DIY saules ģenerators: instrukcijas alternatīva enerģijas avota izgatavošanai
Alternatīvi enerģijas avoti, kas ļauj nodrošināt telpas ar siltumu un elektrību vajadzīgajā daudzumā - dārgs "prieks", kas prasa ievērojamas finansiālas izmaksas iegādei, uzstādīšanai un uzstādīšanai.
Saules ģeneratora izgatavošana ar savām rokām ir daudz lētāka un diezgan pieņemama daudziem mājas meistariem. Apsveriet instrukcijas, kurās aprakstītas visas ražošanas procesa nianses.
Raksta saturs:
- Kā darbojas saules enerģijas ģenerators?
- Kas jums nepieciešams darbam?
- Foto pārveidotāja veida izvēle
- Kā padarīt rāmi plāksnēm?
- Atlasiet caurspīdīgu vienumu
- Silīcija fotoelementu uzstādīšana
- Kā pārbaudīt uzstādīto ierīci?
- Pēdējais darba posms
- Kur un kā novietot ģeneratoru?
- Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Kā darbojas saules enerģijas ģenerators?
Saules ģenerators ir fotoelektrisko pusvadītāju elementu komplekss, kas tieši pārveido saules enerģija elektriskajā.
Kvants, ko rada gaismas stari, kad tas nonāk uz fotoplates, izsit elektronu no darba elementa pēdējās atomu orbītas. Šis efekts rada daudz brīvo elektronu, kas veido nepārtrauktu elektriskās strāvas plūsmu.
Kā aktīvo materiālu izmanto silīciju. Tas ir ļoti efektīvs un nodrošina fotoelektriskās konversijas koeficientu normālā režīmā 20% līmenī, bet labvēlīgos apstākļos - līdz 25%.
Silīcija vafeles vienā pusē tiek uzklāts plāns pasīvo ķīmisko elementu, piemēram, bora vai fosfora, pārklājums.Tieši uz šīs virsmas intensīvas saules gaismas iedarbības rezultātā notiek aktīva elektronu izdalīšanās. Fosfora plēve tos droši notur vienā vietā un neļauj lidot atsevišķi.
Uz darba plāksnes ir metāla "sliedes". Uz tiem tiek uzbūvēti brīvie elektroni, tādējādi radot sakārtotu kustību, tas ir, elektrisko strāvu.
Plākšņu mīnusos ietilpst tikai paša silīcija tīrīšanas procesa sarežģītība un izmaksas, un, lai izvairītos no šīm problēmām, viņi aktīvi apgūst alternatīvu izmantošanu gallija, kadmija, indija un dažādu vara savienojumu veidā. Tomēr silīcija elementiem pagaidām nav īstu konkurentu.
Vienkāršākais veids, kā izveidot saules enerģijas pārveidotāju elektroenerģijā, ir iegādāties gatavu saules bateriju un uzstādīt to uz mājas vai garāžas jumta:
Kas jums nepieciešams darbam?
Ģeneratora ražošanai, kas sastāv no komplekta saules paneļi, nepieciešami instrumenti un materiāli, piemēram:
- moduļi saules gaismas pārvēršanai enerģijā;
- alumīnija stūri;
- koka līstes;
- skaidu plātnes;
- caurspīdīgs elements (stikls, plexiglass, plexiglass, polikarbonāts), lai izveidotu silīcija vafeļu aizsardzību;
- dažāda izmēra skrūves un skrūves;
- blīva putuplasta gumija ar biezumu 1,5-2,5 mm;
- augstas kvalitātes hermētiķis;
- diodes, spailes un vadi;
- skrūvgriezis vai skrūvgriežu komplekts;
- lodāmurs;
- zāģis kokam un metālam (vai dzirnaviņām).
Cik daudz materiālu būs nepieciešami, tieši būs atkarīgs no plānotā ģeneratora lieluma. Liela apjoma darbs radīs papildu izmaksas, taču jebkurā gadījumā tas būs lētāks nekā iegādātais modulis.
Saliktās vienības galīgajai pārbaudei tiek izmantots ampērmetrs. Tas ļauj uztvert instalācijas faktisko efektivitāti un palīdz noteikt faktisko atdevi.
Foto pārveidotāja veida izvēle
Dariet “pats” aktivitātes, lai izveidotu saules ģeneratoru, izvēloties fotoelektriskā silīcija pārveidotāja veidu.
Šīs sastāvdaļas ir trīs veidu:
- amorfs;
- monokristālisks;
- polikristālisks.
Katrai opcijai ir savas priekšrocības un trūkumi, un izvēle par labu kādai no tām tiek izdarīta, pamatojoties uz līdzekļu daudzumu, kas atvēlēts visu sistēmas komponentu iegādei.
Amorfu šķirņu iezīmes
Amorfie moduļi nesastāv no kristāliska silīcija, bet gan no tā atvasinājumiem (silāna vai silīcija ūdeņraža). Izsmidzinot vakuumā, tie tiek uzklāti plānākajā kārtā uz augstas kvalitātes metāla folijas, stikla vai plastmasas.
Gatavā produkcija ir izbalējusi, neskaidri pelēka nokrāsa. Uz virsmas redzamie silīcija kristāli netiek novēroti. Galvenā priekšrocība elastīgi saules paneļi Tiek uzskatīta par saprātīgu cenu, tomēr to efektivitāte ir ļoti maza un svārstās no 6-10%.
Polikristālisko tipu specifika
Polikristāliski saules paneļi ko iegūst, pakāpeniski, ļoti lēni atdzesējot silīcija kausējumu. Iegūtie produkti izceļas ar bagātīgu zilu krāsu, tiem ir virsma ar izteiktu zīmējumu, kas atgādina salnainu rakstu, un ir efektīvi 14–18%.
Augstāku efektivitāti un produktivitāti kavē materiāla laukumi, kurus no vispārējās struktūras atdala granulētas robežas.
Monokratillisko iespēju raksturojums
Viena kristāla moduļiem raksturīga blīva tumša krāsa, un tie sastāv no cietiem silīcija kristāliem. To efektivitāte pārsniedz citu elementu veiktspēju un ir 18–22% (labvēlīgos apstākļos - līdz 25%).
Vēl viena priekšrocība ir iespaidīgais kalpošanas laiks - saskaņā ar ražotāju datiem vairāk nekā 25 gadi. Tomēr, ilgstoši lietojot, atsevišķu kristālu efektivitāte samazinās, un pēc 10–12 gadiem fotoefektivitāte jau ir lielāka par 13–17%.
Lai mājās izveidotu saules ģeneratoru, viņi galvenokārt ar savām rokām ņem dažāda lieluma poli- un monokristālu plāksnes. Tos iegādājas populāros tiešsaistes veikalos, tostarp eBay vai Aliexpress.
Sakarā ar to, ka saules baterijas tiek vērtētas diezgan augstu, daudzi piegādātāji klientiem piedāvā B grupas produktus, tas ir, fragmentus ar nelielu defektu, kas ir piemēroti pilnīgai darbībai. To izmaksas atšķiras no standarta cenas par 40–60%, tāpēc ģeneratora savākšana maksā par saprātīgu cenu, kas nav pārāk pieņemama.
Kā padarīt rāmi plāksnēm?
Topošā ģeneratora rāmja ražošanai tiek izmantotas izturīgas koka paketes vai alumīnija stūri. Koka versija tiek uzskatīta par mazāk praktisku, jo materiālam nepieciešama papildu apstrāde, lai izvairītos no sekojošas sabrukšanas un slāņa veidošanās.
Alumīnijam ir daudz pievilcīgākas fizikālās īpašības, un tā viegluma dēļ tas nerada nevajadzīgu slodzi uz jumta vai citas nesošās konstrukcijas, kur plānots uzstādīt bloku.
Turklāt, pateicoties pretkorozijas pārklājumam, metāls nerūsē, nepūžas, neuzsūc mitrumu un viegli panes jebkādu agresīvu atmosfēras izpausmju iedarbību.
Lai izveidotu rāmja struktūru no alumīnija stūriem, vispirms tiek noteikts nākotnes paneļa izmērs. Standarta versijā vienā blokā tiek izmantoti 36 fotoelementi ar izmēru 81 mm x 150 mm.
Pareizai turpmākajai darbībai starp fragmentiem atstāj nelielu atstarpi (apmēram 3-5 mm). Šī telpa ļauj ņemt vērā izmaiņas pamatparametros, kas pakļauti atmosfēras izpausmēm. Tā rezultātā kopējais sagataves izmērs ir 83 mm x 690 mm ar rāmja stūra platumu 35 mm.
Pēc lieluma noteikšanas nepieciešamie fragmenti tiek izgriezti no stūriem un, izmantojot stiprinājumus, salieciet tos rāmja rāmjos. Uz konstrukcijas iekšējās virsmas tiek uzklāts silikona hermētiķa slānis, ļoti uzmanīgi, lai tajā nebūtu spraugu vai tukšumu.
No tā ir atkarīga montētās konstrukcijas integritāte, izturība un izturība. Uz augšas ir uzklāts aizsargājošs caurspīdīgs materiāls (stikls ar pretatstarojošu pārklājumu, plexiglass vai polikarbonāts ar īpašiem parametriem) un droši nostiprināts ar metāla izstrādājumiem (1 īsa un 2 gara rāmja daļa un 4 korpusa stūri).
Darbam, izmantojot skrūvgriezi un piemērota diametra skrūves. Beigās caurspīdīgo virsmu rūpīgi notīra no putekļiem un maziem gružiem.
Atlasiet caurspīdīgu vienumu
Galvenie kritēriji caurspīdīga elementa izvēlei, lai izveidotu ģeneratoru:
- spēja absorbēt infrasarkano starojumu;
- saules gaismas refrakcijas līmenis.
Jo zemāks refrakcijas koeficients, jo augstāka ir silīcija vafeļu efektivitāte. Plexiglass un Plexiglas ir ar zemāko gaismas atstarojumu. Polikarbonātam arī nav tālu no labākajiem rādītājiem.
Lai izveidotu rāmju konstrukcijas mājas saules sistēmām, ieteicams izmantot antireflektīvu caurspīdīgu stiklu vai speciāla veida polikarbonātu ar antikondensācijas pārklājumu, kas, ja iespējams, nodrošina nepieciešamo termiskās aizsardzības līmeni.
Infrasarkanā starojuma absorbcijas ziņā labākās īpašības ir spēcīgi termoabsorbējošais plexiglass un stikls ar infrasarkanās absorbcijas iespēju. Vienkāršā stiklā šie skaitļi ir daudz zemāki. Infrasarkanās absorbcijas efektivitāte ir atkarīga no tā, vai silīcija vafeles darbības laikā tiek uzkarsētas vai nē.
Ja karsēšana izrādās minimāla, fotoelementi ilgs ilgu laiku un nodrošinās stabilu atdevi. Plākšņu pārkaršana izraisīs pārtraukumus darbā un atsevišķu sistēmas vai visa kompleksa fragmentu ātru sabrukšanu.
Silīcija fotoelementu uzstādīšana
Tieši pirms uzstādīšanas alumīnija rāmjos ievietotie aizsargbrilles labi notīra no putekļiem un attauko ar spirtu saturošu sastāvu.
Iegādātie fotoelementi tiek vienmērīgi novietoti uz marķēšanas substrāta 3-5 milimetru attālumā viens no otra un iezīmē kopējās struktūras leņķus. Pēc tam pārejiet pie elementu lodēšanas - vissvarīgākā un laikietilpīgākā ģeneratora montāžas daļa.
Ģeneratora aktīvo elementu lodēšana tiek veikta pēc shēmas, kurā “+” ir sliedes ārpusē, un “-” ir kanāli, kas atrodas plāksnes iekšpusē.
Lai pareizi savienotu kontaktus, vispirms uzklājiet plūsmu (skābe lodēšanai) un lodēt, un pēc tam veiciet apstrādi stingrā secībā no augšas uz leju. Beigās visas rindas ir savstarpēji savienotas.
Nākamais solis ir fotoelementu lieluma noteikšana. Lai to izdarītu, katra silīcija vafeles centrā tiek iespiests nedaudz hermētiķa, izveidotās elementu ķēdes tiek apgrieztas otrādi un stingri saskaņā ar iepriekš piemērotajiem marķējumiem.
Viegli piespiediet plāksnes ar rokām, nostiprinot tās pareizajā vietā. Viņi rīkojas ļoti uzmanīgi, cenšoties nesabojāt un saliekt materiālu.
Fotoelementu kontakti, kas atrodas malās, tiek izvadīti uz atsevišķu kopni (plats sudraba vads) kā “+” un “-”. Turklāt komplekss ir aprīkots ar bloķējošu diodi. Savienojot ar kontaktiem, tas neļauj akumulatoriem naktī izlādēties caur rāmja struktūru.
Rāmja apakšā urbjiet caurumus, caur kuriem vadi tiek izvesti. Lai viņi nesažūtu, savā darbā viņi izmanto silikona hermētiķi.
Šī fotogalerija iepazīstinās ar 60 elementu saules paneļa montāžas soļiem:
Fotoelementi, kas salikti ar lodēšanu, tagad jānostiprina uz pamatnes. Var pielīmēt saplāksnim un pārklāt ar stiklu. Tomēr piemērā līmēšana vispirms tiek veikta uz stikla:
Lai akumulators, kas paredzēts akumulācijai, nevis absorbētu fotoelementu radīto enerģiju, tā saules baterija ir savienota caur Krājumu diodi:
Šī mini spēkstacija spēj radīt jaudu līdz 15 V. Jāatzīmē, ka maksimālā produktivitāte tiks atzīmēta tikai saulainās bez mākoņainās dienās. Mākoņainā laikā ierīce radīs daudz mazāk vai vispār neradīs enerģiju. Tāpēc tam tiek izvēlēts akumulators, lai krājuma pietiktu vismaz dienai.
Kā pārbaudīt uzstādīto ierīci?
Pirms samontētā ģeneratora noslēgšanas galīgi jāpārbauda, lai identificētu iespējamās kļūmes lodēšanas procesā.Vispieņemamākais variants ir pārbaudīt katru pielodēto rindu atsevišķi. Tiklīdz kļūst skaidrs, kur kontakti ir vāji savienoti, un ir nepieciešama atkārtota apstrāde.
Pārbaudei izmantojiet mājsaimniecības ampērmetru. Mērījumus veic bez mākoņainā saulainā dienā pusdienlaikā (no 13 līdz 15 stundām). Dizains ir novietots pagalmā un uzstādīts atbilstošā leņķī.
Ar saules baterijas izejas kontaktiem ir savienots ampērmetrs un tiek izmērīta īssavienojuma strāva. Ja ierīces rezultāti ir virs 4,5 A, sistēma ir pilnīgi pareiza, un visi savienojumi ir skaidri un pareizi pielodēti.
Zemāki dati, kas parādās testētāja displejā, norāda uz pārkāpumiem, kas jāseko un atkārtoti jālodē. Tradicionāli pašražoti saules ģeneratori, kas izgatavoti no fotoelementiem ar nelielu defektu (B grupa), uz testa norāda skaitļus no 5 līdz 10 ampēriem.
Rūpnīcas produkcijas agregāti uzrāda datus par 10-20% augstākus. Tas ir saistīts ar faktu, ka ražošanā tiek izmantoti A grupas silīcija vafeļi, kuriem nav struktūras defektu.
Pēdējais darba posms
Ja pārbaude parādīja, ka akumulators darbojas pilnībā, tas tiek aizzīmogots ar īpašu silikona hermētiķi vai dārgāku un izturīgāku epoksīda savienojumu.
Darbs nodrošina divus izpildes veidus:
- Pilnīga ieliešana - kad visa virsma ir pārklāta ar hermētisku kompozīciju.
- Daļēja apstrāde - ja hermētiķis tiek uzklāts tikai galējiem elementiem un tukšai vietai starp elementiem.
Pirmais variants tiek uzskatīts par uzticamāku un nodrošina sistēmu ar pilnīgu aizsardzību pret ārējiem faktoriem. Fotoelementi ir skaidri nofiksēti un darbojas pareizi ar maksimālu efektivitāti.
Kad pildījums ir pabeigts, hermētiķim ļauj “sagūstīt”. Tad pārklāj ar caurspīdīgu elementu un stingri piespiež pie plāksnēm.
Pēc tam uz virsmas tiek uzlikta krava, kas iedarbojas uz slāņiem un izspiež no tiem gaisa burbuļus. Gatavs ģenerators tiek atkārtoti pārbaudīts un visbeidzot uzstādīts uz iepriekš sagatavotas vietas.
Kur un kā novietot ģeneratoru?
Saules ģeneratora uzstādīšanas vieta tiek izvēlēta ļoti uzmanīgi un bez steigas. Plātnes, kas saņem gaismu, jānovieto leņķī tā, lai stari “nenokristu” virsmai perpendikulāri, bet, it kā, maigi “plūst” gar to.
Ideālā gadījumā konstrukcija ir novietota tā, lai vajadzības gadījumā būtu iespējams pielāgot slīpuma leņķi, šādā veidā "noķerot" maksimālo saules daudzumu.
Ir pilnīgi pieņemami piegādāt saules sistēmu no plkst saules paneļi uz zemes, bet visbiežāk izvietošanai viņi izvēlas mājas jumtu vai saimniecības telpu, proti, to daļu, kas ir vērsta pret visvairāk iesvētīto, galvenokārt vietnes dienvidu pusi.
Ir ļoti svarīgi, lai tuvumā nebūtu augstas ēkas un spēcīgi, izpletuši koki. Atrodoties tiešā tuvumā, tie rada ēnu un traucē pilnīgai vienības darbībai.
Par vidējo optimālo saules ģeneratora uzstādīšanu tiek uzskatīts jumta slīpuma leņķis 45 °. Izmantojot šo izkārtojumu, saules baterijas ļoti efektīvi absorbē saules plūsmu un rada nepieciešamo enerģijas daudzumu, lai nodrošinātu pareizu mājas darbību.
NVS valstu Eiropas daļai piemēro nedaudz atšķirīgus rādītājus. Speciālisti iesaka par pamatu ņemt stacionāro slīpuma leņķi 50–60 °, un pārvietojamās konstrukcijās ziemas sezonā novietojiet baterijas 70 ° leņķī pret horizontāli.
Vasarā mainiet pozīciju un nolieciet fotoelementus 30 ° leņķī.
Tieši pirms uzstādīšanas jumts tiek papildus nostiprināts un aprīkots ar īpašiem izturīgiem balstiem, jo ne katram dizainam ir spēja izturēt pilnu saules enerģijas pārveidošanas aprīkojuma svaru.
Dažos gadījumos pastiprinātas spāres tiek novietotas zem jumta, aizsargājot jumtu no sabrukšanas, kas ir potenciāli iespējams palielinātas slodzes dēļ, kas ievērojami palielinās ziemas sezonā, kad uz jumta virsmas uzkrājas sniegs.
Lai sāktu darbu, būs nepieciešama Saules sistēma baterijasinvertoru un maksas kontrolieris. Par ierīču izvēles noteikumiem un to iekļaušanu ķēdē jūs uzzināsit no mūsu ieteiktajiem rakstiem.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Fotoelementu lodēšanas iespējas un nianses efektīva saules ģeneratora izgatavošanai ar savām rokām mājās. Padomi un ieteikumi meistariem, interesantas idejas un personīgā paraugprakse.
Kā pareizi pārbaudīt fotoelementu un izmērīt tā pamatparametrus. Šī informācija ir noderīga turpmākajos precīzā plākšņu skaita aprēķinos, kas nepieciešami pilnīgai sistēmas darbībai.
Pilns soli pa solim aprakstu par saules baterijas savākšanu ģeneratoram mājās. Darbības noteikumi, sākot no nepieciešamo elementu apgūšanas un beidzot ar izgatavotās ierīces vispārīgo pārbaudi.
Zinot saules ģeneratoru izvietojumu, to montāža mājās nav liela lieta. Protams, darbam būs nepieciešama uzmanība, precizitāte un rūpīgums, bet rezultāts attaisnos visas finansiālās un darbaspēka izmaksas. Pilns bloks pilnībā nodrošinās ēku ar siltumu un elektrību, radot nepieciešamo komforta līmeni iedzīvotājiem.
Nekavējoties pārvelciet lielu projektu, nav tā vērts. Sākumā ir jēga izmēģināt savu roku nelielas vienības montāžā un pēc tam, pilnībā apguvis visas procesa nianses, turpināt gatavot jaudīgāku un liela mēroga instalāciju.
Un kādu mini elektrostacijas celtniecības metodi jūs izvēlējāties aprīkot vasarnīcu? Lūdzu, rakstiet komentārus, dalieties ar noderīgu informāciju un fotogrāfijām par raksta tēmu zemāk esošajā blokā. Uzdodiet jautājumus par pretrunīgiem vai neskaidriem punktiem.
Diezgan sen, arvien pieaugošie maksājumi par elektrību sāka uztraukties, jo es pats sāku domāt par alternatīvo avotu problēmu. Es gribēju savā vietnē uzstādīt saules paneļus, bet rokas nesasniedza, un finanses to neļāva. Bet, kā es saprotu, padarīt tos pašus nav tik grūti, protams, jums ir mazliet jāsajaucas, bet tomēr vēlāk būs arī bezmaksas elektrība, turklāt mazāk kaitējot dabai.
Jūs to varat savākt, tikai pietiekamu efektivitāti jūs varat sasniegt tikai tad, ja dzīvojat mūsu valsts dienvidos. Vienā reizē es iedziļinājos saules ģeneratoru tēmā, bet diemžēl Sibīrijā mums ir pietiekami daudz saules enerģijas tikai pāris vasaras mēnešos.
Un es pirms tam pat neiedomājos, ka jūs pats varat montēt saules enerģijas ģeneratoru. Es apskatīju nepieciešamo materiālu sarakstu - šķiet, ka tur nav nekā īpaši sarežģīta. Vienkārši domājiet par to, kur iegūt moduļus. Ja es to nevaru atrast pilsētā, es to pasūtīšu, izmantojot internetu. Man ir apnicis pārmaksāt valstij par elektrību, es nesaprotu, no kurienes nāk lielās rēķina summas, ja valstī diez vai patērēju elektrību.