Tõenäoliselt pole inimest, kes ei sooviks saada iseseisvamaks. Täieliku kontrolli võimalus oma aeg, reisimine ilma piire ja vahemaid teadmata, mitte mõelda eluasemele ja rahalistele probleemidele – see annab teile tõelise vabaduse tunde. Täna räägime sellest, kuidas päikesekiirgust kasutades saate end energiasõltuvuse koormast vabastada. Nagu arvasite, räägime sellest päikese toitel. Ja kui täpsem olla, siis sellest, kas oma kätega on võimalik päris päikeseelektrijaam ehitada.
Loomise ajalugu ja kasutusvõimalused
Inimkond on pikka aega arendanud ideed muuta päikeseenergia elektriks. Esimestena ilmusid päikesesoojuspaigaldised, milles kontsentreeritud päikesekiirte poolt ülekuumendatud aur pööras generaatorturbiine. Otsene muundamine sai võimalikuks alles 19. sajandi keskel, pärast seda, kui prantslane Alexandre Edmond Baccarelle avastas fotoelektrilise efekti. Katsed luua sellel nähtusel põhinev töötav päikesepatarei kroonisid edu alles pool sajandit hiljem silmapaistva Vene teadlase Aleksandr Stoletovi laboris. Fotoelektrilise efekti mehhanismi oli võimalik täielikult kirjeldada ka hiljem – inimkond võlgneb selle Albert Einsteinile. Muide, just selle töö eest sai ta Nobeli preemia.
Baccarelle, Stoletov ja Einstein on teadlased, kes panid aluse kaasaegsele päikeseenergiale
Esimese kristallilisel ränil põhineva päikesefotoelemendi loomisest teatasid Bell Laboratories töötajad maailmale juba 1954. aasta aprillis. See kuupäev on tegelikult tehnoloogia alguspunkt, millest peagi saab süsivesinikkütuse täieõiguslik asendus.
Kuna ühe fotogalvaanilise elemendi vool on milliamprites, tuleb piisava võimsusega elektri tootmiseks need ühendada moodulstruktuuridesse. Väliste mõjude eest kaitstud päikesefotoelementide massiivideks on päikesepatarei (lame kuju tõttu nimetatakse seadet sageli päikesepaneeliks).
Teisendamine päikesekiirgus elektris on tohutud väljavaated, sest iga maapinna ruutmeetri kohta tuleb päevas keskmiselt 4,2 kW/tunnis energiat, mis säästab aastas peaaegu ühe barreli naftat. Esialgu ainult kosmosetööstuses kasutusel olnud tehnoloogia muutus juba eelmise sajandi 80ndatel nii igapäevaseks, et fotoelemente hakati kasutama koduseks otstarbeks – kalkulaatorite, kaamerate, lampide jms toiteallikana. tõsine” päikeseelektripaigaldised. Majade katuste külge kinnitatuna võimaldasid need juhtmega elektrist täielikult loobuda. Täna saame jälgida elektrijaamade sündi, mis on mitmekilomeetrised ränipaneelide väljad. Nende toodetav võimsus võib toita terveid linnu, nii et võime kindlalt öelda, et tulevik on päikeseenergias.
Kaasaegsed päikeseelektrijaamad on mitme kilomeetri pikkused fotoelementide väljad, mis suudavad varustada elektriga kümneid tuhandeid kodusid.
Päikesepatarei: kuidas see töötab
Pärast seda, kui Einstein kirjeldas fotoelektrilist efekti, avanes maailmale sellise näiliselt keerulise füüsikalise nähtuse kogu lihtsus. See põhineb ainel, mille üksikud aatomid on ebastabiilses olekus. Valguse footonite "pommitamisel" löövad elektronid oma orbiitidelt välja - need on voolu allikad.
Peaaegu pool sajandit puudus fotoefektil praktiline rakendus ühel lihtsal põhjusel – puudus tehnoloogia ebastabiilse aatomistruktuuriga materjalide tootmiseks. Edasise uurimistöö väljavaated ilmnesid alles pooljuhtide avastamisega. Nende materjalide aatomites on elektronide liig (n-juhtivus) või puuduvad need (p-juhtivus). Kahekihilise n-tüüpi (katood) ja p-tüüpi (anoodkihiga) struktuuri kasutamisel lööb valgusfootonite pommitamine n-kihi aatomitest elektronid välja. Oma kohtadest lahkudes tormavad nad p-kihi aatomite vabadele orbiitidele ja pöörduvad seejärel läbi ühendatud koormuse tagasi oma algsesse asendisse. Tõenäoliselt teab igaüks teist, et elektronide liikumine sisse suletud silmus tähistab elektrivoolu. Kuid elektrone on võimalik sundida liikuma mitte tänu magnetväljale, nagu elektrigeneraatorites, vaid päikesekiirguse osakeste voolu tõttu.
Päikesepaneel töötab tänu fotoelektrilisele efektile, mis avastati 19. sajandi alguses.
Kuna ühe fotogalvaanilise mooduli võimsusest ei piisa toiteks elektroonilised seadmed, siis vajaliku pinge saamiseks kasutatakse paljude elementide jadaühendust. Mis puudutab voolutugevust, siis seda suurendab teatud arvu selliste sõlmede paralleelne ühendamine.
Elektrienergia tootmine pooljuhtides sõltub otseselt päikeseenergia hulgast, mistõttu fotoelemente ei paigaldata mitte ainult vabas õhus, vaid nad püüavad ka oma pinda suunata langevate kiirtega risti. Ja selleks, et kaitsta rakke mehaaniliste kahjustuste ja atmosfäärimõjude eest, paigaldatakse need jäigale alusele ja kaitstakse pealt klaasiga.
Kaasaegsete fotoelementide klassifikatsioon ja omadused
Esimene päikesepatarei valmistati seleeni (Se) baasil, kuid seleeni päikesepatareide madal efektiivsus (alla 1%), kiire vananemine ja kõrge keemiline aktiivsus sundisid otsima teisi, odavamaid ja tõhusamaid materjale. Ja neid leiti kristallilise räni (Si) kujul. Kuna see element perioodilisustabel on dielektrik, mille juhtivuse tagavad mitmesugused haruldased muldmetallid. Sõltuvalt tootmistehnoloogiast on räni fotoelemente mitut tüüpi:
- monokristalliline;
- polükristalliline;
- amorfsest Si-st.
Esimesed valmistatakse kõrgeima puhtusastmega räni valuplokkidest kõige õhemate kihtide äralõikamisel. Väliselt näevad monokristallilised fotoelemendid välja nagu ühevärvilised tumesinised klaasplaadid, millel on selgelt väljendunud elektroodvõre. Nende efektiivsus ulatub 19% -ni ja nende kasutusiga on kuni 50 aastat. Ja kuigi monokristallide baasil valmistatud paneelide jõudlus langeb järk-järgult, on tõendeid selle kohta, et enam kui 40 aastat tagasi toodetud akud on endiselt töökorras ja annavad kuni 80% oma algsest võimsusest.
Monokristallilistel päikesepatareidel on ühtlane tumedat värvi ja lõigatud nurgad – need märgid ei võimalda neid teiste fotoelementidega segi ajada
Polükristalliliste päikesepatareide tootmisel kasutatakse vähem puhast, kuid odavamat räni. Tehnoloogia lihtsustumine mõjutab plaatide välimust – neil ei ole ühtlast tooni, vaid heledam muster, mille moodustavad paljude kristallide piirid. Selliste päikesepatareide efektiivsus on pisut madalam kui monokristallilistel - mitte rohkem kui 15% ja kasutusiga kuni 25 aastat. Peab ütlema, et põhi töönäitajad ei avaldanud absoluutselt mingit mõju polükristalliliste päikesepatareide populaarsusele. Neile on kasulik madalam hind ja väiksem sõltuvus välissaastest, madalad pilved ja orientatsioon Päikesele.
Polükristallilistel päikesepatareidel on heledam sinine toon ja ebaühtlane muster - see on tingitud asjaolust, et nende struktuur koosneb paljudest kristallidest
Amorfsest Si-st valmistatud päikesepatareide puhul ei kasutata mitte kristalset struktuuri, vaid väga õhukest ränikihti, mis pihustatakse klaasile või polümeerile. Kuigi see tootmisviis on odavaim, on selliste paneelide eluiga kõige lühem, mis on tingitud amorfse kihi pleekimisest ja lagunemisest päikese käes. Seda tüüpi fotoelemendid ei ole ka oma jõudlusega rahul - nende efektiivsus ei ületa 9% ja töötamise ajal väheneb see oluliselt. Amorfsest ränist valmistatud päikesepaneelide kasutamine on õigustatud kõrbetes – kõrge päikese aktiivsus kompenseerib tootlikkuse languse ning tohutud avarused võimaldavad paigutada igas suuruses päikeseelektrijaamu.
Võimalus pritsida ränistruktuuri mis tahes pinnale võimaldab luua paindlikke päikesepaneele
Fotogalvaaniliste elementide tootmistehnoloogia edasiarendamine on tingitud vajadusest alandada hindu ja parandada jõudlusnäitajaid. Tänapäeva kilefotoelementidel on kõrgeim jõudlus ja vastupidavus:
- põhineb kaadmiumtelluriidil;
- õhukestest polümeeridest;
- kasutades indiumi ja vase seleniidi.
Õhukese kilega fotosilmade kasutamise võimalusest isetehtud seadmetes on veel vara rääkida. Tänapäeval tegelevad nende tootmisega vaid vähesed tehnoloogiliselt “arenenud” ettevõtted, nii et kõige sagedamini võib paindlikke päikesepatarei näha valmis päikesepaneelide osana.
Millised on päikesepatareide jaoks parimad fotogalvaanilised elemendid ja kust neid leida?
Omatehtud päikesepaneelid jäävad oma tehases valmistatud analoogidest alati sammu võrra maha ja sellel on mitu põhjust. Esiteks valivad tuntud tootjad hoolikalt fotoelemente, kõrvaldades ebastabiilsete või vähendatud parameetritega rakud. Teiseks kasutatakse päikesepatareide valmistamisel spetsiaalset klaasi, millel on suurenenud valguse läbilaskvus ja vähendatud peegeldusvõime - seda on müügil peaaegu võimatu leida. Ja kolmandaks testitakse enne seeriatootmise alustamist kõiki tööstusdisainilahenduste parameetreid matemaatiliste mudelite abil. Selle tulemusena minimeeritakse elemendi soojendamise mõju aku efektiivsusele, täiustatakse soojuse eemaldamise süsteemi, leitakse ühendussiinide optimaalne ristlõige, uuritakse võimalusi fotoelementide lagunemiskiiruse vähendamiseks jne. See on võimatu. selliste probleemide lahendamiseks ilma varustatud laborita ja vastava kvalifikatsioonita.
Omatehtud päikesepaneelide madal hind võimaldab ehitada paigalduse, mis võimaldab teil energiaettevõtete teenustest täielikult loobuda
Sellegipoolest näitavad isevalmistatud päikesepaneelid häid tulemusi ega jää oma tööstuslikele kolleegidele nii palju alla. Mis puutub hinda, siis siin on meil rohkem kui kaks korda võit, see tähendab, et sama hinnaga annavad omatehtud tooted kaks korda rohkem elektrit.
Kõike eelnevat arvesse võttes tekib pilt, millised päikesepatareid meie tingimustesse sobivad. Kilega pole enam müügil saadavuse tõttu, amorfseid aga lühikese kasutusea ja madala efektiivsuse tõttu. Järele jäävad kristallilisest ränist valmistatud rakud. Peab ütlema, et esimeses kodus valmistatud seadmes on parem kasutada odavamaid "polükristalle". Ja alles pärast tehnoloogia katsetamist ja asja selgeks saamist tuleks üle minna monokristallilistele elementidele.
Tehnoloogiate testimiseks sobivad odavad ebakvaliteetsed päikesepatareid – nii nagu kvaliteetseid seadmeid, saab neid osta välismaistelt kauplemisplatvormidelt
Mis puudutab küsimust, kust saada odavaid päikesepatareisid, siis neid võib leida välismaistelt kauplemisplatvormidelt nagu Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon jne. Seal müüakse neid nii erineva suuruse ja jõudlusega üksikute päikesepatareide kujul, ja valmis komplektides päikesepaneelide kokkupanekuks mis tahes võimsusega.
Sageli pakuvad müüjad nn B-klassi päikesepatareisid, mis on kahjustatud mono- või polükristallilised päikesepatareid. Väikesed laastud, praod või puuduvad nurgad praktiliselt ei mõjuta elementide jõudlust, kuid võimaldavad teil neid palju odavamalt osta. Just sel põhjusel on neid kõige tulusam kasutada omatehtud päikeseenergia seadmetes.
Kas fotogalvaanilisi plaate on võimalik millegi muuga asendada?
Harva teeb keegi kodu meistrimees vanade raadiokomponentidega kallihinnalist kasti pole. Kuid vanade vastuvõtjate ja televiisorite dioodid ja transistorid on endiselt samad p-n-siirdega pooljuhid, mis valgustatuna päikesevalgus voolu tekitada. Neid omadusi ära kasutades ja mitut pooljuhtseadet ühendades saate teha tõelise päikesepatarei.
Madala võimsusega päikesepatarei valmistamiseks võite kasutada pooljuhtseadmete vana elementbaasi
Tähelepanelik lugeja küsib kohe, mis saak on. Miks maksta tehases valmistatud mono- või polükristalliliste elementide eest, kui saate kasutada seda, mis on sõna otseses mõttes teie jalge all. Nagu alati, on kurat detailides. Fakt on see, et kõige võimsamad germaaniumitransistorid võimaldavad eredas päikesevalguses mikroamprites mõõdetava voolu juures saada pinget kuni 0,2 V. Selleks, et saavutada parameetrid, mida lame ränist päikesepatarei toodab, on vaja mitukümmend või isegi sadu pooljuhte. Vanadest raadiokomponentidest valmistatud aku sobib vaid matka LED taskulambi või väikese mobiiltelefoni aku laadimiseks. Suuremahuliste projektide elluviimiseks ei saa ilma ostetud päikesepatareideta hakkama.
Kui palju võimsust võite päikesepaneelidelt oodata?
Oma päikeseelektrijaama ehitamisele mõeldes unistavad kõik juhtmega elektrist täielikult loobumisest. Selle idee tegelikkuse analüüsimiseks teeme mõned väikesed arvutused.
Igapäevase elektritarbimise väljaselgitamine on lihtne. Selleks vaadake lihtsalt energiavarustusorganisatsiooni saadetud arvet ja jagage seal märgitud kilovattide arv kuu päevade arvuga. Näiteks kui teile pakutakse tasumist 330 kWh eest, tähendab see, et päevane tarbimine on 330/30 = 11 kWh.
Päikesepatarei võimsuse graafik sõltuvalt valgustusest
Arvutustes tuleks kindlasti arvestada asjaoluga, et päikesepaneel hakkab elektrit tootma ainult valgel ajal, kusjuures kuni 70% tootmisest toimub ajavahemikus kella 9.00-16.00. Lisaks sõltub seadme efektiivsus otseselt päikesevalguse langemisnurgast ja atmosfääri seisundist.
Kerge pilvisus või uduvihm vähendab päikesepatareipaigaldise vooluvõimsust 2–3 korda, pidevate pilvede tõttu pilves taevas aga 15–20 korda. Ideaalsetes tingimustes piisaks päikesepatareist, mille võimsus on 11/7 = 1,6 kW, et toota 11 kWh energiat. Võttes arvesse looduslike tegurite mõju, tuleks seda parameetrit suurendada ligikaudu 40–50%.
Lisaks on veel üks tegur, mis sunnib meid suurendama kasutatavate fotoelementide pindala. Esiteks ei tohiks me unustada, et aku ei tööta öösel, mis tähendab, et vaja läheb võimsaid patareisid. Teiseks on kodumasinate toiteks vaja 220 V voolu, seega on vaja võimsat pingemuundurit (inverterit). Eksperdid ütlevad, et elektrienergia kogunemisel ja muundamisel kaod moodustavad kuni 20–30% selle koguhulgast. Seetõttu tuleks päikesepatarei tegelikku võimsust suurendada 60–80% arvutatud väärtusest. Võttes ebaefektiivsuse väärtuseks 70%, saame meie päikesepaneeli nimivõimsuseks 1,6 + (1,6 × 0,7) = 2,7 kW.
Tugeva vooluga sõlmede kasutamine liitiumakud on üks elegantsemaid, kuid sugugi mitte kõige odavamaid päikeseelektri salvestamise viise
Elektri salvestamiseks vajate madalpinge patareisid, mis on ette nähtud pingetele 12, 24 või 48 V. Nende võimsus peab olema ette nähtud igapäevase energiatarbimise jaoks, millele lisanduvad muundamis- ja muunduskaod. Meie puhul vajame akusid, mis on mõeldud 11 + (11 × 0,3) = 14,3 kW × tund energia salvestamiseks. Kui kasutate tavalisi 12-voldise autoakusid, vajate 14300 Wh / 12 V = 1200 Ah komplekti, see tähendab kuut akut, mille võimsus on 200 ampritundi.
Nagu näete, on isegi keskmise pere majapidamisvajaduste rahuldamiseks vaja tõsist päikeseelektripaigaldist. Mis puudutab isetehtud päikesepaneelide kasutamist kütteks, siis praeguses etapis ei küündi selline idee isegi isemajandamise piirini, rääkimata sellest, et midagi saab päästa.
Aku suuruse arvutamine
Aku suurus sõltub vajalikust võimsusest ja vooluallikate mõõtmetest. Viimast valides pöörate kindlasti tähelepanu pakutavate fotoelementide mitmekesisusele. Omatehtud seadmetes kasutamiseks on kõige mugavam valida keskmise suurusega päikesepatareid. Näiteks polükristallilised paneelid mõõtmetega 3x6 tolli on mõeldud väljundpingele 0,5 V ja voolule kuni 3 A.
Päikesepatarei valmistamisel ühendatakse need järjestikku 30 tükist plokkideks, mis võimaldab saada autoaku laadimiseks vajalikku pinget 13–14 V (arvestades kadusid). Ühe sellise seadme maksimaalne võimsus on 15 V × 3 A = 45 W. Selle väärtuse põhjal pole keeruline arvutada, kui palju elemente ehitamiseks vaja on päikesepaneel antud võimsus ja määrata selle mõõtmed. Näiteks 180-vatise päikeseelektrikollektori ehitamiseks vajate 120 fotoelementi kogupinnaga 2160 ruutmeetrit. tolli (1,4 ruutmeetrit).
Omatehtud päikesepaneeli ehitamine
Enne päikesepaneeli valmistamise alustamist tuleks lahendada selle paigutuse probleemid, arvutada mõõtmed ning valmistada ette vajalikud materjalid ja tööriistad.
Oluline on valida õige paigalduskoht
Kuna päikesepaneel valmistatakse käsitsi, võib selle kuvasuhe olla ükskõik milline. See on väga mugav, kuna omatehtud seade saab edukamalt integreerida katuse välisilme või disaini äärelinna piirkond. Samal põhjusel peaksite enne projekteerimistegevuse alustamist valima aku paigaldamise koha, pidades meeles, et peate arvestama mitme teguriga:
- koha avatus päikesevalgusele päevavalgustundidel;
- varjuliste hoonete ja kõrgete puude puudumine;
- minimaalne kaugus ruumist, kuhu on paigaldatud salvestusvõimsus ja muundurid.
Katusele paigaldatud aku näeb loomulikult orgaanilisem välja, kuid seadme maapinnale asetamisel on eeliseid rohkem. Sel juhul välistatakse tugiraami paigaldamisel katusematerjalide kahjustamise võimalus, seadme paigaldamise keerukus väheneb ja "päikesekiirte lööginurka" saab õigeaegselt muuta. Ja mis kõige tähtsam, madalama paigutusega on päikesepaneeli pinda palju lihtsam puhtana hoida. Ja see on garantii, et paigaldus töötab täisvõimsusel.
Päikesepaneeli paigaldamine katusele on tingitud pigem ruumikitsikusest kui vajadusest või kasutusmugavusest.
Mida vajate tööprotsessi ajal
Koduse päikesepaneeli valmistamist alustades peaksite varuma:
- fotoelemendid;
- keerutatud vasktraat või spetsiaalsed siinid päikesepatareide ühendamiseks;
- jootma;
- Schottky dioodid, mis on ette nähtud ühe fotoelemendi voolu väljundiks;
- kvaliteetne peegeldusvastane klaas või pleksiklaas;
- liistud ja vineer raami valmistamiseks;
- silikoonhermeetik;
- riistvara;
- värvida ja kaitsev koostis puitpindade töötlemiseks.
Tööks läheb vaja lihtsaimat tööriista, mis kodu säästval omanikul alati käepärast on - jootekolbi, klaasilõikurit, saagi, kruvikeerajat, värvi pintsel ja jne.
Tootmisjuhised
Esimese päikesepatarei valmistamiseks on kõige parem kasutada juba joodetud juhtmetega fotoelemente – sellisel juhul väheneb elementide kahjustamise oht kokkupanemisel. Kui aga oled jootekolviga vilunud, saad lahtiste kontaktidega päikesepatareide ostmisel raha säästa. Ülaltoodud näidetes vaadeldava paneeli ehitamiseks vajate 120 plaati. Kasutades kuvasuhet ligikaudu 1:1, on vaja 15 rida 8 fotosilma. Sel juhul saame ühendada iga kaks "veeru" järjestikku ja ühendada paralleelselt neli sellist plokki. Nii saate vältida juhtmete sassi ja saada sujuva ja ilusa paigalduse.
Koduse päikeseelektrijaama elektrijuhtmestiku skeem
Raam
Päikesepaneeli kokkupanemine peaks alati algama korpuse valmistamisest. Selleks vajame alumiiniumnurki või puidust liiste, mille kõrgus ei ületa 25 mm - sel juhul ei heida need fotosilmade välimistele ridadele varju. Meie 3 x 6 tolli (7,62 x 15,24 cm) ränielementide mõõtmete põhjal peaks raami suurus olema vähemalt 125 x 125 cm. Kui otsustate kasutada teistsugust kuvasuhet (näiteks 1:2), raami saab veelgi tugevdada risttalaga, mis on valmistatud samast osast liist.
Korpuse tagumine külg tuleks katta vineeri või OSB paneeliga ning raami alumisse otsa tuleks puurida tuulutusavad. Niiskuse ühtlustamiseks on vaja ühendust paneeli sisemise õõnsuse ja atmosfääri vahel - vastasel juhul ei saa klaasi udusust vältida.
Päikesepaneeli korpuse valmistamiseks sobivad kõige lihtsamad materjalid - puitliistud ja vineer.
Suure läbipaistvusega pleksiklaasist või kvaliteetsest klaasist paneel lõigatakse vastavalt raami välismõõdule. Äärmuslikel juhtudel võib kasutada kuni 4 mm paksust aknaklaasi. Selle kinnitamiseks valmistatakse ette nurgaklambrid, millesse tehakse raami külge kinnitamiseks puurid. Pleksiklaasi kasutades saate teha augud otse läbipaistvasse paneeli – see lihtsustab kokkupanekut.
Kaitsma puidust korpus päikesepatarei niiskuse ja seente eest, see on immutatud antibakteriaalse koostisega ja värvitud õlivärviga.
Elektrilise osa kokkupaneku hõlbustamiseks lõigatakse puitkiudplaadist või muust dielektrilisest materjalist substraat vastavalt sisemine suurus raamid Tulevikus paigaldatakse sellele fotosilmad.
Jooteplaadid
Enne jootmise alustamist peaksite "välja selgitama" fotoelementide paigutuse. Meie puhul vajame 4 lahtri massiivi, igaühes 30 plaati ja need asuvad korpuses viieteistkümnes reas. Sellise pika ketiga on ebamugav töötada ja suureneb haprade klaasplaatide kahjustamise oht. Ratsionaalne oleks ühendada igaüks 5 osa ja viia lõplik kokkupanek lõpule pärast seda, kui fotoelemendid on aluspinnale paigaldatud.
Mugavuse huvides saab fotoelemendid paigaldada mittejuhtivale substraadile, mis on valmistatud tekstoliidist, pleksiklaasist või puitkiudplaadist
Pärast iga keti ühendamist peaksite kontrollima selle funktsionaalsust. Selleks asetatakse iga koost alla laualamp. Voolu ja pinge väärtusi salvestades saate mitte ainult jälgida moodulite jõudlust, vaid ka võrrelda nende parameetreid.
Jootmiseks kasutame väikese võimsusega jootekolvi (maksimaalselt 40 W) ja head, vähesulavat joodist. Kandke seda väikestes kogustes plaatide juhtosadele, misjärel ühendame ühenduse polaarsust jälgides osad üksteisega.
Fotosilmade jootmisel tuleb olla eriti ettevaatlik, kuna need osad on väga haprad.
Olles üksikud ketid kokku kogunud, keerame need seljaga aluspinna poole ja liimime silikoontihendi abil pinnale. Iga 15-voldine fotoelement on varustatud Schottky dioodiga. See seade laseb voolul liikuda ainult ühes suunas, nii et see ei lase akudel tühjeneda, kui päikesepaneeli pinge on madal.
Fotoelementide üksikute stringide lõplik ühendamine toimub vastavalt ülaltoodud elektriskeemile. Nendel eesmärkidel võite kasutada spetsiaalset bussi või keerdunud vasktraati.
Päikesepatarei rippuvad elemendid tuleks kinnitada kuumsulavliimiga või isekeermestavate kruvidega.
Paneeli kokkupanek
Neil paiknevate fotosilmidega aluspinnad asetatakse korpusesse ja kinnitatakse isekeermestavate kruvidega. Kui raam on tugevdatud risttalaga, tehakse sellesse juhtmete paigaldamiseks mitu puuri. Välja toodud kaabel kinnitatakse kindlalt raami külge ja joodetakse koostu klemmide külge. Polaarsusega segiajamise vältimiseks on kõige parem kasutada kahevärvilisi juhtmeid, mis ühendavad punase klemmi aku plussiga ja sinise selle miinusega. Piki raami ülemist kontuuri kantakse pidev silikoontihendi kiht, mille peale asetatakse klaas. Pärast lõplikku fikseerimist loetakse päikesepatarei kokkupanek lõpetatuks.
Pärast kaitseklaasi paigaldamist hermeetikule saab paneeli transportida paigalduskohta
Päikesepatarei paigaldamine ja ühendamine tarbijatega
Isetehtud päikesepaneel on mitmel põhjusel üsna habras seade ja vajab seetõttu usaldusväärset tugiraami. Ideaalne variant oleks selline konstruktsioon, mis võimaldaks vaba elektriallika suunamist mõlemale tasapinnale, kuid sellise süsteemi keerukus on enamasti tugev argument lihtsa kaldsüsteemi kasuks. See on liigutatav raam, mida saab valguse suhtes iga nurga alla seada. Üks puittaladest raami võimalustest on toodud allpool. Selle valmistamiseks võid kasutada metallist nurki, torusid, rehve jne – mida iganes käepärast on.
Päikesepatarei raami joonis
Päikesepaneeli akudega ühendamiseks vajate laadimiskontrollerit. See seade jälgib akude laetuse ja tühjenemise olekut, jälgib väljundvoolu ja lülitub vooluvõrku olulise pingelanguse korral. Samast saab osta vajaliku võimsusega ja vajaliku funktsionaalsusega seadme jaemüügipunktid kus müüakse fotoelemente. Mis puutub kodutarbijate toitesse, siis selleks on vaja madalpinge muundada 220 V-ks. Sellega saab edukalt hakkama ka teine seade - inverter. Peab ütlema, et kodumaine tööstus toodab usaldusväärseid seadmeid, millel on head jõudlusomadused, nii et muundurit saab kohapeal osta - sel juhul on boonuseks "tõeline" garantii.
Ühest päikesepatareist ei piisa kodu täielikuks toiteks – vajate ka akusid, laadimiskontrollerit ja inverterit
Müügil leiate sama võimsusega invertereid, mis erinevad hinna poolest mitu korda. Seda hajumist seletatakse väljundpinge "puhtusega", mis on vajalik tingimus üksikute elektriseadmete toiteks. Nn puhta siinuslainega muundurid on keerulisema konstruktsiooniga ja sellest tulenevalt ka suurema maksumusega.
Video: päikesepaneeli valmistamine oma kätega
Koduse päikeseelektrijaama ehitamine ei ole triviaalne ülesanne ja nõuab nii rahalisi kui ka ajakulusid, aga ka minimaalseid teadmisi elektrotehnika põhiteadmistest. Päikesepaneeli kokkupanekut alustades tuleks jälgida maksimaalset tähelepanu ja täpsust – ainult sel juhul võite loota hea otsus küsimus. Lõpetuseks tahaksin teile meelde tuletada, et klaasi saastumine on üks tootlikkust mõjutavatest teguritest. Ärge unustage päikesepaneeli pinda õigeaegselt puhastada, vastasel juhul ei saa see täisvõimsusel töötada.
Päikesepaneelide jootmine üksikutest fotogalvaanilistest elementidest ja koduse päikeseelektrijaama elektripaigaldus - portaalikasutajate kogemus.
Jätkame oma teemat koduse päikeseelektrijaama ehitamisel. Üldise teabega päikesepaneelide arvutamise põhimõtete, aga ka autonoomsete toitesüsteemide kohta saate tutvuda meie varasemate artiklite lugemisega. Täna räägime funktsioonidest ise tehtud päikesepaneelid, elektrimuundurite ühendamise järjekord ja kaitseseadmed, mis peaksid päikeseelektrijaamas olema.
Fotogalvaaniliste moodulite tootmine
Standardne fotogalvaaniline moodul (paneel) koosneb kolmest põhielemendist.
- Paneeli korpus.
- Raam.
- Fotogalvaanilised elemendid.
Päikesemooduli lihtsaim disainielement on selle korpus. Selle esikülg on reeglina tavaline klaasleht, mille mõõtmed vastavad päikesepatareide arvule.
Adoronkin Kasutaja FORUMHOUSE
Klaasiks kasutasin tavalist aknaklaasi – 3 mm (kõige odavam). Tegin testi: klaas halvendab veidi mooduli jõudlust, nii et ma ei näe karastatud või kaetud klaasi kasutamisel erilist mõtet.
Aknaklaasi kasutatakse sageli päikesepaneelide kaitsekorpuse valmistamiseks. Kui kahtlete selle materjali tugevuses, siis võite kasutada karastatud või tavalist klaasi, kuid paksemat (5...6 mm). Sel juhul pole kahtlust, et fotogalvaanilised elemendid on usaldusväärselt kaitstud hävitavate loodusõnnetuste (näiteks rahe) eest.
Korpuse tagakülg võib olla valmistatud niiskuskindlast materjalist, mis kaitseb seda tolmu ja niiskuse sattumise eest päikesepatareidele. See võib olla metallleht, mis on neetide ja silikooniga hermeetiliselt raami külge kinnitatud, või jällegi tavaline klaas.
Samal ajal ei tervita mõned käsitöölised omatehtud päikesepaneeli korpuse tagaseina olemasolu.
Adoronkin
Aku tagakülg on avatud (parema jahutuse jaoks), kuid kaetud akrüül lakk segatud läbipaistva hermeetikuga.
Arvestades, et paneelide kuumenemisel langeb nende võimsus oluliselt, tundub selline lahendus õigustatud. Lõppude lõpuks tagab see pooljuhtelementide tõhusa jahutuse ja samal ajal päikesepatareide kvaliteetse tihendamise. Kõik koos pikendab kindlasti päikesepaneelide eluiga.
Raam
Omatehtud päikesepaneelide raamid on enamasti valmistatud tavalistest alumiiniumnurkadest. Parem on kasutada kaetud alumiiniumi - anodeeritud või värvitud. Kui teil tekib kiusatus teha raam puidust või plastikust, olge valmis selleks, et paari aasta pärast võib toode kliimategurite mõjul kuivada või isegi laguneda (v.a aknaplast).
TP691774 Kasutaja FORUMHOUSE
Ostan sealt, kust aknad tehakse. Hind - 80 rubla. meetri kohta Profiil on täiesti töövalmis, tuleb vaid lõigata 45° ja kuumuse all, nurgad liimida.
Vaatleme kõige lihtsamat paneelivalikut: alumiiniumraamiga paneeli.
Alumiiniumist raami osad kinnitatakse poltide või isekeermestavate kruvidega lihtsalt kokku.
Seejärel võib alumiiniumnurk olla eriline pingutus liimige klaasist korpus. Selleks on vaja ainult tavalist silikoontihendit.
Adoronkin
Võtsin silikoontihendi - universaalne. Piisab 1 torust. Parem on võtta läbipaistev hermeetik. Hermeetiku keemilist ohutust fotogalvaaniliste elementide suhtes kinnitas aku iga-aastane töö.
Tulemuseks on madal klaasist põhjaga kast, mille külge seejärel liimitakse fotogalvaanilised elemendid.
Korpuse ja raami suuruse määramisel tuleks arvestada vajadusega külgnevate fotogalvaaniliste elementide vahel, mis on võrdne 2...5 mm.
Päikesepatareide jootmine
Päikesemoodulite kokkupanemise kõige kriitilisem etapp on fotogalvaaniliste elementide jootmine. Päikesepatareid on valmistatud väga habras materjal seetõttu vajavad nad asjakohast ravi. Need, kes on nendega juba tegelenud, tellivad edaspidi päikesepatareide ostmisel elemente kindla kogusereserviga (10 - 15%). Näiteks 36 elemendi jaoks mõeldud paneeli valmistamiseks ostavad nad 39–42 lahtrit.
Päikesepatareide jootmiseks mõeldud õhukesed siinid, paksemad siinid (mille abil külgnevad paneeliread omavahel kombineeritakse) ja päikesepatareid on kõige parem osta samalt müüjalt. See säästab aega sobivate elementide otsimisel ja annab teatud garantiid nende ühilduvusele.
Elementide jootmine nende jadaühenduse korral toimub vastavalt järgmisele skeemile.
Päikesepatarei negatiivne (eesmine) kontakt on joodetud järgmise elemendi positiivse (tagumise) kontaktiga jne.
Selline näeb välja valmis paneel.
Tööks vajate järgmisi tööriistu ja materjale:
- Võimas jootekolb 40-60 W (vähemalt).
- Flux (voomarker) peab olema neutraalne (muidu joodetud kontaktid oksüdeeruvad kiiresti).
- Erineva laiusega rehvid.
- Kummikindad – vältimaks päikesepatareide (eriti nende esiosa) määrimist.
Vajame ka tina. Seda juhul, kui siin on kontaktide külge halvasti joodetud. Töödeldavad rakud asuvad kõval ja tasasel pinnal. See võib olla tahvel või klaas. Et vältida rakkude libisemist tööpind lauale, saab neid kinnitada elektrilindi tükkidega, mis on liimitud ümber elemendi perimeetri. Te ei tohiks panna elektrilinti elemendile endale (eriti selle esiosale). Varre vaba ots tuleks kinnitada laua külge kahepoolse teibiga.
Elementide jootmine ja paneelide kokkupanek toimub järgmises järjekorras: esiteks kaetakse plaadi kontaktsoon kogu pikkuses räbustiga. Seejärel asetatakse tasapinnaline siini soonde ja joodetakse kogu laiuse ulatuses (elemendi negatiivse pooluse juures) plaadi kontakti külge.
Või kolmes punktis (tavaliselt elemendi positiivsel poolusel).
Jootepunktide arv sõltub elemendi konstruktsioonist.
Kõikide päikesepatareide külge joodetakse kontaktid ükshaaval. Täiendavat joodist kasutatakse ainult juhtudel, kui latti ei saa esimest korda usaldusväärselt plaadi külge joota.
Esiteks on kontaktid joodetud iga lahtri esiküljele (negatiivsele küljele), mis asetsevad paneeli klaaskorpusel.
Eelnevalt valmistatakse ette vajaliku suurusega rehv. Selle pikkus peaks vastama kahe külgneva plaadi laiusele.
Joodetud kontaktidega plaadid asetatakse esikülg allapoole paneeli klaaskorpusele. Pärast seda saab neid polaarsuse järgi üksteise külge joota (iga lahtri "–" joodetakse külgneva lahtri "+" külge jne).
Elementide mugavamaks paigutamiseks paneeli klaaskorpusele saab selle pinnale eelnevalt märgistada.
Sliderrr Kasutaja FORUMHOUSE
Märkisin musta viltpliiatsiga lahtrite asukoha klaasile. Asetasin lahtrid kohale ja kinnitasin need peade, mutrite ja poltidega.
Pähklid, võtmed ja muud metallesemed antud juhul kasutati neid lastina. Lahtreid saab kinnitada ka läbipaistva silikooniga, mis kantakse iga elemendi nurkades klaasile.
Fotogalvaaniliste elementide külgnevate ridade ühendamisel tuleks kasutada täiendavat joodist. See suurendab erineva laiusega juhtmete ristmikel jootmise usaldusväärsust.
Kui kõik elemendid on kokku joodetud ja juhid tuuakse läbi alumiiniumraam paneelid, võite hakata valama päikesepatareid.
Selleks täidetakse külgnevate elementide vahelised õmblused silikoontihendiga.
Sliderrr
Paneelide vahed täitsin silikooniga (tasendasin veidi ja lõikasin ära süstla otsiku, et tagada õmbluse esteetika ja hea kontakt klaasiga silikoon). Kui see oli kuivanud, katsin iga paneeli ümbermõõdu uuesti. Pärast hermeetiku kuivamist katsin rakud kaks korda jahilakiga. Edaspidi proovin isoleeriva lakiga.
Kasutaja Mirosh laki asemel kasutab see rakkude täitmiseks valget silikooni, mida ta pinnale kannab õhuke kiht kasutades spaatlit. Tulemus on üsna rahuldav.
Enne lõplikku kokkupanekut on soovitatav testida iga elementi selle genereeritava võimsuse suhtes. Seda saab teha multimeetri abil. Kui iga üksiku elemendi genereeritava voolu ja pinge vahel pole olulisi erinevusi, võite need ohutult fotogalvaanilise mooduli hulka lisada.
Schottky dioodide paigaldamine
Päikesepaneelide disainis kasutatakse sageli elemente, mida me varem pole maininud. Need on Schottky dioodid.
Need on paigaldatud kahel põhjusel.
Esiteks paigaldatakse šuntdioodid, et pimedal või pilvise ilmaga ei tühjendaks päikesepaneelid päikeseelektrijaamas sisalduvat akut.
Alexi KAART Kasutaja FORUMHOUSE
Päikesepaneelide otseühenduse korral öösel akuga langeb paneelidel pinge ja need kuumenevad. Seetõttu viidi 10 aastat tagasi välja töötatud primitiivse päikesekontrolleri vooluringi Schottky diood (kaitse üleöö aku tühjenemise eest).
Kui päikesepaneelidega ühendada kaasaegne kontroller, siis öise tühjenemise eest erilist kaitset vaja ei ole. Töötav kontroller, ilma lisaseadmete abita, lahutab õigel ajal toite akust.
Teiseks, kui päikesemoodulit katab lähedalasuva hoone (või muu massiivse objekti) vari, siis selle elemendi võimsus väheneb. Võimsuse vähendamise tagajärjed on järgmised: varjutatud elemendiga järjestikku ühendatud ülejäänud paneelide suhtes muutub varjutatud element vooluallikast takistuslikuks koormuseks. Varjutatud mooduli takistus suureneb oluliselt ja selle temperatuur tõuseb oluliselt.
Võimsuse märkimisväärne vähenemine on kõige kahjutum asi, mis võib tuleneda järjestikku ühendatud päikesepatarei osalisest varjutamisest. Lõppude lõpuks kuumeneb varjutatud moodul üle ja ebaõnnestub. Seda nähtust nimetatakse kuuma punkti efektiks.
Selle efekti vältimiseks paigaldatakse Schottky diood paralleelselt iga järjestikku ühendatud mooduliga (või päikesepatareide järjestikuse reaga). Diood võimaldab elektril varjutatud paneelist mööda minna. Sel juhul tekkiv pinge väheneb, kuid suur voolulangus välditakse.
Alexi KAART
Suur vool vooluringi ülejäänud paneelidest, mis on valgustatud, ei katke, vaid läheb paneelide varjutatud osadest dioodide kaudu mööda. Lõpppinge on veidi madalam, kuid see pole kontrolleri jaoks oluline. Kui paneelidel poleks sisseehitatud dioode, siis vähimagi varjundiga kasvõi 1 paneeli tükis lõpetaks kogu kett voolu tootmise täielikult.
Teisisõnu, võimsuskadu on võrdeline varjutusalaga.
Dioode saab paigaldada paralleelselt kogu mooduliga või paralleelselt selle üksikute ridadega.
Siin on diagramm, kus igal ühte moodulisse paigaldatud rakkude real on oma diood. Praktikas jaguneb moodul kõige sagedamini 2 võrdseks osaks.
MajaR Kasutaja FORUMHOUSE
Tavaliselt kuvatakse neljarealise paneeli puhul keskpunkt, st lahtrid on pooleks sillatud. Dioodid asetatakse klemmikarpi.
Igal juhul tuleks kõik päikesepaneelide moodulid paigutada nii, et valgus tabaks neid ühtlaselt. Siis ei pea te lahendama üksikute moodulite või isegi rakkude manööverdamise probleemi.
Mugavuse huvides asuvad klemmikarbid päikesepaneelide tagaküljel.
Kui kontrolleriga on paralleelselt ühendatud mitu järjestikku ühendatud paneelide rühma, siis sel juhul on iga jadakett ühendatud eraldusdioodi kaudu ühisesse vooluringi. See võimaldab teil vältida üksikute jadakettide mittevastavusest tulenevaid kadusid ja lisaks kaitsta akut öösel tühjenemise eest (kui kontroller äkki ebaõnnestub).
Dioodid valitakse vastavalt kahele peamisele parameetrile: maksimaalne vool, mis voolab edasisuunas (edasivool) ja vastupidine pinge. Maksimaalne pöördvoolu pinge (Urev.max.) ei tohiks põhjustada dioodi rikkeid. Sel juhul peaksid dioodi jõudlusnäitajad veidi ületama paneeli reitingut (umbes 1,3–1,5 korda).
Kuid siin on üks nipp.
Max 94 Kasutaja FORUMHOUSE
Kõrgepinge jaoks pole tavalisi Schottkysid. Need on lihtsalt alalisvoolu langusega poolused. Nii et parem võtta Urevilt tavalised. Max ≈ 30...100V.
Paneelide paigaldus
Kuidas paneele õigesti paigaldada ja kuhu need paigaldada? Vastused neile küsimustele sõltuvad turvasüsteemide disainist ja nende omaniku võimalustest. Ainus asi, mille eest peaksid eranditult kõik hoolitsema, on kaldenurga säilitamine. Iga piirkonna puhul on see nurk erinev ja see sõltub otseselt piirkonna laiuskraadist.
Keskmiselt peaks talvel kaldenurk olema 10°...15° suurem optimaalne väärtus, suvel – sama palju – madalam. saab vaadata jaotisest FORUMHOUSE.
Juhi ristlõige
Vastavalt elektrotehnika postulaatidele võib juhtme liiga väike ristlõige põhjustada ülekuumenemist ja isegi tulekahju. Liiga suur pole halb, kuid see toob kaasa autonoomse süsteemi kulude põhjendamatult suure tõusu. Seetõttu on selle looja ülesanne leida "kuldne keskmine".
Alustame sellest, et akut inverteriga ühendavasse vooluringi tuleks paigaldada kõige paksemad juhid (muide, mida lühem see lõik on, seda parem). Siin voolavad suured voolud.
Paneele inverteriga ühendavaid juhte, samuti paneele omavahel ühendavaid juhte saab valida väikese ristlõikega. Nendes vooluringi osades võib olla suhteliselt kõrge pinge, kuid vool on alati madal.
HeliosHouse Kasutaja FORUMHOUSE
16 mm² pole vaja ja 10 mm² pole vaja. 4 on enam kui piisav. “Paks” juhet läheb vaja ainult inverteri vooluringis, ristlõige tuleb valida vastavalt vooluvõimsusele.
"Paks" ja "õhuke" on paindlikud mõisted, nii et ärgem kaldugem standarditest kõrvale.
Arvestades, et alumiiniumjuhtmete kasutamine kodustes toitesüsteemides on hetkel keelatud, kehtivad tabeliandmed polüvinüülkloriid- või kummiisolatsiooniga vaskjuhtmete kohta.
Samuti peaksite juhtmete valimisel pöörama tähelepanu inverterite, kontrollerite ja muude süsteemiga seotud seadmete tootjate soovitustele.
Automaatsed kaitselülitid
Päikeseelektrijaama vooluringis, nagu ka kõigi teiste võimsate elektriallikate vooluringis, on vaja paigaldada kaitse lühiste eest. Esiteks peavad kaitselülitid või kaitsmeühendused kaitsma akudest inverterini kulgevaid toitekaableid.
Lõvi2 Kasutaja FORUMHOUSE
Kui midagi inverteris lühisesse läheb, pole see tulekahjust kaugel. Üks akusüsteemidele esitatavaid nõudeid on alalisvoolu kaitselüliti või kaitsmelüli olemasolu vähemalt ühel juhtmel ja võimalikult lähedal aku klemmidele.
Lisaks asetatakse kaitse aku ja kontrolleri ahelasse. Samuti ei tohiks tähelepanuta jätta teatud tarbijarühmade (alalisvoolutarbijad, kodumasinad jne) kaitset. Kuid see on juba reegel mis tahes toitesüsteemi ehitamisel.
Aku ja kontrolleri vahele paigaldatud masinal peab olema suur süütetõrke voolureserv. Teisisõnu, kaitse ei tohiks kogemata (koormuse suurenemisel) tööle hakata. Põhjus: kui kontrolleri sisendisse (toiteallikast) antakse pinge, siis hetkel ei saa akut sellest lahti ühendada. See võib põhjustada seadme talitlushäireid.
Ühenduse protseduur
Elektriahel on kokku pandud järgmises järjekorras:
- Kontrolleri ühendamine akuga.
- Ühendus päikesepaneeli kontrolleriga.
- Ühendus alalisvoolutarbijate rühma kontrolleriga.
- Inverteri ühendamine akudega.
- Koormuse ühendamine inverteri väljundiga.
See ühendusjärjestus aitab kaitsta kontrollerit ja muundurit kahjustuste eest.
Meie portaalis osalejatelt saate õppida vastavat teemat külastades. Tõsisel huvilistel soovitame külastada teist kasulikku rubriiki, mis on pühendatud selle valdkonna kogemuste jagamisele. Kokkuvõtteks juhime teie tähelepanu videole, mis ütleb teile, kuidas päikesepaneele õigesti paigaldada ja ühendada.
Päikesepaneelid on energiaallikas, mida saab kasutada madala hoone jaoks elektri või soojuse tootmiseks. Kuid päikesepaneelid on kallid ja enamikule meie riigi elanikele kättesaamatud. Kas sa nõustud?
Teine asi on see, kui teete päikesepatarei ise - kulud vähenevad oluliselt ja see disain ei tööta halvemini kui paneel tööstuslik tootmine. Seetõttu, kui kaalute tõsiselt alternatiivse elektrienergia allika ostmist, proovige seda ise valmistada - see pole eriti keeruline.
Selles artiklis käsitletakse päikesepaneelide tootmist. Me ütleme teile, milliseid materjale ja tööriistu selleks vaja läheb. Ja veidi madalamalt leiate samm-sammult juhised koos illustratsioonidega, mis näitavad selgelt töö edenemist.
Päikeseenergiat saab muundada soojuseks, kui energiakandjaks on jahutusvedelik, või elektrienergiaks, mis kogutakse akudesse. Aku on generaator, mis töötab fotoelektrilise efekti põhimõttel.
Päikeseenergia muundamine elektriks toimub pärast seda, kui päikesekiired tabavad fotoelemendi plaate, mis on aku põhiosa.
Sel juhul "vabastavad" valguskvandid oma elektronid välistelt orbiitidelt. Need vabad elektronid toodavad elektrivoolu, mis läbib kontrollerit ja koguneb akusse ning sealt edasi läheb see energiatarbijateni.
Pildigalerii
Materjalid päikeseplaadi loomiseks
Päikesepatarei ehitamist alustades peate varuma järgmiste materjalidega:
- silikaatplaadid-fotoelemendid;
- puitlaastplaadid, alumiiniumnurgad ja liistud;
- kõva vahtkumm paksusega 1,5-2,5 cm;
- läbipaistev element, mis toimib räniplaatide alusena;
- kruvid, isekeermestavad kruvid;
- silikoonhermeetik väliskasutuseks;
- elektrijuhtmed, dioodid, klemmid.
Vajalike materjalide hulk sõltub teie aku suurusest, mis on enamasti piiratud saadaolevate päikesepatareide arvuga. Tööriistad, mida vajate, on: kruvikeeraja või kruvikeerajate komplekt, metalli- ja puidusaag, jootekolb. Valmis aku testimiseks vajate ampermeetri testerit.
Nüüd vaatame üksikasjalikumalt kõige olulisemaid materjale.
Räniplaadid või päikesepatareid
Patareide fotoelemente on kolme tüüpi:
- polükristalliline;
- monokristalliline;
- amorfne.
Polükristallilisi vahvleid iseloomustab madal efektiivsus. Kasuliku mõju suurus on umbes 10–12%, kuid see näitaja aja jooksul ei vähene. Polükristallide kasutusiga on 10 aastat.
Päikesepatarei on kokku pandud moodulitest, mis omakorda koosnevad fotoelektrilistest muunduritest. Jäigade räni päikesepatareidega akud on omamoodi võileib, mille järjestikused kihid on paigaldatud alumiiniumprofiili
Monokristallilistel päikesepatareidel on suurem kasutegur - 13-25% ja pikk kasutusiga - üle 25 aasta. Kuid aja jooksul üksikute kristallide efektiivsus väheneb.
Monokristallilised muundurid toodetakse kunstlikult kasvatatud kristallide saagimise teel, mis seletab kõrgeimat fotojuhtivust ja tootlikkust.
Kile fotokonvertereid toodetakse õhukese amorfse ränikihi sadestamisel elastsele polümeersele pinnale
Amorfse räniga painduvad akud on kõige kaasaegsemad. Nende fotoelektriline muundur pihustatakse või sulatatakse polümeeralusele. Kasutegur on umbes 5 - 6%, kuid kilesüsteeme on äärmiselt lihtne paigaldada.
Amorfsete fotokonverteritega filmisüsteemid on ilmunud suhteliselt hiljuti. See on äärmiselt lihtne ja maksimaalne odav välimus, kuid kaotab tarbijaomadused kiiremini kui tema konkurendid.
Erineva suurusega fotoelemente ei ole otstarbekas kasutada. Sel juhul piirab patareide tekitatud maksimaalset voolu väikseima elemendi voolutugevus. See tähendab, et suuremad plaadid ei tööta täisvõimsusel.
Päikesepatareide ostmisel küsige müüjalt tarneviisi, enamik müüjaid kasutab vahatamismeetodit, et vältida habras elementide hävimist
Kõige sagedamini selleks omatehtud patareid Kasutatakse mono- ja polükristallilisi fotoelemente mõõtmetega 3x6 tolli, mida saab tellida veebipoodidest nagu E-bye.
Fotoelementide maksumus on üsna kõrge, kuid paljudes kauplustes müüakse nn B-grupi elemente. Sellesse gruppi liigitatud tooted on defektsed, kuid sobivad kasutamiseks ning nende maksumus on 40-60% madalam kui standardplaatidel.
Enamik veebipoode müüb fotogalvaanilisi elemente 36 või 72 fotogalvaanilise muundusplaadi komplektina. Üksikute moodulite ühendamiseks akuga on vaja siine ja süsteemiga ühendamiseks on vaja terminale.
Pildigalerii
Päikesepatarei saab kasutada varuenergiaallikana tsentraliseeritud toiteallika sagedaste katkestuste korral. Automaatseks ümberlülitamiseks on vaja varustada katkematu toitesüsteemiga.
Selline süsteem on mugav selle poolest, et traditsioonilise elektriallika kasutamisel toimub laadimine samal ajal. Päikesepatarei teenindavad seadmed asuvad majas sees, mistõttu on vaja nende jaoks ette näha spetsiaalne ruum.
Tarbimise ökoloogia. Teadus ja tehnoloogia: kõik teavad, et päikesepatarei muudab päikeseenergia elektrienergiaks. Ja selliste elementide tootmiseks tohututes tehastes on terve tööstus. Soovitan teil teha oma päikesepatarei kergesti kättesaadavatest materjalidest.
Kõik teavad, et päikesepatarei muudab päikeseenergia elektrienergiaks. Ja selliste elementide tootmiseks tohututes tehastes on terve tööstus. Soovitan teil teha oma päikesepatarei kergesti kättesaadavatest materjalidest.
Päikesepatarei komponendid
Meie päikesepatarei põhielemendiks on kaks vaskplaati. Lõppude lõpuks, nagu teate, oli vaskoksiid esimene element, milles teadlased fotoelektrilise efekti avastasid.
Niisiis, meie tagasihoidliku projekti edukaks elluviimiseks vajate:
1. Vaskleht. Tegelikult pole meil vaja tervet lehte, vaid piisab väikestest ruudukujulistest (või ristkülikukujulistest) 5 cm tükkidest.
2. Paar alligaatoriklambrit.
3. Mikroampermeeter (tekkiva vooluhulga mõistmiseks).
4. Elektripliit. Üks meie plaat on vaja oksüdeerida.
5. Läbipaistev anum. Tavaline plastikust mineraalveepudel sobib hästi.
6. Lauasool.
7. Regulaarne kuum vesi.
8. Väike tükk liivapaberit, et eemaldada meie vaskplaatidelt oksiidkile.
Kui kõik vajalik on ette valmistatud, võite jätkata kõige olulisema etapiga.
Plaatide ettevalmistamine
Niisiis, kõigepealt võtke üks taldrik ja peske see, et eemaldada selle pinnalt kõik rasvad. Pärast seda puhastage liivapaberiga oksiidkile ja asetage juba puhastatud latt sisselülitatud elektripõleti külge.
Pärast seda lülitame selle sisse ja vaatame, kuidas see kuumeneb ja muudab meie taldrikut.
Kui vaskplaat on täielikult mustaks muutunud, hoidke seda veel vähemalt nelikümmend minutit kuumal pliidil. Pärast seda lülitage pliit välja ja oodake, kuni teie "praetud" vask on täielikult jahtunud.
Kuna vaskplaadi ja oksiidkile jahutuskiirus on erinev, tuleb suurem osa mustast sadestist ise maha.
Pärast plaadi jahtumist võtke see ja peske must kile õrnalt vee all maha.
Tähtis. Kuid te ei tohiks ülejäänud musti kohti maha rebida ega neid mingil viisil painutada. See on vajalik selleks, et vasekiht jääks puutumatuks.
Pärast seda võtame oma plaadid ja asetame need ettevaatlikult ettevalmistatud mahutisse ning kinnitame servade külge joodetud juhtmetega alligaatoriklambrid. Veelgi enam, me ühendame puutumata vasetüki miinusega ja töödeldud tüki plussiga.
Seejärel valmistame soolalahuse, nimelt lahustame vees paar supilusikatäit soola ja valame selle vedeliku anumasse.
Nüüd kontrollime oma disaini toimivust, ühendades selle mikroampermeetriga.
Nagu näete, on installimine üsna toimiv. Varjus näitas mikroampermeeter ligikaudu 20 µA. Kuid päikese käes läks seade katlakivist välja. Seetõttu võin vaid öelda, et päikese käes toodab selline installatsioon selgelt üle 100 μA.
Loomulikult ei saa sellise paigaldusega isegi lambipirni põlema panna, kuid koos lapsega sellist paigaldust tehes saab temas äratada huvi näiteks füüsika õppimise vastu. avaldatud
Kui teil on selle teema kohta küsimusi, esitage need meie projekti ekspertidele ja lugejatele.
Postitas administraator 1193 päeva tagasi
Kuidas päikesepatarei oma kätega kokku panna
IN viimased aastad Energiasäästu küsimus muutub üha teravamaks. Paljud inimesed hakkavad mõtlema, kuidas säästa energiat erinevate energiasäästlike tehnoloogiate abil. Viimasel ajal on päikeseenergia kodus kasutamise vastu huvi tundma hakanud üha rohkem inimesi, kes jõuavad järeldusele, et parem oleks päikesepaneelid ühe korra paigaldada ja siis oma eelarves oluliselt kokku hoida. See on asjakohane nii Venemaal kui ka kogu maailmas pidevalt tõusvate energiahindade kontekstis. Saate veelgi säästa, kui mõtlete välja, kuidas päikesepatarei oma kätega kokku panna. Päikesepaneelide kogumise peamine omadus on komponentide kättesaadavus ja minimaalsed finantsinvesteeringud.
Paneelide elementide valimine
Isemonteeritava päikesesüsteemi suureks eeliseks on see, et pole vaja kogu kompleksset süsteemi korraga paigaldada, võimsust saab järk-järgult suurendada. Kui kogumiskogemus õnnestub, saab tööd jätkata ja mahtu suurendada.
Päikesepatarei on lokaalne generaator, mis muundab päikeseenergia fotogalvaanilise elemendi abil elektrienergiaks. Selle oma kätega kokkupanekuks peate valima avatud turul päikesemoodulid. Näiteks Ebayst saab osta 36 päikesepatareist koosneva SolarCellsi komplekti, mis on mõeldud spetsiaalselt aku ise kokkupanemiseks. Sarnaseid komplekte saab osta Venemaal.
Töötame välja projekti
Projekti areng sõltub päikesepatarei paigutamise asukohast ja paigaldusvõimalusest. Sellised akud tuleb paigaldada sellise nurga all, et päikesekiired tabaksid fotoelemente täisnurga all. Ärge unustage, et päikesepaneeli jõudlus sõltub täielikult valguse intensiivsusest. Need tuleb paigaldada hoone päikesepoolsele küljele. Sõltuvalt objekti asukohast ja päikeseenergia voolust igas piirkonnas arvutatakse päikesepaneeli kaldenurk.
Tasub juhtida tähelepanu asjaolule, et hoone katusele paigaldatava süsteemi projekteerimisel on vaja eelnevalt kindlaks teha või arvutada kandevõime katused. Katus peab täielikult vastu pidama rakendatavale koormusele ja tagama ka ohutusvaru.
Valmistame raami
Enne päikesepatarei valmistamist peate ostma päikesepatareid (36 tk). Arvutuste kohaselt toodab üks element 0,5 volti energiat ehk kui elemente on 36, siis saab 18 volti.
Turul on saadaval tohutu valik erineva suurusega plaate, kuid nende valimisel peate meeles pidama järgmist:
- Kõik plaadid tekitavad olenemata nende suurusest sama pinget;
- Suured plaadid toodavad rohkem voolu;
- Suuremate plaatide kasutamisel saate rohkem energiat, kuid arvestage suuremate paneelide kaaluga;
- Plaate ei ole soovitatav kasutada erinevad suurusedühes struktuurisüsteemis.
Päikesepaneelide valmistamisel kasutatakse raami jaoks alumiiniumnurka, kuid saab osta ka selleks otstarbeks mõeldud valmisraame. Läbipaistev kate tuleks valida vastavalt oma soovidele, kuid arvestades valguse murdumisnäitajat. Kõige soodsam materjal on pleksiklaas ja oma omaduste poolest kõige vähem sobiv materjal on tavaline polükarbonaat. Parimad materjalid paneelide valmistamiseks on materjalid, millel on kõrge tase valguse läbilaskvus. Kui kasutate pleksiklaasi, saate töö ajal jälgida süsteemi kontakte.
Päikesepatarei korpuse paigaldamine
Kui rääkida ühe päikesepatarei standardtoodangust, siis see hõlmab 36 fotoelemendi kasutamist 150x81 mm plaatidega. Mõõtmete arvutamisel peate arvestama 3–5 mm suuruste lünkade olemasoluga elementide vahel, mis on vajalikud raami mõõtmete muutmisel atmosfäärinähtuste mõjul. Tooriku mõõtmed koos arvesse võetud tolerantsidega on 690x835 mm ja nurga laius raamis 35 mm. Alumiiniumprofiilist valmistatav päikesepatarei sarnaneb tehases valmistatud paneeliga ning tagab kõrge tiheduse, tugevuse ja jäikuse.
Alustuseks peate alumiiniumnurgast valmistama toorikud - raamid mõõtmetega 690x835 mm. Kruvide edasiseks kinnitamiseks peate saadud raami sisse tegema augud. Seejärel tuleks piki nurkade sisepinda kanda silikoonhermeetik ilma tühikuteta. See on üsna oluline punkt, sest... Ei tohiks olla kohti, mis pole silikooniga täidetud. Saadud raami peate panema läbipaistva pleksiklaasi lehe, spetsiaalse polükarbonaadi või peegeldusvastase klaasi.
Pange tähele, et silikoonil tuleb lasta kuivada, vastasel juhul tekib aurustumisel fotoelementidele üleliigne kile.
Paigutatud klaas tuleb ettevaatlikult raami vastu suruda ja kinnitada. Heaks fikseerimiseks tuleb kogu raami perimeetri ümber teha kinnitusdetailid. See on kõik, päikesepatarei raam on peaaegu valmis.
Elementide valimine ja jootmine
Ka samast Ebayst või muust sarnasest poest saab osta päikesepatareid, millel on juba joodetud juhid. Hinda kindlasti oma võimeid, sest... Kontaktide jootmine sellises konstruktsioonis on üsna keeruline protsess. Elementide hapruse tõttu suureneb vastutus veelgi.
Kui otsustate ikkagi elemendid ise jootma, peate esmalt papist tooriku abil juhtmed lõikama ja need ettevaatlikult fotoelemendile välja panema. Seejärel peate jootepunktidesse kandma hapet ja jootma. Mugavamaks tööks vajutage juhti raske esemega. Järgmiseks jootke juht ettevaatlikult fotoelemendi külge, kuid ärge pigistage hapraid kristalle. Vastavalt määratud standarditele peab juhi hõbekate vastu pidama kolmele jootmisele.
Päikesepatarei elementide kokkupanek
Esimese koostu tegemisel on kõige parem kasutada märgistatud alust, mis aitab paigutada elemente üksteise suhtes ühtlaselt. Alus on valmistatud vineerist, märkige kindlasti ära konstruktsiooni nurgad. Pärast akuelementide külge jootmist tagakülg paigaldamiseks tuleb kinnitada tükk teipi ja need sarnasel viisil üle kanda. Ainult ühendusosad tuleb tihendada.
Järgmisena tuleb elemendid asetada klaaspinnale. Ärge unustage jätta elementide vahele ruumi ja vajutada neid raskusega. Jootetakse vastavalt lisatud elektriskeemile. Positiivsed rajad tuleks asetada esiküljele ja negatiivsed tagaküljele. Jootke kõik hõbedased kontaktid. Ühendage kõik fotoelemendid seda põhimõtet kasutades. Paneeli äärmuslikel elementidel tuleb kontaktid ühendada pluss- ja miinussiiniga. Soovitatav on luua "keskpunkt" - kasutades kahte täiendavat möödaviigudioodi. Terminal on installitud väljaspool raamid Väljundjuhtmete jaoks võite kasutada isoleeritud kõlarikaablit. Pärast jootmist tuleb kõik juhtmed silikooniga kinnitada. Pärast kokkupanekut on päikesepaneelide põhiprobleemiks kontaktjootmise kvaliteet. Sellepärast soovitavad eksperdid enne tihendamist katsetada, mis tuleb jootmise ajal läbi viia igas elemendirühmas.
Kui kogu süsteem on korralikult projekteeritud, tagab see piisava aku võimsuse. Kogu konstruktsiooni arvutamisel tuleb arvestada, et ühe päikesepatarei valmistamisel on vaja kasutada ainult sama suurusega päikesemooduleid, sest süsteemis on maksimaalne vool piiratud väikseima elemendi vooluga.
Standardarvutused näitavad, et üsna päikesepaistelisel päeval saadakse ühest meetrist paneelist ligikaudu 120 W võimsust. Loomulikult ei võimalda selline võimsus teil isegi arvutiga töötada, kuid 10-meetrised paneelid annavad juba 1 kW energiat, mis annab teile võimaluse varustada energiat maja põhiseadmete jaoks. Keskmiselt kulub perele umbes 300 kW kuus, seega optimaalselt lõunaküljele paigaldatud süsteem mõõtmetega 20 meetrit katab pere elektrivajaduse. Valgustuses elektrikasutuse optimeerimiseks on soovitatav kasutada vahelduvvoolu LED- või luminofoorlampe. Kuidas valida sarnaseid pirne näiteks pinglage jaoks, saab lugeda siit.
Päikesepaneelid muutuvad alternatiivse toiteallikana üha populaarsemaks. Kuid meie tingimustes on nende hind sageli liiga kõrge, mistõttu kasutades kõigile kättesaadavaid materjale ja vajalikud juhised Päikesepatarei saate kokku panna oma kätega.
Kuidas päikesepatarei oma kätega kokku panna
Kuidas päikesepatarei oma kätega kokku panna Viimastel aastatel on energiasäästu küsimus muutunud üha teravamaks. Paljud inimesed hakkavad mõtlema
DIY päikesepaneel
Miks maksta tonni raha (või üldse raha) programmi eest, mis näitab teile, kuidas teha päikesepaneeli, kui saate sama asja tasuta?
Olen jälginud, et mu energiaarved tõusevad aasta-aastalt lihtsalt seetõttu, et kaasaegsed seadmed on pidevalt ooterežiimil. Ja see pole ainult kahju keskkond, kuid kahjustab ka minu pangakontot, sest ma maksan tegelikult mittemillegi eest. Ma ei saanud seadmeid pidevalt võrgust välja lülitada, kuna see muutis nende kasutamise keeruliseks ja võttis pidevaks seadistamiseks tarbetult aega. Tasapisi hakkasin otsima taastuvaid energiaallikaid, et oma tarbetuid kulutusi tasa teha. Tuuleenergia ei olnud valik, ma elan väga vaikses tuuleta piirkonnas. Hüdroelektrienergia ka ei sobi, kuna elan tasandikul, kus jõgesid praktiliselt pole. Seetõttu tundus päikeseenergia minu jaoks parim valik.
– 6A blokeerimisdiood
– 24 m 2 mm laiust linttraati
– 2 m 5 mm laiust linttraati
– 1 m termokahanevat toru
– 100% silikoonhermeetik
– ristid plaatide jaoks
– 2 alumiiniumnurka
Päikesepatareid jootsin ühendusskeemi järgi gruppidena. See summeerib kõigi elementide pinge, et saavutada soovitud väljund (maksimaalne võimalik). Tegin paneeli 28 lahtrist (4 rida 7 elementi). Sellise paigutuse ja suurusega paneel sobib ideaalselt minu aia ruumi. Tulemuseks sain 28x0,5V=14V (teoreetiliselt). Ma ei teadnud ikka veel voolutugevust, sest ostsin selle katse jaoks odavaid B-klassi elemente (äsja salvestasin).
Paneeli tagaküljele tegin kinnituskarbi klemmiplokiga. Ploki ühel küljel on + ja teisel küljel inverteri juhe. Ka juhtmekarbis on diood paneelilt inverterisse mineva plussi + vahel, mis takistab elektrivoolu paneelile ajal, mil paneel elektrit ei tooda (näiteks öösel).
Võtsin ühendust päikesepaneelide müüjaga, et tellida sobiv inverter. Mul on vaja väikest inverterit (hakkan tootma väike kogus elekter teie süsteemist). Võtsin OK-4 inverteri, mis on mõeldud 24 - 50 V, maksimaalselt 100 W. See oli väikseim inverter. Selgub, et ühest paneelist ei piisa, sest see toodab maksimaalselt 14 V. Mul oli vaja teist paneeli ja see annaks mulle kokku 28 V, mis oleks inverteri jaoks piisav. Arvestades, et tegemist pole tugeva vooluga, ei pruugi kahest paneelist piisata. Ja ma tegin kolmanda paneeli, mis saavutas püsivalt kõrge jõudluse.
Minu OK-4 inverteril ei olnud sisseehitatud ekraani väljundi näitamiseks, seega vajasin eraldi arvestit.
Voolu saab suurendada muutes paneelide nurka rohkem päikese poole, kuid see ei ole hetkel võimalik selles piirkonnas, kuhu need asetasin.
Keskmiselt toodavad paneelid 500 vatti nädalas, eeldades, et kõik töötab normaalsetes tingimustes. Nüüd ütlevad kriitikud, et see pole midagi, aga arvestades, et paneelid võivad rohkem anda, kui muudan nurka/asukohta ja seda, et mu paneelid on väiksemad kui tavalised pluss ainult 3 paneeli, siis numbrid ei paista. et väike. Minu eesmärk oli kompenseerida kulutatud energiat kodumasinad töötab ooterežiimis. Ja see mul õnnestus. Arvestamata disaini usaldusväärsust (testimine võtab kauem aega) võin öelda, et isetehtud päikesesüsteem töötab sama hästi kui need, mida poest osta saab.
Tulevikus plaanin paneelide vastupidavust testida, kuna ma ei tea veel, kuidas need pikemas perspektiivis käituvad, arvestades erinevaid ilmastikutingimusi, milles need toimima peavad.
Ja loomulikult jagan kõiki saadud teadmisi ka lugejatega, et igaüks saaks seda kodus korrata.
DIY päikesepaneel
Miks maksta tonni raha (või üldse raha) programmi eest, mis näitab teile, kuidas teha päikesepaneeli, kui saate sama asja tasuta? Ma ütlen teile, kuidas soli teha
Kuidas ise päikesepatarei valmistada: samm-sammult juhised
Soov muuta eramaja energiavarustussüsteem efektiivsemaks, säästlikumaks ja keskkonnasõbralikumaks paneb otsima uusi energiaallikaid. Üks moderniseerimisvõimalus on paigaldada päikesepaneelid, mis suudavad päikeseenergiat elektrivooluks muuta. Kallitele seadmetele on suurepärane alternatiiv - isetegemise päikesepatarei, mis võimaldab säästa raha iga kuu alates pere eelarve. Täna räägime sellest, kuidas sellist asja ehitada. Tuvastame kõik lõksud ja ütleme teile, kuidas neist mööda hiilida.
Päikeseenergia süsteemi projekti väljatöötamine
Disain on vajalik paneelide edukamaks paigutamiseks maja katusele. Mida rohkem päikesevalgust akude pinda tabab ja mida suurem on nende intensiivsus, seda rohkem energiat need toodavad. Paigaldamiseks vajate katuse lõunapoolset külge. Ideaalis peaksid talad langema 90 kraadise nurga all, seega tuleb kindlaks teha, millises asendis moodulite töö rohkem kasu toob.
Fakt on see, et omatehtud päikesepatareil pole erinevalt tehase omast spetsiaalseid liikumisandureid ja kontsentraatoreid. Kaldenurga muutmiseks on võimalik valmistada mehhanism käsitsi juhtimine. See võimaldab mooduleid paigaldada peaaegu vertikaalselt talvel, kui päike on madalal horisondi kohal, ja langetada suvel, kui pööripäev jõuab haripunkti. Vertikaalsel talvekorraldusel on ka kaitsefunktsioon: see ei lase lumel ja jääl paneelidele koguneda, pikendades seeläbi moodulite eluiga.
Moodulkonstruktsiooni energiatõhusust saab suurendada luues lihtsaim mehhanism juhtseade, mis võimaldab teil muuta aku nurka sõltuvalt aastaajast ja isegi kellaajast
Võimalik, et enne akude paigaldamist tuleb katusekonstruktsiooni tugevdada, kuna mitme paneeli komplekti mass on üsna suur. On vaja arvutada katuse koormus, võttes arvesse mitte ainult päikesepaneelide, vaid ka lumekihi kaalu. Süsteemi kaal sõltub suuresti selle valmistamisel kasutatud materjalidest.
Paneelide arv ja suurus arvutatakse vajaliku võimsuse alusel. Näiteks 1 m² moodul toodab umbes 120 W, millest ei piisa isegi eluruumide täielikuks valgustamiseks. Ligikaudu 1 kW energiat 10 m² paneelidega võimaldab valgustite, teleri ja arvuti toimimist. Sellest lähtuvalt vastab 20 m² suurune päikesekonstruktsioon 3-liikmelise pere vajadustele. Ligikaudu need mõõtmed tuleks arvutada, kui eramaja mõeldud alaliseks elamiseks.
Päikesepatarei valmistamine ei pruugi lõppeda esmase kokkupanekuga, edaspidi saab elemente laiendada, suurendades seeläbi seadmete efektiivsust
Mooduli valikud isemonteerimiseks
Päikesepaneeli põhieesmärk on toota päikesekiirtest energiat ja muuta see elektriks. Saadud elektrivool on valguslainete poolt vabanev vabade elektronide voog. Isemonteerimiseks on parim valik mono- ja polükristallilised muundurid, kuna teist tüüpi - amorfsed - analoogid vähendavad esimese kahe aasta jooksul oma võimsust 20-40%.
Standardsete monokristalliliste elementide mõõtmed on 3 x 6 tolli ja neil on üsna habras struktuur, mistõttu tuleb neid käsitseda äärmise ettevaatusega ja täpselt
Erinevat tüüpi räniplaatidel on oma plussid ja miinused. Näiteks polükristallilistel moodulitel on üsna madal efektiivsus - kuni 9%, samas kui monokristalliliste vahvlite efektiivsus ulatub 13% -ni. Esimesed säilitavad oma võimsustaseme ka pilvise ilmaga, kuid peavad vastu keskmiselt 10 aastat, teiste võimsus langeb pilvistel päevadel järsult, kuid toimivad suurepäraselt 25 aastat.
Isetehtud seade peab olema funktsionaalne ja töökindel, seega on parem osta mõned osad valmis vorm. Enne kohandatud päikesepaneeli valmistamist vaadake eBayst, kust leiate tohutu valiku väiksemate defektidega mooduleid. Kerged kahjustused ei mõjuta töö kvaliteeti, kuid vähendavad oluliselt paneelide maksumust. Oletame, et klaaskiudplaadil asuv monokristalliline päikesepatarei moodul maksab veidi rohkem kui 15 dollarit ja polükristalliline komplekt, mis koosneb 72 tükist, maksab umbes 90 dollarit.
Parim valmis variant päikesepatarei - paneel juhtmetega, mis vajavad ainult jadaühendust. Juhtmeteta moodulid on odavamad, kuid pikendavad aku kokkupanemise aega mitu korda
Päikesepatarei valmistamise juhend
Päikesepaneelide isemonteerimiseks on palju võimalusi. Tehnoloogia sõltub eelnevalt ostetud päikesepatareide arvust ja korpuse valmistamiseks vajalikest lisamaterjalidest. Oluline on meeles pidada: mida suurem on paneelide kogupindala, seda võimsam on varustus, kuid samal ajal suureneb ka konstruktsiooni kaal. Ühes akus on soovitatav kasutada identseid mooduleid, kuna voolu ekvivalentsus on võrdne väiksema elemendi näitajatega.
Moodulraami kokkupanek
Moodulite kujundus ja nende mõõtmed võivad olla meelevaldsed, nii et numbrite asemel peaksite tuginema fotole ja valima konkreetsete arvutuste jaoks sobiva individuaalse võimaluse.
Odavaimad päikesepatareid on ilma juhtmeteta paneelid. Akude kokkupanekuks valmisolekuks tuleb juhtmed esmalt jootma, mis on pikk ja vaevarikas protsess.
Korpuse valmistamiseks, mille sisse päikesepatareid kinnitatakse, on vaja ette valmistada järgmised materjalid ja tööriistad:
- valitud suurusega vineerilehed;
- madalad liistud külgedele;
- universaalne liim või puidule;
- nurgad ja kruvid kinnitamiseks;
- puurida;
- puitkiudplaadid;
- pleksiklaasi tükid;
- värvaine.
Võtame vineeritüki, mis toimib alusena, ja liimime ümber perimeetri madalad küljed. Lehe servades olevad liistud ei tohiks päikesepatareisid blokeerida, seega veenduge, et nende kõrgus ei ületaks ¾ tolli. Töökindluse huvides kruvitakse iga liimitud siinile lisaks isekeermestavad kruvid ja nurgad saab kinnitada metallnurkadega.
Puitkarkass on päikesepatareide paigutamiseks soodsaim variant. Seda saab asendada alumiiniumist nurgaraamiga või ostetud raami + klaasikomplektiga
Ventilatsiooniks puurime korpuse põhja ja külgedele augud. Kaanel ei tohiks olla auke, kuna see võib põhjustada niiskuse sattumist. Elemendid kinnitatakse puitkiudplaadi lehtedele, mida saab asendada mis tahes sarnase materjaliga, peamine tingimus on, et see ei juhiks elektrivoolu.
Väikesed ventilatsiooniaugud tuleb puurida kogu aluspinna ulatuses, sealhulgas külgedel ja keskmisel siinil. See võimaldab teil reguleerida niiskuse ja rõhu taset raami sees
Katte lõikasime pleksiklaasist välja, kohandades selle korpuse mõõtudega. Tavaline klaas on liiga habras, et seda katusele panna. Puitdetailide kaitseks kasutame spetsiaalset immutust või värvi, millega tuleks töödelda raami ja aluspinda igast küljest. Tore oleks, kui karkassi värvi toon ühtiks katusekatte värviga.
Maalimine ei täida mitte niivõrd esteetilist, kuivõrd kaitsefunktsiooni. Iga osa tuleks katta vähemalt 2-3 värvikihiga, et puit edaspidi kõveraks ei läheks. niiske õhk või ülekuumenemine
Päikesepatareide paigaldamine
Juhtide jootmiseks laotame kõik päikesemoodulid aluspinnale ühtlaste ridadena, tagumine pool ülespoole. Töötamiseks vajate jootekolbi ja jooteseadet. Jootekohti tuleb esmalt töödelda spetsiaalse pliiatsiga. Alustuseks võite harjutada kahe elemendi peal, ühendades need järjestikku. Samuti ühendame kõik substraadi elemendid järjestikku, ahelana ja tulemuseks peaks olema "madu".
Paigaldame iga elemendi rangelt vastavalt märgistustele ja veendume, et naaberelementide juhid ristuvad jootekohtades
Pärast kõigi elementide ühendamist keerake need ettevaatlikult ülespoole. Kui mooduleid on palju, peate kutsuma abilisi, kuna joodetud elemente on üsna keeruline pöörata ilma neid üksi kahjustamata. Kuid enne seda katame moodulid liimiga, et need kindlalt paneeli külge kinnitada. Liimina on parem kasutada silikoontihendit ja seda tuleks kanda rangelt elemendi keskele, ühes punktis, mitte mööda servi. See on vajalik plaatide kaitsmiseks purunemise eest, kui aluse äkitselt tekib kerge deformatsioon. Vineerileht võib niiskuse muutuste tõttu painduda või paisuda ning stabiilselt liimitud elemendid lihtsalt pragunevad ja purunevad.
Pärast moodulite kinnitamist aluspinnale saate paneeli testida ja funktsionaalsust kontrollida. Seejärel asetame aluse valmis raami sisse ja kinnitame selle kruvidega mööda servi. Vältimaks aku tühjenemist läbi päikesepaneeli paigaldame paneelile blokeeriva dioodi, kinnitades selle hermeetikuga.
Kettide ühendamiseks võite kasutada vasktraati või kaablipunutist, mis kinnitavad iga elemendi mõlemalt küljelt ja seejärel tihendage see hermeetikuga
Proovitestimine aitab teha esialgsed arvutused. Sel juhul osutusid need õigeks - ilma koormuseta päikese käes toodab aku 18,88 V
Paigaldatud elemendid katame pealt kaitsva pleksiklaasist ekraaniga. Enne selle parandamist kontrollime uuesti struktuuri funktsionaalsust. Muide, mooduleid saab testida kogu paigaldus- ja jootmisprotsessi ajal, mitmest tükist koosnevate rühmadena. Veenduge, et hermeetik kuivaks täielikult, kuna selle aurud võivad pleksiklaasi katta läbipaistmatu kilega. Väljundjuhtme varustame kahe kontaktiga pistikuga, et kontrollerit saaks edaspidi kasutada.
Üks paneel on kokku pandud ja täielikult kasutusvalmis. Kõik seadmed, sealhulgas veebist ostetud esemed, maksavad 105 dollarit
Eramu fotogalvaanilised süsteemid
Päikesepatareid kasutavad kodu elektrivarustussüsteemid võib jagada kolme tüüpi:
Kui maja on ühendatud tsentraalse elektrivõrguga, oleks parim valik segasüsteem: Päeval tarnitakse toidet päikesepaneelidest ja öösel - patareidest. Keskvõrk on sel juhul reserv. Kui keskse toiteallikaga pole võimalik ühendada, asendatakse see kütusegeneraatoritega - bensiini või diisliga.
Kontrollerit on vaja lühiste vältimiseks maksimaalse koormuse hetkel, akut on vaja energia salvestamiseks, inverterit on vaja selle jaotamiseks ja tarbijale varustamiseks.
Valides kõige rohkem hea variant Arvesse tuleks võtta kellaaega, mil toimub maksimaalne energiatarbimine. Eramajades langeb kõrgaeg õhtusse, kui päike on juba loojunud, mistõttu oleks loogiline kasutada kas ühisvõrguga liitumist või generaatorite lisakasutust, kuna päikeseenergiaga varustamine toimub päevasel ajal.
Fotogalvaanilised toitesüsteemid kasutavad nii alalis- kui ka vahelduvvooluga võrke ning teine võimalus sobib seadmete paigutamiseks kaugemal kui 15 m
Suveelanikele, kelle tööaeg langeb sageli kokku päevavalgustundidega, sobib päikeseenergia säästusüsteem, mis hakkab tööle päikesetõusul ja lõpeb õhtul.
DIY päikesepatarei: kuidas teha omatehtud paneel
Kuidas arendada projekti ja valida päikesepatarei jaoks elemente. Juhised energiasäästliku konstruktsiooni kokkupanekuks. Kodused fotogalvaanilised süsteemid
Kuidas oma kätega päikesepatarei teha
Mugavate elamistingimuste tagamine kaasaegsetes korterites ja eramajades ei saa läbi ilma elektrienergiata, mille vajadus kasvab pidevalt. Selle energiakandja hinnad aga tõusevad piisavalt regulaarselt. Sellest tulenevalt suurenevad eluaseme ülalpidamise üldkulud. Seetõttu muutub eramaja päikesepatarei ise koos teistega üha aktuaalsemaks alternatiivsed allikad elektrit. See meetod võimaldab muuta objekti pidevalt kasvavate hindade ja elektrikatkestuste tingimustes energiasõltumatuks.
Päikesepaneelide efektiivsus
Eramajade seadmete ja seadmete autonoomse toiteallika probleemi on kaalutud pikka aega. Üks alternatiivsetest energiavõimalustest on päikeseenergia, mis kaasaegsed tingimused on leidnud laialdast rakendust praktikas. Ainus kahtlusi ja vaidlusi tekitav tegur on päikesepaneelide efektiivsus, mis ei vasta alati ootustele.
Päikesepaneelide jõudlus sõltub otseselt päikeseenergia hulgast. Seega on akud kõige tõhusamad piirkondades, kus valitsevad päikeselised päevad. Isegi kõige ideaalsema stsenaariumi korral on aku kasutegur vaid 40% ja reaalsetes tingimustes on see näitaja palju väiksem. Muu seisund normaalne toimimine seisneb autonoomse paigaldamiseks oluliste alade olemasolus päikesesüsteemid. Kui selleks maamaja See ei ole tõsine probleem, kuid korteriomanikel tuleb lahendada mitmeid täiendavaid tehnilisi probleeme.
Disain ja tööpõhimõte
Päikesepaneelide töö põhineb fotoelementide võimel muuta päikeseenergia elektrienergiaks. Kõik need koonduvad mitmerakulise välja kujul, mis on ühendatud ühiseks süsteemiks. Päikeseenergia toime muudab iga elemendi elektrivoolu allikaks, mis kogutakse kokku ja salvestatakse akudesse. Sellise välja kogupindala mõõtmed mõjutavad otseselt kogu seadme võimsust. See tähendab, et fotoelementide arvu suurenemisega suureneb vastavalt ka toodetava elektri kogus.
See ei tähenda, et vajalik kogus elektrit saaks toota vaid väga suurtel aladel. Päikeseenergiat kasutavaid väikeseid kodumasinaid on palju – kalkulaatorid, taskulambid ja muud seadmed.
Kaasaegsetes maamajades muutuvad üha populaarsemaks päikeseenergial töötavad valgustusseadmed. Nende lihtsate ja säästlike seadmete abil valgustatakse aiateed, terrassid ja muud vajalikud kohad. Öösel kasutatakse päeval salvestatud elektrit, kui päike paistab. Säästulampide kasutamine võimaldab tarbida kogunenud elektrit pika aja jooksul. Energiavarustuse põhiprobleemide lahendamine toimub teiste võimsamate süsteemide abil, mis võimaldavad toota piisavas koguses elektrit.
Peamised päikesepaneelide tüübid
Enne kui alustad käsitsi valmistatud päikesepaneelide puhul on soovitatav tutvuda nende põhitüüpidega, et valida endale sobivaim variant.
Kõik päikeseenergia muundurid jagunevad vastavalt nende struktuurile ja disainiomadustele kileks ja ränideks. Esimest võimalust esindavad õhukese kilega akud, kus muundurid on valmistatud kasutades valmistatud kile kujul spetsiaalne tehnoloogia. Neid struktuure tuntakse ka polümeerstruktuuridena. Neid saab paigaldada igasse saadaolevasse kohta, kuid need nõuavad palju ruumi ja on madala efektiivsusega. Isegi keskmine pilvisus võib vähendada kileseadmete efektiivsust 20%.
Silikoonpatareid on kolme tüüpi:
- Monokristalliline. Disain koosneb paljudest sisseehitatud ränimuunduritega rakkudest. Need ühendatakse kokku ja täidetakse silikooniga. Neid on lihtne kasutada, need on kerged, paindlikud ja veekindlad. Kuid selliste patareide tõhusa töö tagamiseks on vaja kokkupuudet otsese päikesevalgusega. Vaatamata suhteliselt kõrgele kasutegurile - kuni 22%, võib pilvisuse ilmnemisel elektritootmine oluliselt väheneda või täielikult seiskuda.
- Polükristalliline. Võrreldes monokristallilistega on neil rakkudes rohkem muundureid. Nende paigaldamine on tehtud erinevates suundades, mis suurendab oluliselt töö efektiivsust ka vähese valguse korral. Need akud on kõige levinumad, eriti linnakeskkonnas.
- Amorfne. Neil on madal efektiivsus - ainult 6%. Neid peetakse aga väga paljutõotavateks tänu nende võimele neelata mitu korda suuremat valgusvoogu kui kahel esimesel tüübil.
Kõik vaatlusalused päikesepaneelide tüübid on valmistatud tehastes, mistõttu nende hind jääb väga kõrgeks. Sellega seoses võite proovida ise päikesepatarei valmistada, kasutades odavaid materjale.
Materjalide ja osade valik päikesepatarei valmistamiseks
Kuna autonoomsete päikeseenergiaallikate kõrge hind muudab need laialdaseks kasutamiseks kättesaamatuks, võivad kodumeistrid proovida päikesepaneelide tootmist oma kätega vanametallist korraldada. Tuleb meeles pidada, et aku valmistamisel pole võimalik leppida ainult olemasolevate materjalidega. Kindlasti peate ostma tehaseosasid, isegi kui need pole uued.
Päikeseenergia muundur koosneb mitmest põhielemendist. Esiteks on see teatud tüüpi aku ise, millest on juba eespool juttu. Edasi tuleb akukontroller, mis kontrollib vastuvõetavaga akude laetuse taset elektri-šokk. Järgmine element on akud, mis salvestavad elektrit. Teisendamiseks on vaja inverterit D.C. muutujaks. Seega saavad kõik 220-voldise pingega kodumasinad normaalselt töötada.
Kõiki neid elemente saab elektroonikaturult vabalt osta. Kui teil on teatud teoreetilised teadmised ja praktilised oskused, saate enamiku neist koguda iseseisvalt standardskeemid, sealhulgas päikesepatarei kontroller. Konverteri võimsuse arvutamiseks peate teadma, mis eesmärgil seda kasutatakse. See võib olla ainult valgustus või küte, samuti rajatise vajaduste täielik rahuldamine. Sellega seoses valitakse materjalid ja komponendid.
Oma kätega päikesepatarei valmistamisel peate määrama mitte ainult võimsuse, vaid ka võrgu tööpinge. Fakt on see, et päikeseenergia võrgud võivad töötada pidevalt või vahelduvvoolu. Viimast võimalust peetakse eelistatavamaks, kuna see võimaldab tarbijatele elektrit jaotada üle 15 meetri kaugusel. Polükristalliliste patareide kasutamisel ühest ruutmeeterühe tunni jooksul saate keskmiselt umbes 120 vatti. See tähendab, et 300 kW kuus saamiseks on vaja päikesepaneele kogupindalaga 20 m2. Täpselt nii palju kulutab tavaline 3-4-liikmeline pere.
Eramajades ja suvilates kasutatakse päikesepaneele, millest igaüks sisaldab 36 elementi. Ühe paneeli võimsus on umbes 65 W. Väikeses eramajas või maamajas piisab 15 paneelist, mis suudavad toota elektrivõimsust kuni 5 kW tunnis. Pärast esialgsete arvutuste tegemist saate osta konversiooniplaate. Lubatud on osta kahjustatud esemeid, millel on väikesed defektid, mis ainult mõjutavad välimus patareid. Tööolekus on iga element võimeline andma umbes 19 V pinget.
Päikesepaneelide tootmine
Pärast kõigi materjalide ja osade ettevalmistamist võite alustada muundurite kokkupanemist. Elementide jootmisel tuleb nende vahele jätta 5 mm piires paisumise vahe. Jootmine peaks toimuma väga hoolikalt ja hoolikalt. Näiteks kui plaatidel pole juhtmeid, tuleb need käsitsi joota. Töötamiseks vajate 60-vatist jootekolvi, mille külge on järjestikku ühendatud tavaline 100-vatine hõõglamp.
Kõik plaadid joodetakse üksteisega järjestikku. Plaate iseloomustab suurenenud haprus, seetõttu on soovitatav neid jootma raami abil. Mahajootmise käigus sisestatakse vooluringi koos fotoplaatidega dioodid, mis kaitsevad fotoelemente tühjenemise eest, kui valgustase väheneb või saabub täielik pimedus. Selleks ühendatakse paneeli pooled ühiseks siiniks, mis omakorda väljastatakse klemmiplokki, mille tõttu tekib keskpunkt. Samad dioodid kaitsevad akusid öösel tühjenemise eest.
Üks peamisi tingimusi tõhus töö patareid on kõigi punktide ja komponentide kvaliteetne jootmine. Enne aluspinna paigaldamist tuleb neid kohti testida. Voolu väljastamiseks on soovitatav kasutada väikese ristlõikega juhte, näiteks silikoonist isolatsiooniga kõlarikaablit. Kõik juhtmed on kinnitatud hermeetikuga. Pärast seda valitakse pinna materjal, millele plaadid kinnitatakse. Sobivaimad omadused on klaasi omadused, mis lasevad valgust palju paremini läbi kui karbonaat või pleksiklaas.
Improviseeritud materjalidest päikesepatarei valmistamisel peate hoolitsema kasti eest. Tavaliselt on kast valmistatud puittalast või alumiiniumnurgast, mille järel asetatakse sellesse hermeetikuga klaas. Hermeetik peab täitma kõik puudused ja seejärel täielikult kuivama. Tänu sellele ei satu tolm sisse ja fotoplaadid ei määrdu töötamise ajal.
Järgmisena paigaldatakse klaasile joodetud fotosilmidega leht. Seda saab kinnitada mitmel viisil, kuid parimad võimalused on läbipaistev epoksüvaik või hermeetik. Epoksiidvaik Kogu klaasi pind on ühtlaselt kaetud, seejärel paigaldatakse sellele muundurid. Hermeetiku kasutamisel toimub kinnitus iga elemendi keskel asuvates punktides. Kokkupaneku lõpus peaksite saama suletud korpuse, mille sisse asetatakse päikesepatarei. Valmis seade toodab umbes 18-19 volti, mis on täiesti piisav 12-voldise aku laadimiseks.
Maja kütte võimalus
Pärast omatehtud päikesepatarei kokkupanemist soovib iga omanik seda tõenäoliselt töös katsetada. Kõige olulisem probleem on maja kütmine, seega tuleb esimese asjana kontrollida päikeseenergia abil kütmise võimalust.
Kütteks kasutatakse päikesekollektoreid. Vaakumkollektori abil muudetakse päikesevalgus soojuseks. Õhuke klaastorud on täidetud vedelikuga, mida päike soojendab ja mis kannab soojuse üle mahutisse asetatud veele. Meie puhul see meetod ei sobi, kuna me räägime eranditult päikeseenergia muundamisest elektrienergiaks.
Kõik sõltub kasutatava seadme võimsusest. Igal juhul kulub boileris vee soojendamine suurema osa saadud energiast. Kui 100 liitrit vett kuumutada 70-80 kraadini, kulub selleks umbes 4 tundi. 2 kW kütteelementidega veeboileri elektrikulu saab olema 8 kW. Elektrienergia tootmisel 5 kW tunnis probleeme ei teki. Kui aga aku pindala on alla 10 m2, muutub nende abiga eramaja kütmine võimatuks.
DIY päikesepatarei
Vanametallist oma kätega päikesepatarei valmistamisel peate määrama mitte ainult võimsuse, vaid ka võrgu tööpinge. Tootmisprotsess A-st Z-ni
