DIY solgenerator: instruksjoner for å lage en alternativ energikilde

Alternative energikilder, som gjør det mulig å gi lokalene varme og strøm i den nødvendige mengden - en kostbar "nytelse", som krever betydelige økonomiske kostnader for anskaffelse, installasjon og installasjon.

Å lage en solgenerator med egne hender er mye billigere og ganske rimelig for mange hjemmemestere. Vurder instruksjonene som beskriver alle nyansene i produksjonsprosessen.

Hvordan fungerer en solenergegenerator?

En solgenerator er et kompleks av fotoelektriske halvlederelementer som direkte konverterer solenergi inn i det elektriske.

Kvanten produsert av lysstrålene når den ble truffet på en fotografisk plate, slår et elektron fra det endelige atombanen til arbeidselementet. Denne effekten skaper mange frie elektroner, som danner en kontinuerlig strøm av elektrisk strøm.

Det er ikke nødvendig i det hele tatt å sette sammen en solgenerator med egne hender, for å umiddelbart montere et stort, storskala kompleks. Du kan starte med en liten enhet, og om nødvendig øke volumene i fremtiden

Som det aktive materialet brukes silisium. Den er svært effektiv og gir en fotoelektrisk omstillingskoeffisient i normal modus på 20% og under gunstige forhold - opptil 25%.

På grunn av den uttalte effektiviteten til silisiumfotoceller, garanterer generatorer laget på deres basis høy effektivitet med et relativt lite volum. Kraften til enheten som måler 1 meter i timen gir 125 watt, noe som regnes som et veldig imponerende resultat.

Et tynt belegg av passive kjemiske elementer som bor eller fosfor påføres på den ene siden av silisiumskiven.Det er på denne overflaten at som et resultat av intens eksponering for sollys, skjer aktiv frigjøring av elektroner. Fosforfilm holder dem pålitelig på ett sted og lar ikke fly fra hverandre.

På arbeidsplaten er metall "spor". Gratis elektroner er bygget på dem, og skaper dermed en ordnet bevegelse, det vil si en elektrisk strøm.

Minusene på platene inkluderer bare kompleksiteten og kostnadene ved selve rensingen av silisium, og for å unngå disse problemene, mestrer de aktivt bruken av alternativer i form av gallium, kadmium, indium og forskjellige kobberforbindelser. Silisiumelementer har imidlertid ingen reelle konkurrenter ennå.

Den enkleste måten å bygge en omformer av solenergi til strøm på er å kjøpe et ferdig solcellebatteri og installere det på taket av et hus eller garasje:

Hva trenger du for arbeid?

For fremstilling av en generator som består av et sett solcellepaneler, verktøy og materialer kreves, for eksempel:

• moduler for å konvertere sollys til energi;
• aluminium hjørner;
• tre lameller;
• sponplater ark;
• et gjennomsiktig element (glass, pleksiglass, pleksiglass, polykarbonat) for å skape beskyttelse for silisiumskiver;
• skruer og skruer i forskjellige størrelser;
• tett skumgummi med en tykkelse på 1,5-2,5 mm;
• høykvalitets fugemasse;
• dioder, terminaler og ledninger;
• en skrutrekker eller et sett med skrutrekkere;
• loddejern;
• baufil for tre og metall (eller kvern).

Hvor mye materialer som vil trengs vil direkte avhenge av den planlagte størrelsen på generatoren. Storstilt arbeid vil medføre ekstra kostnader, men det vil i alle fall være billigere enn den kjøpte modulen.

Den beskyttende basen for silisiumskiver kan være laget av glass, plexiglass, polykarbonat eller plexiglass. De tre første materialene skaper et minimalt tap av konvertert energi, men det fjerde overfører stråler mye verre og reduserer effektiviteten til hele komplekset betydelig

For den endelige testen av den samlede enheten brukes et ammeter. Den lar deg fange den faktiske effektiviteten til installasjonen og hjelper deg med å bestemme den faktiske avkastningen.

Valg av fotokonverterer

Gjør-det-selv-aktiviteter for å lage en solenergi-generator med et valg av typen solcelleomformer.

Disse komponentene er av tre typer:

• amorf;
• enkelt krystall;
• polykrystallinsk.

Hvert alternativ har sine fordeler og ulemper, og valget til fordel for noen av dem gjøres basert på mengden av midler som er avsatt til kjøp av alle systemkomponenter.

Funksjoner av amorfe varianter

Amorfe moduler består ikke av krystallinsk silisium, men av dets derivater (silan eller silisiumhydrogen). Ved å spraye i vakuum, påføres de i det tynneste laget på metallfolie, glass eller plast av høy kvalitet.

Ferdige produkter har en falmet, uskarp grå fargetone. Synlige silisiumkrystaller på overflaten blir ikke observert. Hovedfordel fleksible solcellepaneler rimelig pris vurderes, men effektiviteten deres er veldig liten og varierer fra 6-10%.

Silisiumbaserte amorfe solceller har økt fleksibilitet, viser et høyt nivå av optisk absorpsjon (20 ganger større enn for enkel- eller polykrystallinske analoger) og fungerer betydelig mer effektivt i overskyet vær

Spesifikasjonene av polykrystallinske typer

polykrystallinske solcellepaneler produsert ved gradvis veldig langsom avkjøling av silisiumsmelten. De resulterende produktene utmerker seg med en rik blåfarge, har en overflate med et uttalt mønster som ligner et frostig mønster, og er effektive i området 14-18%.

Høyere effektivitet-produktivitet hindres av områder i materialet som er adskilt fra den generelle strukturen ved kornete grenser.

Polykrystallinske fotoceller har fungert i bare 10 år, men i løpet av denne tiden har effektiviteten ikke redusert. For montering av produkter i et enkelt kompleks brukes imidlertid nødvendigvis et solid, solid fundament, siden arkene er ganske stive og krever sterk, pålitelig støtte

Kjennetegn på monokratilliske alternativer

Enkelkrystallmoduler er preget av en tett mørk farge og består av faste silisiumkrystaller. Deres effektivitet overstiger ytelsen til andre elementer og utgjør 18-22% (under gunstige forhold - opptil 25%).

En annen fordel er den imponerende levetiden - ifølge produsenter over 25 år. Ved langvarig bruk avtar imidlertid effektiviteten til enkeltkrystaller, og etter 10-12 år er den fotografiske effektiviteten allerede ikke mer enn 13-17%.

Enkelkrystallmoduler er betydelig dyrere enn andre typer utstyr. Produser dem ved å sage kunstig dyrkede silikonkrystaller

For å lage en solgenerator hjemme tar de hovedsakelig poly- og enkrystallplater i forskjellige størrelser med egne hender. De kjøpes i populære nettbutikker, inkludert på eBay eller Aliexpress.

På grunn av det faktum at solceller er verdsatt ganske høyt, tilbyr mange leverandører kundene produkter av gruppe B, det vil si fragmenter med en liten feil som er egnet for full drift. Kostnadene deres avviker fra standardprisen med 40-60%, slik at det å samle en generator koster en rimelig pris, som ikke er for rimelig.

Hvordan lage en ramme for plater?

For fremstilling av rammen til den fremtidige generatoren brukes holdbare trelister eller aluminiumshjørner. Treversjonen anses som mindre praktisk, siden materialet krever ytterligere behandling for å unngå etterfølgende forfall og delaminering.

For at trerammen skal tåle driftsbelastningen og ikke forfall etter det første regnet, må den impregneres med en spesiell sammensetning som beskytter treet mot fuktighet

Aluminium har mye mer attraktive fysiske egenskaper, og utøver ikke på grunn av sin letthet unødvendig belastning på taket eller annen bærende konstruksjon der det er planlagt å installere enheten.

I tillegg, på grunn av antikorrosjonsbelegget, ruster ikke metallet, råtner ikke, absorberer ikke fuktighet og tåler lett effekten av aggressive atmosfæriske manifestasjoner.

For å lage en rammestruktur fra aluminiumshjørner, blir størrelsen på det fremtidige panelet først bestemt. I standardversjonen brukes 36 fotoceller med en størrelse på 81 mm x 150 mm per blokk.

For korrekt etterfølgende drift blir det igjen et lite gap mellom fragmentene (ca. 3-5 mm). Dette rommet lar deg ta hensyn til endringen i de grunnleggende parametrene til basen, utsatt for atmosfæriske manifestasjoner. Som et resultat er arbeidsstørrelsens totale størrelse 83 mm x 690 mm med en hjørnebredde på 35 mm.

Silisiumskiver, innrammet i en aluminiumsprofil, ser nesten ut som fabrikkproduserte produkter. Sterk og solid ramme gir systemet perfekt tetthet og gir hele strukturen en høy stivhetsnivå

Etter dimensjonering blir de nødvendige fragmentene kuttet ut fra hjørnene, og bruk festene til å sette dem sammen i rammerammer. Et lag silikonforsegling påføres på den indre overflaten av strukturen, og er veldig forsiktig med at det ikke er hull eller hulrom.

Integriteten, styrken og holdbarheten til den monterte strukturen avhenger av dette. Et beskyttende gjennomsiktig materiale legges på toppen (glass med antirefleksbelegg, plexiglass eller polykarbonat med spesielle parametere) og festes forsvarlig med maskinvare (1 kort og 2 lang ramme og 4 hjørner av saken).

For arbeid med en skrutrekker og skruer med passende diameter. På slutten blir den gjennomsiktige overflaten nøye rengjort for støv og lite rusk.

Velg gjennomsiktig vare

De viktigste kriteriene for å velge et gjennomsiktig element for å lage en generator:

• evne til å absorbere infrarød stråling;
• nivået av brytning av sollys.

Jo lavere brytningsindeks, jo høyere er effektiviteten til silisiumskiver. Plexiglass og pleksiglas har den laveste lysrefleksansen. Polykarbonat har også langt fra den beste ytelsen.

For å lage rammekonstruksjoner for hjemmesolsystemer, anbefales det å bruke antireflekterende gjennomsiktig glass eller en spesiell type polykarbonat med antikondensasjonsbelegg, som gir nødvendig nivå av termisk beskyttelse, hvis mulig.

De beste egenskapene når det gjelder absorpsjon av infrarød stråling er sterkt termisk absorberende pleksiglass og glass med mulighet for infrarød absorpsjon. I vanlig glass er disse figurene mye lavere. Effektiviteten av infrarød absorpsjon avhenger av om silisiumskiver blir oppvarmet under drift eller ikke.

Hvis oppvarmingen viser seg å være minimal, vil fotocellene vare lenge og gi stabil avkastning. Overoppheting av platene vil føre til avbrudd i arbeidet og rask svikt i individuelle fragmenter av systemet eller hele komplekset.

Installasjon av silisiumfotoceller

Rett før installasjonen blir sikkerhetsglassene som er plassert i aluminiumsrammer godt rengjort for støv og avfettet med en alkoholholdig sammensetning.

De kjøpte fotocellene plasseres jevnt på merkesubstratet i en avstand på 3-5 millimeter fra hverandre og markerer vinklene på den generelle strukturen. Fortsett deretter til lodding av elementene - den viktigste og tidkrevende delen av enheten til generatoren.

Lodding av de aktive elementene i generatoren utføres i henhold til skjemaet hvor "+" er sporene på utsiden, og "-" er kanalene som er plassert på innsiden av platen.

For å koble kontaktene riktig må du først bruke en flux (syre for lodding) og lodde, og deretter utføre behandlingen i en streng sekvens fra topp til bunn. På slutten er alle radene sammenkoblet.

Neste trinn er dimensjonering av fotoceller. For å gjøre dette, blir et lite tetningsmiddel presset inn i midten av hver silisiumskive, de dannede kjedene av elementer blir snudd på hodet og plassert i strengt samsvar med markeringene som er påført tidligere.

Trykk platene forsiktig med hendene, og fest dem på rett sted. De handler veldig forsiktig og prøver å ikke skade eller bøye materialet.

Kontaktene til fotocellene som er plassert ved kantene sendes til en egen buss (bred sølvleder) som "+" og "-". I tillegg er komplekset utstyrt med en blokkeringsdiode. Når du kobles til kontaktene, forhindrer det at batteriene tømmes gjennom rammestrukturen om natten.

I bunnen av rammen bor du hull som ledningene føres gjennom. For at de ikke skal synke, bruker de silikonforsegling i arbeidet sitt.

Følgende fotogalleri vil introdusere trinnene for å sette sammen et solcellepanel med 60 elementer:

Fotocellene samlet ved lodding må nå festes på basen. Kan limes på kryssfiner og dekkes med glass. Imidlertid blir liming først i glasset først gjort på glasset:

For at batteriet, designet for å akkumulere ladning, ikke skal absorbere energien som genereres av fotoceller, kobles det til solcellebatteriet via Stock-dioden:

Montering av minisolstasjonen, som vi har gitt i eksemplet, blir utført i samsvar med diagrammet presentert på bildet. I forbindelsen bruker vi en ledning med et kobber-tverrsnitt fra 1 m²

Denne minikraftstasjonen er i stand til å generere opptil 15 V. Det skal bemerkes at den maksimale produktiviteten bare blir notert på solfylte skyfrie dager. I overskyet vær vil enheten generere mye mindre eller ikke generere energi i det hele tatt. Derfor er batteriet valgt for det slik at lageret er nok i minst et døgn.

Hvordan teste den monterte enheten?

Før den endelige forseglingen av den samlede generatoren må den testes for å identifisere potensielle feil under loddeprosessen.Det mest rimelige alternativet er å sjekke hver loddede rad separat. Så øyeblikkelig blir det klart hvor kontaktene er dårlig koblet og ny behandling er nødvendig.

Bruk testen til et husholdnings-ammeter. Måling utføres på en skyfri solskinnsdag ved lunsjtid (periode fra 13 til 15 timer). Designet plasseres i hagen og installeres i passende vinkel.

Et husholdnings-ammeter hjelper til med å måle den aktuelle strømmen. Basert på hans vitnesbyrd er det mulig å bestemme driftsnivået til det monterte solsystemet og identifisere uregelmessigheter i sekvensen for tilkoblingen av silisiumsolceller.

Et ammeter er koblet til utgangskontaktene til solbatteriet og kortslutningsstrømmen måles. Hvis enheten viser resultater over 4.5 A, er systemet helt korrekt og alle tilkoblinger loddet tydelig og riktig.

De nedre dataene som vises på testerens display indikerer brudd som må spores og loddes på nytt. Tradisjonelt viser selvproduserte solgeneratorer laget av fotoceller med en liten feil (gruppe B) tall fra 5 til 10 ampere på testen.

Aggregater av fabrikkproduksjon viser data 10-20% høyere. Dette skyldes det faktum at silisiumskiver av gruppe A blir brukt i produksjonen uten å ha noen defekt i strukturen.

Den siste fasen av arbeidet

Hvis testen viste at batteriet er i full drift, forsegles det med et spesielt silikonforseglingsmiddel eller en dyrere og holdbar epoksyforbindelse.

Arbeidet gir to måter å utføre:

1. Full helning - når hele overflaten er dekket med en hermetisk sammensetning.
2. Delvis bearbeiding - når tetningsmassen bare påføres de ekstreme elementene og det tomme rommet mellom elementene.

Det første alternativet anses som mer pålitelig og gir systemet full beskyttelse mot eksterne faktorer. Fotoceller er tydelig festet på plass og fungerer riktig med maksimal effektivitet.

For dimensjonering av fotoceller inne i huset anbefales det å bruke et frostbestandig fugemasse som tåler skarpe temperaturendringer og lave minusindikatorer

Når fyllingen er ferdig, får tetningsmassen "gripe". Dekk deretter til med et gjennomsiktig element og presset godt til platene.

For å gi ekstra beskyttelse og demping, anbefaler noen håndverkere å legge tett skum mellom overflaten på silisiumskiven og baksiden av rammen. Dette vil gjøre designen mer solid og beskytte mot skjøre fotoceller mot overdreven belastning.

Deretter plasseres en belastning på overflaten, som virker på lagene og presser ut luftbobler fra dem. Den ferdige generatoren testes igjen og monteres til slutt på et tidligere forberedt sted.

Hvor og hvordan plasserer du generatoren?

Installasjonsstedet til solgeneratoren velges veldig nøye og uten hastverk. Plater som mottar lys, må plasseres i en vinkel slik at strålene ikke "faller" mot overflaten vinkelrett, men som sagt "flyter" forsiktig langs den.

Ideelt sett er strukturen plassert slik at det forblir mulig, om nødvendig, å justere helningsvinkelen, på denne måten å "fange" den maksimale solmengden.

Det er helt akseptabelt å levere et solsystem fra solcellepaneler på bakken, men som oftest velger de taket på huset eller vaskerommet for plassering, nemlig den delen av det som vender mot den mest innviede, hovedsakelig sørlige siden av stedet.

Det er veldig viktig at det ikke er høye bygninger og kraftige, viltvoksende trær i nærheten. Ved å være i nærheten skaper de en skygge og forstyrrer enhetens full drift.

For at solanlegg skal fungere effektivt, må de holdes rene og ryddige.Et smusslag dannet på overflaten av fangstpanelet reduserer effektiviteten med 10%, og vedheftende snø stenger enheten fullstendig av. Derfor er regelmessig vedlikehold et must og hjelper til med å holde modulene i perfekt stand.

Det gjennomsnittlige optimumet for installasjon av en solgenerator anses å være en takvinkel på 45 °. Med dette arrangementet absorberer solcellene solfluksen veldig effektivt og produserer den mengden energi som er nødvendig for å sikre at huset fungerer riktig.

For å få reell avkastning fra panelene og gi den gjennomsnittlige familien riktig mengde energi, må du ta 15-20 kvadratmeter takoverflate under en solgenerator

For den europeiske delen av OSS-landene gjelder litt forskjellige indikatorer. Fagpersoner anbefaler å ta en stasjonær skråningsvinkel på 50-60 °, og i bevegelige konstruksjoner i vintersesongen, plasser batterier i en vinkel på 70 ° mot horisontalen.

Om sommeren, skift posisjon og vipp fotocellene i en vinkel på 30 °.

Ved å installere generatorpanelene på et sporanlegg utstyrt med det automatiske solsporingsalternativet, kan du øke rekyleffektiviteten med 50%. Modulen vil uavhengig oppdage intensiteten til strålene og vil tilpasse seg maksimal belysning fra daggry til skumring.

Rett før installasjonen er taket i tillegg styrket og utstyrt med spesielle slitesterke støtter, siden ikke alle design har evnen til å tåle full vekt av utstyret for å konvertere solenergi.

For å pålitelig og solid installere en solgenerator på taket, er det verdt å kjøpe spesielle monteringer. De er tilgjengelige separat for hver type taktekking og er alltid kommersielt tilgjengelige. Når du installerer mellom panelene og taket, er det viktig å legge igjen et avstand for riktig luftadgang og riktig ventilasjon av solopptakende elementer

I noen tilfeller plasseres armerte sperrer under taket, og beskytter taket mot kollaps, noe som potensielt er mulig på grunn av økt belastning, som øker betydelig i vintersesongen, når det samler seg snø på takflaten.

For å begynne å arbeide vil solsystemet kreve batterierinverter og ladekontroller. Du vil lære om reglene for valg av enheter og inkludering av dem i kjeden fra artiklene som er anbefalt av oss.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Funksjoner og nyanser av lodde fotoceller for å lage en effektiv solenergi med dine egne hender hjemme. Tips og råd for mestere, interessante ideer og personlig beste praksis.

Hvordan du tester en fotocelle på riktig måte og måler de grunnleggende parametrene. Denne informasjonen er nyttig i påfølgende beregninger av det nøyaktige antallet plater som kreves for full drift av systemet.

En komplett trinnvis beskrivelse av prosessen med å samle et solbatteri til en generator hjemme. Regler for drift, fra anskaffelse av nødvendige elementer til den generelle testen av den produserte enheten.

Det er ikke en stor sak å kjenne til ordningen med solenergi og montere dem hjemme. Selvfølgelig vil arbeidet kreve oppmerksomhet, nøyaktighet og nøyehet, men resultatet vil rettferdiggjøre alle økonomiske og lønnskostnader. Den komplette enheten vil gi bygningen varme og elektrisitet fullt ut, og skape den nødvendige komfortnivået for beboerne.

Sveip med et stort prosjekt med en gang er ikke verdt det. Til å begynne med er det fornuftig å prøve deg på å sette sammen en liten enhet, og deretter, etter å ha mestret alle nyansene i prosessen, fortsette med byggingen av en kraftigere og større installasjon.

Og hvilken metode for å bygge et minikraftverk valgte du å utstyre en sommerhus? Skriv kommentarer, del nyttig informasjon og fotografier om emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Still spørsmål om kontroversielle eller uklare punkter.