Hoe maak je een zonnebatterij met je eigen handen: instructie voor zelfmontage

Zonnepanelen zijn een energiebron die gebruikt kan worden om elektriciteit of warmte op te wekken voor een laagbouw. Hier zijn alleen zonnepanelen die hoge kosten hebben en niet beschikbaar zijn voor de meeste inwoners van ons land. Ben je het ermee eens?

Het is iets anders wanneer een zonnepaneel met uw eigen handen wordt gemaakt - de kosten worden aanzienlijk verlaagd en zo'n ontwerp werkt niet slechter dan een industrieel paneel. Daarom, als u serieus overweegt een alternatieve elektriciteitsbron aan te schaffen, probeer het dan zelf te doen - dit is niet erg moeilijk.

Het artikel gaat in op de fabricage van zonnepanelen. We zullen u vertellen welke materialen en gereedschappen hiervoor nodig zijn. En een beetje hieronder vindt u stapsgewijze instructies met illustraties die de voortgang van het werk duidelijk demonstreren.

Kort over het apparaat en het werk

De energie van de zon kan worden omgezet in warmte wanneer de energiebron een warmteoverdrachtsvloeistof is of in elektrische energie die in batterijen wordt opgevangen. De batterij is een generator die werkt volgens het principe van het foto-elektrisch effect.

De omzetting van de energie van de zon in elektriciteit vindt plaats nadat zonlicht de plaat-zonnecellen binnenkomt, het belangrijkste onderdeel van de batterij.

In dit geval "laten" lichtquanta hun elektronen vrij uit extreme banen. Deze vrije elektronen geven een elektrische stroom die door de controller gaat en zich ophoopt in de batterij, en van daaruit gaat het naar energieverbruikers.

Siliciumelementen fungeren als fotocelplaten. Een siliciumwafel is aan één kant bedekt met een zeer dunne laag fosfor of boor - een passief chemisch element.

Op deze plek komen onder invloed van zonlicht een groot aantal elektronen vrij, die worden vastgehouden door de fosforfilm en niet uit elkaar vliegen.

Er zijn metalen "sporen" op het oppervlak van de plaat, waarop vrije elektronen op één lijn liggen en een geordende beweging vormen, d.w.z. elektrische stroom.

Hoe meer van dergelijke silicium-wafer-fotocellen, hoe meer elektrische stroom kan worden verkregen. Lees meer over het werkingsprincipe van de zonnebatterij verder.

De bovenste laag van de fotocelplaten is bedekt met een laag die geen zonlicht door de platen weerkaatst, waardoor hun efficiëntie toeneemt

Materialen voor het maken van een zonneplaat

Als u begint met het bouwen van een zonnebatterij, moet u de volgende materialen inslaan:

• silicaatplaat-fotocellen;
• spaanplaatplaten, aluminium hoeken en latten;
• hardschuimrubber met een dikte van 1,5-2,5 cm;
• een transparant element dat fungeert als basis voor siliciumwafels;
• schroeven, schroeven;
• siliconenkit voor buitengebruik;
• elektrische draden, diodes, terminals.

De hoeveelheid benodigde materialen hangt af van de grootte van uw batterij, die meestal wordt beperkt door het aantal beschikbare fotocellen. Van het gereedschap dat je nodig hebt: een schroevendraaier of een set schroevendraaiers, een ijzerzaag voor metaal en hout, een soldeerbout. Om de voltooide batterij te testen, hebt u een tester-ampèremeter nodig.

Bekijk nu de belangrijkste materialen in meer detail.

Siliciumwafels of fotocellen

Er zijn drie soorten zonnecellen voor batterijen:

• polykristallijn;
• monokristallijn;
• amorf.

Polykristallijne wafels worden gekenmerkt door een laag rendement. De omvang van het gunstige effect is ongeveer 10 - 12%, maar deze indicator neemt na verloop van tijd niet af. De duur van de polykristallen is 10 jaar.

De zonnebatterij is samengesteld uit modules, die op hun beurt bestaan ​​uit fotovoltaïsche omvormers. Batterijen met fotocellen van hard silicium zijn een soort sandwich met opeenvolgend gerangschikte lagen bevestigd in een aluminium profiel

Monokristallijne fotocellen hebben een hoger rendement van 13-25% en een lange levensduur van meer dan 25 jaar. Na verloop van tijd neemt de efficiëntie van enkele kristallen echter af.

Eenkristalconverters worden verkregen door kunstmatig gekweekte kristallen te zagen, wat de hoogste fotogeleidbaarheid en productiviteit verklaart.

Film fotoconverters worden verkregen door een dunne laag amorf silicium aan te brengen op een polymeer flexibel oppervlak

Flexibele amorfe siliciumbatterijen zijn de meest geavanceerde. De foto-elektrische omzetter wordt gesproeid of afgezet op een polymeerbasis. Rendement in de buurt van 5 - 6%, maar filmsystemen zijn uiterst gemakkelijk te installeren.

Filmsystemen met amorfe fotoconverters verschenen relatief recent. Dit is een extreem eenvoudige en extreem goedkope vorm, maar sneller dan rivalen die de kwaliteiten van de consument verliezen.

Fotocellen van verschillende afmetingen zijn niet geschikt. In dit geval wordt de maximale stroom die door de batterijen wordt gegenereerd, beperkt door de stroom van de kleinste cel.Daarom werken grotere platen niet op volle capaciteit.

Vraag de verkoper bij het kopen van fotocellen naar de bezorgmethode, de meeste verkopers gebruiken de wasmethode om de vernietiging van kwetsbare elementen te voorkomen

Meestal worden voor zelfgemaakte batterijen monokristallijne en polykristallijne fotocellen gebruikt van 3x6 inch groot, die kunnen worden besteld in online winkels zoals E-buy.

De kosten van zonnecellen zijn vrij hoog, maar veel winkels verkopen de zogenaamde elementen van groep B. Producten die aan deze groep zijn toegewezen, zijn defect, maar geschikt voor gebruik, en hun kosten zijn met 40-60% lager dan die van standaardplaten.

De meeste online winkels verkopen zonnecellen in sets van 36 of 72 fotovoltaïsche conversieplaten. Om individuele modules op de batterij aan te sluiten, zijn bussen nodig en zijn terminals nodig om op het systeem aan te sluiten.

Draadframe en transparant element.

Het frame voor het toekomstige paneel kan worden gemaakt van houten latten of aluminium hoeken.

De tweede optie verdient om een ​​aantal redenen meer de voorkeur:

• Aluminium is een licht metaal dat de draagconstructie waarop de batterij is gepland niet ernstig belast.
• Bij het uitvoeren van een anticorrosiebehandeling is aluminium niet gevoelig voor roest.
• Absorbeert geen vocht uit de omgeving, rot niet.

Bij het kiezen van een transparant element moet aandacht worden besteed aan parameters zoals de brekingsindex van zonlicht en het vermogen om infraroodstraling te absorberen.

De efficiëntie van fotocellen hangt rechtstreeks af van de eerste indicator: hoe lager de brekingsindex, hoe hoger de efficiëntie van siliciumwafels.

Plexiglas of de goedkopere versie, plexiglas, heeft de minimale lichtreflectie. Polycarbonaat heeft een iets lagere brekingsindex.

De waarde van de tweede indicator bepaalt of de siliciumfotocellen zelf opwarmen of niet. Hoe minder de platen worden verwarmd, hoe langer ze meegaan. IR-straling wordt het beste geabsorbeerd door een speciaal warmte-absorberend plexiglas en glas met IR-absorptie. Een beetje erger - gewoon glas.

Indien mogelijk zou de beste optie zijn om antireflecterend transparant glas als transparant element te gebruiken.

Volgens de verhouding tussen kosten en brekingsindices van licht en absorptie van infraroodstraling is plexiglas de beste optie voor de vervaardiging van zonnecellen

Systeemontwerp en locatieselectie

Het ontwerp van het zonnestelsel omvat de berekening van de vereiste maat van de zonneplaat. Zoals hierboven vermeld, wordt de grootte van de batterij meestal beperkt door dure fotocellen.

De zonnebatterij moet onder een bepaalde hoek worden geïnstalleerd, wat een maximale blootstelling aan siliciumwafels van zonlicht zou garanderen. De beste optie zijn batterijen die de hoek kunnen veranderen.

De plaats voor het installeren van zonneplaten kan het meest divers zijn: op de grond, op een hellend of plat dak van een huis, op de daken van bijkeuken.

De enige voorwaarde is dat de batterij aan de zonnige kant van het terrein of huis wordt geplaatst, niet in de schaduw van een hoge kroon van bomen. In dit geval moet de optimale hellingshoek worden berekend met de formule of met een gespecialiseerde rekenmachine.

De hellingshoek is afhankelijk van de locatie van het huis, het seizoen en het klimaat. Het is wenselijk dat de batterij de mogelijkheid heeft om de hellingshoek te veranderen na seizoensveranderingen in de hoogte van de zon, omdat ze werken zo efficiënt mogelijk wanneer zonlicht strikt loodrecht op het oppervlak valt.

Voor het Europese deel van de GOS-landen is de aanbevolen stationaire hellingshoek 50-60 º. Als het ontwerp een apparaat biedt om de hellingshoek te veranderen, dan is het in de winter beter om de batterijen op 70 º naar de horizon te plaatsen, in de zomer onder een hoek van 30 º

Berekeningen laten zien dat 1 vierkante meter van het zonnestelsel het mogelijk maakt om 120 watt te krijgen. Daarom kan door berekeningen worden vastgesteld dat om een ​​gemiddeld gezin van 300 kW per maand van elektriciteit te voorzien, een zonnestelsel van ten minste 20 vierkante meter nodig is.

Onmiddellijk zo'n zonnestelsel installeren zal problematisch zijn. Maar zelfs het plaatsen van een batterij van 5 meter zal energie helpen besparen en een bescheiden bijdrage leveren aan de ecologie van onze planeet. We raden u ook aan om vertrouwd te raken met het principe van het berekenen van de vereiste hoeveelheid. zonnepanelen.

De zonnebatterij kan worden gebruikt als back-up energiebron met frequente uitschakelingen van centrale voeding. Voor automatisch schakelen moet er een ononderbroken voedingssysteem zijn voorzien.

Een dergelijk systeem is handig omdat bij het gebruik van een traditionele elektriciteitsbron het opladen tegelijkertijd wordt uitgevoerd zonnestelsel batterij. De apparatuur die de zonnebatterij bedient, bevindt zich in het huis, daarom moet er een speciale ruimte voor worden voorzien.

Bij het plaatsen van batterijen op een hellend dak van het huis, vergeet de hellingshoek van het paneel niet, ideaal wanneer de batterij een apparaat heeft voor seizoensgebonden variatie van de hellingshoek

Een zonnepaneel in stappen installeren

Als u een plaats kiest om het zonnepaneel en de apparatuur voor het onderhoud van het zonnestelsel te plaatsen, evenals alle benodigde materialen en gereedschappen, kunt u beginnen met het installeren van de batterij.

Tijdens de installatie moeten veiligheidsmaatregelen in acht worden genomen, vooral wanneer installatie van het afgewerkte paneel op het dak van het huis. Overweeg een stapsgewijs algoritme voor het maken van een zonnebatterij.

Stap # 1 - contacten van siliciumwafel solderen

De installatie van een zelfgemaakte zonnebatterij begint vaak met het solderen van fotocelgeleiders. Als je de kans hebt, kun je natuurlijk het beste zonnecellen meteen met geleiders kopen, zoals solderen is een zeer moeilijk en nauwgezet werk dat veel tijd kost.

Solderen gaat als volgt:

1. Er wordt een silicium fotocel zonder geleiders en een metalen stripgeleider genomen.
2. De geleiders worden gesneden met een kartonnen plano, hun lengte is 2 keer groter dan de grootte van de siliciumwafel.
3. De geleider is netjes op de plaat neergelegd. Op één element - twee geleiders.
4. Op de plaats waar het solderen wordt uitgevoerd, is het nodig om zuur aan te brengen om met de soldeerbout te werken.
5. Soldeer met een soldeerbout door de geleider voorzichtig op de plaat aan te sluiten.

Druk tijdens het solderen niet op het silicaatelement, zoals het is erg kwetsbaar en kan instorten! Als je geluk hebt en je hebt fotocellen met kant-en-klare contacten gekocht, dan bespaar je jezelf van lang en moeilijk werk en ga je meteen door met de fabricage van het frame voor de toekomstige batterij.

Soldeercontacten voor defecte fotocellen van groep B worden in dezelfde richting uitgevoerd op dezelfde manier als voor hele platen

Stap # 2 - het frame maken voor het zonnepaneel

Het frame is de plaats waar de fotocellen worden geïnstalleerd.Voor de fabricage van het frame worden aluminium hoeken en latten genomen, waaruit de frames worden gevouwen. Aanbevolen hoekmaat is 70-90 mm.

Aan de binnenkant van de metalen hoeken wordt siliconenkit aangebracht. Afdichthoeken moeten zorgvuldig worden gedaan, de duurzaamheid van de hele constructie hangt hiervan af.

Nadat het aluminium frame klaar is, gaat u verder met de fabricage van de achterbehuizing. De achterbehuizing is een houten kist van spaanplaat met lage zijkanten.

Hoge zijkanten zorgen voor schaduw op de fotocellen, dus hun hoogte mag niet meer zijn dan 2 cm. De zijkanten worden geschroefd met zelftappende schroeven en een schroevendraaier.

Onderaan de kist zijn ventilatiegaten gemaakt van spaanplaat. De afstand tussen de gaten is ongeveer 10 cm In het aluminium frame is een transparant element aangebracht (plexiglas, antireflecterend glas, plexiglas).

Het transparante element wordt ingedrukt en vastgemaakt, de bevestiging wordt uitgevoerd met hardware: 4 aan de hoeken, 2 aan de lange en 1 aan de korte kant van het frame. Hardware bevestig met schroeven.

Het frame voor de zonnebatterij is klaar en u kunt doorgaan met het meest kritische onderdeel - de installatie van zonnecellen. Voor de installatie is het noodzakelijk om plexiglas van stof te verwijderen en te ontvetten met een alcoholhoudende vloeistof.

Stap # 3 - fotocellen van siliciumwafels monteren

Siliconewafers monteren en solderen is het meest tijdrovende onderdeel van het maken van uw eigen zonnepaneel. Eerst leggen we de fotocellen op plexiglas met blauwe platen naar beneden.

Als je de accu voor het eerst in elkaar zet, dan kun je met het substraat voor het markeren de platen precies op een kleine (3-5 mm) afstand van elkaar plaatsen.

1. We solderen de fotocellen volgens het volgende bedradingsschema: "+" sporen bevinden zich aan de voorkant van de plaat, "-" - aan de achterkant. Breng voor het solderen voorzichtig flux en soldeer aan om de contacten te verbinden.
2. We solderen alle fotocellen opeenvolgend in rijen van boven naar beneden. De rijen moeten dan ook onderling worden verbonden.
3. Kennismaken met fotocellen plakken. Om dit te doen, brengt u een kleine hoeveelheid afdichtmiddel aan op het midden van elke siliciumwafel.
4. We draaien de resulterende kettingen met de fotocellen naar boven (waar de blauwe platen zijn) naar boven en plaatsen de platen volgens de markeringen die eerder zijn aangebracht. Druk voorzichtig op elke plaat om deze op zijn plaats te vergrendelen.
5. De contacten van de extreme fotocellen worden weergegeven op de bus, respectievelijk "+" en "-". Voor de band wordt een bredere zilvergeleider aanbevolen.
6. De zonnebatterij moet zijn uitgerust met een blokkerende diode, die verbinding maakt met de contacten en voorkomt dat de batterijen 's nachts door de constructie worden ontladen.
7. In de onderkant van het frame boren we gaten voor de uitvoer van draden naar buiten.

De draden moeten aan het frame bevestigd worden zodat ze niet hangen, dit kan met siliconenkit.

Stap # 4 - de batterij testen voordat deze wordt afgedicht

Het testen van het zonnepaneel moet worden uitgevoerd voordat het wordt verzegeld om storingen die vaak optreden tijdens het solderen te kunnen elimineren. Het is het beste om te testen na het solderen van elke rij elementen - het is veel gemakkelijker om te detecteren waar de contacten slecht zijn aangesloten.

Voor het testen heeft u een gewone ampèremeter nodig. Metingen moeten worden uitgevoerd op een zonnige dag om 13-14 uur, de zon mag niet worden verborgen door wolken.

We nemen de batterij mee naar de straat en installeren deze volgens de eerder berekende hellingshoek. We verbinden de ampèremeter met de batterijcontacten en meten de kortsluitstroom.

De betekenis van testen is dat de werkkracht van de elektrische stroom 0,5-1,0 A lager moet zijn dan de kortsluitstroom. De aflezingen van het apparaat moeten hoger zijn dan 4,5 A, wat de werking van de zonnebatterij aangeeft.

Als de tester minder meetresultaten geeft, dan is waarschijnlijk ergens de volgorde van het aansluiten van de fotocellen verbroken.

Meestal zelfgemaakt zonne-batterij, opgebouwd uit fotocellen van groep B, geeft een aflezing van 5-10 A, wat 10-20% lager is dan die van industriële zonnepanelen.

Stap # 5 - het afdichten van de fotocellen die in de behuizing zijn geplaatst

Verzegelen kan alleen door ervoor te zorgen dat de batterij werkt. Voor afdichting kunt u het beste een epoxyverbinding gebruiken, maar aangezien het materiaalverbruik groot zal zijn en de kosten ongeveer 40-45 dollar bedragen. Als het een beetje duur is, kunt u in plaats daarvan dezelfde siliconenkit gebruiken.

Gebruik bij voorkeur siliconenkit die op de verpakking staat, wat aangeeft dat het geschikt is voor gebruik bij temperaturen onder nul

Er zijn twee manieren om te verzegelen:

• volledige vulling wanneer panelen zijn gevuld met kit;
• afdichtmiddel aanbrengen op de ruimte tussen de fotocellen en op de buitenste elementen.

In het eerste geval zal de afdichting betrouwbaarder zijn. Na het gieten moet het afdichtmiddel uitharden. Vervolgens wordt plexiglas bovenop geplaatst en stevig tegen de met siliconen gecoate platen gedrukt.

Om demping en extra bescherming tussen de achterkant van de fotocellen en het spaanplaatframe te garanderen, adviseren veel vakmensen om een ​​pakking van hard schuimrubber met een breedte van 1,5-2,5 cm te installeren.

Dit is optioneel, maar wenselijk, aangezien de siliciumwafels nogal kwetsbaar zijn en gemakkelijk kunnen worden beschadigd.

Na het plaatsen van plexiglas wordt er een belasting op de constructie geplaatst, onder invloed waarvan luchtbellen eruit worden geperst. Het zonnepaneel is klaar en na herhaald testen kan het op een vooraf geselecteerde locatie worden geïnstalleerd en aangesloten op het zonnestelsel van uw huis.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Overzicht van fotocellen besteld bij de Chinese online winkel:

Video-instructie voor het maken van een zonnebatterij:

Zelf een zonnebatterij maken is geen gemakkelijke taak. De efficiëntie van de meeste van deze batterijen is 10-20% lager dan die van industriële panelen. Het belangrijkste bij het ontwerp van een zonnebatterij is om de zonnecellen correct te kiezen en te installeren.

Probeer niet onmiddellijk een groot oppervlaktepaneel te maken. Probeer eerst een klein apparaat te bouwen om alle nuances van dit proces te begrijpen.

Heb jij praktische vaardigheden in het maken van zonnepanelen? Deel uw ervaring met bezoekers van onze site - schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Daar kunt u vragen stellen over het onderwerp van het artikel.