Sončne plošče za dom z lastnimi rokami. Sonce kot vir brezplačne energije: sončno baterijo izdelamo z lastnimi rokami

Alternativno energijo zdaj ne ukvarjajo samo strokovnjaki. Možnosti za avtonomne vire energije so zanimive tudi za amaterje, ki so prijatelji z elektro in radijsko tehniko. Kar zadeva sončne celice, je glavna težava pri izvedbi projekta njihova visoka cena. In če upoštevamo, da je za zasebno hišo potrebnih več plošč, potem postane nekaj skepticizma glede njihove uporabe v vsakdanjem življenju razumljivo.

Čeprav obstaja dobra rešitev za tiste, ki so navajeni delati vse z lastnimi rokami - sestaviti sončno baterijo iz ločenih plošč. Na primer kitajske, ki so razmeroma poceni.

Na podlagi izkušenj njihove praktične uporabe lahko sklepamo, da v celoti izpolnjujejo pričakovanja mojstra. In če se osredotočite na komplet razreda B (cenejši izdelki), so prihranki pri samosestavi vira energije pomembni.

Če želite dobiti vzorec 145 W s skupno napetostjo 18 V, boste morali plačati približno 3.100 rubljev za kitajske plošče (36 kosov) (če jih kupite prek interneta, na primer na Alibaba, Ebay) proti 6.180 (stroški). končnega analoga industrijske proizvodnje). Izkazalo se je, da je smiselno porabiti čas in narediti takšno baterijo.

Ne samo kitajske, vse sončne celice delimo na mono- (dražje) in polikristalne (amorfne). Kakšna je razlika? Ne da bi se spuščali v tehnologijo izdelave, je dovolj poudariti, da je za prve značilna homogena struktura. Zato je njihova učinkovitost višja kot pri amorfnih analogih (približno 25% proti 18%) in so dražji.

Vizualno jih je mogoče razlikovati po obliki (prikazano na sliki) in odtenku modre barve. Monokristalne plošče so nekoliko temnejše. No, ali je smiselno varčevati z energijo, se boste morali odločiti sami. Poleg tega je treba upoštevati, da proizvodnjo poceni polikristalnih plošč na Kitajskem v glavnem izvajajo majhna podjetja, ki prihranijo dobesedno pri vsem, vključno s surovinami. To neposredno vpliva ne le na stroške, ampak tudi na kakovost izdelkov.

Vse fotocelice so s prevodniki povezane v eno samo energijsko verigo. Glede na vrsto plošč so lahko že pritrjene ali pa manjkajo. Torej jih boste morali spajkati z lastnimi rokami. Vsi kristalni vzorci so precej krhki in z njimi je treba ravnati zelo previdno.

Če nimate ustreznih veščin spajkanja, je bolje kupiti plošče razreda A (dražje). Pri nakupu poceni analogov (B) je priporočljivo imeti vsaj enega na zalogi. Praksa sestavljanja sončnih kolektorjev kaže, da se poškodbam ni mogoče izogniti, zato bo zagotovo potrebna dodatna plošča.

Pri določanju potrebnega števila fotocelic se lahko osredotočite na takšne podatke. 1 m² plošč daje približno 0,12 kWh električne energije. Statistika porabe energije kaže, da za majhno družino (4 osebe) zadostuje približno 280 - 320 kW na mesec.

Solarni paneli se prodajajo v dveh možnih različicah - z voščenim premazom (za zaščito pred poškodbami med transportom) in brez njega. Če so plošče z zaščitno plastjo, jih je treba pripraviti za montažo.

Kaj je treba storiti?

• Razpakirajte blago.
• Komplet potopite v vročo vodo. Približna temperatura - 90 ± 5 0С. Glavna stvar je, da ne sme biti vrele vode, sicer so plošče delno deformirane.
• Ločite vzorce. Znaki, da se je vosek stopil, so vidni vizualno.
• Obdelajte vsako ploščo. Tehnologija je preprosta - izmenično jih potopite v vročo milnico, nato očistite. Postopek "pranja" se nadaljuje, dokler na površini ni sledi voska.
• Suha. Plošče je treba položiti na mehko krpo. Na primer na frotirnem prtu.

Nalog za montažo

Posebnosti izdelave okvirja

Pravzaprav je to tradicionalen preprost okvir, za katerega je material izbran glede na lokacijo baterije. Običajno tematska mesta označujejo aluminijasti kotiček ali les. Smiselnost uporabe slednjega (ob vsem spoštovanju do avtorjev člankov) vzbuja določene dvome. Glavni razlog je v značilnostih katerega koli drevesa. Leži v vsebnosti vlage, ne glede na stopnjo sušenja.

Ne glede na to, koliko odstotkov je, se zvijanju in celo pokanju drevesa ni mogoče izogniti. Glede na krhkost plošč - vsekakor ni možnost. To dolgo, tudi če je pritrjeno na okno v zgradbi, ne bo trajalo.

Namestitev baterije

Dimenzije okvirja so izbrane glede na linearne parametre plošč. Vodoravna ali navpična usmeritev - odvisno je od posebnosti namestitve baterije in načeloma ni pomembno.

Na okvir je pritrjen list stekla ali polikarbonata (ne celičnega, ampak monolitnega). Opravlja zaščitno funkcijo, ščiti fotocelice pred mehanskimi poškodbami.

Nanjo se z notranje strani okvirja nanesejo kapljice silikonske tesnilne mase (na sredino plošč) ali pa se namaže z najtanjšo plastjo. Priporočila za uporabo smole (epoksi) so komajda vredna pozornosti, saj v tem primeru ni treba govoriti o vzdržljivosti baterije.

Ocenjeno število plošč je postavljeno v okvir (montaža se izvede vnaprej). Ena daje napetost reda 0,5 V (rahlo odstopanje v nazivni vrednosti ne šteje). Pomembno je, da ne zamenjate, kje je sprednja stran izdelkov in kje je zadnja stran.

Hrbtna stran je zaprta z mehko odstranljivo podlogo. Če ga želite narediti z lastnimi rokami, lahko vzamete penasto gumo (najmanj 4 cm) in polietilenski film. Njegovi robovi so povezani z lepilnim trakom ali spajkani (če obstaja poseben stroj).

Delo se tu ne konča. Med steklom (polikarbonatom) in ploščami bodo ostali zračni mehurčki, kar bo zmanjšalo učinkovitost solarnega panela. Odstraniti jih je treba. Da bi to naredili, je na preprogo položen gost material. Na primer, delček, ki ustreza velikosti okvirja, debele (večplastne) vezane plošče.

Zgoraj - obremenitev, katere teža zadostuje za rahlo pritisk na plošče. V tem položaju pustite baterijo vsaj pol dneva. Tukaj se morate osredotočiti na njegove dimenzije in enakomerno porazdelitev obremenitve.

Po tem času se zatiranje, vezan les in podloga razstavijo. Nemogoče je takoj popraviti baterijo na mestu namestitve. Trajalo bo še nekaj časa, da se tesnilna masa popolnoma posuši.

Namesto blazine lahko uporabite drugo mehko podlago. Na primer, žagovina, ostružki.

Končna faza je izdelava zadnje stene in njena namestitev na svoje mesto. Za to se vzamejo iverne plošče, vlaknene plošče, vezane plošče, vendar vedno z enakim substratom za zaščito plošč pred deformacijo.

Značilnosti sklopa vezja

Spajkanje plošč je zapleten proces, ki zahteva skrbno in previdnost. Bolje je delati s spajkalnikom z majhno močjo (24 - 36 W). Če se uporablja 65, ki je običajen v vsakdanjem življenju, ga je treba vklopiti skozi omejevalni upor. Najenostavnejša možnost je, da serijsko povežete "stovatno" žarnico.

Ampak to še ni vse. Treba je izključiti samopraznjenje baterije (ponoči, v slabem vremenu). To je zagotovljeno z vključitvijo p / p diod v vezje. Priporočljivo je, da kot vodnik (za vodnike) uporabite zvočni kabel, ki je tudi pritrjen na ploščo s tesnilno maso.

Možnost filmske sončne baterije (obstaja ena) se ne upošteva. Kljub nekaterim prednostim ima številne pomembne pomanjkljivosti - nizko učinkovitost in potrebo po polaganju na velikih površinah. Za zasebno hišo je rešitev nesprejemljiva.

Sončni žarki kot alternativni vir energije postajajo vse bolj priljubljeni med prebivalstvom. To še posebej velja za prebivalce zasebnega sektorja, ki se postopoma znebijo energetske odvisnosti. Vendar so takšni sistemi še vedno precej dragi in jih ne more kupiti vsak. V takih situacijah je najboljši izhod sončna baterija, izdelana ročno iz improviziranih materialov.

Izbira fotocelic

Vsaka sončna baterija za dom, ki jo naredite sami, bo v vsakem primeru stala bistveno manj kot tovarniška. Pri znanih proizvajalcih je narejena skrbna izbira fotocelic, med katerimi se presejajo obdelovanci z zmanjšano ali nestabilno zmogljivostjo. Površina končnih izdelkov je prekrita s posebnim steklom, ki zmanjšuje odboj svetlobe, ki ga na trgu ni. V proizvodnji se uporabljajo številne druge metode pregleda zapisov, ki so za domače razmere povsem neprimerne.

Vendar pa je sončno baterijo, ki jo naredi sam, mogoče dobro izdelati, nastali domači izdelki pa imajo dobre zmogljivosti in se ne razlikujejo tako opazno od industrijskih izdelkov. Po drugi strani pa se prihranek denarja skoraj podvoji, pod določenimi pogoji pa izdelava plošč ni le smotrna, ampak tudi donosna.

Zato je glavni cilj v pripravljalni fazi pravilna izbira najprimernejših fotocelic. Zaradi tehničnih razlogov je mogoče filmske ali amorfne izdelke takoj izključiti in naseliti na ploščah njihovih silicijevih kristalov. Pri prvih domačih poskusih je priporočljivo uporabiti cenejše elemente iz polikristalov in šele nato nadaljevati z delom z monokristalnimi silicijevimi materiali.

Fotocelice za solarno baterijo je mogoče kupiti na znanih tujih trgovskih platformah, kot so Aliexpress, Amazon in druge. Tam so na voljo v prosti prodaji v obliki ločenih plošč z različnimi zmogljivostmi in skupnimi dimenzijami, kar vam omogoča sestavljanje sončne plošče potrebne moči.

Poleg tega obstajajo pokvarjeni izdelki, ki spadajo v tako imenovani razred B, ki imajo različne poškodbe v obliki majhnih odrezkov in razpok. To skoraj ne vpliva na zmogljivost, je pa njihov strošek precej nižji, zato se najpogosteje uporabljajo v domačih solarnih sistemih.

Izračun in načrtovanje

Za izračun sončne baterije, sestavljene doma, boste zagotovo potrebovali seznam vseh električnih naprav in opreme, ki so na voljo v hiši. Takoj morate ugotoviti porabo energije vsakega od njih.

Podatki o moči so navedeni na nalepki ali v tehničnem listu naprave. Njihove vrednosti so precej približne, zato morate za ploščo, ki deluje, vnesti spremembo, to pomeni, da se povprečna poraba energije pomnoži s korekcijskim faktorjem. Tako pridobljeno skupno moč dodatno pomnožimo z 1,2, ob upoštevanju izgub med delovanjem pretvornika. Zmogljive naprave ob zagonu porabijo tok, ki je nekajkrat večji od nazivnega toka. Zaradi tega mora pretvornik kratek čas vzdržati tudi dvojno ali trojno moč.

Če je močnih porabnikov precej, a se hkrati praktično ne vklopijo, se bo pretvornik, ki se uporablja v sistemu z velikim izhodnim tokom, izkazal za predrag. V odsotnosti znatnih obremenitev je priporočljivo uporabiti manj zmogljive poceni naprave.

Sončna baterija doma se izračuna glede na čas delovanja posamezne električne naprave čez dan. Empirično izračunana vrednost se pomnoži z močjo, rezultat pa je dnevna poraba energije, merjena v kilovatnih urah.

Zagotovo boste potrebovali podatke lokalne vremenske postaje o količini sončne energije, ki jo je mogoče dejansko pridobiti na tem območju. Izračun tega kazalnika temelji na odčitkih povprečnega letnega sončnega sevanja in njegovih povprečnih mesečnih vrednosti v najslabšem vremenu. Zadnja številka vam omogoča, da določite najmanjšo količino električne energije, ki zadostuje za reševanje trenutnih težav.

Ko prejmete začetne podatke, lahko začnete določati moč ene fotocelice. Najprej je treba indikator sončnega sevanja deliti s 1000, tako se dobijo tako imenovane piko-ure. V tem času je intenzivnost sončne luminiscence 1000 W/m 2 .

Formula za izračun

Količina energije W, ki jo ustvari en modul, je določena z naslednjo formulo: W \u003d k * Pw * E / 1000, v kateri je E vrednost sončne insolacije za določeno časovno obdobje, k je koeficient, ki je 0,5 poleti, 0 pozimi, 7, Pw - moč enega modula. Korekcijski faktor upošteva izgubo moči fotocelic pri segrevanju s sončnimi žarki, pa tudi spremembo naklona žarkov glede na površino čez dan. Pozimi se elementi manj segrejejo, zato bo vrednost koeficienta višja.

Ob upoštevanju skupne porabe energije in podatkov, pridobljenih s formulo, se izračuna skupna moč fotovoltaičnih celic. Dobljeni rezultat se deli z močjo 1 elementa in posledično bo potrebno število modulov.

Obstajajo različni modeli z vrsto močnostnih elementov - od 50 do 150 W in več. Z izbiro komponent z zahtevano zmogljivostjo lahko sestavite sončno ploščo z dano močjo. Na primer, če je poraba energije 90 W, sta potrebna dva modula po 50 W. V skladu s to shemo lahko ustvarite katero koli kombinacijo razpoložljivih fotocelic. V vsakem primeru je treba izračune narediti z nekaj rezerve.

Število fotocelic vpliva na izbiro zmogljivosti, saj so tiste, ki ustvarjajo polnilni tok. Če je moč plošče 100 W, mora biti najmanjša zmogljivost baterije 60 Ah. Ko se moč plošč poveča, bodo potrebne močnejše baterije.

Izbira mesta namestitve

Učinkovitost sončnih kolektorjev je v veliki meri odvisna od tega, kje so nameščeni. Zato se morate pred izdelavo sončne baterije z lastnimi rokami vnaprej odločiti, kje se bo nahajala.

Hkrati je treba upoštevati naslednje dejavnike:

• Stopnja senčenja. Če so okrog plošče zgradbe, goščave dreves in drugi dimenzijski predmeti, ki ustvarjajo senco, ne bo mogla normalno delovati in proizvajati dovolj električne energije. Poleg tega lahko plošča zelo hitro postane neuporabna, kar ne upravičuje stroškov njene izdelave.
• Orientacija plošč glede na sonce. Svetlobni tok, ki ga ustvarjajo sončni žarki, bi moral čim bolj zajeti površino fotocelic. Prebivalci severne poloble usmerjajo ploščo z glavno stranjo proti jugu, na južni polobli pa je usmerjenost strogo proti severu.
• Kot nagiba. Izbrano tudi na podlagi položaja in lokalnih koordinat ter nastavljeno glede na zemljepisno širino. Za izračun kota namestitve plošče na internetu obstajajo spletni kalkulatorji, ki dajejo najprimernejšo stopnjo.
• Razpoložljivost prostega dostopa za čiščenje, popravilo in vzdrževanje. Med delovanjem je sprednja površina plošče postopoma prekrita s prahom, umazanijo, pozimi pa s snegom. Posledično se njegova učinkovitost znatno zmanjša. V nekaterih primerih je potrebna popolna zamenjava sončnih kolektorjev. Ker se bo čiščenje izvajalo samostojno, je priporočljivo, da baterijo namestite na priročno in dostopno mesto.

Priprava materialov in orodij

Preden začnete izdelovati sončne celice z lastnimi rokami, morate pripraviti vsa potrebna materialna sredstva in orodja:

• Plošče fotocelic.
• Schottky diode za ranžiranje fotovoltaičnih celic.
• Posebne zbiralke ali navojna bakrena žica za medsebojno povezovanje modulov.
• Kakovostno antirefleksno steklo ali pleksi steklo. Vse ovire na poti sončne svetlobe vodijo do povečanja izgub energije. Lom svetlobe mora biti minimalen.
• Vsi potrebni materiali za spajkanje.
• Vezane plošče, letvice ali aluminijasti vogali za montažo okvirja.
• Silikonska tesnilna masa.
• Strojna oprema, pritrdilni elementi.
• Zaščitna spojina ali barva za obdelavo lesenih površin.
• Običajna orodja - izvijači, čopiči, rezalnik stekla, spajkalnik, nožne žage za les in kovino ter druge naprave za določeno situacijo.

Prva sončna baterija, sestavljena z lastnimi rokami iz improviziranih materialov, je treba izdelati iz plošč, na katere so kabli že spajkani. To zmanjša tveganje poškodb med montažo. Če obstaja, potem bo ceneje kupiti navadne fotocelice in sami spajkati žice nanje. Glede na rezultate izračunov je vnaprej znano, katere plošče bodo povezane zaporedno in katere vzporedno. Najbolje je, da sestavite predhodni načrt ožičenja ali postavitev in na njem izvedete namestitev.

Dimenzije okvirja so določene v skladu z dimenzijami celic. Med vsakim elementom ostane toplotna reža 3-5 mm, sam okvir pa ne sme prekrivati ​​robov elementov.

Kako sestaviti sončno baterijo z lastnimi rokami

Sestavljanje ohišja sončne celice

Montaža sončnih kolektorjev, in sicer ohišja, se lahko izvede v različnih izvedbah. V prvem primeru je lahko izdelan iz vezanih plošč in lesenih letvic, zato ta namestitev ni posebej težka. Konstrukcije so razrezane na velikost in nato med seboj povezane s samoreznimi vijaki. Vsi spoji in šivi so predhodno premazani s tesnilno maso. Vsi leseni deli so prekriti z barvo ali posebnimi zaščitnimi spojinami. Nadaljnja dela se izvajajo šele, ko se struktura popolnoma posuši.

Nekoliko težje je narediti sončno ploščo iz aluminijastega vogala. V tem primeru se montaža okvirja izvede v naslednjem vrstnem redu:

• Montaža iz vogala pravokotnega okvirja.
• V vsakem vogalu konstrukcije so izvrtane montažne luknje.
• Notranji del profila vzdolž celotnega oboda je prekrit s silikonsko tesnilno maso.
• V notranjosti okvirja se na obdelana mesta namesti tekstolit ali pleksi steklo, razrezano po velikosti. Treba jih je čim tesneje pritisniti na vogale.
• V notranjosti ohišja je list prozornega materiala pritrjen z montažnimi nosilci, nameščenimi na vogalih.
• Nadaljnje delo se izvede, ko se tesnilna masa popolnoma posuši. Pred tem so vse notranje površine obrisane pred prahom in umazanijo.

Spajkanje žic in povezovanje fotocelic

Za vse elemente solarnih panelov je značilna povečana krhkost in zahtevajo skrbno ravnanje. Pred spajkanjem jih obrišemo, tako da je površina popolnoma čista. Elemente s spajkanimi vodniki je treba še vedno preveriti in popraviti.

Vsaka fotografska plošča ima kontakte z različno polarnostjo. Najprej so vodniki spajkani nanje in šele nato so povezani med seboj.

Pri uporabi pnevmatik namesto žic je treba upoštevati naslednje značilnosti:

• Pnevmatike so označene in razrezane na zahtevano število trakov.
• Stiki plošč se obrišejo z alkoholom, po katerem se na eni strani nanese tanek sloj fluksa.
• Pnevmatika se nanese po celotni dolžini stika, nato pa jo je treba izvesti z ogretim spajkalnikom.
• Ploščo obrnemo in enako operacijo ponovimo na drugi strani.

Spajkalnika med namestitvijo ni mogoče močno pritisniti na ploščo, sicer lahko poči. Na sprednji strani po spajkanju ne sme biti nobenih nepravilnosti. Če ostanejo, morate ponovno skozi šiv s spajkalnikom.

Da ne bi naredili napake pri postavitvi plošč, je pred njihovo montažo priporočljivo nanesti oznake na površino lista, ob upoštevanju vseh velikosti in vrzeli. Po tem se fotocelice prilegajo na svoje mesto. Nato so kontakti plošč med seboj povezani z obveznim upoštevanjem polarnosti.

Nanos tesnilnega sloja

Preden sami zatesnite strukturo, morate preizkusiti in preveriti učinkovitost sončnih kolektorjev. Odnese se na sonce, nato pa se na vodilnih sponkah izmeri napetost. Če je v normalnem območju, lahko začnete nanašati tesnilno maso.

Ena izmed najprimernejših možnosti vključuje naslednje korake:

• Silikonska tesnilna masa se nanese na domače sončne panele s kapljicami vzdolž robov ohišja in med ploščami. Po tem se robovi fotocelic nežno pritisnejo na prozorno podlago in se nanjo čim tesneje oprimejo.
• Na vsak rob plošč je nameščena majhna obremenitev, po kateri se tesnilna masa popolnoma posuši, fotocelice pa so varno pritrjene.
• Na samem koncu so robovi okvirja in vsi spoji med ploščami skrbno zamazani. Na tej stopnji je vse prekrito s tesnilno maso, razen samih plošč, ne bi smela priti na njihovo hrbtno stran.

Končna montaža sončne plošče

Po vseh operacijah ostane le v celoti sestaviti sončno ploščo doma.

V tem primeru bo postopek naslednji:

• Na strani ohišja je nameščen konektor, na katerega so priključene Schottkyjeve diode.
• Na sprednji strani je celoten sklop plošč solarnih baterij zaprt s prozornim zaščitnim zaslonom in zatesnjen, da prepreči vstop vlage v konstrukcijo.
• Za obdelavo sprednje strani je priporočljivo uporabiti poseben lak, na primer PLASTIK-71.
• Po montaži se izvede končna kontrola, po kateri lahko na svoje mesto namestite solarno baterijo, ki jo naredite sami.

Sončni paneli so vir energije, ki se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije ali toplote za nizko stavbo. Samo sončne celice imajo visoke stroške in so nedostopne večini prebivalcev naše države. Ali se strinjaš?

Druga stvar je, ko sončno baterijo izdelajo lastne roke - stroški se znatno zmanjšajo in takšna zasnova ne deluje slabše od industrijske proizvodne plošče. Zato, če resno razmišljate o nakupu alternativnega vira električne energije, ga poskusite narediti sami - ni zelo težko.

Članek se bo osredotočil na izdelavo sončnih kolektorjev. Povedali vam bomo, kateri materiali in orodja bodo potrebni za to. In malo nižje boste našli navodila po korakih z ilustracijami, ki jasno prikazujejo napredek dela.

Sončno energijo lahko pretvorimo v toplotno energijo, ko je nosilec 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 se zgodi po tem, ko sončni žarki zadenejo plošče fotocelic, ki so glavni del baterije.

Hkrati svetlobni kvanti "sprostijo" svoje elektrone iz ekstremnih orbit. Ti prosti elektroni dajejo električni tok, ki teče skozi krmilnik in se kopiči v bateriji, od tam pa gre do porabnikov energije.

Galerija slik

Materiali za izdelavo solarne plošče

Ko začnete graditi sončno baterijo, se morate založiti z naslednjimi materiali:

• silikatne plošče-fotocelice;
• iverne plošče, aluminijasti vogali in letvice;
• trda penasta guma debeline 1,5-2,5 cm;
• prozoren element, ki deluje kot osnova za silikonske rezine;
• vijaki, samorezni vijaki;
• silikonska tesnilna masa za zunanjo uporabo;
• električne žice, diode, sponke.

Količina potrebnih materialov je odvisna od velikosti vaše baterije, ki je najpogosteje omejena s številom razpoložljivih sončnih celic. Od orodij boste potrebovali: izvijač ali komplet izvijačev, nožno žago za kovino in les, spajkalnik. Za testiranje končne baterije potrebujete tester ampermetra.

Zdaj podrobneje razmislite o najpomembnejših materialih.

Silikonske rezine ali sončne celice

Fotocelice za baterije so treh vrst:

• polikristalni;
• monokristalni;
• amorfna.

Za polikristalne plošče je značilna nizka učinkovitost. Velikost uporabnega delovanja je približno 10 - 12%, vendar se ta številka sčasoma ne zmanjša. Življenjska doba polikristalov je 10 let.

Sončna baterija je sestavljena iz modulov, ki so sestavljeni iz fotovoltaičnih pretvornikov. Baterije s togimi silikonskimi fotocelicami so nekakšen sendvič z zaporednimi plastmi, pritrjenimi v aluminijast profil.

Monokristalne sončne celice se ponašajo z višjim izkoristkom - 13-25 % in dolgo življenjsko dobo - več kot 25 let. Vendar se sčasoma učinkovitost monokristalov zmanjša.

Monokristalni pretvorniki so pridobljeni z žaganjem umetno vzgojenih kristalov, kar pojasnjuje najvišjo fotoprevodnost in zmogljivost.

Filmski fotopretvorniki so pridobljeni z nanosom tanke plasti amorfnega silicija na fleksibilno polimerno površino.

Fleksibilne amorfne silikonske baterije so najsodobnejše. Njihov fotoelektrični pretvornik je razpršen ali privarjen na polimerno podlago. Učinkovitost v območju 5 - 6%, vendar so filmski sistemi izjemno enostavni za namestitev.

Filmski sistemi z amorfnimi fotokonverterji so se pojavili relativno nedavno. To je izjemno preprosto in čim ceneje, vendar hitreje izgublja potrošniške lastnosti kot tekmeci.

Ni priporočljivo uporabljati fotocelic različnih velikosti. V tem primeru bo največji tok, ki ga ustvarijo baterije, omejen s tokom najmanjše celice. To pomeni, da večje plošče ne bodo delovale s polno zmogljivostjo.

Pri nakupu sončnih celic povprašajte prodajalca o načinu pošiljanja, večina prodajalcev uporablja metodo voskanja, da prepreči lomljenje krhkih elementov.

Najpogosteje se pri domačih baterijah uporabljajo mono- in polikristalne fotovoltaične celice velikosti 3x6 palcev, ki jih je mogoče naročiti v spletnih trgovinah, kot je E-by.

Stroški fotocelic so precej visoki, vendar številne trgovine prodajajo tako imenovane elemente skupine B. Izdelki, ki so uvrščeni v to skupino, so pokvarjeni, vendar primerni za uporabo, njihova cena pa je 40-60% nižja od cene standardnih plošč.

Večina spletnih trgovcev na drobno prodaja fotonapetostne celice v pakiranjih po 36 ali 72 fotonapetostnih pretvorbenih plošč. Za priključitev posameznih modulov v baterijo so potrebna avtobusa, za povezavo s sistemom bodo potrebni terminali.

Galerija slik

Sončna baterija se lahko uporablja kot rezervni vir energije v primeru pogostega izklopa centraliziranega napajanja. Za avtomatsko preklapljanje je potrebno zagotoviti sistem za neprekinjeno napajanje.

Tak sistem je priročen, ker se pri uporabi tradicionalnega vira električne energije polnjenje izvaja hkrati. Oprema, ki oskrbuje solarno baterijo, se nahaja v notranjosti hiše, zato je zanjo treba predvideti poseben prostor.

Poslabšanje okolja, dvig cen energentov, želja po avtonomiji in neodvisnosti od muhavosti državnikov - to je le nekaj dejavnikov, zaradi katerih najbolj prekaljeni prebivalci svoje sanjske poglede obračajo k alternativnim virom energije. Za večino naših rojakov misli o "zeleni" energiji ostajajo fiksna ideja - visoke cene opreme vplivajo na in posledično na nedonosnost ideje. A navsezadnje nihče ne prepoveduje izdelave inštalacije za pridobivanje brezplačne energije sami! Danes bomo govorili o tem, kako zgraditi sončno baterijo z lastnimi rokami in razmisliti o možnostih za njeno uporabo v vsakdanjem življenju.

Sončna baterija: kaj je to

Človeštvo že od 30. let prejšnjega stoletja goreče z idejo o pretvorbi sončnega sevanja v električno energijo. Takrat so znanstveniki Akademije znanosti ZSSR napovedali ustvarjanje polprevodniških kristalov bakra in talija, v katerih je pod delovanjem svetlobnih žarkov začel teči električni tok. Danes je ta pojav znan kot fotoelektrični učinek in se pogosto uporablja tako v sončnih elektrarnah kot v različnih senzorjih.

Prvi sončni paneli so znani že od 50. let prejšnjega stoletja.

Trenutna moč ene fotocelice se meri v mikroamperih, zato se za pridobitev pomembne električne energije združijo v bloke. Številni od teh modulov so osnova za solarno baterijo (SB), ki jo lahko uporabimo za povezovanje različnih elektronskih naprav. Če govorimo o končani napravi, ki jo je mogoče namestiti na prostem, potem je pravilneje govoriti o sončni plošči (SP) z zasnovo, ki ščiti sestavo fotovoltaičnih modulov pred zunanjimi dejavniki.

Povedati je treba, da učinkovitost prvih električnih sončnih sistemov ni dosegla niti 10% - prizadeti so tako pomanjkljivosti polprevodniške tehnologije kot usodne izgube, povezane z odbojom, sipanjem ali absorpcijo svetlobnega toka. Desetletja trdega dela znanstvenikov so se obrestovala in danes učinkovitost najsodobnejših sončnih kolektorjev dosega 26%. Kar se tiče obetavnega razvoja, je tu še višje - do 46%! Seveda lahko pozoren bralec ugovarja, da drugi generatorji električne energije delujejo z energijsko učinkovitostjo 95-98%. Kljub temu ne smemo pozabiti, da govorimo o popolnoma brezplačni energiji, katere vrednost na sončen dan presega 100 vatov na kvadratni meter. m zemeljske površine na sekundo.

Sodobni solarni paneli proizvajajo električno energijo v industrijskem obsegu

Električno energijo, pridobljeno s pomočjo solarnih panelov, lahko uporabimo podobno kot v klasičnih elektrarnah – za napajanje različnih elektronskih naprav, razsvetljave, ogrevanja itd. Edina razlika je ta, da ima izhod fotoelektronskega modula konstantno, ni izmenični tok, je pravzaprav prednost. Dejstvo je, da kateri koli sončni sistem deluje samo podnevi, njegova moč pa je zelo odvisna od višine sonca nad obzorjem. Ker SB ne more delovati ponoči, je treba elektriko hraniti v baterijah, vse pa so le viri enosmernega toka.

Naprava in načelo delovanja

Načelo delovanja električne baterije temelji na fizikalnih pojavih, kot sta polprevodnost in fotoelektrični učinek. V središču katere koli sončne celice so polprevodniki, katerih atomi nimajo elektronov (prevodnost p-tipa) ali pa jih imajo presežek (n-tip). Z drugimi besedami, uporablja se dvoslojna struktura z n-plastjo kot katodo in p-plastjo kot anodo. Ker so zadrževalne sile "dodatnih" elektrod v n-sloju oslabljene (atomi nimajo dovolj energije zanje), jih ob bombardiranju svetlobnih fotonov zlahka zbijejo s svojih mest. Nadalje se elektroni premikajo v proste "luknje" p-sloja in se skozi priključeno električno obremenitev (ali baterijo) vrnejo na katodo - tako teče električni tok, ki ga izzove tok sončnega sevanja.

Pretvorba sončne energije v električno je možna zaradi fotoelektričnega učinka, ki ga je Einstein opisal v svojih delih.

Kot je navedeno zgoraj, je energija iz ene fotocelice izjemno majhna, zato so združeni v module. S serijskim povezovanjem več takšnih blokov se poveča napetost baterije, vzporedno pa se poveča tok. Tako je ob poznavanju električnih parametrov ene celice mogoče sestaviti baterijo potrebne moči.

Električno energijo, ki jo prejmemo iz solarne baterije, lahko shranimo v baterije in jo po pretvorbi v napetost 220 V uporabimo za napajanje običajnih gospodinjskih aparatov.

Za zaščito pred atmosferskim delovanjem so polprevodniški moduli nameščeni v tog okvir in prekrite s steklom s povečano prepustnostjo svetlobe. Ker se sončna energija lahko uporablja samo podnevi, se za njeno akumulacijo uporabljajo baterije - njihovo polnjenje lahko porabite po potrebi. Razsmerniki se uporabljajo za povečanje napetosti in njeno prilagajanje potrebam gospodinjskih aparatov.

Video: kako deluje solarna plošča

Razvrstitev fotovoltaičnih modulov

Danes poteka proizvodnja sončnih kolektorjev na dva vzporedna načina. Na eni strani so na trgu fotovoltaični moduli na osnovi silicija, po drugi strani pa filmski moduli, ustvarjeni z uporabo redkih zemeljskih elementov, sodobnih polimerov in organskih polprevodnikov.

Danes priljubljene silikonske sončne celice so razdeljene na več vrst:

• monokristalni;
• polikristalni;
• amorfna.

Za uporabo v domačih solarnih panelih je najbolje uporabiti polikristalne silikonske module. Čeprav je učinkovitost slednjih nižja kot pri monokristalnih elementih, na njihovo delovanje ne vplivajo tako močno površinska kontaminacija, nizka oblačnost ali vpadni kot sončne svetlobe.

Polikristalnih silikonskih modulov ni težko ločiti od monokristalnih - prvi imajo svetlejši modri odtenek z izrazitimi "mraznimi" vzorci na površini. Poleg tega lahko vrsto fotonapetostnih plošč določimo po njihovi obliki – monokristal ima zaobljene robove, njegov najbližji konkurent (polikristal) pa je izrazit pravokotnik.

Kar zadeva baterije iz amorfnega silicija, so še manj odvisne od vremenskih razmer in zaradi svoje prilagodljivosti praktično niso izpostavljene nevarnosti poškodb med montažo. Kljub temu je njihova uporaba za lastne namene omejena tako s precej nizko gostoto moči na 1 kvadratni meter površine kot tudi zaradi visokih stroškov.

Silicijeve sončne celice so najpogostejši razred električnih foto plošč, zato se najpogosteje uporabljajo za izdelavo domačih naprav.

Pojav filmskih fotovoltaičnih modulov je posledica potrebe po znižanju stroškov sončnih kolektorjev in potrebe po bolj produktivnih in trajnejših sistemih. Danes industrija obvladuje proizvodnjo tankih solarnih modulov na osnovi:

• kadmijev telurid z učinkovitostjo do 12 % in stroškom 1 W je 20–30 % nižji kot pri monokristalih;
• baker in indijev selenid - učinkovitost 15–20%;
• polimerne spojine - debelina do 100 nm, z učinkovitostjo - do 6%.

Še vedno je prezgodaj govoriti o možnosti uporabe filmskih modulov za izgradnjo električne sončne postaje z lastnimi rokami. Kljub dostopni ceni se le nekaj podjetij ukvarja s proizvodnjo telurid-kadmijevih, polimernih in bakreno-indijevih fotocelic.

Takšne prednosti filmskih fotocelic, kot so visoka učinkovitost in mehanska trdnost, nam omogočajo, da s polnim zaupanjem trdimo, da so prihodnost sončne energije.

Čeprav lahko v prodaji najdete baterije, ustvarjene s filmsko tehnologijo, so večinoma predstavljene v obliki končnih izdelkov. Zanimajo nas tudi posamezni moduli, iz katerih lahko zgradite poceni doma izdelan solarni panel – na trgu jih še vedno primanjkuje.

Povzetki podatkov o učinkovitosti sončnih celic, ki jih proizvaja industrija, so predstavljeni v tabeli.

Tabela: Učinkovitost sodobnih sončnih kolektorjev

Kje lahko dobim fotocelice in jih lahko zamenjam za kaj drugega

Nakup monokristalnih ali polikristalnih rezin, ki so primerne za sestavljanje solarnega panela, danes ni problem. Vprašanje je, da že sama ideja o domačem generatorju brezplačne električne energije pomeni rezultat, ki bo veliko cenejši od tovarniškega analoga. Če fotovoltaične module kupite sproti, potem ne boste mogli veliko prihraniti.

Na tujih trgovskih prostorih so sončne celice predstavljene v široki paleti - lahko kupite tako en izdelek kot komplet vsega, kar je potrebno za sestavljanje in priključitev sončne baterije.

Za razumno ceno je sončne celice mogoče najti na tujih trgih, kot sta eBay ali AliExpress.. Tam so predstavljeni v širokem razponu in po zelo ugodnih cenah. Za naš projekt so na primer primerne običajne polikristalne plošče 3x6 palcev. V idealnih pogojih lahko ustvarijo električni tok z napetostjo 0,5 V in močjo do 3 A, torej 1,5 W električne moči.

Če gorite v želji, da bi čim več prihranili ali preizkusili svoje moči, potem ni treba takoj kupiti dobrih, celih modulov - lahko se znebite podstandardnih. Vse na istem eBayu ali AliExpressu lahko najdete komplete plošč z majhnimi razpokami, odrezanimi vogali in drugimi napakami - tako imenovani izdelki razreda "B". Zunanje poškodbe ne vplivajo na tehnične lastnosti fotocelic, česar ne moremo reči o ceni - okvarjene dele je mogoče kupiti 2-3 krat ceneje od tistih, ki imajo predstavitev. Zato jih je smiselno uporabiti za testiranje tehnologije na njihovem prvem sončnem panelu.

Pri izbiri fotoelektronskih modulov boste videli elemente različnih vrst in velikosti. Ne mislite, da večja kot je njihova površina, večja je napetost, ki jo proizvajajo. To ni res. Elementi istega tipa ustvarjajo enako napetost ne glede na velikost. Česa ne moremo reči o moči toka - tukaj je velikost ključnega pomena.

Čeprav je kot fotocelice mogoče uporabiti zastarelo komponentno bazo, imajo odprte diode in tranzistorje prenizko napetost in jakost toka - potrebnih bo na tisoče takšnih naprav

Takoj vas želim opozoriti, da ni smiselno iskati analoga med različnimi improviziranimi elektronskimi napravami. Da, lahko dobite delujoč fotoelektronski modul iz močnih diod ali tranzistorjev, vzetih iz starega radia ali televizorja. In celo naredite baterijo, tako da povežete več teh elementov v verigo. Vendar pa s tako »sončno ploščo« zaradi prešibkih tehničnih lastnosti enega samega modula ne bo mogoče napajati ničesar močnejšega od kalkulatorja ali LED svetilke.

Načelo izračuna moči baterije

Za izračun potrebne moči domačega električnega solarnega sistema morate poznati mesečno porabo električne energije. Ta parameter je najlažje določiti – količino porabljene električne energije v kilovatnih urah si lahko ogledate z števcem ali pa ugotovite, če pogledate račune, ki jih podjetje za prodajo energije redno pošilja. Torej, če so stroški na primer 200 kWh, naj bi solarna baterija proizvedla približno 7 kWh električne energije na dan.

Pri izračunih je treba upoštevati, da sončni paneli proizvajajo električno energijo le podnevi, njihova zmogljivost pa je odvisna tako od kota Sonca nad obzorjem kot od vremenskih razmer. V povprečju se od 9. do 16. ure proizvede do 70 % celotne količine energije, v prisotnosti celo rahle oblačnosti ali meglice pa moč plošč pade za 2–3 krat. Če je nebo pokrito s trdnimi oblaki, lahko v najboljšem primeru dobite 5-7% največje zmogljivosti sončnega sistema.

Glede na graf energijske učinkovitosti solarne baterije je razvidno, da glavni delež proizvedene energije pade na čas od 9 do 16 ur.

Glede na vse našteto je mogoče izračunati, da za proizvodnjo 7 kWh energije v idealnih pogojih potrebujete niz panelov z močjo najmanj 1 kW. Če upoštevamo zmanjšanje produktivnosti, povezano s spremembo vpadnega kota žarkov, vremenskimi dejavniki, pa tudi izgube v baterijah in pretvornikih energije, je treba to številko povečati za vsaj 50–70 odstotkov. Če upoštevamo zgornji indikator, bo za ta primer potrebna sončna plošča z močjo 1,7 kW.

Nadaljnji izračun je odvisen od tega, katere fotocelice bodo uporabljene. Za primer vzemite prej omenjene polikristalne celice 3˝×6˝ (površina 0,0046 kvadratnih metrov) z napetostjo 5 V in tokom do 3 A. Za zbiranje niza fotonapetostnih celic z izhodno napetostjo 12 V in tok 1.700 W / 12 V = 141 A, boste morali povezati 24 elementov v vrsti (serijska povezava vam omogoča seštevanje napetosti) in uporabiti 141 A / 3 A = 47 takšnih vrstic (1.128 plošč) . Območje baterije z najbolj gostim polaganjem bo 1128 x 0,0046 = 5,2 kvadratnih metrov. m

Za kopičenje in pretvorbo sončne energije v običajnih 220 voltov boste potrebovali vrsto baterij, krmilnik polnjenja in pospeševalni pretvornik.

Za akumulacijo električne energije se uporabljajo baterije z napetostjo 12 V, 24 V ali 48 V, njihova zmogljivost pa mora zadostovati za sprejem enakih 7 kWh energije. Če vzamete običajne 12-voltne svinčene baterije (daleč od najboljše možnosti), bi morala biti njihova zmogljivost najmanj 7.000 Wh / 12 V = 583 Ah, torej tri velike baterije po 200 amper-ur. Upoštevati je treba, da učinkovitost baterij ni večja od 80 %, in tudi, da se pri pretvorbi napetosti s pretvornikom v 220 V izgubi od 15 do 20 % energije. Zato boste morali kupiti vsaj še eno isto baterijo, da boste nadomestili vse izgube.

Na vprašanje možnosti uporabe električnih sončnih kolektorjev za ogrevanje

Kot ste morda že opazili, se besedna zveza "sončna baterija" ali "sončna plošča" nenehno omenja v kontekstu električne naprave. To ni bilo storjeno po naključju, saj se druge sončne celice ali baterije - geokolektorji - pogosto imenujejo na enak način.

Več sončnih kolektorjev bo lahko oskrbovalo hišo s toplo vodo in prevzelo del stroškov ogrevanja

Sposobnost neposredne pretvorbe energije sončnega sevanja neposredno v toploto lahko znatno poveča produktivnost takšnih naprav. Tako imajo sodobni geokolektorji s selektivno prevleko vakuumskih cevi izkoristek 70–80% in se lahko uporabljajo tako v sistemih za oskrbo s toplo vodo kot za ogrevanje prostorov.

Zasnova sončnega kolektorja z vakuumskimi cevmi minimizira prenos toplote v zunanje okolje

Če se vrnemo k vprašanju, ali je mogoče uporabiti električno sončno ploščo za napajanje grelnih naprav, razmislimo, koliko toplote je potrebno na primer za hišo 70 kvadratnih metrov. metrov. Na podlagi standardnih priporočil 100 W toplote na 1 m². m površine prostora, dobimo strošek 7 kW energije na uro ali približno 70 kWh na dan (grelne naprave navsezadnje ne bodo vklopljene ves čas).

Se pravi 10 samodelnih baterij s skupno površino 52 m². Predstavljajte si kolosa, recimo, širokega 4 m in dolžine več kot 13 m, pa tudi blok 12-voltnih baterij s skupno zmogljivostjo 7200 amper-ur? Tak sistem niti ne bo mogel doseči samooskrbe, preden se izprazni življenjska doba baterije. Kot vidite, je o smotrnosti uporabe sončnih kolektorjev za ogrevanje še prezgodaj govoriti.

Izbira mesta za namestitev električne sončne plošče

V fazi načrtovanja je treba izbrati kraj, kjer bo sončna plošča nameščena. Lahko je strešno pobočje, obrnjeno proti jugu, ali odprto območje na podeželski parceli. Slednje je seveda bolje iz več razlogov:

• solarni panel, nameščen na dnu, je lažje vzdrževati;
• na tla je lažje namestiti rotacijsko napravo;
• dodatna obremenitev strehe in njena poškodba med vgradnjo solarnega sistema je izključena.

Mesto namestitve električne plošče mora biti ves dan odprto za sončno svetlobo, zato v bližini ne sme biti dreves ali zgradb, katerih senca bi lahko padla na njeno površino.

Pri izbiri mesta za namestitev solarnega sistema obvezno upoštevajte možnost senčenja sončnih kolektorjev z okoliškimi predmeti.

Druga okoliščina, ki nas sili, da pred montažo solarne baterije poiščemo takšno mesto, je povezana z določitvijo dimenzij panela. Z lastno montažo naprave smo lahko precej prilagodljivi pri izbiri njenih dimenzij. Kot rezultat, lahko dobite namestitev, ki se popolnoma prilega zunanjosti.

Začnimo izdelovati sončno baterijo z lastnimi rokami

Ko ste naredili vse potrebne izračune in se odločili za kraj za namestitev sončne baterije, jo lahko začnete izdelovati.

Kaj bo potrebno pri delu

Poleg kupljenih sončnih celic boste pri gradnji električne sončne celice potrebovali naslednje materiale:

• bakrena navojna žica;
• spajka;
• posebne pnevmatike za povezovanje izhodov fotocelic;
• Schottkyjeve diode, zasnovane za največji tok ene celice;
• spajka;
• lesene letvice ali aluminijasti vogali;
• vezane plošče ali OSB;
• Vlaknene plošče ali drug trdo pločevinasti dielektrični material;
• pleksi steklo (lahko uporabite polikarbonat, antirefleksno ultra-prozorno steklo ali okensko steklo, ki absorbira IR, debeline najmanj 4 mm);
• silikonska tesnilna masa;
• samorezni vijaki;
• antibakterijska impregnacija za les;
• Oljna barva.

Pri izbiri stekla za solarno ploščo izberite IR-absorbirajoče razrede z največjo prepustnostjo svetlobe in minimalnim odbojom svetlobe.

Za delo potrebujete to preprosto orodje:

• spajkalnik;
• nožna žaga ali vbodna žaga;
• komplet izvijačev ali izvijač;
• čopiči.

Če bo pod solarno ploščo vgrajen dodaten nosilec ali vrtljiva podpora, potem je treba seznam materialov in orodij dopolniti z lesenim tramom ali kovinskimi vogali, jekleno palico, varilnim strojem itd. plošča na tleh, mesto je lahko betonirano ali obloženo s ploščicami.

Navodila za potek dela

Kot primer si oglejte postopek gradnje električnega sončnega sistema iz 3x6-palčnih sončnih celic, obravnavanih zgoraj, z napetostjo 0,5 V in tokom do 3A. Za polnjenje 12-voltne baterije je potrebno, da naša baterija "odda" vsaj 18 V, torej je potrebnih 36 plošč. Montažo je treba izvajati po fazah, sicer se napakam pri delu ni mogoče izogniti. Ne smemo pozabiti, da jih lahko kakršne koli spremembe, pa tudi pretirane manipulacije s fotocelicami, poškodujejo - za te naprave je značilna povečana krhkost.

Za izdelavo polnopravne sončne baterije boste potrebovali več deset fotocelic.

Izdelava ohišja

Ohišje solarne baterije je ravna škatla, zaprta s vezano ploščo na eni strani in prozornim steklom na drugi strani. Za izdelavo okvirja lahko uporabite tako aluminijaste vogale kot lesene letve. Z drugo možnostjo je lažje delati, zato za izdelavo vaše prve plošče priporočamo, da jo izberete.

Ko začnete graditi sončno ploščo, naredite majhno risbo - v prihodnosti bo to pomagalo prihraniti čas in se izogniti napakam z dimenzijami

Iz tirnic s presekom 20x20 mm je sestavljen pravokoten okvir z zunanjimi dimenzijami 118x58 cm, ojačan z enim prečnim nosilcem.

Ohišje sončne baterije je lesen ščit s stranicami, ki niso višje od 2 cm - v tem primeru ne bodo zakrile fotocelic

Prezračevalne naprave so izvrtane v spodnjih koncih ohišja, pa tudi v distančniku. Notranjo votlino bodo komunicirali z atmosfero, tako da se steklo ne bo zameglilo od znotraj. Po tem se iz pleksi stekla izreže pravokotnik, ki ustreza zunanjim dimenzijam okvirja.

Luknje, narejene v tirnicah, služijo za prezračevanje notranjega prostora plošče

Hrbtna stran škatle je zašita s vezano ploščo ali OSB. Telo je obdelano z antiseptikom in pobarvano z oljno barvo.

Za zaščito lesenega ohišja pred atmosferskimi vplivi je pobarvan z oljno barvo.

Glede na velikost notranjih votlin telesa sta izrezana 2 substrata za fotocelice. Njihova uporaba med namestitvijo plošč ne bo le olajšala delo, ampak tudi zmanjšala tveganje za poškodbe krhkega stekla. Za podlage lahko vzamete kateri koli gost material - vlaknene plošče, tekstolit itd. Glavna stvar je, da ne prevaja električnega toka in se dobro upira toploti.

Vsak primeren dielektrik se lahko uporabi kot substrat za fotocelice, na primer perforirane vlaknene plošče

Montaža plošče

Montaža plošč se začne z razpakiranjem. Pogosto so zaradi varnosti fotocelic zbrane v kup in napolnjene s parafinom. V tem primeru se izdelki potopijo v posodo z vodo in segrejejo v vodni kopeli. Ko se parafin stopi, je treba plošče ločiti drug od drugega in dobro posušiti.

Odstranjevanje voska iz plošče je najbolje opraviti v vodni kopeli. Metoda, prikazana na sliki, se ni izkazala na najboljši način - pri vrenju plošče začnejo vibrirati in se udariti

Fotocelice so položene na substrat tako, da so njihovi vodi usmerjeni v pravo smer. V našem primeru je vseh 36 plošč povezanih zaporedno - to nam bo omogočilo, da "pridobimo" potrebnih 18 V. Za lažjo namestitev je treba spajkati 6 plošč, tako da dobimo 6 ločenih verig.

Pred spajkanjem so fotocelice razporejene v verige zahtevane dolžine.

Če poznate načelo oblikovanja sončnih kolektorjev, lahko preprosto izberete potrebno napetost in jakost toka. Vse je zelo preprosto: najprej je sestavljena skupina serijsko povezanih plošč, ki bodo dale želeno napetost. Po tem so posamezni bloki povezani vzporedno - v tem primeru se njihova trenutna moč sešteje. Tako lahko dobite ploščo katere koli moči.

Spajka se nanese na prevodne poti fotocelic, deli pa so med seboj povezani s spajkalnikom z majhno močjo.

Pri nakupu cenejših fotovoltaičnih celic brez vodnikov bodite pripravljeni na mukotrpno delo vodnikov za spajkanje

Po zbiranju vseh šestih skupin je treba na sredino vsake plošče nanesti kapljico silikonske tesnilne mase. Niti fotocelic se nato razvijejo in previdno prilepijo na podlago.

Za pritrditev fotocelic na podlago uporabite silikonsko tesnilo ali gumijasto lepilo.

Na pozitivni terminal vsake verige je prispajkana Schottkyjeva dioda - zaščitila bo baterijo pred praznjenjem skozi ploščo ponoči ali ob močni oblačnosti. S posebnim vodilom ali bakreno pletenico so posamezni bloki povezani v eno vezje.

V diagramu električne povezave so elementi solarnega panela obkroženi s pikčasto črto

Pri serijski povezavi je treba pozitivni izhod priključiti na negativni kontakt, pri vzporedni povezavi pa na istoimenski.

Namestitev plošč v telo

Fotocelice, sestavljene na podlago, so nameščene v ohišju in pritrjene na vezan les s pomočjo samoreznih vijakov. Ločeni deli solarne baterije so med seboj povezani z bakrenim vodnikom. Lahko se spelje skozi eno od prezračevalnih lukenj v prečnem nosilcu – tako pri nameščanju stekla ne bo motenj.

Večžilni kabel je spajkan na "plus" in "minus", ki se izpelje skozi luknjo na dnu ohišja - potreben bo za povezavo plošče z baterijo. Da preprečite poškodbe plošč, je kabel trdno pritrjen na leseni okvir.

Po namestitvi plošč so vsi zgibni elementi pritrjeni z vročim lepilom ali tesnilno maso.

Od zgoraj je solarna baterija prekrita s ploščo iz pleksi stekla, ki je pritrjena z vogali ali samoreznimi vijaki. Za zaščito fotocelic pred vlago se med okvir in steklo nanese plast silikonske tesnilne mase. Na tem se lahko šteje, da je montaža končana - solarno baterijo lahko odnesete na streho in jo priključite na porabnike.

Po polaganju in pritrditvi steklenega pokrova je solarna plošča pripravljena za delovanje.

Učinkovitost solarne baterije je odvisna od njene usmerjenosti proti soncu – največjo moč dosežemo, ko sončni žarki padajo pod pravim kotom. Za povečanje produktivnosti namestitve je nameščen na vrtljivi okvir. Ta zasnova je lesen ali kovinski okvir, nameščen na vrtljivi vodoravni osi.

Za največjo učinkovitost mora biti solarna plošča usmerjena neposredno proti soncu. To nalogo najbolje obvladajo avtomatske instalacije, imenovane solarni sledilci.

Za vrtenje in pritrditev okvirja lahko uporabite mehanski pogon (na primer verižni pogon) ali stopničasto nastavljivo zadrževalno palico. Najnaprednejše rotacijske naprave so opremljene z rotacijsko enoto v navpični ravnini in avtomatskim sistemom za sledenje Soncu. Takšno opremo je mogoče sestaviti s koračnimi motorji in sodobnim mikrokrmilnikom, kot je Arduino.

Izdelava sončnega sledilnika doma je izjemno težka naloga, zato se obrtniki najpogosteje spopadejo s preprostim okvirjem s poševnim ali fiksnim okvirjem

Priključitev sončne baterije na avtonomni sistem napajanja je treba izvesti s pomočjo krmilnika polnjenja. Ta naprava ne bo le pravilno razporedila tokov električne energije, ampak tudi preprečila globoko praznjenje baterije, kar bo povečalo njeno življenjsko dobo. Vse povezave, vključno s povezavo 220-voltnega pretvornika, je treba izvesti z bakrenimi žicami s presekom najmanj 3-4 kvadratnih metrov. mm - s tem se boste izognili izgubam ohmske energije.

Krmilnik polnjenja sončne baterije ji bo omogočil delo z največjo močjo toka in zaščitil baterije pred prekomernim praznjenjem.

Na koncu vam priporočam, da sončno baterijo spremljate ne le z indikatorji in puščicami instrumentov. Zavedajte se, da lahko umazano steklo zmanjša učinkovitost obrata za 50 % ali več. Ne pozabite izvajati rednega čiščenja, inštalacija, ki jo naredi sam, se vam bo povrnila s kilovati popolnoma brezplačne in kar je najpomembneje, okolju prijazne energije.

Video: montaža sončne plošče naredi sam

Danes ni ovir za sestavljanje sončne plošče z lastnimi rokami. Težav ni niti pri nakupu fotocelic, niti pri nakupu krmilnika ali pretvornika energije. Upamo, da bo ta članek vaše izhodišče na poti do avtonomnega doma, vi pa se boste končno lotili posla. Pričakovali bomo vaša vprašanja, ideje in predloge glede načrtovanja in izboljšave solarnih kolektorjev. Se vidiva kmalu!

Povezane objave:

Ni sorodnih vnosov.

Lastno napajanje bo pomagalo tako v odsotnosti centraliziranega omrežja (v oddaljenih in težko dostopnih regijah, na podeželju, na pohodu) kot pri izgradnji okolju prijaznejšega pristopa k porabi naravnih virov.

Svoje sončne postaje ni težko sestaviti, vsebuje le štiri komponente:

• sončni kolektorji;
• polnjenje baterije;
• krmilnik;
• pretvornik.

Vse jih je enostavno najti in naročiti prek spletnih trgovin. Toda kako narediti sončno elektrarno z lastnimi rokami, da bi doma ustvarili popoln avtonomni sistem napajanja? Najprej morate zbrati podatke o svojih potrebah, možnostih območja, kjer bo solarna postaja delovala, in narediti vse potrebne izračune za izbiro komponent.

Kako izračunati število sončnih kolektorjev

Izbira sončne postaje se začne z iskanjem informacij o insolaciji na vašem območju – količini sončne energije, ki pride na zemeljsko površino (merjeno v vatih na kvadratni meter). Te podatke lahko najdete v posebnih vremenskih referenčnih knjigah ali na internetu. Običajno je insolacija navedena posebej za vsak mesec, saj je raven močno odvisna od sezone. Če nameravate sončno postajo uporabljati vse leto, potem morate krmariti po mesecih z najnižjimi cenami.

Nato morate izračunati svoje potrebe po električni energiji za vsak mesec. Ne pozabite, da za avtonomni sistem oskrbe z električno energijo igra vlogo ne le učinkovitost shranjevanja energije, temveč tudi njegova ekonomična poraba. Manjše potrebe bodo znatno prihranile pri nakupu sončnih kolektorjev in izdelavi proračunske različice sončne elektrarne z lastnimi rokami.

Primerjajte svoje potrebe po elektriki s stopnjo osončenosti na vašem območju in ugotovili boste, koliko sončnih kolektorjev potrebujete za vašo solarno postajo. Upoštevajte, da je učinkovitost plošč le 12-14%. Vedno poiščite najnižjo oceno.

Torej, če je stopnja insolacije v najbolj neugodnem mesecu na vašem območju 20 kWh / m², potem bo z 12-odstotno učinkovitostjo ena plošča velikosti 0,7 m² ustvarila 1,68 kWh. Vaša potreba po energiji je na primer 80 kWh/mesec. To pomeni, da bo v najbolj nesončnem mesecu 48 panelov (80/1,68) lahko zadovoljilo to potrebo. Več o izbiri solarnih panelov si lahko preberete v našem prejšnjem.

Kako namestiti sončno ploščo

Za najboljšo učinkovitost solarno ploščo namestite tako, da sončni žarki padajo nanjo pod kotom 90 stopinj. Ker se sonce nenehno premika po nebu, obstajata dve rešitvi:

• Dinamična nastavitev. Uporabite servo za obračanje sončne plošče, ko se sonce premika po nebu. Servo pogon vam bo omogočil zbrati 50 % več energije kot statična namestitev.
• Stacionarna namestitev. Da bi dobili največjo korist od fiksnega položaja solarnega panela, je treba najti vgradni kot, pod katerim bo panel zbiral največjo možno količino sončnih žarkov. Za celoletno delovanje se ta kot izračuna po formuli +15 stopinj do zemljepisne širine območja. Za poletne mesece je to -15 stopinj na zemljepisno širino območja.

Kako izbrati krmilnik polnjenja

Drug način, da sami sestavite sončno elektrarno, da bo delovala učinkovito, je uporaba le-te, kar vam omogoča sledenje maksimalnih točk moči (eng. MPPT). Tak krmilnik lahko akumulira energijo tudi v slabih svetlobnih pogojih in jo še naprej optimalno oskrbuje z baterijo.

Tako se iz sončnih kolektorjev energija dovaja v baterijo. To omogoča shranjevanje energije, tako da jo je mogoče uporabiti tudi v odsotnosti sončne svetlobe. Poleg tega baterije zgladijo neenakomerno napajanje, na primer v močnem vetru ali oblačnih razmerah.

Če želite izbrati in namestiti baterijo za domačo sončno elektrarno z lastnimi rokami, morate upoštevati dva parametra:

• Zelo pomembno je, da polnilni tok (iz plošč) ne presega 10 % nazivne zmogljivosti za kislinske baterije in 30 % za alkalne naprave.
• Inverterska zasnova z napetostjo na nizki strani.

Upoštevajte indikatorje samopraznjenja baterije (ki jih proizvajalci ne navedejo vedno). Kislinske naprave se na primer polnijo vsakih šest mesecev, da se izognejo zlomu.

Kako izbrati inverter

Opis parametrov in obveznih funkcij idealnega pretvornika:

• sinusni signal s popačenjem, ki ne presega treh odstotkov;
• ko je obremenitev priključena, se amplituda napetosti spremeni za največ deset odstotkov;
• dvojna pretvorba toka - enosmerna in izmenična;
• analogni AC pretvorniški del z dobrim transformatorjem;
• zaščita pred kratkim stikom;
• preobremenitvena rezerva.

Pri modeliranju električnega sistema vašega doma razvrstite obremenitve tako, da različne vrste obremenitev napajajo različni pretvorniki.

Heliostacije so delujoč alternativni način oskrbe hiše z energijo. Vendar ne v vseh regijah sonca zadostuje za povračilo solarne opreme in za polno oskrbo z električno energijo. Včasih je treba biti pozoren na hibridne sončne elektrarne, ki jih je mogoče zgraditi tudi z lastnimi rokami, a kjer so poleg sončnih panelov lahko vetrnice, pa tudi dizelski ali celo bencinski generatorji.

Če želite le poskusiti "ukrotiti" sončno energijo, vendar niste pripravljeni popolnoma spremeniti napajanja vašega doma, naredite mini sončno elektrarno z lastnimi rokami. Sestavljen bo iz več sončnih kolektorjev, baterije in krmilnika. Vse to se bo spravilo v kovček, a vam bo zagotovilo energijo v primeru nenadnega izpada električne energije, izleta na podeželje ali v naravo. Izračuni in izbira komponent se izvajajo po enakem principu kot za polnopravno domačo postajo.