Vi samler et solcellebatteri derhjemme. Solen som en kilde til fri energi: lav et solbatteri med dine egne hænder

Indsætter

Der er nok ingen, der ikke kunne tænke sig at blive mere selvstændig. Mulighed for fuld kontrol egen tid, at rejse uden at kende grænser og afstande, ikke tænke på bolig- og økonomiske problemer - det er det, der giver dig en følelse af ægte frihed. I dag vil vi tale om, hvordan du ved hjælp af solstråling kan fritage dig selv for byrden af ​​energiafhængighed. Som du har gættet, vil vi tale om solpaneler. Og for at være mere præcis, om det er muligt at bygge et rigtigt solenergianlæg med egne hænder.

Tilblivelseshistorie og muligheder for brug

Menneskeheden har i lang tid næret ideen om at konvertere solenergi til elektricitet. Solvarmeanlæg var de første, der dukkede op, hvor damp overophedet af koncentrerede solstråler roterede generatorturbiner. Direkte konvertering blev først mulig i midten af ​​det 19. århundrede, efter at franskmanden Alexandre Edmond Baccarelle opdagede den fotoelektriske effekt. Forsøg på at skabe en fungerende solcelle baseret på dette fænomen blev kronet med succes kun et halvt århundrede senere, i laboratoriet af den fremragende russiske videnskabsmand Alexander Stoletov. Det var muligt fuldt ud at beskrive mekanismen bag den fotoelektriske effekt endnu senere - det skylder menneskeheden Albert Einstein. Det var i øvrigt for dette arbejde, han modtog Nobelprisen.

Baccarelle, Stoletov og Einstein er de videnskabsmænd, der lagde grundlaget for moderne solenergi

Oprettelsen af ​​den første solcelle baseret på krystallinsk silicium blev annonceret til verden af ​​ansatte i Bell Laboratories tilbage i april 1954. Denne dato er faktisk udgangspunktet for teknologien, som snart vil være i stand til at blive en fuldgyldig erstatning for kulbrintebrændstof.

Da strømmen af ​​en fotovoltaisk celle er milliampere, for at generere elektricitet med tilstrækkelig effekt, skal de forbindes i modulære strukturer. Arrays af solfotoceller beskyttet mod ydre påvirkninger er et solbatteri (på grund af dets flade form kaldes enheden ofte et solpanel).

At konvertere solstråling til elektricitet har enorme udsigter, fordi for hver kvadratmeter Jordens overflade kræver i gennemsnit 4,2 kW/time energi om dagen, hvilket sparer næsten en tønde olie om året. Oprindeligt kun brugt til rumindustrien, blev teknologien så almindelig allerede i 80'erne af forrige århundrede, at fotoceller begyndte at blive brugt til husholdningsformål - som strømkilde til lommeregnere, kameraer, lamper osv. Samtidig blev " seriøse” sol-elektriske installationer blev skabt. Fastgjort til tagene på huse gjorde de det muligt helt at opgive kablet elektricitet. I dag kan vi observere fødslen af ​​kraftværker, som er multi-kilometer felter af silicium paneler. Den strøm, de genererer, kan drive hele byer, så vi kan med tillid sige, at fremtiden ligger med solenergi.

Moderne solcelleanlæg er multi-kilometer felter af fotoceller, der er i stand til at levere elektricitet til titusindvis af hjem.

Solbatteri: Sådan fungerer det

Efter at Einstein beskrev den fotoelektriske effekt, blev hele enkeltheden af ​​et så tilsyneladende komplekst fænomen åbenbaret for verden. fysiske fænomen. Det er baseret på et stof, hvis individuelle atomer er i en ustabil tilstand. Når de bliver "bombarderet" af lysfotoner, bliver elektroner slået ud af deres baner - disse er strømkilderne.

I næsten et halvt århundrede havde den fotoelektriske effekt ikke praktisk ansøgning af en simpel grund - der var ingen teknologi til at fremstille materialer med en ustabil atomstruktur. Udsigter til yderligere forskning dukkede kun op med opdagelsen af ​​halvledere. Atomerne i disse materialer har enten et overskud af elektroner (n-ledningsevne) eller mangler dem (p-ledningsevne). Når man bruger en tolagsstruktur med et n-type (katode) og et p-type (anode) lag, slår bombardementet af lysfotoner elektroner ud af n-lagsatomerne. Når de forlader deres steder, skynder de sig ind i de frie baner af p-lagets atomer og vender derefter tilbage til deres oprindelige positioner gennem den tilsluttede belastning. Sandsynligvis ved hver af jer, at elektronernes bevægelse i en lukket sløjfe er elektricitet. Men det er ikke muligt at tvinge elektroner til at bevæge sig takket være magnetfelt, som i elektriske generatorer, men på grund af strømmen af ​​solstrålingspartikler.

Solpanelet virker takket være den fotovoltaiske effekt, som blev opdaget tilbage i tidlig XIXårhundrede

Da strømmen af ​​et solcellemodul ikke er nok til at drive elektroniske anordninger, så bruges for at opnå den nødvendige spænding seriel forbindelse mange celler. Hvad angår strømstyrken, øges den ved parallelforbindelse af et vist antal sådanne samlinger.

Produktionen af ​​elektricitet i halvledere afhænger direkte af mængden af ​​solenergi, så fotoceller installeres ikke kun under udendørs, men forsøg også at orientere deres overflade vinkelret på de indfaldende stråler. Og for at beskytte cellerne mod mekanisk skade og vejrpåvirkning er de monteret på en stiv base og beskyttet med glas på toppen.

Klassificering og funktioner i moderne fotoceller

Den første solcelle blev lavet baseret på selen (Se), men den lave effektivitet (mindre end 1%), hurtige ældning og høje kemiske aktivitet af selen solceller tvang søgen efter andre, billigere og effektive materialer. Og de blev fundet i form af krystallinsk silicium (Si). Da dette element i det periodiske system er et dielektrikum, blev dets ledningsevne sikret ved indeslutninger af forskellige sjældne jordarters metaller. Afhængigt af fremstillingsteknologien findes der flere typer siliciumfotoceller:

  • monokrystallinsk;
  • polykrystallinsk;
  • fra amorft Si.

De første er lavet ved at skære de tyndeste lag af siliciumbarrer af højeste renhed. Eksternt ligner monokrystallinske fotoceller enfarvede mørkeblå glasplader med et udtalt elektrodegitter. Deres effektivitet når 19%, og deres levetid er op til 50 år. Og selvom ydeevnen af ​​paneler fremstillet på basis af monokrystaller gradvist falder, er der tegn på, at batterier fremstillet for mere end 40 år siden forbliver i drift i dag og leverer op til 80% af deres oprindelige effekt.

Monokrystallinske solceller har en uniform mørk farve og skære hjørner - disse skilte tillader dem ikke at forveksles med andre fotoceller

Ved produktion af polykrystallinske solceller bruges mindre rent, men billigere silicium. Forenklingen af ​​teknologien påvirker pladernes udseende - de har ikke en ensartet nuance, men et lysere mønster, som er dannet af grænserne for mange krystaller. Effektiviteten af ​​sådanne solceller er lidt lavere end monokrystallinske - ikke mere end 15%, og levetiden er op til 25 år. Det skal siges, at faldet i grundlæggende præstationsindikatorer slet ikke påvirkede populariteten af ​​polykrystallinske solceller. De nyder godt af en lavere pris og mindre afhængighed af ekstern forurening, lave skyer og orientering mod Solen.

Polykrystallinske solceller har en lysere blå nuance og et uensartet mønster - en konsekvens af, at deres struktur består af mange krystaller

Til solpaneler Fra amorft Si er det ikke en krystallinsk struktur, der bruges, men et meget tyndt lag silicium, som sprøjtes på glas eller polymer. Selvom denne produktionsmetode er den billigste, har sådanne paneler den korteste levetid, hvilket skyldes falmning og nedbrydning af det amorfe lag i solen. Denne type fotoceller er heller ikke tilfreds med dens ydeevne - deres effektivitet er ikke mere end 9%, og under drift falder den betydeligt. Brugen af ​​solpaneler lavet af amorft silicium er berettiget i ørkener - høj solaktivitet opvejer faldet i produktiviteten, og de store vidder tillader placering af solenergianlæg af enhver størrelse.

Evnen til at sputtere en siliciumstruktur på enhver overflade gør det muligt at skabe fleksible solpaneler

Yderligere udvikling af solcelleproduktionsteknologi er drevet af behovet for at reducere priserne og forbedre præstationsegenskaber. Filmfotoceller har i dag den højeste ydeevne og holdbarhed:

  • baseret på cadmiumtellurid;
  • fra tynde polymerer;
  • ved hjælp af indium- og kobberselenid.

Det er for tidligt at tale om muligheden for at bruge tyndfilmsfotoceller i hjemmelavede enheder. I dag er det kun få af de mest teknologisk ”avancerede” virksomheder, der beskæftiger sig med deres produktion, så oftest kan fleksible solceller ses som en del af færdige solpaneler.

Hvad er de bedste solcelleceller til en solcelle, og hvor kan du finde dem?

Hjemmelavede solpaneler vil altid være et skridt bagefter deres fabriksfremstillede modstykker, og det er der flere grunde til. For det første, kendte producenter Fotoceller er nøje udvalgt, hvilket eliminerer celler med ustabile eller reducerede parametre. For det andet, i fremstillingen af ​​solcellebatterier, bruges specialglas med øget lystransmission og reduceret reflektivitet - det er næsten umuligt at finde dette på salg. Og for det tredje, før serieproduktion påbegyndes, testes alle parametre for industrielt design ved hjælp af matematiske modeller. Som et resultat minimeres effekten af ​​celleopvarmning på batterieffektiviteten, varmefjernelsessystemet forbedres, og optimalt tværsnit forbinder busser, måder at reducere nedbrydningshastigheden af ​​fotoceller osv. Det er umuligt at løse sådanne problemer uden et udstyret laboratorium og passende kvalifikationer.

De lave omkostninger ved hjemmelavede solpaneler gør det muligt at bygge en installation, der giver dig mulighed for helt at opgive energiselskabernes tjenester

Ikke desto mindre viser selvfremstillede solpaneler gode resultater og er ikke så langt bagefter deres industrielle modstykker. Med hensyn til prisen har vi her en gevinst på mere end det dobbelte, det vil sige, at hjemmelavede produkter til samme pris vil give dobbelt så meget strøm.

Tager man alt ovenstående i betragtning, tegner der sig et billede af, hvilke solceller der egner sig til vores forhold. Film dem forsvinder på grund af manglende tilgængelighed på udsalg, og amorfe – pga kort sigt service og lav effektivitet. Tilbage er celler lavet af krystallinsk silicium. Det skal siges, at i den første hjemmelavede enhed er det bedre at bruge billigere "polykrystaller". Og først efter at have testet teknologien og fået styr på det, bør du skifte til monokrystallinske celler.

Billige, substandard fotoceller er velegnede til at teste teknologier – ligesom kvalitetsenheder, kan de købes på udenlandske handelsplatforme

Med hensyn til spørgsmålet om hvor man kan få billige solceller, så kan de findes på udenlandske handelsplatforme som Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon osv. Der sælges de både i form af individuelle solceller forskellige størrelser både produktivitet og færdige sæt til montering af solpaneler af enhver effekt.

Sælgere tilbyder ofte såkaldte klasse “B” solceller, som er beskadigede mono- eller polykrystallinske solceller. Små skår, revner eller manglende hjørner har stort set ingen effekt på cellernes ydeevne, men giver dig mulighed for at købe dem til en meget lavere pris. Det er af denne grund, at de er mest rentable at bruge i hjemmelavede solenergienheder.

Er det muligt at udskifte solcelleplader med noget andet?

Det gør nogen sjældent hjemme handyman der er ingen skattet æske med gamle radiokomponenter. Men dioder og transistorer fra gamle modtagere og fjernsyn er stadig de samme halvledere med p-n-kryds, som, når de er belyst, sollys generere strøm. Ved at udnytte disse egenskaber og forbinde flere halvlederenheder, kan du lave et rigtigt solbatteri.

For at fremstille et lavenergi-solbatteri kan du bruge den gamle elementbase af halvlederenheder

En opmærksom læser vil straks spørge, hvad fangsten er. Hvorfor betale for fabriksfremstillede mono- eller polykrystallinske celler, når du kan bruge det, der bogstaveligt talt er under dine fødder. Som altid er djævelen i detaljerne. Faktum er, at de mest kraftfulde germaniumtransistorer giver dig mulighed for at opnå en spænding på højst 0,2 V i stærkt sollys ved en strøm målt i mikroampere. For at opnå de parametre, som en flad siliciumsolcelle producerer, skal du bruge flere dusin eller endda hundredvis af halvledere. Et batteri lavet af gamle radiokomponenter er kun egnet til at oplade en camping LED lommelygte eller et lille batteri mobiltelefon. For at gennemføre større projekter kan du ikke undvære købte solceller.

Hvor meget strøm kan du forvente af solpaneler?

Når du tænker på at bygge dit eget solcelleanlæg, drømmer alle om helt at opgive kablet elektricitet. For at analysere virkeligheden af ​​denne idé, vil vi lave nogle små beregninger.

Det er nemt at finde ud af dit daglige elforbrug. For at gøre dette skal du blot se på fakturaen sendt af energiforsyningsorganisationen og dividere antallet af kilowatt angivet der med antallet af dage i måneden. Hvis du for eksempel bliver tilbudt at betale for 330 kWh, betyder det, at det daglige forbrug er 330/30 = 11 kWh.

Graf over solbatteriets strøm afhængig af belysning

I dine beregninger bør du bestemt tage højde for, at solpanelet kun vil generere elektricitet i dagtimerne, hvor op til 70 % af produktionen sker mellem kl. 9 og 16. Derudover afhænger enhedens effektivitet direkte af sollysets indfaldsvinkel og atmosfærens tilstand.

Let overskyet eller dis vil reducere effektiviteten af ​​solcelleanlæggets strømudgang med 2-3 gange, mens en himmel overskyet af kontinuerlige skyer vil forårsage et fald i ydeevnen med 15-20 gange. I ideelle forhold for at generere 11 kW×times energi ville et solcellebatteri med en kapacitet på 11/7 = 1,6 kW være tilstrækkeligt. Under hensyntagen til indflydelsen af ​​naturlige faktorer bør denne parameter øges med ca. 40-50%.

Derudover er der en anden faktor, der tvinger os til at øge arealet af de anvendte fotoceller. For det første skal vi ikke glemme, at batteriet ikke fungerer om natten, hvilket betyder, at der er brug for kraftige batterier. For det andet til ernæring husholdningsapparater du skal bruge en strømspænding på 220 V, så du skal bruge en kraftig spændingsomformer (inverter). Eksperter siger, at tab på akkumulering og transformation af elektricitet tager op til 20-30% af dets samlede beløb. Derfor bør den faktiske effekt af solbatteriet øges med 60–80 % af beregnet værdi. Tager vi en ineffektivitetsværdi på 70 %, får vi nominel effekt for vores solpanel, lig med 1,6 + (1,6×0,7) = 2,7 kW.

Brugen af ​​højstrømssamlinger lithium batterier er en af ​​de mest elegante, men på ingen måde den billigste måde at opbevare solenergi på

For at lagre elektricitet skal du bruge lavspændingsbatterier designet til spændinger på 12, 24 eller 48 V. Deres kapacitet skal være designet til det daglige energiforbrug plus transformations- og konverteringstab. I vores tilfælde har vi brug for en række batterier designet til at lagre 11 + (11×0,3) = 14,3 kW×time energi. Hvis du bruger almindelige 12-volts bilbatterier, skal du bruge en 14300 Wh / 12 V = 1200 Ah samling, det vil sige seks batterier, der hver er normeret til 200 ampere-timer.

Som du kan se, har du brug for en seriøs solcelleinstallation, selv for at kunne levere elektricitet til en gennemsnitlig families husholdningsbehov. Hvad angår brugen af ​​hjemmelavede solpaneler til opvarmning, på dette tidspunkt en sådan virksomhed vil ikke engang nå grænserne for selvforsyning, for ikke at nævne det faktum, at det vil være muligt at redde noget.

Beregning af batteristørrelse

Batteriets størrelse afhænger af den nødvendige strøm og størrelsen af ​​strømkilderne. Når du vælger sidstnævnte, vil du helt sikkert være opmærksom på de forskellige fotoceller, der tilbydes. Til brug i hjemmelavede enheder er det mest bekvemt at vælge mellemstore solceller. For eksempel er polykrystallinske paneler, der måler 3x6 tommer, designet til en udgangsspænding på 0,5 V og en strøm på op til 3 A.

Ved fremstilling af et solcellebatteri bliver de serieforbundet til blokke på 30 stykker, hvilket gør det muligt at opnå den spænding, der kræves til opladning af et bilbatteri på 13–14 V (under hensyntagen til tab). Den maksimale effekt af en sådan enhed er 15 V × 3 A = 45 W. Ud fra denne værdi vil det ikke være svært at beregne, hvor mange elementer der skal bygges solpanel givet magt og bestemme dens dimensioner. For eksempel, for at bygge en 180-watt solfanger, skal du bruge 120 fotoceller med et samlet areal på 2160 kvadratmeter. tommer (1,4 kvm).

Opbygning af et hjemmelavet solpanel

Før du begynder at fremstille et solpanel, bør du løse problemerne med dets placering, beregne dimensionerne og forberede nødvendige materialer og værktøj.

Det er vigtigt at vælge det rigtige monteringssted

Da solpanelet vil blive fremstillet i hånden, kan dets billedformat være et hvilket som helst. Dette er meget praktisk pga hjemmelavet enhed kan med større succes integreres i det ydre af taget eller design forstadsområde. Af samme grund bør du vælge et sted at installere batteriet, før du starter designaktiviteter, og husk at tage højde for flere faktorer:

  • stedets åbenhed over for sollys i dagtimerne;
  • fravær af skyggefulde bygninger og høje træer;
  • minimumsafstand til det rum, hvori lagerstrøm og omformere er installeret.

Selvfølgelig ser et tagmonteret batteri mere organisk ud, men at placere enheden på jorden har flere fordele. I dette tilfælde er muligheden for skade elimineret tagmaterialer Når du installerer en bærende ramme, reduceres kompleksiteten ved at installere enheden, og det bliver muligt rettidigt at ændre "solstrålernes angrebsvinkel." Og vigtigst af alt, med en lavere placering vil det være meget nemmere at holde overfladen på solpanelet ren. Og dette er en garanti for, at installationen vil fungere med fuld kapacitet.

Montering af et solpanel på et tag er mere drevet af pladsbegrænsninger end af nødvendighed eller brugervenlighed.

Hvad skal du bruge under arbejdsprocessen

Når du begynder at lave et hjemmelavet solpanel, bør du fylde op med:

  • fotoceller;
  • strenget kobbertråd eller specielle samleskinner til tilslutning af solceller;
  • loddemetal;
  • Schottky dioder, designet til strømudgangen fra en fotocelle;
  • anti-reflekterende glas eller plexiglas af høj kvalitet;
  • lameller og krydsfiner til fremstilling af en ramme;
  • silikone fugemasse;
  • hardware;
  • maling og beskyttende sammensætning til bearbejdning af træoverflader.

I arbejdet skal du bruge det enkleste værktøj, som en hjemlig ejer altid har ved hånden - en loddekolbe, glasskærer, sav, skruetrækker, pensel osv.

Fremstillingsvejledning

For at lave det første solcellebatteri er det bedst at bruge fotoceller med allerede loddede ledninger - i dette tilfælde reduceres risikoen for beskadigelse af cellerne under montering. Men er du dygtig til en loddekolbe, kan du spare nogle penge ved at købe solceller med åbne kontakter. For at bygge panelet, vi så på i eksemplerne ovenfor, skal du bruge 120 plader. Ved at bruge et billedformat på ca. 1:1 kræves der 15 rækker fotoceller på 8 hver. I dette tilfælde vil vi være i stand til at forbinde hver to "søjler" i serie og forbinde fire sådanne blokke parallelt. På denne måde kan du undgå sammenfiltrede ledninger og få en jævn, smuk installation.

Elektrisk ledningsdiagram til solcelleanlæg i hjemmet

Ramme

Samling af et solpanel skal altid begynde med at lave huset. For at gøre dette har vi brug for aluminiumshjørner eller trælameller med en højde på ikke mere end 25 mm - i dette tilfælde vil de ikke kaste en skygge på de ydre rækker af fotoceller. Baseret på dimensionerne af vores 3 x 6 tommer (7,62 x 15,24 cm) siliciumceller, skal rammestørrelsen være mindst 125 x 125 cm. Hvis du beslutter dig for at bruge et andet billedformat (f.eks. 1:2), rammen kan forstærkes yderligere med en tværstang lavet af lægte samme sektion.

Bagsiden af ​​kroppen skal være dækket af krydsfiner eller OSB-panel, og en boremaskine skal bores i den nederste ende af rammen ventilationshuller. Forbindelsen mellem panelets indre hulrum og atmosfæren vil være nødvendig for at udligne luftfugtigheden - ellers kan dug af glasset ikke undgås.

Til fremstilling af et solpanelhus er det bedst egnede simple materialer- trælameller og krydsfiner

Ved udvendig størrelse ramme, er et panel skåret ud af plexiglas eller højkvalitetsglas med en høj grad af gennemsigtighed. Som en sidste udvej kan du bruge vinduesglas op til 4 mm tyk. Til fastgørelsen er der forberedt hjørnebeslag, hvori der udføres boringer til fastgørelse til rammen. Når du bruger plexiglas, kan du lave huller direkte i det gennemsigtige panel - dette vil forenkle monteringen.

For at beskytte solbatteriets trælegeme mod fugt og svamp er det imprægneret med en antibakteriel forbindelse og malet med oliemaling.

For at lette monteringen af ​​den elektriske del skæres et substrat ud af fiberplade eller andet dielektrisk materiale iht. indre størrelse rammer I fremtiden vil der blive installeret fotoceller på den.

Loddeplader

Før du begynder at lodde, bør du "finde ud af" placeringen af ​​fotoceller. I vores tilfælde skal vi bruge 4 cellearrays med hver 30 plader, og de vil være placeret i femten rækker i sagen. En så lang kæde vil være ubelejlig at arbejde med, og risikoen for beskadigelse af skrøbelige glasplader øges. Det ville være rationelt at forbinde 5 dele, og afsluttende samling udføre efter fotocellerne er monteret på underlaget.

For nemheds skyld kan fotoceller monteres på et ikke-ledende underlag lavet af tekstolit, plexiglas eller fiberplader

Efter at have tilsluttet hver kæde, bør du kontrollere dens funktionalitet. For at gøre dette er hver samling placeret under bordlampe. Ved at registrere strøm- og spændingsværdier kan du ikke kun overvåge modulernes ydeevne, men også sammenligne deres parametre.

Til lodning bruger vi en laveffekt loddekolbe (maks. 40 W) og et godt lavtsmeltende lod. Vi påfører det i små mængder på pladernes blydele, hvorefter vi, ved at observere forbindelsens polaritet, forbinder delene med hinanden.

Ved lodning af fotoceller skal der udvises ekstrem forsigtighed, da disse dele er meget skrøbelige.

Efter at have samlet de enkelte kæder, vender vi dem med ryggen mod underlaget og limer dem til overfladen med silikoneforsegling. Hver 15-volt fotocelle enhed er udstyret med en Schottky diode. Denne enhed tillader strøm kun at flyde i én retning, så den tillader ikke batterierne at aflade, når solpanelspændingen er lav.

Den endelige tilslutning af individuelle strenge af fotoceller udføres i henhold til ovenstående elektrisk diagram. Til disse formål kan du bruge en speciel bus eller strandet kobbertråd.

Solbatteriets hængende elementer skal sikres med smeltelim eller selvskærende skruer.

Panel samling

Substraterne med fotoceller placeret på dem placeres i huset og fastgøres med selvskærende skruer. Hvis rammen er forstærket med et tværstykke, er der lavet flere boringer i den til montering af ledninger. Kablet, der bringes ud, er sikkert fastgjort til rammen og loddet til samlingens terminaler. For at undgå forveksling med polaritet er det bedst at bruge tofarvede ledninger, der forbinder den røde terminal til batteriets "plus" og den blå til dens "minus". Et kontinuerligt lag silikoneforsegling påføres langs den øvre kontur af rammen, hvorpå glasset lægges. Efter endelig fiksering anses monteringen af ​​solbatteriet for afsluttet.

Efter at beskyttelsesglasset er installeret på tætningsmidlet, kan panelet transporteres til installationsstedet

Installation og tilslutning af solcellebatteri til forbrugere

Af flere årsager er et hjemmelavet solpanel en ret skrøbelig enhed og kræver derfor en pålidelig støtteramme. Den ideelle mulighed ville være et design, der ville tillade kilden til gratis elektricitet at blive orienteret i begge planer, men kompleksiteten af ​​et sådant system er oftest et stærkt argument til fordel for et simpelt skrånende system. Det er en bevægelig ramme, der kan indstilles i alle vinkler i forhold til lyset. En af mulighederne for en ramme lavet af træbjælke, præsenteres nedenfor. Du kan bruge metalhjørner, rør, dæk osv. til at lave den – hvad end du har ved hånden.

Solar batteri ramme tegning

For at forbinde solpanelet til batterierne skal du bruge en laderegulator. Denne enhed vil overvåge opladnings- og afladningstilstanden for batterier, overvåge strømudgang og skifte til lysnettet i tilfælde af et betydeligt spændingsfald. En enhed med den nødvendige effekt og påkrævede funktionalitet kan købes i de samme forretninger, hvor fotoceller sælges. Hvad angår strømforsyning til husholdningsforbrugere, vil dette kræve at omdanne lavspændingsspændingen til 220 V. En anden enhed - en inverter - kan med succes klare dette. Det skal siges, at den indenlandske industri producerer pålidelige enheder med gode ydeevneegenskaber, så konverteren kan købes lokalt - i dette tilfælde vil en "rigtig" garanti være en bonus.

Et solcellebatteri vil ikke være nok til fuldt ud at forsyne dit hjem - du skal også bruge batterier, en laderegulator og en inverter

På udsalg kan du finde invertere af samme effekt, der adskiller sig i pris flere gange. Denne spredning forklares af "renheden" af udgangsspændingen, som er en nødvendig betingelse strømforsyning af individuelle elektriske enheder. Omformere med den såkaldte rene sinusbølge har et mere kompliceret design og som følge heraf en højere pris.

Video: lav et solpanel med dine egne hænder

At bygge et solcelleanlæg til hjemmet er en ikke-triviel opgave og kræver både økonomiske og tidsmæssige omkostninger samt minimal viden om grundlæggende elektroteknik. Når du begynder at samle et solpanel, skal du observere maksimal opmærksomhed og nøjagtighed - kun i dette tilfælde kan du regne med en vellykket løsning på problemet. Til sidst vil jeg gerne minde om, at glasforurening er en af ​​de faktorer, der påvirker produktiviteten. Husk at rense overfladen på solpanelet rettidigt, ellers vil det ikke kunne fungere ordentligt. fuld kraft.

I lang tid var solpaneler enten voluminøse satellitpaneler eller rumstationer, eller laveffekt fotoceller af lommeregnere. Dette skyldtes primitiviteten af ​​de første monokrystallinske siliciumsolceller: de havde ikke kun lav effektivitet (ikke mere end 25% i teorien, i praksis - ca. 7%), men mistede også mærkbart effektivitet, når lysets indfaldsvinkel afvigede fra 90˚. I betragtning af, at i Europa i overskyet vejr kan den specifikke effekt af solstråling falde til under 100 W/m 2, var der for meget strøm påkrævet for at opnå nogen betydelig effekt store områder solpaneler. Derfor blev de første solenergianlæg kun bygget under forhold maksimal effekt lysstrøm og klart vejr, det vil sige i ørkener nær ækvator.

Et betydeligt gennembrud i skabelsen af ​​fotoceller har vendt tilbage interesse for solenergi: For eksempel er de billigste og mest tilgængelige polykrystallinske siliciumceller, selvom de har lavere effektivitet end monokrystallinske, også mindre følsomme over for driftsforhold. Et solpanel baseret på polykrystallinske wafere vil producere nok stabil spænding under delvist overskyede forhold. Mere moderne solceller baseret på galliumarsenid har en virkningsgrad på op til 40 %, men er for dyre til selv at lave en solcelle.

Videoen fortæller om ideen om at bygge et solcellebatteri og dets implementering

Er det værd at gøre?

I mange tilfælde solpanelet vil være meget nyttigt: for eksempel kan ejeren af ​​et privat hus eller sommerhus beliggende langt fra elnettet endda bruge et kompakt panel til at holde sin telefon opladet og forbinde lavenergiforbrugere som bilkøleskabe.

Til dette formål produceres og sælges færdige kompakte paneler, lavet i form af hurtigt foldede samlinger på en syntetisk stofbase. I midterste bane I Rusland kan et sådant panel, der måler omkring 30x40 cm, levere strøm inden for 5 W ved en spænding på 12 V.

Et større batteri vil kunne yde op til 100 watt elektrisk strøm. Det ser ud til, at dette ikke er så meget, men det er værd at huske princippet om drift af små: i dem drives hele belastningen gennem en pulsomformer fra et batteri af batterier, som oplades fra en laveffektvindmølle. Dette gør det muligt at bruge mere magtfulde forbrugere.

At bruge et lignende princip, når man bygger et solcelleanlæg til hjemmet, gør det mere rentabelt end en vindmølle: om sommeren skinner solen det meste af dagen, i modsætning til den vægelsindede og ofte fraværende vind. Af denne grund vil batterierne være i stand til at oplade meget hurtigere i løbet af dagen, og selve solpanelet er meget nemmere at installere end et, der kræver en høj mast.

Der er også en mening i udelukkende at bruge et solcellebatteri som nødstrømkilde. For eksempel hvis en gasvarmekedel med cirkulationspumper, når strømforsyningen er slukket, kan du bruge en pulsomformer (inverter) til at forsyne dem fra batterier, som holdes opladet fra et solpanel, hvilket holder varmesystemet i drift.

TV-historie om dette emne

At leve i den "organiske" stil, sådan en populær idé i de sidste år, forudsætter et harmonisk "forhold" mellem en person og omgivelserne. Anstødssten for enhver miljømæssig tilgang er brugen af ​​mineraler til energi.

Emissioner af giftige stoffer og kuldioxid til atmosfæren, der frigives under forbrænding af fossile brændstoffer, dræber gradvist planeten. Derfor er begrebet "grøn energi", som ikke skader miljøet, det grundlæggende grundlag for mange nye energiteknologier. Et af disse områder for at opnå miljøvenlig energi er teknologien til at omdanne sollys til elektrisk strøm. Ja, det er rigtigt, vi vil tale om solpaneler og muligheden for at installere autonome energiforsyningssystemer i et landsted.

I øjeblikket koster industrielle kraftværker baseret på solpaneler, der bruges til den komplette energi- og varmeforsyning af et sommerhus, mindst 15-20 tusind dollars med en garanteret levetid på omkring 25 år. Omkostningerne ved et heliumsystem ved genberegning af forholdet mellem den garanterede levetid og de gennemsnitlige årlige omkostninger til vedligeholdelse af forsyningsanlæg landsted ret høj: for det første i dag gennemsnitlige omkostninger solenergi kan sammenlignes med køb af energiressourcer fra centrale elnet; for det andet kræves der engangsinvesteringer for at installere systemet.

Det er normalt sædvanligt at adskille solcelleanlæg beregnet til varme- og energiforsyning. I det første tilfælde bruges teknologi solfanger, i den anden - den fotoelektriske effekt til generering af elektrisk strøm i solpaneler. Vi vil gerne tale om muligheden for selv at lave solpaneler.

Teknologi håndsamlet Solenergisystemet er ganske enkelt og overkommeligt. Næsten hver russer kan samle individuelle energisystemer med høj effektivitet til relativt lave omkostninger. Det er rentabelt, overkommeligt og endda moderigtigt.

Valg af solceller til et solpanel

Når du begynder at fremstille et solcelleanlæg, skal du være opmærksom på, at der med individuel montage ikke er behov for en engangsinstallation af et fuldt funktionelt system; det kan udvides gradvist. Hvis den første oplevelse var vellykket, giver det mening at udvide solsystemets funktionalitet.

I sin kerne er et solbatteri en generator, der fungerer på basis af den fotovoltaiske effekt og omdanner solenergi til elektrisk energi. Kvanta af lys, der rammer en siliciumwafer, slår en elektron ud af den sidste atomare bane af silicium. Denne effekt skaber et tilstrækkeligt antal frie elektroner til at danne en strøm af elektrisk strøm.

Før du samler batteriet, skal du beslutte dig for typen af ​​fotoelektrisk konverter, nemlig: monokrystallinsk, polykrystallinsk og amorf. Til selvmontering solpaneler vælger kommercielt tilgængelige monokrystallinske og polykrystallinske solcellemoduler.


Ovenfor: Monokrystallinske moduler uden loddede kontakter. Nederst: Polykrystallinske moduler med loddede kontakter

Paneler baseret på polykrystallinsk silicium har en forholdsvis lav effektivitet (7-9%), men denne ulempe opvejes af det faktum, at polykrystaller praktisk talt ikke reducerer kraften i overskyet og overskyet vejr; den garanterede holdbarhed af sådanne elementer er omkring 10 år. Paneler baseret på monokrystallinsk silicium har en effektivitet på omkring 13% med en levetid på omkring 25 år, men disse elementer reducerer kraftigt effekten i fravær af direkte sollys. Effektivitetsindikatorer for siliciumkrystaller fra forskellige producenter kan variere betydeligt. Ifølge arbejdspraksis solenergianlæg V markforhold vi kan tale om en levetid for monokrystallinske moduler på mere end 30 år, og for polykrystallinske moduler - mere end 20 år. Desuden er effekttabet for mono- og polykrystallinske siliciumceller over hele driftsperioden ikke mere end 10%, mens for tyndfilms amorfe batterier falder effekten med 10-40% i de første to år.



Stedsegrønne Solceller med kontakter i sæt med 300 stk.

På eBay-auktionen kan du købe et solcellesæt til samling af et solbatteri på 36 og 72 solceller. Sådanne sæt er også tilgængelige til salg i Rusland. Til selvmontering af solpaneler anvendes som regel B-type solcellemoduler, det vil sige moduler, der afvises i industriel produktion. Disse moduler mister ikke deres ydeevne og er meget billigere. Nogle leverandører tilbyder solcellemoduler på en glasfiberplade, hvilket indebærer højt niveau tæthed af elementer og dermed pålidelighed.

Navn Egenskaber Omkostninger, kr
Everbright Solar Cells (Ebay) ingen kontakter polykrystallinsk, sæt - 36 stk., 81x150 mm, 1,75 W (0,5 V), 3A, effektivitet (%) - 13
i et sæt med dioder og syre til lodning i blyant
$46.00
$8,95 forsendelse
Solceller (nyt i USA) monokrystallinsk, 156x156 mm, 81x150 mm, 4W (0,5 V), 8A, effektivitet (%) - 16,7-17,9 $7.50
monokrystallinsk, 153x138 mm, U kold. slag - 21,6V, jeg kort. stedfortræder - 94 mA, P - 1,53 W, effektivitet (%) - 13 $15.50
Solceller på en glasfiberplade polykrystallinsk, 116x116 mm, U kold. slag - 7,2V, jeg kort. stedfortræder - 275 mA., P - 1,5 W, effektivitet (%) - 10 $14.50
$87.12
$9,25 forsendelse
Solceller (Ebay) uden kontakter polykrystallinsk, sæt - 72 stk., 81x150 mm 1,8W $56.11
$9,25 forsendelse
Solceller (Ebay) med kontakter monokrystallinsk, sæt - 40 stk., 152x152 mm $87.25
$14.99 forsendelse

Udvikling af et helium energisystem projekt

Designet af et fremtidigt solsystem afhænger i høj grad af metoden til installation og installation. Solpaneler bør installeres i en vinkel for at sikre direkte sollys i rette vinkler. Ydeevnen af ​​et solpanel afhænger i høj grad af lysenergiens intensitet, samt indfaldsvinklen for solens stråler. Placeringen af ​​solbatteriet i forhold til solen og hældningsvinklen afhænger af heliumsystemets geografiske placering og årstiden.


Fra top til bund: Monokrystallinske solpaneler (80 watt hver) ved dachaen installeres næsten lodret (vinter). Monokrystallinske solpaneler i landet har en mindre vinkel (fjeder) Mekanisk system til styring af vinklen på solbatteriet.

Industrielle solcelleanlæg er ofte udstyret med sensorer, der sikrer solpanelets rotationsbevægelse i solens bevægelsesretning, samt solcellekoncentratorspejle. I individuelle systemer komplicerer sådanne elementer betydeligt og øger omkostningerne ved systemet og bruges derfor ikke. Den enkleste kan bruges mekanisk system tilt vinkel kontrol. I vintertid solpaneler bør installeres næsten lodret; dette beskytter også panelet mod sneophobning og isdannelse af strukturen.



Skema til beregning af hældningsvinklen for et solpanel afhængigt af årstiden

Solpaneler monteres med solsiden bygninger for at levere den maksimale mængde solenergi, der er tilgængelig i dagtimerne. Afhængigt af din geografiske placering og solhvervsniveau beregnes den batterivinkel, der er bedst egnet til din placering.

Hvis designet bliver mere komplekst, er det muligt at lave et system til styring af solbatteriets hældningsvinkel afhængig af årstiden og panelets rotationsvinkel afhængigt af tidspunktet på dagen. Energieffektiviteten af ​​et sådant system vil være højere.

Når man designer et solcelleanlæg, der skal installeres på taget af et hus, er det nødvendigt at finde ud af, om tagkonstruktionen kan bære den nødvendige vægt. Uafhængig udvikling af projektet involverer beregning af tagbelastningen under hensyntagen til vægten af ​​snedækket om vinteren.



Valg af den optimale statiske hældningsvinkel for et solcelleanlæg af monokrystallinsk type tagdækning

Til fremstilling af solpaneler kan du vælge diverse materialer Ved specifik vægt og andre egenskaber. Når du vælger byggematerialer, er det nødvendigt at tage højde for det maksimale tilladt temperatur opvarmning af solcellen, da temperaturen på solcellemodulet, der kører ved fuld effekt, ikke bør overstige 250C. Når spidstemperaturen er overskredet, mister solcellemodulet brat sin evne til at omdanne sollys til elektrisk strøm. Færdige solcelleanlæg til individuel brug kræver som udgangspunkt ikke køling af solceller. Gør-det-selv-fremstilling kan involvere afkøling af solsystemet eller styring af vinklen på solpanelet for at sikre modulets funktionelle temperatur, samt valg af et passende gennemsigtigt materiale, der absorberer IR-stråling.

Korrekt design af solsystemet giver dig mulighed for at levere den nødvendige strøm til solbatteriet, som vil være tæt på den nominelle. Ved beregning af en konstruktion skal der tages højde for, at elementer af samme type giver samme spænding, uanset størrelsen af ​​elementerne. Desuden vil den nuværende styrke af store elementer være større, men batteriet vil også være meget tungere. For at fremstille et solcelleanlæg tages der altid solcellemoduler af samme størrelse, da den maksimale strøm vil være begrænset af den maksimale strøm af det lille element.

Beregninger viser, at du i gennemsnit på en klar solskinsdag ikke kan få mere end 120 W strøm fra 1 m solpanel. Sådan strøm vil ikke engang give strøm til en computer. Et 10 m system giver mere end 1 kW energi og kan levere elektricitet til driften af ​​almindelige husholdningsapparater: lamper, tv, computer. For en familie på 3-4 personer skal der omkring 200-300 kW om måneden, så solsystem, monteret på sydsiden, måler 20 m, kan fuldt ud opfylde familiens energibehov.

Hvis vi betragter de gennemsnitlige statistiske data om strømforsyningen til en individuel boligbygning, så er: dagligt energiforbrug 3 kWh, solstråling fra forår til efterår er 4 kWh/m pr. dag, maksimalt strømforbrug er 3 kW (når tændt ). vaskemaskine, køleskab, strygejern og elkedel). For at optimere energiforbruget til belysning inde i huset er det vigtigt at bruge AC-lamper med lavt energiforbrug - LED og lysstofrør.

At lave en solcellebatteriramme

Et aluminiumshjørne bruges som ramme for solbatteriet. På eBay-auktionen kan du købe færdige rammer til solpaneler. Gennemsigtig belægning udvalgt efter ønske, baseret på de egenskaber, der er nødvendige for et givet design.



Solpanelrammesæt med glas, startende ved $33

Når du vælger et gennemsigtigt beskyttelsesmateriale, kan du også fokusere på følgende egenskaber materiale:

Materiale Brydningsindeks Lystransmission, % Vægtfylde g/cm 3 Arkstørrelse, mm Tykkelse, mm Omkostning, gnid./m2
Luft 1,0002926
Glas 1,43-2,17 92-99 3,168
Plexiglas 1,51 92-93 1,19 3040 x 2040 3 960.00
Polycarbonat 1,59 op til 92 0,198 3050 x 2050 2 600.00
Plexiglas 1,491 92 1,19 2050x1500 11 640.00
Mineralglas 1,52-1,9 98 1,40

Hvis vi betragter lysets brydningsindeks som et kriterium for valg af materiale. Plexiglas har det laveste brydningsindeks; en billigere mulighed for gennemsigtigt materiale er husholdningsplexiglas, og polycarbonat er mindre egnet. Polycarbonat med en anti-kondensbelægning er tilgængelig til salg; dette materiale giver også en høj grad af termisk beskyttelse. Når man vælger transparente materialer baseret på vægtfylde og evne til at absorbere IR-spektret, vil polycarbonat være det bedste. De bedste gennemsigtige materialer til solpaneler inkluderer dem med høj lystransmission.

Når man laver et solcellebatteri, er det vigtigt at vælge gennemsigtige materialer, som ikke transmitterer IR-spektret og dermed reducerer opvarmningen af ​​siliciumelementer, som mister deres kraft ved temperaturer over 250C. I industrien anvendes specielle glas med metaloxidbelægning. Det ideelle glas til solpaneler anses for at være et materiale, der transmitterer hele spektret undtagen det infrarøde område.



Diagram over absorption af UV- og IR-stråling af forskellige briller.
a) almindeligt glas, b) glas med IR-absorption, c) duplex med varmeabsorberende og almindeligt glas.

Maksimal absorption af IR-spektret vil give beskyttelse silikatglas med jernoxid (Fe 2 O 3), men den har en grønlig farvetone. IR-spektret absorberes godt af ethvert mineralglas med undtagelse af kvarts; plexiglas og plexiglas tilhører klassen af ​​organiske glas. Mineralglas er mere modstandsdygtigt over for overfladeskader, men er meget dyrt og utilgængeligt. Til solpaneler anvendes også specielt anti-reflekterende, ultra-transparent glas, der transmitterer op til 98% af spektret. Dette glas antager også absorption af det meste af IR-spektret.

Det optimale valg af glasets optiske og spektrale karakteristika øger solpanelets fotokonverteringseffektivitet markant.



Solpanel i plexiglas hus

Mange solpanelværksteder anbefaler at bruge plexiglas til front- og bagpaneler. Dette muliggør kontaktinspektion. En plexiglasstruktur kan dog næppe kaldes fuldstændig forseglet, der er i stand til at sikre uafbrudt drift af panelet i 20 års drift.

Installation af solcellebatterihuset

Masterklassen viser, hvordan man laver et solpanel af 36 polykrystallinske solceller, der måler 81x150 mm. Ud fra disse dimensioner kan du beregne størrelsen på det fremtidige solbatteri. Ved beregning af dimensionerne er det vigtigt at lave en lille afstand mellem elementerne, hvilket vil tage højde for ændringen i størrelsen af ​​basen under atmosfærisk påvirkning, det vil sige, at der skal være 3-5 mm mellem elementerne. Den resulterende emnestørrelse skal være 835x690 mm med en hjørnebredde på 35 mm.

Hjemmelavet solcelle lavet vha aluminiumsprofil, ligner mest et fabriksfremstillet solpanel. Dette sikrer en høj grad af tæthed og strukturel styrke.
Til fremstilling tages et aluminiumshjørne, og der laves rammeemner på 835x690 mm. For at muliggøre fastgørelse af hardware skal der laves huller i rammen.
indre del hjørne påføres to gange silikone fugemasse.
Sørg for, at der ikke er tomme pladser. Batteriets tæthed og holdbarhed afhænger af kvaliteten af ​​påføringen af ​​tætningsmidlet.
Dernæst placeres det i rammen gennemsigtigt ark fra det valgte materiale: polycarbonat, plexiglas, plexiglas, anti-reflekterende glas. Det er vigtigt at lade silikonen tørre i det fri, ellers vil dampene danne en hinde på elementerne.
Glasset skal omhyggeligt presses og fikseres.
For sikkert at fastgøre beskyttelsesglasset skal du bruge hardware. Du skal sikre de 4 hjørner af rammen og placere to hardware rundt om omkredsen på den lange side af rammen og en hardware på den korte side.
Hardwaren er fastgjort med skruer.
Skruerne spændes stramt med en skruetrækker.
Solbatterirammen er klar. Inden solceller påsættes, er det nødvendigt at rense glasset for støv.

Udvælgelse og lodning af solceller

I øjeblikket tilbyder eBay-auktionen et stort udvalg af produkter til selv at lave solpaneler.



Solar Cells kit inkluderer et sæt af 36 polykrystallinske siliciumceller, celleledninger og samleskinner, Schottke dioder og en loddesyrepen

Da et solcellebatteri lavet af dig selv er næsten 4 gange billigere end et færdiglavet, er det en betydelig omkostningsbesparelse at lave det selv. Du kan købe solceller på eBay, der har defekter, men som stadig er funktionelle, så prisen på et solpanel kan reduceres betydeligt, hvis du kan donere ekstra udseende batterier.



Beskadigede fotoceller mister ikke deres funktionalitet

Til din første oplevelse er det bedre at købe sæt til fremstilling af solpaneler; solceller med loddede ledere er tilgængelige til salg. Lodning af kontakter er nok vanskelig proces, kompleksiteten forstærkes af solcellernes skrøbelighed.

Hvis du har købt siliciumelementer uden ledere, skal du først lodde kontakterne.

Sådan ser en polykrystallinsk siliciumcelle ud uden ledere.
Lederne skæres ved hjælp af et papemne.
Det er nødvendigt at omhyggeligt placere lederen på fotocellen.
Påfør loddesyre og lodde på loddeområdet. For nemheds skyld er lederen fastgjort på den ene side med en tung genstand.
I denne position er det nødvendigt at omhyggeligt lodde lederen til fotocellen. Under lodning skal du ikke trykke på krystallen, da den er meget skrøbelig.

Lodning af elementer er et ret omhyggeligt arbejde. Hvis du ikke kan få en normal forbindelse, skal du gentage arbejdet. Sølvbelægning på en leder skal ifølge standarder modstå 3 loddecyklusser under acceptable termiske forhold, men i praksis står man over for, at belægningen ødelægges. Ødelæggelsen af ​​forsølvning sker på grund af brugen af ​​loddekolber med ureguleret effekt (65 W), dette kan undgås, hvis du sænker effekten som følger - du skal tænde en fatning med en 100 W pære i serie med loddekolbe. Effekten af ​​en ikke-reguleret loddekolbe er for høj til lodning af siliciumkontakter.

Selvom ledersælgere hævder, at der er lodde på stikket, er det bedre at anvende det yderligere. Når du lodder, skal du prøve at håndtere elementerne forsigtigt; med minimal kraft vil de briste; Stable ikke elementerne i en stak; vægten kan få de nederste elementer til at revne.

Samling og lodning af et solcellebatteri

Når du selv samler et solcellebatteri for første gang, er det bedre at bruge et markeringssubstrat, som hjælper med at placere elementerne nøjagtigt i en vis afstand fra hinanden (5 mm).



Mærkningssubstrat til solceller

Basen er lavet af en plade af krydsfiner med hjørnemarkeringer. Efter lodning på hvert element med modsatte side Et stykke monteringstape påsættes, bare tryk bagpanelet mod tapen, og alle elementer overføres.



Monteringstape, bruges til fastgørelse, på bagsiden af ​​solcellen

Med denne type fastgørelse er selve elementerne ikke yderligere forseglet; de kan udvides frit under påvirkning af temperatur, dette vil ikke beskadige solbatteriet eller bryde kontakterne og elementerne. Kun de forbindende dele af strukturen kan forsegles. Denne form for fastgørelse er mere velegnet til prototyper, men kan næppe garantere langvarig drift i marken.

Den sekventielle batterisamlingsplan ser sådan ud:

Placer elementerne på en glasoverflade. Der skal være en afstand mellem elementerne, som giver mulighed for frie størrelsesændringer uden at beskadige strukturen. Elementerne skal presses med vægte.
Vi udfører lodning efter nedenstående el-diagram. "Positive" strømførende stier er placeret på forsiden af ​​elementerne, "negative" - ​​på bagsiden.
Før lodning skal du påføre flux og lodde, og derefter forsigtigt lodde sølvkontakterne.
Alle solceller er tilsluttet efter dette princip.
Kontakterne på de ydre elementer udsendes til bussen henholdsvis til "plus" og "minus". Bussen bruger den bredere sølvleder, der findes i Solar Cells-sættet.
Vi anbefaler også, at du fjerner "midterpunktet"; med dets hjælp installeres to ekstra shuntdioder.
Terminalen er også installeret med uden for rammer
Sådan ser diagrammet over forbindende elementer ud uden et vist midtpunkt.
Sådan ser klemrækken ud med det "midterste" punkt vist. Det "midterste" punkt giver dig mulighed for at installere en shuntdiode på hver halvdel af batteriet, som forhindrer batteriet i at aflades, når belysningen aftager eller den ene halvdel er mørklagt.
Billedet viser en bypass-diode på den "positive" udgang, den modstår afladning af batterier gennem batteriet om natten og afladning af andre batterier under delvist mørke.
Oftest bruges Schottke dioder som shuntdioder. De giver mindre tab i den samlede effekt af det elektriske kredsløb.
Et akustisk kabel i silikoneisolering kan bruges som strømførende ledninger. Til isolering kan du bruge rør fra under dryppet.
Alle ledninger skal være solidt fastgjort med silikone.
Elementer kan seriekobles (se billede), og ikke igennem fælles bus, så skal 2. og 4. række drejes 1800 i forhold til 1. række.

De største problemer ved at samle et solpanel er relateret til kvaliteten af ​​loddekontakter, så eksperter foreslår at teste det, før panelet forsegles.



Paneltest før tætning, netspænding 14 volt, spidseffekt 65 W

Test kan udføres efter lodning af hver gruppe af elementer. Hvis du er opmærksom på billederne i mesterklassen, er den del af bordet under solelementerne skåret ud. Dette gøres med vilje for at bestemme funktionaliteten elektrisk netværk efter lodning af kontakterne.

Forsegling af solpanelet

Tætning af solpaneler med egenproduktion- det her er mest kontroversielt spørgsmål blandt specialister. På den ene side er tætningspaneler nødvendigt for at øge holdbarheden; det bruges altid i industriel produktion. Til tætning anbefaler udenlandske eksperter at bruge epoxyforbindelsen "Sylgard 184", som giver en transparent polymeriseret højelastisk overflade. Prisen for "Sylgard 184" på eBay er omkring $40.



Fugemasse med høj grad elasticitet "Sylgard 184"

På den anden side, hvis du ikke ønsker at pådrage dig ekstra omkostninger, er det sagtens muligt at bruge silikone fugemasse. Men i dette tilfælde bør du ikke fylde elementerne helt ud for at undgå dem mulige skader under drift. I dette tilfælde kan elementerne fastgøres til bagpanelet ved hjælp af silikone, og kun kanterne af strukturen kan forsegles. Det er svært at sige, hvor effektiv en sådan tætning er, men vi anbefaler ikke at bruge ikke-anbefalede vandtætningsmastik; sandsynligheden for, at kontakter og elementer går i stykker, er meget høj.

Før forseglingen påbegyndes, er det nødvendigt at forberede Sylgard 184-blandingen.
Først udfyldes elementernes samlinger. Blandingen skal hærde for at fastgøre elementerne til glasset.
Efter fastgørelse af elementerne laves et kontinuerligt polymeriserende lag af elastisk tætningsmiddel; det kan fordeles med en børste.
Sådan ser overfladen ud efter påføring af fugemasse. Tætningslaget skal tørre. Efter fuldstændig tørring kan du dække solpanelet med bagpanelet.
Sådan ser forsiden af ​​et hjemmelavet solpanel ud efter forsegling.

Hus strømforsyning diagram

Strømforsyningssystemer til hjemmet, der bruger solpaneler, kaldes normalt fotovoltaiske systemer, det vil sige systemer, der genererer energi ved hjælp af den fotoelektriske effekt. Tre solcelleanlæg overvejes til individuelle boligbyggerier: autonomt system energiforsyning, hybrid batteri-net solcelleanlæg, batteriløst solcelleanlæg tilsluttet det centrale strømforsyningssystem.

Hvert af systemerne har sit eget formål og fordele, men oftest i beboelsesbygninger bruge solcelleanlæg med backup genopladelige batterier og tilslutning til et centraliseret elnet. Elnettet drives ved hjælp af solpaneler, i mørke fra batterier, og når de er afladet - fra det centrale elnet. I fjerntliggende områder, hvor der ikke er et centralt netværk, bruges generatorer til flydende brændstof som en backup-kilde til energiforsyning.

Mere økonomisk alternativ Et hybridt batteri-net-strømsystem ville være et batterifrit solcelleanlæg forbundet til et centralt elnet. Elektricitet leveres fra solpaneler, og om natten drives nettet fra centralnettet. Et sådant netværk er mere anvendeligt for institutioner, fordi det meste af energien i boligbyggerier forbruges om aftenen.



Diagrammer over tre typer solcelleanlæg

Lad os overveje typisk installation solcelleanlæg med batterinet. Solpaneler, som er forbundet gennem en samledåse, fungerer som en el-generator. Dernæst installeres en solar charge controller i netværket for at undgå kortslutninger under spidsbelastning. Elektricitet akkumuleres i backup-batterier og leveres også via en inverter til forbrugerne: belysning, husholdningsapparater, el-komfur og eventuelt bruges til at opvarme vand. For at installere et varmesystem er det mere effektivt at bruge solfangere, som hører til alternativ solteknologi.



Hybrid batteri-net solcelleanlæg med vekselstrøm

Der er to typer elnet, der bruges i solcelleanlæg: DC og AC. Brugen af ​​et vekselstrømsnetværk giver dig mulighed for at placere elektriske forbrugere i en afstand på over 10-15 m, samt give en betinget ubegrænset netværksbelastning.

Til en privat boligbygning anvendes normalt følgende komponenter i et solcelleanlæg:

  • den samlede effekt af solpaneler skal være 1000 W, de vil give en generation på omkring 5 kWh;
  • batterier med en samlet kapacitet på 800 A/h ved en spænding på 12 V;
  • inverteren skal have en mærkeeffekt på 3 kW med en spidsbelastning på op til 6 kW, indgangsspænding 24-48 V;
  • solafladningsregulator 40-50 A ved en spænding på 24 V;
  • kilde Uafbrydelig strømforsyning at give en kortvarig opladning med en strøm på op til 150 A.

Til et fotovoltaisk strømforsyningssystem har du således brug for 15 paneler med 36 elementer, et eksempel på montering er givet i masterklassen. Hvert panel giver en samlet effekt på 65 watt. Solcellebatterier baseret på monokrystaller vil være mere kraftfulde. For eksempel har et solpanel på 40 monokrystaller en topeffekt på 160 W, men sådanne paneler er følsomme over for overskyet vejr. I dette tilfælde er solpaneler baseret på polykrystallinske moduler optimale til brug i den nordlige del af Rusland.

Solpaneler er en energikilde, der kan bruges til at generere elektricitet eller varme til en lav bygning. Men solpaneler er dyre og er utilgængelige for de fleste indbyggere i vores land. Er du enig?

Det er en anden sag, når du selv laver et solcellebatteri - omkostningerne reduceres markant, og dette design virker ikke værre end et panel industriel produktion. Derfor, hvis du seriøst overvejer at købe alternativ kilde elektricitet, prøv at lave det selv - det er ikke særlig svært.

Denne artikel vil diskutere fremstilling af solpaneler. Vi fortæller dig, hvilke materialer og værktøjer du skal bruge til dette. Og lidt lavere finder du trin for trin instruktioner med illustrationer, der tydeligt demonstrerer arbejdets fremskridt.

Solenergi kan omdannes til varme, når energibæreren er en kølevæske, eller til elektricitet, opsamlet i batterier. Batteriet er en generator, der fungerer efter princippet om den fotoelektriske effekt.

Omdannelsen af ​​solenergi til elektricitet sker efter, at solens stråler rammer fotocellepladerne, som er hoveddelen af ​​batteriet.

I dette tilfælde "frigiver" lyskvanter deres elektroner fra de ydre baner. Disse frie elektroner producerer en elektrisk strøm, der går gennem controlleren og ophobes i batteriet, og derfra går den til energiforbrugerne.

Billedgalleri

Siliciumelementer fungerer som fotocelleplader. Siliciumwaferen er coatet på den ene side det tyndeste lag fosfor eller bor - et passivt kemisk element.

På dette sted, under påvirkning af sollys, frigives det et stort antal af elektroner, der fastholdes af fosforfilmen og ikke flyver væk.

På overfladen af ​​pladen er der metal "spor", hvorpå frie elektroner stiller sig op og danner en ordnet bevægelse, dvs. elektricitet.

Jo flere sådanne silicium wafers-fotoceller, jo mere elektrisk strøm kan opnås. Læs mere om princippet for drift af et solcellebatteri.

Øverste lag fotocelleplader er dækket af et lag, der forhindrer refleksion af sollys fra pladerne, hvilket øger deres effektivitet

Materialer til at skabe en solplade

Når du begynder at bygge et solcellebatteri, skal du have fat i følgende materialer:

  • silikatplader-fotoceller;
  • spånplader, aluminiumshjørner og -lameller;
  • hårdt skumgummi 1,5-2,5 cm tykt;
  • et gennemsigtigt element, der fungerer som en base for siliciumwafers;
  • skruer, selvskærende skruer;
  • silikoneforsegling til udvendig brug;
  • elektriske ledninger, dioder, terminaler.

Mængden af ​​nødvendige materialer afhænger af størrelsen på dit batteri, som oftest er begrænset af antallet af tilgængelige solceller. De værktøjer, du skal bruge, er: en skruetrækker eller et sæt skruetrækkere, en hacksav til metal og træ, en loddekolbe. For at teste det færdige batteri skal du bruge en amperemetertester.

Lad os nu se på det meste vigtige materialer i detaljer.

Siliciumskiver eller solceller

Fotoceller til batterier findes i tre typer:

  • polykrystallinsk;
  • monokrystallinsk;
  • amorf.

Polykrystallinske wafere er kendetegnet ved lav effektivitet. Størrelse nyttig handling er omkring 10 - 12 %, men dette tal falder ikke over tid. Levetiden for polykrystaller er 10 år.

Et solcellebatteri er samlet af moduler, som igen er opbygget af fotoelektriske omformere. Batterier med stive siliciumsolceller er en slags sandwich med på hinanden følgende lag monteret i en aluminiumsprofil

Monokrystallinske solceller prale af højere effektivitet - 13-25% og lang sigt arbejde – over 25 år. Men over tid falder effektiviteten af ​​enkeltkrystaller.

Monokrystallinske omformere fremstilles ved at save kunstigt dyrkede krystaller, hvilket forklarer den højeste fotoledningsevne og produktivitet.

Filmfotokonvertere fremstilles ved at afsætte et tyndt lag amorft silicium på en fleksibel polymeroverflade

Fleksible batterier med amorft silicium er de mest moderne. Deres fotoelektriske konverter sprøjtes eller smeltes på en polymerbase. Effektiviteten er omkring 5 - 6%, men filmsystemer er ekstremt nemme at installere.

Filmsystemer med amorfe fotokonvertere er dukket op relativt for nylig. Dette er en ekstremt simpel og ekstremt billig type, men den mister forbrugerkvaliteter hurtigere end sine konkurrenter.

Det er ikke praktisk at bruge fotoceller forskellige størrelser. I I dette tilfælde Den maksimale strøm produceret af batterierne vil være begrænset af strømmen fra den mindste celle. Det betyder, at større plader ikke vil fungere med fuld kapacitet.

Når du køber solceller, spørg sælgeren om leveringsmetoden; de fleste sælgere bruger voksmetoden for at forhindre ødelæggelse af skrøbelige elementer

Oftest for hjemmelavede batterier Der anvendes mono- og polykrystallinske fotoceller, der måler 3x6 tommer, som kan bestilles i netbutikker såsom E-bye.

Prisen på fotoceller er ret høj, men mange butikker sælger såkaldte elementer fra gruppe B. Produkter, der er klassificeret i denne gruppe, er defekte, men egnede til brug, og deres omkostninger er 40-60% lavere end standardplader.

De fleste netbutikker sælger fotovoltaiske celler i sæt med 36 eller 72 solcelle-konverteringsplader. For at forbinde individuelle moduler til et batteri, vil der være behov for busser, og terminaler vil være nødvendige for at forbinde til systemet.

Billedgalleri

Ramme og gennemsigtigt element

Rammen til det fremtidige panel kan laves af trælameller eller aluminiums hjørner.

Den anden mulighed er mere at foretrække af en række årsager:

  • Aluminium er et letvægtsmetal, der ikke belaster den bærende struktur, hvorpå batteriet er planlagt at blive installeret, væsentligt.
  • Når der udføres anti-korrosionsbehandling, er aluminium ikke modtageligt for rust.
  • Optager ikke fugt fra miljø, rådner ikke.

Når du vælger et gennemsigtigt element, skal du være opmærksom på parametre som sollysets brydningsindeks og evnen til at absorbere infrarød stråling.

Effektiviteten af ​​fotoceller vil direkte afhænge af den første indikator: Jo lavere brydningsindeks, jo højere effektivitet af siliciumwafere.

Den mindste refleksionskoefficient er for plexiglas eller dens billigere version - plexiglas. Brydningsindekset for polycarbonat er lidt lavere.

Værdien af ​​den anden indikator afgør, om siliciumsolcellerne selv vil varme op eller ej. Jo mindre pladerne udsættes for varme, jo længere holder de. IR-stråling absorberes bedst af specielt varmeabsorberende plexiglas og glas med IR-absorption. Lidt værre er almindeligt glas.

Hvis det er muligt, så den bedste mulighed Anti-reflekterende klart glas vil blive brugt som et gennemsigtigt element.

Med hensyn til forholdet mellem omkostninger og lysbrydning og IR-strålingsabsorption er plexiglas den bedste mulighed for fremstilling af solpaneler

Systemdesign og valg af sted

Solsystemprojektet omfatter beregninger påkrævet størrelse solplade. Som nævnt ovenfor er batteristørrelse normalt begrænset af dyre solceller.

Solbatteriet skal installeres i en bestemt vinkel, hvilket ville sikre maksimal eksponering af siliciumskiverne for sollys. Bedste mulighed– batterier, der kan ændre hældningsvinklen.

Installationsplaceringen af ​​solplader kan være meget forskelligartet: på jorden, på en skråning eller fladt tag derhjemme, på taget af bryggers.

Den eneste betingelse er, at batteriet skal placeres på den solrige side af stedet eller huset, ikke i skyggen af ​​den høje krone af træer. I dette tilfælde skal den optimale hældningsvinkel beregnes ved hjælp af en formel eller ved hjælp af en specialiseret lommeregner.

Hældningsvinklen vil afhænge af husets placering, tid på året og klima. Det er ønskeligt, at batteriet har evnen til at ændre hældningsvinklen efter sæsonbestemte ændringer i solens højde, fordi De virker mest effektivt, når solens stråler falder strengt vinkelret på overfladen.

For den europæiske del af CIS-landene er den anbefalede stationære hældningsvinkel 50 – 60º. Hvis designet giver en enhed til at ændre hældningsvinklen, så vinterperiode det er bedre at placere batterierne ved 70º til horisonten, i sommertid i en vinkel på 30º

Beregninger viser, at 1 kvadratmeter solsystem gør det muligt at opnå 120 W. Derfor kan det gennem beregninger fastslås, at for at forsyne den gennemsnitlige familie med strøm i mængden af ​​300 kW om måneden, kræves et solcelleanlæg på mindst 20 kvadratmeter.

Det vil være problematisk straks at installere et sådant solcelleanlæg. Men selv at installere et 5-meters batteri vil hjælpe med at spare elektricitet og yde et beskedent bidrag til vores planets økologi. Vi råder dig også til at sætte dig ind i beregningsprincippet påkrævet mængde.

Et solcellebatteri kan bruges som backup energikilde under hyppige udfald af den centraliserede strømforsyning. For automatisk omskiftning er det nødvendigt at sørge for et uafbrydeligt strømforsyningssystem.

Et sådant system er praktisk ved, at når du bruger en traditionel elektricitetskilde, udføres opladning på samme tid. Udstyret, der servicerer solbatteriet, er placeret inde i huset, så det er nødvendigt at sørge for et særligt rum til det.

Når du placerer batterier på det skrå tag af et hus, skal du ikke glemme panelets vinkel, perfekt mulighed når batteriet har en enhed til sæsonbestemt ændring hældningsvinkel

Installation af et solpanel trin for trin

Når du har valgt et sted at placere solpanelet og udstyr til servicering af solsystemet, samt at have alle de nødvendige materialer og værktøjer til rådighed, kan du begynde at installere batteriet.

Under installationen er det nødvendigt at overholde sikkerhedsforanstaltninger, især når du udfører det på husets tag. Lad os overveje trin-for-trin algoritme hvordan man laver et solpanel.

Trin #1 – lodning af kontakter af siliciumskiver

Installation af et hjemmelavet solbatteri begynder ofte med lodning af fotocellers ledere. Hvis du har muligheden, er det selvfølgelig bedst at købe fotoceller med ledere med det samme, pga Lodning er et meget vanskeligt og omhyggeligt arbejde, som tager meget tid.

Lodning udføres som følger:

  1. Der tages en siliciumfotocelle uden ledere og en metallederstrimmel.
  2. Lederne skæres ved hjælp af et papemne, deres længde er 2 gange større end størrelsen på siliciumwaferen.
  3. Lederen lægges omhyggeligt ud på pladen. Der er to ledere pr. element.
  4. Det er nødvendigt at anvende syre til det sted, hvor der skal loddes for at arbejde med et loddejern.
  5. Lod ved hjælp af en loddekolbe, fastgør forsigtigt lederen til pladen.

Under loddeprocessen kan du ikke lægge pres på silikatelementet, pga den er meget skrøbelig og kan gå i stykker! Hvis du er så heldig at have købt fotoceller med færdige kontakter, så sparer du dig selv for langt og komplekst arbejde ved at gå direkte til at lave rammen til det fremtidige batteri.

Lodning af kontakter til defekte fotoceller i gruppe B udføres på samme måde og i samme retning som for hele plader

Trin #2 - at lave en ramme til et solbatteri

Rammen er stedet, hvor fotocellerne skal installeres. For at lave rammen tages aluminiumshjørner og -lameller, hvorfra rammerne er lavet. Den anbefalede hjørnestørrelse er 70-90 mm.

Til indersiden metal hjørner Silikone fugemasse påføres. Hjørnerne skal tætnes omhyggeligt; holdbarheden af ​​hele strukturen afhænger af dette.

Når aluminiumsrammen er klar, begynder vi at fremstille baghuset. Det bagerste hus er trææske lavet af spånplader med lave sider.

Høje sider vil skabe en skygge på fotocellerne, så deres højde bør ikke overstige 2 cm Siderne skrues fast ved hjælp af selvdrejende skruer og en skruetrækker.

Billedgalleri

Ventilationshuller er lavet af spånplader i bunden af ​​kassebeklædningen. Afstanden mellem hullerne er cirka 10 cm Et gennemsigtigt element (plexiglas, anti-reflekterende glas, plexiglas) er monteret i aluminiumsrammen.

Det gennemsigtige element presses og fastgøres, dets fastgørelse udføres ved hjælp af hardware: 4 i hjørnerne samt 2 på den lange og 1 på den korte side af rammen. Hardware er fastgjort med skruer.

Rammen til solbatteriet er klar, og du kan gå videre til den vigtigste del - installationen af ​​fotoceller. Før installation er det nødvendigt at rense plexiglasset for støv og affedte det med en alkoholholdig væske.

Trin #3 - installation af silicium wafers-fotoceller

Montering og lodning af siliciumskiver er den mest tidskrævende del af at skabe et solpanel med dine egne hænder. Først placerer vi fotocellerne på plexiglasset med de blå plader nedad.

Hvis det er første gang, du samler et batteri, kan du bruge en markeringspude til at placere pladerne nøjagtigt i en lille (3-5 mm) afstand fra hinanden.

  1. Vi lodder fotocellerne i henhold til følgende elektriske diagram: "+" spor er placeret på forsiden af ​​pladen, "-" - på bagsiden. Før lodning skal du forsigtigt anvende flux og lodde for at forbinde kontakterne.
  2. Vi lodder alle fotoceller sekventielt i rækker fra top til bund. Rækkerne skal da også forbindes med hinanden.
  3. Lad os begynde at lime fotocellerne. For at gøre dette skal du påføre en lille mængde fugemasse på midten af ​​hver siliciumwafer.
  4. Vi vender de resulterende kæder med fotoceller på hovedet (hvor de blå plader er) og placerer pladerne i henhold til de markeringer, vi lavede tidligere. Tryk forsigtigt på hver plade for at sikre den på plads.
  5. Kontakterne på de yderste fotoceller er forbundet til bussen, henholdsvis "+" og "-". Det anbefales at bruge en bredere sølvleder til bussen.
  6. Solcellebatteriet skal være udstyret med en spærrediode, som er forbundet til kontakterne og forhindrer batterierne i at aflades gennem strukturen om natten.
  7. Vi borer huller i bunden af ​​rammen for at få ledningerne ud.

Ledningerne skal fastgøres til rammen, så de ikke dingler, det kan gøres med silikoneforsegling.

Billedgalleri

Trin #4 – Batteritest før forsegling

Test af solpanelet skal udføres inden tætning af det, for at kunne eliminere fejl, der ofte opstår ved lodning. Det er bedst at teste efter lodning af hver række af elementer - dette gør det meget lettere at opdage, hvor kontakterne er dårligt forbundet.

Til test skal du bruge et almindeligt husstands amperemeter. Målinger skal tages på en solskinsdag kl. 13-14 timer, solen skal ikke skjules af skyer.

Vi tager batteriet udenfor og installerer det i overensstemmelse med den tidligere beregnede hældningsvinkel. Vi forbinder amperemeteret til batterikontakterne og måler kortslutningsstrømmen.

Pointen med at teste er, at den elektriske strøms driftseffekt skal være 0,5-1,0 A lavere end kortslutningsstrømmen. Enhedens aflæsninger skal være over 4,5 A, hvilket angiver solbatteriets funktionalitet.

Hvis testeren giver lavere aflæsninger, så er sekvensen af ​​at forbinde fotocellerne sandsynligvis brudt et eller andet sted.

Trin #5 – forsegling af fotocellerne placeret i huset

Forsegling kan kun udføres efter at have sikret sig, at batteriet virker. Til forsegling er det bedst at bruge en epoxyforbindelse, men givet at materialeforbruget vil være stort, og dets omkostninger er cirka 40-45 dollars. Hvis det er lidt dyrt, så kan du bruge den samme silikone fugemasse i stedet for.

Når du bruger silikoneforsegling, skal du foretrække den, hvis emballage angiver, at den er egnet til brug ved minusgrader

Der er to tætningsmetoder:

  • fuld fyldning, når panelerne er fyldt med fugemasse;
  • påføring af tætningsmiddel på mellemrummet mellem fotocellerne og på de ydre elementer.

I det første tilfælde vil tætning være mere pålidelig. Efter hældning skal tætningsmidlet stivne. Derefter monteres plexiglas ovenpå og presses tæt mod de silikonebelagte plader.

For at give stødabsorbering og yderligere beskyttelse mellem fotocellernes bagside og spånpladerammen anbefaler mange håndværkere at installere en hård skumpude på 1,5-2,5 cm bred.

Dette er ikke nødvendigt, men det er tilrådeligt, da siliciumskiver er ret skrøbelige og let beskadiges.

Efter installation af plexiglas placeres en vægt på strukturen, under påvirkning af hvilken luftbobler presses ud. Solbatteriet er klar, og efter gentagne test kan det installeres på et forudvalgt sted og tilsluttes dit hjems solcelleanlæg.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Gennemgang af fotoceller bestilt fra en kinesisk netbutik:

Videovejledning til fremstilling af et solcellebatteri:

At lave et solbatteri med dine egne hænder er det ikke simpel opgave. Effektiviteten af ​​de fleste af disse batterier er 10-20 % lavere end industrielt producerede paneler. Det vigtigste ved design af et solcellebatteri er at vælge og installere fotocellerne korrekt.

Forsøg ikke at oprette et stort panel med det samme. Prøv først at bygge en lille enhed for at forstå alle nuancerne i denne proces.

Har du praktiske færdigheder i at skabe solpaneler? Del venligst din oplevelse med besøgende på vores side - skriv kommentarer i blokken nedenfor. Der kan du stille spørgsmål om artiklens emne.

Ønsket om at gøre energiforsyningssystemet i et privat hjem mere effektivt, økonomisk og miljøvenligt får os til at lede efter nye energikilder. En måde at modernisere på er at installere solpaneler, der kan omdanne solens energi til elektrisk strøm. Der er et glimrende alternativ til dyrt udstyr - et gør-det-selv-solbatteri, som giver dig mulighed for at spare penge hver måned fra kl. familie budget. I dag vil vi tale om, hvordan man bygger sådan en ting. Vi vil identificere alle faldgruberne og fortælle dig, hvordan du kommer uden om dem.

Generel information vedr designfunktioner solpaneler, se videoen:

Udvikling af et solenergisystem projekt

Design er nødvendigt for mere vellykket placering af paneler på husets tag. Jo mere sollys, der rammer batteriernes overflade, og jo højere deres intensitet, jo mere energi vil de producere. Til installation skal du bruge sydsiden tage. Ideelt set skal bjælkerne falde i en vinkel på 90 grader, så det er nødvendigt at bestemme, i hvilken position driften af ​​modulerne vil give mere fordel.

Faktum er, at et hjemmelavet solbatteri i modsætning til et fabriksbatteri ikke har specielle bevægelsessensorer og koncentratorer. For at ændre hældningsvinklen er det muligt at fremstille en manuelt styret mekanisme. Det vil gøre det muligt at installere modulerne næsten lodret om vinteren, når solen står lavt over horisonten, og sænkes om sommeren, når solhverv når sit højeste. Det lodrette vinterarrangement har også en beskyttende funktion: det forhindrer sne og is i at samle sig på panelerne og forlænger derved modulernes levetid.

Energieffektiviteten af ​​et modulært design kan øges ved at skabe enkleste mekanisme kontrol, som giver dig mulighed for at ændre batteriets vinkel afhængigt af årstiden og endda tidspunktet på dagen

Kan kræve forstærkning, før du installerer batterier tagkonstruktion, da et sæt af flere paneler har en ret stor masse. Det er nødvendigt at beregne belastningen på taget under hensyntagen til vægten af ​​ikke kun solpanelerne, men også snelaget. Vægten af ​​systemet afhænger i høj grad af de materialer, der anvendes til fremstillingen.

Antallet af paneler og deres størrelse beregnes ud fra den nødvendige effekt. For eksempel producerer 1 m² modul ca. 120 W, hvilket ikke er nok selv til fuld belysning af boliger. Cirka 1 kW energi med 10 m² paneler vil tillade driften lysarmaturer, TV og computer. Henholdsvis, solcelledesign med et areal på 20 m² vil opfylde behovene hos en familie på 3 personer. Omtrent disse dimensioner skal beregnes if et privat hus beregnet til permanent ophold.

Fremstillingen af ​​et solcellebatteri slutter ikke nødvendigvis med den indledende montering; i fremtiden kan elementerne udvides og derved øge udstyrets effektivitet

Modulmuligheder til selvmontering

Hovedformålet med et solpanel er at generere energi fra solens stråler og omdanne den til elektricitet. Den resulterende elektriske strøm er en strøm af frie elektroner frigivet af lysbølger. Til selvmontering er den bedste mulighed mono- og polykrystallinske omformere, da analoger af en anden type - amorfe - reducerer deres effekt med 20-40% i løbet af de første to år.

Standard monokrystallinske celler måler 3 x 6 tommer og har en ret skrøbelig struktur, så de skal håndteres med ekstrem forsigtighed og præcision

Forskellige typer siliciumwafers har deres fordele og ulemper. For eksempel har polykrystallinske moduler en ret lav effektivitet - op til 9%, mens effektiviteten af ​​monokrystallinske wafere når 13%. Førstnævnte bevarer deres effektniveauer selv i overskyet vejr, men holder i gennemsnit 10 år, sidstnævntes effekt falder kraftigt på overskyede dage, men de fungerer perfekt i 25 år.

En hjemmelavet enhed skal være funktionel og pålidelig, så det er bedre at købe nogle færdige dele. Før du laver et solpanel individuelt projekt, tag et kig på eBay-siden, hvor du kan finde kæmpe udvalg moduler med mindre defekter. Små skader påvirker ikke kvaliteten af ​​arbejdet, men reducerer omkostningerne ved panelerne betydeligt. Lad os sige, at et monokrystallinsk solcellemodul placeret på en glasfiberplade koster lidt mere end $15, og et polykrystallinsk sæt med 72 stykker koster omkring $90.

Bedst færdiglavet mulighed solcelle - et panel med ledere, der kun kræver en serieforbindelse. Moduler uden ledere er billigere, men øger batterisamlingstiden flere gange

Instruktioner til fremstilling af et solcellebatteri

Der er mange muligheder for selvmontering af solpaneler. Teknologien afhænger af antallet af solceller købt i forvejen, og yderligere materialer, nødvendig til fremstilling af kroppen. Det er vigtigt at huske: jo flere samlet areal paneler, jo mere kraftfuldt udstyr, men samtidig øges vægten af ​​strukturen. Det anbefales at bruge identiske moduler i et batteri, da den nuværende ækvivalens er lig med indikatorerne for det mindste af elementerne.

Samling af en modulramme

Designet af modulerne såvel som deres dimensioner kan være vilkårlige, så i stedet for tal skal du stole på billedet og vælge enhver individuel mulighed, der er egnet til specifikke beregninger.

De billigste solceller er paneler uden ledere. For at gøre dem klar til batterimontage skal lederne først loddes, hvilket er en lang og møjsommelig proces.

For at fremstille huset, hvori solcellerne vil blive fastgjort, er det nødvendigt at forberede næste materiale og værktøj:

  • plader af krydsfiner af den valgte størrelse;
  • lave lameller til sider;
  • universal lim eller til træ;
  • hjørner og skruer til fastgørelse;
  • bore;
  • fiberplader;
  • stykker af plexiglas;
  • farvestof.

Vi tager et stykke krydsfiner, der vil fungere som en base, og limer lave sider rundt om omkredsen. Lamellerne langs arkets kanter bør ikke blokere solcellerne, så sørg for, at deres højde ikke overstiger ¾ tommer. For pålidelighed er hver limet skinne yderligere skruet med selvskærende skruer, og hjørnerne kan fastgøres med metalhjørner.

Træramme er mest overkommelig mulighed til placering af solceller. Den kan udskiftes med en ramme lavet af aluminium hjørne eller købt ramme + glassæt

Til ventilation borer vi huller i bunden af ​​kabinettet og langs siderne. Der må ikke være huller i låget, da det kan resultere i, at der trænger fugt ind. Elementerne vil blive fastgjort til fiberplader, som kan erstattes med ethvert lignende materiale, hovedbetingelsen er, at den ikke skal lede elektrisk strøm.

Små huller til ventilation skal bores i hele underlaget, inklusive siderne og midterskinnen. Det giver dig mulighed for at regulere niveauet af fugt og tryk inde i rammen

Vi skærer dækslet ud af plexiglas og tilpasser det til kroppens dimensioner. Almindelig glas for skrøbelig til at blive placeret på et tag. For at beskytte trædelene bruger vi en speciel imprægnering eller maling, som skal bruges til at behandle ramme og underlag på alle sider. Det ville være rart, hvis nuancen af ​​rammemalingen matcher farven på tagdækningen.

Maleri tjener ikke så meget en æstetisk funktion som en beskyttende. Hver del bør belægges med mindst 2-3 lag maling for at forhindre, at træet bliver skævt af fugtig luft eller overophedning i fremtiden.

Installation af solceller

Vi lægger alle solcellemoduler ud i lige rækker på underlaget med bagsiden opad for at lodde lederne. For at arbejde skal du bruge en loddekolbe og lodde. Loddeområder skal først behandles med en speciel blyant. Til at begynde med kan du øve dig på to elementer og forbinde dem i serie. Vi forbinder også alle elementerne på substratet sekventielt i en kæde, og resultatet skal være en "slange".

Vi installerer hvert element strengt i henhold til markeringerne og sørger for, at lederne af naboelementer skærer hinanden ved loddepunkterne

Efter at have tilsluttet alle elementer, vend dem forsigtigt opad. Hvis der er mange moduler, bliver du nødt til at invitere hjælpere, da det er ret svært for én person at dreje de loddede elementer uden at beskadige dem. Men før det beklæder vi modulerne med lim for at sikre dem godt til panelet. Det er bedre at bruge silikoneforsegling som lim, og det skal påføres strengt i midten af ​​elementet på et tidspunkt og ikke langs kanterne. Dette er nødvendigt for at beskytte pladerne mod brud, hvis der pludselig opstår en let deformation af basen. En plade af krydsfiner kan bøje eller svulme på grund af ændringer i luftfugtighed, og de stabilt limede elementer vil simpelthen revne og svigte.

Efter at have fastgjort modulerne til underlaget, kan du prøvekøre panelet og kontrollere funktionaliteten. Derefter placerer vi basen i den færdige ramme og fastgør den langs kanterne med skruer. For at forhindre, at batteriet aflades gennem solpanelet, installerer vi en blokeringsdiode på panelet, der sikrer det med tætningsmiddel.

For at forbinde kæderne kan du bruge kobbertråd eller kabelfletning, som fikserer hvert element på begge sider og derefter sikres med tætningsmiddel

Prøvetest hjælper med at gøre foreløbige beregninger. I dette tilfælde viste de sig at være korrekte - i solen uden belastning producerer batteriet 18,88 V

Dæk de installerede elementer på toppen beskyttende skærm lavet af plexiglas. Før vi fikser det, kontrollerer vi igen strukturens funktionalitet. I øvrigt kan du teste moduler under hele installations- og lodningsprocessen, i grupper af flere stykker. Vi sørger for, at tætningsmidlet tørrer helt, da dets dampe kan dække plexiglasset med en uigennemsigtig film. Vi udstyrer udgangsledningen med et to-benet stik, så controlleren kan bruges i fremtiden.

Et panel er samlet og helt klar til brug. Alt udstyr, inklusive varer købt online, koster $105

Fotovoltaiske systemer i et privat hus

Elektriske energiforsyningssystemer til hjemmet, der anvender solceller, kan opdeles i 3 typer:

  • autonom;
  • hybrid;
  • batterifri.

Hvis huset er forbundet til det centrale elnet, ville den bedste mulighed være et blandet system: om dagen leveres strømmen fra solpaneler og om natten fra batterier. Det centrale netværk i dette tilfælde er en reserve. Når det ikke er muligt at tilslutte til den centrale strømforsyning, erstattes den med brændstofgeneratorer - benzin eller diesel.

En controller er nødvendig for at forhindre kortslutninger i øjeblikket med maksimal belastning, et batteri er nødvendigt for at lagre energi, en inverter er nødvendig for at distribuere og levere den til forbrugeren.

Når man vælger mest god mulighed Det tidspunkt på dagen, hvor det maksimale energiforbrug opstår, bør tages i betragtning. I private hjem falder spidsbelastningsperioden om aftenen, hvor solen allerede er gået ned, så det ville være logisk at bruge enten en forbindelse til delt netværk, eller yderligere brug generatorer, da solenergiforsyningen sker i dagtimerne.

Fotovoltaiske strømforsyningssystemer bruger netværk med både jævn- og vekselstrøm, og den anden mulighed er velegnet til at placere enheder i en afstand på mere end 15 m

For sommerbeboere, hvis driftstid ofte falder sammen med dagslys, er et solenergibesparende system velegnet, som begynder at fungere ved solopgang og slutter om aftenen.