Solárne panely pre domácnosť vlastnými rukami. Slnko ako zdroj voľnej energie: solárnu batériu vyrábame vlastnými rukami

Alternatívnou energiou sa dnes zaoberajú nielen špecialisti. Možnosti autonómnych zdrojov energie sú tiež zaujímavé pre amatérov, ktorí sú priateľmi s elektrotechnikou a rádiotechnikou. Pokiaľ ide o solárne panely, hlavným problémom pri realizácii projektu je ich vysoká cena. A ak vezmeme do úvahy, že pre súkromný dom je potrebných niekoľko panelov, potom je pochopiteľný určitý skepticizmus, pokiaľ ide o ich použitie v každodennom živote.

Aj keď existuje dobré riešenie pre tých, ktorí sú zvyknutí robiť všetko vlastnými rukami - zostaviť solárnu batériu zo samostatných panelov. Napríklad čínske, ktoré sú relatívne lacné.

Na základe skúseností s ich praktickou aplikáciou môžeme konštatovať, že plne spĺňajú očakávania majstra. A ak sa zameriate na stavebnicu triedy B (lacnejšie produkty), potom sú úspory pri vlastnej montáži zdroja značné.

Ak chcete získať vzorku 145 W s celkovým napätím 18 V, budete musieť zaplatiť asi 3 100 rubľov za čínske panely (36 kusov) (ak sú zakúpené cez internet, napríklad na Alibaba, Ebay) oproti 6 180 (náklady hotového analógu priemyselnej výroby). Ukazuje sa, že má zmysel tráviť čas a vyrábať takúto batériu.

Nielen čínske, ale všetky solárne panely sa delia na mono- (drahšie) a polykryštalické (amorfné). V čom je rozdiel? Bez toho, aby sme sa zaoberali výrobnou technológiou, stačí zdôrazniť, že prvé sa vyznačujú homogénnou štruktúrou. Preto je ich účinnosť vyššia ako účinnosť amorfných náprotivkov (asi 25 % oproti 18 %) a sú drahšie.

Vizuálne sa dajú rozlíšiť podľa tvaru (znázorneného na obrázku) a odtieňa modrej. Monokryštalické panely sú o niečo tmavšie. No, má zmysel šetriť energiu, budete sa musieť rozhodnúť sami. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že výrobu lacných polykryštalických panelov v Číne vykonávajú najmä malé firmy, ktoré šetria doslova na všetkom, vrátane surovín. To priamo ovplyvňuje nielen náklady, ale aj kvalitu produktov.

Všetky fotobunky sú vodičmi spojené do jedného energetického reťazca. V závislosti od typu panelov môžu byť už upevnené alebo môžu chýbať. Takže ich budete musieť spájkovať vlastnými rukami. Všetky kryštalické vzorky sú dosť krehké a musí sa s nimi zaobchádzať mimoriadne opatrne.

Ak nemáte správne spájkovacie schopnosti, je lepšie zakúpiť panely triedy A (drahšie). Pri nákupe lacných analógov (B) je vhodné mať aspoň jeden na sklade. Prax pri montáži solárnych panelov ukazuje, že poškodeniu sa nedá vyhnúť, takže ďalší panel bude určite potrebný.

Pri určovaní potrebného počtu fotobuniek sa môžete zamerať na takéto údaje. 1 m² panelov dáva približne 0,12 kWh elektrickej energie. Štatistiky spotreby energie ukazujú, že pre malú rodinu (4 osoby) stačí cca 280 - 320 kW mesačne.

Solárne panely sa predávajú v dvoch možných verziách - s voskovým náterom (na ochranu pred poškodením pri preprave) a bez neho. Ak sú panely s ochrannou vrstvou, potom budú musieť byť pripravené na montáž.

Čo je potrebné urobiť?

• Rozbaľte tovar.
• Ponorte súpravu do horúcej vody. Približná teplota - 90 ± 5 0С. Hlavná vec je, že by to nemala byť vriaca voda, inak sú panely čiastočne deformované.
• Oddeľte vzorky. Znaky, že sa vosk roztopil, sú viditeľné vizuálne.
• Spracujte každý panel. Technológia je jednoduchá - striedavo ich ponorte do horúcej mydlovej vody a potom vyčistite. Postup „umývania“ pokračuje, kým na povrchu nezostanú žiadne stopy vosku.
• Suché. Panely by sa mali položiť na mäkkú handričku. Napríklad na froté obrus.

Montážny poriadok

Špecifiká výroby rámu

V skutočnosti ide o tradičný jednoduchý rám, ktorého materiál sa vyberá v závislosti od umiestnenia batérie. Tematické stránky zvyčajne označujú hliníkový roh alebo drevo. Vhodnosť použitia druhého menovaného (pri všetkej úcte k autorom článkov) vyvoláva určité pochybnosti. Hlavným dôvodom sú vlastnosti akéhokoľvek stromu. Spočíva v obsahu vlhkosti bez ohľadu na stupeň sušenia.

Bez ohľadu na to, koľko percent to je, krúteniu a dokonca prasknutiu stromu sa nevyhneme. Vzhľadom na krehkosť panelov - rozhodne to nie je možné. Toto dlho nevydrží, aj keď je pripevnené na okne vo vnútri budovy.

Inštalácia batérie

Rozmery rámu sa vyberajú na základe lineárnych parametrov panelov. Horizontálna alebo vertikálna orientácia - záleží na špecifikách inštalácie batérie a v zásade nezáleží.

K rámu je pripevnená tabuľa skla alebo polykarbonátu (nie bunková, ale monolitická). Plní ochrannú funkciu, chráni fotobunky pred mechanickým poškodením.

Na ňu sa z vnútornej strany rámu nanesú kvapky silikónového tmelu (v strede panelov) alebo sa natrie najtenšou vrstvou. Odporúčania na použitie živice (epoxidu) si sotva zaslúžia pozornosť, pretože v tomto prípade nie je potrebné hovoriť o údržbe batérie.

Odhadovaný počet panelov je umiestnený v ráme (montáž sa vykonáva vopred). Jeden dáva napätie rádovo 0,5 V (mierna odchýlka nominálnej hodnoty sa nepočíta). Je dôležité nezamieňať, kde je predná strana výrobkov a kde je zadná strana.

Zadná strana je uzavretá mäkkou odnímateľnou podložkou. Aby ste to urobili vlastnými rukami, môžete si vziať penovú gumu (aspoň 4 cm) a polyetylénovú fóliu. Jeho okraje sú spojené lepiacou páskou alebo spájkované (ak existuje špeciálny stroj).

Práca tam nekončí. Medzi sklom (polykarbonát) a panelmi zostanú vzduchové bubliny, ktoré znížia účinnosť solárneho panelu. Musia byť odstránené. Na tento účel sa na podložku položí hustý materiál. Napríklad fragment, prispôsobený veľkosti rámu, hrubá (viacvrstvová) preglejka.

Hore - náklad, ktorého hmotnosť je dostatočná na ľahké stlačenie panelov. V tejto polohe sa batéria nechá aspoň pol dňa. Tu by ste sa mali zamerať na jeho rozmery a rovnomerné rozloženie nákladu.

Po tejto dobe sa útlak, preglejka a rohož demontujú. Nie je možné okamžite opraviť batériu na mieste inštalácie. Úplné vyschnutie tmelu potrvá ešte nejaký čas.

Namiesto podložky môžete použiť iný mäkký substrát. Napríklad piliny, hobliny.

Poslednou fázou je výroba zadnej steny a jej inštalácia na miesto. Na tento účel sa odoberajú drevotrieskové dosky, drevovláknité dosky, preglejky, ale vždy s rovnakým substrátom na ochranu panelov pred deformáciou.

Vlastnosti zostavy obvodov

Spájkovanie platní je zložitý proces, ktorý si vyžaduje starostlivú starostlivosť a pozornosť. Je lepšie pracovať s spájkovačkou s nízkym výkonom (24 - 36 W). Ak sa používa 65-ka bežná v každodennom živote, mala by sa zapnúť cez obmedzujúci odpor. Najjednoduchšou možnosťou je zapojiť „stowattovú“ žiarovku do série.

To však nie je všetko. Je potrebné vylúčiť samovybíjanie batérie (v noci, za nepriaznivého počasia). To je zabezpečené zahrnutím p / p diód do obvodu. Ako vodič (na zvody) je vhodné použiť akustický kábel, ktorý je tiež upevnený na paneli tmelom.

S možnosťou fóliovej solárnej batérie (existuje) sa nepočíta. Napriek niektorým výhodám má množstvo významných nevýhod - nízku účinnosť a potrebu kladenia na veľké plochy. Pre súkromný dom je riešenie neprijateľné.

Slnečné lúče, ako alternatívny zdroj energie, sú medzi obyvateľstvom čoraz populárnejšie. Platí to najmä pre obyvateľov súkromného sektora, ktorí sa postupne zbavujú energetickej závislosti. Takéto systémy sú však stále dosť drahé a nie každý si ich môže kúpiť. V takýchto situáciách je najlepším východiskom solárna batéria vyrobená ručne z improvizovaných materiálov.

Výber fotobuniek

Akákoľvek solárna batéria pre domácich majstrov bude v každom prípade stáť výrazne menej ako továrenská. Od známych výrobcov je robený starostlivý výber fotobuniek, pri ktorom sú tienené obrobky so zníženým alebo nestabilným výkonom. Povrch hotových výrobkov je pokrytý špeciálnym sklom, ktoré znižuje odraz svetla, ktoré nie je dostupné na trhu. Vo výrobe sa používa mnoho iných metód skúmania záznamov, ktoré sú pre domáce podmienky úplne nevhodné.

Solárna batéria typu „urob si sám“ sa však dá dobre vyrobiť a výsledné domáce produkty majú dobrý výkon a nie sú tak výrazne odlišné od priemyselných produktov. Na druhej strane, úspora peňazí je takmer dvojnásobná a za určitých podmienok je výroba panelov nielen účelná, ale aj zisková.

Preto je hlavným cieľom v prípravnej fáze správne vybrať tie najvhodnejšie fotobunky. Z technických dôvodov môžu byť film alebo amorfné produkty okamžite vylúčené a usadené na platniach ich kryštálov kremíka. Hneď pri prvých domácich pokusoch sa odporúča použiť lacnejšie prvky z polykryštálov a až potom pristúpiť k práci s monokryštálovými kremíkovými materiálmi.

Fotobunky pre solárnu batériu je možné zakúpiť na známych zahraničných obchodných platformách, ako sú Aliexpress, Amazon a iné. Vo voľnom predaji sú tam dostupné vo forme samostatných platní s rôznym výkonom a celkovými rozmermi, čo umožňuje zostaviť solárny panel požadovaného výkonu.

Okrem toho existujú chybné výrobky patriace do takzvanej triedy B, ktoré majú rôzne poškodenia vo forme malých triesok a prasklín. Na výkon to nemá takmer žiadny vplyv, no ich cena je oveľa nižšia, preto sa najčastejšie používajú v podomácky vyrobených solárnych systémoch.

Výpočet a návrh

Na výpočet solárnej batérie zostavenej doma budete určite potrebovať zoznam všetkých elektrických spotrebičov a zariadení dostupných v dome. Okamžite musíte zistiť spotrebu energie každého z nich.

Údaje o výkone sú uvedené na štítku alebo v technickom liste zariadenia. Ich hodnoty sú pomerne približné, takže pre panel, ktorý funguje, musíte zadať zmenu, to znamená, že priemerná spotreba energie sa vynásobí korekčným faktorom. Celkový takto získaný výkon sa dodatočne vynásobí 1,2 s prihliadnutím na straty pri prevádzke meniča. Výkonné zariadenia pri štarte spotrebujú prúd, ktorý je niekoľkonásobne vyšší ako menovitý prúd. Kvôli tomu musí menič krátkodobo vydržať aj dvojnásobný alebo trojitý výkon.

Ak existuje pomerne veľa silných spotrebiteľov, ale zároveň sa prakticky nezapínajú, potom sa menič použitý v systéme s veľkým výstupným prúdom ukáže byť príliš drahý. Pri absencii významných zaťažení sa odporúča použiť menej výkonné lacné zariadenia.

Solárna batéria doma sa počíta podľa doby prevádzky každého elektrospotrebiča počas dňa. Empiricky vypočítaná hodnota sa vynásobí výkonom a výsledkom je denná spotreba energie meraná v kilowatthodinách.

Určite sa vám budú hodiť informácie z miestnej meteostanice o množstve slnečnej energie, ktoré sa dá v tejto oblasti reálne získať. Výpočet tohto ukazovateľa je založený na údajoch priemerného ročného slnečného žiarenia a jeho priemerných mesačných hodnôt v najhoršom počasí. Posledný údaj vám umožňuje určiť minimálne množstvo elektriny dostatočné na vyriešenie súčasných problémov.

Po prijatí počiatočných údajov môžete začať určovať výkon jednej fotobunky. Najprv musí byť indikátor slnečného žiarenia vydelený 1000, v dôsledku toho sa získajú takzvané pikohodiny. V tomto čase je intenzita slnečnej luminiscencie 1000 W/m 2 .

Vzorec na výpočet

Množstvo energie W generované jedným modulom je určené nasledujúcim vzorcom: W \u003d k * Pw * E / 1000, v ktorom E je hodnota slnečného žiarenia za určité časové obdobie, k je koeficient, ktorý je 0,5 v lete, 0 v zime, 7, Pw - výkon jedného modulu. Korekčný faktor zohľadňuje stratu výkonu fotočlánkov pri zahrievaní slnečnými lúčmi, ako aj zmenu sklonu lúčov voči povrchu počas dňa. V zime sa prvky menej zahrievajú, preto bude hodnota koeficientu vyššia.

S prihliadnutím na celkovú spotrebu energie a údaje získané pomocou vzorca sa vypočíta celkový výkon fotovoltaických článkov. Získaný výsledok sa vydelí silou 1 prvku a v dôsledku toho bude požadovaný počet modulov.

Existujú rôzne modely s radom výkonových prvkov - od 50 do 150 W a vyššie. Výberom komponentov s požadovaným výkonom môžete zostaviť solárny panel s daným výkonom. Napríklad, ak je spotreba energie 90 W, potom sú potrebné dva moduly po 50 W. Podľa tejto schémy môžete vytvoriť ľubovoľnú kombináciu dostupných fotobuniek. V každom prípade by sa výpočty mali robiť s určitou rezervou.

Počet fotobuniek ovplyvňuje výber kapacity, pretože práve ony vytvárajú nabíjací prúd. Ak je výkon panelu 100 W, tak minimálna kapacita batérie by mala byť 60 Ah. Keď sa výkon panelov zvýši, budú potrebné výkonnejšie batérie.

Výber miesta inštalácie

Výkon solárnych panelov do značnej miery závisí od toho, kde sú inštalované. Preto predtým, ako si vytvoríte solárnu batériu vlastnými rukami, musíte sa vopred rozhodnúť, kde bude umiestnená.

Zároveň by sa mali zohľadniť tieto faktory:

• Stupeň zatienenia. Ak sú okolo panelu budovy, húštiny stromov a iné rozmerné objekty, ktoré vytvárajú tieň, nebude schopný normálne fungovať a generovať dostatok elektriny. Okrem toho sa panel môže veľmi rýchlo stať nepoužiteľným, čo neospravedlňuje náklady na jeho výrobu.
• Orientácia panelov vzhľadom na slnko. Svetelný tok vytvorený slnečnými lúčmi by mal čo najviac zachytiť povrch fotobuniek. Obyvatelia severnej pologule smerujú panel hlavnou stranou na juh a na južnej pologuli je orientácia striktne na sever.
• Uhol sklonu. Tiež vybrané na základe polohy a miestnych súradníc a nastavené podľa zemepisnej šírky. Na výpočet uhla inštalácie panelu na internete existujú online kalkulačky, ktoré dávajú najvhodnejší stupeň.
• Dostupnosť voľného prístupu na čistenie, opravu a údržbu. Počas prevádzky je predná plocha panelu postupne pokrytá prachom, nečistotami av zime - snehom. V dôsledku toho je jeho účinnosť výrazne znížená. V niektorých prípadoch je potrebná kompletná výmena solárnych panelov. Keďže čistenie bude prebiehať nezávisle, odporúča sa nainštalovať batériu na vhodné a dostupné miesto.

Príprava materiálov a nástrojov

Predtým, ako začnete vyrábať solárne panely vlastnými rukami, musíte pripraviť všetky potrebné materiálové zdroje a nástroje:

• Dosky fotobuniek.
• Schottkyho diódy pre posunovacie fotovoltaické články.
• Špeciálne prípojnice alebo lankový medený drôt na vzájomné prepojenie modulov.
• Kvalitné antireflexné sklo alebo plexisklo. Akékoľvek prekážky v dráhe slnečného žiarenia vedú k zvýšeniu energetických strát. Lom svetla by mal byť minimálny.
• Všetky materiály potrebné na spájkovanie.
• Preglejka, lamely alebo hliníkové rohy na montáž rámu.
• Silikónový tmel.
• Hardware, spojovacie prvky.
• Ochranná zmes alebo farba na ošetrenie drevených povrchov.
• Bežné náradie - skrutkovače, maliarske štetce, rezačka skla, spájkovačka, pílky na drevo a kov a iné zariadenia pre konkrétnu situáciu.

Úplne prvá solárna batéria zostavená vlastnými rukami z improvizovaných materiálov by mala byť vyrobená z dosiek, ku ktorým sú už vodiče prispájkované. Tým sa znižuje riziko poškodenia pri montáži. Ak existuje, bude lacnejšie kúpiť obyčajné fotobunky a drôty k nim pripájať sami. Podľa výsledkov výpočtov je vopred známe, ktoré dosky budú zapojené do série a ktoré paralelne. Najlepšie je vypracovať predbežnú schému zapojenia alebo rozloženie a vykonať inštaláciu na ňom.

Rozmery rámu sa určujú v súlade s rozmermi buniek. Medzi každým prvkom je ponechaná tepelná medzera 3-5 mm a samotný rám by nemal prekrývať okraje prvkov.

Ako zostaviť solárnu batériu vlastnými rukami

Zostavenie krytu solárneho panelu

Montáž solárnych panelov, menovite krytu, môže byť vykonaná v rôznych verziách. V prvom prípade môže byť vyrobený z preglejkových dosiek a drevených lamiel, takže táto inštalácia nie je obzvlášť náročná. Konštrukcie sú narezané na požadovanú veľkosť a potom prepojené samoreznými skrutkami. Všetky spoje a švy sú vopred natreté tmelom. Všetky drevené časti sú pokryté farbou alebo špeciálnymi ochrannými zmesami. Ďalšie práce sa vykonávajú až po úplnom vysušení konštrukcie.

Trochu náročnejšie je vyrobiť solárny panel z hliníkového rohu. V tomto prípade sa montáž rámu uskutoční v nasledujúcom poradí:

• Montáž z rohu obdĺžnikového rámu.
• V každom rohu konštrukcie sú vyvŕtané montážne otvory.
• Vnútorná časť profilu po celom obvode je pokrytá silikónovým tmelom.
• Vo vnútri rámu je na ošetrené miesta umiestnený textolit alebo plexisklo, narezané na mieru. Je potrebné ich čo najtesnejšie pritlačiť k rohom.
• Vo vnútri puzdra je pripevnený list priehľadného materiálu pomocou montážnych konzol inštalovaných v rohoch.
• Ďalšie práce sa vykonávajú po úplnom vyschnutí tmelu. Predtým boli všetky vnútorné povrchy utreté od prachu a nečistôt.

Spájkovacie vodiče a spojovacie fotobunky

Všetky prvky pre solárne panely sa vyznačujú zvýšenou krehkosťou a vyžadujú starostlivé zaobchádzanie. Pred spájkovaním sa utrú, aby bol povrch dokonale čistý. Prvky so spájkovanými vodičmi by sa mali stále kontrolovať a opravovať.

Každá fotografická platňa má kontakty s rôznou polaritou. Najprv sa k nim pripájajú vodiče a až potom sa navzájom spájajú.

Pri použití pneumatík namiesto drôtov je potrebné zvážiť nasledujúce vlastnosti:

• Pneumatiky sú označené a narezané na požadovaný počet pásov.
• Kontakty dosiek sa utierajú alkoholom, potom sa na ne nanesie tenká vrstva taviva na jednej strane.
• Pneumatika sa aplikuje po celej dĺžke kontaktu, potom sa musí vykonať pomocou vyhrievanej spájkovačky.
• Doska sa prevráti a rovnaká operácia sa zopakuje na druhej strane.

Spájkovačka počas inštalácie nemôže byť silne pritlačená k doske, inak môže prasknúť. Na prednej strane po spájkovaní by nemali byť žiadne nepravidelnosti. Ak zostanú, musíte znova prejsť švom pomocou spájkovačky.

Aby nedošlo k chybe s umiestnením dosiek, pred ich zostavením sa odporúča použiť označenie na povrch listu, berúc do úvahy všetky veľkosti a medzery. Potom fotobunky zapadnú na svoje miesto. Potom sú kontakty panelov prepojené s povinným dodržaním polarity.

Nanášanie tesniacej vrstvy

Pred utesnením konštrukcie sami musíte otestovať a skontrolovať výkon solárnych panelov. Vyberá sa na slnku, po ktorom sa meria napätie na svorkách zbernice. Ak je v normálnom rozmedzí, môžete začať nanášať tmel.

Jedna z najvhodnejších možností zahŕňa nasledujúce kroky:

• Silikónový tmel sa nanáša na domáce solárne panely s kvapkami pozdĺž okrajov puzdra a medzi platňami. Potom sa okraje fotobuniek jemne pritlačia k priehľadnej základni a mali by k nej čo najtesnejšie priľnúť.
• Na každý okraj dosiek sa umiestni malé zaťaženie, po ktorom tmel úplne vyschne a fotobunky sú bezpečne pripevnené.
• Na samom konci sú okraje rámu a všetky spoje medzi doskami opatrne rozmazané. V tejto fáze je všetko pokryté tmelom, okrem samotných dosiek by sa to nemalo dostať na ich zadnú stranu.

Konečná montáž solárneho panelu

Po všetkých operáciách zostáva len kompletné zostavenie solárneho panelu doma.

V tomto prípade bude postup nasledovný:

• Na boku puzdra je inštalovaný konektor, ku ktorému sú pripojené Schottkyho diódy.
• Na prednej strane je celá zostava dosiek solárnych batérií uzavretá priehľadnou ochrannou clonou a utesnená, aby sa do konštrukcie nedostala vlhkosť.
• Na spracovanie prednej strany sa odporúča použiť špeciálny lak, napríklad PLASTIK-71.
• Po zložení sa vykoná záverečná kontrola, po ktorej je možné solárnu batériu typu „urob si sám“ nainštalovať na svoje miesto.

Solárne panely sú zdrojom energie, ktorú možno využiť na výrobu elektriny alebo tepla pre nízkopodlažnú budovu. To je len solárne panely majú vysoké náklady a sú nedostupné pre väčšinu obyvateľov našej krajiny. Súhlasíš?

Ďalšia vec je, keď je solárna batéria vyrobená vlastnými rukami - náklady sa výrazne znížia a takýto dizajn nefunguje horšie ako panel priemyselnej výroby. Preto, ak vážne uvažujete o kúpe alternatívneho zdroja elektriny, skúste si ho vyrobiť sami - nie je to veľmi ťažké.

Článok sa zameria na výrobu solárnych panelov. Povieme vám, aké materiály a nástroje budú na to potrebné. A o niečo nižšie nájdete pokyny krok za krokom s ilustráciami, ktoré jasne demonštrujú postup práce.

Slnečná energia sa môže premeniť na tepelnú energiu, keď nosičom energie je teplonosná kvapalina, alebo na elektrickú energiu zhromaždenú v batériách. Batéria je generátor pracujúci na princípe fotoelektrického javu.

Premena slnečnej energie na elektrickú nastáva po dopade slnečných lúčov na dosky fotočlánkov, ktoré sú hlavnou súčasťou batérie.

Svetelné kvantá zároveň „uvoľňujú“ svoje elektróny z extrémnych obežných dráh. Tieto voľné elektróny dávajú elektrický prúd, ktorý prechádza cez regulátor a hromadí sa v batérii a odtiaľ ide k spotrebiteľom energie.

Galéria obrázkov

Materiály na vytvorenie solárnej dosky

Keď začínate s výrobou solárnej batérie, musíte sa zásobiť nasledujúcimi materiálmi:

• silikátové platne-fotobunky;
• drevotrieskové dosky, hliníkové rohy a lamely;
• tvrdá penová guma s hrúbkou 1,5-2,5 cm;
• priehľadný prvok, ktorý slúži ako základ pre kremíkové doštičky;
• skrutky, samorezné skrutky;
• silikónový tmel pre vonkajšie použitie;
• elektrické vodiče, diódy, svorky.

Množstvo potrebných materiálov závisí od veľkosti vašej batérie, ktorá je najčastejšie obmedzená počtom dostupných solárnych článkov. Z nástrojov budete potrebovať: skrutkovač alebo súpravu skrutkovačov, pílku na kov a drevo, spájkovačku. Na otestovanie hotovej batérie potrebujete tester ampérmetra.

Teraz zvážte najdôležitejšie materiály podrobnejšie.

Kremíkové doštičky alebo solárne články

Fotobunky pre batérie sú troch typov:

• polykryštalický;
• monokryštalický;
• amorfný.

Polykryštalické platne sa vyznačujú nízkou účinnosťou. Veľkosť užitočnej akcie je asi 10 - 12%, ale toto číslo sa časom neznižuje. Životnosť polykryštálov je 10 rokov.

Solárna batéria je zostavená z modulov, ktoré sú zase tvorené fotovoltaickými meničmi. Batérie s pevnými silikónovými fotobunkami sú akýmsi sendvičom s po sebe nasledujúcimi vrstvami upevnenými v hliníkovom profile.

Monokryštalické solárne články sa môžu pochváliť vyššou účinnosťou - 13-25% a dlhou životnosťou - nad 25 rokov. Postupom času však účinnosť monokryštálov klesá.

Monokryštálové konvertory sa získavajú pílením umelo pestovaných kryštálov, čo vysvetľuje najvyššiu fotovodivosť a výkon.

Filmové fotokonvertory sa získavajú nanesením tenkej vrstvy amorfného kremíka na pružný polymérny povrch.

Flexibilné batérie z amorfného kremíka sú najmodernejšou technológiou. Ich fotoelektrický menič je nastriekaný alebo privarený na polymérový základ. Účinnosť v oblasti 5 - 6%, ale fóliové systémy sa veľmi ľahko inštalujú.

Filmové systémy s amorfnými fotokonvertormi sa objavili relatívne nedávno. Je to extrémne jednoduché a čo najlacnejšie, ale stráca spotrebiteľské vlastnosti rýchlejšie ako konkurenti.

Nie je vhodné používať fotobunky rôznych veľkostí. V tomto prípade bude maximálny prúd generovaný batériami obmedzený prúdom najmenšieho článku. To znamená, že väčšie taniere nebudú pracovať na plný výkon.

Pri kúpe solárnych článkov sa opýtajte predajcu na spôsob dopravy, väčšina predajcov používa metódu voskovania, aby sa zabránilo rozbitiu krehkých prvkov.

Pre podomácky vyrobené batérie sa najčastejšie používajú mono- a polykryštalické fotovoltické články s rozmermi 3x6 palcov, ktoré je možné objednať v internetových obchodoch ako je E-by.

Náklady na fotobunky sú pomerne vysoké, ale v mnohých obchodoch sa predávajú takzvané prvky skupiny B. Výrobky zaradené do tejto skupiny sú chybné, ale vhodné na použitie a ich cena je o 40 až 60 % nižšia ako cena štandardných dosiek.

Väčšina online predajcov predáva FV články v baleniach po 36 alebo 72 FV konverzných platní. Na pripojenie jednotlivých modulov do batérie sú potrebné zbernice, na pripojenie k systému budú potrebné svorky.

Galéria obrázkov

Solárna batéria môže byť použitá ako záložný zdroj energie v prípade častého vypínania centralizovaného napájania. Pre automatické spínanie je potrebné zabezpečiť systém neprerušiteľného napájania.

Takýto systém je vhodný v tom, že pri použití tradičného zdroja elektriny sa nabíjanie vykonáva súčasne. Zariadenie slúžiace solárnej batérii sa nachádza vo vnútri domu, preto je potrebné zabezpečiť preň špeciálnu miestnosť.

Zhoršovanie životného prostredia, zdražovanie energií, túžba po autonómii a nezávislosti od výstrelkov štátnikov – to je len niekoľko faktorov, ktoré nútia tých najotrlejších obyvateľov obracať svoje zasnené pohľady na alternatívne zdroje energie. Pre väčšinu našich krajanov zostávajú myšlienky o „zelenej“ energii pevnou myšlienkou – vysoké ceny zariadení ovplyvňujú av dôsledku toho aj nerentabilnosť myšlienky. Ale koniec koncov, nikto nezakazuje vytvoriť inštaláciu na získanie bezplatnej energie na vlastnú päsť! Dnes budeme hovoriť o tom, ako postaviť solárnu batériu vlastnými rukami a zvážiť vyhliadky na jej použitie v každodennom živote.

Solárna batéria: čo to je

Myšlienka premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu horí ľudstvo už od 30. rokov minulého storočia. Práve vtedy vedci z Akadémie vied ZSSR oznámili vytvorenie polovodičových kryštálov medi a tália, v ktorých pôsobením svetelných lúčov začal prúdiť elektrický prúd. Dnes je tento jav známy ako fotoelektrický efekt a je široko používaný ako v solárnych elektrárňach, tak aj v rôznych senzoroch.

Prvé solárne panely sú známe už od 50. rokov minulého storočia.

Prúdová sila jednej fotobunky sa meria v mikroampéroch, preto, aby sa získal nejaký významný elektrický výkon, sú spojené do blokov. Mnohé z týchto modulov tvoria základ solárnej batérie (SB), ktorú možno použiť na pripojenie rôznych elektronických zariadení. Ak hovoríme o hotovom zariadení, ktoré je možné inštalovať vonku, potom je správnejšie hovoriť o solárnom paneli (SP) s dizajnom, ktorý chráni montáž fotovoltaických modulov pred vonkajšími faktormi.

Treba povedať, že účinnosť prvých elektrických solárnych systémov nedosahovala ani 10 % – ako nedostatky polovodičovej technológie, tak aj fatálne straty spojené s odrazom, rozptylom či absorpciou ovplyvneného svetelného toku. Desaťročia tvrdej práce vedcov sa vyplatili a dnes dosahuje účinnosť najmodernejších solárnych panelov 26 %. Čo sa týka sľubného vývoja, tu je to ešte vyššie – až 46 %! Samozrejme, pozorný čitateľ môže namietať, že iné elektrocentrály pracujú s energetickou účinnosťou 95 – 98 %. Napriek tomu by sme nemali zabúdať, že hovoríme o úplne bezplatnej energii, ktorej hodnota za slnečného dňa presahuje 100 wattov na meter štvorcový. m zemského povrchu za sekundu.

Moderné solárne panely vyrábajú elektrinu v priemyselnom meradle

Elektrina získaná pomocou solárnych panelov sa dá využiť podobne ako v klasických elektrárňach - na napájanie rôznych elektronických zariadení, osvetlenia, kúrenia a pod. Jediný rozdiel je v tom, že výstup fotoelektronického modulu má konštantný, nie striedavý prúd, je vlastne výhodou. Ide o to, že akýkoľvek solárny systém funguje iba počas denného svetla a jeho výkon veľmi závisí od výšky slnka nad obzorom. Keďže SB nemôže pracovať v noci, elektrina sa musí skladovať v batériách a všetky sú len zdrojmi jednosmerného prúdu.

Zariadenie a princíp činnosti

Princíp činnosti elektrickej batérie je založený na takých fyzikálnych javoch, ako je polovodivosť a fotoelektrický efekt. Srdcom každého solárneho článku sú polovodiče, ktorých atómy nemajú elektróny (vodivosť typu p), alebo ich majú nadbytok (typ n). Inými slovami, používa sa dvojvrstvová štruktúra s n-vrstvou ako katódou a p-vrstvou ako anódou. Keďže prídržné sily „extra“ elektród v n-vrstve sú oslabené (atómy na ne nemajú dostatok energie), pri bombardovaní svetelnými fotónmi sa ľahko vymrštia zo svojich miest. Ďalej sa elektróny presúvajú do voľných "dier" p-vrstvy a cez pripojenú elektrickú záťaž (alebo batériu) sa vracajú ku katóde - takto prúdi elektrický prúd vyvolaný tokom slnečného žiarenia.

Premena slnečnej energie na elektrickú energiu je možná vďaka fotoelektrickému efektu, ktorý Einstein opísal vo svojich prácach.

Ako bolo uvedené vyššie, energia z jednej fotobunky je extrémne malá, takže sú spojené do modulov. Zapojením niekoľkých takýchto blokov do série sa zvýši napätie batérie a paralelne sa zvýši prúd. Pri znalosti elektrických parametrov jedného článku je teda možné zostaviť batériu požadovaného výkonu.

Elektrinu prijatú zo solárnej batérie je možné ukladať do batérií a po prevedení na napätie 220 V ju použiť na napájanie bežných domácich spotrebičov.

Na ochranu pred atmosférickým pôsobením sú polovodičové moduly inštalované v pevnom ráme a pokryté sklom so zvýšenou priepustnosťou svetla. Keďže solárnu energiu je možné využívať len počas denného svetla, batérie slúžia na jej akumuláciu – ich nabitie môžete míňať podľa potreby. Invertory slúžia na zvýšenie napätia a jeho prispôsobenie potrebám domácich spotrebičov.

Video: ako funguje solárny panel

Klasifikácia fotovoltaických modulov

Výroba solárnych panelov dnes prebieha dvoma paralelnými spôsobmi. Na trhu sú na jednej strane fotovoltické moduly na báze kremíka a na druhej strane filmové moduly vytvorené pomocou prvkov vzácnych zemín, moderných polymérov a organických polovodičov.

Dnes populárne kremíkové solárne články sú rozdelené do niekoľkých typov:

• monokryštalický;
• polykryštalický;
• amorfný.

Na použitie v domácich solárnych paneloch je najlepšie použiť moduly z polykryštalického kremíka. Hoci účinnosť týchto prvkov je nižšia ako účinnosť monokryštálových prvkov, ich výkon nie je tak výrazne ovplyvnený povrchovou kontamináciou, nízkou oblačnosťou alebo uhlom dopadu slnečného žiarenia.

Nie je ťažké rozlíšiť polykryštalické kremíkové moduly od monokryštalických - prvé majú svetlejší modrý odtieň s výraznými „mrazivými“ vzormi na povrchu. Typ fotovoltických platní sa navyše dá určiť podľa ich tvaru – monokryštál má zaoblené hrany, pričom jeho najbližším konkurentom (polykryštál) je výrazný obdĺžnik.

Čo sa týka batérií vyrobených z amorfného kremíka, tie sú ešte menej závislé od poveternostných podmienok a pre svoju flexibilitu prakticky nepodliehajú riziku poškodenia pri montáži. Ich použitie na vlastné účely je však obmedzené tak pomerne nízkou hustotou výkonu na 1 meter štvorcový plochy, ako aj vysokou cenou.

Silikónové solárne články sú najbežnejšou triedou elektrických fotoplatní, takže sa najčastejšie používajú na výrobu domácich zariadení.

Vznik filmových fotovoltaických modulov je spôsobený jednak potrebou znížiť náklady na solárne panely, jednak potrebou získať produktívnejšie a odolnejšie systémy. Dnes priemysel ovláda výrobu tenkých solárnych modulov na základe:

• telurid kadmia s účinnosťou do 12 % a cenou 1 W je o 20 – 30 % nižší ako u monokryštálov;
• selenid medi a india - účinnosť 15–20 %;
• polymérne zlúčeniny - hrúbka do 100 nm, s účinnosťou - do 6%.

Je ešte príliš skoro hovoriť o možnosti použitia filmových modulov na stavbu elektrickej solárnej stanice vlastnými rukami. Napriek dostupným nákladom sa len niekoľko spoločností zaoberá výrobou telurid-kadmiových, polymérových a meď-indiových fotočlánkov.

Takéto výhody filmových fotobuniek, ako je vysoká účinnosť a mechanická pevnosť, nám umožňujú s plnou istotou povedať, že sú budúcnosťou solárnej energie.

Aj keď v predaji nájdete batérie vytvorené pomocou filmovej technológie, väčšinou sú prezentované vo forme hotových výrobkov. Zaujímajú nás aj jednotlivé moduly, z ktorých si môžete postaviť lacný podomácky vyrobený solárny panel - na trhu je ich stále nedostatok.

Súhrnné údaje o účinnosti solárnych článkov, ktoré sa vyrábajú v priemysle, sú uvedené v tabuľke.

Tabuľka: Účinnosť moderných solárnych panelov

Kde zoženiem fotobunky a dajú sa nahradiť niečím iným

Kúpiť monokryštalické alebo polykryštalické doštičky vhodné na zostavenie solárneho panelu dnes nie je problém. Otázkou je, že samotná myšlienka domáceho generátora bezplatnej elektriny znamená výsledok, ktorý bude oveľa lacnejší ako továrenský náprotivok. Ak si kúpite fotovoltické moduly na mieste, tak veľa neušetríte.

Na zahraničných obchodných podlahách sú solárne články prezentované v širokom sortimente - môžete si kúpiť jeden produkt aj súpravu všetkého, čo potrebujete na zostavenie a pripojenie solárnej batérie

Za rozumnú cenu sa solárne články dajú zohnať na zahraničných trhoviskách, ako je eBay alebo AliExpress.. Tam sú prezentované v širokom sortimente a za veľmi prijateľné ceny. Pre náš projekt sú vhodné napríklad bežné polykryštalické platne 3x6 palcov. Za ideálnych podmienok dokážu generovať elektrický prúd s napätím 0,5 V a výkonom až 3 A, teda 1,5 W elektrického výkonu.

Ak horíte túžbou čo najviac ušetriť alebo vyskúšať vlastné sily, potom nie je potrebné okamžite kupovať dobré, celé moduly - vystačíte si s neštandardnými. Všetky na rovnakom eBay alebo AliExpress nájdete sady tanierov s malými prasklinami, odštiepenými rohmi a inými chybami - takzvané produkty triedy "B". Vonkajšie poškodenie neovplyvňuje technické vlastnosti fotobuniek, čo sa nedá povedať o cene - chybné diely je možné kúpiť 2-3 krát lacnejšie ako tie, ktoré majú prezentáciu. Preto je racionálne použiť ich na testovanie technológie na ich prvom solárnom paneli.

Pri výbere fotoelektronických modulov uvidíte prvky rôznych typov a veľkostí. Nemyslite si, že čím väčší je ich povrch, tým vyššie napätie produkujú. To nie je pravda. Prvky rovnakého typu generujú rovnaké napätie bez ohľadu na veľkosť. Čo sa nedá povedať o sile prúdu - tu je rozhodujúca veľkosť.

Aj keď je možné použiť zastaranú súčiastkovú základňu ako fotobunky, otvorené diódy a tranzistory majú príliš nízke napätie a prúdovú silu - budú potrebné tisíce takýchto zariadení

Okamžite vás chcem upozorniť, že nemá zmysel hľadať analóg medzi rôznymi improvizovanými elektronickými zariadeniami. Áno, funkčný fotoelektronický modul môžete získať z výkonných diód alebo tranzistorov prevzatých zo starého rádia alebo televízora. A dokonca vyrobiť batériu spojením niekoľkých týchto prvkov do reťazca. S takýmto „solárnym panelom“ však nebude možné napájať nič výkonnejšie ako kalkulačku alebo LED baterku kvôli príliš slabým technickým vlastnostiam jedného modulu.

Princíp výpočtu výkonu batérie

Na výpočet potrebného výkonu podomácky vyrobeného elektrického solárneho systému potrebujete poznať mesačnú spotrebu elektriny. Najjednoduchšie je určiť tento parameter - množstvo spotrebovanej elektriny v kilowatthodinách je možné zobraziť na elektromere alebo zistiť pohľadom na účty, ktoré spoločnosť zaoberajúca sa predajom energie pravidelne posiela. Ak sú teda náklady napríklad 200 kWh, tak solárna batéria by mala vygenerovať asi 7 kWh elektriny za deň.

Pri výpočtoch je potrebné vziať do úvahy, že solárne panely vyrábajú elektrickú energiu iba počas denného svetla a ich výkon závisí od uhla Slnka nad horizontom a poveternostných podmienok. V priemere až 70 % z celkového množstva energie vzniká od 9:00 do 16:00 a v prípade aj miernej oblačnosti alebo oparu výkon panelov klesne 2–3 krát. Ak je obloha pokrytá pevnými mrakmi, potom v najlepšom prípade môžete získať 5-7% maximálnej kapacity slnečnej sústavy.

Podľa grafu energetickej účinnosti solárnej batérie je vidieť, že hlavný podiel vyrobenej energie pripadá na čas od 9 do 16 hodín.

Vzhľadom na všetko uvedené sa dá vypočítať, že na výrobu 7 kWh energie za ideálnych podmienok potrebujete pole panelov s výkonom aspoň 1 kW. Ak vezmeme do úvahy pokles produktivity spojený so zmenou uhla dopadu lúčov, poveternostnými faktormi, ako aj stratami v batériách a meničoch energie, potom sa toto číslo musí zvýšiť najmenej o 50–70 percent. Ak vezmeme do úvahy horný indikátor, potom pre tento príklad bude potrebný solárny panel s výkonom 1,7 kW.

Ďalší výpočet závisí od toho, ktoré fotobunky budú použité. Vezmime si napríklad vyššie spomínané 3˝×6˝ polykryštalické články (plocha 0,0046 m2) s napätím 5 V a prúdom do 3 A. Na zhromaždenie poľa fotovoltaických článkov s výstupným napätím 12 V a prúd 1 700 W / 12 V = 141 A, budete musieť zapojiť 24 prvkov za sebou (sériové pripojenie umožňuje sčítať napätie) a použiť 141 A / 3 A = 47 takýchto radov (1 128 dosiek) . Plocha batérie s najhustejším položením bude 1128 x 0,0046 = 5,2 m2. m

Na akumuláciu a transformáciu slnečnej energie na zvyčajných 220 voltov budete potrebovať rad batérií, regulátor nabíjania a zvyšovací invertor.

Na akumuláciu elektriny slúžia batérie s napätím 12 V, 24 V alebo 48 V a ich kapacita by mala stačiť na to, aby poňali rovnakých 7 kWh energie. Ak zoberiete bežné 12-voltové olovené batérie (zďaleka od najlepšej možnosti), ich kapacita by mala byť aspoň 7 000 Wh / 12 V = 583 Ah, teda tri veľké batérie po 200 ampérhodín. Treba mať na pamäti, že účinnosť batérií nie je väčšia ako 80% a tiež, že pri premene napätia meničom na 220 V sa stratí 15 až 20% energie. Preto si budete musieť dokúpiť aspoň jednu ďalšiu rovnakú batériu, aby ste kompenzovali všetky straty.

Na otázku možnosti využitia elektrických solárnych panelov na vykurovanie

Ako ste si už mohli všimnúť, slovné spojenie „solárna batéria“ alebo „solárny panel“ sa neustále spomína v súvislosti s elektrickým zariadením. Nebolo to náhodou, keďže podobne sa často nazývajú aj iné solárne panely či batérie – geokolektory.

Niekoľko solárnych kolektorov bude vedieť zabezpečiť domu teplú vodu a prevziať časť nákladov na vykurovanie

Schopnosť priamo premieňať energiu slnečného žiarenia priamo na teplo môže výrazne zvýšiť produktivitu takýchto zariadení. Moderné geokolektory so selektívnym povlakom vákuových trubíc majú teda účinnosť 70–80 % a možno ich použiť ako v systémoch zásobovania teplou vodou, tak aj na vykurovanie.

Konštrukcia solárneho kolektora s vákuovými trubicami minimalizuje prenos tepla do vonkajšieho prostredia

Keď sa vrátime k otázke, či je možné použiť elektrický solárny panel na napájanie vykurovacích zariadení, zvážme, koľko tepla je potrebné napríklad pre dom s rozlohou 70 metrov štvorcových. metrov. Na základe štandardných odporúčaní 100 W tepla na 1 m2. m plochy miestnosti dostaneme cenu 7 kW energie za hodinu alebo približne 70 kWh za deň (vykurovacie zariadenia predsa nebudú stále zapnuté).

To znamená 10 vlastných batérií s celkovou plochou 52 m2. Predstavte si kolos, povedzme, 4 m široký a viac ako 13 m dlhý, ako aj blok 12-voltových batérií s celkovou kapacitou 7200 ampérhodín? Takýto systém ani nebude schopný dosiahnuť sebestačnosť pred vyčerpaním životnosti batérie. Ako vidíte, je ešte príliš skoro hovoriť o vhodnosti použitia solárnych panelov na účely vykurovania.

Výber miesta pre inštaláciu elektrického solárneho panelu

Vo fáze návrhu je potrebné vybrať miesto, kde bude solárny panel inštalovaný. Môže to byť buď strecha orientovaná na juh, alebo otvorená plocha na vidieckom pozemku. To druhé je, samozrejme, vhodnejšie z niekoľkých dôvodov:

• solárny panel inštalovaný v spodnej časti sa ľahšie udržiava;
• na zemi je ľahšie namontovať rotačné zariadenie;
• dodatočné zaťaženie strechy a jej poškodenie pri montáži solárneho systému je vylúčené.

Miesto inštalácie elektrického panelu musí byť otvorené slnečnému žiareniu počas denných hodín, takže v blízkosti by nemali byť stromy alebo budovy, ktorých tieň by mohol dopadať na jeho povrch.

Pri výbere miesta na inštaláciu solárneho systému určite počítajte s možnosťou tienenia solárnych panelov okolitými predmetmi.

Druhá okolnosť, ktorá nás núti hľadať takéto miesto pred montážou solárnej batérie, súvisí s určením rozmerov panelu. Zložením zariadenia vlastnými rukami môžeme byť celkom flexibilní pri výbere jeho rozmerov. Vďaka tomu môžete získať inštaláciu, ktorá dokonale zapadne do exteriéru.

Začnime vyrábať solárnu batériu vlastnými rukami

Po vykonaní všetkých potrebných výpočtov a rozhodnutí o mieste inštalácie solárnej batérie môžete začať s jej výrobou.

Čo bude potrebné v práci

Okrem zakúpených solárnych článkov budete pri stavbe elektrického solárneho panelu potrebovať nasledujúce materiály:

• medený lankový drôt;
• spájka;
• špeciálne pneumatiky na pripojenie výstupov fotobuniek;
• Schottkyho diódy, navrhnuté pre maximálny prúd jedného článku;
• spájka;
• drevené lamely alebo hliníkové rohy;
• preglejka alebo OSB;
• Drevovláknitá doska alebo iný pevný listový dielektrický materiál;
• plexisklo (môžete použiť polykarbonát, antireflexné ultračíre sklo alebo okenné sklo absorbujúce IR s hrúbkou minimálne 4 mm);
• silikónový tmel;
• samorezné skrutky;
• antibakteriálna impregnácia dreva;
• Olejová farba.

Pri výbere skla pre solárny panel by ste mali zvoliť triedy absorbujúce IR s maximálnou priepustnosťou svetla a minimálnym odrazom svetla.

Ak chcete pracovať, potrebujete tento jednoduchý nástroj:

• spájkovačka;
• píla na železo alebo skladačka;
• sada skrutkovačov alebo skrutkovača;
• štetce.

Ak bude pod solárny panel zabudovaný ďalší držiak alebo otočná podpera, potom by sa mal zoznam materiálov a nástrojov doplniť dreveným trámom alebo kovovými rohmi, oceľovou tyčou, zváračkou atď. Pri inštalácii solárneho panelu na zem, miesto môže byť vybetónované alebo vydláždené.

Pokyny pre postup prác

Ako príklad uvažujme proces výstavby elektrického solárneho systému z vyššie uvažovaných solárnych článkov 3x6 palcov s napätím 0,5 V a prúdom do 3A. Na nabíjanie 12-voltovej batérie je potrebné, aby naša batéria „vydala“ najmenej 18 V, to znamená, že je potrebných 36 dosiek. Montáž by sa mala vykonávať postupne, inak sa nedá vyhnúť chybám v práci. Malo by sa pamätať na to, že akékoľvek zmeny, ako aj nadmerná manipulácia s fotobunkami ich môžu poškodiť - tieto zariadenia sa vyznačujú zvýšenou krehkosťou.

Na výrobu plnohodnotnej solárnej batérie budete potrebovať niekoľko desiatok fotobuniek.

Výroba puzdra

Puzdro na solárnu batériu je plochá krabica uzavretá preglejkou na jednej strane a priehľadným sklom na druhej strane. Na výrobu rámu môžete použiť hliníkové rohy aj drevené lamely. S druhou možnosťou sa pracuje jednoduchšie, preto pri výrobe prvého panelu odporúčame zvoliť si ho.

Pri začatí výstavby solárneho panelu urobte malý výkres - v budúcnosti to pomôže ušetriť čas a vyhnúť sa chybám s rozmermi

Z koľajníc s prierezom 20x20 mm je zostavený obdĺžnikový rám s vonkajšími rozmermi 118x58 cm, vystužený jedným priečnikom.

Puzdro na solárnu batériu je drevený štít so stranami vysokými maximálne 2 cm - v tomto prípade nebudú zakrývať fotobunky

Vetracie zariadenia sú vyvŕtané v spodných koncoch krytu, ako aj v dištančnej tyči. Budú komunikovať vnútornú dutinu s atmosférou, takže sa sklo nebude zvnútra zahmlievať. Potom sa z plexiskla vyreže obdĺžnik zodpovedajúci vonkajším rozmerom rámu.

Otvory vytvorené v koľajniciach slúžia na vetranie vnútorného priestoru panelu

Zadná strana krabice je obšitá preglejkou alebo OSB. Karoséria je ošetrená antiseptikom a natretá olejovou farbou.

Na ochranu dreveného puzdra pred poveternostnými vplyvmi je natreté olejovou farbou.

Podľa veľkosti vnútorných dutín tela sú vyrezané 2 substráty pre fotobunky. Ich použitie pri inštalácii dosiek nielen uľahčí prácu, ale aj zníži riziko poškodenia krehkého skla. Pre substráty môžete použiť akýkoľvek hustý materiál - drevovláknitú dosku, textolit atď. Hlavná vec je, že nevedie elektrický prúd a dobre odoláva teplu.

Ako substrát pre fotobunky možno použiť akékoľvek vhodné dielektrikum, napríklad perforované drevovláknité dosky

Montáž dosky

Montáž dosiek začína vybalením. Často sa kvôli bezpečnosti fotobuniek zhromažďujú v stohu a plnia parafínom. V tomto prípade sú výrobky ponorené do nádoby s vodou a zahrievané vo vodnom kúpeli. Po roztavení parafínu by sa dosky mali od seba oddeliť a dobre vysušiť.

Odstránenie vosku z platničky sa najlepšie vykonáva vo vodnom kúpeli. Metóda znázornená na obrázku sa neosvedčila práve najlepšie - pri varení sa dosky začnú chvieť a narážajú do seba

Fotobunky sú rozložené na podklade tak, aby ich vývody smerovali správnym smerom. V našom prípade je všetkých 36 dosiek zapojených do série - to nám umožní „získať“ potrebných 18 V. Pre ľahkú inštaláciu je potrebné prispájkovať 6 dosiek, čím získate 6 samostatných reťazí.

Pred spájkovaním sa fotobunky rozložia do reťazí požadovanej dĺžky.

Vďaka znalosti princípu tvarovania solárnych panelov si môžete ľahko zvoliť požadovanú intenzitu napätia a prúdu. Všetko je veľmi jednoduché: najprv sa zostaví skupina sériovo zapojených dosiek, ktoré poskytnú požadované napätie. Potom sa jednotlivé bloky zapoja paralelne - v tomto prípade sa spočíta ich aktuálna sila. Takto môžete získať panel akéhokoľvek výkonu.

Spájka sa nanáša na vodivé cesty fotobuniek a diely sa navzájom spájajú pomocou spájkovačky s nízkym výkonom.

Pri kúpe lacnejších fotovoltických článkov bez vývodov sa pripravte na náročnú prácu pri spájkovaní vodičov

Po zozbieraní všetkých šiestich skupín sa musí do stredu každej platne naniesť kvapka silikónového tmelu. Šnúry fotobunky sa potom rozvinú a opatrne prilepia k podkladu.

Na upevnenie fotobuniek na podklad použite silikónový tmel alebo lepidlo na gumu.

Ku kladnému pólu každej reťaze je prispájkovaná Schottkyho dióda - v noci alebo pri veľkej oblačnosti ochráni batériu pred vybitím cez panel. Pomocou špeciálnej zbernice alebo medeného opletu sú jednotlivé bloky spojené do jedného obvodu.

V schéme elektrického zapojenia sú prvky solárneho panelu zakrúžkované bodkovanou čiarou

Pri sériovom zapojení musí byť kladný výstup pripojený k zápornému kontaktu a pri paralelnom zapojení k rovnakému kontaktu.

Inštalácia dosiek v tele

Fotobunky namontované na podklade sú umiestnené v puzdre a pripevnené k preglejke pomocou samorezných skrutiek. Jednotlivé časti solárnej batérie sú navzájom spojené medeným vodičom. Dá sa prejsť cez jeden z vetracích otvorov v priečnom nosníku - takže pri inštalácii skla nebude dochádzať k rušeniu.

Viacžilový kábel je prispájkovaný na „plus“ a „mínus“, ktorý je vyvedený cez otvor v spodnej časti puzdra - bude potrebné pripojiť panel k batérii. Aby sa zabránilo poškodeniu dosiek, kábel je pevne pripevnený k drevenému rámu.

Po inštalácii dosiek sú všetky sklopné prvky upevnené horúcim lepidlom alebo tmelom.

Zhora je solárna batéria pokrytá doskou z plexiskla, ktorá je upevnená rohmi alebo samoreznými skrutkami. Na ochranu fotobuniek pred vlhkosťou je medzi rám a sklo nanesená vrstva silikónového tmelu. Z tohto hľadiska možno zostavu považovať za kompletnú - solárnu batériu môžete vziať na strechu a pripojiť ju k spotrebiteľom.

Po položení a upevnení skleneného krytu je solárny panel pripravený na prevádzku.

Účinnosť solárnej batérie závisí od jej orientácie k slnku – maximálny výkon sa dosiahne, keď slnečné lúče dopadajú v pravom uhle. Pre zvýšenie produktivity inštalácie je umiestnený na otočnom ráme. Tento dizajn je drevený alebo kovový rám namontovaný na otočnej horizontálnej osi.

Pre maximálnu účinnosť musí byť solárny panel orientovaný priamo na Slnko. Túto úlohu najlepšie zvládajú automatické inštalácie nazývané solárne sledovače.

Na otáčanie a upevnenie rámu môžete použiť buď mechanický pohon (napríklad reťazový pohon) alebo stupňovito nastaviteľnú prídržnú tyč. Najpokročilejšie rotačné zariadenia sú vybavené rotačnou jednotkou vo vertikálnej rovine a automatickým systémom sledovania Slnka. Takéto zariadenie je možné zostaviť pomocou krokových motorov a moderného mikrokontroléra, akým je napríklad Arduino.

Postaviť solárny sledovač doma je mimoriadne náročná úloha, preto si remeselníci najčastejšie vystačia s jednoduchým rámom so šikmým alebo pevným rámom.

Pripojenie solárnej batérie k autonómnemu systému napájania by sa malo vykonávať pomocou regulátora nabíjania. Toto zariadenie nielen správne rozdelí toky elektrickej energie, ale tiež zabráni hlbokému vybitiu batérie, čím sa zvýši jej životnosť. Všetky pripojenia, vrátane pripojenia 220-voltového meniča, by mali byť vykonané medenými drôtmi s prierezom najmenej 3-4 metrov štvorcových. mm - tým sa zabráni stratám ohmickej energie.

Solárny regulátor nabíjania batérie mu umožní pracovať s maximálnym prúdovým výstupom a chrániť batérie pred nadmerným vybitím.

Na záver by som vám chcel odporučiť, aby ste solárnu batériu sledovali nielen podľa indikátorov a šípok prístrojov. Uvedomte si, že špinavé sklo môže znížiť výkon zariadenia o 50 % alebo viac. Nezabudnite na pravidelné čistenie a svojpomocná inštalácia sa vám odvďačí kilowattmi úplne bezplatnej a hlavne ekologickej energie.

Video: montáž solárneho panelu svojpomocne

Dnes neexistujú žiadne prekážky pri montáži solárneho panelu vlastnými rukami. Problémy nie sú ani s kúpou fotobuniek, ani s kúpou ovládača či meniča energie. Dúfame, že tento článok bude vaším východiskovým bodom na ceste k autonómnemu domu a konečne sa pustíte do práce. Budeme čakať na vaše otázky, nápady a návrhy týkajúce sa dizajnu a vylepšovania solárnych panelov. Do skorého videnia!

Súvisiace príspevky:

Nenašli sa žiadne súvisiace záznamy.

Vlastné napájanie pomôže tak pri absencii centralizovanej siete (v odľahlých a ťažko dostupných regiónoch, v krajine, na túre), ako aj pri budovaní ekologickejšieho prístupu k spotrebe prírodných zdrojov.

Zostaviť si vlastnú solárnu stanicu nie je ťažké, obsahuje iba štyri komponenty:

• solárne panely;
• nabíjanie batérie;
• ovládač;
• striedač.

Všetky sa dajú ľahko nájsť a objednať prostredníctvom internetových obchodov. Ale ako vyrobiť solárnu elektráreň vlastnými rukami, aby ste si doma vytvorili plnohodnotný autonómny systém napájania? Najprv musíte zozbierať informácie o svojich potrebách, možnostiach oblasti, kde bude solárna stanica fungovať a urobiť všetky potrebné výpočty pre výber komponentov.

Ako vypočítať počet solárnych panelov

Výber solárnej stanice začína zistením informácií o slnečnom žiarení vo vašej oblasti – o množstve slnečnej energie, ktorá dopadne na zemský povrch (merané vo wattoch na meter štvorcový). Tieto údaje možno nájsť v špeciálnych príručkách o počasí alebo na internete. Zvyčajne sa slnečné žiarenie uvádza samostatne pre každý mesiac, pretože úroveň je veľmi závislá od ročného obdobia. Ak plánujete využívať solárnu stanicu po celý rok, musíte sa orientovať podľa mesiacov s najnižšími sadzbami.

Ďalej je potrebné vypočítať potrebu elektriny za každý mesiac. Nezabúdajte, že pre autonómny systém napájania zohráva úlohu nielen efektívnosť skladovania energie, ale aj jej ekonomické využitie. Menšie potreby výrazne ušetria pri nákupe solárnych panelov a vytváraní rozpočtovej verzie solárnej elektrárne vlastnými rukami.

Porovnajte svoje potreby elektrickej energie s úrovňou slnečného žiarenia vo vašej oblasti a zistíte plochu solárnych panelov, ktorá je potrebná pre vašu solárnu stanicu. Upozorňujeme, že účinnosť panelov je len 12-14%. Vždy choďte na najnižšie skóre.

Ak je teda úroveň slnečného žiarenia v najnepriaznivejšom mesiaci vo vašej oblasti 20 kWh / m², potom s účinnosťou 12% jeden panel s plochou 0,7 m² vygeneruje 1,68 kWh. Vaša spotreba energie je napríklad 80 kWh/mesiac. To znamená, že v najnesolárnejšom mesiaci bude túto potrebu schopných uspokojiť 48 panelov (80/1,68). Viac o tom, ako si vybrať solárne panely, sa dočítate v našom predošlom.

Ako nainštalovať solárny panel

Pre najlepšiu účinnosť nainštalujte solárny panel tak, aby naň slnečné lúče dopadali pod uhlom 90 stupňov. Keďže Slnko sa neustále pohybuje po oblohe, existujú dve riešenia:

• Dynamické nastavenie. Pomocou serva otáčajte solárny panel, keď sa slnko pohybuje po oblohe. Servopohon vám umožní nazbierať o 50 % viac energie ako statická inštalácia.
• Stacionárna inštalácia. Aby ste získali maximálny úžitok z pevnej polohy solárneho panelu, je potrebné nájsť uhol inštalácie, pri ktorom bude panel zhromažďovať maximálne možné množstvo slnečných lúčov. Pre celoročnú prevádzku sa tento uhol vypočíta podľa vzorca +15 stupňov k zemepisnej šírke oblasti. Pre letné mesiace je to -15 stupňov na zemepisnú šírku oblasti.

Ako si vybrať regulátor nabíjania

Ďalším spôsobom, ako si sami zostaviť solárnu elektráreň, aby fungovala efektívne, je jej použitie, ktoré vám umožní sledovať maximálne výkonové body (angl. MPPT). Takýto ovládač dokáže akumulovať energiu aj počas slabých svetelných podmienok a naďalej ju optimálnym spôsobom dodáva do batérie.

Takže zo solárnych panelov sa energia dodáva do batérie. To umožňuje akumulovať energiu, aby sa dala využiť aj pri absencii slnečného žiarenia. Batérie navyše vyrovnávajú nerovnomerné napájanie napríklad pri silnom vetre alebo zamračených podmienkach.

Ak chcete vybrať a nainštalovať batériu pre domácu solárnu elektráreň vlastnými rukami, musíte zvážiť dva parametre:

• Je veľmi dôležité, aby nabíjací prúd (z panelov) neprekračoval 10 % menovitej úrovne kapacity pre kyselinové batérie a 30 % pre alkalické zariadenia.
• Konštrukcia meniča s napätím na spodnej strane.

Zvážte indikátory samovybíjania batérie (výrobcovia ich vždy neuvádzajú). Napríklad kyselinové zariadenia sa nabíjajú každých šesť mesiacov, aby sa predišlo rozbitiu.

Ako si vybrať invertor

Popis parametrov a povinných funkcií ideálneho meniča:

• sínusový signál so skreslením nie vyšším ako tri percentá;
• pri pripojení záťaže sa amplitúda napätia zmení nie viac ako o desať percent;
• dvojitá konverzia prúdu - jednosmerná a striedavá;
• analógová AC konverzná časť s dobrým transformátorom;
• ochrana proti skratu;
• rezerva preťaženia.

Pri modelovaní elektrického systému vášho domu zoskupte záťaže tak, aby rôzne typy záťaží boli napájané rôznymi invertormi.

Heliostácie sú fungujúcim alternatívnym spôsobom zásobovania domu energiou. Ale nie vo všetkých regiónoch je slnečné žiarenie dostatočné na návratnosť solárnych zariadení a na plnú dodávku elektriny. Občas si treba dať pozor na hybridné solárne elektrárne, ktoré sa dajú postaviť aj vlastnými rukami, kde však okrem solárnych panelov môžu byť aj veterné mlyny, ale aj naftové či dokonca benzínové generátory.

Ak sa chcete len pokúsiť „skrotiť“ solárnu energiu, ale nie ste pripravení úplne zmeniť napájanie vášho domova, vytvorte si mini solárnu elektráreň vlastnými rukami. Bude pozostávať z niekoľkých solárnych panelov, batérie a ovládača. To všetko sa zmestí do kufra, no dodá vám energiu pri náhlom výpadku elektriny, výlete do prírody alebo do prírody. Výpočty a výber komponentov prebieha podľa rovnakého princípu ako pri plnohodnotnej bytovej stanici.