Cum să faci o baterie solară cu propriile mâini: instrucțiune de auto-asamblare

Panourile solare sunt o sursă de energie care poate fi folosită pentru a genera energie electrică sau căldură pentru o clădire cu un nivel scăzut. Iată doar panourile solare au un cost ridicat și nu sunt disponibile pentru majoritatea rezidenților din țara noastră. Sunteți de acord?

Este un alt lucru atunci când un panou solar este realizat cu propriile mâini - costurile sunt reduse semnificativ și un astfel de design nu funcționează mai rău decât un panou industrial. Prin urmare, dacă vă gândiți serios la achiziționarea unei surse alternative de electricitate, încercați să o faceți singuri - acest lucru nu este foarte dificil.

Articolul se va concentra pe fabricarea de panouri solare. Vă vom spune ce materiale și instrumente vor fi necesare pentru acest lucru. Și puțin mai jos veți găsi instrucțiuni pas cu pas cu ilustrații care demonstrează clar progresul lucrului.

Pe scurt despre dispozitiv și de lucru

Energia soarelui poate fi transformată în căldură atunci când sursa de energie este un fluid de transfer de căldură sau în energie electrică colectată în baterii. Bateria este un generator care funcționează pe principiul efectului fotoelectric.

Conversia energiei soarelui în energie electrică are loc după ce lumina solară intră în placă-celulele solare, care sunt partea principală a bateriei.

În acest caz, lumina cuantă își „eliberează” electronii de pe orbitele extreme. Acești electroni liberi oferă un curent electric care trece prin controler și se acumulează în baterie, iar de acolo trece către consumatorii de energie.

Elementele din silicon acționează ca plăci fotocelulare. O placă de siliciu este acoperită pe o parte cu un strat foarte subțire de fosfor sau bor - un element chimic pasiv.

În acest loc, sub influența luminii solare, se eliberează un număr mare de electroni, care sunt ținuți de pelicula de fosfor și nu zboară în afară.

Există „piste” metalice pe suprafața plăcii, pe care se aliniază electroni liberi, formând o mișcare ordonată, adică. curent electric.

Cu cât sunt mai multe fotocelule de placă de siliciu, cu atât se poate obține mai mult curent electric. Citiți mai multe despre principiul funcționării bateriei solare mai departe.

Stratul superior al plăcilor cu fotocelule este acoperit cu un strat care nu permite reflectarea razelor solare din plăci, crescând eficiența acestora

Materiale pentru crearea unei plăci solare

Începând să construiți o baterie solară, trebuie să vă aprovizionați cu următoarele materiale:

• placă-fotocelule de silicat;
• foi de PAL, colțuri și bare de aluminiu;
• cauciuc rigid din spumă cu o grosime de 1,5-2,5 cm;
• un element transparent care acționează ca bază pentru napolitane de siliciu;
• șuruburi, șuruburi;
• Sigilant siliconic pentru exterior;
• fire electrice, diode, borne.

Cantitatea de materiale necesare depinde de dimensiunea bateriei dvs., care este cel mai adesea limitată de numărul de fotocelule disponibile. Dintre instrumentele de care aveți nevoie: o șurubelniță sau un set de șurubelnițe, un ferăstrău pentru metal și lemn, un fier de lipit. Pentru a testa bateria terminată, aveți nevoie de un tester-amperiu.

Acum luați în considerare cele mai importante materiale în detaliu.

Napolitane sau fotocelule din silicon

Există trei tipuri de celule solare pentru baterii:

• policristaline;
• singur cristal;
• amorf.

Plăcile policristaline se caracterizează printr-o eficiență scăzută. Mărimea efectului benefic este de aproximativ 10 - 12%, dar acest indicator nu scade în timp. Durata policristalelor este de 10 ani.

Bateria solară este asamblată din module, care la rândul lor sunt alcătuite din convertoare fotovoltaice. Bateriile cu fotocelule de siliciu dur sunt un fel de sandwich cu straturi dispuse secvențial fixate într-un profil de aluminiu

Fotocelele monocristaline au o eficiență mai mare de 13-25% și o viață lungă de peste 25 de ani. Cu toate acestea, în timp, eficiența cristalelor unice scade.

Convertizoarele cu un singur cristal sunt obținute prin tăierea cristalelor cultivate artificial, ceea ce explică cea mai mare fotoconductivitate și productivitate.

Fotoconvertoarele de film sunt obținute prin aplicarea unui strat subțire de siliciu amorf pe o suprafață flexibilă a polimerului

Bateriile flexibile de siliciu amorf sunt cele mai avansate. Convertorul fotoelectric este pulverizat sau depus pe o bază de polimer. Eficiența în regiunea de 5 - 6%, dar sistemele de film sunt extrem de convenabile de instalat.

Sistemele de film cu fotoconvertoare amorfe au apărut relativ recent. Aceasta este o formă extrem de simplă și extrem de ieftină, dar mai rapidă decât rivalii care pierd calitățile consumatorilor.

Este inadecvat să folosiți fotocelule de diferite dimensiuni. În acest caz, curentul maxim generat de baterii va fi limitat de curentul celei mai mici celule.Prin urmare, plăcile mai mari nu vor funcționa la capacitate maximă.

Atunci când cumpără fotocelule, întrebați vânzătorul despre metoda de livrare, majoritatea vânzătorilor folosesc metoda de ceară pentru a preveni distrugerea elementelor fragile

Cel mai adesea, pentru bateriile auto-fabricate, se folosesc fotocelule monocristaline și policristaline cu dimensiuni de 3x6 inci, care pot fi comandate în magazine online, cum ar fi E-buy.

Costul celulelor solare este destul de mare, dar multe magazine vând așa-numitele elemente ale grupului B. Produsele alocate acestui grup sunt defecte, dar potrivite pentru utilizare, iar costul lor este mai mic decât cel al plăcilor standard cu 40-60%.

Majoritatea magazinelor online vând celule solare în seturi de 36 sau 72 de plăci de conversie fotovoltaice. Pentru conectarea modulelor individuale la baterie, autobuzele vor fi necesare, iar terminalele vor fi necesare pentru conectarea la sistem.

Cadru de sârmă și element transparent.

Cadrul viitorului panou poate fi realizat din bare de lemn sau colțuri din aluminiu.

A doua opțiune este mai preferabilă din mai multe motive:

• Aluminiul este un metal ușor care nu oferă o încărcare serioasă structurii de susținere pe care este planificată instalarea bateriei.
• Atunci când efectuați un tratament anticoroziv, aluminiul nu este sensibil la rugină.
• Nu absoarbe umezeala din mediu, nu putredește.

Atunci când alegeți un element transparent, este necesar să acordați atenție unor parametri precum indicele de refracție al luminii solare și capacitatea de a absorbi radiațiile infraroșii.

Eficiența fotocelelor va depinde direct de primul indicator: cu cât este mai mic indexul de refracție, cu atât este mai mare eficiența napolitelor de siliciu.

Plexiglasul sau versiunea sa mai ieftină, Plexiglas, are reflectarea minimă a luminii. Policarbonatul are un indice de refracție ușor mai mic.

Valoarea celui de-al doilea indicator determină dacă fotocelulele de siliciu în sine se vor încălzi sau nu. Cu cât plăcile sunt mai puțin încălzite, cu atât vor dura mai mult. Radiația IR este cel mai bine absorbită de un plexiglas special absorbant de căldură și de sticlă cu absorbție de IR. Un pic mai rău - pahar obișnuit.

Dacă este posibil, atunci cea mai bună opțiune ar fi să folosești sticla transparentă anti-reflectoare ca element transparent.

În funcție de raportul dintre costuri și indicii de refracție a luminii și absorbția radiațiilor infraroșii, plexiglasul este cea mai bună opțiune pentru fabricarea celulelor solare

Proiectarea sistemului și selectarea site-ului

Proiectarea sistemului solar include calculul dimensiunii necesare a plăcii solare. După cum am menționat mai sus, dimensiunea bateriei este de obicei limitată de fotocelule scumpe.

Bateria solară trebuie să fie instalată într-un anumit unghi, ceea ce ar asigura o expunere maximă la napolitane de silicon la lumina soarelui. Cea mai bună opțiune sunt bateriile care pot schimba unghiul.

Locul pentru instalarea plăcilor solare poate fi cel mai divers: pe pământ, pe un acoperiș înclinat sau plat al unei case, pe acoperișurile camerelor de utilități.

Singura condiție este ca bateria să fie plasată pe partea însorită a site-ului sau a casei, nu umbrită de o coroană înaltă de copaci. În acest caz, unghiul optim de înclinare trebuie calculat după formulă sau folosind un calculator specializat.

Unghiul de înclinare va depinde de locația casei, de sezon și de climă. Este de dorit ca bateria să aibă posibilitatea de a schimba unghiul de înclinare în urma modificărilor sezoniere ale înălțimii soarelui, deoarece acestea funcționează cât mai eficient când lumina soarelui cade strict perpendicular pe suprafață.

Pentru partea europeană a țărilor CSI, unghiul de înclinare recomandat este de 50-60 º. Dacă proiectarea oferă un dispozitiv pentru schimbarea unghiului de înclinare, atunci iarna este mai bine să așezați bateriile la 70 º la orizont, vara la un unghi de 30 º

Calculele arată că un metru pătrat al sistemului solar face posibilă obținerea a 120 de wați. Prin urmare, prin calcule se poate stabili că pentru a furniza electricitate familiei medii în valoare de 300 kW pe lună, este nevoie de un sistem solar de cel puțin 20 de metri pătrați.

Instalați imediat un astfel de sistem solar va fi problematic. Dar chiar și instalarea unei baterii de 5 metri va ajuta la economisirea energiei și va aduce o contribuție modestă la ecologia planetei noastre. Vă recomandăm, de asemenea, să vă familiarizați cu principiul calculului cantității necesare. panouri solare.

Bateria solară poate fi folosită ca sursă de energie de rezervă, cu oprirea frecventă a alimentării centralizate. Pentru comutarea automată este necesară furnizarea unui sistem de alimentare neîntreruptibilă.

Un astfel de sistem este convenabil prin faptul că, atunci când utilizați o sursă tradițională de electricitate, încărcarea se efectuează simultan bateria sistemului solar. Echipamentul care servește bateria solară este amplasat în interiorul casei, prin urmare, este necesar să se prevadă o încăpere specială.

Când așezați bateriile pe un acoperiș înclinat al casei, nu uitați de unghiul de înclinare a panoului, ideal atunci când bateria are un dispozitiv pentru variația sezonieră a unghiului de înclinare

Instalarea unui panou solar în pași

Alegând un loc pentru plasarea unui panou solar și a echipamentelor pentru deservirea sistemului solar, precum și a tuturor materialelor și instrumentelor necesare, puteți începe instalarea bateriei.

În timpul instalării, este necesar să se respecte precauțiile de siguranță, mai ales când instalarea panoului terminat pe acoperișul casei. Luați în considerare un algoritm pas cu pas cu privire la modul de creare a unei baterii solare.

Pasul 1 - contacte de placă de lipit silicon

Instalarea unei baterii solare de casă începe adesea cu lipirea conductorilor cu fotocelule. Desigur, dacă aveți ocazia, cel mai bine este să cumpărați celule solare imediat cu conductoare, ca. lipirea este o lucrare foarte dificilă și dureroasă, care necesită mult timp.

Lipirea se efectuează după cum urmează:

1. Se iau o fotocelă de siliciu fără conductoare și un conductor cu bandă metalică.
2. Conductoarele sunt tăiate folosind un semifabricat de carton, lungimea lor este de 2 ori mai mare decât dimensiunea plafonului de siliciu.
3. Conductorul este așezat bine pe placă. Pe un element - doi conductori.
4. În locul în care se va efectua lipirea, este necesar să se aplice acid pentru a lucra cu fierul de lipit.
5. Se lipeste cu un fier de lipit prin conectarea atentă a conductorului la placă.

În timpul lipirii, nu apăsați pe elementul de silicat, ca este foarte fragil și se poate prăbuși! Dacă aveți noroc și ați achiziționat fotocelule cu contacte gata, atunci vă veți salva de munca lungă și dificilă, procedând imediat la fabricarea cadrului pentru viitoarea baterie.

Contactele de lipit pentru fotocelele de grup B defecte se efectuează în aceeași direcție în același mod ca și pentru plăcile întregi

Pasul 2 - realizarea cadrului pentru panoul solar

Cadrul este locul în care vor fi instalate fotocelele.Pentru fabricarea cadrului, se iau colțuri și șipci de aluminiu, din care rabaturile sunt pliate. Dimensiunea de colț recomandată este de 70-90 mm.

Sigilant siliconic se aplică pe interiorul colțurilor metalice. Colțurile de etanșare trebuie făcute cu atenție, durabilitatea întregii structuri depinde de acest lucru.

După ce rama din aluminiu este gata, continuați la fabricarea carcasei din spate. Carcasa din spate este o cutie din lemn din PAL cu laturile joase.

Părțile înalte vor crea o umbră pe fotocelule, astfel încât înălțimea lor nu trebuie să depășească 2 cm. Părțile sunt înșurubate folosind șuruburi autofiletante și o șurubelniță.

În partea inferioară a cutiei cutiei, găurile de ventilație sunt realizate din PAL. Distanța dintre orificii este de aproximativ 10 cm. În cadrul din aluminiu este instalat un element transparent (plexiglas, sticlă antireflectoare, plexiglas).

Elementul transparent este presat și fixat, fixarea acestuia se realizează folosind hardware: 4 la colțuri, precum și 2 din lung și 1 din partea scurtă a cadrului. Feroneria fixează cu șuruburi.

Cadrul pentru bateria solară este gata și puteți trece la partea cea mai critică - instalarea celulelor solare. Înainte de instalare, este necesară curățarea plexiglassului de praf și degresarea cu un lichid care conține alcool.

Pasul 3 - montarea fotocelelor cu plafonă de siliciu

Montarea și lipirea napolitelor de siliciu este cea mai consumatoare de timp în crearea propriului panou solar. În primul rând, am întins fotocelele pe plexiglas cu plăci albastre în jos.

Dacă asamblați bateria pentru prima dată, atunci puteți utiliza substratul pentru marcaj pentru a plasa plăcile exact la o distanță mică (3-5 mm) una de cealaltă.

1. Am lipit fotocelele conform următoarei diagrame de cablare: piesele „+” sunt situate în partea frontală a plăcii, „-” - pe spate. Înainte de lipire, aplicați ușor flux și lipit pentru a conecta contactele.
2. Am vândut toate fotocelele secvențial în rânduri de sus în jos. Rândurile ar trebui să fie, de asemenea, interconectate.
3. Ajungând să lipiți fotocelule. Pentru a face acest lucru, aplicați o cantitate mică de material de etanșare pe centrul fiecărei placi de siliciu.
4. Rotim lanțurile rezultate cu fotocelele în sus (unde sunt plăcile albastre) în sus și așezăm plăcile în funcție de marcajele care au fost aplicate anterior. Apăsați cu atenție fiecare placă pentru a o bloca în loc.
5. Contactele fotocelelor extreme sunt afișate în autobuz, respectiv, „+” și „-„. Pentru anvelopă este recomandat un conductor de argint mai lat.
6. Bateria solară trebuie să fie echipată cu o diodă blocantă, care se conectează la contacte și împiedică descărcarea bateriilor prin structură noaptea.
7. În partea de jos a cadrului, găurim găuri pentru ieșirea firelor către exterior.

Firurile trebuie să fie atașate la cadru, astfel încât să nu atârne, puteți face acest lucru folosind un material de etanșare siliconic.

Pasul 4 - testarea bateriei înainte de sigilare

Testarea panoului solar trebuie efectuată înainte de a fi sigilată pentru a putea elimina defecțiunile care apar adesea în timpul lipirii. Cel mai bine este să testați după lipirea fiecărui rând de elemente - este mult mai ușor să detectați unde contactele sunt slab conectate.

Pentru testare, veți avea nevoie de un amperometru obișnuit. Măsurătorile trebuie efectuate într-o zi însorită la 13-14 ore, soarele nu trebuie ascuns de nori.

Scoatem bateria pe stradă și instalăm în conformitate cu unghiul de înclinare calculat anterior. Conectăm ampermetrul la contactele bateriei și măsurăm curentul de scurtcircuit.

Înțelesul testării este că forța de lucru a curentului electric ar trebui să fie cu 0,5-1,0 A mai mică decât curentul de scurtcircuit. Citirile dispozitivului trebuie să fie mai mari de 4,5 A, ceea ce indică operabilitatea bateriei solare.

Dacă testerul dă mai puține lecturi, atunci undeva secvența de conectare a fotocelelor este probabil ruptă.

De obicei de casă baterie solară, construit din fotocelele din grupa B, dă o citire de 5-10 A, care este cu 10-20% mai mică decât cea a panourilor solare industriale.

Pasul 5 - sigilarea fotocelelor plasate în carcasă

Sigilarea se poate face numai asigurându-vă că bateria funcționează. Pentru etanșare, cel mai bine este să folosiți un compus epoxidic, dar având în vedere că consumul de material va fi mare, iar costul acestuia este de aproximativ 40-45 de dolari. Dacă este puțin scump, atunci puteți utiliza același produs de etanșare siliconică.

Folosind un material de etanșare siliconic, acordați preferință celui de pe ambalaj, care indică faptul că este potrivit pentru utilizarea la temperaturi sub zero

Există două modalități de sigilare:

• umplere completă când panourile sunt umplute cu sigilant;
• aplicarea etanșantului în spațiul dintre fotocelule și elementele cele mai exterioare.

În primul caz, sigilarea va fi mai fiabilă. După turnare, produsul de etanșare trebuie setat. Apoi, plexiglasul este instalat deasupra și presat strâns pe plăcile acoperite cu silicon.

Pentru a asigura amortizarea și protecția suplimentară între suprafața din spate a fotocelelor și rama de PAL, mulți meșteri recomandă instalarea unei garnituri din cauciuc rigid din spumă cu lățimea de 1,5-2,5 cm.

Acest lucru este opțional, dar este de dorit, având în vedere că napolitane de siliciu sunt destul de fragile și ușor deteriorate.

După instalarea plexiglassului, o încărcătură este plasată pe structură, sub influența căreia sunt stoarse bulele de aer. Panoul solar este gata și după testarea repetată poate fi instalat într-o locație preselectată și conectat la sistemul solar al casei tale.

Concluzii și video util pe această temă

Prezentare generală a fotocelelor comandate de la magazinul online chinezesc:

Instrucțiuni video pentru fabricarea unei baterii solare:

A face o baterie solară cu propriile mâini nu este o sarcină ușoară. Eficiența majorității acestor baterii este mai mică decât cea a panourilor industriale cu 10-20%. Cel mai important lucru în proiectarea unei baterii solare este alegerea și instalarea corectă a celulelor solare.

Nu încercați să creați imediat un panou cu zone uriașe. Încercați să construiți un dispozitiv mic pentru a înțelege toate nuanțele acestui proces.

Aveți abilități practice în crearea panourilor solare? Vă rugăm să împărtășiți experiența dvs. cu vizitatorii site-ului nostru - scrieți comentarii în blocul de mai jos. Acolo puteți pune întrebări despre subiectul articolului.