Készítsen napelemet otthon. Csináld magad napelem rögtönzött eszközökből

A fogyasztás ökológiája. Tudomány és technológia: Mindenki tudja, hogy a napelem a nap energiáját elektromos energiává alakítja. És van egy egész iparág az ilyen elemek előállítására hatalmas gyárakban. Azt javaslom, hogy készítsen saját napelemet könnyen elérhető anyagokból.

Mindenki tudja, hogy a napelem a nap energiáját elektromos energiává alakítja. És van egy egész iparág az ilyen elemek előállítására hatalmas gyárakban. Azt javaslom, hogy készítsen saját napelemet könnyen elérhető anyagokból.

A napelem elemei

Napelemünk fő eleme két rézlemez lesz. Végül is, mint tudják, a réz-oxid volt az első elem, amelyben a tudósok felfedezték a fotoelektromos hatást.

Tehát szerény projektünk sikeres megvalósításához szüksége lesz:

1. Rézlemez. Valójában nincs szükségünk egy egész lapra, hanem elég kis négyzet (vagy téglalap alakú) 5 cm-es darabok.

2. Egy pár krokodilcsipesz.

3. Mikroampermérő (a generált áram nagyságának megértéséhez).

4. Elektromos tűzhely. Az egyik lemezünk oxidálásához szükséges.

5. Átlátszó tartály. Egy közönséges műanyag palack ásványvíz alól nagyon megfelelő.

6. Asztali só.

7. Közönséges meleg víz.

8. Egy kis darab csiszolópapír a rézlemezeink oxidfilmtől való megtisztításához.

Miután mindent előkészített, amire szüksége van, folytathatja a legfontosabb szakaszt.

Főzőlapok

Tehát először is veszünk egy tányért, és megmossuk, hogy minden zsírt eltávolítsunk a felületéről. Ezt követően csiszolópapírral letisztítjuk az oxidfilmet és a már megtisztított rudat ráhelyezzük a bekapcsolt elektromos égőre.

Ezt követően kapcsold be, és figyeld, hogyan melegszik fel és cseréli veled a tányérunkat.

Amint a rézlemez teljesen fekete, tartsa még legalább negyven percig forró tűzhelyen. Ezután kapcsolja ki a tűzhelyet, és várja meg, amíg a "pörkölt" réz teljesen kihűl.

Tekintettel arra, hogy a rézlemez és az oxidfilm hűtési sebessége eltérő lesz, a fekete bevonat nagy része magától elmúlik.

Miután a lemez lehűlt, vegye ki, és óvatosan mossa le a fekete fóliát víz alatt.

Fontos. Ebben az esetben a megmaradt fekete területeket semmilyen módon nem szabad letépni vagy meghajlítani. Ez biztosítja, hogy a rézréteg sértetlen maradjon.

Ezt követően fogjuk a tányérjainkat, és óvatosan az előkészített edénybe helyezzük, a szélekre forrasztott huzalokkal rögzítjük krokodiljainkat. Sőt, egy érintetlen rézdarabot kapcsolunk össze mínuszossal, és egy feldolgozottat plusszal.

Ezután sóoldatot készítünk, nevezetesen feloldunk néhány evőkanál sót vízben, és ezt a folyadékot egy edénybe öntjük.

Most egy mikroampermérőhöz csatlakoztatva ellenőrizzük a tervezésünk teljesítményét.

Mint láthatja, a beállítás nagyon működik. Az árnyékban a mikroampermérő körülbelül 20 μA-t mutatott. De a napon a készülék lemerült. Ezért csak azt tudom mondani, hogy a napon egy ilyen telepítés egyértelműen több mint 100 μA-t termel.

Természetesen egy ilyen telepítésből még izzót sem fogsz tudni meggyújtani, de ha gyermekeddel együtt készítesz egy ilyen telepítést, felkeltheted az érdeklődését például a fizika tanulmányozása iránt. közzétett

Ha bármilyen kérdése van ebben a témában, tegye fel azokat projektünk szakembereinek és olvasóinak.

A napelem egy olyan eszköz, amely lehetővé teszi elektromos áram előállítását speciális fotovoltaikus cellák segítségével. Segít jelentősen csökkenteni a villamos energia költségét és megszerezni a kimeríthetetlen forrását. Egy ilyen telepítés nem csak készen vásárolható meg, hanem kézzel is elkészíthető. A magánszektorbeli otthonok napeleme tökéletes megoldás a gyakori áramkimaradások elkerülésére.

Általános információ

Mielőtt otthoni napelemet készítene, részletesen tanulmányoznia kell annak szerkezetét, működési elvét, előnyeit és hátrányait. Ezen információk birtokában kiválaszthatja a megfelelő alkatrészeket, amelyek hosszú ideig működnek és hasznosak lesznek.

Eszköz és működési elv

Minden típus a legközelebbi csillag által kibocsátott energiát elektromos energiává alakítja át. Ez a speciális fotocelláknak köszönhetően történik, amelyek egy tömbbe egyesítve közös szerkezetet alkotnak. A szilícium félvezető elemeket energiaátalakítóként használják.

A napelem működési elve:

1. A napból érkező fény eléri a fotocellákat.
2. Kiüti a szabad elektronokat az összes szilíciumatom utolsó pályájáról.
3. Emiatt nagyszámú szabad elektron jelenik meg, amelyek gyorsan és véletlenszerűen kezdenek mozogni az elektródák között.
4. Ennek a folyamatnak az eredménye egyenáram keletkezése.
5. Ezt követően gyorsan váltóáramúvá alakítják, és eljuttatják a fogadó eszközhöz.
6. A megtermelt áramot elosztja az egész házban.

Előnyök és hátrányok

A barkácsolt napelemek számos előnnyel rendelkeznek a gyári kialakításokkal és más energiaforrásokkal szemben. Ennek köszönhetően az eszközök rohamosan népszerűbbek, és világszerte használatosak.

A napelemek pozitívumai közé tartozik a következőket kell kiemelni:

A nagyszámú előny ellenére a napelemeknek vannak hátrányai is. Ezeket a szerkezet gyártásának és beépítésének megkezdése előtt figyelembe kell venni.

A hátrányok közé tartoznak a következők:

Annak érdekében, hogy a kész szerkezet minőségileg elláthassa funkcióit és elegendő mennyiségű villamos energiát biztosítson az embereknek, megfelelő gyártásra van szükség. Ehhez számos tényezőt kell figyelembe vennie, és csak kiváló minőségű anyagokat kell választania.

Elsődleges követelmények

Mielőtt saját kezűleg napelemet készítene, számos előkészítő intézkedést kell végrehajtania, és alaposan meg kell vizsgálnia az eszközre vonatkozó összes követelményt. Ez elősegíti a működő telepítést és leegyszerűsíti a telepítési folyamatot.

Annak érdekében, hogy a napelem a maximális potenciáljával működjön, a következő követelményeknek kell megfelelni:

Anyagok és eszközök

A készülék legfontosabb részei a fotocellák. A gyártók csak 2 fajtát kínálnak vásárlóiknak: monokristályos (hatékonyság 13%) és polikristályos szilícium (hatékonyság legfeljebb 9%).

Az első lehetőség csak napos időben való munkavégzésre alkalmas, a második pedig bármilyen. A vezetők további fontos tervezési elemek. A fotocellák egymáshoz csatlakoztatására szolgálnak.

Panelkészítéshez A következő anyagokra és eszközökre lesz szüksége:

Eljárás

Annak érdekében, hogy napelemeket saját kezűleg készítsen otthon, követnie kell a műveletek sorrendjét. Csak ebben az esetben kerülheti el a hibákat és érheti el a kívánt eredményt.

A panel gyártási folyamata egyszerű és a következő lépésekből áll:

1. Előveszünk egy poli- vagy egykristályos napelem-készletet, és az alkatrészeket közös konstrukcióba állítják össze. Számukat a ház tulajdonosainak igényei alapján határozzák meg.
2. A fotocellákra kontúrokat visznek fel, ónból kialakított forrasztott vezetőket. Ezt a műveletet sík üvegfelületen hajtják végre forrasztópáka segítségével.
3. Egy előre elkészített elektromos áramkör szerint minden cella össze van kötve. Ebben az esetben söntdiódákat kell csatlakoztatni. A napelemek ideális megoldása a Schottky-diódák használata, amelyek megakadályozzák a panel éjszakai lemerülését.
4. A cellaszerkezetet áthelyezik a nyílt térbe, és tesztelik a teljesítményt. Probléma hiányában megkezdheti a keret összeszerelését.
5. Erre a célra speciális alumínium sarkokat használnak, amelyeket hardver segítségével rögzítenek a karosszériaelemekhez.
6. Vékony réteg szilikon tömítőanyagot viszünk fel a sínek belső részeire, és egyenletesen elosztjuk.
7. A tetejére egy plexi vagy polikarbonát lapot helyezünk, és szorosan a keret kontúrjához nyomjuk.
8. A mintát több órán át hagyjuk, hogy a szilikon tömítőanyag teljesen megszáradjon.
9. Amint ez a folyamat befejeződött, az átlátszó lapot egy hardver segítségével rögzítik a testhez.
10. A kapott felület teljes belső része mentén kiválasztott vezetőkkel ellátott fotocellákat helyeznek el. Fontos, hogy hagyjon egy kis távolságot (kb. 5 milliméter) a szomszédos cellák között. Az eljárás leegyszerűsítése érdekében előzetesen alkalmazhatja a szükséges jelölést.
11. A beépített cellák szilikon segítségével biztonságosan rögzítve vannak a kerethez, és a panel teljesen tömített. Mindez hozzájárul a napelemek élettartamának növeléséhez.
12. A terméket hagyjuk megszáradni az alkalmazott keveréket, és elnyeri végső formáját.

Rögtönzött anyagokból készült termékek

A napelem nem csak drága anyagokból, hanem rögtönzött anyagokból is összeállítható. A kész kialakítás, bár kevésbé lesz hatékony, egy kicsit megtakarítja az áramot.

Ez az egyik legegyszerűbb és legolcsóbb lehetőség házi napelem készítésére. A készülék alacsony feszültségű diódákra épül majd, amelyek üvegvitrinben készülnek.

Az akkumulátor a következő műveletsorok betartásával készül:

rézfólia

Ha kis mennyiségű áramot kell beszereznie, készíthet napelemet közönséges fóliából.

A kész kialakítás kis teljesítményű lesz, így csak kisméretű készülékek táplálására használható.

Lépésről-lépésre utasítás:

sörösdobozok

Az akkumulátor készítésének ez az egyszerű módja nem igényel nagy pénzügyi költségeket. Ezzel kis mennyiségű áramot kaphat, ami kissé csökkenti a költségeket.

Eljárás:

A saját készítésű napelem egy csodálatos eszköz, amely lehetővé teszi az energiaköltségek csökkentését. Megfelelő gyártásával és az összes ajánlás betartásával minőségi terméket készíthet, amely hosszú évekig működik.

Az elmúlt években az energiatakarékosság kérdése egyre akutabbá vált. Sokan kezdenek gondolkodni azon, hogyan lehet energiát megtakarítani különféle energiatakarékos technológiák használatával. Az utóbbi időben a napenergia hazai viszonyok között történő felhasználása egyre több olyan embert kezd érdekelni, aki arra a következtetésre jut, hogy jobb lenne egyszer felszerelni a napelemeket, és akkor jelentős megtakarítást érhet el a költségvetésében. Ez mind Oroszországban, mind világszerte az energiaárak folyamatos emelkedésével összefüggésben releváns. Még többet spórolhat, ha kitalálja, hogyan állíthat össze napelemet saját kezűleg. A napelemek gyűjteményének fő jellemzője az alkatrészek rendelkezésre állása és a minimális pénzügyi befektetés.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Elemek kiválasztása panelekhez

Az önállóan összeszerelt napelemes rendszer nagy előnye, hogy nem szükséges a teljes komplex rendszert egyszerre telepíteni, fokozatosan növelhető a teljesítmény. Ha a gyűjtési tapasztalat sikeres, akkor folytathatja a munkát és növelheti a hangerőt.

A napelem egy helyi generátor, amely a napenergiát fotovoltaikus cella segítségével elektromos energiává alakítja. Annak érdekében, hogy saját kezűleg összeszerelje, ki kell választania a napelem modulokat ingyenes értékesítésben. Például az Ebay-en vásárolhat egy sor SolarCell-t, 36 napelemből áll, amely éppen az akkumulátor önszerelésére szolgál. Hasonló készletek vásárolhatók Oroszországban.

Egy projektet fejlesztünk

A projekt fejlesztése a napelem elhelyezésétől és a telepítési lehetőségtől függ. Az ilyen akkumulátorokat olyan szögben kell beszerelni, hogy a napsugarak derékszögben érjék a fotocellákat. Ne felejtse el, hogy a napelem teljesítménye teljes mértékben a fény intenzitásától függ. Ezeket az épület napos oldalára kell felszerelni. Az objektum helyétől, valamint az egyes régiókban a napenergia áramlásától függően kiszámítják a napelem dőlésszögét.

Megéri a figyelmet arra, hogy az épület tetejére felszerelendő rendszer tervezésekor előre meg kell határozni vagy ki kell számítani a tető teherbírását. A tetőnek teljes mértékben el kell viselnie az alkalmazott terhelést, és biztosítania kell a biztonsági határt.

Keretet készítünk

Mielőtt napelemet készítene, napelemeket kell vásárolnia (36 db). A számítások szerint egy elem 0,5 V energiát termel, vagyis ha 36 elem van, akkor 18 voltot kaphatunk.

A piacon hatalmas választék található különféle méretekben, de a következőket kell figyelembe vennie, amikor kiválasztják őket:

• Minden lemez azonos szintű feszültséget termel, méretétől függetlenül;
• A nagy lemezek több áramot termelnek;
• Nagyobb tányérok használatával nagyobb teljesítmény érhető el, de ügyeljen a nagyobb lemezek súlyára;
• Különböző méretű lemezek használata ugyanabban a szerkezeti rendszerben nem javasolt.

A napelemek gyártásánál a kerethez alumínium sarkot használnak, de vásárolhat erre tervezett kész kereteket is. Az átlátszó bevonatot az Ön kívánsága szerint kell kiválasztani, de figyelembe kell venni a fény törésmutatóit. A legkedvezőbb árú anyag a plexi lesz, a jellemzőit tekintve pedig a legkevésbé alkalmas a közönséges polikarbonát. A panel gyártásához a legjobb anyagok olyan anyagok, amelyek magas fényáteresztő képességgel rendelkeznek. Ha plexit használ, akkor működés közben figyelemmel kísérheti a rendszerben lévő érintkezőket.

A napelem házának felszerelése

Ha egy napelem szabványos gyártásáról beszélünk, akkor ez 36 fotocellát tartalmaz 150x81 mm-es lemezekkel. A méretek kiszámításakor figyelembe kell venni a 3-5 mm-es rések jelenlétét az elemek között, amelyekre szükség lesz a keret méreteinek megváltoztatásakor a légköri jelenségek hatására. A munkadarab méretei a figyelembe vett tűrésekkel 690x835 mm, a keretben a sarok szélessége pedig 35 mm.Az alumíniumprofil felhasználásával készülő napelem a gyárilag gyártott panelhez hasonló lesz, és magas szintű tömítettséget, szilárdságot és merevséget biztosít majd.

Kezdetben nyersdarabokat kell készítenie egy alumínium sarokból - 690x835 mm méretű keretek. A csavarok további rögzítéséhez a kapott keretben lyukakat kell készítenie. Ezután szilikon tömítőanyagot kell hézagok nélkül felhordani a sarkok belső felületére. Ez egy nagyon fontos szempont, mert. ne legyenek olyan helyek, amelyek nincsenek szilikonnal kitöltve. A kapott keretbe átlátszó plexi lapot, speciális polikarbonátot vagy tükröződésmentes üveget kell tenni.

Figyelj hogy a szilikont hagyni kell megszáradni, különben a párolgás felesleges filmréteget hoz létre a fotocellákon.

Az egymásra helyezett üveget óvatosan a kerethez kell nyomni és rögzíteni. A jó rögzítés érdekében rögzítőelemeket kell készíteni a keret teljes kerületén. Minden, a napelem váza majdnem kész.

Elemeket kiválasztunk és forrasztunk

Ugyanabban az Ebay-en vagy más hasonló boltban is lehet vásárolni olyan napelemeket, amelyeknek már van forrasztott vezetéke. Feltétlenül mérje fel képességeit, mert. Az érintkezők forrasztása ilyen kialakításban meglehetősen bonyolult folyamat. A felelősséget tovább növeli az elemek törékenysége.

Ha továbbra is úgy dönt, hogy saját maga forrasztja az elemeket, először le kell vágnia a vezetőket egy kartonlappal, és óvatosan el kell helyeznie őket egy fotocellára. Ezután savat és forrasztóanyagot kell felvinni a forrasztási pontokra. A kényelmesebb munka érdekében nyomja meg a vezetőt egy nehéz tárggyal. Ezután óvatosan forrassza a vezetőt a fotocellához, de ne csípje meg a törékeny kristályokat. A vezetéken meghatározott szabványok szerint az ezüst bevonatnak három adagot kell kibírnia.

A napelem elemeinek összeszerelése

Az első összeállítás során a legjobb, ha egy megjelölt alátétet használ, amely segít az elemek pontos egymáshoz viszonyításában. Az alap rétegelt lemezből készül, feltétlenül jelölje meg a szerkezet sarkait. A hátoldalon lévő akkumulátorcellákhoz való forrasztás után rögzítenie kell egy darab szalagot a rögzítéshez, és hasonló módon kell átvinnie őket. Csak a csatlakozó alkatrészeket kell tömíteni.

Ezután az elemeket az üveg felületére kell helyezni. Ne felejtsen el távolságot hagyni az elemek között, és terheléssel nyomja meg őket. Forrasztás a mellékelt kapcsolási rajz szerint. A plusz sávokat az elülső oldalon kell elhelyezni, a mínusz sávokat pedig a hátulján. Forrasz minden ezüst érintkezőt. Ennek az elvnek megfelelően kösse össze az összes fotocellát. A panel szélső elemein az érintkezőket a plusz és mínusz buszra kell vinni. Javasoljuk, hogy hozzon létre egy "középső" pontot - két további shunt dióda használatával. A terminál a keret külső oldalára van felszerelve. A kimeneti vezetékekhez használhat akusztikus kábelt elkülönítve. Forrasztás után minden vezetéket szilikonnal kell rögzíteni. Összeszerelés után a napelemeknél a forrasztási érintkezők minősége jelenti a fő problémát. Ezért javasolják a szakértők a tömítés előtti tesztelést, amelyet a forrasztás során minden elemcsoportban el kell végezni.

Ha a teljes rendszer megfelelő tervezését hajtják végre, akkor ez elegendő akkumulátort biztosít. A teljes szerkezet számításánál figyelembe kell venni, hogy egy napelem gyártása során csak azonos méretű napelem modulokat szabad használni, mert. a rendszerben a maximális áramerősséget a legkisebb elem árama korlátozza.

A szabványos számítások egyértelművé teszik, hogy egy meglehetősen napsütéses napon körülbelül 120 watt teljesítmény érhető el a panel egy méteréből. Természetesen ez a teljesítmény nem teszi lehetővé, hogy számítógépen dolgozzon, de egy 10 méteres panel már 1 kW energiát biztosít, ami lehetőséget ad arra, hogy energiát biztosítson a házban lévő fő készülékekhez. Egy családnak átlagosan körülbelül 300 kW-ra van szüksége havonta, így a déli oldalon optimálisan telepített, 20 méteres rendszer biztosítja a család áramellátását. Az elektromos világítás optimalizálása érdekében AC LED vagy fénycsöves izzók használata javasolt. Elolvashatja, hogyan válasszon ilyen izzókat, például egy feszített mennyezethez.

A napelemek egyre népszerűbbek az alternatív áramforrások között. Azonban a mi körülményeink között ezek ára legtöbbször túlárazott, így a mindenki számára elérhető anyagok és a szükséges instrukciók felhasználásával saját kezűleg is összeállíthat egy napelemet.

Videó

Ez a videó pedig a napelem összeszerelésének folyamatát mutatja be.

A napelemek hosszú ideig vagy műholdak és űrállomások terjedelmes panelei, vagy zsebszámológépek kis teljesítményű fotocellái voltak. Ez az első egykristályos szilícium fotocellák primitív voltának volt köszönhető: nemcsak alacsony hatásfokkal rendelkeztek (elméletileg legfeljebb 25%, a gyakorlatban körülbelül 7%), hanem észrevehetően veszítettek a hatékonyságuk is, amikor a beesési szög a fény 90˚-tól eltért. Tekintettel arra, hogy Európában felhős időben a napsugárzás fajlagos teljesítménye 100 W/m 2 alá is csökkenhet, túl nagy napelem-felületekre volt szükség a jelentős teljesítmény eléréséhez. Ezért az első naperőműveket csak maximális fényáram és tiszta időjárás körülményei között építették, vagyis az Egyenlítő közelében lévő sivatagokban.

A napelemek létrehozásában bekövetkezett jelentős áttörés visszahozta az érdeklődést a napenergia iránt: például a legolcsóbb és leginkább hozzáférhető polikristályos szilícium cellák, bár hatásfokuk alacsonyabb, mint a monokristályosoké, kevésbé érzékenyek az üzemi körülményekre. A polikristályos ostyákon alapuló napelem eleget ad stabil feszültség részben felhős körülmények között. A modernebb gallium-arzenid alapú fotovoltaikus cellák hatékonysága akár 40% is lehet, de túl drágák ahhoz, hogy saját kezűleg készítsenek napelemet.

A videó egy napelem megépítésének ötletéről és annak megvalósításáról szól

Érdemes megtenni?