poput E-buy-a.

Trošak solarnih ćelija prilično je visok, ali mnoge prodavaonice prodaju takozvane elemente skupine B. Proizvodi dodijeljeni ovoj skupini su neispravni, ali prikladni za upotrebu, a cijena im je za 40-60% niža od standardnih ploča.

Većina internetskih trgovina prodaje solarne ćelije u setovima od 36 ili 72 fotonaponskih pretvorničkih ploča. Za spajanje pojedinih modula na bateriju trebat će vam sabirnice, a za povezivanje na sustav potrebni su terminali.

Žičani okvir i prozirni element.

Okvir za buduću ploču može biti izrađen od drvenih letvica ili aluminijskih uglova.

Druga je opcija poželjnija iz više razloga:

• Aluminij je lagan metal koji ne daje ozbiljno opterećenje nosećoj konstrukciji na koju se planira ugraditi baterija.
• Kada provodi antikorozivnu obradu, aluminij nije osjetljiv na hrđu.
• Ne upija vlagu iz okoline, ne truli.

Prilikom odabira prozirnog elementa potrebno je obratiti pažnju na takve parametre kao što su indeks loma sunčeve svjetlosti i sposobnost apsorbiranja infracrvenog zračenja.

Učinkovitost fotoćelija izravno će ovisiti o prvom pokazatelju: što je niži indeks loma, to je veća učinkovitost silikonskih rezina.

Pleksiglas ili njegova jeftinija verzija od pleksiglasa ima minimalnu refleksiju svjetlosti. Polikarbonat ima nešto niži indeks loma.

Vrijednost drugog pokazatelja određuje hoće li se same ćelije silikona zagrijati ili ne. Što se manje ploče zagrijavaju, to će duže trajati. IR zračenje najbolje apsorbira posebni pleksiglas koji apsorbira toplinu i staklo s apsorpcijom IC. Malo gore - obična čaša.

Ako je moguće, onda bi najbolja opcija bila upotreba protu-refleksnog prozirnog stakla kao prozirnog elementa.

Prema omjeru troškova i indeksa loma svjetlosti i apsorpcije infracrvenog zračenja, pleksiglas je najbolja opcija za proizvodnju solarnih ćelija

Dizajn sustava i odabir mjesta

Dizajn solarnog sustava uključuje izračun potrebne veličine solarne ploče. Kao što je gore spomenuto, veličina baterije obično je ograničena skupim fotoćelijama.

Solarna baterija mora biti postavljena pod određenim kutom, što bi osiguralo maksimalnu izloženost silicijskim oblačićima sunčevoj svjetlosti. Najbolja opcija su baterije koje mogu mijenjati kut.

Mjesto za postavljanje solarnih ploča može biti najrazličitije: na tlu, na popločanom ili ravnom krovu kuće, na krovovima pomoćnih prostorija.

Jedini uvjet je da bateriju treba postaviti na sunčanu stranu mjesta ili kuće, a ne u sjeni visoke krošnje drveća. U tom se slučaju optimalni kut nagiba mora izračunati formulom ili pomoću specijaliziranog kalkulatora.

Kut nagiba ovisit će o lokaciji kuće, godišnjem dobu i klimi. Poželjno je da baterija ima mogućnost promjene kuta nagiba nakon sezonskih promjena visine sunca, jer djeluju što učinkovitije kada sunčeva svjetlost pada strogo okomito na površinu.

Za europski dio zemalja ZND-a, preporučeni nepokretni kut nagiba je 50-60 º. Ako dizajn pruža uređaj za promjenu kuta nagiba, zimi je bolje postaviti baterije na 70 º prema horizontu, ljeti pod kutom od 30 º

Izračuni pokazuju da 1 kvadratni metar Sunčevog sustava omogućuje dobivanje 120 vata. Stoga se izračunavanjem može utvrditi da je za osiguravanje prosječne obitelji električnom energijom u iznosu od 300 kW mjesečno potreban solarni sustav od najmanje 20 četvornih metara.

Odmah instalirati takav sunčev sustav bit će problematično. Ali čak i postavljanje 5-metarske baterije pomoći će uštedi energije i dati skroman doprinos ekologiji našeg planeta. Također preporučujemo da se upoznate s principom izračunavanja potrebne količine. solarni paneli.

Solarna baterija može se koristiti kao rezervni izvor energije uz česta isključenja centraliziranog napajanja. Za automatsko prebacivanje potrebno je osigurati sustav neprekidnog napajanja.

Takav je sustav prikladan jer se prilikom korištenja tradicionalnog izvora električne energije punjenje vrši istovremeno baterija solarnog sustava, Oprema koja služi za solarnu bateriju nalazi se unutar kuće, stoga je za nju potrebno osigurati posebnu sobu.

Kada baterije postavljate na nagnuti krov kuće, ne zaboravite na kut nagiba ploče, što je idealno kada baterija ima uređaj za sezonsku promjenu kuta nagiba

Instaliranje solarne ploče u koracima

Odabirom mjesta za postavljanje solarne ploče i opreme za servisiranje solarnog sustava, kao i posjedovanjem svih potrebnih materijala i alata, možete početi instalirati bateriju.

Tijekom instalacije potrebno je pridržavati se sigurnosnih mjera opreza, posebno kada ugradnja gotove ploče na krovu kuće. Razmislite detaljno o algoritmu kako napraviti solarnu bateriju.

Korak br. 1 - lemljenje kontakata od silicijumskog vlakna

Ugradnja domaće solarne baterije često počinje lemljenjem fotoćelijskih vodiča. Naravno, ako imate priliku, najbolje je kupiti solarne ćelije odmah s vodičima, kao lemljenje je vrlo težak i mukotrpan posao koji oduzima puno vremena.

Lemljenje se provodi na sljedeći način:

1. Uzima se silikonska fotoćelija bez vodiča i metalni trakasti vodič.
2. Provodnici su izrezani pomoću kartonskog nanosa, njihova duljina je 2 puta veća od veličine silikonske rezine.
3. Provodnik je uredno smješten na ploči. Na jednom elementu - dva vodiča.
4. Na mjestu gdje će se obavljati lemljenje, potrebno je nanijeti kiselinu za rad s lemilicom.
5. Lemite lemilicom pažljivim spajanjem vodiča na ploču.

Tijekom lemljenja ne pritiskajte na silikatni element, kao vrlo je krhka i može se srušiti! Ako imate sreće i kupite fotoćelije s gotovim kontaktima, tada ćete se spasiti od dugog i teškog rada, odmah krećući u izradu okvira za buduću bateriju.

Kontakati za lemljenje neispravnih fotocelica grupe B izvode se u istom smjeru na isti način kao i za cijele ploče

Korak # 2 - izrada okvira za solarnu ploču

Okvir je mjesto na kojem će se postavljati fotoćelije.Za izradu okvira uzimaju se aluminijski uglovi i letvice, od kojih su okviri presavijeni. Preporučena veličina ugla je 70-90 mm.

Silikonsko brtvilo se nanosi na unutrašnjost metalnih uglova. Zaptivanje uglova mora se obaviti pažljivo, trajnost cijele strukture ovisi o tome.

Nakon što je aluminijski okvir spreman, nastavite na proizvodnju stražnjeg kućišta. Stražnja kućica je drvena kutija izrađena od iverice s niskim stranama.

Visoke strane stvorit će sjenu na fotoćelijama, tako da njihova visina ne smije prelaziti 2 cm. Strane su pričvršćene pomoću samoreznih vijaka i odvijača.

Na dnu kućišta, ventilacijske rupe izrađene su od iverice. Udaljenost između rupa je oko 10 cm, u aluminijski okvir ugrađen je prozirni element (pleksiglas, anti-refleksno staklo, pleksiglas).

Prozirni element se pritisne i učvrsti, njegovo pričvršćivanje se vrši pomoću hardvera: 4 na uglovima, kao i 2 s duge i 1 s kratke strane okvira. Hardver pričvrstite vijcima.

Okvir za solarnu bateriju je spreman i možete prijeći na najkritičniji dio - ugradnju solarnih ćelija. Prije ugradnje potrebno je očistiti pleksiglas od prašine i odmastiti tekućinom koja sadrži alkohol.

Korak # 3 - ugradnja fotoćelija od silikonskih rezina

Montaža i lemljenje silicijskih reznih dijelova najduže je vrijeme stvaranja vlastite solarne ploče. Najprije položimo fotoćelije na pleksiglas sa plavim pločama.

Ako bateriju sastavljate prvi put, tada možete koristiti podlogu za označavanje da biste ploče postavili točno na maloj udaljenosti (3-5 mm) jedna od druge.

1. Lemimo fotoćelije prema sljedećem dijagramu ožičenja: "+" tragovi nalaze se na prednjoj strani ploče, "-" - na stražnjoj strani. Prije lemljenja lagano nanesite fluks i lemljenje za spajanje kontakata.
2. Lemimo sve fotoćelije uzastopno u redovima od vrha do dna. Redovi bi također trebali biti međusobno povezani.
3. Početak lijepljenja fotoćelija. Da biste to učinili, na sredinu svake plastike od silikona nanesite malu količinu brtvila.
4. Rezultiramo lancima s fotoćelijama licem prema gore (tamo gdje su plave ploče) prema gore i postavljamo ploče prema oznakama koje su prethodno bile primijenjene. Pažljivo pritisnite svaku ploču da je pričvrsti na svoje mjesto.
5. Kontakti ekstremnih fotoćelija prikazani su na sabirnici, odnosno "+" i "-". Za gumu se preporučuje širi srebrni vodič.
6. Solarna baterija mora biti opremljena blokadom koja se spaja na kontakte i sprečava pražnjenje akumulatora noću kroz strukturu.
7. U dnu okvira izbušimo rupe za izlaz žica izvana.

Žice moraju biti pričvršćene na okvir kako se ne bi objesile, to možete učiniti pomoću silikonskog brtvila.

Korak # 4 - ispitivanje baterije prije brtvljenja

Ispitivanje solarne ploče mora se provesti prije zapečaćenja kako bi se mogli ukloniti kvarovi koji se često pojavljuju tijekom lemljenja. Najbolje je testirati nakon lemljenja svakog reda elemenata - puno je lakše detektirati gdje su kontakti slabo povezani.

Za testiranje će vam trebati običan ampermetar za kućanstvo. Mjerenja se moraju provoditi sunčanog dana u 13-14 sati, sunce ne smije biti skriveno oblacima.

Izvadimo bateriju na ulicu i instaliramo u skladu s ranije izračunatim kutom nagiba. Povezujemo ampermetar na kontakte akumulatora i mjerimo struju kratkog spoja.

Značenje ispitivanja je da radna snaga električne struje treba biti 0,5-1,0 A niža od struje kratkog spoja. Očitavanja uređaja trebaju biti veća od 4,5 A, što ukazuje na rad solarne baterije.

Ako ispitivač daje manje očitanja, tada je negdje slijed povezivanja fotoćelija vjerojatno prekršen.

Obično domaće solarna baterijaizrađena od fotocelija grupe B, daje očitanje od 5-10 A, što je 10-20% niže od onog u industrijskim solarnim pločama.

Korak # 5 - brtvljenje fotoćelija smještenih u kućištu

Brtvljenje se može izvršiti samo osiguravanjem da baterija radi. Za brtvljenje je najbolje koristiti epoksidni spoj, ali s obzirom na to da će potrošnja materijala biti velika, a cijena mu je približno 40-45 dolara. Ako je malo skupo, tada možete koristiti isto silikonsko brtvilo.

Koristeći silikonsko brtvilo, dajte prednost onom na ambalaži koji ukazuje da je pogodan za upotrebu u nižim temperaturama

Postoje dva načina zaptivanja:

• potpuno punjenje kada su ploče napunjene brtvilom;
• nanošenje brtvila na prostor između fotoćelija i na najudaljenije elemente.

U prvom slučaju, brtvljenje će biti pouzdanije. Nakon izlijevanja, brtvilo treba postaviti. Zatim se pleksiglas postavlja na vrh i čvrsto pritisne na ploče obložene silikonom.

Da bi se osigurala jastuk i dodatna zaštita između stražnje površine fotoćelija i okvira iverice, mnogi obrtnici savjetuju ugradnju brtve izrađene od krute pjenaste gume širine 1,5-2,5 cm.

Ovo je opcionalno, ali poželjno, s obzirom da su silikonski rezanci prilično krhki i lako se oštećuju.

Nakon ugradnje pleksiglasa, na konstrukciju se postavlja opterećenje, pod utjecajem kojeg se istiskuju mjehurići zraka. Solarna ploča je spremna, a nakon ponovljenog testiranja može se instalirati na unaprijed odabrano mjesto i spojiti na solarni sustav vašeg doma.

Zaključci i korisni video na temu

Pregled fotocelija naručenih iz kineske internetske trgovine:

Video upute za proizvodnju solarne baterije:

Izrada solarne baterije vlastitim rukama nije lak zadatak. Učinkovitost većine ovih baterija je niža od one industrijskih panela za 10-20%. Najvažnija stvar u dizajnu solarne baterije je pravilno odabrati i instalirati solarne ćelije.

Ne pokušavajte odmah stvoriti ploču ogromnog područja. Pokušajte prvo izgraditi mali uređaj da biste razumjeli sve nijanse ovog postupka.

Imate li praktične vještine u stvaranju solarnih panela? Molimo podijelite svoje iskustvo s posjetiteljima naše web stranice - napišite komentare u blok ispod. Ondje možete postaviti pitanja o temi članka.