아마도 더 독립하고 싶지 않은 사람은 없을 것입니다. 자신의 시간을 완전히 통제하고 국경과 거리를 모르는 여행, 주택 및 재정 문제에 대해 생각하지 않는 능력 - 이것이 진정한 자유의 느낌을주는 것입니다. 오늘 우리는 태양 복사를 사용하여 에너지 의존의 부담을 덜어주는 방법을 알려줄 것입니다. 짐작하셨겠지만, 우리는 태양 전지판에 대해 이야기하고 있습니다. 그리고 좀 더 정확히 말하자면, 자신의 손으로 실제 태양광 발전소를 건설할 수 있는지에 대한 것입니다.
생성 이력 및 사용 전망
태양 에너지를 전기로 변환한다는 아이디어는 오랫동안 인류에 의해 부화되었습니다. 가장 먼저 등장한 것은 집중된 태양 광선에 의해 과열된 증기가 발전기의 터빈을 회전시키는 태양열 설비였습니다. 직접 변환은 프랑스인 Alexander Edmond Baccarel이 광전 효과를 발견한 19세기 중반에야 가능하게 되었습니다. 이 현상을 기반으로 작동하는 태양 전지를 만들려는 시도는 반세기 만에 뛰어난 러시아 과학자 Alexander Stoletov의 실험실에서 성공으로 결정되었습니다. 광전 효과의 메커니즘은 나중에 완전히 설명하는 것이 가능했습니다. 인류는 이것을 알버트 아인슈타인에게 빚지고 있습니다. 그건 그렇고, 그는이 작품으로 노벨상을 받았습니다.
Bakkarel, Stoletov 및 Einstein은 현대 태양 에너지의 기초를 놓은 과학자입니다.
1954년 4월 Bell Laboratories의 직원들에 의해 결정질 실리콘을 기반으로 한 최초의 태양광 광전지가 세상에 발표되었습니다. 사실 이 날짜는 곧 탄화수소 연료의 본격적인 대체품이 될 기술의 출발점입니다.
하나의 태양광 전지의 전류는 밀리암페어이므로 충분한 전력을 얻기 위해서는 모듈식 구조로 연결되어야 합니다. 외부 영향으로부터 보호되는 태양광 전지 어레이도 태양 전지입니다(평평한 모양으로 인해 장치를 종종 태양 전지판이라고 함).
태양 복사를 전기로 변환하는 것은 큰 전망을 가지고 있습니다. 지구 표면의 1제곱미터는 하루 평균 4.2kWh의 에너지를 차지하고 이는 연간 거의 1배럴의 석유를 절약하기 때문입니다. 원래는 우주 산업에만 사용되던 기술이 이미 지난 세기의 80년대에 보편화되어 계산기, 카메라, 램프 등의 전원으로 가정용으로 광전지가 사용되기 시작했습니다. 동시에 " 심각한" 태양광 발전소가 만들어졌습니다. 집 지붕에 부착되어 유선 전기를 완전히 포기할 수있었습니다. 오늘날 실리콘 패널의 수 킬로미터에 달하는 발전소의 탄생을 볼 수 있습니다. 그들이 생산하는 전력으로 도시 전체에 전력을 공급할 수 있으므로 미래는 태양 에너지에 속한다고 자신 있게 말할 수 있습니다.
현대의 태양광 발전소는 수만 가구에 전기를 공급할 수 있는 수 킬로미터의 광전지입니다.
태양 전지: 작동 원리
아인슈타인이 광전 효과를 설명한 후, 겉보기에는 복잡해 보이는 물리적 현상의 단순함이 세상에 드러났습니다. 그것은 개별 원자가 불안정한 상태에 있는 물질을 기반으로 합니다. 광자가 빛에 부딪히면 전자는 궤도를 벗어나게 되어 전류의 원천이 됩니다.
거의 반세기 동안 광전 효과는 한 가지 간단한 이유로 실제 적용되지 않았습니다. 불안정한 원자 구조를 가진 재료를 얻는 기술이 없었습니다. 추가 연구에 대한 전망은 반도체 발견과 함께 나타났습니다. 이러한 물질의 원자는 전자가 과도하거나(n-전도성) 전자가 부족(p-전도성)합니다. n형 층(음극)과 p형(양극)이 있는 2층 구조를 사용할 때 빛의 광자를 사용한 "폭격"은 n층의 원자에서 전자를 녹아웃시킵니다. 제자리를 떠나 p층 원자의 자유 궤도로 돌진한 다음 연결된 부하를 통해 원래 위치로 돌아갑니다. 아마도 여러분 각자는 닫힌 루프에서 전자의 움직임이 전류라는 것을 알고 있습니다. 그러나 전자를 움직이는 것은 발전기에서와 같이 자기장이 아니라 태양 복사 입자의 흐름에 의해서만 가능합니다.
태양 전지판은 19세기 초에 발견된 광기전 효과 덕분에 작동합니다.
하나의 태양광 모듈의 전력은 전자 장치에 전원을 공급하기에 충분하지 않기 때문에 필요한 전압을 얻기 위해 여러 셀을 직렬로 연결합니다. 전류 강도는 이러한 어셈블리의 특정 수를 병렬 연결하여 증가합니다.
반도체의 전기 생산은 태양 에너지의 양에 직접적으로 의존하기 때문에 광전지는 야외에 설치될 뿐만 아니라 표면이 입사광선에 수직이 되도록 합니다. 또한 기계적 손상과 풍화로부터 세포를 보호하기 위해 단단한 바닥에 장착하고 유리로 위에서 보호합니다.
현대 광전지의 분류 및 특징
첫 번째 태양 전지는 셀레늄(Se)을 기반으로 만들어졌지만 셀레늄 태양 전지의 낮은 효율(1% 미만), 빠른 노화 및 높은 화학적 활성으로 인해 더 저렴하고 효율적인 다른 재료를 찾아야 했습니다. 그리고 그들은 결정질 실리콘(Si)의 면에서 발견되었습니다. 주기율표의 이 원소는 유전체이기 때문에 다양한 희토류 금속을 함유하여 전도성을 확보하였다. 제조 기술에 따라 몇 가지 유형의 실리콘 태양 전지가 있습니다.
- 단결정;
- 다결정;
- 무정형 Si에서.
첫 번째 것은 최고 순도의 실리콘 잉곳에서 가장 얇은 층을 절단하여 만들어집니다. 외부에서 단결정 광전지는 전극 그리드가 뚜렷한 단색 짙은 파란색 유리판처럼 보입니다. 효율성은 19%에 이르고 서비스 수명은 최대 50년입니다. 그리고 단결정을 기반으로 한 패널의 성능은 점차 저하되고 있지만 40년 이상 된 배터리는 여전히 작동하여 원래 전력의 80%까지 방전된다는 증거가 있습니다.
단결정 태양전지는 어두운 색상이 균일하고 모서리가 잘려 있어 다른 태양전지와 혼동되지 않습니다.
다결정 태양 전지의 생산에는 그렇게 순수하지는 않지만 더 저렴한 실리콘이 사용됩니다. 기술의 단순화는 플레이트의 모양에 영향을 미칩니다. 균일한 음영이 없지만 많은 결정의 경계를 형성하는 더 밝은 패턴입니다. 이러한 태양 전지의 효율은 단결정 태양 전지의 효율보다 약간 낮습니다. 15 % 이하이며 서비스 수명은 최대 25 년입니다. 주요 성능 지표의 감소는 다결정 광전지의 인기에 절대 영향을 미치지 않는다고 말해야합니다. 비용이 적게 들고 외부 오염에 대한 의존도가 낮고 구름이 적으며 태양에 대한 방향이 있다는 이점이 있습니다.
다결정질 태양 전지는 더 밝은 청색 색조와 불균일한 패턴을 가지고 있습니다. 이는 구조가 많은 결정으로 구성되어 있기 때문입니다.
비정질 Si로 만들어진 태양전지는 결정구조가 아니라 가장 얇은 실리콘층을 유리나 폴리머에 분사한다. 이 생산 방법이 가장 저렴하지만 이러한 패널은 태양에 의한 비정질층의 소손 및 열화로 인해 수명이 가장 짧습니다. 이 유형의 광전지는 성능에 만족하지 않습니다. 효율성은 9% 이하이며 작동 중에는 크게 감소합니다. 비정질 실리콘으로 만든 태양 전지의 사용은 사막에서 정당화됩니다. 높은 태양 활동 수준으로 생산성이 떨어지고 끝없는 확장으로 인해 모든 크기의 태양열 발전소를 배치할 수 있습니다.
모든 표면에 실리콘 구조를 분사할 수 있는 기능으로 유연한 태양 전지판 제작 가능
태양광 전지 생산을 위한 기술의 추가 개발은 가격을 낮추고 성능을 개선할 필요성에 의해 주도됩니다. 필름 광전지는 오늘날 최고의 성능과 내구성을 갖추고 있습니다.
- 카드뮴 텔루라이드 기반;
- 얇은 폴리머에서;
- 인듐과 구리 셀레나이드를 사용합니다.
집에서 만든 장치에 박막 광전지를 사용할 가능성에 대해 이야기하기는 아직 이르다. 오늘날, 가장 "기술적으로 진보된" 회사 중 소수만이 생산에 참여하고 있으므로 대부분의 유연한 광전지는 기성품 태양 전지판의 일부로 볼 수 있습니다.
태양 전지판에 가장 적합한 광전지는 무엇이며 어디에서 찾을 수 있습니까?
집에서 만든 태양 전지판은 여러 가지 이유로 항상 공장에서 생산되는 태양 전지판보다 한 발 앞서 있습니다. 첫째, 유명 제조업체는 광전지를 신중하게 선택하여 매개변수가 불안정하거나 감소된 셀을 선별합니다. 둘째, 태양 전지 제조시 광 투과율이 증가하고 반사율이 감소한 특수 유리가 사용됩니다. 판매시 그러한 것을 찾는 것은 거의 불가능합니다. 셋째, 연속 생산을 시작하기 전에 산업 디자인의 모든 매개변수를 수학적 모델을 사용하여 테스트합니다. 결과적으로 셀 가열이 배터리 효율에 미치는 영향을 최소화하고, 열 제거 시스템을 개선하고, 연결 버스의 최적 단면을 찾고, 광전지의 열화율을 줄이는 방법을 연구하고 있습니다. 장비를 갖춘 실험실과 적절한 자격 없이 이러한 문제를 해결하는 것은 불가능합니다.
자체 제작 태양 전지판의 저렴한 비용으로 에너지 회사의 서비스를 완전히 포기할 수있는 설치를 구축 할 수 있습니다
그럼에도 불구하고 자체 제작한 태양광 패널은 우수한 성능 결과를 보여 산업 제품에 크게 뒤지지 않습니다. 가격에 관해서는 여기에서 두 배 이상의 이득이 있습니다. 즉, 동일한 비용으로 수제 제품은 두 배의 전기를 공급할 것입니다.
위의 모든 것을 고려하면 어떤 광전지가 우리 조건에 적합한지 그림이 나타납니다. 필름은 판매 부족으로 사라지고 비정질 필름은 수명이 짧고 효율성이 낮아 사라집니다. 결정질 실리콘의 세포가 남아 있습니다. 첫 번째 집에서 만든 장치에서는 더 저렴한 "다결정"을 사용하는 것이 좋습니다. 그리고 기술을 실행하고 "손을 잡은"후에야 단결정 셀로 전환해야합니다.
저렴한 표준 이하의 광전지는 고품질 장치와 같은 테스트 기술에 적합하며 해외 거래 현장에서 구입할 수 있습니다.
저렴한 태양 전지를 어디서 구할 수 있는지에 대한 질문은 Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon 등과 같은 해외 거래 플랫폼에서 찾을 수 있습니다. 거기에서 다양한 크기와 성능의 개별 광전지 및 기성품으로 판매됩니다. 태양 전지판 조립용 키트 모든 전력.
판매자는 종종 단결정 또는 다결정 유형의 손상된 태양 전지인 소위 "B" 등급 태양 전지를 제공합니다. 작은 칩, 균열 또는 모서리가 없으면 셀의 성능에 실질적으로 영향을 미치지 않지만 훨씬 저렴한 비용으로 구입할 수 있습니다. 이러한 이유로 집에서 만든 태양 에너지 장치에 사용하는 것이 가장 수익성이 높습니다.
태양광 판을 다른 것으로 교체할 수 있습니까?
가정 장인에게 오래된 라디오 부품이 들어 있는 소중한 상자가 없는 경우는 드뭅니다. 그러나 구형 수신기와 텔레비전의 다이오드와 트랜지스터는 모두 태양광에 의해 조명될 때 전류를 생성하는 pn 접합이 있는 동일한 반도체입니다. 이러한 특성을 이용하여 여러 반도체 소자를 연결하면 실제 태양 전지를 만들 수 있습니다.
저전력 태양전지 제조를 위해 반도체 소자의 기존 소자 기반을 사용할 수 있습니다.
주의 깊은 독자는 즉시 캐치가 무엇인지 묻습니다. 문자 그대로 발 아래에 있는 것을 사용할 수 있는데 공장에서 만든 단결정 또는 다결정 전지에 비용을 지불해야 하는 이유는 무엇입니까? 언제나 그렇듯이 악마는 디테일에 있습니다. 사실 가장 강력한 게르마늄 트랜지스터를 사용하면 마이크로암페어 단위로 측정된 전류 강도에서 밝은 태양에서 0.2V 이하의 전압을 얻을 수 있습니다. 평면 실리콘 광전지가 생성하는 매개변수를 달성하려면 수십 또는 수백 개의 반도체가 필요합니다. 오래된 라디오 부품으로 만든 배터리는 캠핑용 LED 토치나 소형 휴대폰 배터리를 충전할 때만 유용합니다. 대규모 프로젝트를 수행하려면 구입한 태양 전지가 필수적입니다.
어떤 태양 전지판의 힘을 믿을 수 있습니까?
나만의 태양광 발전소 건설을 생각하면 누구나 유선 전기를 완전히 포기하는 꿈을 꿉니다. 이 벤처의 현실을 분석하기 위해 몇 가지 작은 계산을 해보자.
일일 전력 사용량을 찾는 것은 어렵지 않습니다. 이렇게하려면 에너지 공급 조직에서 보낸 송장을보고 표시된 킬로와트 수를 한 달의 일수로 나누면 충분합니다. 예를 들어, 330kWh를 지불하라는 제안을 받았다면 이는 일일 소비량이 330/30 = 11kWh임을 의미합니다.
조도에 따른 태양전지 전력 의존도 그래프
계산에서 태양 전지판은 낮 시간에만 전기를 생성하고 발전의 최대 70%가 9~16시간 동안 수행된다는 사실을 고려하는 것이 필수적입니다. 또한 장치의 효율은 햇빛의 입사각과 대기 상태에 직접적으로 의존합니다.
약간의 구름이나 안개는 태양광 발전소의 전류 출력 효율을 2-3배 감소시키는 반면, 단단한 구름으로 덮인 하늘은 성능을 15-20배 떨어뜨립니다. 이상적인 조건에서 11/7 = 1.6kW 용량의 태양 전지는 11kWh의 에너지를 생성하기에 충분합니다. 자연 요인의 영향을 고려하여 이 매개변수를 약 40-50% 증가시켜야 합니다.
또한 사용되는 광전지의 면적을 증가시키는 요인이 하나 더 있습니다. 첫째, 배터리가 밤에 작동하지 않는다는 것을 잊어서는 안됩니다. 즉, 강력한 배터리가 필요합니다. 둘째, 가전 제품에 전원을 공급하려면 220V의 전류가 필요하므로 강력한 전압 변환기(인버터)가 필요합니다. 전문가들은 전기의 축적 및 변환에 대한 손실이 전체 금액의 최대 20-30%를 차지한다고 말합니다. 따라서 태양전지의 실전력은 계산된 값의 60~80% 증가시켜야 한다. 비효율이 70%라고 가정하면 태양 전지판의 정격 전력은 1.6 + (1.6 × 0.7) = 2.7kW입니다.
고전류 리튬 배터리 어셈블리의 사용은 가장 우아하지만 태양 에너지를 저장하는 가장 저렴한 방법 중 하나는 아닙니다.
전기를 저장하려면 12, 24 또는 48V 전압용으로 설계된 저전압 배터리가 필요합니다. 용량은 일일 에너지 소비와 변환 및 변환 손실을 고려하여 설계되어야 합니다. 우리의 경우 11 + (11 × 0.3) = 14.3kWh의 에너지를 저장하도록 설계된 배터리 어레이가 필요합니다. 일반 12볼트 자동차 배터리를 사용하는 경우 14300W × h / 12V = 1200Ah용 어셈블리, 즉 각각 200Ah 정격인 6개의 배터리가 필요합니다.
보시다시피 일반 가정의 가정에 필요한 전기를 공급하기 위해서는 심각한 태양광 발전소가 필요합니다. 난방을 위해 자체 제작한 태양 전지판을 사용하는 것과 관련하여, 현 단계에서 그러한 사업은 무언가를 구할 수 있다는 사실은 말할 것도 없고 자급자족의 경계에도 도달하지 못할 것입니다.
배터리 크기 계산
배터리의 크기는 필요한 전력과 전원의 크기에 따라 다릅니다. 후자를 선택할 때 제공되는 다양한 광전지에 확실히주의를 기울일 것입니다. DIY 장치에 사용하려면 중간 크기의 태양 전지를 선택하는 것이 가장 편리합니다. 예를 들어, 0.5V의 출력 전압과 최대 3A의 전류를 위해 설계된 3 × 6인치 크기의 다결정 패널.
태양 전지 제조시 30 개 블록으로 직렬로 연결되어 13-14V의 자동차 배터리 충전에 필요한 전압을 얻을 수 있습니다 (손실 고려). 이러한 장치 중 하나의 최대 전력은 15V × 3A = 45W입니다. 이 값을 기반으로 주어진 전력의 태양 전지판을 만들고 치수를 결정하는 데 필요한 요소의 수를 쉽게 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 180와트 태양열 집열기를 구축하려면 총 면적이 2,160제곱미터인 120개의 태양광 전지가 필요합니다. 인치(1.4제곱미터).
집에서 만든 태양 전지판 만들기
태양 전지판 제조를 진행하기 전에 배치 문제를 해결하고 치수를 계산하며 필요한 재료와 도구를 준비해야 합니다.
올바른 설치 위치를 선택하는 것이 중요합니다.
태양 전지판은 손으로 만들어지기 때문에 가로 세로 비율은 무엇이든 될 수 있습니다. 집에서 만든 장치가 지붕 외부 또는 교외 지역 디자인에 더 잘 맞을 수 있기 때문에 이것은 매우 편리합니다. 같은 이유로 여러 요소를 고려하는 것을 잊지 말고 설계 활동을 시작하기 전에도 배터리를 장착할 장소를 선택해야 합니다.
- 일광 시간 동안 햇빛에 대한 장소의 개방성;
- 음영 건물과 키 큰 나무의 부족;
- 저장 용량 및 변환기가 설치된 방까지의 최소 거리.
물론 지붕 장착형 배터리가 더 유기적으로 보이지만 장치를 바닥에 놓는 것이 더 많은 이점이 있습니다. 이 경우 지지 프레임을 설치하는 동안 지붕 자재가 손상될 가능성이 배제되고 장치 설치의 노동 강도가 감소하며 "태양 광선의 받음각"을 적시에 변경할 수 있게 됩니다. ". 무엇보다도 바닥을 배치하면 태양 전지판 표면을 깨끗하게 유지하기가 훨씬 쉬워집니다. 그리고 이것은 설치가 최대 용량으로 작동한다는 것을 보장합니다.
지붕에 태양광 패널을 설치하는 것은 필요성이나 사용 용이성보다 공간 부족으로 인해 더 많이 발생합니다.
그 과정에서 필요한 것
수제 태양 전지판을 만들기 시작할 때 다음을 비축해야 합니다.
- 광전지;
- 태양 전지를 연결하기 위한 연선 또는 특수 버스바;
- 땜납;
- 하나의 광전지의 전류 출력을 위해 설계된 쇼트키 다이오드;
- 고품질 반사 방지 유리 또는 플렉시 유리;
- 프레임 제조용 판금 및 합판;
- 실리콘 실란트;
- 하드웨어;
- 목재 표면 처리용 페인트 및 보호 화합물.
직장에서 집주인이 항상 가지고 있는 가장 간단한 도구(납땜 인두, 유리 절단기, 톱, 드라이버, 페인트 브러시 등)가 필요합니다.
제조 지침
첫 번째 태양 전지를 제조할 때는 이미 납땜된 리드가 있는 광전지를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이 경우 조립 중 전지가 손상될 위험이 줄어듭니다. 그러나 납땜 인두에 능숙한 경우 납땜되지 않은 접점이 있는 태양 전지를 구입하여 약간의 비용을 절약할 수 있습니다. 위의 예에서 논의한 패널을 제작하려면 120개의 플레이트가 필요합니다. 대략 1:1의 종횡비를 사용하여 각각 8개의 광전지로 구성된 15개의 행을 쌓아야 합니다. 이 경우, 우리는 모든 두 개의 "열"을 직렬로 연결하고 4개의 이러한 장치를 병렬로 연결할 수 있습니다. 이러한 방식으로 케이블 엉킴을 방지하고 매끄럽고 아름다운 설치를 달성할 수 있습니다.
가정용 태양광 발전소의 전기 배선도
액자
태양 전지판의 조립은 항상 케이스의 제작으로 시작해야 합니다. 이렇게하려면 높이가 25mm 이하인 알루미늄 모서리 또는 나무 칸막이가 필요합니다. 이 경우 광전지의 바깥 줄에 그림자가 생기지 않습니다. 3x6"(7.62x15.24cm) 실리콘 셀의 치수를 기준으로 프레임 크기는 최소 125x125cm여야 합니다. 동일한 섹션입니다.
케이스 뒷면은 합판이나 OSB 패널로 봉제하고, 프레임 하단에는 통풍구를 뚫어야 합니다. 습도를 균일하게 하려면 패널의 내부 공동과 대기를 연결해야 합니다. 그렇지 않으면 유리의 김서림을 피할 수 없습니다.
태양 전지 패널 케이스의 제조에는 가장 단순한 재료인 목재 칸막이와 합판이 적합합니다.
투명도가 높은 플렉시 유리 또는 고품질 유리 패널은 프레임의 외부 치수로 절단됩니다. 최후의 수단으로 최대 4mm 두께의 창 유리를 사용할 수 있습니다. 고정을 위해 프레임에 부착하기 위해 드릴이 만들어지는 모서리 브래킷이 준비됩니다. 플렉시 유리를 사용할 때 투명 패널에 직접 구멍을 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 조립이 간단해집니다.
태양 전지의 나무 케이스를 습기와 곰팡이로부터 보호하기 위해 항균 화합물을 함침시키고 유성 페인트로 칠합니다.
전기 부품 조립의 편의를 위해 기판은 프레임의 내부 크기에 따라 섬유판 또는 기타 유전체 재료로 절단됩니다. 앞으로 광전지 설치가 수행됩니다.
브레이징 플레이트
납땜을 시작하기 전에 광전지 설치를 "추정"해야 합니다. 우리의 경우에는 각각 30개의 플레이트가 있는 4개의 셀 어레이가 필요하며 케이스에 15행으로 배치됩니다. 이러한 긴 체인은 작업하기가 불편할 뿐만 아니라 깨지기 쉬운 유리판에 대한 손상 위험이 증가합니다. 각각 5개의 부품을 연결하고 기판에 포토셀을 장착한 후 최종 조립을 진행하는 것이 합리적입니다.
편의를 위해 광전지는 텍스타일라이트, 플렉시 유리 또는 섬유판으로 만들어진 비전도성 기판에 장착할 수 있습니다.
각 체인을 연결한 후 성능을 확인해야 합니다. 이를 위해 각 어셈블리는 테이블 램프 아래에 배치됩니다. 전류 및 전압 값을 기록하면 모듈의 성능을 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 해당 매개변수를 비교할 수도 있습니다.
납땜을 위해 우리는 저전력 납땜 인두(최대 40W)와 좋은 저융점 납땜을 사용합니다. 플레이트의 출력 부분에 소량을 적용한 다음 연결의 극성을 관찰하여 부품을 서로 연결합니다.
광전지를 납땜할 때는 이러한 부품이 매우 약하기 때문에 각별히 주의해야 합니다.
개별 체인을 조립한 후 등을 기판에 대고 펼치고 실리콘 실런트를 사용하여 표면에 붙입니다. 각 15볼트 광전지 블록에는 쇼트키 다이오드가 제공됩니다. 이 장치는 전류가 한 방향으로만 흐르도록 하므로 태양광 패널 전압이 낮을 때 배터리가 방전되지 않습니다.
광전지의 개별 스트링의 최종 연결은 위의 배선도에 따라 수행됩니다. 이러한 목적을 위해 특수 버스 또는 연선을 사용할 수 있습니다.
태양 전지의 힌지 요소는 핫 글루 또는 셀프 태핑 나사로 고정해야 합니다.
패널 어셈블리
광전지가 있는 기판을 본체에 넣고 셀프 태핑 나사로 고정합니다. 프레임이 크로스 멤버로 강화 된 경우 와이어 장착을 위해 여러 드릴이 만들어집니다. 인출된 케이블은 프레임에 단단히 고정되고 어셈블리의 단자에 납땜됩니다. 극성과 혼동을 피하기 위해 빨간색 리드를 배터리의 양극에 연결하고 파란색 리드를 배터리의 음극에 연결하는 2색 전선을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 실리콘 실란트의 연속 층이 프레임의 상단 윤곽을 따라 적용되고 그 위에 유리가 놓입니다. 최종 고정 후 태양 전지 조립이 완료된 것으로 간주됩니다.
실런트에 보호 유리를 설치한 후 패널을 설치 장소로 운반할 수 있습니다.
태양전지 설치 및 소비자 연결
여러 가지 이유로 수제 태양 전지 패널은 다소 깨지기 쉬운 장치이므로 안정적인 지지 프레임을 배치해야 합니다. 이상적인 옵션은 두 평면에서 자유 전기 소스를 지향하는 설계일 것이지만 그러한 시스템의 복잡성은 가장 자주 단순한 기울어진 시스템에 찬성하는 강력한 주장입니다. 등기구에 어떤 각도로든 설정할 수 있는 가동 프레임입니다. 나무 막대에서 쓰러진 프레임 옵션 중 하나가 아래에 나와 있습니다. 금속 모서리, 파이프, 타이어 등을 제조에 사용할 수 있습니다.
태양 전지 프레임 도면
태양 전지판을 배터리에 연결하려면 충전 컨트롤러가 필요합니다. 이 장치는 배터리의 충전 및 방전 상태를 모니터링하고 전류 흐름을 모니터링하며 전압 강하가 심한 경우 주 전원으로 전환합니다. 필요한 전원 및 필요한 기능의 장치는 광전지를 판매하는 동일한 소매점에서 구입할 수 있습니다. 가정용 소비자의 전원 공급 장치의 경우 저전압 전압을 220V로 변환해야 합니다. 다른 장치인 인버터가 이에 성공적으로 대처합니다. 국내 산업은 성능 특성이 우수한 안정적인 장치를 생산하므로 변환기를 현장에서 구입할 수 있습니다. 이 경우 "실제"보증은 보너스가 될 것입니다.
하나의 태양 전지로는 가정에서 본격적인 전원 공급 장치로 충분하지 않습니다. 배터리, 충전 컨트롤러 및 인버터도 필요합니다.
판매시 가격이 다른 동일한 전력의 인버터를 찾을 수 있습니다. 이러한 확산은 개별 전기 장치에 전원을 공급하기 위한 전제 조건인 출력 전압의 "순도"로 설명됩니다. 소위 순수 사인파가 있는 변환기는 설계가 더 복잡하고 결과적으로 비용이 더 많이 듭니다.
비디오: DIY 태양 전지판 제작
가정용 태양광 발전소를 건설하는 것은 간단한 작업이 아니며 재정적 및 시간적 비용과 전기 공학의 기초에 대한 최소한의 지식이 필요합니다. 태양 전지판 조립을 시작할 때 최대한의 주의와 정확성을 관찰해야 합니다. 이 경우에만 문제에 대한 성공적인 솔루션을 기대할 수 있습니다. 마지막으로 유리 오염이 성능 저하의 요인 중 하나임을 상기시켜 드리고 싶습니다. 제 시간에 태양 전지판 표면을 청소해야 합니다. 그렇지 않으면 최대 전력으로 작동할 수 없습니다.
개별 태양광 전지에서 태양광 패널을 납땜하고 가정용 태양광 발전소 배선 - 포털 사용자의 경험.
우리는 가정용 태양광 발전소 건설에 대한 주제를 계속합니다. 이전 기사를 읽으면 태양 전지판 계산 원리 및 자율 전원 공급 시스템에 대한 일반 정보를 찾을 수 있습니다. 오늘 우리는 자체 제조 태양 전지 패널의 기능, 전기 변환기 연결 순서 및 태양 광 발전소 키트에 포함되어야하는 보호 장치에 대해 알려 드리겠습니다.
태양광 모듈 제조
표준 태양광 모듈(패널)은 세 가지 주요 요소로 구성됩니다.
- 패널 하우징.
- 액자.
- 광전지.
태양광 모듈의 가장 단순한 디자인 요소는 본체입니다. 일반적으로 앞면은 일반 유리 시트이며 치수는 태양 전지 수에 해당합니다.
아도론킨 포럼하우스 사용자
사용된 유리는 3mm(가장 저렴한)의 일반 창유리였습니다. 테스트 진행: 모듈의 성능이 유리에 의해 약간 저하되므로 강화 유리나 반사 방지 유리를 사용하는 것은 별로 의미가 없다고 봅니다.
창 유리는 종종 태양 전지 패널용 보호 인클로저 제조에 사용됩니다. 이 재료의 강도가 의심되는 경우 강화 유리 또는 일반 유리를 사용할 수 있지만 더 두껍습니다(5 ... 6 mm). 이 경우 태양광 전지가 파괴적인 자연 재해(예: 우박)의 징후로부터 안정적으로 보호될 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.
케이스 뒷면은 습기에 강한 재질로 되어 있어 태양전지의 먼지와 습기로부터 케이스를 보호합니다. 금속 시트, 리벳과 실리콘으로 프레임에 단단히 부착되거나 다시 일반 유리가 될 수 있습니다.
동시에 일부 장인은 집에서 만든 태양 전지판의 몸체에 뒷벽이 있는 것을 환영하지 않습니다.
아도론킨
배터리 후면은 더 나은 냉각을 위해 열려 있지만 투명 실런트와 혼합된 아크릴 바니시로 덮여 있습니다.
패널이 가열되면 전력이 크게 떨어지는 것을 고려할 때 그러한 결정은 정당해 보입니다. 결국, 반도체 소자의 효과적인 냉각과 동시에 태양 전지의 고품질 밀봉을 제공합니다. 모두 함께 태양 전지판의 수명을 연장할 수 있습니다.
액자
집에서 만든 태양 전지 패널 프레임은 대부분 표준 알루미늄 모서리로 만들어집니다. 코팅 된 알루미늄을 사용하는 것이 좋습니다 - 양극 산화 처리 또는 페인트 칠. 나무 또는 플라스틱 프레임을 만들고 싶은 경우 몇 년 안에 제품이 건조되거나 기후 요인의 영향으로 완전히 떨어질 수 있다는 사실에 대비하십시오(창 플라스틱은 예외).
밥691774 포럼하우스 사용자
나는 창문이 만들어지는 곳에서 삽니다. 가격 - 80 루블. 미터당. 프로필은 작업 준비가 완전히 끝났습니다. 45 °에서 자르고 열을 가하면 모서리를 붙이면됩니다.
가장 단순한 패널 옵션인 알루미늄 프레임이 있는 패널을 고려하십시오.
알루미늄 프레임의 부품은 볼트 또는 셀프 태핑 나사로 쉽게 고정됩니다.
결과적으로 유리 본체는 많은 노력 없이 알루미늄 모서리에 접착될 수 있습니다. 일반 실리콘 실런트만 있으면 됩니다.
아도론킨
나는 보편적 인 실리콘 실란트를 가져갔습니다. 1관이면 충분합니다. 투명 실런트를 사용하는 것이 좋습니다. 태양광 전지와 관련된 실런트의 화학적 안전성은 배터리의 연간 작동으로 확인되었습니다.
그 결과 태양광 전지가 접착될 유리 바닥이 있는 얕은 상자가 생성됩니다.
케이스와 프레임의 크기를 결정할 때 -2 ... 5 mm와 같은 인접한 광전지 사이의 간격이 필요하다는 점을 고려해야합니다.
솔더링 태양 전지
태양광 모듈 조립에서 가장 중요한 단계는 태양광 전지의 납땜입니다. 태양 전지는 매우 깨지기 쉬운 재료로 만들어지기 때문에 그에 따라 취급해야 합니다. 이미 다루셨던 분들은 앞으로 태양전지 구매시 일정량의 재고(10~15%)를 가지고 스스로 주문을 하시면 됩니다. 예를 들어, 36개 요소용으로 설계된 패널 제조의 경우 39-42개의 셀을 획득합니다.
솔더링 태양 전지용 얇은 샤프트, 더 두꺼운 샤프트(패널의 인접한 행이 함께 결합됨) 및 태양 전지는 동일한 판매자로부터 가장 잘 구입합니다. 이렇게 하면 적절한 요소를 찾는 시간이 절약되고 호환성이 보장됩니다.
직렬 연결의 경우 요소 납땜은 다음 구성표에 따라 수행됩니다.
태양 전지의 음극(전면) 접점은 다음 셀의 양극(후면) 접점 등에 납땜됩니다.
완성된 패널의 모습입니다.
작업하려면 다음 도구와 자료가 필요합니다.
- 강력한 납땜 인두 40-60W (이하).
- 플럭스(플럭스 마커) - 중성이어야 합니다(그렇지 않으면 납땜된 접점이 빠르게 산화됨).
- 다양한 너비의 타이어.
- 고무 장갑 - 태양 전지 (특히 얼굴)가 번지지 않도록.
우리는 또한 주석이 필요합니다. 이것은 생크가 접점에 심하게 납땜된 경우입니다. 작업 중인 셀은 단단하고 평평한 표면에 있습니다. 판이나 유리가 될 수 있습니다. 셀이 테이블의 작업 표면에서 미끄러지는 것을 방지하기 위해 요소 둘레를 따라 접착 된 전기 테이프 조각으로 고정 할 수 있습니다. 전지 자체(특히 전면)에 전기 테이프를 붙이면 안 됩니다. 생크의 자유 끝은 양면 테이프로 테이블에 부착해야 합니다.
요소는 납땜되고 패널은 다음 순서로 조립됩니다. 우선 플레이트의 접촉 홈이 전체 길이를 따라 플럭스로 코팅됩니다. 그런 다음 플랫 바를 홈에 놓고 전체 너비(요소의 음극에서)에 걸쳐 플레이트의 접점에 납땜합니다.
또는 세 지점(보통 요소의 양극).
솔더 포인트의 수는 요소 설계에 따라 다릅니다.
접점은 모든 태양 전지에 교대로 납땜됩니다. 추가 솔더는 처음에 바를 플레이트에 단단히 솔더링할 수 없는 경우에만 사용됩니다.
우선, 접점은 패널의 유리 케이스에 놓이게 될 각 셀의 전면(음극)에 납땜됩니다.
필요한 크기의 생크는 미리 준비되어 있습니다. 길이는 인접한 두 판의 너비와 일치해야 합니다.
납땜 접점이 있는 플레이트는 패널의 유리 케이스에 아래로 향하게 놓습니다. 그런 다음 극성에 따라 서로 납땜할 수 있습니다(각 셀의 "-"는 인접 셀의 "+"에 납땜 등).
패널의 유리 케이스에 요소를 보다 편리하게 배치하기 위해 표면에 미리 표시할 수 있습니다.
슬라이더 포럼하우스 사용자
유리에 검은 색 펠트 펜으로 세포 위치의 점을 적용했습니다. 셀을 정렬하고 헤드, 너트 및 볼트로 고정했습니다.
이 경우 너트, 열쇠 및 기타 금속 물체가화물로 사용되었습니다. 셀은 또한 각 요소의 모서리에 있는 유리에 적용되는 투명 실리콘으로 고정할 수 있습니다.
태양광 전지의 인접한 열을 결합할 때 추가 땜납을 사용해야 합니다. 이렇게하면 너비가 다른 도체의 접합부에서 납땜의 신뢰성이 높아집니다.
모든 전지가 함께 납땜되고 도체가 패널의 알루미늄 프레임을 통해 나오면 태양 전지를 붓기 시작할 수 있습니다.
이를 위해 인접한 요소 사이의 이음새는 실리콘 실런트로 채워집니다.
슬라이더
그는 패널 사이의 틈을 실리콘으로 채웠습니다(이음매의 미학과 실리콘과 유리의 양호한 접촉을 보장하기 위해 평평하게 하고 주사기 노즐을 약간 잘라냈습니다). 그것이 마르면 주변의 각 패널을 다시 놓쳤습니다. 실런트가 마른 후 요트 바니시로 세포를 두 번 덮었습니다. 앞으로 나는 절연 바니시를 시도 할 것입니다.
사용자 미로시그는 바니시 대신 흰색 실리콘을 사용하여 세포를 채우고 주걱으로 얇은 층으로 표면에 적용합니다. 결과는 상당히 만족스럽습니다.
최종 조립 전에 각 요소가 생성하는 전력을 테스트하는 것이 좋습니다. 이것은 멀티 미터로 수행 할 수 있습니다. 각 개별 셀이 생성하는 전류와 전압 사이에 큰 차이가 없으면 태양광 모듈의 구성에 안전하게 포함할 수 있습니다.
쇼트키 다이오드 설치
태양 전지판의 디자인은 종종 우리가 이전에 언급하지 않은 요소를 사용합니다. 쇼트키 바이패스 다이오드입니다.
그들의 설치는 두 가지 이유로 의지됩니다.
첫째, 어둡거나 흐린 날씨에 태양광 패널이 태양광 발전소 키트에 포함된 배터리를 방전하지 않도록 션트 다이오드를 설치합니다.
알렉스 MAP 포럼하우스 사용자
태양광 패널을 배터리에 직접 연결하는 경우 밤에 패널에 전압이 축적되어 가열됩니다. 따라서 10년 전에 개발된 원시 태양광 컨트롤러의 회로에 쇼트키 다이오드(야간 배터리 방전 방지)가 도입되었습니다.
최신 컨트롤러가 태양 전지판에 연결되어 있으면 야간 방전에 대한 보호가 특별히 필요하지 않습니다. 추가 장치의 도움 없이 작동하는 컨트롤러는 제 시간에 배터리에서 SB를 분리합니다.
둘째, 태양광 모듈이 근처 건물(또는 다른 거대한 물체)의 그림자로 덮이면 이 요소의 전력이 감소합니다. 전력 감소의 결과는 다음과 같습니다. 음영 요소에 직렬로 연결된 나머지 패널과 관련하여 전류 소스의 음영 요소는 저항 부하로 바뀝니다. 음영 처리된 모듈의 저항이 크게 상승하고 온도가 크게 상승합니다.
전력의 상당한 감소는 직렬 연결된 태양 전지판의 부분 음영으로 인해 발생할 수 있는 가장 무해합니다. 결국, 음영 처리된 모듈은 과열되어 실패합니다. 이러한 현상을 "핫스팟 효과"라고 합니다.
이러한 효과를 피하기 위해 직렬 연결된 각 모듈(또는 일련의 태양 전지)에 쇼트키 다이오드를 병렬로 설치합니다. 다이오드를 사용하면 전기가 음영 처리된 패널을 우회할 수 있습니다. 이 경우 발생 전압은 감소하지만 큰 전류 새그는 피할 수 있습니다.
알렉스 MAP
조명이 켜진 회로의 나머지 패널에서 나오는 큰 전류는 중단되지 않고 다이오드를 통해 패널의 음영 부분 주위를 흐릅니다. 최종 전압은 약간 낮아지지만 컨트롤러는 중요하지 않습니다. 다이오드가 패널에 내장되지 않은 경우 적어도 1개의 패널에 약간의 음영이 발생하면 전체 체인에서 전류 공급이 완전히 중단됩니다.
즉, 전력 손실은 음영 영역에 비례합니다.
다이오드는 전체 모듈에 병렬로 설치하거나 개별 행에 병렬로 설치할 수 있습니다.
다음은 하나의 모듈에 설치된 각 셀 행에 자체 다이오드가 있는 다이어그램입니다. 실제로 모듈은 가장 자주 2개의 동일한 부분으로 나뉩니다.
후즈R 포럼하우스 사용자
일반적으로 4행 패널의 경우 중간점이 표시됩니다. 즉, 셀이 반으로 분류됩니다. 다이오드는 터미널 상자에 배치됩니다.
어쨌든 모든 태양 전지판 모듈은 빛이 고르게 비추도록 위치해야 합니다. 그러면 개별 모듈이나 셀을 우회하는 문제를 해결할 필요가 없습니다.
편의를 위한 단자함은 태양광 패널 뒷면에 있습니다.
여러 직렬 연결된 패널 그룹이 컨트롤러에 병렬로 연결된 경우 각 직렬 회로는 디커플링 다이오드를 통해 공통 회로에 연결됩니다. 이를 통해 개별 직렬 체인의 불일치로 인한 손실을 방지하고 야간에 배터리가 방전되지 않도록 추가로 보호할 수 있습니다(갑자기 컨트롤러가 고장난 경우).
다이오드는 두 가지 주요 매개변수에 따라 선택됩니다. 순방향(순방향 전류)으로 통과할 최대 전류 강도와 역전압에 따라 선택됩니다. 최대 역전류 전압(Uobr.max.)은 다이오드 고장으로 이어지지 않아야 합니다. 이 경우 다이오드의 동작 특성은 패널 정격(약 1.3~1.5배)을 약간 초과해야 합니다.
그러나 여기에 한 가지 트릭이 있습니다.
맥스94 포럼하우스 사용자
고전압에 대한 정상적인 쇼트키는 없습니다. 그것들은 순방향 전류 강하가 있는 기둥일 뿐입니다. 따라서 Urev에서 일반 제품을 가져 오는 것이 좋습니다. 최대 ≈ 30 ... 100V.
패널 설치
패널을 올바르게 고정하는 방법과 설치 위치는 무엇입니까? 이러한 질문에 대한 답은 보안 시스템의 설계와 소유자의 능력에 따라 다릅니다. 예외없이 모든 사람이 돌봐야하는 유일한 것은 경사각을 준수하는 것입니다. 각 지역에 대해 이 각도는 다르며 해당 지역의 위도에 직접적으로 의존합니다.
평균적으로 겨울에는 경사각이 최적 값보다 10 ° ... 15 ° 높아야하며 여름에는 같은 양만큼 낮아야합니다. FORUMHOUSE 섹션에서 볼 수 있습니다.
도체 단면
전기 공학의 가정에 따르면 도체 단면적이 너무 작으면 과열 및 화재가 발생할 수 있습니다. 너무 크다고 나쁜 것은 아니지만 자율 시스템의 비용이 터무니없이 높아지는 결과를 낳게 됩니다. 따라서 작성자의 임무는 "황금 평균"을 찾는 것입니다.
먼저 배터리를 인버터에 연결하는 회로에 가장 두꺼운 도체를 설치해야 합니다(그런데 이 섹션이 짧을수록 좋습니다). 여기에서 엄청난 힘의 흐름이 흐릅니다.
패널을 인버터에 연결하고 패널을 서로 연결하는 도체는 작은 단면으로 선택할 수 있습니다. 상대적으로 높은 전압이 회로의 이러한 부분에 존재할 수 있지만 항상 낮은 전류 강도가 있습니다.
헬리오스하우스 포럼하우스 사용자
16mm²는 불필요하고 10mm²는 불필요합니다. 4개면 충분합니다. "굵은" 와이어는 인버터 회로에만 필요하며 단면적은 현재 전력에 따라 선택해야 합니다.
"Thick"과 "Thin"은 느슨한 개념이므로 표준에서 벗어나지 않습니다.
오늘날 가정용 전원 공급 장치 시스템에서 알루미늄 도체를 사용하는 것이 금지되어 있다는 점을 감안할 때 표 데이터는 PVC 또는 고무 절연체가 있는 구리 도체에 적용됩니다.
또한 도체를 선택할 때 시스템과 관련된 인버터, 컨트롤러 및 기타 장치 제조업체의 권장 사항에 주의해야 합니다.
회로 차단기
다른 강력한 전력원의 회로와 마찬가지로 태양광 발전소의 회로에서도 단락에 대한 보호 장치를 설치해야 합니다. 우선, 기계나 퓨즈는 배터리에서 인버터로 가는 전원 케이블을 보호해야 합니다.
레오2 포럼하우스 사용자
인버터에서 단락이 발생하면 화재에서 멀지 않은 것입니다. 배터리 시스템에 대한 요구 사항 중 하나는 하나 이상의 전선에 DC 회로 차단기 또는 가용성 링크가 있고 배터리 단자에 최대한 가까이 있어야 한다는 것입니다.
또한 배터리 및 컨트롤러 회로에 보호 기능이 설치되어 있습니다. 개별 소비자 그룹(DC 소비자, 가전 제품 등)에 대한 보호도 소홀히 해서는 안 됩니다. 그러나 이것은 이미 모든 전원 공급 시스템을 구축하는 규칙입니다.
배터리와 컨트롤러 사이에 설치된 기계는 오발 전류의 마진이 커야 합니다. 즉, 보호가 우발적으로(부하 증가와 함께) 트리거되어서는 안 됩니다. 이유: 컨트롤러 입력(SB에서)에 전압이 공급되면 이 순간에 배터리를 분리할 수 없습니다. 장치가 손상될 수 있습니다.
연결 절차
전기 회로의 조립은 다음 순서로 이루어집니다.
- 컨트롤러를 배터리에 연결합니다.
- 태양광 패널 컨트롤러에 연결합니다.
- DC 소비자 그룹의 컨트롤러에 연결합니다.
- 인버터를 배터리에 연결합니다.
- 부하를 인버터 출력에 연결하십시오.
이 배선 순서는 컨트롤러와 인버터를 손상으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.
관련 주제를 방문하여 포털 회원들로부터 배울 수 있습니다. 진지하게 관심이 있는 분들은 이 분야의 경험을 교환할 수 있는 또 다른 유용한 섹션을 방문하는 것이 좋습니다. 결론적으로, 태양광 패널이 올바르게 장착되고 연결되는 방법을 알려주는 비디오를 제공합니다.
태양 전지판은 저층 건물에 전기나 열을 생성하는 데 사용할 수 있는 에너지원입니다. 그러나 태양 전지판은 비싸고 우리나라 주민들 대부분이 접근할 수 없습니다. 동의하십니까?
자신의 손으로 태양 전지를 만드는 것은 또 다른 문제입니다. 비용이 크게 절감되고 이러한 구조는 산업용 패널보다 나쁘지 않습니다. 따라서 대체 전기 공급원을 구입하는 것에 대해 진지하게 생각하고 있다면 직접 시도해보십시오. 그리 어렵지 않습니다.
이 기사는 태양 전지판 제조에 중점을 둘 것입니다. 이를 위해 필요한 재료와 도구를 알려드리겠습니다. 그리고 조금 아래에는 작업 진행 상황을 명확하게 보여주는 그림과 함께 단계별 지침이 있습니다.
태양 에너지는 에너지 캐리어가 열 전달 유체인 경우 열 에너지로 변환되거나 배터리에 수집된 전기 에너지로 변환될 수 있습니다. 배터리는 광전 효과 발생기입니다.
태양 에너지가 전기로 변환되는 것은 태양 광선이 배터리의 주요 부분인 광전지판에 닿은 후에 발생합니다.
이 경우 빛 양자는 극한 궤도에서 전자를 "방출"합니다. 이 자유 전자는 컨트롤러를 통과하여 배터리에 축적되는 전류를 제공하고 거기에서 에너지 소비자로 이동합니다.
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태양광판 제작 재료
태양 전지 제작을 시작할 때 다음 재료를 비축해야 합니다.
- 규산염 판-광전지;
- 마분지 시트, 알루미늄 모서리 및 판금;
- 1.5-2.5cm 두께의 경질 발포 고무;
- 실리콘 웨이퍼의 베이스 역할을 하는 투명 소자;
- 나사, 셀프 태핑 나사;
- 실외용 실리콘 실란트;
- 전선, 다이오드, 단자.
필요한 재료의 양은 사용 가능한 광전지의 수에 의해 가장 자주 제한되는 배터리 크기에 따라 다릅니다. 도구에서 드라이버 또는 드라이버 세트, 금속 및 목재용 쇠톱, 납땜 인두가 필요합니다. 완성된 배터리를 테스트하려면 전류계 테스터가 필요합니다.
이제 가장 중요한 자료를 자세히 살펴보겠습니다.
실리콘 웨이퍼 또는 광전지
배터리용 광전지에는 세 가지 유형이 있습니다.
- 다결정;
- 단결정;
- 무정형.
다결정 웨이퍼는 낮은 효율이 특징입니다. 효과적인 조치의 크기는 약 10-12%이지만 이 지표는 시간이 지남에 따라 감소하지 않습니다. 다결정의 작업 기간은 10년입니다.
태양 전지는 모듈로 조립되며 차례로 광전지 변환기로 구성됩니다. 단단한 실리콘 광전지가 있는 배터리는 알루미늄 프로파일에 고정된 순차 층이 있는 일종의 샌드위치입니다.
단결정 태양 전지는 13-25%의 더 높은 효율과 25년 이상의 긴 수명을 자랑합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 단결정의 효율이 감소합니다.
단결정 변환기는 인공적으로 성장된 결정을 톱질하여 얻어지며 이는 최고의 광전도성과 생산성을 설명합니다.
필름 광변환기는 유연한 폴리머 표면에 비정질 실리콘의 얇은 층을 적용하여 얻습니다.
비정질 실리콘을 사용한 유연한 배터리는 최신 기술입니다. 그들의 광전지 변환기는 폴리머 기반에 스프레이되거나 융합됩니다. 효율은 5~6%이지만 필름 시스템은 설치가 매우 편리합니다.
비정질 포토컨버터가 있는 필름 시스템이 비교적 최근에 등장했습니다. 이것은 매우 간단하고 가능한 한 저렴하지만 경쟁자보다 빠르게 소비자 품질을 잃습니다.
크기가 다른 광전지를 사용하는 것은 비실용적입니다. 이 경우 배터리에서 생성되는 최대 전류는 가장 작은 셀의 전류에 의해 제한됩니다. 즉, 더 큰 플레이트는 최대 용량으로 작동하지 않습니다.
광전지 구매시 판매자에게 배송방법 문의주세요, 대부분의 판매자는 왁스 방식을 사용하여 깨지기 쉬운 요소가 무너지는 것을 방지합니다.
대부분의 경우 단결정 및 다결정 광전지 3x6인치는 E-buy 온라인 상점에서 주문할 수 있는 수제 배터리에 사용됩니다.
광전지의 비용은 상당히 높지만 많은 상점에서 소위 그룹 B의 요소를 판매합니다. 이 그룹으로 분류된 제품은 결함이 있지만 사용하기에 적합하며 비용이 표준 플레이트보다 40-60% 저렴합니다.
대부분의 온라인 상점에서는 36개 또는 72개의 광전지 변환 플레이트 세트로 광전지를 판매합니다. 버스바는 개별 모듈을 배터리에 연결하는 데 필요하며 터미널은 시스템에 연결하는 데 필요합니다.
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중앙 집중식 전원 공급 장치가 자주 중단되는 경우 태양 전지를 백업 에너지원으로 사용할 수 있습니다. 자동 전환을 위해 무정전 전원 공급 시스템이 제공되어야 합니다.
이러한 시스템은 기존의 전원을 사용할 때 충전이 동시에 수행된다는 점에서 편리합니다. 태양 전지를 제공하는 장비는 집 안에 있으므로 특별한 공간을 제공해야합니다.
소비의 생태. 과학 및 기술: 태양 전지가 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그리고 거대한 공장에서 그러한 요소를 생산하기 위한 전체 산업이 있습니다. 쉽게 구할 수 있는 재료로 태양광 패널을 만드는 것이 좋습니다.
태양 전지가 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그리고 거대한 공장에서 그러한 요소를 생산하기 위한 전체 산업이 있습니다. 쉽게 구할 수 있는 재료로 태양광 패널을 만드는 것이 좋습니다.
태양전지 부품
우리 태양 전지의 주요 요소는 두 개의 동판입니다. 결국, 산화구리는 과학자들이 광전 효과를 발견한 첫 번째 요소였습니다.
따라서 겸손한 프로젝트를 성공적으로 구현하려면 다음이 필요합니다.
1. 구리 시트. 사실, 우리는 전체 시트가 필요하지 않지만 5cm의 작은 정사각형(또는 직사각형) 조각으로 충분합니다.
2. 한 쌍의 악어 집게.
3. 마이크로 전류계(생성된 전류의 크기를 이해하기 위해).
4. 전기 스토브. 접시 중 하나를 산화시키는 데 필요합니다.
5. 투명 용기. 일반 플라스틱 생수병이 좋습니다.
6. 식탁용 소금.
7. 일반 온수.
8. 동판에서 산화막을 제거하기 위한 작은 사포 조각.
필요한 모든 것이 준비되면 가장 중요한 단계로 진행할 수 있습니다.
요리 접시
따라서 우선 한 접시를 가져다가 헹구어 표면에서 모든 지방을 제거합니다. 그런 다음 사포를 사용하여 산화막을 청소하고 이미 청소된 스트립을 켜진 전기 버너에 놓습니다.
그 후, 우리는 그것을 켜고 그것이 어떻게 가열되고 당신과 함께 우리 접시를 바꾸는지 지켜봅니다.
동판이 완전히 검게 변하면 뜨거운 스토브에 적어도 40분 동안 그대로 두십시오. 그런 다음 핫플레이트를 끄고 "구운" 구리가 완전히 식을 때까지 기다리십시오.
동판과 산화피막의 냉각 속도가 다르기 때문에 대부분의 검은 플라크가 저절로 사라집니다.
접시가 식은 후 접시를 꺼내어 검은색 필름을 물로 부드럽게 헹굽니다.
중요한. 이때 남은 검은 부분을 찢거나 구부리지 마십시오. 이는 구리 층이 손상되지 않은 상태로 유지되도록 하기 위한 것입니다.
그 후, 우리는 접시를 가지고 조심스럽게 준비된 용기에 넣고 납땜 된 전선으로 악어를 가장자리에 부착합니다. 또한 손길이 닿지 않은 구리 조각을 마이너스로 연결하고 처리 된 구리 조각을 플러스로 연결합니다.
그런 다음 식염수를 준비합니다. 즉, 물에 몇 스푼의 소금을 녹이고이 액체를 용기에 붓습니다.
이제 마이크로 전류계에 연결하여 설계 성능을 확인합니다.
보시다시피 설치가 잘 되고 있습니다. 그늘에서 마이크로 전류계는 약 20μA를 보여주었습니다. 그러나 태양 아래서 그 장치는 규모를 벗어났습니다. 따라서 태양 아래서 그러한 설치가 100μA 이상을 분명히 제공한다고 말할 수 있습니다.
물론 그러한 설치에서는 전구를 켤 수도 없지만 자녀와 함께 설치하면 물리학과 같은 공부에 대한 관심을 따뜻하게 할 수 있습니다. 에 의해 출판 된
이 주제에 대해 질문이 있으면 우리 프로젝트의 전문가와 독자에게 문의하십시오.
1193일 전 관리자에 의해 게시됨
자신의 손으로 태양 전지판을 조립하는 방법
최근 몇 년 동안 에너지 절약을 보장하는 문제가 점점 더 심각해지고 있습니다. 많은 사람들이 다양한 에너지 절약 기술을 사용하여 에너지를 절약하는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다. 최근 국내 조건에서 태양 에너지를 사용하는 것에 점점 더 많은 사람들이 관심을 갖기 시작하여 태양 전지판을 한 번 설치하고 예산을 크게 절약하는 것이 낫다는 결론에 도달합니다. 이것은 러시아와 전 세계에서 에너지 가격이 지속적으로 상승하는 상황과 관련이 있습니다. 자신의 손으로 태양 전지판을 조립하는 방법을 알아 내면 훨씬 더 절약 할 수 있습니다. 태양 전지판 수집의 주요 특징은 구성 요소의 가용성과 최소한의 재정 투자입니다.
패널 요소 선택
자가조립형 태양광 발전 시스템의 가장 큰 장점은 전체 복잡한 시스템을 한 번에 설치할 필요가 없고 점차적으로 전력을 증가시킬 수 있다는 것입니다. 수집 경험이 성공하면 작업을 계속하고 볼륨을 늘릴 수 있습니다.
태양전지는 태양광 전지를 이용하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 작동하는 로컬 발전기입니다. 자신의 손으로 조립하려면 무료 판매에서 태양 전지 모듈을 선택해야합니다. 예를 들어 Ebay에서 36개의 태양 전지로 구성된 SolarCells 키트를 구입할 수 있습니다. 이 키트는 배터리 자체 조립용입니다. 러시아에서도 비슷한 세트를 구입할 수 있습니다.
우리는 프로젝트를 개발
프로젝트 개발은 태양광 패널을 배치할 위치와 설치 옵션에 따라 달라집니다. 이러한 배터리는 햇빛이 광전지에 직각으로 닿도록 하는 각도로 설치해야 합니다. 태양 전지판의 성능은 빛의 강도에 전적으로 의존한다는 것을 잊지 마십시오. 건물의 햇볕이 잘 드는 쪽에 설치해야 합니다. 물체의 위치와 각 지역의 태양 에너지 흐름에 따라 태양 전지판의 기울기 각도가 계산됩니다.
건물의 지붕에 설치해야 하는 시스템을 설계할 때 미리 지붕의 지지력을 파악하거나 계산할 필요가 있다는 점에 유의할 필요가 있다. 지붕은 가해지는 하중을 완전히 견디고 안전 여유를 제공해야 합니다.
우리는 프레임을 만든다
태양 전지판을 만들기 전에 태양 전지(36개)를 구입해야 합니다. 계산에 따르면 하나의 요소는 0.5볼트의 에너지를 제공합니다. 즉, 36개의 요소가 있으면 18볼트를 얻을 수 있습니다.
시장에는 다양한 크기의 인서트가 있지만 선택 시 다음 사항을 기억해야 합니다.
- 모든 판은 크기에 관계없이 동일한 수준의 응력을 생성합니다.
- 큰 플레이트는 높은 암페어를 생성합니다.
- 더 큰 판을 사용하면 더 많은 에너지를 얻을 수 있지만 대형 패널의 무게에 주의하십시오.
- 동일한 구조 시스템에서 다른 크기의 플레이트를 사용하는 것은 권장되지 않습니다.
알루미늄 코너는 태양 전지 패널 제조의 프레임에 사용되지만 이를 위한 기성품 프레임을 구입할 수도 있습니다. 원하는 대로 투명 코팅을 선택해야 하지만 빛의 굴절률을 고려해야 합니다. 가장 저렴한 재료는 플렉시 유리이며 특성에 가장 적합하지 않은 것은 일반 폴리 카보네이트입니다. 패널을 만드는 가장 좋은 재료는 높은 수준의 빛 투과율을 가진 재료일 것입니다. 플렉시 유리를 사용하는 경우 작동 중에 시스템의 접점을 모니터링할 수 있습니다.
태양전지 하우징 설치
태양 전지 1개의 표준 생산에 대해 이야기하면 150x81mm 플레이트가 있는 36개의 광전지를 사용하는 것이 포함됩니다. 치수를 계산할 때 대기 현상의 영향으로 프레임의 치수를 변경할 때 필요한 3-5mm의 요소 사이에 간격이 있는지 고려해야합니다. 공차가 고려 된 공작물의 치수는 690x835mm이고 프레임의 모서리 너비는 35mm입니다. 알루미늄 프로파일을 사용하여 제조될 태양광 패널은 조립식 패널과 유사하며 높은 수준의 견고함, 강도 및 강성을 제공합니다.
우선 690x835mm 크기의 프레임인 알루미늄 모서리에서 블랭크를 만들어야 합니다. 셀프 태핑 나사를 추가로 고정하려면 결과 프레임에 구멍을 만들어야합니다. 그런 다음 모서리의 내부 표면에 틈 없이 실리콘 실런트를 도포해야 합니다. 이것은 상당히 중요한 포인트입니다. 왜냐하면 실리콘이 채워지지 않은 곳이 없어야 합니다. 결과 프레임에는 투명한 플렉시 유리 시트, 특수 폴리 카보네이트 또는 반사 방지 유리를 넣어야합니다.
실리콘이 건조되도록 해야 합니다. 그렇지 않으면 증발로 인해 광전지에 추가 필름이 생성됩니다.
놓은 유리를 프레임에 조심스럽게 눌러 고정해야 합니다. 잘 고정하려면 프레임의 전체 둘레에 패스너를 만들어야 합니다. 즉, 태양 전지의 프레임이 거의 완성되었습니다.
우리는 요소를 선택하고 납땜합니다.
또한 동일한 Ebay 또는 다른 유사한 상점에서 이미 도체를 납땜한 태양 전지를 구입할 수 있습니다. 자신의 능력을 평가해야 하기 때문에 이러한 디자인의 납땜 접점은 다소 복잡한 프로세스입니다. 요소의 취약성으로 인해 책임이 더욱 커집니다.
그럼에도 불구하고 요소를 직접 납땜하기로 결정한 경우 먼저 판지 블랭크를 사용하여 도체를 자르고 광전지에 조심스럽게 배치해야합니다. 그런 다음 산과 땜납을 납땜 지점에 적용해야 합니다. 보다 편안한 작업을 위해 무거운 물건으로 도체를 누르십시오. 다음으로 도체를 광전지에 조심스럽게 납땜해야하지만 깨지기 쉬운 결정을 꼬집지 마십시오. 지정된 표준에 따르면 도체의 은 도금은 3개의 땜납을 견뎌야 합니다.
태양 전지 수집
첫 번째 조립을 수행할 때 표시된 언더레이를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 요소를 서로 상대적으로 고르게 배치하는 데 도움이 됩니다. 베이스는 합판으로 만들어졌으며 구조의 모서리를 표시해야합니다. 배터리 셀에 납땜한 후 뒷면에 설치용 테이프를 고정하고 같은 방법으로 옮겨야 합니다. 연결 부품만 밀봉하면 됩니다.
다음으로 요소를 유리 표면에 배치해야 합니다. 요소 사이에 거리를 두고 하중으로 누르는 것을 잊지 마십시오. 첨부된 배선도에 따라 납땜하십시오. 플러스 트랙은 앞면에, 마이너스 트랙은 뒷면에 배치해야 합니다. 모든 은색 접점을 납땜하십시오. 이 원리에 따라 모든 광전지를 연결합니다. 패널의 극단 요소에서 접점은 플러스 및 마이너스 버스로 가져와야합니다. 두 개의 추가 션트 다이오드를 사용하여 "중간점"을 만드는 것이 좋습니다. 터미널은 프레임 외부에 설치됩니다. 나가는 전선의 경우 절연 음향 케이블을 사용할 수 있습니다. 납땜 후 모든 전선은 실리콘으로 고정해야 합니다. 조립 후 태양 전지판은 접점의 납땜 품질이 주요 문제입니다. 그렇기 때문에 전문가들은 솔더링을 할 때 각 요소 그룹에서 수행해야 하는 밀봉 전에 테스트를 수행할 것을 권장합니다.
전체 시스템의 유능한 설계가 이루어지면 충분한 배터리 전원이 보장됩니다. 전체 구조를 계산할 때 하나의 태양 전지를 제조하는 동안 동일한 크기의 태양 전지 모듈만 사용해야 한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 시스템에서 최대 전류는 가장 작은 요소의 전류에 의해 제한됩니다.
표준 계산에 따르면 상당히 맑은 날에는 패널 1미터에서 약 120와트의 전력을 얻을 수 있습니다. 당연히 이러한 전원은 컴퓨터에서 작업하는 것을 허용하지 않지만 10m 패널은 이미 1kW의 에너지를 제공하므로 집안의 주요 기기에 에너지를 공급할 수 있습니다. 평균적으로 한 가족은 한 달에 약 300kW가 필요하므로 20미터 크기의 남쪽에 최적으로 설치된 시스템이 가족의 전기 수요를 제공할 것입니다. 조명에서 전기 사용을 최적화하려면 AC LED 또는 형광등을 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어 스트레치 천장의 경우 이러한 전구를 선택하는 방법은 여기에서 읽을 수 있습니다.
태양광 패널은 대체 전원으로 점점 더 대중화되고 있습니다. 그러나 우리의 조건에서는 가격이 종종 과장되어 사용 가능한 모든 재료와 필요한 지침을 사용하여 자신의 손으로 태양 전지를 조립할 수 있습니다.
자신의 손으로 태양 전지판을 조립하는 방법
자신의 손으로 태양 전지를 조립하는 방법 최근 몇 년 동안 에너지 절약 문제가 점점 더 심각해졌습니다. 많은 사람들이 생각하기 시작합니다.
DIY 태양 전지판
같은 것을 무료로 얻을 수 있는데 태양 전지판을 만드는 방법을 보여주는 프로그램에 왜 많은 돈을(또는 전혀 돈을) 지불합니까?
나는 현대적인 가전제품이 항상 대기 상태에 있기 때문에 전기 요금이 해마다 상승하는 것을 지켜보았습니다. 그리고 이것은 환경에 해를 끼칠 뿐만 아니라 내 은행 계좌에도 해를 끼칩니다. 왜냐하면 저는 실제로 "아무것도" 지불하지 않기 때문입니다. 네트워크에서 장치를 지속적으로 끌 수는 없었습니다. 장치의 사용이 복잡하고 영구적인 설정에 추가 시간이 걸렸기 때문입니다. 점차적으로 나는 불필요한 비용을 충당하기 위해 재생 가능한 에너지원을 찾기 시작했습니다. 풍력은 선택 사항이 아니었고 바람이없는 매우 조용한 지역에 살고 있습니다. 강이 거의 없는 평원에 살고 있기 때문에 수력 발전도 적합하지 않습니다. 따라서 태양 에너지가 가장 성공적인 선택으로 보였습니다.
- 6A 차단 다이오드
- 24m 테이프 와이어 2mm 너비
- 너비 5mm의 테이프 와이어 2m
- 1m 열수축 튜브
- 100% 실리콘 실란트
- 타일용 십자가
- 2개의 알루미늄 모서리
배선도에 따라 태양 전지를 그룹으로 납땜했습니다. 이것은 원하는 출력(최대 가능)을 달성하기 위해 모든 셀의 전압을 합산했습니다. 28개의 셀(7개 요소로 구성된 4개 행)의 패널을 만들었습니다. 이 위치와 크기에서 패널은 내 정원 공간에 완벽하게 맞습니다. 결과적으로 28x0.5V = 14V(이론적으로)를 얻었습니다. 나는이 실험을 위해 저렴한 클래스 B 요소를 구입했기 때문에 현재 강도를 여전히 알지 못했습니다 (방금 저장했습니다).
패널 뒷면에는 단자대가 있는 백박스를 만들었습니다. 블록의 한쪽에는 +가, 다른쪽에는 인버터에 대한 전선이 있습니다. 또한 백 박스에는 패널에서 인버터로 가는 + 사이에 다이오드가 있어 패널이 전기를 생산하지 않을 때(예: 야간) 패널로 전기가 흐르는 것을 방지합니다.
적절한 인버터를 주문하기 위해 태양광 패널 판매자에게 연락했습니다. 작은 인버터가 필요합니다(시스템에서 소량의 전기를 생성할 예정입니다). 24 - 50V, 최대 100W 정격의 OK-4 인버터를 사용했습니다. 가장 작은 인버터였습니다. 최대 14V를 제공하기 때문에 하나의 패널로는 충분하지 않은 것으로 나타났습니다. 두 번째 패널이 필요했고 총 28V를 얻었으며 이는 인버터에 충분합니다. 이것이 강한 전류가 아니라는 점을 감안할 때 두 개의 패널로는 충분하지 않을 수 있습니다. 그리고 지속적으로 높은 성능을 달성한 세 번째 패널을 만들었습니다.
내 OK-4 인버터에는 출력을 표시하는 디스플레이가 내장되어 있지 않아 별도의 미터가 필요했습니다.
현재의 강도는 패널의 경사각을 태양 쪽으로 더 변경하여 증가시킬 수 있지만, 지금은 패널을 배치한 장소에서는 불가능합니다.
모든 것이 정상적인 조건에서 작동한다는 점을 감안할 때 패널은 평균적으로 주당 500와트를 생산합니다. 이제 비평가들은 이것이 전혀 아무 것도 아니라고 말할 것입니다. 그러나 각도/위치를 변경하면 패널이 더 많은 것을 줄 수 있고 내 패널이 표준 패널보다 작고 패널이 3개뿐이라는 사실을 감안할 때 숫자 너무 작아 보이지 않습니다. 내 목표는 대기 기기에서 낭비되는 에너지를 상쇄하는 것이었습니다. 그리고 이것에서 나는 성공했다. 디자인의 견고함(확인하는 데 더 많은 시간이 소요됨)을 제외하고는 집에서 만든 태양광 시스템이 상점에서 구입할 수 있는 것만큼 잘 작동한다고 말할 수 있습니다.
앞으로는 패널이 작동해야 하는 다양한 기상 조건을 고려할 때 장기적으로 패널이 어떻게 작동할지 아직 모르기 때문에 패널의 강도를 테스트할 계획입니다.
그리고 물론, 나는 모든 사람들이 집에서 그것을 반복 할 수 있도록 얻은 모든 지식을 독자들과 공유 할 것입니다.
DIY 태양 전지판
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태양 전지를 직접 만드는 방법 : 단계별 지침
개인 주택의 에너지 공급 시스템을 보다 효율적이고 경제적이며 환경 친화적으로 만들고자 하는 열망은 우리로 하여금 새로운 에너지원을 찾게 만듭니다. 현대화 방법 중 하나는 태양 에너지를 전류로 변환할 수 있는 태양 전지판을 설치하는 것입니다. 값 비싼 장비에 대한 훌륭한 대안이 있습니다. DIY 태양 전지는 매월 가족 예산에서 돈을 절약 할 수 있습니다. 오늘 우리는 그러한 것을 구축하는 방법에 대해 이야기 할 것입니다. 모든 함정을 표시하고 이를 우회하는 방법을 알려 드리겠습니다.
태양 에너지 시스템 프로젝트 개발
집 지붕에 패널을 더 잘 배치하려면 디자인이 필요합니다. 태양광이 배터리 표면에 더 많이 닿고 강도가 높을수록 더 많은 에너지가 생성됩니다. 설치를 위해서는 지붕의 남쪽이 필요합니다. 이상적으로는 빔이 90도 각도로 떨어져야 하므로 모듈이 가장 잘 작동할 위치를 결정해야 합니다.
사실 집에서 만든 태양 전지는 공장과 달리 특별한 모션 센서와 집중 장치가 없습니다. 경사각을 변경하려면 수동 메커니즘을 만들 수 있습니다. 태양이 수평선 위로 낮게 떠 있는 겨울에는 모듈을 거의 수직으로 설치할 수 있고, 최고점에 도달하는 여름에는 모듈을 낮출 수 있습니다. 수직 겨울 배열에는 보호 기능도 있습니다. 패널에 눈과 얼음이 쌓이는 것을 방지하여 모듈의 수명을 연장합니다.
모듈식 디자인의 에너지 효율성은 계절과 하루 중 시간에 따라 배터리의 기울기 각도를 변경할 수 있는 간단한 제어 메커니즘을 만들어 높일 수 있습니다.
여러 패널 세트의 질량이 다소 크기 때문에 배터리를 설치하기 전에 지붕 구조를 보강해야 할 수도 있습니다. 태양 전지판뿐만 아니라 적설층의 심각성을 고려하여 지붕의 하중을 계산할 필요가 있습니다. 시스템의 무게는 제조에 사용된 재료에 크게 좌우됩니다.
패널 수와 크기는 필요한 전력에 따라 계산됩니다. 예를 들어, 1m²의 모듈은 약 120W를 생산하며, 이는 거실 전체 조명에도 충분하지 않습니다. 10m²의 패널에 약 1kW의 에너지로 조명, TV 및 컴퓨터가 작동할 수 있습니다. 따라서 20m² 면적의 태양열 구조는 3인 가족의 요구를 충족시킬 것입니다. 개인 주택이 영주권을 목적으로하는 경우 대략 이러한 치수를 계산해야합니다.
태양전지의 제조가 반드시 초기 조립으로 끝나는 것은 아니며, 추후에 소자를 조립하여 장비의 효율을 높일 수 있습니다.
자가 조립을 위한 모듈 옵션
태양 전지판의 주요 목적은 태양 광선에서 에너지를 생성하고 전기 에너지로 변환하는 것입니다. 결과 전류는 광파에 의해 방출되는 자유 전자의 흐름입니다. 자가 조립의 경우 단결정 및 다결정 변환기가 최선의 선택입니다. 다른 유형(비정질)의 유사체는 처음 2년 동안 전력을 20-40% 감소시키기 때문입니다.
표준 단결정 셀은 3 "x 6"이며 깨지기 쉬우므로 극도의 주의와 주의를 기울여 취급해야 합니다.
다양한 유형의 실리콘 웨이퍼에는 장단점이 있습니다. 예를 들어, 다결정 모듈은 최대 9%의 다소 낮은 효율을 특징으로 하는 반면 단결정 플레이트의 효율은 13%에 이릅니다. 전자는 흐린 날씨에도 전원 표시기를 유지하지만 평균 10년 동안 작동하고 후자의 전원은 흐린 날에는 급격히 떨어지지만 25년 동안 완벽하게 작동합니다.
집에서 만든 장치는 기능적이고 신뢰할 수 있어야 하므로 일부 부품을 기성품으로 구입하는 것이 좋습니다. 맞춤형 태양 전지판을 만들기 전에 eBay에서 사소한 결함이 있는 다양한 모듈을 찾을 수 있는지 확인하십시오. 가벼운 파손은 작업 품질에 영향을 미치지 않지만 패널 비용을 크게 줄입니다. 유리 섬유 보드에 위치한 단결정 태양 전지 모듈의 가격은 15달러가 조금 넘고 다결정 72개 세트의 가격은 약 90달러라고 가정합니다.
최고의 기성 태양 전지는 직렬 연결만 필요한 도체가 있는 패널입니다. 도체가 없는 모듈은 저렴하지만 배터리 조립 시간이 몇 배 증가합니다.
태양 전지 제조 지침
태양 전지판의 자체 조립에는 많은 옵션이 있습니다. 이 기술은 미리 구입한 태양 전지의 수와 케이스를 만드는 데 필요한 추가 재료에 따라 다릅니다. 기억하는 것이 중요합니다. 패널의 총 면적이 클수록 장비는 더 강력하지만 동시에 구조의 무게도 커집니다. 현재 등가가 더 작은 셀의 값과 같기 때문에 하나의 배터리에 동일한 모듈을 사용하는 것이 좋습니다.
모듈식 프레임 조립
모듈의 디자인과 크기는 임의적일 수 있으므로 숫자 대신 사진에 초점을 맞추고 특정 계산에 적합한 개별 옵션을 선택해야 합니다.
가장 저렴한 태양 전지는 도체가 없는 패널입니다. 배터리 조립을 위해 준비하려면 먼저 도체를 납땜해야 하며 이는 길고 힘든 과정입니다.
내부에 태양 전지가 고정 될 케이스를 제조하려면 다음 재료와 도구를 준비해야합니다.
- 선택한 크기의 합판 시트;
- 측면용 낮은 칸막이;
- 다목적 접착제 또는 목재용;
- 패스너용 모서리 및 나사;
- 송곳;
- 섬유판판;
- 플렉시 유리 조각;
- 물든 색.
우리는 받침대의 역할을 할 합판 조각을 가져 와서 둘레에 낮은면을 붙입니다. 시트의 가장자리에 있는 슬랫은 태양 전지를 방해해서는 안 되므로 높이가 3/4" 이하인지 확인하십시오. 신뢰성을 위해 셀프 태핑 나사로 접착 된 각 레일을 추가로 조이고 모서리를 금속 모서리로 고정 할 수 있습니다.
나무 프레임은 태양 전지를 배치하는 데 가장 저렴한 옵션입니다. 알루미늄 코너 프레임 또는 시중에서 판매되는 프레임 + 유리 세트로 교체 가능
환기를 위해 케이스 하단과 측면에 구멍을 뚫습니다. 뚜껑에 구멍이 없어야 합니다. 습기가 침투할 위험이 있기 때문입니다. 요소는 유사한 재료로 대체 될 수있는 섬유판 시트에 고정되며 주요 조건은 전류가 흐르지 않아야한다는 것입니다.
측면과 중앙 레일을 포함하여 전체 기판에 작은 환기 구멍을 뚫어야 합니다. 프레임 내부의 수분과 압력 수준을 조절할 수 있습니다.
플렉시 유리에서 덮개를 잘라 케이스 크기에 맞게 조정했습니다. 일반 유리는 너무 약해서 지붕에 맞지 않습니다. 나무 부품을 보호하기 위해 모든면에서 프레임과 기질을 처리하는 데 사용해야하는 특수 함침 또는 페인트를 사용합니다. 프레임 페인트의 음영이 지붕 색상과 일치하면 좋습니다.
회화는 미적 기능이 아니라 보호 기능을 수행합니다. 각 부분은 적어도 2-3층의 페인트로 덮어야 미래에 나무가 습한 공기나 과열로 인해 뒤틀리지 않습니다.
태양 전지 설치
도체를 납땜하기 위해 뒷면이 위로 향하도록 모든 태양광 모듈을 기판의 짝수 행에 배치합니다. 작업을 위해서는 납땜 인두와 땜납이 필요합니다. 납땜 지점은 먼저 특수 연필로 처리해야 합니다. 먼저 두 요소를 직렬로 연결하여 연습할 수 있습니다. 같은 방식으로 체인에서 기판의 모든 요소를 연결하면 결과가 "뱀"이어야 합니다.
마킹에 따라 각 요소를 엄격하게 설치하고 인접 요소의 도체가 납땜 지점에서 교차하는지 확인합니다.
모든 요소를 연결했으면 조심스럽게 위로 향하게 하십시오. 모듈이 많으면 납땜 요소를 손상시키지 않고 단독으로 회전시키는 것이 매우 어렵 기 때문에 조수를 초대해야합니다. 그러나 그 전에 모듈을 접착제로 펼쳐 패널에 단단히 고정시킵니다. 실리콘 실란트를 접착제로 사용하는 것이 좋으며 가장자리가 아닌 요소의 중앙, 한 지점에 엄격하게 적용해야합니다. 이는 베이스의 약간의 변형이 갑자기 발생하는 경우 플레이트가 파손되는 것을 방지하기 위해 필요합니다. 합판 시트는 수분 변화로 인해 휘거나 부풀어 오를 수 있으며 안정적으로 접착 된 요소는 단순히 균열 및 실패합니다.
모듈을 기판에 고정하여 패널의 테스트 실행을 수행하고 기능을 확인할 수 있습니다. 그런 다음 기성품 프레임에 받침대를 놓고 나사로 가장자리를 고정합니다. 태양 전지를 통한 배터리 방전을 제거하기 위해 패널에 차단 다이오드를 설치하고 실런트로 고정합니다.
체인을 연결하려면 각 요소를 양쪽에 고정한 다음 실런트로 고정하는 구리 와이어 또는 케이블 외피를 사용할 수 있습니다.
샘플 테스트는 예비 계산을 하는 데 도움이 됩니다. 이 경우 그들은 올바른 것으로 판명되었습니다. 무부하 태양에서 배터리는 18.88V를 생성합니다.
보호용 플렉시 유리 스크린으로 설치된 요소를 덮으십시오. 수정하기 전에 구조의 성능을 다시 확인합니다. 그런데 모듈은 전체 설치 및 납땜 프로세스 동안 여러 그룹으로 테스트할 수 있습니다. 증기가 불투명 필름으로 플렉시 유리를 덮을 수 있으므로 실런트가 완전히 건조되도록 합니다. 추후 컨트롤러를 사용할 수 있도록 출력선에 2핀 커넥터를 장착하였습니다.
하나의 패널이 조립되어 완전히 사용할 준비가 되었습니다. 온라인으로 구매한 품목을 포함한 모든 장비 비용은 $105입니다.
개인 주택 태양광 시스템
태양 전지를 사용하는 가정용 전력 공급 시스템은 3가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
집이 중앙 전력망에 연결된 경우 가장 좋은 옵션은 혼합 시스템입니다. 낮에는 태양 전지 패널에서, 밤에는 배터리에서 전력이 공급됩니다. 이 경우 중앙 네트워크는 예비입니다. 중앙 전원 공급 장치에 연결할 수 없으면 가솔린 또는 디젤 연료 발전기로 대체됩니다.
컨트롤러는 최대 부하 시 단락을 방지하기 위해 필요하며, 배터리는 에너지를 저장하고 인버터는 이를 소비자에게 분배하여 공급합니다.
최상의 옵션을 선택할 때 최대 에너지 소비가 발생하는 시간을 고려해야 합니다. 민가의 경우 이미 해가 진 저녁시간이 피크시간대이므로 주간에 태양에너지를 공급하기 때문에 일반 네트워크에 연결하거나 발전기를 추가로 사용하는 것이 합리적이다.
태양 광 전원 공급 장치 시스템에서는 직류 및 교류가 모두있는 네트워크가 사용되며 두 번째 옵션은 15m 이상의 거리에 장치를 배치하는 데 적합합니다.
작동 모드가 일광 시간과 종종 일치하는 여름 거주자의 경우 일출과 함께 작동하기 시작하여 저녁에 끝나는 태양 에너지 절약 시스템이 적합합니다.
DIY 태양 전지 : 수제 패널을 만드는 방법
프로젝트를 개발하고 태양 전지용 요소를 선택하는 방법. 에너지 효율적인 구조를 위한 조립 지침. 가정용 태양광 발전 시스템
자신의 손으로 태양 전지판을 만드는 방법
현대 아파트 및 개인 주택의 편안한 생활 조건을 보장하는 것은 수요가 지속적으로 증가하는 전기 에너지 없이는 할 수 없습니다. 그러나 이 에너지 운반체의 가격도 충분히 규칙적으로 증가하고 있습니다. 따라서 총 주택 유지 비용도 증가합니다. 따라서 다른 대체 전기 소스와 함께 개인 주택용 DIY 태양 전지가 점점 더 관련성이 높아지고 있습니다. 이 방법을 사용하면 지속적인 가격 인상과 정전에 직면하여 객체를 비휘발성으로 만들 수 있습니다.
태양전지 효율
개인 주택의 장치 및 장비의 자율 전원 공급 문제는 오랫동안 고려되어 왔습니다. 태양 에너지는 대체 전원 공급 장치의 옵션 중 하나가 되었으며 현대 조건에서 실제로 널리 적용되고 있습니다. 의혹과 논란을 일으키는 유일한 요인은 항상 기대에 미치지 못하는 태양광 패널의 효율성이다.
태양 전지판의 작업은 태양 에너지의 양에 직접적으로 의존합니다. 따라서 배터리는 맑은 날이 우세한 지역에서 가장 효과적입니다. 가장 이상적인 경우에도 배터리 효율은 40%에 불과하며 실제로는 이 수치가 훨씬 낮습니다. 정상적인 기능을 위한 또 다른 조건은 자율 태양광 시스템 설치를 위한 중요한 영역의 가용성입니다. 이것이 시골집에 심각한 문제가 아닌 경우 아파트 소유자는 많은 추가 기술 문제를 해결해야합니다.
장치 및 작동 원리
태양 전지의 작동은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전지의 능력을 기반으로 합니다. 모두 함께 공통 시스템으로 통합 된 다세포 분야의 형태로 수집됩니다. 태양 에너지의 작용은 각 셀을 배터리에 수집 및 저장되는 전류 소스로 전환합니다. 이러한 필드의 전체 면적의 치수는 전체 장치의 전력에 직접적인 영향을 미칩니다. 즉, 광전지의 수가 증가함에 따라 그에 따라 발전량도 증가한다.
이것은 필요한 양의 전기를 매우 넓은 지역에서만 생산할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 계산기, 손전등 및 기타 장치와 같이 태양 에너지를 사용하는 많은 소형 가전 제품이 있습니다.
태양열 조명 장치는 현대 시골집에서 점점 더 대중화되고 있습니다. 이러한 간단하고 경제적인 장치로 정원 경로, 테라스 및 기타 필요한 영역이 조명됩니다. 어두운 곳에서는 태양이 비치는 낮에 축적된 전기가 사용됩니다. 경제적 인 램프를 사용하면 축적 된 전기를 오랫동안 사용할 수 있습니다. 에너지 공급의 주요 문제에 대한 해결책은 충분한 양의 전기를 생성할 수 있는 더 강력한 다른 시스템의 도움으로 수행됩니다.
태양 전지판의 주요 유형
자신의 태양 전지판을 만들기 시작하기 전에 가장 적합한 옵션을 선택하기 위해 주요 유형에 익숙해지는 것이 좋습니다.
모든 태양 에너지 변환기는 장치 및 설계 기능에 따라 필름과 실리콘으로 구분됩니다. 첫 번째 옵션은 변환기가 특수 기술을 사용하여 만든 필름 형태로 만들어지는 박막 배터리로 표시됩니다. 이러한 구성물은 중합체 구성물로도 알려져 있습니다. 사용 가능한 모든 장소에 설치할 수 있지만 많은 공간이 필요하고 효율성이 낮습니다. 평균적인 구름이라도 한 번에 20%까지 필름 장치의 효율성을 감소시킬 수 있습니다.
실리콘 배터리는 세 가지 유형으로 제공됩니다.
- 단결정. 디자인은 통합된 실리콘 변환기가 있는 여러 셀로 구성됩니다. 그들은 함께 결합되고 실리콘으로 채워집니다. 그들은 작동의 단순성, 가벼움, 유연성, 방수성으로 구별됩니다. 그러나 이러한 배터리의 효율적인 작동을 위해서는 직사광선이 필요합니다. 상대적으로 높은 효율(최대 22%)에도 불구하고 흐림이 시작되면서 발전이 크게 감소하거나 완전히 멈출 수 있습니다.
- 다결정. 단결정과 비교하여 셀에 더 많은 변환기가 있습니다. 그들은 다른 방향으로 설치되어 저조도에서도 작업 효율성을 크게 높입니다. 이 배터리는 특히 도시 환경에서 가장 널리 사용됩니다.
- 무정형. 효율이 6%에 불과합니다. 그러나 그들은 처음 두 가지 유형보다 몇 배나 더 많은 광속을 흡수하는 능력으로 인해 매우 유망한 것으로 간주됩니다.
고려되는 모든 유형의 태양 전지는 공장에서 제조되므로 가격이 여전히 매우 높습니다. 이와 관련하여 저렴한 재료를 사용하여 태양 전지를 직접 만들 수 있습니다.
태양 전지판 제조를 위한 재료 및 부품 선택
자율 태양 에너지 원의 높은 비용으로 인해 광범위한 사용이 불가능하기 때문에 가정 공예가는 스크랩 재료에서 손으로 태양 전지 패널 제조를 조직하려고 할 수 있습니다. 배터리 제조에서 즉석 재료로만 수행하는 것은 불가능하다는 것을 기억해야 합니다. 새 부품이 아니더라도 공장 부품을 구매해야 합니다.
태양 에너지 변환기에는 몇 가지 기본 요소가 있습니다. 우선, 이것은 이미 위에서 논의한 특정 유형의 배터리 자체입니다. 다음은 수신된 전류로 배터리의 충전 수준을 모니터링하는 배터리 컨트롤러입니다. 다음 요소는 전기를 저장하는 배터리입니다. 직류를 교류로 바꾸는 인버터는 필수입니다. 따라서 220V 정격의 모든 가전 제품은 정상적으로 작동할 수 있습니다.
이러한 각 품목은 전자 시장에서 자유롭게 구입할 수 있습니다. 특정 이론적 지식과 실용적인 기술이 있다면 대부분은 태양 전지 컨트롤러를 포함하여 표준 구성표에 따라 독립적으로 조립할 수 있습니다. 컨버터의 전력을 계산하려면 컨버터가 어떤 용도로 사용될 것인지 알아야 합니다. 조명 또는 난방뿐만 아니라 물체의 요구 사항을 완전히 충족시킬 수 있습니다. 이와 관련하여 재료 및 구성 부품이 선택됩니다.
자신의 손으로 태양 전지를 만들 때 전원뿐만 아니라 네트워크의 작동 전압도 결정해야합니다. 사실 태양광 발전 네트워크는 직류 또는 교류에서 작동할 수 있습니다. 후자의 옵션은 15m 거리에서 소비자에게 전기를 분배할 수 있기 때문에 더 바람직한 것으로 간주됩니다. 다결정 배터리를 사용할 때 1제곱미터에서 한 시간에 평균 약 120와트를 얻을 수 있습니다. 즉, 월 300kW를 얻으려면 총 면적이 20m2인 태양 전지판이 필요합니다. 이것은 3-4인의 일반 가족이 지출하는 금액입니다.
개인 주택과 여름 별장에는 태양 전지 패널이 사용되며 각 패널에는 36개의 요소가 포함됩니다. 한 패널의 전력은 약 65W입니다. 소규모 개인 주택이나 국가에서는 15개의 패널이면 충분하며 시간당 최대 5kW의 전력을 생성할 수 있습니다. 예비 계산을 수행한 후 변환 플레이트를 구입할 수 있습니다. 배터리 외관에만 영향을 미치는 사소한 결함이 있는 손상된 셀을 구입할 수 있습니다. 작동 순서에서 각 요소는 약 19V를 전달할 수 있습니다.
태양전지 제조
모든 재료와 부품이 준비되면 변환기 조립을 시작할 수 있습니다. 요소를 납땜할 때 요소 사이에 5mm 이내의 확장 간격을 제공해야 합니다. 납땜은 매우 신중하고 신중하게 이루어져야 합니다. 예를 들어, 플레이트에 와이어가 없으면 수동으로 납땜해야 합니다. 작동하려면 기존의 100와트 백열 램프가 직렬로 연결된 60와트 납땜 인두가 필요합니다.
모든 플레이트는 서로 순차적으로 납땜됩니다. 플레이트는 취약성이 증가하는 특징이 있으므로 프레임을 사용하여 플레이트를 납땜하는 것이 좋습니다. 납땜 제거 중에 다이오드가 사진 판과 함께 회로에 삽입되어 조도가 감소하거나 완전한 어둠이 시작될 때 광전지가 방전되지 않도록 보호합니다. 이를 위해 패널의 절반이 공통 버스에 결합되어 터미널 스트립으로 출력되어 중간점이 생성됩니다. 동일한 다이오드가 배터리가 야간에 방전되는 것을 방지합니다.
효과적인 배터리 작동을 위한 주요 조건 중 하나는 모든 지점과 노드의 고품질 납땜입니다. 인쇄물을 설치하기 전에 이러한 장소를 테스트해야 합니다. 전류 출력을 위해 단면적이 작은 도체(예: 실리콘 절연체로 된 스피커 케이블)를 사용하는 것이 좋습니다. 모든 전선은 실런트로 고정됩니다. 그런 다음 플레이트가 부착 될 표면의 재료가 선택됩니다. 가장 적합한 특성은 탄산염이나 플렉시 유리보다 광속을 훨씬 잘 전달하는 유리입니다.
사용 가능한 도구로 태양 전지를 만들 때 상자도 관리해야 합니다. 일반적으로 상자는 나무 막대 또는 알루미늄 모서리로 만든 다음 실런트 위에 유리를 놓습니다. 실런트는 불규칙한 부분을 채우고 완전히 건조시켜야 합니다. 이로 인해 내부에 먼지가 들어가지 않고 작동 중에 인화판이 더러워지지 않습니다.
다음으로 납땜 된 광전지가있는 시트가 유리에 설치됩니다. 다양한 방법으로 고정할 수 있지만 가장 최적의 옵션은 투명 에폭시 수지 또는 실런트입니다. 전체 유리 표면을 에폭시 수지로 균일하게 코팅한 다음 변환기를 그 위에 설치합니다. 실런트를 사용할 때 각 요소의 중심에 있는 점으로 고정합니다. 조립이 끝나면 태양 전지가 들어있는 밀봉 된 케이스를 가져와야합니다. 완성된 장치는 약 18-19볼트를 생성하며 이는 12볼트 배터리를 충전하기에 충분합니다.
가정 난방 가능성
자체 제작한 태양 전지가 조립된 후 모든 소유자는 확실히 작동 테스트를 원할 것입니다. 가정의 난방은 가장 중요한 문제로 간주되므로 태양열 난방이 가장 먼저 확인해야 합니다.
태양열 집열기는 난방에 사용됩니다. 진공 수집기의 도움으로 햇빛이 열로 변환됩니다. 얇은 유리관은 액체로 채워져 태양에 의해 가열되어 저장 탱크에 있는 물에 열을 전달합니다. 우리의 경우 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것에 대해서만 이야기하고 있기 때문에이 방법은 적합하지 않습니다.
그것은 모두 사용 된 장치의 전력에 달려 있습니다. 어쨌든 받은 에너지의 대부분은 보일러의 물을 가열하는 데 사용됩니다. 100리터의 물을 70-80도로 가열하면 약 4시간이 걸립니다. 가열 요소가 있는 2kW 온수 보일러의 전기 소비량은 8kW입니다. 시간당 5kW의 전력을 생산할 때 문제가 없을 것입니다. 그러나 배터리 면적이 10m2 미만이면 도움으로 개인 주택을 난방하는 것이 불가능합니다.
DIY 태양 전지
스크랩 재료로 손으로 태양 전지를 만들 때 전원뿐만 아니라 네트워크의 작동 전압도 결정해야합니다. 제조공정 A to Z
