Hvordan lage et solbatteri med egne hender: instruksjon for selvmontering

Solcellepaneler er en energikilde som kan brukes til å generere strøm eller varme til et lavtliggende bygg. Her er bare solcellepaneler som har en høy kostnad og er ikke tilgjengelig for de fleste innbyggere i vårt land. Er du enig?

Det er en annen ting når et solcellepanel er laget med egne hender - kostnadene reduseres betydelig, og et slikt design fungerer ikke verre enn et industripanel. Hvis du seriøst tenker å kjøpe en alternativ strømkilde, kan du prøve å gjøre det selv - dette er ikke veldig vanskelig.

Artikkelen vil fokusere på produksjon av solcellepaneler. Vi vil fortelle deg hvilke materialer og verktøy som vil være nødvendige for dette. Og litt nedenfor finner du trinnvise instruksjoner med illustrasjoner som tydelig viser fremdriften i arbeidet.

Kort om enheten og arbeidet

Solens energi kan konverteres til varme når energikilden er en varmeoverføringsvæske eller til elektrisk energi samlet i batterier. Batteriet er en generator som fungerer etter prinsippet om den fotoelektriske effekten.

Konvertering av solens energi til elektrisitet skjer etter at sollys kommer inn i plate-solcellene, som er hoveddelen av batteriet.

I dette tilfellet vil "lyskvanta" frigjøre elektronene sine fra ekstreme baner. Disse frie elektronene gir en elektrisk strøm som går gjennom kontrolleren og akkumuleres i batteriet, og derfra går den til energiforbrukere.

Silisiumelementer fungerer som fotocelleplater. En silisiumskive er belagt på den ene siden med et veldig tynt lag fosfor eller bor - et passivt kjemisk element.

På dette stedet, under påvirkning av sollys, frigjøres et stort antall elektroner, som holdes av fosforfilmen og ikke flyr fra hverandre.

Det er metall "spor" på overflaten av platen, som frie elektroner stiller opp, og danner en ordnet bevegelse, dvs. elektrisk strøm.

Jo flere slike silisiumskive-fotoceller, desto mer elektrisk strøm kan oppnås. Les mer om prinsippet om drift av solbatteriet videre.

Det øverste laget av fotocelleplatene er belagt med et lag som ikke tillater refleksjon av sollys fra platene, noe som øker deres effektivitet

Materialer for å lage en solplate

Begynn å bygge et solbatteri, må du fylle ut følgende materialer:

• silikat plate-fotoceller;
• sponplater, aluminiumshjørner og lekter;
• stiv skumgummi med en tykkelse på 1,5-2,5 cm;
• et gjennomsiktig element som fungerer som base for silisiumskiver;
• skruer, skruer;
• silikon fugemasse for utendørs bruk;
• elektriske ledninger, dioder, terminaler.

Mengden materialer som kreves avhenger av størrelsen på batteriet, som oftest er begrenset av antall tilgjengelige fotoceller. Av verktøyene du trenger: en skrutrekker eller et sett med skrutrekkere, en baufil for metall og tre, et loddejern. For å teste det ferdige batteriet, trenger du et test-ammeter.

Vurder nå de viktigste materialene mer detaljert.

Silisiumskiver eller fotoceller

Det er tre typer solceller for batterier:

• polycrystalline;
• enkelt krystall;
• amorft.

Polykrystallinske skiver er preget av lav effektivitet. Størrelsen på den gunstige effekten er omtrent 10 - 12%, men denne indikatoren synker ikke over tid. Varigheten av polykrystaller er 10 år.

Solbatteriet er satt sammen av moduler, som igjen består av solceller. Batterier med harde silisiumfotoceller er en slags sandwich med sekvensielt anordnede lag festet i en aluminiumsprofil

Monokrystallinske fotoceller kan skilte med en høyere virkningsgrad på 13-25% og en lang levetid på over 25 år. Over tid synker imidlertid effektiviteten til enkeltkrystaller.

Enkeltkrystallomformere oppnås ved saging av kunstig dyrkede krystaller, noe som forklarer den høyeste fotoledningsevnen og produktiviteten.

Filmfotokonvertere oppnås ved å påføre et tynt lag amorft silisium på en polymer fleksibel overflate

Fleksible amorfe silisiumbatterier er de mest avanserte. Den fotoelektriske omformeren blir sprayet eller avsatt på en polymerbase. Effektivitet i området 5 - 6%, men filmsystemer er ekstremt praktiske å installere.

Filmsystemer med amorfe fotokonvertere dukket opp relativt nylig. Dette er en ekstremt enkel og ekstremt billig form, men raskere enn konkurrenter som mister forbrukeregenskaper.

Det er upassende å bruke fotoceller i forskjellige størrelser. I dette tilfellet vil den maksimale strømmen som genereres av batteriene begrenses av strømmen til den minste cellen.Derfor vil større plater ikke fungere med full kapasitet.

Når du kjøper fotoceller, spør selgeren om leveringsmetoden, de fleste selgere bruker voksmetoden for å forhindre ødeleggelse av skjøre elementer

Oftest brukes det for selvproduserte batterier monokrystallinske og polykrystallinske fotoceller med en størrelse på 3x6 tommer, som kan bestilles i nettbutikker som E-buy.

Kostnadene for solceller er ganske høye, men mange butikker selger de såkalte elementene i gruppe B. Produkter som er tilordnet denne gruppen er mangelfulle, men egnet for bruk, og kostnadene deres er lavere enn for standardplater med 40-60%.

De fleste nettbutikker selger solceller i sett med 36 eller 72 fotovoltaiske konverteringsplater. Det vil være behov for busser for å koble individuelle moduler til batteriet, terminaler vil være nødvendig for å koble til systemet.

Wireframe og gjennomsiktig element.

Rammen for det fremtidige panelet kan være laget av trelister eller aluminiumshjørner.

Det andre alternativet er mer å foretrekke av flere årsaker:

• Aluminium er et lett metall som ikke gir en alvorlig belastning på bærestrukturen som batteriet er planlagt installert på.
• Når du utfører korrosjonsbehandling, er aluminium ikke utsatt for rust.
• Opptar ikke fuktighet fra omgivelsene, råtner ikke.

Når du velger et gjennomsiktig element, er det nødvendig å ta hensyn til slike parametere som brytningsindeksen for sollys og evnen til å absorbere infrarød stråling.

Effektiviteten til fotoceller vil direkte avhenge av den første indikatoren: jo lavere brytningsindeks, jo høyere er effektiviteten til silisiumskiver.

Plexiglass eller den billigere versjonen, Plexiglas, har minimum lysrefleksjon. Polykarbonat har en noe lavere brytningsindeks.

Verdien av den andre indikatoren avgjør om silisiumfotocellene i seg selv vil varme opp eller ikke. Jo mindre platene varmes opp, jo lenger vil de vare. IR-stråling absorberes best av et spesielt varmeabsorberende pleksiglass og glass med IR-absorpsjon. Litt verre - vanlig glass.

Hvis mulig, ville det beste alternativet være å bruke antireflekterende gjennomsiktig glass som et gjennomsiktig element.

I henhold til forholdet mellom kostnad og brytningsindeks for lys og absorpsjon av infrarød stråling, er plexiglas det beste alternativet for fremstilling av solceller

Systemdesign og valg av nettsteder

Utformingen av solsystemet inkluderer beregning av ønsket størrelse på solcelleplaten. Som nevnt ovenfor, er størrelsen på batteriet vanligvis begrenset av dyre fotoceller.

Solbatteriet må installeres i en viss vinkel, noe som vil sikre maksimal eksponering for silisiumskiver av sollys. Det beste alternativet er batterier som kan endre vinkelen.

Stedet for å installere solcelleplater kan være det mest mangfoldige: på bakken, på et opphøyd eller flatt tak på et hus, på takene til vaskerom.

Den eneste betingelsen er at batteriet skal plasseres på den solfylte siden av stedet eller huset, ikke skyggelagt av en høy trestone. I dette tilfellet må den optimale helningsvinkelen beregnes med formelen eller ved hjelp av en spesialisert kalkulator.

Helningsvinkelen vil avhenge av plasseringen av huset, årstid og klima. Det er ønskelig at batteriet har muligheten til å endre hellingsvinkelen etter sesongens endringer i høyden på solen, fordi de fungerer så effektivt som mulig når sollys faller strengt vinkelrett på overflaten.

For den europeiske delen av OSS-landene er den anbefalte stasjonære helningsvinkelen 50-60 º. Hvis designen gir et apparat for å endre helningsvinkelen, er det bedre om vinteren å plassere batteriene på 70 º til horisonten, om sommeren i en vinkel på 30 º

Beregninger viser at 1 kvadratmeter av solsystemet gjør det mulig å få 120 watt. Ved beregninger kan det derfor fastslås at for å gi gjennomsnittsfamilien strøm i mengden 300 kW per måned, trengs et solsystem på minst 20 kvadratmeter.

Det vil være problematisk å installere et slikt solsystem. Selv å installere et 5-meters batteri vil spare energi og gi et beskjedent bidrag til økologien på planeten vår. Vi anbefaler også at du gjør deg kjent med prinsippet om å beregne den nødvendige mengden. solcellepaneler.

Solbatteriet kan brukes som en reservekraftkilde med hyppige stans av sentralisert strømforsyning. For automatisk bytte er det nødvendig å tilby et avbruddsfritt kraftsystem.

Et slikt system er praktisk på den måten at når du bruker en tradisjonell strømkilde, blir ladingen utført samtidig solsystembatteri. Utstyret som betjener solbatteriet er plassert inne i huset, derfor er det nødvendig å sørge for det et spesielt rom.

Når du plasserer batterier på et skråtak av huset, må du ikke glemme panelets helningsvinkel, ideelt når batteriet har en enhet for sesongvariasjon av helningsvinkelen

Installere et solcellepanel i trinn

Velg et sted å plassere et solcellepanel og utstyr for service på solsystemet, samt ha alle nødvendige materialer og verktøy, kan du begynne å installere batteriet.

Under installasjonen er det nødvendig å ta forholdsregler, spesielt når installasjon av det ferdige panelet på taket av huset. Vurder en trinnvis algoritme for hvordan du lager et solbatteri.

Trinn 1 - lodding av silikonskivekontakter

Installasjon av et hjemmelaget solbatteri begynner ofte med lodding av fotocellledere. Hvis du har muligheten, er det selvfølgelig best å kjøpe solceller umiddelbart med ledere, som lodding er et veldig vanskelig og møysommelig arbeid som tar mye tid.

Lodding utføres som følger:

1. En silisiumfotocelle uten ledere og en metallstrimmelleder blir tatt.
2. Lederne kuttes ved hjelp av et pappemne, lengden deres er 2 ganger større enn størrelsen på silisiumskiven.
3. Konduktøren er pent lagt ut på platen. På ett element - to ledere.
4. På stedet der lodding skal utføres, er det nødvendig å påføre syre for å jobbe med loddejernet.
5. Lodd med et loddejern ved å koble lederen forsiktig til platen.

Under lodding må du ikke trykke på silikatelementet, som den er veldig skjør og kan kollapse! Hvis du er heldig og har kjøpt fotoceller med ferdige kontakter, vil du spare deg for langt og vanskelig arbeid, og fortsetter umiddelbart til fremstilling av rammen for det fremtidige batteriet.

Loddekontakter for mangelfulle fotoceller av gruppe B utføres i samme retning på samme måte som for hele plater

Trinn 2 - å lage rammen for solcellepanelet

Rammen er stedet der fotocellene skal installeres.For fremstilling av rammen tas aluminiumshjørner og lameller, hvorfra rammene er brettet. Anbefalt hjørnestørrelse er 70-90 mm.

Silikonforsegling påføres innsiden av metallhjørnene. Tetting av hjørner må utføres nøye, holdbarheten til hele strukturen avhenger av dette.

Etter at aluminiumsrammen er klar, fortsetter du med å produsere det bakre huset. Den bakre saken er en trekasse laget av sponplater med lave sider.

Høye sider vil skape en skygge på fotocellene, så høyden deres skal ikke overstige 2 cm. Sidene er skrudd ved hjelp av selvskruende skruer og en skrutrekker.

I bunnen av esken er ventilasjonshull laget av sponplater. Avstanden mellom hullene er ca 10 cm. Det er installert et gjennomsiktig element i aluminiumsrammen (plexiglass, antirefleksglas, plexiglass).

Det gjennomsiktige elementet er presset og festet, dets festing utføres ved hjelp av maskinvare: 4 i hjørnene, samt 2 fra lengden og 1 fra kortsiden av rammen. Maskinvare festes med skruer.

Rammen for solbatteriet er klar, og du kan gå videre til den mest kritiske delen - installasjonen av solceller. Før installasjon er det nødvendig å rengjøre pleksiglass fra støv og avfette med en alkoholholdig væske.

Trinn 3 - montering av silisiumskivefotoceller

Montering og lodding av silisiumskiver er den mest tidkrevende delen av å lage ditt eget solcellepanel. Først legger vi ut fotocellene på pleksiglass med blå plater nede.

Hvis du setter sammen batteriet for første gang, kan du bruke underlaget til merking for å plassere platene nøyaktig i en liten (3-5 mm) avstand fra hverandre.

1. Vi lodder fotocellene i henhold til følgende koblingsskjema: “+” spor er plassert på forsiden av platen, “-” - på baksiden. Før lodding må du bruke flux og lodding for å koble kontaktene.
2. Vi lodder alle fotocellene sekvensielt i rader fra topp til bunn. Radene skal da også kobles sammen.
3. Komme til å feste fotoceller. For å gjøre dette, bruk en liten mengde tetningsmasse i midten av hver silisiumskive.
4. Vi snur de resulterende kjedene med fotocellene med forsiden opp (der de blå platene er) opp og plasserer platene i henhold til markeringene som ble brukt tidligere. Trykk forsiktig på hver plate for å låse den på plass.
5. Kontaktene til de ekstreme fotocellene vises på bussen henholdsvis “+” og “-”. Det anbefales en bredere sølvleder for dekket.
6. Solbatteriet må være utstyrt med en blokkeringsdiode, som kobles til kontaktene og forhindrer utladning av batterier gjennom strukturen om natten.
7. I bunnen av rammen borer vi hull for utgangen av ledninger til utsiden.

Ledningene må festes til rammen slik at de ikke henger, du kan gjøre dette ved hjelp av silikonforsegling.

Trinn 4 - testing av batteriet før forseglingen

Testing av solcellepanelet må utføres før det tettes for å kunne eliminere funksjonsfeil som ofte oppstår under lodding. Det er best å teste etter lodding av hver rad med elementer - det er mye lettere å oppdage hvor kontaktene er dårlig koblet.

For testing, trenger du et vanlig husholdningsammeter. Målinger må utføres på en solrik dag klokka 13-14 timer, solen skal ikke være skjult av skyer.

Vi tar ut batteriet til gaten og installerer i samsvar med den tidligere kalkulerte helningsvinkelen. Vi kobler ammeteret til batterikontaktene og måler kortslutningsstrømmen.

Betydningen av testing er at arbeidskraften til den elektriske strømmen skal være 0,5-1,0 A lavere enn kortslutningsstrømmen. Avlesningene på enheten skal være høyere enn 4,5 A, noe som indikerer solbatteriets brukbarhet.

Hvis testeren gir mindre avlesninger, er et sted at sekvensen for tilkobling av fotocellene antagelig er ødelagt.

Vanligvis hjemmelaget solbatteri, konstruert fra fotoceller av gruppe B, gir en avlesning på 5-10 A, som er 10-20% lavere enn for industrielle solcellepaneler.

Trinn 5 - forsegling av fotocellene som er plassert i huset

Tetting kan bare gjøres ved å forsikre deg om at batteriet fungerer. For tetting er det best å bruke en epoksyforbindelse, men gitt at materialforbruket vil være stort, og kostnadene er omtrent 40-45 dollar. Hvis det er litt dyrt, kan du bruke det samme silikonforseglingsstoffet i stedet.

Bruk silikonforsegling, foretrekker den på emballasjen som indikerer at den er egnet for bruk under temperaturer uten null

Det er to måter å forsegle:

• full fylling når panelene er fylt med fugemasse;
• påfører fugemasse på rommet mellom fotocellene og på de ytterste elementene.

I det første tilfellet vil forseglingen være mer pålitelig. Etter å ha hellet, skal fugemassen sette seg. Deretter installeres pleksiglass på toppen og presses tett til platene belagt med silikon.

For å sikre demping og ekstra beskyttelse mellom bakoverflaten på fotocellene og rammen av sponplater, anbefaler mange håndverkere å installere en pute av stivt skumgummi med en bredde på 1,5-2,5 cm.

Dette er valgfritt, men ønskelig, gitt at silisiumskivene er ganske skjøre og lett skadet.

Etter installasjon av pleksiglass plasseres en belastning på strukturen, under påvirkning av hvilke luftbobler som blir presset ut. Solcellepanelet er klart, og etter gjentatt testing kan det installeres på et forhåndsvalgt sted og kobles til solsystemet i hjemmet ditt.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Oversikt over fotoceller bestilt fra den kinesiske nettbutikken:

Videoinstruksjon for produksjon av et solbatteri:

Å lage et solbatteri med egne hender er ikke en enkel oppgave. Effektiviteten til de fleste av disse batteriene er lavere enn for industripaneler med 10-20%. Det viktigste i utformingen av et solbatteri er å velge og installere solcellene riktig.

Ikke prøv å opprette et stort panel. Forsøk å bygge et lite apparat først for å forstå alle nyansene i denne prosessen.

Har du praktiske ferdigheter i å lage solcellepaneler? Del opplevelsen din med besøkende på nettstedet vårt - skriv kommentarer i blokken nedenfor. Der kan du stille spørsmål om emnet i artikkelen.