Hogyan készítsünk napelemet saját kezűleg: önszerelési útmutató

A napelemek olyan energiaforrás, amely felhasználható villamos energia vagy hő előállítására egy alacsony emeletes épületben. Itt csak a napelemek magas költségekkel járnak, és nem elérhetőek országunk többségének. Egyetért?

Egy másik dolog, ha a napelemet saját kezűleg készítik - a költségek jelentősen csökkennek, és egy ilyen kialakítás nem rosszabb, mint egy ipari panel. Ezért, ha komolyan gondolkodik egy alternatív villamosenergia-forrás beszerzéséről, próbálja meg magának csinálni - ez nem túl nehéz.

A cikk a napelemek gyártására összpontosít. Megmondjuk Önnek, hogy milyen anyagokhoz és eszközökhöz lesz szükség ehhez. És egy kicsit az alábbiakban lépésről lépésre talál utasításokat, illusztrációkkal, amelyek egyértelműen bemutatják a munka előrehaladását.

Röviden az eszközről és a munkáról

A nap energiája hővé alakulhat, ha az energiaforrás hőátadó folyadék, vagy az elemekben összegyűjtött elektromos energiává. Az akkumulátor egy generátor, amely a fotoelektromos hatás elvén működik.

A nap energiája villamos energiává alakul, miután a napfény belépett a lemez-napelemekbe, amelyek az akkumulátor fő részét képezik.

Ebben az esetben a fénykvantumok „felszabadítják” elektronukat a szélsőséges pályáktól. Ezek a szabad elektronok olyan elektromos áramot adnak, amely áthalad a vezérlőn és felhalmozódik az akkumulátorban, és onnan az energiafogyasztók felé jut.

A szilícium elemek fotocellaként működnek. A szilícium ostyát egyik oldalán egy nagyon vékony foszfor- vagy bórréteggel bevonják - passzív kémiai elemmel.

Ezen a helyen, napfény hatására, nagyszámú elektron szabadul fel, amelyeket a foszforréteg tart és nem repül egymástól.

A lemez felületén fém "sínek" vannak, amelyeken a szabad elektronok egyenesen állnak, és rendezett mozgást képeznek, azaz elektromos áram.

Minél több ilyen szilícium-ostya-fotocella van, annál több elektromos áram érhető el. Tudjon meg többet a napelemes akkumulátor működésének elvéről további.

A fotocellás lemezek felső rétege olyan réteggel van bevonva, amely nem engedi a napfény visszaverődését a lemezekről, növelve azok hatékonyságát

Anyagok napelemek készítéséhez

A napelem telepítésének megkezdésekor a következő anyagokat kell felhalmoznia:

• szilikát lemez-fotocellák;
• forgácslap lemezek, alumínium sarkok és lemezek;
• merev habgumi, vastagsága 1,5-2,5 cm;
• egy átlátszó elem, amely alapként szolgál a szilícium ostya számára;
• csavarok, csavarok;
• szilikon tömítőanyag kültéri használatra;
• elektromos vezetékek, diódák, csatlakozók.

A szükséges anyagmennyiség az akkumulátor méretétől függ, amelyet általában a rendelkezésre álló fotocellák száma korlátoz. A szükséges szerszámok közül: csavarhúzó vagy csavarhúzókészlet, fém- és fafűrész, pákahegy. A kész akkumulátor teszteléséhez teszter-amper mérőre van szüksége.

Most fontolja meg részletesebben a legfontosabb anyagokat.

Szilícium ostya vagy fotocella

Három típusú napelemek vannak az elemekhez:

• polikristályos;
• egykristály;
• amorf.

A polikristályos ostyákat alacsony hatékonyság jellemzi. A jótékony hatás nagysága körülbelül 10–12%, de ez a mutató az idő múlásával nem csökken. A polikristályok időtartama 10 év.

A napelem akkumulátorokból vannak összeállítva, amelyek fotovoltaikus konverterekből állnak. A kemény szilícium fotoelemekkel ellátott akkumulátorok egyfajta szendvics, egymás után elrendezett rétegekkel, amelyek alumínium profilba vannak rögzítve

A monokristályos fotocellák nagyobb hatékonysággal, 13-25% -kal bírnak, és hosszú élettartamuk több mint 25 év. Idővel azonban az egyes kristályok hatékonysága csökken.

Az egykristályos átalakítókat mesterségesen megnövelt kristályok fűrészelésével állítják elő, ami magyarázza a legnagyobb fényvezető képességet és termelékenységet.

A filmfény-konvertert úgy állítják elő, hogy vékony rétegű amorf szilíciumot alkalmaznak egy rugalmas polimer felületre

A rugalmas amorf szilícium elemek a legfejlettebbek. A fotoelektromos átalakítót porlasztják vagy lerakják egy polimer alapra. A hatékonyság 5-6% körüli, de a filmrendszerek rendkívül kényelmesek a telepítésre.

Az amorf fotokonverterekkel rendelkező filmrendszerek viszonylag nemrégiben jelentek meg. Ez egy rendkívül egyszerű és rendkívül olcsó forma, de gyorsabb, mint a versenytársak, amelyek elveszítik a fogyasztói tulajdonságokat.

Nem megfelelő a különböző méretű fotocellák használata. Ebben az esetben az elemek által generált maximális áramot a legkisebb elem árama korlátozza.Ezért a nagyobb lemezek nem fognak teljes kapacitással működni.

Fotocellák vásárlásakor kérdezze meg az eladót a szállítási módról, a legtöbb eladó a viaszos módszert használja a törékeny elemek megsemmisítésének megakadályozására

Leggyakrabban a saját készítésű akkumulátorokhoz 3x6 hüvelyk méretű monokristályos és polikristályos fotocellákat használnak, amelyeket olyan online boltokban lehet megrendelni, mint például az E-buy.

A napelemek költsége meglehetősen magas, de sok üzlet a B csoport úgynevezett elemeit árusítja. A csoporthoz rendelt termékek hibásak, de használatra alkalmasak, és költségük 40–60% -kal alacsonyabb, mint a szokásos lemezeknél.

A legtöbb online áruház napelemeket árusít, 36 vagy 72 fotovoltaikus konverziós lemezzel. Az egyes modulok és az akkumulátor csatlakoztatásához buszokra és terminálra lesz szükség a rendszerhez való csatlakozáshoz.

Drótváz és átlátszó elem.

A leendő panel vázát fából készült lécekből vagy alumínium sarkokból lehet készíteni.

A második lehetőség több okból előnyösebb:

• Az alumínium könnyűfém, amely nem jelent súlyos terhelést a tartószerkezeten, amelyre az akkumulátort be kívánják szerelni.
• Korróziógátló kezelés során az alumínium nem érzékeny a rozsdára.
• Nem szívja fel a nedvességet a környezetből, nem rothad.

Átlátszó elem kiválasztásakor figyelembe kell venni az olyan paramétereket, mint a napfény törésmutatója és az infravörös sugárzás elnyelő képessége.

A fotocellák hatékonysága közvetlenül az első mutatótól függ: minél alacsonyabb a törésmutató, annál nagyobb a szilícium ostya hatékonysága.

A Plexiglass vagy annak olcsóbb változata, a Plexiglas rendelkezik a minimális fényvisszaverő képességgel. A polikarbonát törésmutatója kissé alacsonyabb.

A második indikátor értéke meghatározza, hogy a szilícium fotocellák felmelegednek-e vagy sem. Minél kevésbé melegítik a lemezeket, annál hosszabb ideig tartanak. Az infravörös sugárzást legjobban egy speciális hőelnyelő plexi üveg és üveg veszi fel. Kicsit rosszabb - hétköznapi üveg.

Ha lehetséges, akkor a legjobb megoldás az, ha átlátszó elemként tükröződésmentes átlátszó üveget használnak.

A költség és a fénytörés mutatói és az infravörös sugárzás abszorpciójának aránya szerint a plexiüveg a legjobb megoldás a napelemek gyártására

Rendszertervezés és hely kiválasztása

A szolárrendszer tervezése magában foglalja a szolárlemez kívánt méretének kiszámítását. Mint fentebb említettük, az akkumulátor méretét általában a drága fotocellák korlátozzák.

A szolár akkumulátort egy bizonyos szögbe kell telepíteni, amely biztosítja a maximális napsugárzásnak a szilikon ostyák kitettségét. A legjobb megoldás az elemek, amelyek megváltoztathatják a szöget.

A napelemek beszerelésének helye a legváltozatosabb: a földön, egy ház ferde vagy sík tetőjén, a műhelyiségek tetején.

Az egyetlen feltétel az, hogy az akkumulátort a telek vagy a ház napsütéses oldalára kell helyezni, nem magas árnyékú fákkal árnyékolva. Ebben az esetben az optimális dőlésszöget a képlettel vagy egy speciális számológéppel kell kiszámítani.

A dőlésszög a ház helyétől, az évszaktól és az éghajlattól függ. Kívánatos, hogy az akkumulátor meg tudja változtatni a dőlésszöget a napmagasság szezonális változásait követően, mert a lehető leghatékonyabban működnek, ha a napfény szigorúan merőlegesen esik a felületre.

A FÁK-országok európai része számára az ajánlott álló dőlésszög 50–60 º. Ha a kialakítás olyan eszközt biztosít, amely megváltoztatja a dőlési szöget, akkor télen jobb az elemeket 70 ° -ra tenni a horizonton, nyáron pedig 30 ° -on.

A számítások azt mutatják, hogy a Naprendszer 1 négyzetméterének köszönhetően 120 watt érhető el. Ezért számításokkal megállapítható, hogy ahhoz, hogy egy átlagos család havonta 300 kW energiát biztosítson, legalább 20 négyzetméteres napenergia-rendszerre van szükség.

Az ilyen szolárrendszer azonnali telepítése problematikus lesz. De még egy 5 méteres akkumulátor telepítése elősegíti az energiamegtakarítást és szerényen hozzájárul a bolygónk ökológiájához. Azt is javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a szükséges mennyiség kiszámításának elvével. napelemek.

A napelem használható tartalék energiaforrásként, gyakran a központi tápellátás kikapcsolásával. Az automatikus váltáshoz szünetmentes tápellátást kell biztosítani.

Egy ilyen rendszer azért kényelmes, mert ha hagyományos áramforrást használ, a töltést egyszerre kell elvégezni Napenergia akkumulátor. A napelemet kiszolgáló berendezés a házban található, ezért külön helyiséget kell biztosítani.

Ha az elemeket a ház ferde tetőjére helyezi, ne felejtse el a panel dőlésszögét, ideális, ha az akkumulátor rendelkezik olyan eszközzel, amely a dőlésszög szezonális változtatására szolgál

A napelem telepítése lépésenként

Ha kiválaszt egy helyet a napelem és a napenergia rendszer karbantartására szolgáló berendezés elhelyezéséhez, valamint az összes szükséges anyag és eszköz rendelkezésére áll, megkezdi az akkumulátor beszerelését.

A telepítés során be kell tartani a biztonsági óvintézkedéseket, különösen amikor a kész panel telepítése a ház tetőjén. Vegyük fontolóra egy lépésről lépésre történő algoritmust a napelem készítéséhez.

1. lépés - szilícium ostya érintkezőinek forrasztása

A házi készítésű napelem telepítése gyakran a fotocellás vezetők forrasztásával kezdődik. Természetesen, ha lehetősége van rá, akkor a legjobb, ha azonnal napelemeket vásárol huzalokkal, pl A forrasztás nagyon nehéz és fáradságos munka, amely sok időt vesz igénybe.

A forrasztás az alábbiak szerint történik:

1. Vezetünk egy vezeték nélküli szilikon fotocellát és egy fém szalagvezetőt.
2. A vezetékeket egy kartondarab segítségével vágják le, hosszuk kétszerese a szilikon ostya méretének.
3. A vezető szépen le van helyezve a lemezre. Egy elemen - két vezeték.
4. A forrasztás elvégzésének helyén savval kell felvinni a forrasztópáka kezeléséhez.
5. Forrasztás forrasztópáka segítségével, a vezetőt óvatosan csatlakoztatva a lemezhez.

Forrasztás közben ne nyomja meg a szilikát elemet nagyon törékeny és összeomlik! Ha szerencséje van és megvásárolta a fotoelemeket kész kontaktusokkal, akkor megmentheti magát a hosszú és nehéz munkától, és azonnal elkezdi a jövőbeli akkumulátor keretének gyártását.

A hibás B csoportba tartozó fotocellák érintkezőinek forrasztása ugyanabba az irányba történik, ugyanúgy, mint a teljes lemezekhez

2. lépés - a napelem keretének elkészítése

A keret az a hely, ahol a fotocellákat telepíteni kell.A keret gyártásához alumínium sarkokat és léceket vesznek, amelyekből a keretek össze vannak hajtva. Az ajánlott sarokméret 70-90 mm.

A szilikon tömítőanyagot felvisszük a fém sarkok belső oldalára. A lezáró sarkokat óvatosan kell elvégezni, ettől függ a teljes szerkezet tartóssága.

Miután az alumínium keret készen áll, folytassa a hátsó ház gyártásával. A hátsó tok egy fából készült doboz, forgácslapból, alacsony oldalaival.

A magas oldalak árnyékot hoznak a fotocellákra, így a magasságuk nem haladhatja meg a 2 cm-t. Az oldalakat öncsavarozó csavarokkal és egy csavarhúzóval csavarják be.

A doboz alján a szellőzőnyílások forgácslemezből készülnek. A lyukak közötti távolság kb. 10 cm. Átlátszó elem van beépítve az alumínium keretbe (plexi üveg, fényvisszaverő üveg, plexi üveg).

Az átlátszó elemet sajtolják és rögzítik, rögzítését hardver használatával hajtják végre: 4 sarokban, 2 pedig a keret hosszú oldalán és 1 rövid oldalán. Hardver rögzítse csavarokkal.

A napelemes keret készen áll és folytathatja a legkritikusabb részt - a napelemek telepítését. A beszerelés előtt meg kell tisztítani a plexiüveget a portól, és alkoholtartalmú folyadékkal zsírtalanítani.

3. lépés - szilikon ostya fotocellák felszerelése

A szilikon ostyák beszerelése és forrasztása a saját napelem elkészítésének a legigényesebb része. Először a fotocellákat a plexi üvegre helyezzük el, kék lemezzel lefelé.

Ha az akkumulátort első alkalommal szereli be, akkor a jelöléshez az aljzatot használhatja, hogy pontosan kis (3-5 mm) távolságra helyezze a lemezeket egymástól.

1. A fotocellákat az alábbi kapcsolási rajz szerint forrasztjuk: „+” sávok a lemez elülső oldalán, a „-” - hátulján helyezkednek el. Forrasztás előtt óvatosan alkalmazzon fluxust és forrasztást az érintkezők összekapcsolásához.
2. Az összes fotocellát sorrendben forrasztjuk fentről lefelé. A sorokat ezután össze kell kötni.
3. Megközelítés a fotocellák ragasztásához. Ehhez vigyen fel kis mennyiségű tömítőanyagot az egyes szilikon ostya közepére.
4. A kapott láncokat a fotocellákkal felfelé (ahol a kék lemezek vannak) felfelé fordítjuk, és a lemezeket a korábban alkalmazott jelölések szerint helyezzük el. Óvatosan nyomja meg az egyes lemezeket, hogy rögzítse a helyére.
5. A szélsőséges fotocellák érintkezői a buszon jelennek meg, illetve „+” és „-“. A gumiabroncshoz szélesebb ezüst vezető ajánlott.
6. A napelem akkumulátort blokkoló diódával kell felszerelni, amely csatlakozik az érintkezőkhöz és megakadályozza, hogy éjjel az elemek kiürüljenek a szerkezeten.
7. A keret alján lyukakat fúrunk a vezetékek külső kifelé történő kimenetéhez.

A vezetékeket a kerethez kell rögzíteni, hogy ne függesszenek el. Ezt megteheti szilikon tömítőanyaggal.

4. lépés - az elem tesztelése a lezárás előtt

A napelemet a lezárás előtt meg kell vizsgálni, hogy kiküszöbölhető legyen a forrasztás során gyakran előforduló működési zavarok. A legjobb a tesztelés az egyes elemek sorának forrasztása után - sokkal könnyebb észlelni, ahol az érintkezők rosszul vannak csatlakoztatva.

A teszteléshez rendszeres háztartási amperóra van szüksége. A méréseket napsütéses napon kell elvégezni 13–14 órakor, a napot nem szabad elrejteni a felhők által.

Kiveszük az akkumulátort az utcára, és a korábban kiszámított dőlésszögnek megfelelően telepítjük. Csatlakozunk az ampermérőt az akkumulátor érintkezőihez és megmérjük a rövidzárlati áramot.

A tesztelés célja az, hogy az elektromos áram működési erőének 0,5-1,0 A-mal alacsonyabbnak kell lennie, mint a rövidzárlati áramnak. A készülék leolvasott értékének 4,5 A-nál magasabbnak kell lennie, ami jelzi a szolár elem működését.

Ha a teszter kevesebb leolvasást ad, akkor valahol valószínűleg megszakad a fotocellák csatlakoztatásának sorrendje.

Általában házi készítésű napelem, amelyet a B csoport fotoelemeiből állítottak elő, 5-10 A leolvasást kap, amely 10-20% -kal alacsonyabb, mint az ipari napelemek.

5. lépés - a házba helyezett fotocellák lezárása

A lezárás csak az akkumulátor működésének ellenőrzésével végezhető el. A tömítéshez a legjobb epoxi-vegyületet használni, de mivel az anyagfogyasztás nagy lesz, és költsége megközelítőleg 40-45 dollár. Ha egy kicsit drága, akkor ugyanazt a szilikon tömítőanyagot is használhatja.

Szilikon tömítőanyag használatával előnyben részesítse azt, amely a csomagoláson azt jelzi, hogy alkalmas a nulla alatti hőmérsékleten történő felhasználásra

Kétféle módon lehet lezárni:

• teljes feltöltés, ha a panelek tömítőanyaggal vannak feltöltve;
• a tömítőanyagot felvisszük a fotocellák közötti helyre és a legkülső elemekre.

Az első esetben a tömítés megbízhatóbb lesz. Öntés után a tömítőanyagnak meg kell állnia. Ezután a plexi üveget felteszik a tetejére, és szorosan összepréselik a szilikonnal bevont lemezekhez.

Párnázás és kiegészítő védelem biztosítása érdekében a fotocellák hátsó felülete és a forgácslapból készült keret között sok kézműves azt tanácsolja, hogy szereljen be 1,5–2,5 cm szélességű merev habszivacs betétet.

Ez nem kötelező, de kívánatos, mivel a szilícium ostya meglehetősen törékeny és könnyen sérülékeny.

A plexi üveg beszerelése után a szerkezetet terhelésnek vetik alá, amelynek hatására a légbuborékok kiszorulnak. A napelem készen áll, és ismételt tesztelés után egy előre kiválasztott helyre felszerelhető és csatlakoztatható otthoni napenergia-rendszeréhez.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A kínai online áruházból megrendelt fotocellák áttekintése:

Videó utasítások napelem gyártásához:

A napelem telepítése saját kezűleg nem könnyű feladat. Ezen akkumulátorok többségének hatékonysága 10-20% -kal alacsonyabb, mint az ipari panelek hatékonysága. A napelemek tervezésénél a legfontosabb dolog a napelemek helyes kiválasztása és telepítése.

Ne próbálja meg azonnal létrehozni egy hatalmas területpanelt. Próbáljon meg először egy kis eszközt készíteni, hogy megértse ennek a folyamatnak minden árnyalatait.

Van gyakorlati ismerete a napelemek készítésében? Kérjük, ossza meg tapasztalatait webhelyünk látogatóival - írjon megjegyzéseket az alábbi blokkba. Itt kérdéseket tehet fel a cikk témájával kapcsolatban.