Cách làm pin mặt trời bằng tay của chính bạn: hướng dẫn tự lắp ráp

Các tấm pin mặt trời là một nguồn năng lượng có thể được sử dụng để tạo ra điện hoặc nhiệt cho một tòa nhà thấp tầng. Đây chỉ là những tấm pin mặt trời có chi phí cao và không có sẵn cho hầu hết cư dân của nước ta. Bạn có đồng ý không

Nó khác một điều nữa khi một tấm pin mặt trời được làm bằng tay của chính bạn - chi phí giảm đáng kể, và một thiết kế như vậy hoạt động không thua kém gì một tấm pin công nghiệp. Do đó, nếu bạn nghiêm túc suy nghĩ về việc mua một nguồn điện thay thế, hãy cố gắng tự làm - điều này không khó lắm.

Bài viết sẽ tập trung vào việc sản xuất các tấm pin mặt trời. Chúng tôi sẽ cho bạn biết những vật liệu và công cụ sẽ được yêu cầu cho việc này. Và một chút dưới đây, bạn sẽ tìm thấy hướng dẫn từng bước với hình minh họa thể hiện rõ ràng tiến độ công việc.

Nói ngắn gọn về thiết bị và công việc

Năng lượng của mặt trời có thể được chuyển đổi thành nhiệt khi nguồn năng lượng là chất lỏng truyền nhiệt hoặc thành năng lượng điện được thu thập trong pin. Pin là một máy phát hoạt động theo nguyên tắc hiệu ứng quang điện.

Sự chuyển đổi năng lượng của mặt trời thành điện năng xảy ra sau khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời, là bộ phận chính của pin.

Trong trường hợp này, lượng tử ánh sáng phát hành điện tử của họ từ các quỹ đạo cực đoan. Những điện tử tự do này cung cấp một dòng điện đi qua bộ điều khiển và tích lũy trong pin, và từ đó nó đi đến người tiêu dùng năng lượng.

Các yếu tố silicon hoạt động như các tấm tế bào quang điện. Một wafer silicon được phủ một mặt bằng một lớp phốt pho hoặc boron rất mỏng - một nguyên tố hóa học thụ động.

Ở nơi này, dưới tác động của ánh sáng mặt trời, một số lượng lớn các electron được giải phóng, được giữ bởi màng phốt pho và không bay ra ngoài.

Có các rãnh kim loại trên đường sắt trên bề mặt của tấm, trên đó các electron tự do xếp thành hàng, tạo thành một chuyển động có trật tự, tức là dòng điện.

Càng nhiều wafer-photon silicon, dòng điện có thể thu được càng nhiều. Tìm hiểu thêm về nguyên lý hoạt động của pin mặt trời hơn nữa.

Lớp trên cùng của các tấm tế bào được phủ một lớp không cho phép phản xạ ánh sáng mặt trời từ các tấm, làm tăng hiệu quả của chúng

Vật liệu để tạo ra một tấm năng lượng mặt trời

Bắt đầu chế tạo pin mặt trời, bạn phải dự trữ các vật liệu sau:

• tấm silicat-tế bào quang điện;
• tấm ván, góc nhôm và battens;
• cao su xốp cứng có độ dày 1,5-2,5 cm;
• một yếu tố trong suốt hoạt động như một cơ sở cho các tấm silicon;
• ốc vít, ốc vít;
• keo silicone để sử dụng ngoài trời;
• dây điện, điốt, thiết bị đầu cuối.

Số lượng vật liệu cần thiết phụ thuộc vào kích thước pin của bạn, thường bị giới hạn bởi số lượng bản sao có sẵn. Trong số các công cụ bạn cần: một tuốc nơ vít hoặc một bộ tua vít, một lưỡi cưa cho kim loại và gỗ, một que hàn. Để kiểm tra pin thành phẩm, bạn cần một ampe kế thử.

Bây giờ hãy xem xét các vật liệu quan trọng nhất chi tiết hơn.

Tấm silicon hoặc máy photocopy

Có ba loại pin mặt trời cho pin:

• đa tinh thể;
• đơn tinh thể;
• vô định hình.

Tấm đa tinh thể được đặc trưng bởi hiệu quả thấp. Kích thước của hiệu ứng có lợi là khoảng 10 - 12%, nhưng chỉ số này không giảm theo thời gian. Thời gian của các đa tinh thể là 10 năm.

Pin năng lượng mặt trời được lắp ráp từ các mô-đun, lần lượt được tạo thành từ các bộ chuyển đổi quang điện. Pin có tế bào silicon cứng là một loại bánh sandwich với các lớp được sắp xếp liên tục cố định trong một cấu hình nhôm

Các tế bào quang điện đơn tinh thể có hiệu suất cao hơn 13-25% và tuổi thọ dài hơn 25 năm. Tuy nhiên, theo thời gian, hiệu quả của các tinh thể đơn giảm dần.

Bộ chuyển đổi đơn tinh thể thu được bằng cách cưa các tinh thể được trồng nhân tạo, điều này giải thích cho tính quang dẫn và năng suất cao nhất.

Các bộ chuyển đổi quang điện thu được bằng cách áp dụng một lớp silicon vô định hình mỏng lên bề mặt dẻo polymer

Pin silicon vô định hình linh hoạt là tiên tiến nhất. Bộ chuyển đổi quang điện được phun hoặc lắng đọng trên nền polymer. Hiệu quả trong khu vực 5 - 6%, nhưng hệ thống phim cực kỳ thuận tiện để cài đặt.

Hệ thống phim với bộ chuyển đổi quang điện vô định hình xuất hiện tương đối gần đây. Đây là một hình thức cực kỳ đơn giản và cực kỳ rẻ, nhưng nhanh hơn so với các đối thủ làm mất phẩm chất của người tiêu dùng.

Nó là không phù hợp để sử dụng máy photocopy có kích thước khác nhau. Trong trường hợp này, dòng điện tối đa do pin tạo ra sẽ bị giới hạn bởi dòng điện của tế bào nhỏ nhất.Do đó, các tấm lớn hơn sẽ không hoạt động hết công suất.

Khi mua máy photocopy, hãy hỏi người bán về phương thức giao hàng, hầu hết người bán đều sử dụng phương pháp tẩy lông để ngăn chặn sự phá hủy của các yếu tố dễ vỡ

Thông thường, đối với pin tự chế tạo, các tế bào quang điện đơn tinh thể và đa tinh thể có kích thước 3x6 inch được sử dụng, có thể được đặt hàng trong các cửa hàng trực tuyến như E-buy.

Chi phí pin mặt trời khá cao, nhưng nhiều cửa hàng bán các yếu tố được gọi là nhóm B. Sản phẩm được gán cho nhóm này bị lỗi, nhưng phù hợp để sử dụng và chi phí của chúng thấp hơn so với các tấm tiêu chuẩn 40-60%.

Hầu hết các cửa hàng trực tuyến bán pin mặt trời trong bộ 36 hoặc 72 tấm chuyển đổi quang điện. Xe buýt sẽ được yêu cầu để kết nối các mô-đun riêng lẻ với pin, thiết bị đầu cuối sẽ cần thiết để kết nối với hệ thống.

Wireframe và yếu tố trong suốt.

Khung cho bảng điều khiển trong tương lai có thể được làm bằng ván gỗ hoặc góc nhôm.

Tùy chọn thứ hai được ưa thích hơn vì một số lý do:

• Nhôm là một kim loại nhẹ không gây tải trọng nghiêm trọng cho cấu trúc hỗ trợ mà pin được lên kế hoạch lắp đặt.
• Khi tiến hành xử lý chống ăn mòn, nhôm không dễ bị gỉ.
• Không hấp thụ độ ẩm từ môi trường, không thối rữa.

Khi chọn một yếu tố trong suốt, cần chú ý đến các thông số như chỉ số khúc xạ của ánh sáng mặt trời và khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại.

Hiệu quả của tế bào quang điện sẽ phụ thuộc trực tiếp vào chỉ số đầu tiên: chỉ số khúc xạ càng thấp thì hiệu quả của tấm silicon càng cao.

Plexiglass hoặc phiên bản rẻ hơn của nó, Plexiglas, có độ phản xạ ánh sáng tối thiểu. Polycarbonate có chỉ số khúc xạ thấp hơn một chút.

Giá trị của chỉ báo thứ hai xác định xem bản thân các tế bào silicon sẽ nóng lên hay không. Các tấm càng ít được làm nóng, chúng sẽ càng kéo dài. Bức xạ hồng ngoại được hấp thụ tốt nhất bởi một tấm mica hấp thụ nhiệt đặc biệt và thủy tinh có khả năng hấp thụ hồng ngoại. Tệ hơn một chút - kính thông thường.

Nếu có thể, thì lựa chọn tốt nhất sẽ là sử dụng kính trong suốt chống phản chiếu làm thành phần trong suốt.

Theo tỷ lệ chi phí cho các chỉ số khúc xạ ánh sáng và hấp thụ bức xạ hồng ngoại, plexiglas là lựa chọn tốt nhất để sản xuất pin mặt trời

Thiết kế hệ thống và lựa chọn địa điểm

Thiết kế của hệ mặt trời bao gồm việc tính toán kích thước yêu cầu của tấm năng lượng mặt trời. Như đã đề cập ở trên, kích thước của pin thường bị giới hạn bởi các máy photocopy đắt tiền.

Pin năng lượng mặt trời phải được lắp đặt ở một góc nhất định, điều này sẽ đảm bảo tiếp xúc tối đa với các tấm silicon của ánh sáng mặt trời. Tùy chọn tốt nhất là pin có thể thay đổi góc.

Nơi để lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời có thể là đa dạng nhất: trên mặt đất, trên mái dốc hoặc bằng phẳng của một ngôi nhà, trên mái của các phòng tiện ích.

Điều kiện duy nhất là pin nên được đặt ở phía nắng của trang web hoặc ngôi nhà, không bị che khuất bởi một tán cây cao. Trong trường hợp này, góc nghiêng tối ưu phải được tính theo công thức hoặc sử dụng máy tính chuyên dụng.

Góc nghiêng sẽ phụ thuộc vào vị trí của ngôi nhà, mùa và khí hậu. Điều mong muốn là pin có khả năng thay đổi góc nghiêng theo sự thay đổi theo mùa theo chiều cao của mặt trời, bởi vì chúng hoạt động hiệu quả nhất có thể khi ánh sáng mặt trời chiếu thẳng vuông góc với bề mặt.

Đối với khu vực châu Âu của các quốc gia CIS, góc nghiêng cố định được đề nghị là 50-60 º. Nếu thiết kế cung cấp một thiết bị để thay đổi góc nghiêng, thì vào mùa đông, tốt hơn là đặt pin ở 70 º đến đường chân trời, vào mùa hè ở góc 30 º

Các tính toán cho thấy rằng 1 mét vuông của hệ mặt trời làm cho nó có thể có được 120 watt. Do đó, bằng cách tính toán, có thể xác định rằng để cung cấp cho gia đình trung bình một lượng điện với công suất 300 kW mỗi tháng, cần có một hệ thống năng lượng mặt trời ít nhất 20 mét vuông.

Ngay lập tức cài đặt một hệ thống năng lượng mặt trời như vậy sẽ có vấn đề. Nhưng ngay cả việc lắp đặt pin 5 mét sẽ giúp tiết kiệm năng lượng và đóng góp khiêm tốn cho hệ sinh thái của hành tinh chúng ta. Chúng tôi cũng khuyên bạn nên tự làm quen với nguyên tắc tính toán số lượng cần thiết. tấm pin mặt trời.

Pin năng lượng mặt trời có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng dự phòng với việc thường xuyên ngừng cung cấp điện tập trung. Để chuyển đổi tự động, cần phải cung cấp một hệ thống điện liên tục.

Một hệ thống như vậy thuận tiện ở chỗ khi sử dụng nguồn điện truyền thống, việc sạc được thực hiện đồng thời pin hệ thống năng lượng mặt trời. Các thiết bị phục vụ pin năng lượng mặt trời được đặt bên trong ngôi nhà, do đó, cần phải cung cấp cho nó một căn phòng đặc biệt.

Khi đặt pin trên mái nhà nghiêng, đừng quên góc nghiêng của bảng điều khiển, lý tưởng khi pin có một thiết bị để thay đổi góc nghiêng theo mùa

Lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo các bước

Chọn một nơi để đặt một bảng điều khiển năng lượng mặt trời và thiết bị để phục vụ hệ mặt trời, cũng như có tất cả các vật liệu và công cụ cần thiết, bạn có thể bắt đầu lắp đặt pin.

Trong quá trình cài đặt, cần tuân thủ các biện pháp phòng ngừa an toàn, đặc biệt là khi lắp đặt bảng hoàn thành trên nóc nhà. Xem xét thuật toán từng bước về cách chế tạo pin mặt trời.

Bước # 1 - hàn tiếp xúc wafer silicon

Việc lắp đặt pin mặt trời tự chế thường bắt đầu bằng việc hàn các dây dẫn quang điện tử. Tất nhiên, nếu bạn có cơ hội, tốt nhất nên mua pin mặt trời ngay lập tức bằng dây dẫn, như hàn là một công việc rất khó khăn và tốn nhiều thời gian.

Hàn được thực hiện như sau:

1. Một tế bào quang điện silicon không có dây dẫn và một dây dẫn kim loại được lấy.
2. Các dây dẫn được cắt bằng cách sử dụng một tấm bìa cứng, chiều dài của chúng lớn gấp 2 lần kích thước của wafer silicon.
3. Các dây dẫn được đặt gọn gàng trên đĩa. Trên một yếu tố - hai dây dẫn.
4. Tại nơi hàn sẽ được thực hiện, cần phải áp dụng axit để làm việc với sắt hàn.
5. Hàn với một que hàn bằng cách cẩn thận kết nối dây dẫn với tấm.

Trong quá trình hàn, không nhấn vào phần tử silicat, như nó rất dễ vỡ và có thể sụp đổ! Nếu bạn may mắn và bạn đã mua máy photocopy với các liên hệ được làm sẵn, thì bạn sẽ tự cứu mình khỏi công việc khó khăn và lâu dài, tiến hành ngay việc sản xuất khung cho pin trong tương lai.

Các tiếp điểm hàn cho các tế bào quang điện nhóm B bị lỗi được thực hiện theo cùng một hướng giống như đối với toàn bộ các tấm

Bước # 2 - tạo khung cho bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Khung là nơi mà các tế bào quang điện sẽ được cài đặt.Để sản xuất khung, các góc và thanh nhôm được lấy, từ đó các khung được gấp lại. Kích thước góc khuyến nghị là 70-90 mm.

Keo silicone được áp dụng vào bên trong của các góc kim loại. Các góc niêm phong phải được thực hiện cẩn thận, độ bền của toàn bộ cấu trúc phụ thuộc vào điều này.

Sau khi khung nhôm đã sẵn sàng, tiến hành sản xuất vỏ phía sau. Vỏ phía sau là một hộp gỗ làm bằng ván dăm với các cạnh thấp.

Các cạnh cao sẽ tạo bóng trên các bản sao, vì vậy chiều cao của chúng không được vượt quá 2 cm. Các cạnh được vặn bằng vít tự khai thác và tuốc nơ vít.

Ở dưới cùng của hộp, các lỗ thông gió được làm bằng ván dăm. Khoảng cách giữa các lỗ khoảng 10 cm. Một phần tử trong suốt được lắp đặt trong khung nhôm (plexiglass, kính chống phản chiếu, plexiglass).

Phần tử trong suốt được nhấn và cố định, việc buộc chặt được thực hiện bằng phần cứng: 4 ở các góc, cũng như 2 từ cạnh dài và 1 từ cạnh ngắn của khung. Phần cứng gắn chặt bằng ốc vít.

Khung cho pin mặt trời đã sẵn sàng và bạn có thể tiến hành phần quan trọng nhất - lắp đặt pin mặt trời. Trước khi cài đặt, cần phải làm sạch tấm mica khỏi bụi và tẩy nhờn bằng chất lỏng có chứa cồn.

Bước # 3 - gắn máy photocopy silicon wafer

Gắn và hàn các tấm silicon là phần tốn nhiều thời gian nhất để tạo ra tấm pin mặt trời của riêng bạn. Đầu tiên, chúng tôi bố trí các tế bào quang điện trên tấm mica với các tấm màu xanh xuống.

Nếu bạn lắp ráp pin lần đầu tiên, thì bạn có thể sử dụng đế để đánh dấu để đặt các tấm chính xác ở khoảng cách nhỏ (3-5 mm) với nhau.

1. Chúng tôi hàn các tế bào quang điện theo sơ đồ nối dây sau: đường ray + + được đặt ở mặt trước của tấm, đá - Trực - ở mặt sau. Trước khi hàn, nhẹ nhàng áp dụng từ thông và hàn để kết nối các địa chỉ liên lạc.
2. Chúng tôi hàn tất cả các tế bào quang liên tiếp theo hàng từ trên xuống dưới. Các hàng sau đó cũng nên được kết nối với nhau.
3. Bắt để dán các bản sao. Để làm điều này, áp dụng một lượng nhỏ chất trám vào trung tâm của mỗi wafer silicon.
4. Chúng tôi lật các chuỗi kết quả với các tế bào quang hướng lên (nơi đặt các tấm màu xanh) và đặt các tấm theo các dấu hiệu được áp dụng trước đó. Nhấn cẩn thận từng tấm để khóa nó vào vị trí.
5. Các địa chỉ liên lạc của các tế bào quang cực đoan được hiển thị trên xe buýt, lần lượt là + + và - -. Một dây dẫn bạc rộng hơn được khuyến nghị cho lốp xe.
6. Pin năng lượng mặt trời phải được trang bị một diode chặn, kết nối với các tiếp điểm và ngăn chặn việc xả pin qua cấu trúc vào ban đêm.
7. Ở dưới cùng của khung, chúng tôi khoan lỗ cho đầu ra của dây ra bên ngoài.

Các dây phải được gắn vào khung để chúng không bị treo, bạn có thể làm điều này bằng cách sử dụng keo silicone.

Bước # 4 - kiểm tra pin trước khi niêm phong

Kiểm tra bảng năng lượng mặt trời phải được thực hiện trước khi nó được niêm phong để có thể loại bỏ các trục trặc thường xảy ra trong quá trình hàn. Tốt nhất là kiểm tra sau khi hàn từng hàng của các phần tử - sẽ dễ dàng hơn nhiều để phát hiện nơi các liên hệ được kết nối kém.

Để thử nghiệm, bạn sẽ cần một ampe kế gia đình thông thường. Các phép đo phải được thực hiện vào một ngày nắng lúc 13 - 14 giờ, mặt trời không nên bị che khuất bởi những đám mây.

Chúng tôi tháo pin ra đường và lắp đặt theo góc nghiêng đã tính toán trước đó. Chúng tôi kết nối ampe kế với các tiếp điểm pin và đo dòng điện ngắn mạch.

Ý nghĩa của kiểm tra là lực làm việc của dòng điện phải thấp hơn 0,5-1 A so với dòng ngắn mạch. Số đọc của thiết bị phải cao hơn 4,5 A, cho biết khả năng hoạt động của pin mặt trời.

Nếu người kiểm tra đưa ra ít bài đọc hơn, thì ở đâu đó trình tự kết nối các bản sao có thể bị hỏng.

Thường tự làm pin mặt trời, được chế tạo từ các máy photocopy nhóm B, cho số đọc 5-10 A, thấp hơn 10-20% so với các tấm pin mặt trời công nghiệp.

Bước # 5 - niêm phong các tế bào quang điện đặt trong vỏ

Việc niêm phong chỉ có thể được thực hiện bằng cách đảm bảo rằng pin đang hoạt động. Để niêm phong, tốt nhất là sử dụng hợp chất epoxy, nhưng cho rằng mức tiêu thụ vật liệu sẽ lớn, và chi phí của nó là khoảng 40-45 đô la. Nếu một ít tốn kém, sau đó bạn có thể sử dụng cùng một chất bịt kín silicone.

Sử dụng keo silicone, ưu tiên cho chất liệu trên bao bì chỉ ra rằng nó phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ dưới 0

Có hai cách để đóng dấu:

• điền đầy đủ khi các tấm được lấp đầy bằng keo;
• áp dụng chất trám vào khoảng trống giữa các tế bào quang điện và các phần tử ngoài cùng.

Trong trường hợp đầu tiên, niêm phong sẽ đáng tin cậy hơn. Sau khi đổ, chất trám nên đặt. Sau đó, plexiglass được cài đặt trên đầu và ép chặt vào các tấm được phủ bằng silicone.

Để đảm bảo đệm và bảo vệ bổ sung giữa bề mặt phía sau của máy photocopy và khung ván, nhiều thợ thủ công khuyên lắp đặt một miếng đệm làm bằng cao su xốp cứng có chiều rộng 1,5-2,5 cm.

Đây là tùy chọn, nhưng mong muốn, vì các tấm silicon khá mỏng manh và dễ bị hỏng.

Sau khi cài đặt plexiglass, một tải được đặt trên cấu trúc, dưới ảnh hưởng của bọt khí được vắt ra. Bảng điều khiển năng lượng mặt trời đã sẵn sàng và sau khi thử nghiệm nhiều lần, nó có thể được lắp đặt ở vị trí được chọn trước và kết nối với hệ thống năng lượng mặt trời của nhà bạn.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Tổng quan về máy photocopy được đặt hàng từ cửa hàng trực tuyến Trung Quốc:

Hướng dẫn bằng video để sản xuất pin mặt trời:

Làm pin mặt trời bằng tay của chính bạn không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Hiệu suất của hầu hết các loại pin này thấp hơn so với các tấm công nghiệp 10-20%. Điều quan trọng nhất trong thiết kế pin mặt trời là chọn và lắp đặt pin mặt trời một cách chính xác.

Đừng cố gắng ngay lập tức tạo ra một bảng điều khiển khu vực lớn. Hãy thử xây dựng một thiết bị nhỏ trước để hiểu tất cả các sắc thái của quá trình này.

Bạn có kỹ năng thực tế trong việc tạo ra các tấm pin mặt trời? Vui lòng chia sẻ kinh nghiệm của bạn với khách truy cập vào trang web của chúng tôi - viết bình luận trong khối bên dưới. Ở đó bạn có thể đặt câu hỏi về chủ đề của bài viết.