Generator solar DIY: instrucțiuni pentru crearea unei surse alternative de energie

Surse alternative de energie, permițând furnizării căldurii și a energiei electrice în cantitatea necesară - o „plăcere” costisitoare, care necesită costuri financiare importante pentru achiziție, instalare și instalare.

Realizarea unui generator solar cu propriile mâini este mult mai ieftină și destul de accesibilă pentru mulți stăpâni de acasă. Luați în considerare instrucțiunile care descriu toate nuanțele procesului de fabricație.

Cum funcționează un generator de energie solară?

Un generator solar este un complex de elemente fotoelectrice cu semiconductor care se transformă direct energia solara în electric.

Quanta produsă de razele de lumină când este lovită pe o placă fotografică bate un electron de pe orbita atomică finală a elementului de lucru. Acest efect creează o mulțime de electroni liberi, care formează un flux continuu de curent electric.

Nu este deloc necesar să asamblați un generator solar cu propriile mâini, să asamblați imediat un complex de mari dimensiuni. Puteți începe cu o unitate mică și, dacă este necesar, creșteți volumele în viitor

Ca material activ se folosește siliciu. Este extrem de eficient și oferă un coeficient de conversie fotoelectric în modul normal la nivelul de 20%, și în condiții favorabile - până la 25%.

Datorită eficienței accentuate a fotocelelor de siliciu, generatoarele fabricate pe baza lor garantează o eficiență ridicată cu un volum relativ mic. Puterea unității care măsoară 1 metru pe oră produce 125 de wați, ceea ce este considerat un rezultat foarte impresionant.

O acoperire subțire de elemente chimice pasive, cum ar fi borul sau fosforul, este aplicată pe o parte a plafonului de siliciu.Pe această suprafață se produce eliberarea activă a electronilor ca urmare a unei expuneri intense la lumina soarelui. Folia de fosfor le ține în mod fiabil într-un singur loc și nu permite să zboare în afară.

Pe placa de lucru sunt „piste” metalice. Pe ele se construiesc electroni liberi, creând astfel o mișcare ordonată, adică un curent electric.

Minusurile plăcilor includ doar complexitatea și costul procesului de curățare a siliciului în sine, iar pentru a evita aceste probleme, stăpânesc activ utilizarea alternativelor sub formă de galiu, cadmiu, indiu și diverși compuși de cupru. Cu toate acestea, elementele de siliciu nu au încă concurenți reali.

Cel mai simplu mod de a construi un convertor de energie solară în energie electrică este să cumpărați o baterie solară gata pregătită și să o instalați pe acoperișul unei case sau garaj:

Ce ai nevoie pentru muncă?

Pentru fabricarea unui generator format dintr-un kit panouri solare, sunt necesare instrumente și materiale, cum ar fi:

• module pentru transformarea luminii solare în energie;
• colțuri din aluminiu;
• șipci de lemn;
• foi de PAL;
• un element transparent (sticlă, plexiglas, plexiglas, policarbonat) pentru a crea protecție pentru napolitane de siliciu;
• șuruburi și șuruburi de diferite dimensiuni;
• cauciuc spumant dens cu grosimea de 1,5-2,5 mm;
• sigilant de înaltă calitate;
• diode, borne și fire;
• o șurubelniță sau un set de șurubelnițe;
• fier de lipit;
• ferăstrău pentru lemn și metal (sau râșniță).

Cât de multe materiale vor fi necesare va depinde direct de dimensiunea planificată a generatorului. Lucrările la scară largă vor presupune costuri suplimentare, dar în orice caz, vor fi mai ieftine decât modulul cumpărat.

Baza de protecție pentru napolitane de siliciu poate fi din sticlă, plexiglas, policarbonat sau plexiglas. Primele trei materiale creează pierderi minime de energie convertită, dar al patrulea transmite razele mult mai rău și reduce semnificativ eficacitatea întregului complex

Pentru testarea finală a unității asamblate se folosește un ampermetru. Vă permite să captați eficiența reală a instalației și vă ajută să determinați randamentul real.

Selectare tip convertor foto

Activități fă-te-te pentru a crea un generator solar cu alegerea tipului de convertor de siliciu fotovoltaic.

Aceste componente sunt de trei tipuri:

• amorf;
• singur cristal;
• policristalin.

Fiecare opțiune are avantajele și dezavantajele sale, iar alegerea în favoarea oricăreia dintre ele se face în funcție de suma fondurilor alocate pentru achiziționarea tuturor componentelor sistemului.

Caracteristici ale soiurilor amorfe

Modulele amorfe nu constau din siliciu cristalin, ci din derivații săi (silan sau hidrogen de siliciu). Prin pulverizare în vid, acestea sunt aplicate în stratul cel mai subțire pe folie metalică, sticlă sau plastic de înaltă calitate.

Produsele finite au o nuanță cenușie estompată și gri. Nu sunt observate cristale de siliciu vizibile la suprafață. Avantajul principal panouri solare flexibile Cu toate acestea, este considerat un preț rezonabil, eficiența lor este foarte mică și variază între 6-10%.

Celulele solare amorfe pe bază de siliciu au o flexibilitate crescută, prezintă un nivel ridicat de absorbție optică (de 20 de ori mai mare decât cel al analogilor singulari sau policristalini) și lucrează în mod semnificativ mai eficient pe vreme tulbure

Specificul tipurilor policristaline

policristalin panouri solare produs prin răcirea treptată foarte lentă a topiturii de siliciu. Produsele rezultate se disting printr-o culoare albastră bogată, au o suprafață cu un model pronunțat asemănător cu un model înghețat și sunt eficiente în regiunea de 14-18%.

Eficiența-productivitate mai mare este împiedicată de zonele din material care sunt separate de structura generală prin granule.

Fotocelele policristaline funcționează doar 10 ani, dar în acest timp eficiența lor nu a scăzut. Cu toate acestea, pentru montarea produselor într-un singur complex, se folosește neapărat o fundație solidă, întrucât foile sunt destul de rigide și necesită un sprijin puternic și fiabil

Caracteristicile opțiunilor monocratilice

Modulele cu un singur cristal sunt caracterizate printr-o culoare întunecată densă și constau din cristale solide de siliciu. Eficiența lor depășește performanța altor elemente și se ridică la 18-22% (în condiții favorabile - până la 25%).

Un alt avantaj este durata sa de serviciu impresionantă - potrivit producătorilor de peste 25 de ani. Cu toate acestea, odată cu utilizarea prelungită, eficiența cristalelor unice scade și după 10-12 ani, eficiența fotografică este deja de cel mult 13-17%.

Modulele cu un singur cristal sunt semnificativ mai scumpe decât alte tipuri de echipamente. Produceți-le prin tăierea de cristale cultivate artificial de siliciu

Pentru a crea un generator solar acasă, ei iau în principal plăci din poli și monocristal de diferite dimensiuni cu propriile mâini. Acestea sunt achiziționate în magazine populare online, inclusiv de pe eBay sau Aliexpress.

Datorită faptului că celulele solare sunt apreciate destul de puternic, mulți furnizori oferă clienților produse din grupa B, adică fragmente cu un defect ușor, potrivite pentru funcționarea completă. Costul lor diferă de prețul standard cu 40-60%, astfel încât colectarea unui generator costă un preț rezonabil, care nu este prea accesibil.

Cum se face un cadru pentru plăci?

Pentru fabricarea cadrului viitorului generator se folosesc bare de lemn rezistente sau colțuri din aluminiu. Versiunea din lemn este considerată mai puțin practică, deoarece materialul necesită o prelucrare suplimentară pentru a evita degradarea și delaminarea ulterioară.

Pentru ca cadrul din lemn să reziste la sarcina operațională și să nu se descompună după prima ploaie, trebuie impregnat cu o compoziție specială care să protejeze copacul de umiditate

Aluminiul are caracteristici fizice mult mai atractive și, datorită ușurinței sale, nu exercită o sarcină inutilă pe acoperiș sau în altă structură de susținere în care este prevăzută instalarea unității.

În plus, datorită acoperirii anticorozive, metalul nu ruginește, nu putrezește, nu absoarbe umiditatea și tolerează cu ușurință efectele oricăror manifestări atmosferice agresive.

Pentru a crea o structură de rame din colțurile de aluminiu, prima dată este determinată dimensiunea viitorului panou. În versiunea standard, se utilizează 36 de fotocelule cu dimensiunea de 81 mm x 150 mm pentru fiecare bloc.

Pentru o operare ulterioară corectă, un fragment mic este lăsat între fragmente (aproximativ 3-5 mm). Acest spațiu vă permite să luați în considerare modificarea parametrilor de bază ai bazei expuse manifestărilor atmosferice. Drept urmare, dimensiunea totală a piesei este de 83 mm x 690 mm cu o lățime a colțului de cadru de 35 mm.

Vafurile din silicon, încadrate într-un profil de aluminiu, arată aproape ca produse fabricate din fabrică. Un cadru robust și robust oferă sistemului o etanșare impecabilă și oferă întregii structuri un nivel ridicat de rigiditate

După dimensionare, fragmentele necesare sunt tăiate din colțuri și, cu ajutorul elementelor de fixare, le asamblați în cadre. Un strat de material de etanșare siliconic este aplicat pe suprafața interioară a structurii, fiind foarte atent să nu existe goluri sau goluri.

Integritatea, rezistența și durabilitatea structurii montate depind de aceasta. Un material transparent de protecție (sticlă cu acoperire antireflectant, plexiglas sau policarbonat cu parametri speciali) este așezat deasupra și fixat în siguranță cu articole din metal (1 parte scurtă și 2 lungă a cadrului și 4 colțuri ale carcasei).

Pentru lucrul cu o șurubelniță și șuruburi cu diametrul adecvat. La final, suprafața transparentă este curățată cu grijă de praf și resturi mici.

Selectați elementul transparent

Principalele criterii pentru alegerea unui element transparent pentru a crea un generator:

• capacitatea de a absorbi radiațiile infraroșii;
• nivelul de refracție al luminii solare.

Cu cât este mai mic indicele de refracție, cu atât este mai mare eficiența napolitelor de siliciu. Plexiglasul și Plexiglasul au cea mai mică reflectanță a luminii. Policarbonatul are, de asemenea, departe de cele mai bune performanțe.

Pentru a crea structuri de rame pentru sisteme solare de uz casnic, se recomandă utilizarea sticlei transparente anti-reflectorizare sau a unui tip special de policarbonat cu acoperire anti-condensare, care asigură nivelul necesar de protecție termică, dacă este posibil.

Cele mai bune caracteristici în ceea ce privește absorbția radiațiilor infraroșii sunt plexiglasul și sticla cu absorbție termică puternică, cu opțiunea de absorbție în infraroșu. În sticlă simplă, aceste cifre sunt mult mai mici. Eficiența absorbției în infraroșu depinde de faptul că napolitane de siliciu sunt încălzite în timpul funcționării sau nu.

Dacă încălzirea se dovedește a fi minimă, fotocelulele vor dura mult timp și vor oferi randamente stabile. Supraîncălzirea plăcilor va duce la întreruperi în lucru și la eșecul rapid al fragmentelor individuale ale sistemului sau al întregului complex.

Instalarea fotocelelor de siliciu

Imediat înainte de instalare, paharele de siguranță plasate în rame de aluminiu sunt bine curățate de praf și degresate cu o compoziție care conține alcool.

Fotocelele achiziționate sunt așezate uniform pe substratul de marcare la o distanță de 3-5 milimetri unul de celălalt și marchează unghiurile structurii generale. Apoi continuați la lipirea elementelor - cea mai importantă și consumatoare de timp din ansamblul generatorului.

Lipirea elementelor active ale generatorului se efectuează conform schemei în care „+” sunt șinele din exterior, iar „-” sunt canalele situate în partea greșită a plăcii.

Pentru a conecta corect contactele, mai întâi aplicați un flux (acid pentru lipire) și lipire, apoi efectuați prelucrarea în secvență strictă de sus în jos. La final, toate rândurile sunt interconectate.

Următorul pas este dimensionarea fotocelelor. Pentru a face acest lucru, un pic de etanșare este stors în centrul fiecărei placi de siliciu, lanțurile formate ale elementelor sunt întoarse cu susul în jos și așezate în conformitate cu marcajele aplicate anterior.

Apăsați ușor farfuriile cu mâinile, fixându-le la locul potrivit. Acționează foarte atent, încercând să nu deterioreze sau să îndoaie materialul.

Contactele fotocelelor amplasate la margini sunt transmise către o magistrală separată (conductor de argint lat) ca „+” și „-”. În plus, complexul este echipat cu o diodă blocantă. Conectând cu contactele, acesta împiedică descărcarea bateriilor prin structura cadrului pe timp de noapte.

În partea de jos a cadrului, găuriți găuri prin care sunt scoase firele. Pentru a nu se înfunda, folosesc etanșant silicon în activitatea lor.

Următoarea galerie foto va prezenta etapele de asamblare a unui panou solar cu 60 de elemente:

Fotocelele asamblate prin lipire trebuie acum fixate pe bază. Poate fi lipit de placaj și acoperit cu sticlă. Cu toate acestea, în exemplu, lipirea se face mai întâi pe sticlă:

Pentru ca bateria, proiectată să acumuleze încărcare, să nu absoarbă energia generată de fotocelule, bateria sa solară este conectată prin intermediul diodei Stocks:

Asamblarea mini stației solare, pe care am oferit-o în exemplu, este realizată în conformitate cu diagrama prezentată în fotografie. În conexiune folosim un fir cu secțiune rezidențială de cupru de la 1 m²

Această mini-centrală este capabilă să producă până la 15 V. Trebuie menționat că productivitatea maximă va fi notată doar în zilele însorite fără nori. Pe vreme tulbure, dispozitivul va genera mult mai puțin sau nu va genera energie deloc. Prin urmare, bateria este selectată pentru ca stocul să fie suficient pentru cel puțin o zi.

Cum se testează unitatea montată?

Înainte de a sigila definitiv generatorul asamblat, acesta trebuie testat pentru a identifica eventualele defecțiuni în timpul procesului de lipire.Cea mai rezonabilă opțiune este să verificați fiecare rând soldat separat. Deci, imediat devine clar dacă contactele sunt conectate slab și este necesară reprocesarea.

Pentru test, utilizați un amperometru de uz casnic. Măsurarea se efectuează într-o zi însorită, înnorată, la ora prânzului (între 13 și 15 ore). Designul este așezat în curte și instalat într-un unghi adecvat.

Un amplificator de uz casnic ajută la măsurarea curentului real. Pe baza mărturiei sale, este posibilă determinarea nivelului de operabilitate a sistemului solar montat și identificarea neregulilor în secvența conexiunii celulelor solare din siliciu

Un ampermetru este conectat la contactele de ieșire ale bateriei solare și se măsoară curentul de scurtcircuit. Dacă dispozitivul arată rezultate peste 4,5 A, sistemul este complet corect și toate conexiunile sunt soldate clar și corect.

Datele inferioare care apar pe ecranul testerului indică încălcări care trebuie urmărite și re-soldate. În mod tradițional, generatoarele solare auto-fabricate din fotocelule cu un mic defect (grupa B) arată numere de la 5 la 10 amperi la test.

Agregatele producției din fabrică arată date cu 10-20% mai mari. Acest lucru se datorează faptului că în producție se folosesc pachete de siliciu din grupa A, care nu au niciun defect în structură.

Etapa finală de lucru

Dacă testul a arătat că bateria este complet funcțională, aceasta este sigilată cu un material de etanșare special din silicon sau un compus epoxidic mai scump și mai durabil.

Lucrarea oferă două moduri de realizare:

1. Turnare completă - când întreaga suprafață este acoperită cu o compoziție ermetică.
2. Prelucrare parțială - atunci când etanșantul se aplică numai elementelor extreme și spațiului gol dintre elemente.

Prima opțiune este considerată mai fiabilă și oferă sistemului o protecție completă împotriva factorilor externi. Fotocelulele sunt clar fixate la locul lor și funcționează corect cu eficiență maximă.

Pentru dimensionarea fotocelelor în interiorul carcasei, este recomandabil să folosiți un material de etanșare rezistent la îngheț, care să reziste la schimbări de temperatură accentuate și indicatori de minus scăzut

Când umplerea este gata, sigilantul este lăsat să „sechestreze”. Apoi acoperiți cu un element transparent și apăsați ferm pe plăci.

Pentru a oferi o protecție suplimentară și amortizare, unii meșteri recomandă plasarea spumei dense între suprafața plafonului de siliciu și partea din spate a cadrului. Acest lucru va face designul mai solid și va proteja împotriva fotocelelor fragile împotriva încărcărilor excesive.

Apoi, pe suprafață este pusă o sarcină, care acționează asupra straturilor și stoarce bule de aer din ele. Generatorul terminat este testat din nou și montat în cele din urmă pe un loc pregătit anterior.

Unde și cum să plasați generatorul?

Locația de instalare a generatorului solar este aleasă foarte atent și fără grabă. Plăcile care primesc lumină trebuie să fie plasate într-un unghi astfel încât razele să nu „cadă” pe suprafață perpendicular, ci, așa cum s-a spus, să „curgă” ușor de-a lungul ei.

În mod ideal, structura este poziționată astfel încât să rămână posibilă, dacă este necesar, să ajusteze unghiul de înclinare, în acest fel, „prinzând” cantitatea maximă de soare.

Este perfect acceptabil să furnizați un sistem solar de la panouri solare pe teren, dar cel mai adesea aleg acoperișul casei sau camera de utilitate pentru amplasare, și anume acea parte a acesteia care se confruntă cu partea cea mai consacrată, în special partea sudică a sitului.

Este foarte important să nu existe clădiri înalte și copaci puternici, care se întind în apropiere. Fiind în imediata apropiere, creează o umbră și interferează cu funcționarea completă a unității.

Pentru ca instalațiile solare să funcționeze eficient, ele trebuie păstrate curate și ordonate.Un strat de murdărie format pe suprafața panoului de captare reduce eficiența cu 10%, iar zăpada aderentă închide complet unitatea. Prin urmare, întreținerea regulată este o necesitate și ajută la menținerea modulelor în perfectă stare de funcționare.

Optimul mediu pentru instalarea unui generator solar este considerat a fi un unghi de înclinare a acoperișului de 45 °. Cu acest aranjament, celulele solare absorb fluxul solar foarte eficient și produc cantitatea de energie necesară pentru a asigura funcționarea corectă a casei.

Pentru a obține profituri reale de la panouri și pentru a oferi familiei medii cantitatea potrivită de energie, va trebui să luați 15-20 mp de suprafață de acoperiș sub un generator solar

Pentru partea europeană a țărilor CSI, se aplică indicatori ușor diferiți. Profesioniștii recomandă luarea ca bază a unui unghi de înclinare staționar de 50-60 °, iar în structurile mobile în timpul sezonului de iarnă, așezați bateriile la un unghi de 70 ° față de orizontală.

Vara, schimbați poziția și înclinați fotocelele într-un unghi de 30 °.

Prin instalarea panourilor generatoare pe un sistem de șine echipat cu opțiunea automată de urmărire solară, puteți crește eficiența recuperării cu 50%. Modulul va detecta în mod independent intensitatea razelor și se va regla la iluminarea maximă din zori până în amurg.

Imediat înainte de instalare, acoperișul este, de asemenea, consolidat și echipat cu suporturi durabile speciale, deoarece nu fiecare proiect are capacitatea de a rezista la întreaga greutate a echipamentului pentru convertirea energiei solare.

Pentru a instala în mod sigur și ferm un generator solar pe acoperiș, merită să cumpărați suporturi speciale. Sunt disponibile separat pentru fiecare tip de acoperiș și sunt întotdeauna disponibile în comerț. Când instalați între panouri și acoperiș, este obligatoriu să lăsați un gol pentru accesul adecvat al aerului și ventilația corectă a elementelor absorbante la soare

În unele cazuri, căptușele armate sunt plasate sub acoperiș, protejând acoperișul de colaps, ceea ce este posibil datorită încărcării crescute, care crește semnificativ în sezonul de iarnă, când zăpada se acumulează pe suprafața acoperișului.

Pentru a începe să funcționeze sistemul solar va necesita bateriiinvertor și controler de sarcină. Veți afla despre regulile de selectare a dispozitivelor și includerea lor în lanț din articolele recomandate de noi.

Concluzii și video util pe această temă

Caracteristici și nuanțe de fotocelule de lipit pentru a face un generator solar eficient cu propriile mâini acasă. Sfaturi și sfaturi pentru maeștri, idei interesante și bune practici personale.

Cum se testează corect o fotocelă și se măsoară parametrii de bază. Aceste informații sunt utile în calculele ulterioare ale numărului exact de plăci necesare pentru funcționarea completă a sistemului.

O descriere pas cu pas completă a procesului de colectare a bateriei solare pentru un generator acasă. Reguli de funcționare, de la achiziția elementelor necesare la testul general al dispozitivului fabricat.

Cunoașterea aranjamentului generatoarelor solare, asamblarea lor acasă nu este mare lucru. Desigur, munca va necesita atenție, acuratețe și scrupulozitate, dar rezultatul va justifica toate costurile financiare și ale forței de muncă. Unitatea completă va furniza complet clădirea cu energie termică și electricitate, creând nivelul necesar de confort pentru rezidenți.

Glisați imediat un proiect mare nu merită. Pentru început, are sens să încercați mâna la asamblarea unei unități mici și apoi, după ce stăpâniți complet toate nuanțele procesului, continuați cu construcția unei instalații mai puternice și pe scară largă.

Și ce metodă de construire a unei mini-centrale ai ales să echipezi o căsuță de vară? Vă rugăm să scrieți comentarii, să împărtășiți informații utile și fotografii pe tema articolului din blocul de mai jos. Puneți întrebări despre puncte controversate sau obscure.