Ako vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami: návod na montáž

Solárne panely sú zdrojom energie, ktorú možno použiť na výrobu elektriny alebo tepla pre nízkopodlažnú budovu. Tu sú len solárne panely majú vysoké náklady a nie sú k dispozícii pre väčšinu obyvateľov našej krajiny. Súhlasíte?

Keď je solárny panel vyrobený vlastnými rukami, je to ďalšia vec - náklady sa výrazne znížia a taký dizajn nefunguje horšie ako priemyselný panel. Preto, ak vážne uvažujete o kúpe alternatívneho zdroja elektriny, skúste to urobiť sami - nie je to príliš ťažké.

Článok sa zameria na výrobu solárnych panelov. Povieme vám, aké materiály a nástroje na to budú potrebné. A o niečo nižšie nájdete podrobné pokyny s ilustráciami, ktoré jasne dokazujú postup práce.

Stručne o zariadení a práci

Energia slnka sa môže premeniť na teplo, keď je zdrojom energie teplonosná tekutina alebo elektrická energia zhromaždená v batériách. Batéria je generátor, ktorý pracuje na princípe fotoelektrického efektu.

Premena energie slnka na elektrinu nastane po vstupe slnečného svetla do doskových solárnych článkov, ktoré sú hlavnou časťou batérie.

V tomto prípade svetelné kvanty „uvoľňujú“ svoje elektróny z extrémnych dráh. Tieto voľné elektróny dávajú elektrický prúd, ktorý prechádza cez ovládač a akumuluje sa v batérii, a odtiaľ vedie k spotrebiteľom energie.

Silikónové prvky fungujú ako fotobunky. Kremíková doštička je na jednej strane potiahnutá veľmi tenkou vrstvou fosforu alebo bóru - pasívnym chemickým prvkom.

Na tomto mieste sa pod vplyvom slnečného žiarenia uvoľňuje veľké množstvo elektrónov, ktoré drží fosforový film a neletí.

Na povrchu platne sú kovové stopy, na ktorých sa voľné elektróny zarovnávajú a vytvárajú usporiadaný pohyb, t.j. elektrický prúd.

Čím viac takýchto kremíkových doštičiek-fotočlánkov, tým viac elektrického prúdu sa dá získať. Prečítajte si viac o princípe činnosti solárnej batérie ďalej.

Vrchná vrstva doštičiek fotobuniek je potiahnutá vrstvou, ktorá neumožňuje odraz slnečného svetla z dosiek, čím sa zvyšuje ich účinnosť.

Materiály na vytvorenie solárnej dosky

Ak chcete začať vyrábať solárnu batériu, musíte zásobiť tieto materiály:

• silikátové doštičkové fotobunky;
• drevotrieskové dosky, hliníkové rohy a lišty;
• tuhá penová guma s hrúbkou 1,5 - 2,5 cm;
• priehľadný prvok, ktorý slúži ako základ pre kremíkové doštičky;
• skrutky, skrutky;
• silikónový tmel na vonkajšie použitie;
• elektrické drôty, diódy, svorky.

Potrebné množstvo materiálu závisí od veľkosti vašej batérie, ktorá je najčastejšie obmedzená počtom dostupných fotobuniek. Z nástrojov, ktoré potrebujete: skrutkovač alebo súpravu skrutkovačov, píla na kov a drevo, spájkovačka. Na testovanie hotovej batérie potrebujete tester-ampérmeter.

Teraz zvážte najdôležitejšie materiály podrobnejšie.

Kremíkové doštičky alebo fotobunky

Pre batérie existujú tri typy solárnych článkov:

• polykryštalické;
• monokryštálov;
• amorfné.

Polykryštalické doštičky sa vyznačujú nízkou účinnosťou. Veľkosť priaznivého účinku je približne 10 - 12%, ale tento ukazovateľ sa v priebehu času neznižuje. Trvanie polykryštálov je 10 rokov.

Solárna batéria je zostavená z modulov, ktoré sú zase tvorené fotovoltaickými meničmi. Batérie s tvrdými kremíkovými fotobunkami sú druhom sendviča s postupne usporiadanými vrstvami upevnenými v hliníkovom profile

Monokryštalické fotobunky sa vyznačujú vyššou účinnosťou 13 - 25% a dlhou životnosťou viac ako 25 rokov. Postupom času sa však účinnosť jednotlivých kryštálov znižuje.

Konvertory monokryštálov sa získavajú rezaním umelo vypestovaných kryštálov, čo vysvetľuje najvyššiu fotovodivosť a produktivitu.

Filmové fotokonvertory sa získavajú nanesením tenkej vrstvy amorfného kremíka na pružný povrch polyméru

Flexibilné amorfné kremíkové batérie sú najmodernejšie. Fotoelektrický konvertor je nastriekaný alebo nanesený na polymérny základ. Účinnosť v oblasti 5 - 6%, ale filmové systémy sa inštalujú mimoriadne pohodlne.

Pomerne nedávno sa objavili filmové systémy s amorfnými fotokonvertormi. Je to veľmi jednoduchá a mimoriadne lacná forma, ale rýchlejšia ako súperi, ktorí strácajú spotrebiteľské kvality.

Nie je vhodné používať fotobunky rôznych veľkostí. V tomto prípade bude maximálny prúd generovaný batériami obmedzený prúdom najmenšieho článku.Preto väčšie platne nebudú pracovať pri plnej kapacite.

Pri kúpe fotobuniek sa opýtajte predajcu na spôsob doručenia, väčšina predajcov používa metódu voskovania, aby sa zabránilo deštrukcii krehkých prvkov.

Najčastejšie sa pri batériách vyrábaných samostatne používajú monokryštalické a polykryštalické fotobunky s rozmermi 3 x 6 palcov, ktoré je možné objednať v internetových obchodoch ako E-buy.

Náklady na solárne články sú pomerne vysoké, ale mnoho obchodov predáva tzv. Prvky skupiny B. Výrobky zaradené do tejto skupiny sú chybné, ale vhodné na použitie a ich náklady sú nižšie ako náklady na štandardné platne o 40 - 60%.

Väčšina internetových obchodov predáva solárne články v sadách 36 alebo 72 fotovoltaických konverzných dosiek. Na pripojenie jednotlivých modulov k batérii budú potrebné autobusy a na pripojenie k systému budú potrebné terminály.

Drátový model a priehľadný prvok.

Rám pre budúci panel môže byť vyrobený z drevených latiek alebo hliníkových rohov.

Druhá možnosť je výhodnejšia z niekoľkých dôvodov:

• Hliník je ľahký kov, ktorý nespôsobuje vážne zaťaženie nosnej konštrukcie, na ktorú sa plánuje inštalácia batérie.
• Pri vykonávaní antikoróznej úpravy hliník nie je náchylný na hrdzu.
• Neabsorbuje vlhkosť z prostredia, nehnije.

Pri výbere priehľadného prvku je potrebné venovať pozornosť takým parametrom, ako je index lomu slnečného svetla a schopnosť absorbovať infračervené žiarenie.

Účinnosť fotobuniek bude priamo závisieť od prvého ukazovateľa: čím nižší je index lomu, tým vyššia je účinnosť kremíkových doštičiek.

Plexisklo alebo jeho lacnejšia verzia, plexisklo, má minimálnu odrazivosť svetla. Polykarbonát má mierne nižší index lomu.

Hodnota druhého ukazovateľa určuje, či sa kremíkové fotobunky samy zahrievajú alebo nie. Čím menej sa platne zahrievajú, tým dlhšie vydržia. IR žiarenie najlepšie absorbuje špeciálny plexisklo absorbujúce teplo a sklo s IR absorpciou. Trochu horšie - obyčajné sklo.

Pokiaľ je to možné, najlepšou možnosťou by bolo použitie priehľadného skla s antireflexnou vrstvou ako priehľadného prvku.

Podľa pomeru nákladov k indexom lomu svetla a absorpcie infračerveného žiarenia je plexiskla najlepšou voľbou pre výrobu solárnych článkov.

Dizajn systému a výber miesta

Konštrukcia solárneho systému zahŕňa výpočet požadovanej veľkosti solárnej platne. Ako bolo uvedené vyššie, veľkosť batérie je zvyčajne obmedzená drahými fotobunkami.

Solárna batéria musí byť nainštalovaná v určitom uhle, ktorý by zabezpečil maximálne vystavenie kremíkovým doštičkám slnečného žiarenia. Najlepšou možnosťou sú batérie, ktoré môžu meniť uhol.

Miesto pre inštaláciu solárnych dosiek môže byť najrozmanitejšie: na zemi, na šikmej alebo plochej streche domu, na strechách technických miestností.

Jedinou podmienkou je, že batéria by mala byť umiestnená na slnečnej strane pozemku alebo domu, nie v tieni vysokej koruny stromov. V tomto prípade musí byť optimálny uhol sklonu vypočítaný pomocou vzorca alebo pomocou špecializovanej kalkulačky.

Uhol sklonu bude závisieť od umiestnenia domu, ročného obdobia a podnebia. Je žiaduce, aby batéria mala schopnosť meniť uhol sklonu po sezónnych zmenách výšky slnka, pretože pracujú tak efektívne, ako je to možné, keď slnečné svetlo dopadá presne kolmo na povrch.

Pre európsku časť krajín SNŠ je odporúčaný stacionárny uhol sklonu 50 - 60 °. Ak konštrukcia poskytuje zariadenie na zmenu uhla sklonu, potom je v zime lepšie umiestniť batérie pod uhlom 70 ° k obzoru, v lete pod uhlom 30 °.

Výpočty ukazujú, že 1 štvorcový meter slnečnej sústavy umožňuje získať 120 wattov. Preto je možné pomocou výpočtov zistiť, že na to, aby sa priemernej rodine poskytla elektrina v množstve 300 kW mesačne, je potrebná solárna sústava najmenej 20 metrov štvorcových.

Okamžitá inštalácia takéhoto solárneho systému bude problematická. Ale aj inštalácia 5 metrovej batérie pomôže ušetriť energiu a mierne prispeje k ekológii našej planéty. Odporúčame tiež, aby ste sa oboznámili so zásadou výpočtu požadovaného množstva. solárne panely.

Solárna batéria môže byť použitá ako záložný zdroj energie s častými výpadkami centralizovaného napájania. Pre automatické prepínanie je potrebné zabezpečiť nepretržitý energetický systém.

Takýto systém je výhodný v tom, že pri použití tradičného zdroja elektriny sa nabíjanie uskutočňuje súčasne batéria solárneho systému, Zariadenie slúžiace na solárnu batériu sa nachádza vo vnútri domu, preto je potrebné zabezpečiť mu špeciálnu miestnosť.

Pri umiestňovaní batérií na naklonenú strechu domu nezabudnite na uhol sklonu panelu, ideálne, keď má batéria zariadenie na sezónne kolísanie uhla sklonu.

Inštalácia solárneho panela v krokoch

Výberom miesta na umiestnenie solárneho panelu a zariadenia na údržbu solárneho systému, ako aj disponovania potrebným materiálom a náradím môžete začať s inštaláciou batérie.

Pri inštalácii je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, najmä ak inštalácia hotového panelu na streche domu. Zvážte podrobný algoritmus, ako vyrobiť solárnu batériu.

Krok č. 1 - spájkovanie kontaktov kremíkových doštičiek

Inštalácia domácej solárnej batérie sa často začína spájkovaním vodičov fotobuniek. Samozrejme, ak máte príležitosť, je najlepšie kúpiť solárne články okamžite s vodičmi, napr Spájkovanie je veľmi náročná a starostlivá práca, ktorá si vyžaduje veľa času.

Spájkovanie sa vykonáva nasledovne:

1. Odoberie sa kremíková fotobunka bez vodičov a kovový pásový vodič.
2. Vodiče sa odrežú pomocou kartónu, ich dĺžka je 2-krát väčšia ako veľkosť kremíkovej doštičky.
3. Vodič je úhľadne usporiadaný na doske. Na jednom prvku - dva vodiče.
4. Na miesto, kde sa bude spájkovanie vykonávať, je potrebné pri práci so spájkou použiť kyselinu.
5. Spájkujte spájkovačkou opatrným pripojením vodiča k doske.

Počas spájkovania nestláčajte silikátový prvok, pretože je veľmi krehký a môže sa zrútiť! Ak budete mať šťastie a zakúpili ste fotobunky s pripravenými kontaktmi, ušetríte tým dlhou a náročnou prácou a okamžite pristúpite k výrobe rámu pre budúcu batériu.

Spájkovacie kontakty pre chybné fotobunky skupiny B sa vykonávajú rovnakým smerom rovnakým spôsobom ako pre celé platne

Krok č. 2 - vytvorenie rámu pre solárny panel

Rám je miesto, kde budú nainštalované fotobunky.Na výrobu rámu sa berú hliníkové rohy a lamely, z ktorých sa rámy skladajú. Odporúčaná veľkosť rohu je 70 - 90 mm.

Silikónový tmel sa nanáša na kovové rohy. Tesniace rohy sa musia vykonávať opatrne, od toho závisí trvanlivosť celej konštrukcie.

Keď je hliníkový rám pripravený, pokračujte výrobou zadného krytu. Zadné puzdro je drevená škatuľka vyrobená z drevotriesky s nízkymi bočnicami.

Vysoké strany vytvoria na fotobunkách tieň, takže ich výška by nemala prekročiť 2 cm. Strany sa priskrutkujú pomocou skrutiek s vnútorným závitom a skrutkovača.

V spodnej časti skrinky sú vetracie otvory vyrobené z drevotriesky. Vzdialenosť medzi otvormi je asi 10 cm av hliníkovom ráme je zabudovaný priehľadný prvok (plexisklo, sklo s odrazovým sklom, plexisklo).

Priehľadný prvok je stlačený a upevnený, jeho pripevnenie sa vykonáva pomocou hardvéru: 4 v rohoch, ako aj 2 z dlhej a 1 z krátkej strany rámu. Hardvér upevnite pomocou skrutiek.

Rám pre solárnu batériu je pripravený a môžete prejsť k najdôležitejšej časti - inštalácii solárnych článkov. Pred inštaláciou je potrebné plexisklo očistiť od prachu a odmastiť kvapalinou obsahujúcou alkohol.

Krok č. 3 - montáž fotobuniek z kremíkových doštičiek

Montáž a spájkovanie kremíkových doštičiek je časovo najnáročnejšou súčasťou vytvárania vlastného solárneho panelu. Najskôr položíme fotobunky na plexisklo s modrými doskami dole.

Ak zostavujete batériu prvýkrát, môžete použiť substrát na označenie, aby ste doštičky umiestnili presne v malej (3 - 5 mm) vzdialenosti od seba.

1. Spájkujeme fotobunky podľa nasledujúcej schémy zapojenia: „+“ stopy sú umiestnené na prednej strane platne, „-“ - na zadnej strane. Pred spájkovaním opatrne naneste tavidlo a spájku na pripojenie kontaktov.
2. Spájkujeme všetky fotobunky postupne v radoch zhora nadol. Riadky by potom mali byť vzájomne prepojené.
3. Ako sa držať fotobuniek. Na tento účel naneste malé množstvo tesniaceho prostriedku na stred každého kremíkového plátu.
4. Výsledné reťazce otočíme tak, aby fotobunky smerovali nahor (kde sú modré doštičky) hore a umiestnili sa doštičky podľa značiek, ktoré boli použité skôr. Opatrne stlačte každú dosku a zaistite ju na svojom mieste.
5. Kontakty extrémnych fotobuniek sú zobrazené na zbernici „+“ a „-“. Pre pneumatiku sa odporúča širší strieborný vodič.
6. Solárna batéria musí byť vybavená blokovacou diódou, ktorá sa pripája ku kontaktom a zabraňuje vybíjaniu batérií cez štruktúru v noci.
7. V spodnej časti rámu vyvŕtame otvory pre výstup drôtov smerom von.

Vodiče musia byť pripevnené k rámu tak, aby sa nezávesali, môžete to urobiť pomocou silikónového tmelu.

Krok č. 4 - testovanie batérie pred utesnením

Testovanie solárneho panela sa musí vykonať pred jeho utesnením, aby bolo možné vylúčiť poruchy, ktoré sa často vyskytujú počas spájkovania. Najlepšie je testovať po spájkovaní každej rady prvkov - je oveľa ľahšie zistiť, kde sú kontakty zle pripojené.

Na testovanie budete potrebovať bežný ampérmeter pre domácnosť. Merania sa musia vykonávať za slnečného dňa o 13-14 hodín, slnko by sa nemalo zakryť mračnami.

Vyberieme batériu na ulicu a inštalujeme v súlade s predtým vypočítaným uhlom sklonu. Pripojíme ampérmeter ku kontaktom batérie a merame skratový prúd.

Význam skúšky je, že pracovná sila elektrického prúdu by mala byť o 0,5 - 1,0 A nižšia ako skratový prúd. Odčítané hodnoty zariadenia by mali byť vyššie ako 4,5 A, čo naznačuje funkčnosť solárnej batérie.

Ak tester dáva menšie hodnoty, potom je niekde pravdepodobne prerušená sekvencia pripojenia fotobuniek.

Zvyčajne domáce solárna batéria, skonštruovaný z fotobuniek skupiny B, má odčítanie 5 - 10 A, čo je o 10 - 20% menej ako v prípade priemyselných solárnych panelov.

Krok č. 5 - utesnenie fotobuniek umiestnených v puzdre

Utesnenie je možné vykonať iba uistením sa, že batéria funguje. Na utesnenie je najlepšie použiť epoxidovú zlúčeninu, ale vzhľadom na to, že spotreba materiálu bude veľká a jeho náklady sú približne 40 - 45 dolárov. Ak je to trochu drahé, môžete namiesto toho použiť rovnaký silikónový tmel.

Pri použití silikónového tmelu dávajte prednosť tomu, ktorý je uvedený na obale, čo naznačuje, že je vhodný na použitie pri teplotách pod nulou

Existujú dva spôsoby, ako zapečatiť:

• úplné vyplnenie, keď sú panely vyplnené tmelom;
• nanášanie tmelu na priestor medzi fotobunkami a na najvzdialenejšie prvky.

V prvom prípade bude tesnenie spoľahlivejšie. Po naliatí by sa mal tmel vytvrdnúť. Potom sa plexisklo umiestni na vrch a pritlačí sa pevne na dosky potiahnuté silikónom.

Aby sa zabezpečilo tlmenie a dodatočná ochrana medzi zadným povrchom fotobuniek a rámom z drevotriesky, mnoho remeselníkov odporúča inštalovať podložku z tvrdej penovej gumy širokej 1,5 - 2,5 cm.

Toto je voliteľné, ale žiaduce, pretože kremíkové doštičky sú dosť krehké a ľahko sa poškodia.

Po inštalácii plexiskla sa na konštrukciu položí záťaž, pod vplyvom ktorej sa vytlačujú vzduchové bubliny. Solárny panel je pripravený a po opakovanom testovaní môže byť nainštalovaný na vopred zvolenom mieste a pripojený k solárnemu systému vášho domu.

Závery a užitočné video na túto tému

Prehľad fotobuniek objednaných v čínskom internetovom obchode:

Video inštrukcia na výrobu solárnej batérie:

Vytvorenie solárnej batérie vlastnými rukami nie je ľahká úloha. Účinnosť väčšiny týchto batérií je o 10 - 20% nižšia ako účinnosť priemyselných panelov. Najdôležitejšou vecou pri návrhu solárnej batérie je výber a inštalácia solárnych článkov správne.

Nepokúšajte sa okamžite vytvoriť obrovský panel. Pokúste sa najprv postaviť malé zariadenie, aby ste pochopili všetky nuansy tohto procesu.

Máte praktické skúsenosti s tvorbou solárnych panelov? Prosím, podeľte sa o svoje skúsenosti s návštevníkmi našich stránok - napíšte komentáre do nižšie uvedeného bloku. Tu môžete klásť otázky týkajúce sa témy článku.