DIY solgenerator: instruktioner för att skapa en alternativ energikälla

Alternativa energikällor som gör det möjligt att förse lokalerna med värme och el i det erforderliga beloppet - ett dyrt "nöje", vilket kräver betydande ekonomiska kostnader för anskaffning, installation och installation.

Att göra en solgenerator med dina egna händer är mycket billigare och ganska prisvärd för många husmästare. Tänk på instruktionerna som beskriver alla nyanser i tillverkningsprocessen.

Hur fungerar en solenergi generator?

En solgenerator är ett komplex av fotoelektriska halvledarelement som direkt konverterar solenergi in i det elektriska.

Kvanten som produceras av ljusstrålarna när den träffades på en fotografisk platta slår en elektron från det slutliga atombanan hos arbetselementet. Denna effekt skapar en hel del fria elektroner, som bildar en kontinuerlig ström av elektrisk ström.

Det är inte nödvändigt alls att montera en solgenerator med dina egna händer för att omedelbart montera ett stort, storskaligt komplex. Du kan börja med en liten enhet, och vid behov öka volymerna i framtiden

Som det aktiva materialet används kisel. Den är mycket effektiv och ger en fotoelektrisk omvandlingskoefficient i normalt läge på 20% och under gynnsamma förhållanden - upp till 25%.

På grund av den uttalade effektiviteten hos kiselfotoceller garanterar generatorer tillverkade på grundval hög effektivitet med en relativt liten volym. Enhetens effekt som mäter 1 meter per timme ger 125 watt, vilket anses vara ett mycket imponerande resultat.

En tunn beläggning av passiva kemiska element såsom bor eller fosfor appliceras på ena sidan av kiselskivan.Det är på denna yta som till följd av intensiv exponering för solljus, den aktiva frigöringen av elektroner sker. Fosforfilm håller dem tillförlitligt på ett ställe och tillåter inte att flyga isär.

På arbetsplattan finns metallspår. Fria elektroner byggs på dem, vilket skapar en ordnad rörelse, det vill säga en elektrisk ström.

Minusema för plattorna inkluderar endast komplexiteten och kostnaden för processen att rengöra kisel själv, och för att undvika dessa problem behärskar de aktivt användningen av alternativ i form av gallium, kadmium, indium och olika kopparföreningar. Silikonelement har dock inga riktiga konkurrenter än.

Det enklaste sättet att bygga en omvandlare av solenergi till el är att köpa ett färdigt solbatteri och installera det på taket i ett hus eller garage:

Vad behöver du för arbete?

För tillverkning av en generator bestående av ett kit solpaneler, verktyg och material krävs, till exempel:

• moduler för att konvertera solljus till energi;
• aluminiumhörn;
• träplattor;
• spånskivor;
• ett transparent element (glas, plexiglas, plexiglas, polykarbonat) för att skapa skydd för kiselskivor;
• skruvar och skruvar i olika storlekar;
• tätt skumgummi med en tjocklek av 1,5-2,5 mm;
• hög kvalitet tätningsmedel;
• dioder, terminaler och ledningar;
• en skruvmejsel eller en uppsättning skruvmejslar;
• lödkolv;
• bågsåg för trä och metall (eller kvarn).

Hur mycket material som behövs beror direkt på den planerade storleken på generatoren. Storskaligt arbete kommer att medföra extra kostnader, men i alla fall blir det billigare än den köpta modulen.

Den skyddande basen för kiselskivor kan vara tillverkad av glas, plexiglas, polykarbonat eller plexiglas. De tre första materialen skapar minimal förlust av omvandlad energi, men det fjärde överför strålar mycket värre och minskar effektiviteten i hela komplexet

För den slutliga testningen av den monterade enheten används en ammeter. Det låter dig fånga installationens faktiska effektivitet och hjälper till att bestämma den faktiska avkastningen.

Val av fotoomvandlare

Gör-det-själv-aktiviteter för att skapa en solgenerator med val av typ fotovoltaisk kiselomvandlare.

Dessa komponenter är av tre typer:

• amorf;
• enkristall;
• polykristallin.

Varje alternativ har sina fördelar och nackdelar, och valet till förmån för någon av dem görs baserat på det belopp som avsätts för inköp av alla systemkomponenter.

Funktioner av amorfa sorter

Amorfa moduler består inte av kristallint kisel utan av dess derivat (silan eller kiselväte). Genom att spruta i vakuum appliceras de i det tunnaste skiktet på högkvalitativ metallfolie, glas eller plast.

Färdiga produkter har ett blekt, suddigt grått färgton. Synliga kiselkristaller på ytan observeras inte. Huvudfördel flexibla solpaneler rimligt pris anses dock, deras effektivitet är mycket liten och sträcker sig från 6-10%.

Kiselbaserade amorfa solceller har ökad flexibilitet, uppvisar en hög grad av optisk absorption (20 gånger större än för en- eller polykristallina analoger) och arbetar betydligt mer effektivt i molnigt väder

Specifikationerna för polykristallina typer

polykristallina solpaneler produceras genom gradvis mycket långsam kylning av kiselsmältan. De resulterande produkterna kännetecknas av en rik blå färg, har en yta med ett uttalat mönster som liknar ett frostigt mönster och är effektiva i området 14-18%.

Högre effektivitet-produktivitet hindras av områden i materialet som är separerade från den allmänna strukturen genom granulära gränser.

Polykristallina fotoceller har fungerat i bara 10 år, men under denna tid har deras effektivitet inte minskat. För montering av produkter i ett enskilt komplex används emellertid nödvändigtvis ett fast, solidt fundament, eftersom arken är ganska styva och kräver starkt, pålitligt stöd

Egenskaper av monokratilliska alternativ

Enkelkristallmoduler kännetecknas av en tät mörk färg och består av fasta kiselkristaller. Deras effektivitet överstiger prestanda för andra element och uppgår till 18-22% (under gynnsamma förhållanden - upp till 25%).

En annan fördel är dess imponerande livslängd - enligt tillverkare över 25 år. Vid långvarig användning minskar emellertid effektiviteten för enstaka kristaller och efter 10-12 år är den fotografiska effektiviteten redan högst 13-17%.

Enkelkristallmoduler är betydligt dyrare än andra typer av utrustning. Tillverk dem genom att såga konstgjorda odlade kristaller av kisel

För att skapa en solgenerator hemma tar de huvudsakligen poly- och enkristallplattor i olika storlekar med sina egna händer. De köps i populära onlinebutiker, inklusive på eBay eller Aliexpress.

På grund av att solceller värderas ganska högt erbjuder många leverantörer kunderna produkter av grupp B, det vill säga fragment med en liten defekt som är lämpliga för full drift. Deras kostnader skiljer sig från standardpriset med 40-60%, så att samla in en generator kostar ett rimligt pris, vilket inte är för överkomligt.

Hur gör jag en ram för plattor?

För tillverkning av ramen för den framtida generatorn används slitstarka trältar eller aluminiumhörn. Träversionen anses vara mindre praktisk eftersom materialet kräver ytterligare bearbetning för att undvika efterföljande förfall och delaminering.

För att träramen ska tåla driftsbelastningen och inte sönderfaller efter det första regnet, måste det impregneras med en speciell komposition som skyddar trädet från fukt

Aluminium har mycket mer attraktiva fysiska egenskaper och utövar inte onödig belastning på taket eller annan bärande konstruktion, där det planeras att installera enheten.

På grund av antikorrosionsbeläggningen rostar inte metallen, råtnar inte, absorberar inte fukt och tolererar lätt effekterna av aggressiva atmosfäriska manifestationer.

För att skapa en ramstruktur från aluminiumhörn bestäms först den framtida panelen. I standardversionen används 36 fotoceller med en storlek på 81 mm x 150 mm per block.

För korrekt efterföljande operation lämnas ett litet gap mellan fragmenten (cirka 3-5 mm). Detta utrymme låter dig ta hänsyn till förändringen i basens grundparametrar, utsatt för atmosfäriska manifestationer. Som ett resultat är arbetsstyckets totala storlek 83 mm x 690 mm med en ramhörnbredd på 35 mm.

Kiselskivor, inramade i aluminiumprofil, ser nästan ut som fabrikstillverkade produkter. Stark och robust ram ger systemet perfekt täthet och ger hela strukturen en hög styvhetsnivå

Efter storleken klipps de nödvändiga fragmenten ut från hörnen och monterar dem i ramar med hjälp av fästelement. Ett lager av silikontätning appliceras på den inre ytan av strukturen, varvid det är mycket försiktigt att det inte finns några luckor eller tomrum.

Den monterade konstruktionens integritet, styrka och hållbarhet beror på detta. Ett skyddande transparent material (glas med antireflekterande beläggning, plexiglas eller polykarbonat med speciella parametrar) läggs ovanpå och säkert fästs med metallvaror (1 kort och 2 lång del av ramen och fyra hörn av höljet).

För arbete med en skruvmejsel och skruvar med lämplig diameter. I slutet rengörs den transparenta ytan noggrant för damm och små skräp.

Välj transparent objekt

De viktigaste kriterierna för att välja ett transparent element för att skapa en generator:

• förmåga att absorbera infraröd strålning;
• nivån på brytning av solljus.

Ju lägre brytningsindex, desto högre effektivitet hos kiselskivor. Plexiglas och plexiglas har den lägsta ljusreflektionen. Polykarbonat har också långt ifrån den bästa prestandan.

För att skapa ramkonstruktioner för solsystem i hemmet, rekommenderas det att använda antireflekterande genomskinligt glas eller en speciell typ av polykarbonat med antikondensbeläggning, som ger den nödvändiga värmeskyddsnivån, om möjligt.

De bästa egenskaperna när det gäller absorption av infraröd strålning är starkt värmeabsorberande plexiglas och glas med möjlighet till infraröd absorption. I vanligt glas är dessa siffror mycket lägre. Effektiviteten för infraröd absorption beror på om kiselskivor värms upp under drift eller inte.

Om uppvärmningen visar sig vara minimal kommer fotocellerna att hålla länge och ger stabil avkastning. Överhettning av plattorna kommer att leda till avbrott i arbetet och snabbt misslyckande med enskilda fragment av systemet eller hela komplexet.

Installation av kiselfotoceller

Omedelbart före installationen rengörs säkerhetsglasögon i aluminiumramar väl för damm och avfettas med en alkoholinnehållande komposition.

De köpta fotocellerna placeras jämnt på markeringsunderlaget på ett avstånd av 3-5 millimeter från varandra och markerar vinklarna på den totala strukturen. Fortsätt sedan till lödningen av elementen - den viktigaste och tidskrävande delen av aggregatets montering.

Lödning av de aktiva elementen i generatorn utförs enligt schemat där "+" är spåren på utsidan, och "-" är kanalerna som finns på insidan av plattan.

För att korrekt ansluta kontakterna, applicera först ett flöde (syra för lödning) och löd, och utför sedan behandlingen i en strikt sekvens från topp till botten. I slutet är alla raderna sammankopplade.

Nästa steg är storleken på fotoceller. För att göra detta pressas ett litet tätningsmedel in i mitten av varje kiselskiva, de formade kedjorna av element vänds upp och ner och placeras i strikt överensstämmelse med de markeringar som applicerats tidigare.

Tryck försiktigt på plattorna med händerna och fixa dem på rätt plats. De agerar mycket försiktigt och försöker att inte skada eller böja materialet.

Kontakterna på fotocellerna som är placerade vid kanterna matas ut till en separat buss (bred silverledare) som "+" och "-". Dessutom är komplexet utrustat med en blockerande diod. Ansluts till kontakterna förhindrar det att batterierna urladdas genom ramstrukturen på natten.

Borra hål genom vilka ledningarna tas ut genom ramen i botten. Så att de inte sjunker använder de silikontätning i sitt arbete.

Följande fotogalleri kommer att presentera stegen för att montera en solpanel med 60 element:

Fotocellerna monterade genom lödning måste nu fixeras på basen. Kan limas på plywood och täckas med glas. I exemplet görs dock limning först på glaset:

För att batteriet, som är utformat för att ackumulera laddning, inte ska absorbera energin som genereras av fotoceller, är dess solbatteri anslutet via lagerdioden:

Montering av en minisolstation, som visas i vårt exempel, utförs i enlighet med diagrammet som visas på fotot. I anslutningen använder vi en tråd med kopparbostadssnitt från 1 m²

Denna minikraftverk kan generera upp till 15 V. Det bör noteras att den maximala produktiviteten kommer att noteras endast på soliga molnfria dagar. Vid molnigt väder genererar enheten mycket mindre eller genererar inte alls energi. Därför väljs batteriet för det så att lagret räcker under minst en dag.

Hur testar du den monterade enheten?

Innan den monterade generatoren slutligen tätas måste den testas för att identifiera eventuella fel under lödningsprocessen.Det mest rimliga alternativet är att kontrollera varje lodrad rad separat. Så omedelbart blir det klart var kontakterna är dåligt anslutna och ombearbetning krävs.

För testet, använd en hushållsmätare. Mätningen utförs på en molnfri solig dag vid lunchtid (period 13 till 15 timmar). Konstruktionen placeras i trädgården och installeras i lämplig vinkel.

En hushålls-ammeter hjälper till att mäta den aktuella strömmen. Baserat på hans vittnesmål är det möjligt att bestämma nivån på driftskompatibilitet hos det monterade solsystemet och identifiera oregelbundenheter i sekvensen för anslutningen av kiselsolceller

En ammeter är ansluten till solbatteriets utgångskontakter och kortslutningsströmmen mäts. Om enheten visar resultat över 4.5 A är systemet helt korrekt och alla anslutningar är lödda tydligt och korrekt.

De lägre data som visas på testarens display indikerar kränkningar som måste spåras och lödas igen. Traditionellt visar självtillverkade solgeneratorer tillverkade av fotoceller med en liten defekt (grupp B) siffror från 5 till 10 ampère på testet.

Aggregaten av fabriksproduktionen visar data 10-20% högre. Detta beror på det faktum att kiselskivor i grupp A används i produktionen, som inte har någon defekt i strukturen.

Det sista stadiet av arbetet

Om testet visade att batteriet är helt i drift förseglas det med ett speciellt silikontätningsmedel eller en dyrare och hållbar epoxiförening.

Arbetet ger två sätt att genomföra:

1. Full hälla - när hela ytan är täckt med en hermetisk komposition.
2. Partiell bearbetning - när tätningsmedlet appliceras endast på de extrema elementen och det tomma utrymmet mellan elementen.

Det första alternativet anses vara mer tillförlitligt och ger systemet fullt skydd mot externa faktorer. Fotoceller är tydligt fixerade och fungerar korrekt med maximal effektivitet.

För storleksanpassning av fotoceller inuti huset rekommenderas det att använda ett frostbeständigt tätningsmedel som kan motstå skarpa temperaturförändringar och låga minusindikatorer

När fyllningen är klar får tätningsmedlet "gripa". Täck sedan med ett transparent element och pressas ordentligt mot plattorna.

För att ge ytterligare skydd och dämpning rekommenderar vissa hantverkare att placera tätt skum mellan ytan på kiselskivan och baksidan av ramen. Detta kommer att göra designen mer solid och skydda mot ömtåliga fotoceller från överdriven belastning.

Sedan placeras en last på ytan som verkar på lagren och pressar ut luftbubblor från dem. Den färdiga generatorn testas igen och monteras slutligen på en tidigare förberedd plats.

Var och hur placerar man generatoren?

Installationsplatsen för solgeneratorn väljs mycket noggrant och utan hast. Plattor som tar emot ljus måste placeras i en vinkel så att strålarna inte "faller" mot ytan vinkelrätt, utan som sagt "flödar" försiktigt längs den.

Idealt är strukturen placerad så att det förblir möjligt, om nödvändigt, att justera lutningsvinkeln, på detta sätt att "fånga" den maximala solmängden.

Det är helt acceptabelt att leverera ett solsystem från solpaneler på marken, men oftast väljer de taket på huset eller tvättstugan för placering, nämligen den del av det som vetter mot den mest invigda, främst södra sidan av platsen.

Det är mycket viktigt att det inte finns några höga byggnader och kraftfulla, spredande träd i närheten. När de är i närheten skapar de en skugga och stör den fulla driften av enheten.

För att solinstallationer ska fungera effektivt måste de hållas rena och städade.Ett smutsskikt som bildas på fångspanelens yta minskar effektiviteten med 10%, och vidhäftande snö stänger enheten helt av. Därför är regelbundet underhåll ett måste och hjälper till att hålla modulerna i perfekt fungerande skick.

Det genomsnittliga optimumet för installation av en solgenerator anses vara en takvinkel på 45 °. Med detta arrangemang absorberar solcellerna solflödet mycket effektivt och producerar den mängd energi som krävs för att säkerställa att huset fungerar korrekt.

För att få verklig avkastning från panelerna och förse den genomsnittliga familjen med rätt mängd energi, måste du ta 15-20 kvm takyta under en solgenerator

För den europeiska delen av OSS-länderna gäller något olika indikatorer. Professionals rekommenderar att ta en stationär lutningsvinkel på 50-60 ° och i rörliga strukturer under vintersäsongen, placera batterier i en vinkel på 70 ° till horisonten.

På sommaren ändrar du position och lutar fotocellerna i en vinkel på 30 °.

Genom att installera generatorpanelerna på ett spårsystem utrustat med det automatiska solspårningsalternativet, kan du öka rekyleffektiviteten med 50%. Modulen kommer oberoende att upptäcka strålens intensitet och kommer att anpassa sig till maximal belysning från gryning till skymning.

Omedelbart före installationen är taket dessutom förstärkt och utrustat med speciella hållbara stöd, eftersom inte alla konstruktioner har förmågan att motstå den fulla vikten av utrustningen för omvandling av solenergi.

För att pålitligt och säkert installera en solgenerator på taket är det värt att köpa specialmonteringar. De finns tillgängliga separat för varje typ av tak och är alltid kommersiellt tillgängliga. Vid montering mellan panelerna och taket är det absolut nödvändigt att lämna ett mellanrum för korrekt luftåtkomst och korrekt ventilation av solabsorberande element

I vissa fall placeras förstärkta takbjälkar under taket, vilket skyddar taket från kollaps, vilket är potentiellt möjligt på grund av ökad belastning, som ökar avsevärt under vintersäsongen, när snö samlas på takytan.

För att börja arbeta kommer solsystemet att kräva batterierväxelriktare och laddningsregulator. Du kommer att lära dig om reglerna för att välja enheter och deras inkludering i kedjan från de artiklar som rekommenderas av oss.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Funktioner och nyanser av lödning av fotoceller för att göra en effektiv solgenerator med dina egna händer hemma. Tips och råd för mästare, intressanta idéer och personliga bästa praxis.

Hur man testar en fotocell korrekt och mäter de grundläggande parametrarna. Denna information är användbar vid efterföljande beräkningar av det exakta antalet plattor som krävs för att systemet ska fungera fullständigt.

En komplett steg-för-steg beskrivning av processen för att samla ett solbatteri för en generator hemma. Driftsregler, från anskaffning av nödvändiga element till det allmänna testet av den tillverkade enheten.

Att känna till arrangemanget av solgeneratorer, att montera dem hemma är inte en stor sak. Naturligtvis kommer arbetet att kräva uppmärksamhet, noggrannhet och noggrannhet, men resultatet kommer att motivera alla ekonomiska och arbetskraftskostnader. Den kompletta enheten kommer att förse byggnaden med värme och el, vilket skapar den nödvändiga komfortnivån för beboarna.

Omedelbart svepa till ett stort projekt är inte värt det. Till att börja med är det vettigt att prova på att montera en liten enhet, och sedan, helt efter att ha behärskat alla nyanser i processen, fortsätt med konstruktionen av en mer kraftfull och storskalig installation.

Och vilken metod för att bygga ett minikraftverk valde du för att utrusta en sommarstuga? Skriv kommentarer, dela användbar information och fotografier om ämnet för artikeln i blocket nedan. Ställ frågor om kontroversiella eller otydliga punkter.