Hur man gör ett solbatteri med dina egna händer: självmonteringsinstruktion

Solpaneler är en energikälla som kan användas för att generera el eller värme för en lågbyggnad. Här är bara solpaneler har en hög kostnad och är inte tillgängliga för de flesta invånare i vårt land. Håller du med?

Det är en annan sak när en solpanel tillverkas med dina egna händer - kostnaderna reduceras avsevärt, och en sådan design fungerar inte sämre än en industripanel. Om du allvarligt funderar på att köpa en alternativ elkälla kan du försöka göra det själv - det är inte så svårt.

Artikeln kommer att fokusera på tillverkning av solpaneler. Vi kommer att berätta vilka material och verktyg som krävs för detta. Och lite nedan hittar du steg-för-steg-instruktioner med illustrationer som tydligt visar framstegen i arbetet.

Kort om enheten och arbetet

Solens energi kan omvandlas till värme när energikällan är en värmeöverföringsvätska eller till elektrisk energi som samlas in i batterier. Batteriet är en generator som arbetar med principen om den fotoelektriska effekten.

Omvandlingen av solens energi till elektricitet inträffar efter att solljus kommer in i platt-solcellerna, som utgör huvuddelen av batteriet.

I det här fallet "släpper" ljuskvanta sina elektroner från extrema banor. Dessa fria elektroner ger en elektrisk ström som passerar genom regulatorn och ackumuleras i batteriet, och därifrån går den till energikonsumenter.

Kiselelement fungerar som fotocellplattor. En kiselskiva är belagd på ena sidan med ett mycket tunt lager fosfor eller bor - ett passivt kemiskt element.

På denna plats, under påverkan av solljus, släpps ett stort antal elektroner, som hålls av fosforfilmen och inte flyger isär.

Det finns metallspår på plattans yta, på vilka fria elektroner står i linje och bildar en ordnad rörelse, dvs. elektrisk ström.

Ju mer sådana kiselskivafotoceller, desto mer elektrisk ström kan erhållas. Läs mer om principen om användning av solbatteriet ytterligare.

Det översta lagret på fotocellplattorna är belagt med ett skikt som inte tillåter reflektion av solljus från plattorna, vilket ökar deras effektivitet

Material för att skapa en solplatta

Börja bygga ett solbatteri måste du fylla på följande material:

• silikatplatta-fotoceller;
• spånskivor, aluminiumhörn och lister;
• styvt skumgummi med en tjocklek av 1,5-2,5 cm;
• ett transparent element som fungerar som bas för kiselskivor;
• skruvar, skruvar;
• silikontätning för utomhusbruk;
• elektriska ledningar, dioder, terminaler.

Mängden material som krävs beror på batteriets storlek, som oftast begränsas av antalet tillgängliga fotoceller. Av de verktyg du behöver: en skruvmejsel eller en uppsättning skruvmejslar, en bågsåg för metall och trä, en lödkolv. För att testa det färdiga batteriet behöver du en tester-ammeter.

Tänk nu på de viktigaste materialen mer detaljerat.

Kiselskivor eller fotoceller

Det finns tre typer av solceller för batterier:

• polykristallina;
• enkristall;
• amorfa.

Polykristallina skivor kännetecknas av låg effektivitet. Storleken på den gynnsamma effekten är cirka 10 - 12%, men denna indikator minskar inte med tiden. Polykristallernas varaktighet är 10 år.

Solbatteriet är sammansatt av moduler, som i sin tur består av fotovoltaikomvandlare. Batterier med hårda kiselfotoceller är en typ av smörgås med sekventiellt arrangerade lager fixerade i en aluminiumprofil

Monokristallina fotoceller har en högre effektivitet på 13-25% och en lång livslängd på över 25 år. Med tiden minskar emellertid effektiviteten hos enstaka kristaller.

Enkristallomvandlare erhålls genom sågning av konstgjorda odlade kristaller, vilket förklarar den högsta fotokonduktiviteten och produktiviteten.

Filmfotokonverterare erhålls genom applicering av ett tunt skikt av amorft kisel på en polymerflexibel yta

Flexibla amorfa kiselbatterier är de mest avancerade. Den fotoelektriska omvandlaren sprayas eller deponeras på en polymerbas. Effektivitet i området 5 - 6%, men filmsystem är extremt praktiska att installera.

Filmsystem med amorfa fotokonverterare dök upp relativt nyligen. Detta är en extremt enkel och extremt billig form, men snabbare än konkurrenter som förlorar konsumentkvaliteter.

Det är olämpligt att använda fotoceller i olika storlekar. I detta fall kommer den maximala ström som genereras av batterierna att begränsas av strömmen i den minsta cellen.Därför fungerar inte större plattor med full kapacitet.

När du köper fotoceller, fråga säljaren om leveransmetoden, de flesta säljare använder vaxningsmetoden för att förhindra förstörelse av bräckliga element

För självgjorda batterier används oftast monokristallina och polykristallina fotoceller med en storlek på 3 x 6 tum, som kan beställas i onlinebutiker som E-buy.

Kostnaden för solceller är ganska hög, men många butiker säljer de så kallade elementen i grupp B. Produkter tilldelade denna grupp är defekta, men lämpliga att använda, och deras kostnader är lägre än för standardplattor med 40-60%.

De flesta onlinebutiker säljer solceller i uppsättningar av 36 eller 72 fotovoltaiska omvandlingsplattor. För att ansluta enskilda moduler till batteriet krävs bussar och terminaler behövs för att ansluta till systemet.

Wireframe och transparent element.

Ramen för den framtida panelen kan vara tillverkad av träspjäll eller aluminiumhörn.

Det andra alternativet är mer föredraget av flera orsaker:

• Aluminium är en lätt metall som inte ger någon allvarlig belastning på den bärande strukturen som batteriet planeras installeras på.
• Vid utförande av korrosionsbehandling är aluminium inte känsligt för rost.
• Absorberar inte fukt från miljön, ruttnar inte.

När du väljer ett transparent element är det nödvändigt att uppmärksamma sådana parametrar som solskenets brytningsindex och förmågan att absorbera infraröd strålning.

Effektiviteten hos fotoceller beror direkt på den första indikatorn: ju lägre brytningsindex, desto högre effektivitet hos kiselskivor.

Plexiglas eller dess billigare version, Plexiglas, har den minimala ljusreflektionen. Polykarbonat har något lägre brytningsindex.

Värdet på den andra indikatorn avgör om kiselfotocellerna själva kommer att värmas upp eller inte. Ju mindre plattorna värms upp, desto längre håller de. IR-strålning absorberas bäst av ett speciellt värmeabsorberande plexiglas och glas med IR-absorption. Lite värre - vanligt glas.

Om möjligt är det bästa alternativet att använda ett reflekterande genomskinligt glas som ett transparent element.

Beroende på förhållandet mellan kostnad och brytningsindex för ljus och absorption av infraröd strålning är plexiglas det bästa alternativet för tillverkning av solceller

Systemdesign och webbplatsval

Solsystemets utformning inkluderar beräkningen av den nödvändiga storleken på solplattan. Som nämnts ovan är batteriets storlek vanligtvis begränsad av dyra fotoceller.

Solbatteriet måste installeras i en viss vinkel, vilket säkerställer maximal exponering för kiselskivor för solljus. Det bästa alternativet är batterier som kan ändra vinkeln.

Platsen för att installera solplattor kan vara den mest varierande: på marken, på ett hus eller ett tak på ett hus, på taken i tvättstugor.

Det enda villkoret är att batteriet ska placeras på den soliga sidan av platsen eller huset, inte skuggat av en hög trädkrona. I detta fall måste den optimala lutningsvinkeln beräknas med formeln eller med en specialberäknare.

Lutningsvinkeln kommer att bero på husets läge, säsong och klimat. Det är önskvärt att batteriet har förmågan att ändra lutningsvinkeln efter säsongsförändringar i solens höjd, eftersom de fungerar så effektivt som möjligt när solljuset faller strikt vinkelrätt mot ytan.

För den europeiska delen av OSS-länderna är den rekommenderade stationära lutningsvinkeln 50-60 º. Om konstruktionen ger en anordning för att ändra lutningsvinkeln, är det bättre på vintern att placera batterierna vid 70 º till horisonten, på sommaren i en vinkel på 30 º

Beräkningar visar att 1 kvadratmeter av solsystemet gör det möjligt att få 120 watt. Därför kan man genom beräkningar fastställa att för att ge den genomsnittliga familjen el med en mängd av 300 kW per månad krävs ett solsystem på minst 20 kvadratmeter.

Omedelbart installation av ett sådant solsystem kommer att vara problematiskt. Men även om du installerar ett 5-metersbatteri kommer det att spara energi och ge ett blygsamt bidrag till vår planet. Vi rekommenderar också att du bekanta dig med principen för beräkning av den erforderliga mängden. solpaneler.

Solbatteriet kan användas som reservenergikälla med ofta avstängning av centraliserad strömförsörjning. För automatisk omkoppling måste ett oavbrutbart kraftsystem tillhandahållas.

Ett sådant system är bekvämt på det sättet att vid användning av en traditionell källa för el utförs laddning samtidigt solsystembatteri. Utrustningen som betjänar solbatteriet finns i huset, därför är det nödvändigt att tillhandahålla ett speciellt rum.

Glöm inte panelens lutningsvinkel när du placerar batterier på ett lutande tak i huset, perfekt när batteriet har en anordning för säsongsvariationer av lutningsvinkeln

Installera en solpanel i steg

Du kan börja installera batteriet genom att välja en plats att placera en solpanel och utrustning för service av solsystemet, samt att ha alla nödvändiga material och verktyg.

Under installationen är det nödvändigt att följa säkerhetsåtgärder, särskilt när installation av den färdiga panelen på husets tak. Överväg en steg-för-steg-algoritm för hur man skapar ett solbatteri.

Steg # 1 - lödning av silikonskivakontakter

Installation av ett hemlagat solbatteri börjar ofta med lödning av fotocellledare. Naturligtvis, om du har möjlighet, är det bäst att köpa solceller omedelbart med ledare, som lödning är ett mycket svårt och noggrant arbete som tar mycket tid.

Lödning utförs enligt följande:

1. En kiselfotocell utan ledare och en metallremsledare tas.
2. Ledarna skärs med ett kartongämne, deras längd är 2 gånger större än storleken på kiselskivan.
3. Konduktorn är snyggt placerad på plattan. På ett element - två ledare.
4. På den plats där lödningen ska utföras är det nödvändigt att applicera syra för att arbeta med lödkolven.
5. Löd med en lödkolv genom att försiktigt ansluta ledaren till plattan.

Under lödningen, tryck inte på silikatelementet, som det är väldigt bräckligt och kan kollapsa! Om du har tur och har köpt fotoceller med färdiga kontakter, kommer du att rädda dig från långt och svårt arbete och fortsätta omedelbart till framställning av ramen för det framtida batteriet.

Lödkontakter för defekta fotoceller av grupp B utförs i samma riktning på samma sätt som för hela plattor

Steg 2 - att skapa ram för solpanelen

Ramen är platsen där fotocellerna kommer att installeras.För tillverkning av ramen tas aluminiumhörn och lameller, från vilka ramarna är vikta. Rekommenderad hörnstorlek är 70-90 mm.

Silikontätning appliceras på insidan av metallhörnen. Tätningshörn måste utföras noggrant, hållbarheten för hela strukturen beror på detta.

När aluminiumramen är klar, fortsätt till tillverkningen av det bakre huset. Det bakre höljet är en trälåda gjord av spånskiva med låga sidor.

Höga sidor skapar en skugga på fotocellerna, så att deras höjd inte bör överstiga 2 cm. Sidorna skruvas med självspännande skruvar och en skruvmejsel.

Längst ner på lådan är ventilationshål av spånskiva. Avståndet mellan hålen är cirka 10 cm. Ett transparent element installeras i aluminiumramen (plexiglas, antireflexglas, plexiglas).

Det transparenta elementet pressas och fixeras, dess fästning utförs med hårdvara: 4 i hörnen, samt 2 från den långa och 1 från kortsidan av ramen. Hårdvara fäst med skruvar.

Ramen för solbatteriet är klar och du kan gå vidare till den mest kritiska delen - installationen av solceller. Innan installationen är det nödvändigt att rengöra plexiglas från damm och avfettas med en alkoholinnehållande vätska.

Steg # 3 - montering av kiselskivafotoceller

Montering och lödning av kiselskivor är den mest tidskrävande delen av att skapa din egen solpanel. Först lägger vi ut fotocellerna på plexiglas med blå plattor ner.

Om du monterar batteriet för första gången kan du använda underlaget för markering för att placera plattorna exakt på ett litet (3-5 mm) avstånd från varandra.

1. Vi lödar fotocellerna enligt följande kopplingsschema: “+” -spår finns på framsidan av plattan, “-” - på baksidan. Innan du lödar, applicera försiktigt flöde och löd för att ansluta kontakterna.
2. Vi lödar alla fotoceller i följd i rader från topp till botten. Raderna bör då också vara sammankopplade.
3. Att komma till klistra fotoceller. För att göra detta, applicera en liten mängd tätningsmedel i mitten av varje kiselskiva.
4. Vi vrider de resulterande kedjorna med fotocellerna uppåt (där de blå plattorna är) uppåt och placerar plattorna enligt de markeringar som applicerades tidigare. Tryck försiktigt på varje platta för att låsa den på plats.
5. Kontakterna för de extrema fotocellerna visas på bussen “+” och “-”. En bredare silverledare rekommenderas för däcket.
6. Solbatteriet måste vara utrustat med en blockeringsdiod som ansluts till kontakterna och förhindrar att batterier urladdas genom strukturen på natten.
7. I botten av ramen borrar vi hål för utmatning av ledningar till utsidan.

Trådarna måste fästas på ramen så att de inte hänger, du kan göra detta med silikontätning.

Steg 4 - testa batteriet innan tätningen

Testning av solpanelen måste utföras innan den förseglas för att kunna eliminera fel som ofta uppstår under lödningen. Det är bäst att testa efter lödning av varje rad med element - det är mycket lättare att upptäcka var kontakterna är dåligt anslutna.

För testning behöver du en vanlig hushålls-ammeter. Mätningar måste utföras på en solig dag klockan 13-14 timmar, solen ska inte döljas av moln.

Vi tar ut batteriet på gatan och installerar i enlighet med den tidigare beräknade lutningsvinkeln. Vi ansluter amperemet till batterikontakterna och mäter kortslutningsströmmen.

Meningen med testningen är att arbetskraften för den elektriska strömmen ska vara 0,5-1,0 A lägre än kortslutningsströmmen. Enhetens avläsningar bör vara högre än 4,5 A, vilket indikerar att solbatteriet kan fungera.

Om testaren ger mindre avläsningar, någonstans är sekvensen för att ansluta fotocellerna trasig.

Vanligtvis hemlagad solbatterikonstruerad från fotoceller av grupp B ger en avläsning på 5-10 A, vilket är 10-20% lägre än för industriella solpaneler.

Steg # 5 - tätning av fotoceller placerade i huset

Tätning kan endast göras genom att se till att batteriet fungerar. För tätning är det bäst att använda en epoxiförening, men med tanke på att materialförbrukningen blir stor och kostnaden är cirka 40-45 dollar. Om det är lite dyrt kan du använda samma silikontätning istället.

Använd silikontätning och föredra den på förpackningen som indikerar att den är lämplig för användning under temperaturer under noll

Det finns två sätt att försegla:

• full fyllning när panelerna är fyllda med tätningsmedel;
• applicera tätningsmedel på utrymmet mellan fotocellerna och de yttersta elementen.

I det första fallet är tätningen mer pålitlig. Efter hällning bör tätningsmedlet ställa in. Sedan installeras plexiglas ovanpå och pressas ordentligt till plattorna belagda med silikon.

För att säkerställa dämpning och ytterligare skydd mellan bakre ytan på fotocellerna och spånskivan, rekommenderar många hantverkare att man installerar en packning gjord av styv skumgummi med en bredd av 1,5-2,5 cm.

Detta är valfritt, men önskvärt med tanke på att kiselskivorna är ganska bräckliga och lätt skadade.

Efter installation av plexiglas placeras en last på strukturen, under påverkan av vilka luftbubblor pressas ut. Solpanelen är klar och efter upprepad testning kan den installeras på en förut vald plats och anslutas till ditt solsystem i ditt hem.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Översikt över fotoceller beställda från den kinesiska onlinebutiken:

Videoinstruktion för tillverkning av ett solbatteri:

Att göra ett solbatteri med dina egna händer är inte en lätt uppgift. Effektiviteten hos de flesta av dessa batterier är lägre än för industripaneler med 10-20%. Det viktigaste i utformningen av ett solbatteri är att välja och installera solcellerna korrekt.

Försök inte omedelbart skapa en enorm areapanel. Försök att bygga en liten enhet först för att förstå alla nyanser i denna process.

Har du praktiska färdigheter i att skapa solpaneler? Dela din erfarenhet med besökare på vår webbplats - skriv kommentarer i blocket nedan. Där kan du ställa frågor om artikelns ämne.