DIY-zonnegenerator: instructies voor het maken van een alternatieve energiebron

Alternatieve energiebronnen, die het mogelijk maken om het pand in de vereiste hoeveelheid van warmte en elektriciteit te voorzien - een duur "plezier", dat aanzienlijke financiële kosten met zich meebrengt voor de aankoop, installatie en installatie.

Met uw eigen handen een zonnegenerator maken is veel goedkoper en redelijk betaalbaar voor veel huismeesters. Overweeg de instructies die alle nuances van het productieproces beschrijven.

Hoe werkt een generator voor zonne-energie?

Een zonnegenerator is een complex van foto-elektrische halfgeleiderelementen die direct converteren zonne-energie in de elektrische.

De quanta die door de lichtstralen worden geproduceerd wanneer ze op een fotografische plaat worden geraakt, slaan een elektron uit de laatste atoombaan van het werkende element. Door dit effect ontstaan ​​veel vrije elektronen, die een continue stroom elektrische stroom vormen.

Het is helemaal niet nodig om met uw eigen handen een zonnegenerator te monteren om onmiddellijk een groot, grootschalig complex te monteren. U kunt beginnen met een kleine unit en in de toekomst indien nodig de volumes verhogen

Als actief materiaal wordt silicium gebruikt. Het is zeer efficiënt en biedt een foto-elektrische conversiecoëfficiënt in de normale modus van 20% en onder gunstige omstandigheden - tot 25%.

Vanwege het uitgesproken rendement van fotocellen van silicium garanderen generatoren die op hun basis zijn gemaakt een hoog rendement met een relatief klein volume. Het vermogen van de unit van 1 meter per uur levert 125 watt op, wat als een zeer indrukwekkend resultaat wordt beschouwd.

Aan één zijde van de siliciumwafel wordt een dunne laag passieve chemische elementen aangebracht, zoals boor of fosfor.Het is op dit oppervlak dat als gevolg van intense blootstelling aan zonlicht de actieve afgifte van elektronen plaatsvindt. Fosforfilm houdt ze betrouwbaar op één plaats en laat niet uit elkaar vliegen.

Op de werkplaat zitten metalen "sporen". Er worden vrije elektronen op gebouwd, waardoor een geordende beweging ontstaat, dat wil zeggen een elektrische stroom.

De minnen van de platen omvatten alleen de complexiteit en kosten van het proces van het reinigen van silicium zelf, en om deze problemen te vermijden, beheersen ze actief het gebruik van alternatieven in de vorm van gallium, cadmium, indium en verschillende koperverbindingen. Siliciumelementen hebben echter nog geen echte concurrenten.

De eenvoudigste manier om een ​​omzetter van zonne-energie in elektriciteit om te bouwen, is door een kant-en-klare zonnebatterij te kopen en deze op het dak van een huis of garage te installeren:

Wat heb je nodig voor werk?

Voor de fabricage van een generator bestaande uit een kit zonnepanelen, gereedschappen en materialen zijn vereist, zoals:

• modules voor het omzetten van zonlicht in energie;
• aluminium hoeken;
• houten latten;
• spaanplaten;
• een transparant element (glas, plexiglas, plexiglas, polycarbonaat) om bescherming te bieden voor siliciumwafels;
• schroeven en schroeven van verschillende afmetingen;
• dicht schuimrubber met een dikte van 1,5-2,5 mm;
• hoogwaardige afdichting;
• diodes, terminals en draden;
• een schroevendraaier of een set schroevendraaiers;
• soldeerbout;
• ijzerzaag voor hout en metaal (of slijpmachine).

Hoeveel materialen er nodig zijn, hangt rechtstreeks af van de geplande grootte van de generator. Grootschalig werk brengt extra kosten met zich mee, maar is in ieder geval goedkoper dan de aangekochte module.

De beschermende basis voor siliconenwafels kan gemaakt zijn van glas, plexiglas, polycarbonaat of plexiglas. De eerste drie materialen veroorzaken een minimaal verlies aan omgezette energie, maar de vierde laat stralen veel erger door en vermindert de effectiviteit van het hele complex aanzienlijk

Voor de laatste test van de geassembleerde eenheid wordt een ampèremeter gebruikt. Hiermee kunt u de daadwerkelijke efficiëntie van de installatie vastleggen en het daadwerkelijke rendement bepalen.

Selectie van het type foto-omzetter

Doe-het-zelf-activiteiten om een ​​zonnegenerator te maken met een keuze uit het type fotovoltaïsche siliciumomvormer.

Deze componenten zijn van drie soorten:

• amorf;
• monokristallijn;
• polykristallijn.

Elke optie heeft zijn voor- en nadelen en de keuze voor een van deze opties wordt gemaakt op basis van het bedrag dat is toegewezen voor de aankoop van alle systeemcomponenten.

Kenmerken van amorfe variëteiten

Amorfe modules bestaan ​​niet uit kristallijn silicium, maar uit derivaten (silaan of siliciumwaterstof). Door onder vacuüm te spuiten worden ze in de dunste laag aangebracht op hoogwaardige metaalfolie, glas of kunststof.

Afgewerkte producten hebben een vervaagde, wazige grijze tint. Zichtbare siliciumkristallen op het oppervlak worden niet waargenomen. Grootste voordeel flexibele zonnepanelen redelijke prijs wordt overwogen, maar hun efficiëntie is erg klein en varieert van 6-10%.

Amorfe zonnecellen op siliciumbasis hebben een grotere flexibiliteit, vertonen een hoge mate van optische absorptie (20 keer groter dan die van enkelvoudige of polykristallijne analogen) en werken aanzienlijk efficiënter bij bewolkt weer

De bijzonderheden van polykristallijne typen

Polykristallijn zonnepanelen geproduceerd door de geleidelijke zeer langzame afkoeling van de siliciumsmelt. De resulterende producten onderscheiden zich door een rijke blauwe kleur, hebben een oppervlak met een uitgesproken patroon dat lijkt op een ijzig patroon en zijn effectief in het gebied van 14-18%.

Hogere efficiëntie-productiviteit wordt belemmerd door gebieden binnen het materiaal die door korrelgrenzen van de algemene structuur zijn gescheiden.

Polykristallijne fotocellen werken nog maar 10 jaar, maar gedurende deze tijd is hun effectiviteit niet afgenomen. Voor het monteren van producten in een enkel complex wordt echter noodzakelijkerwijs een solide, solide fundering gebruikt, aangezien de platen vrij stijf zijn en een sterke, betrouwbare ondersteuning vereisen

Kenmerken van monocratillische opties

Eenkristalmodules worden gekenmerkt door een dichte donkere kleur en bestaan ​​uit massieve siliciumkristallen. Hun effectiviteit overtreft de prestaties van andere elementen en bedraagt ​​18-22% (onder gunstige omstandigheden - tot 25%).

Een ander voordeel is de indrukwekkende levensduur - volgens fabrikanten meer dan 25 jaar. Bij langdurig gebruik neemt de efficiëntie van enkele kristallen echter af en na 10-12 jaar is de fotografische efficiëntie al niet meer dan 13-17%.

Eenkristalmodules zijn aanzienlijk duurder dan andere soorten apparatuur. Produceer ze door kunstmatig gegroeide kristallen van silicium te zagen

Om thuis een zonnegenerator te maken, nemen ze voornamelijk met eigen handen poly- en eenkristalplaten van verschillende afmetingen. Ze worden gekocht in populaire online winkels, waaronder op eBay of AliExpress.

Doordat zonnecellen vrij hoog gewaardeerd worden, bieden veel leveranciers klanten producten van groep B aan, dat wil zeggen fragmenten met een klein defect die geschikt zijn voor volledige werking. Hun kosten wijken 40-60% af van de standaardprijs, zodat het ophalen van een generator een redelijke prijs kost, die niet al te betaalbaar is.

Hoe maak je een frame voor platen?

Voor de fabricage van het frame van de toekomstige generator worden duurzame houten latten of aluminium hoeken gebruikt. De houten versie wordt als minder praktisch beschouwd, omdat het materiaal extra verwerking vereist om verder verval en delaminatie te voorkomen.

Om ervoor te zorgen dat het houten frame bestand is tegen de operationele belasting en niet vervalt na de eerste regen, moet het worden geïmpregneerd met een speciale samenstelling die de boom beschermt tegen vocht

Aluminium heeft veel aantrekkelijkere fysieke eigenschappen en oefent door zijn lichtheid geen onnodige belasting uit op het dak of een andere ondersteunende constructie waar het de bedoeling is de eenheid te installeren.

Bovendien roest het metaal door de corrosiewerende coating niet, rot het niet, neemt het geen vocht op en tolereert het gemakkelijk de effecten van agressieve atmosferische manifestaties.

Om uit aluminium hoeken een frameconstructie te maken, wordt eerst de maat van het toekomstige paneel bepaald. In de standaarduitvoering worden per blok 36 fotocellen met een afmeting van 81 mm x 150 mm gebruikt.

Voor een correcte volgende bewerking blijft er een kleine opening tussen de fragmenten (ongeveer 3-5 mm). In deze ruimte kunt u rekening houden met de verandering in de basisparameters van de basis die wordt blootgesteld aan atmosferische manifestaties. Hierdoor is de totale afmeting van het werkstuk 83 mm x 690 mm met een framehoekbreedte van 35 mm.

Siliciumwafels, ingelijst in een aluminium profiel, lijken bijna op fabrieksproducten. Een stevig en stevig frame geeft het systeem een ​​onberispelijke dichtheid en geeft de hele constructie een hoge mate van stijfheid

Na het op maat maken worden de benodigde fragmenten uit de hoeken gesneden en met behulp van bevestigingsmiddelen in frameframes geassembleerd. Op het binnenoppervlak van de structuur wordt een laag siliconenkit aangebracht, waarbij u er goed op moet letten dat er geen openingen of holtes zijn.

De integriteit, sterkte en duurzaamheid van de gemonteerde structuur zijn hiervan afhankelijk. Een beschermend transparant materiaal (glas met antireflectiecoating, plexiglas of polycarbonaat met speciale parameters) wordt bovenop gelegd en stevig vastgemaakt met metaalwerk (1 kort en 2 lang deel van het frame en 4 hoeken van de behuizing).

Voor werkzaamheden met een schroevendraaier en schroeven met een geschikte diameter. Aan het einde wordt het transparante oppervlak zorgvuldig gereinigd van stof en klein vuil.

Selecteer transparant item

De belangrijkste criteria voor het kiezen van een transparant element om een ​​generator te maken:

• vermogen om infraroodstraling te absorberen;
• het niveau van breking van zonlicht.

Hoe lager de brekingsindex, hoe hoger de efficiëntie van siliciumwafels. Plexiglas en plexiglas hebben de laagste lichtreflectie. Polycarbonaat heeft ook verre van de beste prestaties.

Om frameconstructies voor zonnesystemen thuis te maken, wordt aanbevolen om antireflecterend transparant glas of een speciaal type polycarbonaat met anticondensatiecoating te gebruiken, dat indien mogelijk het noodzakelijke niveau van thermische bescherming biedt.

De beste eigenschappen wat betreft absorptie van infraroodstraling zijn sterk thermisch absorberend plexiglas en glas met de mogelijkheid van infraroodabsorptie. In gewoon glas zijn deze cijfers veel lager. De efficiëntie van infraroodabsorptie hangt af van het feit of siliciumwafels tijdens bedrijf worden verwarmd of niet.

Als de verwarming minimaal blijkt te zijn, gaan de fotocellen lang mee en zorgen ze voor een stabiel rendement. Oververhitting van de platen zal leiden tot werkonderbrekingen en het snel uitvallen van individuele fragmenten van het systeem of het gehele complex.

Installatie van silicium fotocellen

Veiligheidsbrillen geplaatst in aluminium monturen worden direct voor installatie goed stofvrij gemaakt en ontvet met een alcoholhoudende samenstelling.

De gekochte fotocellen worden gelijkmatig op het markeringssubstraat geplaatst op een afstand van 3-5 millimeter van elkaar en markeren de hoeken van de totale structuur. Ga dan verder met het solderen van de elementen - het belangrijkste en tijdrovende onderdeel van de montage van de generator.

Het solderen van de actieve elementen van de generator wordt uitgevoerd volgens het schema waarin "+" de sporen aan de buitenkant zijn en "-" de kanalen aan de binnenkant van de plaat.

Om de contacten correct te verbinden, brengt u eerst een flux (zuur voor solderen) en soldeer aan en voert u vervolgens de verwerking in strikte volgorde van boven naar beneden uit. Aan het einde zijn alle rijen met elkaar verbonden.

De volgende stap is het dimensioneren van fotocellen. Om dit te doen, wordt een beetje afdichtmiddel in het midden van elke siliciumwafel geperst, de gevormde kettingen van elementen worden ondersteboven gedraaid en in strikte overeenstemming met de eerder aangebrachte markeringen geplaatst.

Druk voorzichtig met uw handen op de platen en bevestig ze op de juiste plaats. Ze handelen heel voorzichtig en proberen het materiaal niet te beschadigen of te buigen.

De contacten van de fotocellen aan de randen worden naar een aparte bus (brede zilvergeleider) gestuurd als "+" en "-". Daarnaast is het complex voorzien van een blokkerende diode. Door verbinding te maken met de contacten, wordt voorkomen dat de batterijen 's nachts door de framestructuur worden ontladen.

Boor in de onderkant van het frame gaten waardoor de draden naar buiten komen. Om te voorkomen dat ze doorzakken, gebruiken ze siliconenkit in hun werk.

De volgende fotogalerij introduceert de stappen voor het monteren van een zonnepaneel met 60 elementen:

De door solderen geassembleerde fotocellen moeten nu op de basis worden bevestigd. Kan verlijmd worden met multiplex en afgedekt met glas. In het voorbeeld wordt echter eerst op het glas gelijmd:

Om ervoor te zorgen dat de batterij, ontworpen om lading te verzamelen, de energie die wordt opgewekt door fotocellen niet absorbeert, wordt de zonnebatterij aangesloten via de Stocks-diode:

Het monteren van een mini-zonnestation, zoals weergegeven in ons voorbeeld, wordt uitgevoerd volgens het diagram op de foto. In de verbinding gebruiken we een draad met een koperen residentiële doorsnede vanaf 1 m²

Deze mini-energiecentrale kan tot 15 V genereren. Opgemerkt moet worden dat de maximale productiviteit alleen op zonnige wolkenloze dagen zal worden genoteerd. Bij bewolkt weer zal het toestel veel minder of helemaal geen energie opwekken. Daarom is de batterij ervoor geselecteerd, zodat de voorraad voldoende is voor minimaal een dag.

Hoe de gemonteerde eenheid testen?

Voordat de gemonteerde generator definitief wordt afgedicht, moet deze worden getest om mogelijke storingen tijdens het soldeerproces te identificeren.De meest redelijke optie is om elke gesoldeerde rij afzonderlijk te controleren. Zo wordt meteen duidelijk waar de contacten slecht zijn aangesloten en is herverwerking nodig.

Gebruik voor de test een ampèremeter voor huishoudelijk gebruik. Meting wordt uitgevoerd op een onbewolkte zonnige dag tijdens de lunch (periode van 13 tot 15 uur). Het ontwerp wordt in de tuin geplaatst en onder een geschikte hoek geïnstalleerd.

Een ampèremeter voor huishoudelijk gebruik helpt bij het meten van de werkelijke stroom. Op basis van zijn getuigenis is het mogelijk om het werkingsniveau van het gemonteerde zonnestelsel te bepalen en onregelmatigheden te identificeren in de volgorde van de verbinding van siliciumzonnecellen

Op de uitgangscontacten van de zonnebatterij wordt een ampèremeter aangesloten en de kortsluitstroom wordt gemeten. Als het apparaat resultaten boven 4,5 A vertoont, is het systeem volledig correct en zijn alle verbindingen duidelijk en correct gesoldeerd.

De lagere gegevens die op het scherm van de tester verschijnen, geven schendingen aan die moeten worden bijgehouden en opnieuw moeten worden gesoldeerd. Zelfgemaakte zonnegeneratoren gemaakt van fotocellen met een klein defect (groep B) vertonen traditioneel getallen van 5 tot 10 ampère op de test.

Aggregaten van fabrieksproductie tonen gegevens 10-20% hoger. Dit is te wijten aan het feit dat bij de productie siliciumwafels van groep A worden gebruikt, die geen defect in de structuur hebben.

De laatste fase van het werk

Als uit de test bleek dat de batterij volledig operationeel is, wordt deze afgedicht met een speciale siliconenkit of een duurdere en duurzamere epoxyverbinding.

Het werk biedt twee manieren om het uit te voeren:

1. Volledig gieten - wanneer het hele oppervlak bedekt is met een hermetische samenstelling.
2. Gedeeltelijke verwerking - wanneer de kit alleen wordt aangebracht op de extreme elementen en de lege ruimte tussen de elementen.

De eerste optie wordt als betrouwbaarder beschouwd en biedt het systeem volledige bescherming tegen externe factoren. Fotocellen zijn duidelijk op hun plaats bevestigd en werken correct met maximale efficiëntie.

Voor het dimensioneren van fotocellen in de behuizing is het raadzaam om een ​​vorstbestendige kit te gebruiken die bestand is tegen scherpe temperatuurveranderingen en lage minusindicatoren

Als de vulling klaar is, mag de kit "vastlopen". Dek vervolgens af met een transparant element en druk stevig op de platen.

Om extra bescherming en demping te bieden, raden sommige vakmensen aan om dicht schuim tussen het oppervlak van de siliconenwafel en de achterkant van het frame te plaatsen. Dit maakt het ontwerp steviger en beschermt tegen kwetsbare fotocellen tegen overmatige belasting.

Vervolgens wordt er een lading op het oppervlak geplaatst, die op de lagen inwerkt en de luchtbellen eruit drukt. De voltooide generator wordt opnieuw getest en uiteindelijk op een eerder voorbereide plaats gemonteerd.

Waar en hoe de generator plaatsen?

De installatielocatie van de zonnegenerator is zeer zorgvuldig en zonder haast gekozen. Platen die licht ontvangen, moeten onder een hoek worden geplaatst, zodat de stralen niet loodrecht op het oppervlak "vallen", maar er als het ware zachtjes langs "stromen".

In het ideale geval is de constructie zo gepositioneerd dat het mogelijk blijft om, indien nodig, de hellingshoek aan te passen, zodat de maximale hoeveelheid zon wordt "opgevangen".

Het is volkomen acceptabel om een ​​zonnestelsel te leveren zonnepanelen op de grond, maar meestal kiezen ze het dak van het huis of de bijkeuken voor plaatsing, namelijk dat deel ervan dat uitkijkt op de meest gewijde, voornamelijk zuidelijke kant van de site.

Het is erg belangrijk dat er geen hoge gebouwen en krachtige, uitgestrekte bomen in de buurt zijn. Omdat ze in de buurt zijn, creëren ze een schaduw en verstoren ze de volledige werking van het apparaat.

Om zonne-installaties efficiënt te laten werken, moeten ze schoon en netjes worden gehouden.Een laag vuil op het oppervlak van het vangpaneel vermindert de efficiëntie met 10%, en de aanhechtende sneeuw sluit de unit volledig af. Regelmatig onderhoud is daarom een ​​must en helpt de modules in perfecte staat te houden.

Het gemiddelde optimum voor het installeren van een zonnegenerator wordt beschouwd als een dakkantelhoek van 45 °. Met deze opstelling absorberen de zonnecellen de zonneflux zeer efficiënt en produceren ze de hoeveelheid energie die nodig is om de goede werking van het huis te garanderen.

Om echt rendement uit de panelen te halen en de gemiddelde familie van de juiste hoeveelheid energie te voorzien, moet u 15-20 vierkante meter dakoppervlak onder een zonnegenerator nemen

Voor het Europese deel van de GOS-landen gelden iets andere indicatoren. Professionals raden aan om uit te gaan van een stationaire kantelhoek van 50-60 ° en in beweegbare constructies tijdens het winterseizoen batterijen onder een hoek van 70 ° met de horizon te plaatsen.

Verander in de zomer van positie en kantel de fotocellen onder een hoek van 30 °.

Door de generatorpanelen te installeren op een railsysteem uitgerust met de automatische zonvolgoptie, kunt u de terugslagefficiëntie met 50% verhogen. De module detecteert onafhankelijk de intensiteit van de stralen en past zich aan van de maximale verlichting van zonsopgang tot zonsondergang.

Direct voor de installatie wordt het dak extra versterkt en voorzien van speciale duurzame steunen, aangezien niet elk ontwerp het volledige gewicht van de uitrusting voor het omzetten van zonne-energie kan weerstaan.

Om een ​​zonnegenerator betrouwbaar en stevig op het dak te installeren, is het de moeite waard om speciale steunen te kopen. Ze zijn afzonderlijk verkrijgbaar voor elk type dakbedekking en zijn altijd in de handel verkrijgbaar. Bij installatie tussen de panelen en het dak is het absoluut noodzakelijk om een ​​opening te laten voor een goede toegang tot lucht en een goede ventilatie van zonabsorberende elementen

In sommige gevallen worden verstevigde spanten onder het dak geplaatst, waardoor het dak wordt beschermd tegen instorten, wat mogelijk mogelijk is vanwege een verhoogde belasting, die aanzienlijk toeneemt in het winterseizoen, wanneer sneeuw zich ophoopt op het dakoppervlak.

Om te beginnen met werken heeft het zonnestelsel nodig batterijenomvormer en laadregelaar. Uit de door ons aanbevolen artikelen leert u meer over de regels voor het selecteren van apparaten en hun opname in de keten.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Kenmerken en nuances van soldeerfotocellen om thuis een effectieve zonnegenerator te maken. Tips en advies voor meesters, interessante ideeën en persoonlijke best practices.

Hoe een fotocel correct te testen en de basisparameters te meten. Deze informatie is nuttig bij latere berekeningen van het exacte aantal platen dat nodig is voor de volledige werking van het systeem.

Een volledige stapsgewijze beschrijving van het proces van het verzamelen van een zonnebatterij voor een generator thuis. Werkingsregels, van het verkrijgen van de benodigde elementen tot de algemene test van het gefabriceerde apparaat.

De opstelling van zonnegeneratoren kennen en ze thuis monteren is geen groot probleem. Natuurlijk vereist het werk aandacht, nauwkeurigheid en nauwgezetheid, maar het resultaat zal alle financiële en arbeidskosten rechtvaardigen. De complete unit zal het gebouw volledig voorzien van warmte en elektriciteit, waardoor het nodige comfort voor de bewoners wordt gecreëerd.

Meteen vegen bij een groot project is het niet waard. Om te beginnen is het logisch om te proberen een kleine eenheid samen te stellen en vervolgens, nadat je alle nuances van het proces volledig onder de knie hebt, door te gaan met de constructie van een krachtigere en grootschalige installatie.

En welke methode voor het bouwen van een mini-energiecentrale heb je gekozen om een ​​zomerhuisje uit te rusten? Schrijf opmerkingen, deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok. Stel vragen over controversiële of duistere punten.