Saulės generatorius „pasidaryk pats“: instrukcijos, kaip pagaminti alternatyvų energijos šaltinį

Alternatyvūs energijos šaltiniai, leidžiantys aprūpinti patalpas reikiamu kiekiu šilumos ir elektros - brangus „malonumas“, reikalaujantis didelių finansinių išlaidų įsigijimui, įrengimui ir įrengimui.

Pagaminti saulės generatorių savo rankomis yra daug pigiau ir gana prieinama daugeliui namų meistrų. Apsvarstykite instrukcijas, kuriose aprašomi visi gamybos proceso niuansai.

Kaip veikia saulės energijos generatorius?

Saulės generatorius yra fotoelektrinių puslaidininkinių elementų, tiesiogiai konvertuojančių, kompleksas saulės energija į elektrinę.

Kvantai, kuriuos sukuria šviesos spinduliai, pataikę į fotografijos plokštę, numuša elektroną iš galutinės darbinio elemento atominės orbitos. Šis efektas sukuria daug laisvų elektronų, kurie sudaro nenutrūkstamą elektros srovės srautą.

Visiškai nebūtina, savo rankomis surenkant saulės generatorių, nedelsiant surinkti didelį, didelio masto kompleksą. Galite pradėti nuo mažo vieneto ir, jei reikia, ateityje padidinti garsumą

Kaip aktyvioji medžiaga naudojamas silicis. Tai yra labai efektyvus ir suteikia fotoelektrinės konversijos koeficientą įprastu režimu esant 20%, o esant palankioms sąlygoms - iki 25%.

Dėl ryškaus silicio fotoelementų efektyvumo, jų pagrindu pagaminti generatoriai garantuoja aukštą efektyvumą santykinai mažu tūriu. Vieno metro per valandą matavimo vieneto galia sukuria 125 vatus, o tai laikoma labai įspūdingu rezultatu.

Vienoje silicio plokštelės pusėje dengiama plona pasyvių cheminių elementų, tokių kaip boras arba fosforas, danga.Būtent ant šio paviršiaus intensyviai veikiant saulės spinduliams, vyksta aktyvus elektronų išsiskyrimas. Fosforo plėvelė juos patikimai laiko vienoje vietoje ir neleidžia išsiskleisti.

Ant darbinės plokštės yra metaliniai „takeliai“. Ant jų statomi laisvieji elektronai, tokiu būdu sukuriant užsakytą judesį, tai yra, elektros srovę.

Plokščių minusai apima tik paties silicio valymo proceso sudėtingumą ir kainą, todėl, norėdami išvengti šių problemų, jie aktyviai įsisavina alternatyvų, tokių kaip galis, kadmis, indis ir įvairūs vario junginiai, naudojimą. Tačiau silicio elementai dar neturi tikrų konkurentų.

Paprasčiausias būdas pastatyti saulės energijos konverterį į elektrą yra nusipirkti paruoštą saulės bateriją ir įdiegti ją ant namo ar garažo stogo:

Ko reikia darbui?

Skirta generatoriaus, kurį sudaro rinkinys, gamybai saulės baterijos, reikalingi įrankiai ir medžiagos, tokie kaip:

• saulės šviesos pavertimo energija moduliai;
• aliuminio kampai;
• medinės juostos;
• medžio drožlių plokščių lakštai;
• skaidrus elementas (stiklas, plexiglass, plexiglass, polikarbonatas), skirtas apsaugoti silicio plokšteles;
• įvairių dydžių varžtai ir varžtai;
• tankus putplasčio kaučiukas, kurio storis 1,5–2,5 mm;
• aukštos kokybės sandariklis;
• diodai, gnybtai ir laidai;
• atsuktuvas arba atsuktuvų rinkinys;
• lituoklis;
• medienos ir metalo (arba malūnėlio) pjūvis.

Kiek medžiagų reikės, tiesiogiai priklausys nuo planuojamo generatoriaus dydžio. Didelės apimties darbas pareikalaus papildomų išlaidų, tačiau bet kokiu atveju jis bus pigesnis už įsigytą modulį.

Apsauginė silicio plokštelių bazė gali būti pagaminta iš stiklo, plexiglass, polikarbonato arba plexiglass. Pirmosios trys medžiagos sukuria minimalų energijos praradimą, bet ketvirtoji skleidžia spindulius daug blogiau ir žymiai sumažina viso komplekso efektyvumą.

Galutiniam surinktų įrenginių bandymui naudojamas ampermetras. Tai leidžia užfiksuoti tikrąjį diegimo efektyvumą ir padeda nustatyti tikrąją grąžą.

Nuotraukų keitiklio tipo pasirinkimas

Pasidaryk pats, kad sukurtum saulės generatorių pasirinkdamas fotoelektrinio silicio keitiklio tipą.

Šie komponentai yra trijų tipų:

• amorfinis;
• monokristaliniai;
• polikristaliniai.

Kiekviena parinktis turi savo privalumų ir trūkumų, o pasirinkimas bet kurio iš jų atžvilgiu atliekamas atsižvelgiant į lėšų sumą, skirtą visiems sistemos komponentams įsigyti.

Amorfinių veislių ypatybės

Amorfinius modulius sudaro ne kristalinis silicis, bet jo dariniai (silanas arba silicio vandenilis). Purškiant vakuume, jie tepami plonu sluoksniu ant aukštos kokybės metalinės folijos, stiklo ar plastiko.

Pagaminti produktai turi išblukusį, neryškiai pilką atspalvį. Ant paviršiaus matomų silicio kristalų nepastebėta. Pagrindinis pranašumas lanksčios saulės baterijos laikoma protinga kaina, tačiau jų efektyvumas yra labai mažas ir svyruoja nuo 6–10%.

Silicio pagrindu pagamintos amorfinės saulės baterijos yra padidintos lankstumo, pasižymi aukštu optinio sugerties lygiu (20 kartų didesnės nei vienkartiniai ar polikristaliniai analogai) ir žymiai efektyviau veikia debesuotu oru.

Polikristalinių tipų specifika

Polikristaliniai saulės baterijos gaunamas palaipsniui labai lėtai aušinant silicio lydalo tirpalą. Gauti produktai išsiskiria sodria mėlyna spalva, jų paviršius yra ryškus, panašus į šalčio pobūdį, ir yra efektyvus maždaug 14–18%.

Didesniam efektyvumui ir produktyvumui trukdo medžiagos plotai, kuriuos nuo bendros struktūros skiria granuliuotos ribos.

Polikristaliniai fotoelementai veikia tik 10 metų, tačiau per tą laiką jų efektyvumas nesumažėjo. Tačiau gaminiams montuoti į vieną kompleksą būtinai naudojamas tvirtas, tvirtas pagrindas, nes lakštai yra gana standūs ir reikalauja stiprios, patikimos atramos.

Monokratilinių variantų charakteristika

Vieno kristalo moduliai pasižymi tankią tamsią spalvą ir juos sudaro kieti silicio kristalai. Jų efektyvumas viršija kitų elementų našumą ir siekia 18–22% (palankiomis sąlygomis - iki 25%).

Kitas pranašumas yra įspūdingas tarnavimo laikas - gamintojų teigimu, daugiau nei 25 metai. Tačiau ilgą laiką naudojant atskirų kristalų efektyvumas mažėja, o po 10–12 metų fotografijos efektyvumas jau yra ne didesnis kaip 13–17%.

Vieno kristalo moduliai yra žymiai brangesni nei kitų rūšių įrenginiai. Pagaminkite juos, pjaustydami dirbtinai išaugintus silicio kristalus

Norėdami namuose sukurti saulės generatorių, jie dažniausiai savo rankomis pasiima įvairaus dydžio poli- ir krištolo plokšteles. Jie perkami populiariose internetinėse parduotuvėse, įskaitant „eBay“ ar „Aliexpress“.

Dėl to, kad saulės elementai yra vertinami gana aukštai, daugelis tiekėjų klientams siūlo B grupės gaminius, tai yra fragmentus, turinčius nedidelį trūkumą, tinkančius visapusiškam darbui. Jų kaina nuo standartinės kainos skiriasi 40–60%, todėl generatoriaus surinkimas kainuoja pagrįstą kainą, kuri nėra per daug prieinama.

Kaip pasidaryti rėmą plokštėms?

Būsimo generatoriaus rėmo gamyboje naudojamos tvirtos medinės juostos arba aliuminio kampai. Medinė versija laikoma mažiau praktiška, nes medžiagą reikia papildomai apdirbti, kad būtų išvengta vėlesnio irimo ir delaminacijos.

Kad medinis rėmas atlaikytų eksploatacines apkrovas ir nesugrius po pirmojo lietaus, jį reikia impregnuoti specialia kompozicija, apsaugančia medį nuo drėgmės

Aliuminis pasižymi daug patrauklesnėmis fizinėmis savybėmis ir dėl savo lengvumo nekelia nereikalingos apkrovos ant stogo ar kitos laikančiosios konstrukcijos, kur planuojama įrengti įrenginį.

Be to, dėl antikorozinės dangos metalas nerūdija, nesuyra, nesugeria drėgmės ir lengvai toleruoja bet kokių agresyvių atmosferos reiškinių poveikį.

Norėdami sukurti rėmo struktūrą iš aliuminio kampų, pirmiausia nustatomas būsimos plokštės dydis. Standartiniame variante viename bloke naudojami 36 fotoelementai, kurių dydis yra 81 mm x 150 mm.

Teisingam vėlesniam veikimui tarp fragmentų paliekamas nedidelis tarpas (apie 3–5 mm). Ši erdvė leidžia atsižvelgti į bazinių parametrų pasikeitimą, veikiant atmosferos apraiškoms. Dėl to bendras ruošinio dydis yra 83 mm x 690 mm, o rėmo kampo plotis yra 35 mm.

Silicio plokštelės, įrėmintos aliuminio profiliu, atrodo beveik kaip gamykloje pagaminti produktai. Tvirtas ir tvirtas rėmas suteikia sistemai nepriekaištingą sandarumą ir visai konstrukcijai suteikia aukštą standumo lygį

Po dydžio nustatymo reikalingi fragmentai išpjaunami iš kampų ir, naudojant tvirtinimo detales, surinkti juos į rėmo rėmus. Ant vidinio konstrukcijos paviršiaus uždedamas silikono sandariklio sluoksnis, labai atsargiai, kad nebūtų tarpų ar tuštumų.

Nuo to priklauso montuojamos konstrukcijos vientisumas, stiprumas ir patvarumas. Ant viršaus uždedama apsauginė permatoma medžiaga (stiklas su antirefleksine danga, plexiglass arba polikarbonatu su specialiais parametrais) ir tvirtai pritvirtinama aparatūra (1 trumpas ir 2 ilgas rėmas ir 4 korpuso kampai).

Darbui naudojant atsuktuvą ir tinkamo skersmens varžtus. Pabaigoje skaidrus paviršius kruopščiai nuvalomas nuo dulkių ir smulkių šiukšlių.

Pasirinkite skaidrų elementą

Pagrindiniai kriterijai renkantis skaidrų elementą generatoriui sukurti:

• gebėjimas absorbuoti infraraudonąją spinduliuotę;
• saulės šviesos lūžio laipsnis.

Kuo mažesnis lūžio rodiklis, tuo didesnis silicio plokštelių efektyvumas. Plexiglass ir Plexiglas turi mažiausią šviesos atspindį. Polikarbonatas taip pat nėra geriausias.

Norėdami sukurti rėmus namų saulės sistemoms, rekomenduojama naudoti antirefleksinį skaidrų stiklą arba specialų polikarbonato tipą su antikondensacine danga, kuri, jei įmanoma, užtikrina reikiamą šiluminės apsaugos lygį.

Geriausios infraraudonosios spinduliuotės sugerties savybės yra stipriai šilumą sugeriantis plexiglass ir stiklas su galimybe absorbuoti infraraudonąją spindulį. Paprastame stikle šie skaičiai yra daug mažesni. Infraraudonosios spinduliuotės sugerties efektyvumas priklauso nuo to, ar silicio plokštelės yra šildomos, ar ne.

Jei paaiškėja, kad šildymas yra minimalus, fotoelementai ilgai tarnaus ir užtikrins stabilų grąžinimą. Plokščių perkaitimas sukels pertraukimus darbe ir greitą atskirų sistemos ar viso komplekso fragmentų gedimą.

Silicio fotoelementų montavimas

Iš karto prieš montavimą apsauginiai akiniai, sudėti į aliuminio rėmus, yra gerai nuvalomi nuo dulkių ir nuriebalinami alkoholio turinčia kompozicija.

Įsigyti fotoelementai yra tolygiai dedami ant žymėjimo pagrindo 3-5 milimetrų atstumu vienas nuo kito ir pažymi bendros konstrukcijos kampus. Tada pereikite prie elementų litavimo - svarbiausia ir daug laiko reikalaujanti generatoriaus surinkimo dalis.

Aktyviųjų generatoriaus elementų litavimas atliekamas pagal schemą, kurioje „+“ yra takeliai išorėje, o „-“ - kanalai, esantys plokštės vidinėje pusėje.

Norėdami teisingai sujungti kontaktus, pirmiausia užtepkite srautą (rūgštį, skirtą lituoti) ir lydmetalį, tada atlikite perdirbimą griežta seka iš viršaus į apačią. Pabaigoje visos eilutės yra sujungtos.

Kitas žingsnis yra fotoelementų dydžio nustatymas. Tam kiekvieno silikono plokštelės centre įspaudžiamas šiek tiek hermetiko, suformuotos elementų grandinės apverčiamos aukštyn kojomis ir dedamos griežtai laikantis anksčiau taikytų ženklų.

Švelniai rankomis paspauskite plokšteles, pritvirtindamos jas reikiamoje vietoje. Jie elgiasi labai atsargiai, stengdamiesi nepažeisti ir nesulenkti medžiagos.

Fotoelementų, esančių kraštuose, kontaktai yra išvedami į atskirą magistralę (platų sidabro laidininką) kaip „+“ ir „-“. Be to, komplekse įrengtas blokuojantis diodas. Prijungęs prie kontaktų, jis neleidžia baterijoms išsikrauti per rėmo konstrukciją naktį.

Rėmo apačioje gręžkite skylutes, per kurias laidai būtų išvesti. Kad jie nenuobodžiauja, savo darbe naudoja silikono sandariklį.

Šioje fotogalerijoje bus pristatyti saulės elementų iš 60 elementų surinkimo žingsniai:

Fotoelementai, surinkti litavimo metu, dabar turi būti pritvirtinti prie pagrindo. Galima klijuoti prie faneros ir padengti stiklu. Tačiau pavyzdyje klijavimas pirmiausia atliekamas prie stiklo:

Kad akumuliatorius, skirtas akumuliuoti, nesugertų absorbuoti fotoelementų generuojamos energijos, jo saulės baterija yra prijungta per atsargų diodą:

Mini saulės stoties surinkimas, kurį mes pateikėme pavyzdyje, atliekamas pagal schemą, pateiktą nuotraukoje. Ryšyje mes naudojame laidą, kurio varinis gyvenamojo namo skerspjūvis yra nuo 1 m²

Ši mini elektrinė gali generuoti iki 15 V galią. Reikėtų pažymėti, kad maksimalus našumas bus pastebimas tik saulėtomis debesuotomis dienomis. Debesuotame ore įrenginys generuoja daug mažiau arba visai neduos energijos. Todėl akumuliatorius parenkamas tam, kad atsargų pakaktų bent dienai.

Kaip išbandyti sumontuotą agregatą?

Prieš galutinai sandarinant surinktą generatorių, jis turi būti patikrintas, kad būtų galima nustatyti galimus gedimus litavimo proceso metu.Labiausiai pagrįstas pasirinkimas yra patikrinti kiekvieną litavimo eilę atskirai. Taigi iš karto tampa aišku, kur kontaktai blogai sujungti, ir reikia pakartotinio apdorojimo.

Bandymui naudokite buitinį ampermetrą. Matavimas atliekamas debesuotą saulėtą dieną priešpiečių metu (laikotarpis nuo 13 iki 15 valandų). Dizainas dedamas į kiemą ir sumontuojamas tinkamu kampu.

Buitinis ampermetras padeda išmatuoti tikrąją srovę. Remiantis jo parodymais, galima nustatyti sumontuotos saulės sistemos veikimo lygį ir nustatyti nelygumus silicio saulės elementų sujungimo seka.

Prie saulės baterijos išėjimo kontaktų yra prijungtas ampermetras ir išmatuojama trumpojo jungimo srovė. Jei prietaiso rezultatai viršija 4,5 A, sistema yra visiškai teisinga, o visos jungtys yra aiškiai ir teisingai užlydytos.

Apatiniai duomenys, rodomi testerio ekrane, rodo pažeidimus, kuriuos reikia sekti ir iš naujo lituoti. Tradiciškai savadarbiai saulės generatoriai, pagaminti iš fotoelementų, turinčių nedidelį defektą (B grupė), testuojami nuo 5 iki 10 amperų.

Duomenys apie gamyklos produkciją rodo 10–20% daugiau. Taip yra todėl, kad gamyboje naudojami A grupės silicio plokšteliai, kurie neturi struktūros defektų.

Paskutinis darbo etapas

Jei testas parodė, kad akumuliatorius veikia visu pajėgumu, jis uždaromas specialiu silikono sandarikliu arba brangesniu ir patvaresniu epoksidiniu junginiu.

Darbe numatyti du būdai:

1. Pilnas pilingas - kai visas paviršius padengtas hermetiška kompozicija.
2. Dalinis apdorojimas - kai sandariklis dedamas tik į kraštinius elementus ir tuščią vietą tarp elementų.

Pirmasis variantas laikomas patikimesniu ir suteikia sistemai visišką apsaugą nuo išorinių veiksnių. Fotoelementai yra aiškiai pritvirtinti ir tinkamai veikia maksimaliai efektyviai.

Didesniems fotoelementams korpuse patartina naudoti šalčiui atsparų sandariklį, kuris atlaiko staigius temperatūros pokyčius ir mažo minuso rodiklius

Užpildžius, sandarikliui leidžiama „susigerti“. Tada uždenkite skaidriu elementu ir tvirtai prispauskite prie plokštelių.

Kai kurie amatininkai, norėdami suteikti papildomą apsaugą ir paminkštinimą, tarp silikono plokštelės paviršiaus ir rėmo užpakalinės dalies uždeda tankias putas. Tai padarys dizainą tvirtesnį ir apsaugos nuo trapių fotoelementų nuo per didelės apkrovos.

Tada ant paviršiaus dedamas krovinys, kuris veikia sluoksnius ir iš jų išspaudžia oro burbuliukus. Užbaigtas generatorius išbandomas dar kartą ir galiausiai sumontuojamas anksčiau paruoštoje vietoje.

Kur ir kaip įdėti generatorių?

Saulės generatoriaus montavimo vieta pasirenkama labai atsargiai ir neskubant. Plokštės, iš kurių gaunama šviesa, turi būti dedamos tokiu kampu, kad spinduliai „nenukristų“ į paviršių statmenai, o tarsi švelniai „tekėtų“ išilgai jo.

Idealiu atveju konstrukcija būtų išdėstyta taip, kad prireikus būtų įmanoma pakoreguoti pasvirimo kampą, tokiu būdu „sugaunant“ maksimalų saulės kiekį.

Visiškai priimtina saulės energiją tiekti iš saulės baterijos ant žemės, tačiau dažniausiai jie pasirenka namo stogą ar namų apyvokos kambarį, būtent tą namo dalį, kuri nukreipta į pašventintą, daugiausia pietinę svetainės pusę.

Labai svarbu, kad netoliese nebūtų aukštų pastatų ir galingų, išsisklaidžiusių medžių. Būdami arti, jie sukuria šešėlį ir trukdo visapusiškai naudotis įrenginiu.

Kad saulės energijos įrenginiai veiktų efektyviai, jie turi būti švarūs ir tvarkingi.Ant gaudymo skydelio paviršiaus susidaręs purvo sluoksnis efektyvumą sumažina 10%, o prilipęs sniegas visiškai išjungia įrenginį. Todėl reguliari priežiūra yra būtina priemonė ir tai padeda išlaikyti modulius nepriekaištingoje darbo tvarkoje.

Vidutiniu optimaliu saulės generatoriaus įrengimo variantu laikomas 45 ° kampo stogo kampas. Tokiu būdu saulės elementai labai efektyviai sugeria saulės srautą ir gamina energijos kiekį, reikalingą tinkamam namo funkcionavimui užtikrinti.

Norėdami gauti realią naudą iš plokščių ir suteikti vidutinei šeimai reikiamą energijos kiekį, po saulės generatoriumi turėsite paimti 15-20 kv. M stogo paviršiaus.

Europinei NVS šalių daliai taikomi šiek tiek skirtingi rodikliai. Profesionalai rekomenduoja remtis nejudančiu 50–60 ° pasvirimo kampu, o žiemos sezono judamosiose konstrukcijose akumuliatorius padėkite 70 ° kampu horizontalės atžvilgiu.

Vasarą pakeiskite padėtį ir pakreipkite fotoelementus 30 ° kampu.

Įdiegę generatoriaus plokštes ant bėgių sistemos, kurioje įrengta automatinė saulės sekimo parinktis, galite padidinti slėgio efektyvumą 50%. Modulis savarankiškai nustatys spindulių intensyvumą ir bus pritaikytas maksimaliam apšvietimui nuo aušros iki sutemos.

Prieš pat montavimą stogas papildomai sutvirtinamas ir aprūpintas specialiomis tvirtomis atramomis, nes ne kiekvienas dizainas turi galimybę atlaikyti visą saulės energijos konvertavimo įrangos svorį.

Norint patikimai ir tvirtai įrengti saulės generatorių ant stogo, verta įsigyti specialius laikiklius. Jie tiekiami atskirai kiekvienam stogo tipui ir visada yra parduodami. Montuojant tarp plokščių ir stogo, būtina palikti tarpą, kad būtų galima patekti į orą ir tinkamai vėdinti saulės sugeriančius elementus.

Kai kuriais atvejais po stogu dedamos sustiprintos gegnės, apsaugančios stogą nuo griūties, o tai yra įmanoma dėl padidėjusios apkrovos, kuri žymiai padidėja žiemos sezonu, kai ant stogo paviršiaus kaupiasi sniegas.

Norint pradėti dirbti, reikės saulės sistemos baterijoskeitiklis ir įkrovimo valdiklis. Iš prietaisų pasirinkimo taisyklių ir jų įtraukimo į grandinę sužinosite iš mūsų rekomenduotų straipsnių.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Fotoelementų litavimo ypatybės ir niuansai, norint namuose sukurti efektyvų saulės generatorių savo rankomis. Patarimai ir patarimai meistrams, įdomios idėjos ir asmeninė geriausia praktika.

Kaip tinkamai patikrinti fotoelementą ir išmatuoti pagrindinius jo parametrus. Ši informacija yra naudinga atliekant vėlesnius skaičiavimus, kiek tiksliai plokštelių reikia visam sistemos darbui.

Pilnas žingsnis po žingsnio saulės baterijos surinkimo generatoriaus namuose proceso aprašymas. Veikimo taisyklės - nuo būtinų elementų įsigijimo iki bendro pagaminto prietaiso bandymo.

Žinant saulės generatorių išdėstymą, surinkti juos namuose nėra daug. Žinoma, darbas pareikalaus dėmesio, tikslumo ir kruopštumo, tačiau rezultatas pateisins visas finansines ir darbo sąnaudas. Visas įrenginys pilnai aprūpins pastatą šiluma ir elektra, sukurdamas reikiamą komforto lygį gyventojams.

Iškart perbraukite prie didelio projekto neverta. Pirmiausia prasminga išbandyti savo jėgas surenkant nedidelį įrenginį, o tada, visiškai įvaldęs visus proceso niuansus, toliau kurti galingesnę ir stambesnę instaliaciją.

O kokį mini elektrinės statymo būdą pasirinkote įrengti vasarnamį? Prašome parašyti komentarus, pasidalyti naudinga informacija ir nuotraukomis straipsnio tema žemiau esančiame bloke. Klauskite apie ginčytinus ar neaiškius dalykus.