Solárny generátor pre domácich majstrov: pokyny na výrobu alternatívnych zdrojov energie

Alternatívne zdroje energie, ktoré umožňujú vybaviť priestory teplom a elektrinou v požadovanom množstve - drahé „potešenie“, ktoré si vyžaduje značné finančné náklady na obstaranie, inštaláciu a inštaláciu.

Výroba solárneho generátora vlastnými rukami je pre mnohých domácich majstrov omnoho lacnejšia a cenovo prijateľná. Zvážte pokyny, ktoré popisujú všetky nuansy výrobného procesu.

Ako funguje solárny generátor?

Solárny generátor je komplex fotoelektrických polovodičových prvkov, ktoré sa priamo prevádzajú slnečná energia do elektrickej siete.

Kvanta produkovaná lúčmi svetla pri náraze na fotografickú platňu vyrazí elektrón z konečnej atómovej obežnej dráhy pracovného prvku. Tento efekt vytvára veľa voľných elektrónov, ktoré tvoria nepretržitý prúd elektrického prúdu.

Zostavenie solárneho generátora vlastnými rukami nie je vôbec potrebné, aby ste okamžite zostavili veľký komplex vo veľkom meradle. Môžete začať s malou jednotkou av prípade potreby v budúcnosti zvýšiť objem

Ako aktívny materiál sa používa kremík. Je vysoko efektívny a poskytuje koeficient fotoelektrickej konverzie v normálnom režime na úrovni 20% a za priaznivých podmienok - až 25%.

Vďaka výraznej účinnosti kremíkových fotobuniek generátory vyrábané na ich základe zaručujú vysokú účinnosť s relatívne malým objemom. Výkon jednotky merajúci 1 meter za hodinu produkuje 125 wattov, čo sa považuje za veľmi pôsobivý výsledok.

Tenká vrstva pasívnych chemických prvkov, ako je bór alebo fosfor, sa nanáša na jednu stranu kremíkovej doštičky.Na tomto povrchu dochádza v dôsledku intenzívneho vystavenia slnečnému žiareniu k aktívnemu uvoľňovaniu elektrónov. Fosforový film ich spoľahlivo drží na jednom mieste a neumožňuje odletieť.

Na pracovnej doske sú kovové „pásy“. Na nich sú postavené voľné elektróny, ktoré vytvárajú usporiadaný pohyb, to znamená elektrický prúd.

Miny dosiek zahŕňajú iba zložitosť a náklady na samotný proces čistenia kremíka a aby sa týmto problémom vyhli, aktívne ovládajú použitie alternatív vo forme gália, kadmia, india a rôznych zlúčenín medi. Silikónové prvky však zatiaľ nemajú skutočných konkurentov.

Najjednoduchší spôsob, ako zabudovať prevodník slnečnej energie na elektrickú energiu, je kúpiť si hotovú solárnu batériu a nainštalovať ju na strechu domu alebo garáže:

Čo potrebujete pre prácu?

Na výrobu generátora pozostávajúceho zo súpravy solárne panely, sú potrebné nástroje a materiály, ako napríklad:

• moduly na premenu slnečného svetla na energiu;
• hliníkové rohy;
• drevené lamely;
• drevotrieskové dosky;
• priehľadný prvok (sklo, plexisklo, plexisklo, polykarbonát) na vytvorenie ochrany kremíkových doštičiek;
• skrutky a skrutky rôznych veľkostí;
• hustá penová guma s hrúbkou 1,5 až 2,5 mm;
• vysoko kvalitný tmel;
• diódy, terminály a drôty;
• skrutkovač alebo súpravu skrutkovačov;
• spájkovačka;
• píla na drevo a kov (alebo brúska).

To, koľko materiálu bude potrebné, bude priamo závisieť od plánovanej veľkosti generátora. Rozsiahla práca bude vyžadovať ďalšie náklady, ale v každom prípade bude lacnejšia ako zakúpený modul.

Ochranný základ pre kremíkové doštičky môže byť vyrobený zo skla, plexiskla, polykarbonátu alebo plexiskla. Prvé tri materiály vytvárajú minimálnu stratu premieňanej energie, ale štvrtý prenáša lúče oveľa horšie a významne znižuje účinnosť celého komplexu

Na záverečné testovanie montovanej jednotky sa používa ampérmeter. To vám umožní zachytiť skutočnú efektívnosť inštalácie a pomôže určiť skutočnú návratnosť.

Výber typu prevodníka fotografií

Do-it-yourself aktivity na vytvorenie solárneho generátora s výberom typu fotovoltaického kremíkového konvertora

Tieto komponenty sú troch typov:

• amorfný;
• monokryštálov;
• polykryštalické.

Každá možnosť má svoje výhody a nevýhody a výber v prospech ktorejkoľvek z nich je založený na množstve finančných prostriedkov pridelených na nákup všetkých komponentov systému.

Vlastnosti amorfných odrôd

Amorfné moduly neobsahujú kryštalický kremík, ale jeho deriváty (silán alebo vodík kremíka). Striekaním vo vákuu sa nanášajú v najtenšej vrstve na kvalitnú kovovú fóliu, sklo alebo plast.

Hotové výrobky majú vybledlý, rozmazaný odtieň šedej. Viditeľné kremíkové kryštály na povrchu nie sú pozorované. Hlavná výhoda flexibilné solárne panely za primeranú cenu sa však považuje ich účinnosť, ktorá je veľmi nízka a pohybuje sa od 6 do 10%.

Amorfné solárne články na báze kremíka majú zvýšenú flexibilitu, vykazujú vysokú úroveň optickej absorpcie (20-krát vyššiu ako v prípade jednoduchých alebo polykryštalických analógov) a podstatne efektívnejšie fungujú pri oblačnom počasí

Špecifiká polykryštalických typov

polykryštalické solárne panely vyrobené postupným veľmi pomalým ochladzovaním kremíkovej taveniny. Výsledné produkty sa vyznačujú bohatou modrou farbou, majú povrch so zreteľným vzorom pripomínajúcim mrazivý obrazec a sú účinné v oblasti 14 až 18%.

Vyššej efektivite - produktivite bránia oblasti v materiáli, ktoré sú oddelené od všeobecnej štruktúry granulárnymi hranicami.

Polykryštalické fotobunky pracujú iba 10 rokov, ale počas tejto doby sa ich účinnosť neznížila. Na montáž výrobkov do jedného komplexu sa však nevyhnutne vyžaduje pevný a pevný základ, pretože plechy sú dosť tuhé a vyžadujú silnú a spoľahlivú podporu.

Charakteristika monokratilových možností

Monokryštálové moduly sa vyznačujú hustou tmavou farbou a pozostávajú z pevných kremíkových kryštálov. Ich účinnosť prevyšuje výkonnosť ostatných prvkov a predstavuje 18 - 22% (za priaznivých podmienok - do 25%).

Ďalšou výhodou je pôsobivá životnosť - podľa výrobcov starších ako 25 rokov. Pri dlhodobom používaní sa však účinnosť monokryštálov znižuje a po 10 až 12 rokoch už fotografická účinnosť nie je vyššia ako 13 - 17%.

Monokryštálové moduly sú podstatne drahšie ako iné typy zariadení. Vyrába sa umelým pestovaním kryštálov kremíka

Na vytvorenie solárneho generátora doma berú vlastnými rukami hlavne doštičky s rôznymi kryštálmi a monokryštály. Nakupujú sa v populárnych online obchodoch vrátane eBay alebo Aliexpress.

Vzhľadom na to, že solárne články sa oceňujú pomerne vysoko, mnohí dodávatelia ponúkajú zákazníkom produkty skupiny B, to znamená fragmenty s miernou chybou, ktoré sú vhodné na plnú prevádzku. Ich cena sa líši od štandardnej ceny o 40-60%, takže výber generátora stojí primeranú cenu, ktorá nie je príliš dostupná.

Ako vyrobiť rám pre taniere?

Na výrobu rámu budúceho generátora sa používajú odolné drevené lišty alebo hliníkové rohy. Drevená verzia sa považuje za menej praktickú, pretože materiál vyžaduje ďalšie spracovanie, aby sa zabránilo následnému rozkladu a delaminácii.

Aby drevený rám vydržal prevádzkové zaťaženie a nezmizol po prvom daždi, musí byť impregnovaný špeciálnym zložením, ktoré chráni strom pred vlhkosťou.

Hliník má oveľa atraktívnejšie fyzikálne vlastnosti a vzhľadom na svoju ľahkosť nevyvoláva zbytočné zaťaženie strechy alebo inej nosnej konštrukcie, kde sa plánuje inštalácia jednotky.

Okrem toho kov vďaka antikoróznemu povlaku nehrdzaví, nehnije, neabsorbuje vlhkosť a ľahko toleruje účinky agresívnych atmosférických prejavov.

Na vytvorenie rámovej konštrukcie z hliníkových rohov sa najprv určí veľkosť budúceho panelu. V štandardnej verzii sa používa 36 fotobuniek s rozmermi 81 mm x 150 mm na blok.

Pre správnu následnú operáciu je medzi fragmentami ponechaná malá medzera (asi 3-5 mm). Tento priestor umožňuje vziať do úvahy zmenu základných parametrov základne vystavenú atmosférickým prejavom. Výsledkom je celková veľkosť obrobku 83 mm x 690 mm so šírkou rohu rámu 35 mm.

Silikónové doštičky s hliníkovým profilom vyzerajú takmer ako výrobky vyrobené v továrni. Robustný a odolný rám poskytuje systému dokonalú tesnosť a dáva celej konštrukcii vysokú úroveň tuhosti

Po triedení sú potrebné úlomky vystrihnuté z rohov a pomocou upevňovacích prvkov ich zostavia do rámových rámov. Na vnútorný povrch štruktúry sa nanesie vrstva silikónového tmelu, pričom je treba dať pozor, aby tu neboli žiadne medzery alebo dutiny.

Od toho závisí integrita, pevnosť a trvanlivosť namontovanej konštrukcie. Ochranný priehľadný materiál (sklo s antireflexnou vrstvou, plexisklo alebo polykarbonát so špeciálnymi parametrami) je položený na vrch a bezpečne pripevnený kovovým tovarom (1 krátka a 2 dlhá časť rámu a 4 rohy puzdra).

Na prácu pomocou skrutkovača a skrutiek vhodného priemeru. Na konci je priehľadný povrch starostlivo očistený od prachu a drobných zvyškov.

Vyberte priehľadnú položku

Hlavné kritériá výberu priehľadného prvku na vytvorenie generátora:

• schopnosť absorbovať infračervené žiarenie;
• úroveň lomu slnečného svetla.

Čím nižší je index lomu, tým vyššia je účinnosť kremíkových doštičiek. Plexisklo a plexisklo majú najnižšiu odrazivosť svetla. Polykarbonát má tiež zďaleka najlepší výkon.

Na vytvorenie rámových štruktúr pre domáce solárne systémy sa odporúča používať antireflexné priehľadné sklo alebo špeciálny typ polykarbonátu s antikondenzačným náterom, ktorý podľa možnosti poskytuje potrebnú úroveň tepelnej ochrany.

Najlepšie vlastnosti z hľadiska absorpcie infračerveného žiarenia sú silné plexisklo a sklo absorbujúce teplo s možnosťou infračervenej absorpcie. V obyčajnom skle sú tieto čísla oveľa nižšie. Účinnosť infračervenej absorpcie závisí od toho, či sa kremíkové doštičky počas prevádzky zohrievajú alebo nie.

Ak sa ohrev ukáže byť minimálny, fotobunky vydržia dlho a poskytujú stabilný návrat. Prehrievanie dosiek bude mať za následok prerušenie práce a rýchle zlyhanie jednotlivých častí systému alebo celého komplexu.

Inštalácia kremíkových fotobuniek

Bezprostredne pred inštaláciou sa ochranné okuliare umiestnené v hliníkových rámoch dobre očistia od prachu a odmastia sa prostriedkom obsahujúcim alkohol.

Zakúpené fotobunky sa rovnomerne umiestnia na značkovací substrát vo vzdialenosti 3 až 5 milimetrov od seba a označia uhly celkovej štruktúry. Potom pokračujte spájkovaním prvkov - najdôležitejšou a časovo najnáročnejšou časťou zostavy generátora.

Spájkovanie aktívnych prvkov generátora sa uskutočňuje podľa schémy, v ktorej „+“ sú stopy na vonkajšej strane a „-“ sú kanály umiestnené na vnútornej strane platne.

Na správne pripojenie kontaktov najskôr naneste tavidlo (kyselina na spájkovanie) a spájku a potom vykonajte spracovanie v prísnom poradí zhora nadol. Na konci sú všetky riadky vzájomne prepojené.

Ďalším krokom je zmena veľkosti fotobuniek. Aby sa to dosiahlo, do stredu každého kremíkového plátu sa vtlačí malé množstvo tesniaceho prostriedku, vytvorené reťazce prvkov sa obrátia hore nohami a umiestnia sa v prísnom súlade s predchádzajúcimi označeniami.

Misky jemne zatlačte rukami a upevnite ich na správne miesto. Konajú veľmi opatrne a snažia sa materiál nepoškodiť alebo ohnúť.

Kontakty fotobuniek umiestnené na okrajoch sa privádzajú na samostatnú zbernicu (široký strieborný vodič) ako „+“ a „-“. Ďalej je komplex vybavený blokovacou diódou. Spojením s kontaktmi zabraňuje vybíjaniu batérií cez rámovú štruktúru v noci.

V spodnej časti rámu vyvŕtajte otvory, cez ktoré sú vytiahnuté drôty. Aby sa neklesli, používajú pri svojej práci silikónový tmel.

Nasledujúca fotogaléria predstaví kroky montáže solárneho panela s 60 prvkami:

Fotočlánky zostavené spájkou musia byť teraz pripevnené k základni. Môže byť prilepený na preglejku a pokrytý sklom. V tomto príklade sa však lepenie najskôr uskutočňuje na sklo:

Aby bola batéria navrhnutá tak, aby akumulovala náboj a aby neabsorbovala energiu generovanú fotobunkami, je jej solárna batéria pripojená prostredníctvom Stocksovej diódy:

Zostavenie mini solárnej stanice, ktoré sme uviedli v príklade, sa vykonáva v súlade so schémou uvedenou na fotografii. V spojení používame drôt s medeným obytným prierezom od 1 m²

Táto malá elektráreň je schopná generovať až 15 V. Je potrebné poznamenať, že maximálna produktivita sa zaznamená iba za slnečných dní bez mrakov. Pri oblačnom počasí bude zariadenie generovať oveľa menej alebo vôbec nebude generovať energiu. Preto je pre ňu vybraná batéria tak, aby zásoby boli dostatočné najmenej na jeden deň.

Ako otestovať namontovanú jednotku?

Pred konečným zapečatením zostaveného generátora sa musí odskúšať, aby sa zistili možné poruchy počas procesu spájkovania.Najrozumnejšou možnosťou je skontrolovať každý spájkovaný riadok osobitne. Okamžite sa teda ukáže, kde sú kontakty zle pripojené a je potrebné ich znovu spracovať.

Na skúšku použite ampérmeter pre domácnosť. Meranie sa uskutočňuje za oblačného slnečného dňa v poludnie (obdobie od 13 do 15 hodín). Konštrukcia je umiestnená vo dvore a inštalovaná pod príslušným uhlom.

Ampér pre domácnosť pomáha merať skutočný prúd. Na základe jeho svedectva je možné určiť úroveň prevádzkyschopnosti namontovanej slnečnej sústavy a zistiť nezrovnalosti v postupnosti pripojenia kremíkových solárnych článkov.

K výstupným kontaktom solárnej batérie je pripojený ampér a meria sa skratový prúd. Ak zariadenie vykazuje výsledky nad 4,5 A, systém je úplne správny a všetky pripojenia sú jasne a správne spájkované.

Nižšie údaje, ktoré sa zobrazujú na displeji testera, znamenajú porušenia, ktoré je potrebné sledovať a znova spájkovať. Tradične vyrábané solárne generátory vyrobené z fotobuniek s malou chybou (skupina B) vykazujú pri skúške čísla od 5 do 10 ampérov.

Agregáty priemyselnej výroby vykazujú údaje o 10 až 20% vyššie. Je to spôsobené skutočnosťou, že kremíkové doštičky skupiny A sa používajú pri výrobe, ktoré nemajú žiadnu štruktúru.

Záverečná fáza práce

Ak test ukázal, že batéria je plne funkčná, je utesnená špeciálnym silikónovým tmelom alebo nákladnejšou a odolnejšou epoxidovou zlúčeninou.

Práca poskytuje dva spôsoby realizácie:

1. Plné liatie - keď je celý povrch pokrytý hermetickou kompozíciou.
2. Čiastočné spracovanie - keď sa tmel nanáša iba na extrémne prvky a na voľný priestor medzi prvkami.

Prvá možnosť sa považuje za spoľahlivejšiu a poskytuje systému úplnú ochranu pred vonkajšími faktormi. Fotočlánky sú zreteľne upevnené a správne fungujú s maximálnou účinnosťou.

Na zmenu veľkosti fotobuniek vo vnútri krytu je vhodné použiť mrazuvzdorný tmel, ktorý odolá prudkým zmenám teploty a nízkym mínusovým indikátorom

Po dokončení plnenia sa tesniaci materiál nechá „zachytiť“. Potom prikryte priehľadným prvkom a pevne pritlačte k doštičkám.

Na zabezpečenie dodatočnej ochrany a odpruženia niektorí remeselníci odporúčajú medzi povrch kremíkovej doštičky a zadnú časť rámu umiestniť hustú penu. Vďaka tomu bude dizajn pevnejší a bude chránený pred krehkými fotobunkami pred nadmerným zaťažením.

Potom sa na povrch položí záťaž, ktorá pôsobí na vrstvy a vytlačí z nich vzduchové bubliny. Hotový generátor sa znovu otestuje a nakoniec namontuje na predtým pripravené miesto.

Kde a ako umiestniť generátor?

Miesto inštalácie solárneho generátora je vybrané veľmi starostlivo a bez zhonu. Doštičky, ktoré prijímajú svetlo, musia byť umiestnené pod uhlom tak, aby lúče „neklesli“ na povrch kolmo, ale, ako to bolo, jemne „prúdili“ pozdĺž neho.

V ideálnom prípade je štruktúra umiestnená tak, aby zostalo možné, ak je to potrebné, upraviť uhol sklonu, čím sa „zachytí“ maximálne množstvo slnka.

Je úplne prijateľné dodávať solárny systém solárne panely na zemi, ale najčastejšie si vyberajú strechu domu alebo technickú miestnosť na umiestnenie, konkrétne tú časť, ktorá je orientovaná na najviac zasvätenú, hlavne južnú stranu lokality.

Je veľmi dôležité, aby v blízkosti neboli žiadne vysoké budovy a silné, rozľahlé stromy. Keďže sú v tesnej blízkosti, vytvárajú tieň a narúšajú úplnú prevádzku jednotky.

Aby solárne zariadenia fungovali efektívne, musia byť udržiavané čisté a upratané.Vrstva nečistôt vytvorená na povrchu zachytávacieho panela znižuje účinnosť o 10% a priľnutý sneh úplne vypne jednotku. Pravidelná údržba je preto nevyhnutná a pomáha udržiavať moduly v bezchybnom stave.

Priemerný optimálny výkon pri inštalácii solárneho generátora sa považuje za uhol sklonu strechy 45 °. Pri tomto usporiadaní solárne články absorbujú solárny tok veľmi efektívne a produkujú množstvo energie potrebné na zabezpečenie správneho fungovania domu.

Aby ste získali skutočný výnos z panelov a poskytli priemernej rodine správne množstvo energie, budete musieť vziať 15 až 20 štvorcových metrov plochy povrchu pod solárny generátor.

Pre európsku časť krajín SNŠ sa uplatňujú mierne odlišné ukazovatele. Odborníci odporúčajú vziať za základ stacionárny uhol sklonu 50 - 60 ° a v pohyblivých štruktúrach počas zimnej sezóny umiestniť batérie pod uhlom 70 ° k horizontále.

V lete zmeňte polohu a nakloňte fotobunky pod uhlom 30 °.

Inštaláciou generátorových panelov na traťový systém vybavený možnosťou automatického sledovania slnka môžete zvýšiť účinnosť spätného chodu o 50%. Modul nezávisle detekuje intenzitu lúčov a prispôsobí sa maximálnemu osvetleniu od úsvitu do súmraku.

Bezprostredne pred inštaláciou je strecha dodatočne zosilnená a vybavená špeciálnymi odolnými podperami, pretože nie každá konštrukcia je schopná odolať plnej hmotnosti zariadenia na premenu slnečnej energie.

Pre spoľahlivú a pevnú inštaláciu solárneho generátora na strechu sa oplatí kúpiť špeciálne držiaky. Sú k dispozícii samostatne pre každý typ strešnej krytiny a sú vždy komerčne dostupné. Pri inštalácii medzi panelmi a strechou je nevyhnutné ponechať medzeru pre správny prístup vzduchu a správne vetranie prvkov absorbujúcich slnečné žiarenie.

V niektorých prípadoch sú vystužené krokvy umiestnené pod strechou, ktoré chránia strechu pred zrútením, čo je potenciálne možné v dôsledku zvýšeného zaťaženia, ktoré sa v zimnej sezóne výrazne zvyšuje, keď sa na povrchu strechy hromadí sneh.

Ak chcete začať pracovať solárny systém bude vyžadovať batériemenič a regulátor nabíjania, O pravidlách výberu zariadení a ich zaradení do reťazca sa dozviete z článkov, ktoré odporúčame.

Závery a užitočné video na túto tému

Funkcie a nuansy spájkovacích fotobuniek na výrobu účinného solárneho generátora s vlastnými rukami doma. Tipy a rady pre majstrov, zaujímavé nápady a osobné osvedčené postupy.

Ako správne otestovať fotobunku a zmerať jej základné parametre. Táto informácia je užitočná pri následných výpočtoch presného počtu štítkov potrebných na úplnú prevádzku systému.

Kompletný podrobný opis procesu zhromažďovania solárnej batérie pre generátor doma. Prevádzkové predpisy, od získania potrebných prvkov až po všeobecnú skúšku vyrobeného zariadenia.

Znalosť usporiadania solárnych generátorov, ich montáž doma nie je veľký problém. Práca si, samozrejme, bude vyžadovať pozornosť, presnosť a obozretnosť, ale výsledok odôvodní všetky finančné a mzdové náklady. Celá jednotka bude kompletne poskytovať budovu teplo a elektrinu, čo vytvára potrebnú úroveň pohodlia pre obyvateľov.

Okamžité prejdenie prstom pri veľkom projekte to nestojí. Na začiatok je rozumné vyskúšať si zostavenie malej jednotky a potom, ako ste dokonale zvládli všetky nuansy procesu, pokračujte vo výstavbe výkonnejšej a rozsiahlejšej inštalácie.

A aký spôsob výstavby mini-elektrárne ste si vybrali na vybavenie letnej chaty? Do nasledujúceho bloku napíšte komentáre, zdieľajte užitočné informácie a fotografie na tému článku. Pýtajte sa na kontroverzné alebo nejasné body.