Sončni paneli so vir energije, ki ga je mogoče uporabiti za pridobivanje električne energije ali toplote za nizko stavbo. Tu so samo sončne plošče visoke stroške in niso na voljo večini prebivalcev naše države. Ali se strinjaš?
Druga stvar je, ko sončno ploščo izdelujejo lastne roke - stroški se znatno zmanjšajo in takšna zasnova ne deluje nič slabše kot industrijska plošča. Če torej resno razmišljate o nakupu alternativnega vira električne energije, poskusite to storiti sami - to ni zelo težko.
Članek se bo osredotočil na izdelavo sončnih plošč. Povedali vam bomo, kakšni materiali in orodja za to bodo potrebni. In malo spodaj boste našli navodila po korakih z ilustracijami, ki jasno prikazujejo napredek dela.
Na kratko o napravi in delu
Sončeva energija se lahko pretvori v toploto, kadar je vir energije tekočina za prenos toplote, ali v električno energijo, zbrano v baterijah. Baterija je generator, ki deluje na principu fotoelektričnega učinka.
Pretvorba sončne energije v električno energijo se pojavi po izpostavitvi sončni svetlobi na sončnih panelih, ki so glavni del baterije.
V tem primeru svetloba kvanta "sprosti" svoje elektrone iz skrajnih orbitov. Ti prosti elektroni oddajajo električni tok, ki prehaja skozi krmilnik in se nabira v bateriji, od tam pa prehaja v porabnike energije.
Galerija slik
Fotografija s
Montaža sončnih celic iz silikonskih rezin
Oblikovanje pozitivne trenutne poti
Ustvarjanje negativnih trenutnih vrstic od zadaj
Povezava vodnika in blokirna dioda
Silicijevi elementi delujejo kot fotocelične plošče. Silicijeva rezina je na eni strani prevlečena z zelo tanko plastjo fosforja ali bora - pasivnim kemičnim elementom.
Na tem mestu se pod vplivom sončne svetlobe sprosti veliko število elektronov, ki jih zadržuje fosforjev film in ne letijo narazen.
Na površini plošče so kovinski "tiri", na katerih se prosti elektroni vrstijo, tvorijo urejeno gibanje, tj. elektrika.
Več kot je takih silicijskih rezin, več električnega toka je mogoče dobiti. Preberite več o načelu delovanja sončne baterije spodaj.
Zgornji sloj fotoceličnih plošč je prevlečen s plastjo, ki ne dopušča odboja sončne svetlobe s plošč, kar poveča njihovo učinkovitost
Materiali za izdelavo sončne plošče
Ko začnete graditi sončno baterijo, se morate založiti z naslednjimi materiali:
- silikatne plošče-fotocelice;
- listi iz iverne plošče, aluminijasti vogali in letve;
- toga penasta guma z debelino 1,5-2,5 cm;
- prozoren element, ki deluje kot osnova za silikonske rezine;
- vijaki, vijaki;
- silikonska tesnilna masa za zunanjo uporabo;
- električne žice, diode, terminali.
Količina potrebnih materialov je odvisna od velikosti vaše baterije, ki je najpogosteje omejena s številom fotocelic, ki so na voljo. Od orodja, ki ga potrebujete: izvijač ali komplet izvijačev, nožna žaga za kovine in les, spajkalnik. Če želite preskusiti končno baterijo, potrebujete tester-ampermeter.
Zdaj razmislite o najpomembnejših materialih podrobneje.
Silicijeve rezine ali fotocelice
Obstajajo tri vrste sončnih celic za baterije:
- polikristalni;
- monokristalni;
- amorfni.
Za polikristalne rezine je značilna nizka učinkovitost.Velikost koristnega učinka je približno 10 - 12%, vendar se ta kazalnik sčasoma ne zmanjšuje. Trajanje polikristalov je 10 let.
Sončna baterija je sestavljena iz modulov, ki so sestavljeni iz fotonapetostnih pretvornikov. Baterije s trdnimi silikonskimi fotocelicami so neke vrste sendvič z zaporedno razporejenimi plastmi, pritrjenimi v aluminijast profil
Monokristalne fotocelice se ponašajo z 13-25% večjo učinkovitostjo in dolgo življenjsko dobo nad 25 let. Vendar pa se sčasoma učinkovitost posameznih kristalov zmanjšuje.
Enokristalni pretvorniki se pridobivajo z žaganjem umetno gojenih kristalov, kar pojasnjuje najvišjo fotoprevodnost in produktivnost.
Filmske fotokonverterje dobimo z nanašanjem tanke plasti amorfnega silicija na polimerno fleksibilno površino
Prožne amorfne silicijeve baterije so najbolj napredne. Fotoelektrični pretvornik se razprši ali naloži na polimerno osnovo. Učinkovitost v območju 5 - 6%, vendar so filmski sistemi izjemno priročni za namestitev.
Filmski sistemi z amorfnimi fotokonverterji so se pojavili relativno nedavno. To je izjemno preprosta in izjemno poceni oblika, vendar hitrejša od tekmecev, ki izgubijo potrošniške lastnosti.
Neprimerno je uporabljati fotocelice različnih velikosti. V tem primeru bo največji tok, ki ga ustvarijo baterije, omejen s tokom najmanjše celice. Zato večje plošče ne bodo delovale s polno zmogljivostjo.
Pri nakupu fotocelic povprašajte prodajalca o načinu dostave, večina prodajalcev uporablja metodo voskanja, da prepreči uničenje krhkih elementov
Najpogosteje za samostojne baterije uporabljajo monokristalne in polikristalne fotocelice velikosti 3 x 6 palcev, ki jih je mogoče naročiti v spletnih trgovinah, kot je E-buy.
Stroški sončnih celic so precej visoki, vendar veliko trgovin prodaja tako imenovane elemente skupine B. Izdelki, ki so dodeljeni tej skupini, so pokvarjeni, vendar primerni za uporabo, njihovi stroški pa so za 40-60% nižji od običajnih plošč.
Večina spletnih trgovin prodaja sončne celice v sklopih 36 ali 72 fotovoltaičnih pretvornih plošč. Za priključitev posameznih modulov na baterijo bodo potrebni avtobusi; za povezavo s sistemom bodo potrebni terminali.
Galerija slik
Fotografija s
Polikristalna fotovoltaična plošča
Spredaj in zadaj iz silikonske rezine
Monokristalna fotovoltaična plošča
Hrbtna stran monokristalne plošče
Žični okvir in prozoren element.
Okvir za prihodnjo ploščo je lahko izdelan iz lesenih letvic ali aluminijastih vogalov.
Druga možnost je iz več razlogov bolj zaželena:
- Aluminij je lahka kovina, ki ne daje resne obremenitve nosilne konstrukcije, na katero je načrtovana namestitev akumulatorja.
- Pri izvajanju protikorozijske obdelave aluminij ni podvržen rjavi.
- Ne absorbira vlage iz okolja, ne gni.
Pri izbiri prozornega elementa je treba biti pozoren na take parametre, kot je lomni indeks sončne svetlobe in sposobnost absorpcije infrardečega sevanja.
Učinkovitost fotocelic bo neposredno odvisna od prvega indikatorja: nižji je indeks loma, večji je učinek silicijevih rezin.
Pleksi steklo ali njegova cenejša različica iz pleksi stekla ima minimalno odbojnost svetlobe. Polikarbonat ima nekoliko nižji indeks loma.
Vrednost drugega indikatorja določa, ali se bodo silikonske fotocelice same segrevale ali ne. Manj ko se plošče segrejejo, dlje trajajo. IR sevanje najbolje absorbira poseben pleksi steklo, ki absorbira toploto, in steklo z absorpcijo IR. Malo slabše - navadni kozarec.
Če je mogoče, bi bila najboljša možnost uporaba prosojnega stekla kot prosojnega elementa.
Glede na razmerje med stroški in lomnimi indeksi svetlobe in absorpcijo infrardečega sevanja je pleksi steklo najboljša možnost za izdelavo sončnih celic
Oblikovanje sistema in izbira lokacije
Zasnova sončnega sistema vključuje izračun potrebne velikosti sončne plošče. Kot že omenjeno, je velikost baterije običajno omejena z dragimi fotocelicami.
Sončna baterija mora biti nameščena pod določenim kotom, kar bi zagotovilo največjo izpostavljenost silicijevim rezinam sončne svetlobe. Najboljša možnost so baterije, ki lahko spremenijo kot.
Kraj namestitve sončnih plošč je lahko zelo raznolik: na tleh, na poševni ali ravni strehi hiše, na strehah pomožnih prostorov.
Edini pogoj je, da je treba baterijo postaviti na sončno stran mesta ali hišo, ki ni v senci visoke krošnje dreves. V tem primeru je treba optimalni kot naklona izračunati po formuli ali s pomočjo specializiranega kalkulatorja.
Kot naklona bo odvisen od lokacije hiše, letnega časa in podnebja. Zaželeno je, da ima baterija možnost spreminjanja kota nagiba po sezonskih spremembah višine sonca, ker delujejo najučinkoviteje, ko sončna svetloba pade strogo pravokotno na površino.
Za evropski del držav CIS je priporočeni stacionarni kot naklona 50-60 º. Če zasnova predvideva napravo za spreminjanje kota naklona, je pozimi bolje akumulatorje postaviti na 70 ° proti obzorju, poleti pod kotom 30 °
Izračuni kažejo, da 1 kvadratni meter sončnega sistema omogoča pridobivanje 120 vatov. Zato lahko z izračuni ugotovimo, da je za zagotovitev povprečne družine električne energije v višini 300 kW mesečno potreben sončni sistem v velikosti vsaj 20 kvadratnih metrov.
Takoj namestiti tak sončni sistem bo problematično. Toda tudi namestitev 5-metrske baterije bo pomagala prihraniti energijo in skromno prispevati k ekologiji našega planeta. Priporočamo tudi, da se seznanite z načelom izračuna potrebnega števila sončnih panelov.
Sončna baterija se lahko uporablja kot rezervni vir energije s pogostimi izklopi centraliziranega napajanja. Za samodejno preklapljanje je treba zagotoviti sistem za neprekinjeno napajanje.
Tak sistem je primeren, ker se baterija solarnega sistema ob uporabi tradicionalnega vira električne energije hkrati polni. Oprema, ki služi sončni akumulator, je nameščena v notranjosti hiše, zato je treba zanjo zagotoviti poseben prostor.
Ko baterije postavljate na poševno streho hiše, ne pozabite na kot nagiba plošče, kar je idealno, če ima baterija napravo za sezonsko spreminjanje kota naklona
Namestitev sončne plošče po korakih
Izbira mesta za namestitev sončne plošče in opreme za vzdrževanje sončnega sistema ter razpoložljivost vseh potrebnih materialov in orodij lahko začnete nameščati baterijo.
Med namestitvijo je treba upoštevati varnostne ukrepe, zlasti pri namestitvi končne plošče na streho hiše. Razmislite o algoritmu po korakih, kako narediti sončno baterijo.
1. korak - spajkanje kontaktnih ploščic iz silicija
Namestitev domače sončne baterije se pogosto začne s spajkanjem prevodnikov fotocelic. Seveda, če imate priložnost, je najbolje, da sončne celice kupite takoj z prevodniki, kot spajkanje je zelo težko in mukotrpno delo, ki traja veliko časa.
Spajkanje se izvede na naslednji način:
- Vzeta je silikonska fotocelica brez vodnikov in kovinski tračni vodnik.
- Vodniki se razrežejo s kartonsko slepo, njihova dolžina je 2-krat večja od velikosti silikonske rezine.
- Vodnik je položen lepo na ploščo. Na enem elementu - dva vodnika.
- Na mestu, kjer se bo spajkanje izvajalo, je za delo s spajkalnikom potrebno nanesti kislino.
- Spajkalnik s spajkalnikom s previdnim priklopom vodnika na ploščo.
Med spajkanjem ne pritiskajte na silikatni element, kot je zelo krhek in se lahko zruši! Če imate srečo in ste kupili fotocelice s pripravljenimi stiki, se boste tako rešili pred dolgim in težkim delom, takoj ko boste nadaljevali z izdelavo okvirja za prihodnjo baterijo.
Spajkalni kontakti za okvarjene fotocelice skupine B se izvajajo v isti smeri enako kot za cele plošče
Korak # 2 - izdelava okvirja za sončno ploščo
Okvir je kraj, kjer bodo nameščene fotocelice. Za izdelavo okvirja so vzeti aluminijasti vogali in letvice, iz katerih so okvirji zloženi. Priporočena velikost vogala je 70-90 mm.
Silikonska tesnilna masa se nanese na notranjo stran kovinskih vogalov. Tesnilne vogale je treba opraviti previdno, od tega je odvisna trajnost celotne konstrukcije.
Ko je aluminijast okvir pripravljen, nadaljujte z izdelavo zadnjega ohišja. Zadnji kovček je lesena škatla iz iverne plošče z nizkimi stranicami.
Visoke stranice bodo ustvarile senco na fotocelicah, zato njihova višina ne sme presegati 2 cm. Strani sta priviti s samoreznimi vijaki in izvijačem.
Galerija slik
Fotografija s
Izdelava ohišja za sončno baterijo
Odprtine za zrak na straneh ohišja
Podpora za silikonske rezine
Barvanje delov ohišja za hidroizolacijo
Na dnu škatle so prezračevalne luknje iz iverne plošče. Razdalja med luknjami je približno 10 cm, v aluminijast okvir je nameščen prozoren element (pleksi steklo, prosojevalno steklo, pleksi steklo).
Prozoren element se pritisne in pritrdi, njegovo pritrditev se izvede s pomočjo strojne opreme: 4 na vogalih, pa tudi 2 na dolgi in 1 s kratke strani okvirja. Strojno opremo pritrdite z vijaki.
Okvir za sončno baterijo je pripravljen in lahko nadaljujete na najbolj kritični del - namestitev sončnih celic. Pred namestitvijo je treba pleksi steklo očistiti pred prahom in razmastiti s tekočino, ki vsebuje alkohol.
Korak # 3 - namestitev fotocelic iz silikonskih rezin
Montaža in spajkanje silicijevih rezin je najbolj zamuden del ustvarjanja lastne sončne plošče. Najprej položimo fotocelice na pleksi steklo z modrimi ploščami navzdol.
Če baterijo sestavljate prvič, lahko s podlago za označevanje postavite plošče točno na majhni (3-5 mm) razdalji drug od drugega.
- Fotocelice spajkamo po naslednjem diagramu ožičenja: "+" gosenice so nameščene na sprednji strani plošče, "-" - na zadnji strani. Pred spajkanjem nežno nanesite tok in spajkalnik, da povežete kontakte.
- Vse fotocelice zaporedno zapojemo v vrstico od vrha do dna. Vrstice naj bodo potem tudi medsebojno povezane.
- Kako lepiti fotocelice. Če želite to narediti, na sredino vsake silikonske rezine nanesite majhno količino tesnilne mase.
- Nastale verige s fotocelicami obrnemo obrnjeno navzgor (kjer so modre plošče) navzgor in plošče postavimo v skladu z oznakami, ki smo jih nanesli prej. Previdno pritisnite vsako ploščo, da se zaskoči.
- Stiki skrajnih fotocelic so prikazani na vodilu, "+" in "-". Za pnevmatiko je priporočljiv širši srebrni prevodnik.
- Sončna baterija mora biti opremljena z blokirno diodo, ki se poveže s kontakti in preprečuje praznjenje baterij skozi konstrukcijo ponoči.
- Na dnu okvirja izvrtamo luknje za izhod žic na zunanjo stran.
Žice morajo biti pritrjene na okvir, tako da ne visijo, to lahko storite s pomočjo silikonske tesnilne mase.
Galerija slik
Fotografija s
Priprava silikonskih rezin za spajkanje
Sušenje baterijskih celic brez voska
Risba obrisa plošč na podlago
Postopek spajkanja fotovoltaičnih celic
Priključitev silikonskih rezin na sončno ploščo
Vezava silicijeve rezine
Naprava bakrenih tokovnih vodil naprave
Preverjanje delovanja baterije
4. korak - testiranje baterije pred tesnjenjem
Preizkušanje solarne plošče je treba izvesti pred zapečatenjem, da lahko odpravite okvare, ki se pogosto pojavljajo med spajkanjem. Najbolje je, da preizkusite po spajkanju vsake vrstice elementov - veliko lažje je zaznati, kje so stiki slabo povezani.
Za testiranje boste potrebovali navaden gospodinjski ampermeter. Meritve je treba opraviti sončen dan ob 13-14 urah, sonce ne sme skriti oblakov.
Akumulator vzamemo na ulico in namestimo v skladu s predhodno izračunanim kotom naklona. Ampermeter priključimo na kontakte akumulatorja in izmerimo tok kratkega stika.
Pomen preskušanja je, da mora biti delovna sila električnega toka 0,5-1,0 A nižja od toka kratkega stika. Odčitki naprave naj bodo višji od 4,5 A, kar kaže na učinkovitost sončne baterije.
Če tester daje manj odčitkov, je nekje zaporedje priklopa fotocelic verjetno pretrgano.
Običajno domača sončna baterija, izdelana iz fotocelic skupine B, daje odčitke 5–10 A, kar je 10–20% nižje kot pri industrijskih solarnih panelih.
Galerija slik
Fotografija s
9. korak: Po preverjanju uporabnosti delov baterije, zapečatenih na podlago, jih namestite v ohišje
Korak 10: Podlage s ploščami v ohišju so pritrjene na štiri vijake. Žica, ki povezuje dele baterij, poteka skozi zračnike.
Korak 11: Dioda Schottkyja je serijsko povezana z vsako od polovic vgrajene baterije. Njegov minus je povezan s plusom sistema
12. korak: izvrtana je luknja za vodenje žic iz ohišja. Žice so pritrjene z vozlom, tako da se ne visijo in pritrdijo s tesnilno maso
Korak 13: Po nanosu tesnilne mase je treba narediti tehnološki odmor, sproščen za polimerizacijo sestavka
14. korak: Dvožični konektor je povezan z žico, odstranjeno s sončne plošče. Pripadajoča vtičnica je nameščena na bateriji naprave, ki bo napolnila baterijo
15. korak: Po sestavljanju obeh delov naprave in izhodu daljnovoda na zunanjo stran se baterija zapre s predhodno pripravljenim zaslonom
Korak 16: Pred tesnjenjem spojev sončne naprave se še enkrat opravi funkcionalna kontrola, da se pravočasno odstranijo odstranjeni kontakti, če so odkriti
Namestitev obeh delov baterije v pripravljeni kovček
Montaža osnove sončne plošče znotraj ohišja
Namestitev Schottky Blocking Diode
Zaključek od ohišja instrumenta do zunanje strani
Utrjevanje tesnilne mase
Pritrditev 2-polnega priključka na žico
Namestitev zaslona za oddajanje svetlobe na napravi
Spremljanje učinkovitosti pred tesnjenjem
Korak # 5 - tesnjenje fotocelic, nameščenih v ohišju
Tesnjenje lahko izvedete le, če preverite, ali baterija deluje. Za tesnjenje je najbolje uporabiti epoksidno spojino, vendar glede na to, da bo poraba materiala velika, njegovi stroški pa približno 40-45 dolarjev. Če je malo drago, potem lahko namesto tega uporabite isto silikonsko tesnilno maso.
S silikonsko tesnilno maso dajte prednost tisti, na embalaži ki označuje, da je primerna za uporabo pri ničelnih temperaturah
Obstajata dva načina zapečatenja:
- popolno polnjenje, ko so plošče napolnjene s tesnilno maso;
- nanašanje tesnilne mase na prostor med fotocelicami in na najbolj oddaljene elemente.
V prvem primeru bo tesnjenje zanesljivejše. Po izlivu je treba tesnilno maso nastaviti. Nato je pleksi steklo nameščeno na vrhu in tesno pritisnjeno na plošče, prevlečene s silikonom.
Da bi zagotovili blazino in dodatno zaščito med zadnjo površino fotocelic in okvirjem iz iverne plošče, mnogi obrtniki svetujejo namestitev tesnila iz trde penaste gume širine 1,5-2,5 cm.
To sicer ni potrebno, vendar je zaželeno, glede na to, da so silikonski rezini precej krhki in se zlahka poškodujejo.
Po namestitvi pleksi stekla se na konstrukcijo postavi obremenitev, pod vplivom katere se zračni mehurčki iztisnejo. Sončna plošča je pripravljena in po večkratnem testiranju jo je mogoče namestiti na vnaprej izbrano mesto in povezati s sončnim sistemom vašega doma.
Pregled fotocelic, naročenih v kitajski spletni trgovini:
Video navodila za izdelavo sončne baterije:
Izdelava sončne baterije z lastnimi rokami ni lahka naloga. Učinkovitost večine teh baterij je za 10-20% nižja od učinkovitosti industrijskih plošč. Najpomembneje pri načrtovanju sončne baterije je pravilno izbrati in namestiti sončne celice.
Ne poskušajte takoj ustvariti plošče z ogromno površino. Poskusite najprej sestaviti majhno napravo, da boste razumeli vse nianse tega postopka.
Imate praktične spretnosti pri ustvarjanju sončnih panelov? Prosimo, delite svoje izkušnje z obiskovalci naše strani - v spodnji blok napišite komentarje. Tam lahko postavite vprašanja o temi članka.