Pravdepodobne neexistuje žiadna taká osoba, ktorá by sa nechcela stať nezávislejšou. Schopnosť úplne ovládať svoj vlastný čas, cestovať bez poznania hraníc a vzdialeností, nemyslieť na bývanie a finančné problémy - to je to, čo dáva pocit skutočnej slobody. Dnes vám prezradíme, ako sa pomocou slnečného žiarenia zbaviť bremena energetickej závislosti. Ako už asi tušíte, hovoríme o solárnych paneloch. A presnejšie o tom, či je možné postaviť skutočnú solárnu elektráreň vlastnými rukami.
História vzniku a perspektívy využitia
Myšlienka premeny energie Slnka na elektrinu bola ľudstvom vymyslená už dlho. Ako prvé sa objavili solárne tepelné inštalácie, v ktorých para prehriata koncentrovanými slnečnými lúčmi roztáčala turbíny generátora. Priama konverzia bola možná až v polovici 19. storočia, keď Francúz Alexander Edmond Baccarel objavil fotoelektrický efekt. Pokusy o vytvorenie funkčného solárneho článku na základe tohto javu boli korunované úspechom až o pol storočia neskôr v laboratóriu vynikajúceho ruského vedca Alexandra Stoletova. Mechanizmus fotoelektrického javu bolo možné naplno popísať ešte neskôr – ľudstvo za to vďačí Albertovi Einsteinovi. Mimochodom, práve za túto prácu dostal Nobelovu cenu.
Bakkarel, Stoletov a Einstein sú vedci, ktorí položili základy modernej slnečnej energie
Vytvorenie prvého solárneho fotočlánku na báze kryštalického kremíka oznámili svetu zamestnanci Bell Laboratories už v apríli 1954. Tento dátum je v skutočnosti štartovacím bodom technológie, ktorá sa čoskoro bude môcť stať plnohodnotnou náhradou uhľovodíkového paliva.
Keďže prúd jedného fotovoltaického článku je miliampér, musia byť pre získanie dostatočného výkonu zapojené do modulárnych štruktúr. Pole solárnych fotovoltických článkov chránených pred vonkajšími vplyvmi sú tiež solárnou batériou (pre ich plochý tvar sa zariadenie často nazýva solárny panel).
Premena slnečného žiarenia na elektrickú energiu má veľkú perspektívu, pretože na každý štvorcový meter zemského povrchu pripadá v priemere 4,2 kWh energie za deň, čím sa ušetrí takmer jeden barel ropy ročne. Pôvodne využívaná len pre kozmický priemysel sa technológia už v 80. rokoch minulého storočia stala natoľko bežnou, že sa fotobunky začali využívať aj na domáce účely – ako zdroj energie pre kalkulačky, fotoaparáty, lampy a pod. vážne“ boli vytvorené solárne elektrárne. Pripevnené k strechám domov umožnili úplne opustiť drôtovú elektrinu. Dnes môžete vidieť zrod elektrární, čo sú mnohokilometrové polia kremíkových panelov. Energia, ktorú vytvárajú, im umožňuje napájať celé mestá, takže môžeme s istotou povedať, že budúcnosť patrí solárnej energii.
Moderné solárne elektrárne sú niekoľkokilometrové polia fotovoltaických článkov schopné zásobovať elektrinou desaťtisíce domácností.
Solárny článok: ako to funguje
Potom, čo Einstein opísal fotoelektrický jav, bola svetu odhalená celá jednoduchosť takého zdanlivo zložitého fyzikálneho javu. Je založená na látke, ktorej jednotlivé atómy sú v nestabilnom stave. Keď sú fotóny bombardované svetlom, elektróny sú vyrazené z ich obežných dráh - takže sú zdrojmi prúdu.
Takmer pol storočia nemal fotoelektrický jav praktické uplatnenie z jedného jednoduchého dôvodu – neexistovala technológia na získavanie materiálov s nestabilnou atómovou štruktúrou. Vyhliadky na ďalší výskum sa objavili až s objavom polovodičov. Atómy týchto materiálov majú buď nadbytok elektrónov (n-vodivosť), alebo ich nedostatok (p-vodivosť). Pri použití dvojvrstvovej štruktúry s vrstvou typu n (katóda) a typu p (anóda) „bombardovanie“ fotónmi svetla vyrazí elektróny z atómov n-vrstvy. Opustia svoje miesta, ponáhľajú sa na voľné obežné dráhy atómov vo vrstve p a potom sa cez pripojené zaťaženie vrátia na svoje pôvodné pozície. Pravdepodobne každý z vás vie, že pohyb elektrónov v uzavretej slučke je elektrický prúd. Pohyb elektrónov je však možný len nie v dôsledku magnetického poľa, ako v elektrických generátoroch, ale v dôsledku toku častíc slnečného žiarenia.
Solárny panel funguje vďaka fotovoltaickému efektu, ktorý bol objavený už začiatkom 19. storočia.
Keďže výkon jedného fotovoltaického modulu nepostačuje na napájanie elektronických zariadení, na získanie potrebného napätia je zapojených viacero článkov do série. Čo sa týka prúdovej sily, tá sa zvyšuje paralelným zapojením určitého počtu takýchto zostáv.
Výroba elektriny v polovodičoch priamo závisí od množstva slnečnej energie, preto sa fotobunky inštalujú nielen pod holým nebom, ale snažia sa svoj povrch orientovať aj kolmo na dopadajúce lúče. A aby boli články chránené pred mechanickým poškodením a poveternostnými vplyvmi, sú namontované na pevnom základe a zhora chránené sklom.
Klasifikácia a vlastnosti moderných fotobuniek
Prvý solárny článok bol vyrobený na báze selénu (Se), avšak nízka účinnosť (menej ako 1%), rýchle starnutie a vysoká chemická aktivita selénových solárnych článkov boli nútené hľadať iné, lacnejšie a efektívnejšie materiály. A našli sa na povrchu kryštalického kremíka (Si). Keďže tento prvok periodickej tabuľky je dielektrikum, jeho vodivosť bola zabezpečená inklúziami rôznych kovov vzácnych zemín. V závislosti od výrobnej technológie existuje niekoľko typov kremíkových solárnych článkov:
- monokryštalický;
- polykryštalický;
- z amorfného Si.
Prvé sa vyrábajú rezaním najtenších vrstiev z kremíkových ingotov najvyššej čistoty. Vonkajšie monokryštalické fotobunky vyzerajú ako monochromatické tmavomodré sklenené dosky s výraznou elektródovou mriežkou. Ich účinnosť dosahuje 19% a ich životnosť je až 50 rokov. A hoci výkon panelov vyrobených na báze monokryštálov postupne klesá, existujú dôkazy, že batérie vyrobené pred viac ako 40 rokmi sú stále funkčné a vydávajú až 80 % svojej pôvodnej energie.
Monokryštalické solárne články majú jednotnú tmavú farbu a zrezané rohy - tieto vlastnosti neumožňujú ich zámenu s inými solárnymi článkami
Pri výrobe polykryštalických solárnych článkov sa používa nie tak čistý, ale lacnejší kremík. Zjednodušenie technológie ovplyvňuje vzhľad platní - nemajú jednotný odtieň, ale svetlejší vzor, ktorý tvorí hranice mnohých kryštálov. Účinnosť takýchto solárnych článkov je o niečo nižšia ako účinnosť monokryštalických - nie viac ako 15% a životnosť je až 25 rokov. Treba povedať, že pokles hlavných výkonnostných ukazovateľov nemá absolútne žiadny vplyv na obľúbenosť polykryštalických fotobuniek. Ťažia z nižších nákladov a menšej závislosti od vonkajšieho znečistenia, nízkej oblačnosti a orientácie na Slnko.
Polykryštalické solárne články majú svetlejší modrý odtieň a nejednotný vzor - dôsledok toho, že ich štruktúra pozostáva z mnohých kryštálov
Pri solárnych článkoch z amorfného Si sa nepoužíva kryštalická štruktúra, ale najtenšia vrstva kremíka, ktorá sa nastrieka na sklo alebo polymér. Tento spôsob výroby je síce najlacnejší, no takéto panely majú vďaka vyhoreniu a degradácii amorfnej vrstvy na slnku najkratšiu životnosť. Tento typ fotobuniek tiež nie je spokojný so svojím výkonom - ich účinnosť nie je väčšia ako 9% a počas prevádzky výrazne klesá. Použitie solárnych článkov vyrobených z amorfného kremíka je v púšti opodstatnené - vysoká slnečná aktivita znižuje produktivitu a nekonečné rozlohy umožňujú umiestniť solárne elektrárne akejkoľvek veľkosti.
Schopnosť nastriekať silikónovú štruktúru na akýkoľvek povrch umožňuje flexibilné solárne panely
Ďalší vývoj technológie na výrobu fotovoltických článkov je poháňaný potrebou znižovania cien a zlepšovania výkonu. Filmové fotobunky majú dnes maximálny výkon a odolnosť:
- na báze teluridu kadmia;
- z tenkých polymérov;
- pomocou selenidu india a medi.
O možnosti využitia tenkovrstvových fotobuniek v podomácky vyrobených zariadeniach je ešte priskoro. Ich produkciou sa dnes zaoberá len niekoľko „technologicky najvyspelejších“ firiem, a tak sa najčastejšie s flexibilnými fotovoltaickými článkami môžeme stretnúť ako s súčasťou hotových solárnych panelov.
Ktoré fotovoltické články sú najlepšie pre solárny panel a kde ich nájdete
Domáce solárne panely budú vždy o krok za svojimi továrenskými kolegami z niekoľkých dôvodov. Po prvé, renomovaní výrobcovia starostlivo vyberajú fotobunky, oddeľujúc bunky s nestabilnými alebo zníženými parametrami. Po druhé, pri výrobe solárnych článkov sa používa špeciálne sklo so zvýšenou priepustnosťou svetla a zníženou odrazivosťou - nájsť také v predaji je takmer nemožné. A do tretice, pred spustením sériovej výroby sú všetky parametre priemyselných vzorov testované pomocou matematických modelov. Vďaka tomu sa minimalizuje vplyv zahrievania článkov na účinnosť batérie, zlepšuje sa systém odvodu tepla, nachádza sa optimálny prierez spojovacích zberníc, skúmajú sa spôsoby zníženia rýchlosti degradácie fotobuniek atď. Riešenie takýchto problémov nie je možné bez vybaveného laboratória a príslušnej kvalifikácie.
Nízke náklady na vlastné solárne panely vám umožňujú vybudovať inštaláciu, ktorá vám umožní úplne opustiť služby energetických spoločností
Samostatne vyrobené solárne panely však vykazujú dobré výsledky a nie sú tak ďaleko za priemyselnými náprotivkami. Pokiaľ ide o cenu, tu máme zisk viac ako dvojnásobný, to znamená, že pri rovnakých nákladoch dajú domáce výrobky dvakrát toľko elektriny.
Po zvážení všetkého uvedeného vzniká obraz toho, ktoré fotobunky sú vhodné do našich podmienok. Filmové miznú kvôli nedostatku predaja a amorfné - kvôli krátkej životnosti a nízkej účinnosti. Zostanú bunky kryštalického kremíka. Musím povedať, že v prvom domácom zariadení je lepšie použiť lacnejšie "polykryštály". A až po spustení technológie a „pochopení“ by sa malo prejsť na monokryštalické články.
Lacné neštandardné fotobunky sú vhodné na testovanie technológií - podobne ako kvalitné zariadenia sa dajú kúpiť na zahraničných obchodných platformách.
Čo sa týka otázky, kde zohnať lacné solárne články, možno ich nájsť na zahraničných obchodných platformách ako Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon atď. Tam sa predávajú ako samostatné fotobunky rôznych veľkostí a výkonov, tak aj hotové súpravy na montáž solárnych panelov akéhokoľvek výkonu.
Predajcovia často ponúkajú takzvané solárne články triedy „B“, čo sú poškodené solárne články mono- alebo polykryštalického typu. Malé triesky, praskliny alebo absencia rohov nemajú prakticky žiadny vplyv na výkon článkov, ale umožňujú ich nákup za oveľa nižšie náklady. Z tohto dôvodu je najvýhodnejšie ich použitie v domácich solárnych zariadeniach.
Je možné nahradiť fotovoltaické dosky niečím iným
Málokedy domáci majster nemá drahocennú krabicu so starými rádiovými komponentmi. Ale diódy a tranzistory zo starých prijímačov a televízorov sú všetky rovnaké polovodiče s pn prechodmi, ktoré generujú prúd, keď sú osvetlené slnečným žiarením. Využitím týchto vlastností a spojením niekoľkých polovodičových zariadení môžete vyrobiť skutočnú solárnu batériu.
Na výrobu nízkoenergetickej solárnej batérie môžete použiť starú základňu prvkov polovodičových zariadení
Pozorný čitateľ sa hneď opýta, v čom je háčik. Prečo platiť za továrensky vyrobené mono- alebo polykryštalické články, keď môžete použiť to, čo vám leží doslova pod nohami. Ako vždy, diabol sa skrýva v detailoch. Faktom je, že najvýkonnejšie germániové tranzistory umožňujú získať napätie nie viac ako 0,2 V na jasnom slnku pri sile prúdu meranej v mikroampéroch. Na dosiahnutie parametrov, ktoré produkuje plochá kremíková fotobunka, potrebujete niekoľko desiatok, ba až stoviek polovodičov. Batéria vyrobená zo starých rádiových komponentov je užitočná len na nabíjanie kempingovej LED baterky alebo malej batérie mobilného telefónu. Pre realizáciu väčších projektov sú zakúpené solárne články nevyhnutné.
S akým výkonom solárnych panelov môžete počítať?
Keď uvažujete o vybudovaní vlastnej solárnej elektrárne, každý sníva o úplnom opustení káblovej elektriny. Aby sme mohli analyzovať realitu tohto podniku, urobme niekoľko malých výpočtov.
Zistiť dennú spotrebu elektriny nie je ťažké. Stačí sa pozrieť na faktúru zaslanú organizáciou zásobovania energiou a vydeliť tam uvedený počet kilowattov počtom dní v mesiaci. Ak vám napríklad ponúknu zaplatiť 330 kWh, znamená to, že denná spotreba je 330/30 = 11 kWh.
Graf závislosti výkonu solárnej batérie v závislosti od osvetlenia
Pri výpočtoch je nevyhnutné vziať do úvahy skutočnosť, že solárny panel bude vyrábať elektrinu iba počas denného svetla a až 70% výroby sa vykonáva od 9 do 16 hodín. Okrem toho účinnosť zariadenia priamo závisí od uhla dopadu slnečného žiarenia a stavu atmosféry.
Mierna oblačnosť alebo opar zníži účinnosť aktuálneho výkonu solárnej elektrárne 2–3-krát, zatiaľ čo obloha pokrytá pevnou oblačnosťou spôsobí pokles výkonu 15–20-krát. V ideálnych podmienkach by solárna batéria s kapacitou 11/7 = 1,6 kW stačila na výrobu 11 kWh energie. Ak vezmeme do úvahy vplyv prírodných faktorov, tento parameter by sa mal zvýšiť asi o 40-50%.
Okrem toho je tu ešte jeden faktor, ktorý núti zväčšiť plochu použitých fotobuniek. Po prvé, nemali by sme zabúdať, že batéria nebude fungovať v noci, čo znamená, že budú potrebné výkonné batérie. Po druhé, na napájanie domácich spotrebičov potrebujete prúd 220 V, takže potrebujete výkonný menič napätia (invertor). Odborníci tvrdia, že straty na akumuláciu a transformáciu elektriny zaberajú až 20-30% z jej celkového množstva. Reálny výkon solárnej batérie by sa preto mal zvýšiť o 60–80 % vypočítanej hodnoty. Za predpokladu neefektívnosti 70% dostaneme menovitý výkon nášho solárneho panelu rovný 1,6 + (1,6 × 0,7) = 2,7 kW.
Použitie zostáv silnoprúdových lítiových batérií je jedným z najelegantnejších, no v žiadnom prípade nie najlacnejším spôsobom skladovania solárnej energie.
Na uskladnenie elektriny budete potrebovať nízkonapäťové batérie určené pre napätie 12, 24 alebo 48 V. Ich kapacita by mala byť dimenzovaná na dennú spotrebu energie plus transformačné a konverzné straty. V našom prípade potrebujeme pole batérií navrhnutých na uchovanie 11 + (11 × 0,3) = 14,3 kWh energie. Ak používate bežné 12-voltové autobatérie, potrebujete zostavu pre 14300 W × h / 12 V = 1200 Ah, teda šesť batérií, každá s kapacitou 200 Ah.
Ako vidíte, aj na zabezpečenie elektriny pre potreby domácnosti priemernej rodiny je potrebná seriózna solárna elektráreň. Čo sa týka využitia podomácky vyrobených solárnych panelov na vykurovanie, v tomto štádiu takýto podnik nedosiahne ani hranicu sebestačnosti, nehovoriac o tom, že by sa dalo niečo ušetriť.
Výpočet veľkosti batérie
Veľkosť batérie závisí od požadovaného výkonu a veľkosti zdrojov energie. Pri výbere toho posledného si určite dáte pozor na ponúkanú rôznorodosť fotobuniek. Pre použitie v domácich zariadeniach je najvhodnejšie zvoliť stredne veľké solárne články. Napríklad polykryštalické panely s rozmermi 3 × 6 palcov, určené pre výstupné napätie 0,5 V a prúd do 3 A.
Pri výrobe solárnej batérie budú zapojené do série v blokoch po 30 kusov, čo umožní získať napätie potrebné na nabíjanie autobatérie 13-14 V (s prihliadnutím na straty). Maximálny výkon jednej takejto jednotky je 15 V × 3 A = 45 W. Na základe tejto hodnoty bude ľahké vypočítať, koľko prvkov je potrebných na stavbu solárneho panelu daného výkonu a určiť jeho rozmery. Napríklad na vybudovanie 180-wattového solárneho elektrického kolektora, 120 fotovoltaických článkov s celkovou plochou 2 160 m2. palcov (1,4 m2).
Stavba domáceho solárneho panelu
Pred začatím výroby solárneho panelu je potrebné vyriešiť problémy s jeho umiestnením, vypočítať rozmery a pripraviť potrebné materiály a nástroje.
Výber správneho miesta inštalácie je dôležitý
Keďže solárny panel bude vyrobený ručne, jeho pomer strán môže byť ľubovoľný. To je veľmi výhodné, pretože domáce zariadenie môže lepšie zapadnúť do exteriéru strechy alebo do dizajnu prímestskej oblasti. Z rovnakého dôvodu by ste si mali vybrať miesto pre montáž batérie ešte pred začiatkom projektových činností, pričom nezabudnite vziať do úvahy niekoľko faktorov:
- otvorenosť miesta slnečnému žiareniu počas denných hodín;
- nedostatok tienenia budov a vysokých stromov;
- minimálna vzdialenosť od miestnosti, v ktorej sú inštalované akumulačné kapacity a konvertory.
Batéria na streche samozrejme vyzerá organickejšie, ale umiestnenie jednotky na zem má viacero výhod. V tomto prípade je vylúčená možnosť poškodenia strešných materiálov počas inštalácie nosného rámu, znižuje sa pracovná náročnosť inštalácie zariadenia a je možné včas zmeniť „uhol dopadu slnečných lúčov“. ". Najlepšie zo všetkého je, že spodné umiestnenie výrazne uľahčí udržiavanie čistého povrchu solárneho panelu. A to je záruka, že inštalácia bude fungovať na plný výkon.
Montáž solárneho panelu na strechu je spôsobená skôr nedostatkom miesta ako nutnosťou či jednoduchosťou použitia
Čo potrebujete v procese
Keď začínate s výrobou domáceho solárneho panelu, mali by ste sa zásobiť:
- fotobunky;
- lankový medený drôt alebo špeciálne prípojnice na pripojenie solárnych článkov;
- spájka;
- Schottkyho diódy, určené pre prúdový výstup jednej fotobunky;
- vysoko kvalitné antireflexné sklo alebo plexisklo;
- lišty a preglejky na výrobu rámu;
- silikónový tmel;
- hardvér;
- farba a ochranná zmes na ošetrenie drevených povrchov.
Pri práci budete potrebovať najjednoduchší nástroj, ktorý má domáci majiteľ vždy po ruke - spájkovačku, rezačku skla, pílku, skrutkovač, štetec atď.
Návod na výrobu
Na výrobu prvej solárnej batérie je najlepšie použiť fotočlánky s už prispájkovanými vývodmi - v tomto prípade sa zníži riziko poškodenia článkov pri montáži. Ak ste však zruční so spájkovačkou, môžete nákupom solárnych článkov s nespájkovanými kontaktmi ušetriť. Na zostavenie panelu, o ktorom sme hovorili v príkladoch vyššie, je potrebných 120 dosiek. Ak použijete pomer strán približne 1:1, budete musieť naskladať 15 radov po 8 fotobuniek. V tomto prípade budeme môcť zapojiť každé dva „stĺpce“ do série a štyri takéto jednotky pripojiť paralelne. Týmto spôsobom sa možno vyhnúť zamotaniu káblov a dosiahnuť hladkú a krásnu inštaláciu.
Schéma elektrického zapojenia domácej solárnej elektrárne
Rám
Montáž solárneho panelu by mala vždy začať výrobou puzdra. Na to potrebujeme hliníkové rohy alebo drevené lamely vysoké maximálne 25 mm - v tomto prípade nebudú vrhať tieň na vonkajšie rady fotobuniek. Na základe rozmerov našich kremíkových článkov 3x6" (7,62x15,24 cm) musí byť veľkosť rámu minimálne 125x125 cm. rovnaký prierez.
Zadná strana puzdra by mala byť zošitá preglejkou alebo OSB panelom a na spodnom konci rámu by mali byť vyvŕtané vetracie otvory. Spojenie vnútornej dutiny panelu s atmosférou bude potrebné na vyrovnanie vlhkosti - inak sa nedá vyhnúť zahmlievaniu skiel.
Na výrobu puzdra solárneho panelu sú vhodné najjednoduchšie materiály - drevené lamely a preglejka.
Panel z plexiskla alebo kvalitného skla s vysokým stupňom priehľadnosti je vyrezaný na vonkajšie rozmery rámu. V krajnom prípade môžete použiť okenné sklo s hrúbkou do 4 mm. Na jeho upevnenie sú pripravené rohové konzoly, v ktorých sú vyrobené vrtáky na pripevnenie k rámu. Pri použití plexiskla môžete urobiť otvory priamo v priehľadnom paneli - zjednoduší to montáž.
Na ochranu dreveného obalu solárnej batérie pred vlhkosťou a plesňami je impregnovaný antibakteriálnou zmesou a natretý olejovou farbou.
Pre uľahčenie montáže elektrickej časti je substrát vyrezaný z drevovláknitej dosky alebo iného dielektrického materiálu podľa vnútornej veľkosti rámu. V budúcnosti sa na ňom bude realizovať inštalácia fotobuniek.
Spájkovacie dosky
Pred začatím spájkovania by ste mali "odhadnúť" inštaláciu fotobuniek. V našom prípade potrebujeme 4 polia buniek s 30 doskami v každom a budú umiestnené v puzdre v pätnástich radoch. S takouto dlhou reťazou sa bude nepohodlne pracovať a navyše sa zvyšuje riziko poškodenia krehkých sklenených tabúľ. Bude racionálne spojiť každý 5 dielov a vykonať konečnú montáž po namontovaní fotobuniek na substrát.
Pre pohodlie je možné fotobunky namontovať na nevodivý substrát vyrobený z textolitu, plexiskla alebo drevovláknitých dosiek
Po pripojení každej reťaze by ste mali skontrolovať jej výkon. Na tento účel je každá zostava umiestnená pod stolovou lampou. Zapísaním hodnôt prúdu a napätia môžete nielen sledovať výkon modulov, ale aj porovnávať ich parametre.
Na spájkovanie používame nízkovýkonnú spájkovačku (maximálne 40 W) a dobrú, nízkotavnú spájku. Nanášame ho v malom množstve na výstupné časti platní, potom, pri dodržaní polarity spojenia, diely navzájom spojíme.
Pri spájkovaní fotobuniek by ste mali byť maximálne opatrní, pretože tieto časti sú veľmi krehké.
Po zložení jednotlivé reťaze rozložíme chrbtom k podkladu a prilepíme k povrchu pomocou silikónového tmelu. Každý 15-voltový blok fotobunky je dodávaný so Schottkyho diódou. Toto zariadenie umožňuje prúdenie prúdu iba jedným smerom, takže pri nízkom napätí solárneho panela neumožní vybitie batérií.
Finálne zapojenie jednotlivých reťazcov fotobuniek sa realizuje podľa vyššie uvedenej schémy zapojenia. Na tieto účely môžete použiť špeciálnu zbernicu alebo lankový medený drôt.
Kĺbové prvky solárnej batérie by mali byť pripevnené horúcim lepidlom alebo samoreznými skrutkami.
Montáž panelov
Podložky s na nich umiestnenými fotobunkami sú umiestnené v tele a upevnené samoreznými skrutkami. Ak bol rám vystužený priečnym nosníkom, je v ňom vyrobených niekoľko vrtákov na montáž drôtov. Kábel, ktorý je vyvedený, je bezpečne pripevnený k rámu a prispájkovaný na svorky zostavy. Aby ste sa vyhli zámene s polaritou, je najlepšie použiť dvojfarebné vodiče, spájajúce červený vodič s kladným pólom batérie a modrý s záporným pólom batérie. Pozdĺž horného obrysu rámu je nanesená súvislá vrstva silikónového tmelu, na ktorý je položené sklo. Po konečnej fixácii sa montáž solárneho článku považuje za dokončenú.
Po nainštalovaní ochranného skla na tmel je možné panel prepraviť na miesto inštalácie
Inštalácia a pripojenie solárnej batérie k spotrebiteľom
Z mnohých dôvodov je domáci solárny panel pomerne krehkým zariadením, preto si vyžaduje usporiadanie spoľahlivého nosného rámu. Ideálnou možnosťou by bol návrh, ktorý bude orientovať zdroj voľnej elektriny v oboch rovinách, ale zložitosť takéhoto systému je najčastejšie silným argumentom v prospech jednoduchého nakloneného systému. Ide o pohyblivý rám, ktorý je možné nastaviť v akomkoľvek uhle voči svietidlu. Jedna z možností pre rám, zrazená z drevenej tyče, je uvedená nižšie. Na jeho výrobu môžete použiť kovové rohy, rúry, pneumatiky atď. - Všetko, čo je po ruke.
Výkres rámu solárnych článkov
Na pripojenie solárneho panelu k batériám potrebujete regulátor nabíjania. Toto zariadenie bude monitorovať stav nabitia a vybitia batérií, sledovať tok prúdu a pri výraznom poklese napätia prepne na sieťové napájanie. Zariadenie s požadovaným výkonom a požadovanou funkčnosťou je možné zakúpiť v tých istých predajniach, kde sa predávajú fotobunky. Pokiaľ ide o napájanie domácich spotrebiteľov, bude to vyžadovať transformáciu nízkonapäťového napätia na 220 V. Ďalšie zariadenie, invertor, sa s tým úspešne vyrovná. Musím povedať, že domáci priemysel vyrába spoľahlivé zariadenia s dobrými výkonnostnými charakteristikami, takže prevodník je možné zakúpiť na mieste - v tomto prípade bude bonusom "skutočná" záruka.
Na plnohodnotné napájanie v domácnosti vám jedna solárna batéria stačiť nebude - budete potrebovať aj batérie, regulátor nabíjania a menič
V predaji nájdete meniče rovnakého výkonu, ktoré sa niekedy líšia cenou. Takéto rozšírenie sa vysvetľuje „čistotou“ výstupného napätia, ktoré je predpokladom pre napájanie jednotlivých elektrických zariadení. Meniče s takzvanou čistou sínusoidou majú komplikovanejšiu konštrukciu a v dôsledku toho aj vyššiu cenu.
Video: Výroba solárnych panelov vlastnými rukami
Postaviť domácu solárnu elektráreň nie je triviálna úloha a vyžaduje si finančné aj časové náklady a minimálne znalosti základov elektrotechniky. Pri začatí montáže solárneho panelu by ste mali venovať maximálnu pozornosť a presnosť - iba v tomto prípade sa môžete spoľahnúť na úspešné vyriešenie problému. Na záver ešte pripomeniem, že znečistenie skla je jedným z faktorov poklesu výkonu. Nezabudnite včas vyčistiť povrch solárneho panela, inak nebude môcť pracovať na plný výkon.
Spájkovanie solárnych panelov z jednotlivých fotovoltických článkov a elektroinštalácia domácej solárnej elektrárne – skúsenosti užívateľov portálu.
Pokračujeme v našej téme o výstavbe domácej solárnej elektrárne. Všeobecné informácie o, o princípoch výpočtu solárnych panelov, ako aj o systémoch autonómneho napájania nájdete v našich predchádzajúcich článkoch. Dnes si povieme niečo o vlastnostiach solárnych panelov vlastnej výroby, o postupnosti pripájania elektrických meničov a o ochranných zariadeniach, ktoré by mala zostava solárnej elektrárne obsahovať.
Výroba fotovoltaických modulov
Štandardný fotovoltický modul (panel) pozostáva z troch hlavných prvkov.
- Panelové puzdro.
- Rám.
- Fotovoltaické články.
Najjednoduchším konštrukčným prvkom solárneho modulu je jeho telo. Jeho prednou stranou je spravidla obyčajná tabuľa skla, ktorej rozmery zodpovedajú počtu solárnych článkov.
Adoronkin Používateľ FORUMHOUSE
Použité sklo bolo obyčajné okenné sklo - 3 mm (najlacnejšie). Uskutočnil sa test: výkon modulu mierne zhoršuje sklo, takže nevidím veľký zmysel brať tvrdené alebo antireflexné sklo.
Okenné sklá sa často používajú pri výrobe ochranných krytov pre solárne panely. Ak pochybujete o sile tohto materiálu, potom môžete použiť tvrdené sklo alebo obyčajné sklo, ale hrubšie (5 ... 6 mm). V tomto prípade niet pochýb o tom, že fotovoltické články budú spoľahlivo chránené pred prejavmi ničivej prírodnej katastrofy (napríklad pred krupobitím).
Zadná strana puzdra môže byť vyrobená z materiálu odolného voči vlhkosti, ktorý ho ochráni pred prachom a vlhkosťou na solárnych článkoch. Môže to byť kovový plech, hermeticky pripevnený k rámu pomocou nitov a silikónu, alebo opäť obyčajné sklo.
Niektorí remeselníci zároveň nevítajú prítomnosť zadnej steny na tele podomácky vyrobeného solárneho panelu.
Adoronkin
Zadná strana batérie je otvorená (pre lepšie chladenie), ale pokrytá akrylovým lakom zmiešaným s transparentným tmelom.
Vzhľadom na to, že pri zahrievaní panelov ich výkon výrazne klesá, vyzerá takéto rozhodnutie ako opodstatnené. Zabezpečuje totiž efektívne chladenie polovodičových prvkov a zároveň kvalitné utesnenie solárnych článkov. To všetko spolu zaručuje predĺženie životnosti solárnych panelov.
Rám
Domáce rámy solárnych panelov sa najčastejšie vyrábajú zo štandardných hliníkových rohov. Je lepšie použiť potiahnutý hliník - eloxovaný alebo lakovaný. Ak vás láka vyrobiť rám z dreva alebo plastu, pripravte sa na to, že za pár rokov môže výrobok pod vplyvom klimatických faktorov vyschnúť alebo sa úplne rozpadnúť (výnimkou sú plastové okná).
BOB691774 Používateľ FORUMHOUSE
Kupujem tam, kde sa vyrábajú okná. Cena - 80 rubľov. na meter. Profil je úplne pripravený na prácu, stačí ho odrezať pod uhlom 45 ° a pod teplom prilepiť rohy.
Zvážte najjednoduchšiu možnosť panelu: panel s hliníkovým rámom.
Časti hliníkového rámu sa ľahko spájajú pomocou skrutiek alebo samorezných skrutiek.
Následne je možné sklenené telo bez väčšej námahy prilepiť na hliníkový roh. Stačí na to obyčajný silikónový tmel.
Adoronkin
Vzal som silikónový tmel - univerzálny. 1 trubica stačí. Je lepšie vziať priehľadný tmel. Chemickú nezávadnosť tmelu vo vzťahu k fotovoltaickým článkom potvrdila ročná prevádzka batérie.
Výsledkom je plytký box so skleneným dnom, na ktorý sa následne nalepia fotovoltické články.
Pri určovaní veľkosti puzdra a rámu je potrebné vziať do úvahy potrebu medzery medzi susednými fotovoltaickými článkami, ktorá sa rovná - 2 ... 5 mm.
Spájkovanie solárnych článkov
Najdôležitejšou fázou montáže solárnych modulov je spájkovanie fotovoltaických článkov. Solárne články sú vyrobené z veľmi krehkého materiálu, preto je potrebné s nimi podľa toho aj zaobchádzať. Tí ľudia, ktorí sa s nimi už zaoberali, si odteraz pri nákupe solárnych článkov objednávajú články pre seba s určitým množstvom zásob (10-15%). Napríklad na výrobu panelu určeného pre 36 prvkov získajú 39 - 42 buniek.
Tenké hriadele na spájkovanie solárnych článkov, hrubšie hriadele (s ktorými sa spájajú susedné rady panelu) a solárne články je najlepšie zakúpiť u toho istého predajcu. To šetrí čas pri hľadaní vhodných prvkov a dáva určité záruky ich kompatibility.
Spájkovanie prvkov v prípade ich sériového pripojenia sa vykonáva podľa nasledujúcej schémy.
Záporný (predný) kontakt solárneho článku je prispájkovaný na kladný (zadný) kontakt nasledujúceho článku atď.
Takto vyzerá hotový panel.
Na prácu budete potrebovať nasledujúce nástroje a materiály:
- Výkonná spájkovačka 40-60 W (nie menej).
- Flux (označovač toku) - musí byť neutrálny (inak dôjde k rýchlej oxidácii spájkovaných kontaktov).
- Pneumatiky rôznych šírok.
- Gumové rukavice - aby ste nerozmazali solárne články (najmä tvár).
Potrebujeme aj cín. To v prípade, ak je stopka zle prispájkovaná ku kontaktom. Bunky, s ktorými sa pracuje, sú umiestnené na pevnom a rovnom povrchu. Môže to byť doska alebo sklo. Aby sa zabránilo skĺznutiu buniek po pracovnej ploche stola, môžu byť pripevnené kusmi elektrickej pásky prilepenými pozdĺž obvodu prvku. Na samotný článok (najmä na jeho prednú časť) by ste nemali lepiť elektrickú pásku. Voľný koniec stopky by mal byť pripevnený k stolu obojstrannou páskou.
Prvky sú spájkované a panely sú zostavené v nasledujúcom poradí: v prvom rade je kontaktná drážka dosky po celej dĺžke potiahnutá tavivom. Potom sa plochá tyč vloží do drážky a prispájkuje na kontakt dosky po celej jej šírke (na zápornom póle prvku).
Alebo v troch bodoch (zvyčajne na kladnom póle prvku).
Počet spájkovacích bodov závisí od konštrukcie prvku.
Kontakty sú striedavo prispájkované ku všetkým solárnym článkom. Prídavná spájka sa používa iba v prípadoch, keď nie je možné na prvý raz bezpečne prispájkovať tyč.
V prvom rade sú kontakty prispájkované na prednú (zápornú) stranu každého článku, ktorý bude spočívať na sklenenom obale panelu.
Stopka požadovanej veľkosti je pripravená vopred. Jeho dĺžka by mala zodpovedať šírke 2 susedných dosiek.
Dosky s priletovanými kontaktmi sú položené lícom nadol na sklenenú skrinku panelu. Potom môžu byť navzájom spájkované podľa polarity ("-" každého článku je prispájkované k "+" susedného článku atď.).
Aby bolo možné prvky pohodlnejšie umiestniť na sklenenú skriňu panelu, je možné jeho povrch vopred označiť.
Sliderrr Používateľ FORUMHOUSE
Na sklo som čiernym fixom naniesla body umiestnenia buniek. Usporiadal články a upevnil ich hlavami, maticami a skrutkami.
Ako náklad boli v tomto prípade použité orechy, kľúče a iné kovové predmety. Články je možné upevniť aj priehľadným silikónom, ktorý sa nanesie na sklo v rohoch každého prvku.
Pri kombinovaní susedných radov fotovoltaických článkov by sa mala použiť dodatočná spájka. Tým sa zvýši spoľahlivosť spájkovania na križovatke vodičov rôznych šírok.
Keď sú všetky články spájkované dohromady a vodiče sú vyvedené cez hliníkový rám panelu, môžete začať nalievať solárne články.
Na tento účel sú švy medzi susednými prvkami vyplnené silikónovým tmelom.
Sliderrr
Medzery medzi panelmi vyplnil silikónom (dýzu striekačky sploštil a trochu odrezal, aby sa zabezpečila estetika švu a dobrý kontakt silikónu so sklom). Keď to vyschlo, opäť som minul každý panel po obvode. Po zaschnutí tmelu som články dvakrát prekryl jachtárskym lakom. V budúcnosti skúsim izolačný lak.
Používateľ Mirosh namiesto laku používa na vyplnenie buniek biely silikón, ktorý sa nanáša na povrch v tenkej vrstve špachtľou. Výsledok je celkom uspokojivý.
Pred konečnou montážou je vhodné otestovať každý prvok na výkon, ktorý generuje. To sa dá urobiť pomocou multimetra. Ak nie sú výrazné rozdiely medzi prúdom a napätím, ktoré generuje každý jednotlivý článok, tak ich pokojne môžete zaradiť do zloženia fotovoltaického modulu.
Inštalácia Schottkyho diód
Dizajn solárnych panelov často využíva prvky, ktoré sme predtým nespomenuli. Ide o Schottkyho bypass diódy.
K ich inštalácii sa pristupuje z dvoch dôvodov.
Po prvé, bočné diódy sú inštalované tak, aby v tme alebo pri oblačnom počasí solárne panely nevybíjali batériu, ktorá je súčasťou súpravy solárnej elektrárne.
Alex MAP Používateľ FORUMHOUSE
V prípade priameho pripojenia solárnych panelov na batériu sa v noci na panely ukladá napätie a dochádza k ich ohrevu. Preto bola do obvodu primitívneho solárneho regulátora vyvinutého pred 10 rokmi zavedená Schottkyho dióda (ochrana pred nočným vybitím batérie).
Ak je k solárnym panelom pripojený moderný regulátor, potom nie je potrebná žiadna špeciálna ochrana proti nočnému vybitiu. Funkčný ovládač bez pomoci prídavných zariadení včas odpojí SB od batérie.
Po druhé, ak je solárny modul zakrytý tieňom z neďalekej budovy (alebo iného masívneho objektu), potom sa výkon tohto prvku zníži. Dôsledky zníženia výkonu sú nasledovné: vo vzťahu k zvyšku panelov pripojených k tienenému prvku v sérii sa tienený prvok zo zdroja prúdu zmení na odporovú záťaž. Odpor zatieneného modulu výrazne stúpa a jeho teplota výrazne stúpa.
Výrazné zníženie výkonu je to najneškodnejšie, k čomu môže čiastočné tienenie sériovo zapojeného solárneho panelu viesť. Koniec koncov, zatienený modul sa prehreje a zlyhá. Tento jav sa nazýva „efekt horúceho bodu“.
Aby sa predišlo tomuto efektu, je paralelne ku každému sériovo zapojenému modulu (alebo sérii solárnych článkov) inštalovaná Schottkyho dióda. Dióda umožňuje elektrine obísť zatienený panel. V tomto prípade sa generované napätie zníži, ale dá sa vyhnúť veľkému poklesu prúdu.
Alex MAP
Veľký prúd zo zostávajúcich panelov obvodu, ktoré sú osvetlené, nebude prerušený, ale bude obchádzať tienené časti panelov cez diódy. Konečné napätie bude o niečo menšie, ale regulátor nie je dôležitý. Ak by neboli v paneloch zabudované diódy, tak pri najmenšom zatienení aspoň kúska 1 panelu by celá reťaz úplne prestala dodávať prúd.
Inými slovami, strata výkonu bude úmerná zatienenej ploche.
Diódy môžu byť inštalované paralelne k celému modulu, alebo paralelne k jeho jednotlivým radom.
Tu je schéma, v ktorej má každý rad článkov inštalovaných v jednom module svoju vlastnú diódu. V praxi sa modul najčastejšie delí na 2 rovnaké časti.
HouzeR Používateľ FORUMHOUSE
Pre štvorriadkový panel sa zvyčajne zobrazuje stred, to znamená, že bunky sú posunuté na polovicu. Diódy sú umiestnené vo svorkovnici.
V každom prípade by mali byť všetky moduly solárnych panelov umiestnené tak, aby na ne rovnomerne dopadlo svetlo. Potom nie je potrebné riešiť problém obchádzania jednotlivých modulov alebo dokonca buniek.
Svorkovnice sú pre pohodlie umiestnené na zadnej strane solárnych panelov.
Ak je k regulátoru paralelne zapojených niekoľko sériovo zapojených skupín panelov, potom je každý sériový obvod pripojený k spoločnému obvodu cez oddeľovaciu diódu. To vám umožní vyhnúť sa stratám v dôsledku nesúladu jednotlivých sériových reťazcov a navyše chrániť batériu pred vybitím v noci (ak náhle zlyhá ovládač).
Diódy sa vyberajú podľa dvoch hlavných parametrov: podľa maximálnej intenzity prúdu, ktorý bude prechádzať v priepustnom smere (dopredný prúd), a podľa spätného napätia. Maximálne spätné prúdové napätie (Uobr.max.) by nemalo viesť k poruche diódy. V tomto prípade by prevádzkové charakteristiky diódy mali mierne presahovať hodnotenie panelu (približne 1,3 - 1,5 krát).
Ale je tu jeden trik.
Maximálne 94 Používateľ FORUMHOUSE
Neexistuje žiadny normálny Schottky pre vysoké napätie. Sú to len piliere s poklesom dopredného prúdu. Takže je lepšie brať tie bežné od Urev. Max ≈ 30 ... 100 V.
Inštalácia panelov
Ako panely správne upevniť a kde ich nainštalovať? Odpovede na tieto otázky závisia od konštrukcie zabezpečovacieho systému a od schopností ich majiteľa. Jediná vec, o ktorú by sa mal starať každý bez výnimky, je dodržanie uhla sklonu. Pre každú oblasť bude tento uhol iný a závisí priamo od zemepisnej šírky oblasti.
V priemere v zime by mal byť uhol sklonu o 10 ° ... 15 ° vyšší ako optimálna hodnota, v lete - o rovnakú hodnotu - nižší. si môžete pozrieť v sekcii FORUMHOUSE.
Prierez vodiča
V súlade s postulátmi elektrotechniky môže príliš malý prierez vodiča viesť k prehriatiu a dokonca k požiaru. Príliš veľké nie je zlé, ale povedie to k neprimerane vysokému nárastu nákladov na autonómny systém. Úlohou jeho tvorcu je preto nájsť „zlatú strednú cestu“.
Na začiatok by mali byť v obvode spájajúceho batériu s meničom nainštalované najhrubšie vodiče (mimochodom, čím kratšia je táto časť, tým lepšie). Práve tu tečú prúdy veľkej sily.
Vodiče spájajúce panely s meničom, ako aj prepojenie panelov medzi sebou, je možné zvoliť s malým prierezom. V týchto častiach obvodu môže byť prítomné relatívne vysoké napätie, ale vždy bude existovať nízka sila prúdu.
HeliosHouse Používateľ FORUMHOUSE
16 mm² je zbytočných a 10 mm² je zbytočných. 4 je viac než dosť. "Tlustý" drôt je potrebný iba v obvode meniča, prierez musí byť zvolený v súlade s aktuálnym výkonom.
„Tlusté“ a „tenké“ sú voľné pojmy, takže sa nebudeme odchyľovať od štandardov.
Vzhľadom na to, že dnes je v domácich napájacích systémoch zakázané používať hliníkové vodiče, tabuľkové údaje platia pre medené vodiče s PVC alebo gumovou izoláciou.
Tiež pri výbere vodičov by ste mali venovať pozornosť odporúčaniam výrobcov meničov, ovládačov a iných zariadení zapojených do systému.
Istič
V okruhu solárnej elektrárne, rovnako ako v okruhu akéhokoľvek iného výkonného zdroja elektriny, je potrebné umiestniť ochranu proti skratu. V prvom rade musia stroje alebo poistky chrániť napájacie káble vedúce od batérií k meniču.
Lev2 Používateľ FORUMHOUSE
Ak sa v striedačke niečo skratuje, potom to nie je ďaleko od ohňa. Jednou z požiadaviek na batériové systémy je prítomnosť jednosmerného ističa alebo tavnej poistky na aspoň jednom z vodičov a čo najbližšie ku svorkám batérie.
Okrem toho je v obvode batérie a regulátora inštalovaná ochrana. Nemali by ste zanedbávať ani ochranu jednotlivých skupín spotrebiteľov (jednosmerní spotrebitelia, domáce spotrebiče a pod.). Ale to je už pravidlo budovania akéhokoľvek systému napájania.
Stroj nainštalovaný medzi batériou a ovládačom musí mať veľkú rezervu prúdu pri vynechávaní zapaľovania. Inými slovami, ochrana by sa nemala spustiť náhodne (so zvyšujúcim sa zaťažením). Dôvod: ak je na vstup regulátora (z SB) privedené napätie, tak v tomto momente nie je možné od neho odpojiť batériu. Môže to poškodiť zariadenie.
Postup pripojenia
Montáž elektrického obvodu prebieha v nasledujúcom poradí:
- Pripojenie ovládača k batérii.
- Pripojenie k ovládaču solárneho panelu.
- Pripojenie k regulátoru skupiny DC spotrebičov.
- Pripojenie meniča k batériám.
- Pripojte záťaž k výstupu meniča.
Táto postupnosť zapojenia pomôže chrániť regulátor a menič pred poškodením.
Môžete sa dozvedieť od členov nášho portálu návštevou príslušnej témy. Vážnym záujemcom odporúčame navštíviť ďalšiu užitočnú sekciu venovanú výmene skúseností v tejto oblasti. Na záver vám dávame do pozornosti video, ktoré vám prezradí, ako sú solárne panely správne namontované a pripojené.
Solárne panely sú zdrojom energie, ktorú možno využiť na výrobu elektriny alebo tepla pre nízkopodlažnú budovu. Ale solárne panely sú drahé a pre väčšinu obyvateľov našej krajiny nedostupné. Súhlasíš?
Je to iná vec, keď sa solárna batéria vyrába vlastnými rukami - náklady sú výrazne znížené a takáto štruktúra nefunguje horšie ako priemyselný panel. Preto, ak vážne uvažujete o kúpe alternatívneho zdroja elektriny, skúste to urobiť sami - nie je to veľmi ťažké.
Článok bude zameraný na výrobu solárnych panelov. Povieme vám, aké materiály a nástroje sú na to potrebné. A o niečo nižšie nájdete pokyny krok za krokom s ilustráciami, ktoré jasne demonštrujú postup práce.
Slnečná energia sa môže premeniť na tepelnú energiu, keď je nosičom energie teplonosná kvapalina, alebo na elektrickú energiu zhromaždenú v batériách. Batéria je generátor fotoelektrického efektu.
Premena slnečnej energie na elektrickú nastáva po dopade slnečných lúčov na fotovoltaické platne, ktoré sú hlavnou súčasťou batérie.
V tomto prípade svetelné kvantá „uvoľňujú“ svoje elektróny z extrémnych obežných dráh. Tieto voľné elektróny poskytujú elektrický prúd, ktorý prechádza cez regulátor a hromadí sa v batérii a odtiaľ ide k spotrebiteľom energie.
Galéria obrázkov
Materiály na výrobu solárnej dosky
Keď začínate s výrobou solárnej batérie, musíte sa zásobiť nasledujúcimi materiálmi:
- silikátové platne-fotobunky;
- drevotrieskové dosky, hliníkové rohy a lamely;
- tvrdá penová guma s hrúbkou 1,5-2,5 cm;
- priehľadný prvok, ktorý slúži ako základ pre kremíkové doštičky;
- skrutky, samorezné skrutky;
- silikónový tmel pre vonkajšie použitie;
- elektrické vodiče, diódy, svorky.
Množstvo potrebných materiálov závisí od veľkosti vašej batérie, ktorá je najčastejšie obmedzená počtom dostupných fotobuniek. Z nástrojov budete potrebovať: skrutkovač alebo súpravu skrutkovačov, pílku na kov a drevo, spájkovačku. Na otestovanie hotovej batérie potrebujete tester ampérmetra.
Teraz sa pozrime na najdôležitejšie materiály podrobnejšie.
Kremíkové doštičky alebo fotobunky
Existujú tri typy fotobuniek pre batérie:
- polykryštalický;
- monokryštalický;
- amorfný.
Polykryštalické doštičky sa vyznačujú nízkou účinnosťou. Veľkosť efektívnej akcie je asi 10 - 12%, ale tento ukazovateľ sa časom neznižuje. Trvanie práce polykryštálov je 10 rokov.
Solárna batéria je zostavená z modulov, ktoré sú zase tvorené fotovoltaickými meničmi. Batérie s tvrdými kremíkovými fotovoltaickými článkami sú akýmsi sendvičom so sekvenčnými vrstvami upevnenými v hliníkovom profile
Monokryštalické solárne články sa môžu pochváliť vyššou účinnosťou - 13-25% a dlhou životnosťou - nad 25 rokov. Postupom času však účinnosť monokryštálov klesá.
Monokryštalické konvertory sa získavajú pílením umelo pestovaných kryštálov, čo vysvetľuje najvyššiu fotovodivosť a produktivitu.
Filmové fotokonvertory sa získavajú nanesením tenkej vrstvy amorfného kremíka na pružný polymérny povrch
Flexibilné batérie s amorfným kremíkom sú najmodernejšou technológiou. Ich fotovoltaický menič je nastriekaný alebo natavený na polymérny základ. Účinnosť je v oblasti 5 - 6%, ale fóliové systémy sú mimoriadne pohodlné na inštaláciu.
Filmové systémy s amorfnými fotokonvertormi sa objavili relatívne nedávno. Je to extrémne jednoduché a čo najlacnejšie, ale stráca spotrebiteľské kvality rýchlejšie ako konkurenti.
Je nepraktické používať fotobunky rôznych veľkostí. V tomto prípade bude maximálny prúd generovaný batériami obmedzený prúdom najmenšieho článku. To znamená, že väčšie taniere nebudú pracovať na plný výkon.
Pri kúpe fotobuniek sa opýtajte predajcu na spôsob doručenia, väčšina predajcov používa voskovú metódu, aby sa zabránilo zrúteniu krehkých prvkov
Pre domáce batérie sa najčastejšie používajú mono a polykryštalické fotobunky 3x6 palcov, ktoré je možné objednať v internetových obchodoch E-buy.
Náklady na fotobunky sú pomerne vysoké, ale v mnohých obchodoch sa predávajú takzvané prvky skupiny B. Výrobky zaradené do tejto skupiny sú chybné, ale vhodné na použitie a ich cena je o 40-60% nižšia ako cena štandardných dosiek.
Väčšina internetových obchodov predáva fotobunky v súpravách po 36 alebo 72 fotovoltaických konverzných platní. Na pripojenie jednotlivých modulov k batérii sú potrebné prípojnice, na pripojenie k systému budú potrebné svorky.
Galéria obrázkov
Solárna batéria môže byť použitá ako záložný zdroj energie v prípade častých výpadkov centralizovaného napájania. Pre automatické spínanie musí byť zabezpečený systém neprerušiteľného napájania.
Takýto systém je vhodný v tom, že pri použití tradičného zdroja elektriny sa súčasne vykonáva nabíjanie. Zariadenie obsluhujúce solárnu batériu je umiestnené vo vnútri domu, preto je potrebné zabezpečiť preň špeciálnu miestnosť.
Ekológia spotreby. Veda a technika: Každý vie, že solárny článok premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu. A na výrobu takýchto prvkov v obrovských továrňach existuje celý priemysel. Navrhujem, aby ste si vyrobili vlastný solárny panel z ľahko dostupných materiálov.
Každý vie, že solárna batéria premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu. A na výrobu takýchto prvkov v obrovských továrňach existuje celý priemysel. Navrhujem, aby ste si vyrobili vlastný solárny panel z ľahko dostupných materiálov.
Komponenty solárnych článkov
Hlavným prvkom našej solárnej batérie budú dve medené platne. Koniec koncov, ako viete, oxid medi bol prvým prvkom, v ktorom vedci objavili fotoelektrický efekt.
Na úspešnú realizáciu nášho skromného projektu teda budete potrebovať:
1. Medený list. V skutočnosti nepotrebujeme celý list, ale úplne stačia malé štvorcové (alebo obdĺžnikové) kúsky 5 cm.
2. Pár krokodílov.
3. Mikroampérmeter (na pochopenie veľkosti generovaného prúdu).
4. Elektrický sporák. Je potrebný na oxidáciu jedného z našich tanierov.
5. Priehľadná nádoba. Bežná plastová fľaša na minerálku je v poriadku.
6. Stolová soľ.
7. Obyčajná teplá voda.
8. Malý kúsok brúsneho papiera na odstránenie akéhokoľvek oxidového filmu z našich medených dosiek.
Keď je všetko, čo potrebujete, pripravené, môžete prejsť k najdôležitejšej fáze.
Dosky na varenie
V prvom rade si teda vezmeme jeden plech a opláchneme ho, aby sme z jeho povrchu odstránili všetok tuk. Potom pomocou brúsneho papiera očistíme oxidový film a už očistený pásik priložíme na zapnutý elektrický horák.
Potom ho zapneme a sledujeme, ako sa nám ohrieva a mení tanier s vami.
Keď je medený plech úplne čierny, podržte ho na horúcom sporáku aspoň štyridsať minút. Potom vypnite platňu a počkajte, kým vaša „pražená“ meď úplne nevychladne.
Vzhľadom na to, že rýchlosť chladenia medenej dosky a oxidového filmu bude odlišná, väčšina čierneho plaku zmizne sama.
Po vychladnutí platňu vyberte a jemne opláchnite čierny film pod vodou.
Dôležité. Zvyšné čierne plochy pri tom neodtrhávajte ani ich nijako neohýbajte. Tým sa zabezpečí, že vrstva medi zostane neporušená.
Potom vezmeme naše taniere a opatrne ich vložíme do pripravenej nádoby a na okraje pripevníme naše krokodíly spájkovanými drôtmi. Navyše spájame nedotknutý kus medi s mínusom a spracovaný s plusom.
Potom pripravíme soľný roztok, a to, že rozpustíme niekoľko polievkových lyžíc soli vo vode a nalejeme túto tekutinu do nádoby.
Teraz s vami skontrolujeme výkon nášho dizajnu pripojením k mikroampérmetru.
Ako vidíte, inštalácia je celkom funkčná. V tieni mikroampérmeter ukazoval približne 20 μA. Ale na slnku sa prístroj stratil z váhy. Preto môžem len povedať, že na slnku takáto inštalácia jednoznačne vydáva viac ako 100 μA.
Samozrejme, z takejto inštalácie si nerozsvietite ani žiarovku, ale vytvorením takejto inštalácie s vaším dieťaťom môžete zahriať jeho záujem o štúdium napríklad fyziky. publikované
Ak máte nejaké otázky na túto tému, opýtajte sa odborníkov a čitateľov nášho projektu.
Napísal Admin pred 1193 dňami
Ako zostaviť solárny panel vlastnými rukami
V posledných rokoch sa otázka zabezpečenia úspor energie stáva čoraz naliehavejšou. Mnoho ľudí začína premýšľať o tom, ako ušetriť energiu pomocou rôznych technológií na úsporu energie. Využitie slnečnej energie v domácich podmienkach začína v poslednej dobe zaujímať čoraz viac ľudí, ktorí prichádzajú na to, že by bolo lepšie solárne panely namontovať raz, a potom výrazne ušetriť na rozpočte. Je to dôležité v kontexte neustáleho rastu cien energií v Rusku aj vo svete. Môžete ušetriť ešte viac, ak zistíte, ako zostaviť solárny panel vlastnými rukami. Hlavnou črtou zberných solárnych panelov bude dostupnosť komponentov a minimálne finančné investície.
Výber prvkov pre panely
Veľkou výhodou svojpomocne zostaveného solárneho systému je, že nie je potrebné inštalovať celý komplexný systém naraz, výkon je možné postupne zvyšovať. Ak je zber úspešný, môžete pokračovať v práci a zvyšovať hlasitosť.
Solárna batéria je lokálny generátor, ktorý funguje tak, že premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu pomocou fotovoltaického článku. Aby ste ho mohli zostaviť vlastnými rukami, musíte si vybrať solárne moduly vo voľnom predaji. Napríklad na Ebay si môžete kúpiť súpravu SolarCells pozostávajúcu z 36 solárnych článkov, ktorá je určená práve na vlastnú montáž batérie. Podobné súpravy je možné zakúpiť v Rusku.
Vypracujeme projekt
Vývoj projektu bude závisieť od toho, kam solárny panel umiestnite a možnosti inštalácie. Takéto batérie by mali byť inštalované pod uhlom, ktorý zaisťuje, že slnečné svetlo dopadá na fotobunky v pravom uhle. Nezabudnite, že výkon solárneho panelu je úplne závislý od intenzity osvetlenia. Mali by byť inštalované na slnečnej strane budovy. V závislosti od polohy objektu, ako aj toku slnečnej energie v každej oblasti sa vypočíta uhol sklonu solárneho panelu.
Stojí za to venovať pozornosť skutočnosti, že v čase navrhovania systému, ktorý sa má inštalovať na strechu budovy, je potrebné vopred identifikovať alebo vypočítať nosnosť strechy. Strecha musí plne odolať použitej záťaži, ako aj poskytovať určitú mieru bezpečnosti.
Vyrábame rám
Pred výrobou solárneho panelu je potrebné zakúpiť solárne články (36 kusov). Podľa výpočtov jeden prvok vydáva 0,5 voltu energie, to znamená, že ak existuje 36 prvkov, možno získať 18 voltov.
Na trhu je obrovský výber vložiek v rôznych veľkostiach, pri ich výbere však treba pamätať na nasledovné:
- Všetky dosky budú produkovať rovnakú úroveň napätia bez ohľadu na ich veľkosť;
- Veľké dosky produkujú vysoký prúd;
- Viac energie je možné získať použitím väčších platní, ale uvedomte si hmotnosť nadrozmerných panelov;
- Neodporúča sa používať dosky rôznych veľkostí v rovnakom konštrukčnom systéme.
Pri výrobe solárnych panelov sa na rám používa hliníkový roh, ale dajú sa kúpiť aj hotové rámy na to určené. Musíte si vybrať priehľadný povlak podľa svojho želania, ale berúc do úvahy indexy lomu svetla. Najdostupnejším materiálom bude plexisklo a najmenej vhodný pre jeho vlastnosti je obyčajný polykarbonát. Najlepšie materiály na výrobu panelu budú materiály s vysokou úrovňou priepustnosti svetla. Ak používate plexisklo, potom počas prevádzky môžete sledovať kontakty v systéme.
Inštalácia krytu solárnej batérie
Ak hovoríme o štandardnej výrobe jednej solárnej batérie, potom ide o použitie 36 fotobuniek s doskami 150x81 mm. Pri výpočte rozmerov je potrebné vziať do úvahy prítomnosť medzier medzi prvkami 3-5 mm, čo bude potrebné pri zmene rozmerov rámu pod vplyvom atmosférických javov. Rozmery obrobku so zohľadnenými toleranciami budú 690x835 mm a šírka rohu v ráme je 35 mm. Solárny panel, ktorý bude vyrobený z hliníkového profilu, bude podobný prefabrikovanému panelu a poskytne vysokú úroveň tesnosti, pevnosti a tuhosti.
Na začiatok je potrebné vyrobiť prírezy z hliníkového rohu - rámy s rozmermi 690x835 mm. Na ďalšie upevnenie samorezných skrutiek musia byť vo výslednom ráme vytvorené otvory. Potom by sa mal na vnútorný povrch rohov naniesť silikónový tmel bez medzier. Toto je dosť dôležitý bod, pretože nemali by existovať miesta, ktoré nie sú vyplnené silikónom. Do výsledného rámu je potrebné vložiť priehľadnú dosku z plexiskla, špeciálneho polykarbonátu alebo antireflexného skla.
Upozorňujeme, že silikón sa musí nechať zaschnúť, inak vyparovanie vytvorí na fotobunkách ďalší film.
Položené sklo treba opatrne pritlačiť k rámu a zafixovať. Pre dobrú fixáciu musia byť upevňovacie prvky vyrobené po celom obvode rámu. To je všetko, rám solárnej batérie je takmer hotový.
Vyberáme a spájkujeme prvky
Na rovnakom Ebayi alebo inom podobnom obchode si tiež môžete kúpiť solárne články, ktoré už majú spájkované vodiče. Nezabudnite zhodnotiť svoje schopnosti, pretože spájkovanie kontaktov v takomto dizajne je pomerne komplikovaný proces. Zodpovednosť ešte zvyšuje krehkosť živlov.
Ak sa napriek tomu rozhodnete spájkovať prvky sami, musíte najskôr odrezať vodiče pomocou kartónového prírezu a starostlivo rozložiť na fotobunku. Potom by sa mala na miesta spájkovania aplikovať kyselina a spájka. Pre pohodlnejšiu prácu zatlačte na vodič ťažkým predmetom. Ďalej by ste mali vodič opatrne prispájkovať k fotobunke, ale nestláčajte krehké kryštály. Podľa špecifikovaných noriem musí postriebrenie na vodiči vydržať tri spájky.
Zber solárnych článkov
Pri prvej montáži je najlepšie použiť označenú podložku, ktorá pomôže umiestniť prvky rovnomerne voči sebe. Základňa je vyrobená z preglejky, nezabudnite označiť rohy konštrukcie. Po prispájkovaní na články batérie je potrebné na zadnej strane pripevniť kúsok pásky na inštaláciu a preniesť ich podobným spôsobom. Je potrebné utesniť iba spojovacie časti.
Ďalej musia byť prvky rozložené na sklenený povrch. Nezabudnite ponechať vzdialenosť medzi prvkami a pritlačte ich nákladom. Spájkujte podľa priloženej schémy zapojenia. Plusové stopy by mali byť umiestnené na prednej strane a mínusové stopy na zadnej strane. Spájkujte všetky strieborné kontakty. Podľa tohto princípu pripojte všetky fotobunky. Na extrémnych prvkoch panelu musia byť kontakty vyvedené na plusovú a mínusovú zbernicu. Odporúča sa vytvoriť "stredný bod" - pomocou dvoch prídavných bočníkových diód. Terminál je inštalovaný na vonkajšej strane rámu. Pre odchádzajúce vodiče môžete použiť izolovaný akustický kábel. Po spájkovaní musia byť všetky drôty upevnené silikónom. Solárne panely majú po montáži ako hlavný problém kvalitu spájkovania kontaktov. Preto odborníci odporúčajú vykonať testovanie pred utesnením, ktoré sa musí vykonať v každej skupine prvkov pri spájkovaní.
Ak sa urobí kompetentný návrh celého systému, potom to zabezpečí dostatočnú energiu batérie. Pri výpočte celej konštrukcie je potrebné mať na pamäti, že pri výrobe jednej solárnej batérie by sa mali použiť iba solárne moduly rovnakej veľkosti, pretože v systéme je maximálny prúd obmedzený prúdom najmenšieho prvku.
Štandardné výpočty jasne ukazujú, že za pomerne slnečného dňa sa z jedného metra panelu získa približne 120 wattov energie. Prirodzene, takýto výkon vám ani nedovolí pracovať na počítači, ale panel s dĺžkou 10 metrov už poskytne 1 kW energie, čo vám dá možnosť zabezpečiť energiu pre hlavné spotrebiče v dome. Rodina potrebuje v priemere asi 300 kW mesačne, takže elektrickú potrebu rodiny zabezpečí systém optimálne inštalovaný na južnej strane s rozmermi 20 metrov. Pre optimalizáciu využitia elektrickej energie pri osvetlení sa odporúča použiť AC LED alebo žiarivky. Ako si vybrať také žiarovky, napríklad pre strečový strop, si môžete prečítať tu.
Solárne panely sa stávajú čoraz obľúbenejšími ako alternatívny zdroj energie. V našich podmienkach je však ich cena často nadhodnotená, a preto si pomocou všetkých dostupných materiálov a potrebných pokynov môžete solárnu batériu zostaviť vlastnými rukami.
Ako zostaviť solárny panel vlastnými rukami
Ako zostaviť solárnu batériu vlastnými rukami V posledných rokoch sa otázka úspory energie stáva čoraz naliehavejšou. Veľa ľudí začne premýšľať
DIY solárny panel
Prečo platiť veľa peňazí (alebo vôbec nejaké peniaze) za program, ktorý vám ukáže, ako vyrobiť solárny panel, keď to isté môžete získať zadarmo?
Sledoval som, ako moje účty za elektrinu z roka na rok rastú jednoducho preto, že moderné spotrebiče sú neustále v pohotovostnom režime. A to nie je len škoda pre životné prostredie, ale aj pre môj bankový účet, pretože vlastne platím „za nič“. Nemohol som neustále vypínať zariadenia zo siete, pretože to komplikovalo ich používanie a trvalo viac času na trvalé nastavenia. Postupne som začal hľadať obnoviteľné zdroje energie, aby som si kompenzoval zbytočné výdavky. Veterná energia neprichádzala do úvahy, bývam vo veľmi pokojnej oblasti bez vetra. Vodná elektrina tiež nie je vhodná, keďže bývam na rovine, kde prakticky nie sú žiadne rieky. Preto sa mi solárna energia zdala ako najúspešnejšia voľba.
- 6A blokovacia dióda
- 24 m páskový drôt široký 2 mm
- 2 m páskového drôtu šírky 5 mm
- 1 m zmršťovacia trubica
- 100% silikónový tmel
- krížiky na kachličky
- 2 hliníkové rohy
Solárne články som spájkoval po skupinách podľa schémy zapojenia. Tým sa sčítali napätia všetkých článkov, aby sa dosiahol požadovaný výkon (maximálny možný). Urobil som panel s 28 bunkami (4 rady po 7 prvkov). V tejto polohe a veľkosti by sa panel perfektne hodil do môjho záhradného priestoru. V dôsledku toho som dostal 28x0,5V = 14V (teoreticky). Stále som nevedel aktuálnu silu, pretože som na tento experiment kúpil lacné prvky triedy B (práve som si to uložil).
Na zadnú stranu panelu som vyrobil zadnú skrinku so svorkovnicou. Na jednej strane bloku ide + a na druhej strane bude kábel k meniču. Aj v zadnom boxe je dióda medzi + od panela k + idúcemu k meniču, ktorá zabraňuje toku elektriny do panelu, keď panel nevyrába elektrinu (napríklad v noci).
Oslovil som predajcu solárnych panelov, aby som si objednal vhodný menič. Potrebujem malý menič (budem vyrábať malé množstvo elektriny z môjho systému). Vzal som si menič OK-4, dimenzovaný na 24 - 50 V, maximálne 100 W. Bol to najmenší invertor. Ukazuje sa, že jeden panel nebude stačiť, pretože vydáva maximálne 14V. Potreboval som druhý panel a celkovo mi vychádza 28V, čo bude stačiť na menič. Vzhľadom na to, že nejde o silný prúd, potom by dva panely nemohli stačiť. A vyrobil som tretí panel, ktorý dosahoval stabilne vysoký výkon.
Môj invertor OK-4 nemal vstavaný displej na zobrazenie výstupu, takže som potreboval samostatný merač.
Prúdovú pevnosť je možné zvýšiť zmenou uhla sklonu panelov viac k slnku, ale teraz to v mieste, kde som ich umiestnil, nie je možné.
V priemere panely produkujú 500 wattov za týždeň, ak vezmeme do úvahy, že všetko funguje za normálnych podmienok. Teraz kritici povedia, že to nie je vôbec nič, ale vzhľadom na to, že panely môžu dať viac, ak zmením uhol / polohu, a skutočnosť, že moje panely sú menšie ako štandardné a navyše sú to len 3 panely, potom čísla nevyzerajú tak malé. Mojím cieľom bolo kompenzovať plytvanie energiou na záložné spotrebiče. A v tomto som uspel. Okrem robustnosti dizajnu (kontrola si vyžaduje viac času) môžem povedať, že podomácky vyrobený solárny systém funguje rovnako dobre ako ten, ktorý si môžete kúpiť v obchode.
V budúcnosti plánujem otestovať pevnosť panelov, keďže zatiaľ neviem, ako sa budú správať dlhodobo, vzhľadom na rôzne poveternostné podmienky, v ktorých budú musieť fungovať.
A o všetky získané poznatky sa samozrejme podelím s čitateľmi, aby si to každý mohol zopakovať aj doma.
DIY solárny panel
Prečo platiť veľa peňazí (alebo vôbec nejaké peniaze) za program, ktorý vám ukáže, ako vyrobiť solárny panel, keď to isté môžete získať zadarmo? Poviem vám, ako urobiť sol
Ako si vyrobiť solárnu batériu sami: pokyny krok za krokom
Túžba, aby bol systém zásobovania energiou súkromného domu efektívnejší, hospodárnejší a šetrnejší k životnému prostrediu, nás núti hľadať nové zdroje energie. Jednou z modernizačných metód je inštalácia solárnych panelov schopných premieňať slnečnú energiu na elektrický prúd. K drahému zariadeniu existuje skvelá alternatíva – solárna batéria pre domácich majstrov, ktorá mesačne ušetrí peniaze z rodinného rozpočtu. Dnes si povieme, ako sa dá taká vec postaviť. Označme si všetky nástrahy a povieme si, ako ich obísť.
Vývoj projektu solárneho energetického systému
Dizajn je potrebný pre lepšie umiestnenie panelov na streche domu. Čím viac slnečného svetla dopadá na povrch batérií a čím vyššia je ich intenzita, tým viac energie vyrobia. Na inštaláciu potrebujete južnú stranu strechy. V ideálnom prípade by mali trámy dopadať v 90-stupňovom uhle, takže musíte určiť, v akej polohe budú moduly najlepšie fungovať.
Faktom je, že podomácky vyrobená solárna batéria na rozdiel od továrenskej nemá špeciálne pohybové senzory a koncentrátory. Na zmenu uhla sklonu je možné vyrobiť ručný mechanizmus. Umožní moduly inštalovať takmer vertikálne počas zimy, keď je slnko nízko nad obzorom, a spúšťať ich v lete, keď slnovrat dosahuje svoj vrchol. Vertikálne zimné usporiadanie má aj ochrannú funkciu: zabraňuje hromadeniu snehu a ľadu na paneloch, čím predlžuje životnosť modulov.
Energetickú účinnosť modulárneho dizajnu je možné zvýšiť vytvorením jednoduchého ovládacieho mechanizmu, ktorý vám umožní meniť uhol sklonu batérie v závislosti od ročného obdobia a dokonca aj dennej doby.
Pred inštaláciou batérií môže byť potrebné vystužiť strešnú konštrukciu, pretože sada niekoľkých panelov má pomerne veľkú hmotnosť. Je potrebné vypočítať zaťaženie strechy, berúc do úvahy závažnosť nielen solárnych panelov, ale aj snehovej vrstvy. Hmotnosť systému závisí vo veľkej miere od materiálov použitých pri jeho výrobe.
Počet panelov a ich veľkosť sú vypočítané na základe požadovaného výkonu. Napríklad 1 m² modulu vyprodukuje približne 120 W, čo nestačí ani na plné osvetlenie obytných priestorov. Približne 1 kW energie s 10 m² panelov umožní fungovanie osvetlenia, TV a počítača. Solárna konštrukcia s rozlohou 20 m² teda uspokojí potreby 3-člennej rodiny. Približne takéto rozmery by sa mali vypočítať, ak je súkromný dom určený na trvalý pobyt.
Výroba solárnej batérie nemusí nevyhnutne skončiť prvotnou montážou, v budúcnosti môžete zostaviť prvky, čím zvýšite efektivitu zariadenia
Možnosti modulu pre vlastnú montáž
Hlavným účelom solárneho panelu je vytvárať energiu zo slnečných lúčov a premieňať ju na elektrickú energiu. Výsledný elektrický prúd je prúd voľných elektrónov uvoľnených svetelnými vlnami. Pre vlastnú montáž sú najlepšou voľbou mono- a polykryštalické konvertory, pretože analógy iného typu - amorfné - znižujú svoj výkon o 20-40% počas prvých dvoch rokov.
Štandardné monokryštalické články sú 3 "x 6" a sú krehké a musí sa s nimi zaobchádzať mimoriadne opatrne a pozorne.
Rôzne typy kremíkových doštičiek majú svoje výhody a nevýhody. Napríklad polykryštalické moduly sa vyznačujú pomerne nízkou účinnosťou - až 9%, zatiaľ čo účinnosť monokryštálových platní dosahuje 13%. Prvé si zachovávajú svoje indikátory výkonu aj pri zamračenom počasí, ale slúžia v priemere 10 rokov, výkon druhých prudko klesá v zamračených dňoch, ale perfektne fungujú 25 rokov.
Domáce zariadenie musí byť funkčné a spoľahlivé, preto je lepšie kupovať niektoré diely hotové. Pred vytvorením vlastného solárneho panelu sa pozrite na eBay, kde nájdete obrovský výber modulov s menšími chybami. Rozbitie svetla neovplyvňuje kvalitu práce, ale výrazne znižuje náklady na panely. Predpokladajme, že modul monokryštalických solárnych článkov umiestnený na doske zo sklenených vlákien stojí o niečo viac ako 15 dolárov a polykryštalická sada 72 kusov stojí asi 90 dolárov.
Najlepším štandardným solárnym článkom je panel s vodičmi, ktoré vyžadujú iba sériové pripojenie. Moduly bez vodičov sú lacnejšie, ale niekoľkonásobne predlžujú čas montáže batérie
Návod na výrobu solárnych článkov
Existuje veľa možností pre svojpomocnú montáž solárnych panelov. Technológia závisí od počtu vopred zakúpených solárnych článkov a dodatočných materiálov potrebných na výrobu puzdra. Je dôležité si zapamätať: čím väčšia je celková plocha panelov, tým výkonnejšie je zariadenie, ale zároveň rastie aj hmotnosť konštrukcie. Odporúča sa použiť rovnaké moduly v jednej batérii, pretože prúdová ekvivalencia sa rovná hodnotám menšieho z článkov.
Zostavenie modulárneho rámu
Dizajn modulov, ako aj ich veľkosti, môžu byť ľubovoľné, preto by ste sa namiesto čísel mali zamerať na fotografiu a zvoliť si akúkoľvek individuálnu možnosť, ktorá je vhodná pre konkrétne výpočty.
Najlacnejšie solárne články sú panely bez vodičov. Aby boli pripravené na montáž batérie, musíte najskôr spájkovať vodiče, čo je dlhý a namáhavý proces.
Na výrobu puzdra, v ktorom budú solárne články upevnené, je potrebné pripraviť nasledujúci materiál a nástroje:
- preglejkové listy zvolenej veľkosti;
- nízke bočné lamely;
- univerzálne lepidlo alebo na drevo;
- rohy a skrutky na upevňovacie prvky;
- vŕtačka;
- drevovláknité dosky;
- kusy plexiskla;
- farbivo.
Vezmeme kúsok preglejky, ktorý bude hrať úlohu základne, a po obvode prilepíme nízke strany. Lišty na okrajoch dosky by nemali brániť solárnym článkom, preto sa uistite, že nie sú vyššie ako ¾ ". Pre spoľahlivosť dodatočne priskrutkujeme každú lepenú koľajnicu samoreznými skrutkami a rohy je možné upevniť kovovými rohmi.
Drevený rám je cenovo najdostupnejšou možnosťou umiestnenia solárnych článkov. Dá sa nahradiť hliníkovým rohovým rámom alebo bežne dostupným rámom + sklo
Pre vetranie vyvŕtame otvory v spodnej časti puzdra a po stranách. Vo veku by nemali byť žiadne otvory, pretože to ohrozuje prenikanie vlhkosti. Prvky budú upevnené na drevovláknitých doskách, ktoré môžu byť nahradené akýmkoľvek podobným materiálom, hlavnou podmienkou je, že by nemal viesť elektrický prúd.
V celom podklade, vrátane bokov a stredovej lišty, je potrebné vyvŕtať malé vetracie otvory. Umožní vám regulovať úroveň vlhkosti a tlaku vo vnútri rámu.
Kryt sme vyrezali z plexiskla, pričom ho prispôsobíme veľkosti puzdra. Bežné sklo je príliš krehké na to, aby sa zmestilo na strechu. Na ochranu drevených častí používame špeciálnu impregnáciu alebo farbu, ktorou treba rám a podklad ošetriť zo všetkých strán. Je dobré, ak odtieň farby rámu ladí s farbou krytiny.
Maľba neplní ani tak estetickú funkciu, ako skôr ochrannú. Každá časť by mala byť pokrytá aspoň 2-3 vrstvami náteru, aby sa drevo v budúcnosti nekrútilo vlhkým vzduchom alebo prehriatím.
Inštalácia solárnych článkov
Všetky solárne moduly rozložíme v párnych radoch na substrát zadnou stranou nahor, aby sa vodiče spojili. Pre prácu potrebujete spájkovačku a spájku. Spájkovacie body musia byť najskôr spracované špeciálnou ceruzkou. Na začiatok môžete cvičiť na dvoch prvkoch tak, že ich spojíte do série. Rovnakým spôsobom v reťazci spojíme všetky prvky na substráte, výsledkom by mal byť "had".
Každý prvok inštalujeme striktne podľa označenia a dbáme na to, aby sa vodiče susedných prvkov pretínali v miestach spájkovania
Po pripojení všetkých prvkov ich opatrne otočte lícom nahor. Ak je modulov veľa, budete musieť pozvať asistentov, pretože je dosť ťažké otáčať samotné spájkované prvky bez toho, aby ste ich poškodili. Predtým však moduly rozotrieme lepidlom, aby sme ich pevne pripevnili na panel. Ako lepidlo je lepšie použiť silikónový tmel a mal by byť aplikovaný striktne v strede prvku v jednom bode a nie pozdĺž okrajov. Je to potrebné na ochranu dosiek pred zlomením, ak náhle dôjde k miernej deformácii základne. Doska preglejky sa môže ohýbať alebo napučiavať v dôsledku zmien vlhkosti a stabilne lepené prvky jednoducho prasknú a zlyhajú.
Upevnením modulov na substrát môžete vykonať skúšobnú prevádzku panelu a skontrolovať funkčnosť. Potom položíme základňu do pripraveného rámu a pripevníme ho okolo okrajov pomocou skrutiek. Aby sme eliminovali vybíjanie batérie cez solárnu batériu, inštalujeme na panel blokovaciu diódu, ktorá ju zaisťuje tmelom.
Na spojenie reťazí môžete použiť medený drôt alebo plášť kábla, ktorý fixuje každý prvok na oboch stranách a potom zaistí tmelom
Vzorové testovanie vám pomôže urobiť predbežné výpočty. V tomto prípade sa ukázali ako správne - na slnku bez zaťaženia batéria produkuje 18,88 V
Nainštalované prvky zakryte ochranným plexisklom. Pred opravou znova skontrolujeme výkon konštrukcie. Mimochodom, moduly je možné testovať počas celého procesu inštalácie a spájkovania v skupinách po niekoľkých. Dbáme na to, aby tmel úplne vyschol, pretože jeho výpary môžu pokryť plexisklo nepriehľadnou fóliou. Výstupný vodič vybavíme dvojpinovým konektorom, aby bolo možné regulátor použiť aj v budúcnosti.
Jeden panel je zmontovaný a úplne pripravený na použitie. Všetko vybavenie vrátane položiek zakúpených online stojí 105 dolárov
Súkromné fotovoltaické systémy
Elektrické domáce napájacie systémy využívajúce solárne články možno rozdeliť do 3 typov:
Ak je dom pripojený k centrálnej elektrickej sieti, najlepšou možnosťou by bol zmiešaný systém: počas dňa sa energia dodáva zo solárnych panelov a v noci z batérií. Centrálna sieť je v tomto prípade rezervou. Keď nie je možné pripojiť sa k centrálnemu napájaniu, nahrádzajú ho generátory paliva - benzín alebo nafta.
Regulátor je potrebný na zabránenie skratu v čase maximálneho zaťaženia, batéria - na uloženie energie, menič - na distribúciu a dodávku spotrebiteľovi
Pri výbere najlepšej možnosti by ste mali vziať do úvahy dennú dobu, v ktorej dochádza k maximálnej spotrebe energie. V súkromných domoch pripadá špička na večer, keď slnko už zapadlo, takže by bolo logické použiť buď pripojenie k všeobecnej sieti, alebo dodatočné použitie generátorov, pretože slnečná energia sa dodáva počas dňa.
Vo fotovoltaických systémoch napájania sa používajú siete s jednosmerným aj striedavým prúdom a druhá možnosť je vhodná na umiestnenie zariadení vo vzdialenosti viac ako 15 m.
Pre letných obyvateľov, ktorých prevádzkový režim sa často zhoduje s denným svetlom, je vhodný solárny systém na úsporu energie, ktorý začína fungovať s východom slnka a končí večer.
DIY solárna batéria: ako si vyrobiť domáci panel
Ako vypracovať projekt a vybrať prvky pre solárnu batériu. Návod na montáž pre energeticky efektívnu konštrukciu. Fotovoltické systémy pre domácnosti
Ako vyrobiť solárny panel vlastnými rukami
Zabezpečenie komfortných životných podmienok v moderných bytoch a súkromných domoch sa nezaobíde bez elektrickej energie, ktorej dopyt neustále rastie. S dostatočnou pravidelnosťou sa však zvyšujú aj ceny tohto nosiča energie. V súlade s tým sa zvyšujú aj celkové náklady na údržbu bytov. Preto sa solárna batéria pre súkromný dom s vlastnými rukami spolu s inými alternatívnymi zdrojmi elektrickej energie stáva čoraz aktuálnejšou. Táto metóda umožňuje, aby bol objekt nevolatilný pri neustálom zvyšovaní cien a výpadkoch elektriny.
Účinnosť solárnych článkov
Problém autonómneho napájania zariadení a zariadení v súkromných domoch sa už dlho zvažuje. Solárna energia sa stala jednou z možností alternatívneho napájania, ktorá v moderných podmienkach našla široké uplatnenie v praxi. Jediným faktorom vyvolávajúcim pochybnosti a kontroverzie je účinnosť solárnych panelov, ktorá nie vždy spĺňa očakávania.
Práca solárnych panelov priamo závisí od množstva slnečnej energie. Batérie tak budú najúčinnejšie v regiónoch, kde prevládajú slnečné dni. Dokonca aj v najideálnejšom prípade je účinnosť batérie iba 40% a v reálnom živote je toto číslo oveľa nižšie. Ďalšou podmienkou normálneho fungovania je dostupnosť významných plôch pre inštaláciu autonómnych solárnych systémov. Ak to nie je vážny problém pre vidiecky dom, majitelia bytov musia vyriešiť mnoho ďalších technických problémov.
Zariadenie a princíp činnosti
Prevádzka solárnych článkov je založená na schopnosti fotovoltických článkov premieňať slnečnú energiu na elektrickú energiu. Všetky spolu sú zhromaždené vo forme mnohobunkového poľa, spojeného do spoločného systému. Pôsobením slnečnej energie sa každý článok zmení na zdroj elektrického prúdu, ktorý sa zhromažďuje a ukladá do batérií. Rozmery celkovej plochy takéhoto poľa priamo ovplyvňujú výkon celého zariadenia. To znamená, že s nárastom počtu fotobuniek sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje množstvo vyrobenej elektriny.
To neznamená, že potrebné množstvo elektriny možno vyrobiť len na veľmi veľkých plochách. Existuje veľa malých domácich spotrebičov, ktoré využívajú slnečnú energiu – kalkulačky, baterky a iné pomôcky.
Osvetľovacie zariadenia na solárny pohon sú v moderných vidieckych domoch čoraz obľúbenejšie. S týmito jednoduchými a ekonomickými zariadeniami sú osvetlené záhradné chodníky, terasy a ďalšie potrebné plochy. V tme sa využíva elektrina, nahromadená počas dňa, keď svieti slnko. Použitie úsporných svietidiel umožňuje spotrebovať nahromadenú elektrickú energiu po dlhú dobu. Riešenie hlavných problémov zásobovania energiou sa uskutočňuje pomocou iných, výkonnejších systémov, ktoré umožňujú výrobu dostatočného množstva elektriny.
Hlavné typy solárnych panelov
Skôr ako začnete vyrábať vlastné solárne panely, odporúča sa, aby ste sa oboznámili s ich hlavnými typmi, aby ste si vybrali najvhodnejšiu možnosť pre seba.
Všetky konvertory solárnej energie sú rozdelené na film a kremík v súlade s ich zariadením a konštrukčnými vlastnosťami. Prvú možnosť predstavujú tenkovrstvové batérie, kde sú meniče vyrobené vo forme filmu vyrobeného špeciálnou technológiou. Tieto konštrukty sú tiež známe ako polymérne konštrukty. Môžu byť inštalované na akomkoľvek dostupnom mieste, vyžadujú však veľa miesta a majú nízku účinnosť. Aj priemerná oblačnosť môže naraz znížiť účinnosť filmových zariadení o 20 %.
Silikónové batérie sú dostupné v troch typoch:
- Monokryštalický. Konštrukcia pozostáva z viacerých článkov s integrovanými kremíkovými meničmi. Sú spojené a vyplnené silikónom. Vyznačujú sa jednoduchosťou obsluhy, ľahkosťou, flexibilitou, vodotesnosťou. Aby sa však zabezpečila efektívna prevádzka takýchto batérií, je potrebné priame slnečné svetlo. Napriek pomerne vysokej účinnosti – až 22 %, môže s nástupom oblačnosti výrazne klesnúť alebo úplne zastaviť výroba elektriny.
- Polykryštalický. Oproti monokryštalickým majú v článkoch umiestnených viac meničov. Sú inštalované v rôznych smeroch, čo výrazne zvyšuje efektivitu práce aj pri slabom osvetlení. Tieto batérie sú najpoužívanejšie najmä v mestskom prostredí.
- Amorfný. Majú nízku účinnosť - iba 6%. Sú však považované za veľmi sľubné, vzhľadom na ich schopnosť absorbovať svetelný tok mnohonásobne väčší ako u prvých dvoch typov.
Všetky uvažované typy solárnych článkov sú vyrábané v továrni, takže ich cena je stále veľmi vysoká. V tomto ohľade sa môžete pokúsiť vyrobiť solárnu batériu sami pomocou lacných materiálov.
Výber materiálov a dielov na výrobu solárnych panelov
Keďže vysoké náklady na autonómne zdroje solárnej energie ich robia neprístupnými pre široké použitie, domáci remeselníci sa môžu pokúsiť zorganizovať výrobu solárnych panelov vlastnými rukami zo šrotu. Malo by sa pamätať na to, že pri výrobe batérie nie je možné robiť iba improvizované materiály. Určite si budete musieť kúpiť továrenské diely, aj keď nie nové.
V konvertore solárnej energie je niekoľko základných prvkov. V prvom rade ide o samotnú batériu určitého typu, o ktorej už bola reč vyššie. Nasleduje ovládač batérie, ktorý prijímaným elektrickým prúdom monitoruje úroveň nabitia batérií. Ďalším prvkom sú batérie, ktoré uchovávajú elektrickú energiu. Je nevyhnutné, aby bol potrebný invertor, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd. Všetky domáce spotrebiče s napätím 220 voltov tak budú môcť normálne fungovať.
Každý z týchto predmetov je možné voľne zakúpiť na trhu s elektronikou. Ak máte určité teoretické znalosti a praktické zručnosti, väčšinu z nich je možné zostaviť samostatne podľa štandardných schém, vrátane regulátora solárnej batérie. Aby ste mohli vypočítať výkon meniča, musíte vedieť, na aký účel bude použitý. Môže to byť len osvetlenie alebo vykurovanie, ako aj plne vyhovujúce potrebám objektu. V tomto ohľade sa vyberú materiály a komponenty.
Pri výrobe solárnej batérie vlastnými rukami sa musíte rozhodnúť nielen o sile, ale aj o prevádzkovom napätí siete. Faktom je, že solárne siete môžu fungovať na jednosmerný alebo striedavý prúd. Druhá možnosť sa považuje za vhodnejšiu, pretože umožňuje distribúciu elektriny spotrebiteľom na vzdialenosť 15 metrov. Pri použití polykryštalických batérií môžete z jedného štvorcového metra získať v priemere asi 120 wattov za hodinu. To znamená, že na získanie 300 kW za mesiac budú potrebné solárne panely s celkovou plochou 20 m2. Presne toľko minie bežná 3-4 členná rodina.
V súkromných domoch a letných chatách sa používajú solárne panely, z ktorých každý obsahuje 36 prvkov. Výkon jedného panelu je cca 65W. V malom súkromnom dome alebo v krajine stačí 15 panelov, ktoré sú schopné generovať elektrickú energiu až do 5 kW za hodinu. Po vykonaní predbežných výpočtov si môžete zakúpiť konverzné dosky. Je povolené nakupovať poškodené články s malými chybami ovplyvňujúcimi iba vzhľad batérie. V prevádzkovom stave je každý prvok schopný dodávať približne 19 V.
Výroba solárnych článkov
Keď sú všetky materiály a diely pripravené, môžete začať s montážou prevodníkov. Pri spájkovaní prvkov je potrebné zabezpečiť medzi nimi dilatačnú medzeru do 5 mm. Spájkovanie by sa malo vykonávať veľmi opatrne a opatrne. Napríklad pri absencii drôtov z dosiek bude potrebné ich spájkovať ručne. Na prácu potrebujete 60-wattovú spájkovačku, ku ktorej je sériovo pripojená bežná 100-wattová žiarovka.
Všetky dosky sú postupne navzájom spájkované. Dosky sa vyznačujú zvýšenou krehkosťou, preto sa odporúča ich spájkovanie pomocou rámu. Pri odspájkovaní sa do obvodu vkladajú diódy spolu s fotografickými platňami, ktoré chránia fotobunky pred vybitím pri znížení úrovne osvetlenia alebo pri nástupe úplnej tmy. Za týmto účelom sú polovice panelu kombinované v spoločnej zbernici, ktorá je zase vyvedená na svorkovnicu, vďaka čomu je vytvorený stred. Rovnaké diódy zabraňujú nočnému vybíjaniu batérií.
Jednou z hlavných podmienok efektívnej prevádzky batérie je kvalitné spájkovanie všetkých bodov a uzlov. Pred inštaláciou podkladu je potrebné tieto miesta otestovať. Pre prúdový výstup sa odporúča použiť vodiče s malým prierezom, napríklad reproduktorový kábel so silikónovou izoláciou. Všetky vodiče sú zaistené tmelom. Potom sa vyberie materiál pre povrch, na ktorý budú dosky pripevnené. Najvhodnejšie vlastnosti sú sklo, ktoré prepúšťa svetelný tok oveľa lepšie ako uhličitan alebo plexisklo.
Pri výrobe solárnej batérie z dostupných nástrojov sa musíte postarať aj o box. Krabica je zvyčajne vyrobená z drevenej tyče alebo hliníkového rohu, po ktorom sa na tmel umiestni sklo. Tmel musí vyplniť všetky nepravidelnosti a potom úplne vyschnúť. Vďaka tomu sa dovnútra nedostane prach a fotografické dosky sa počas prevádzky neznečistia.
Ďalej sa na sklo inštaluje list so spájkovanými fotobunkami. Môže byť upevnený rôznymi spôsobmi, avšak najoptimálnejšie možnosti sú transparentná epoxidová živica alebo tmel. Celý povrch skla je rovnomerne potiahnutý epoxidovou živicou, potom sú naň inštalované meniče. Pri použití tmelu sa upevnenie vykonáva pomocou bodov v strede každého prvku. Na konci montáže by ste mali dostať zapečatené puzdro, v ktorom je umiestnená solárna batéria. Hotové zariadenie bude produkovať približne 18-19 voltov, čo stačí na nabitie 12-voltovej batérie.
Možnosť vykurovania domu
Po zložení vlastnoručne vyrobenej solárnej batérie ju určite bude chcieť každý majiteľ otestovať v akcii. Vykurovanie domácnosti sa považuje za najdôležitejší problém, preto je solárne vykurovanie prvou vecou, ktorú treba skontrolovať.
Na vykurovanie sa používajú slnečné kolektory. Pomocou vákuového kolektora sa slnečné svetlo premieňa na teplo. Tenké sklenené trubice sú naplnené kvapalinou, ktorá je ohrievaná slnkom a odovzdáva teplo vode umiestnenej v zásobníku. V našom prípade táto metóda nie je vhodná, keďže hovoríme výlučne o premene slnečnej energie na elektrickú energiu.
Všetko závisí od výkonu použitého zariadenia. V každom prípade väčšina prijatej energie pôjde na ohrev vody v bojleri. Ak sa 100 litrov vody zohreje na 70-80 stupňov, bude to trvať asi 4 hodiny. Spotreba elektriny vodným bojlerom 2 kW s vykurovacími telesami bude 8 kW. Pri výrobe elektriny 5 kW za hodinu nebudú žiadne problémy. Ak je však plocha batérií menšia ako 10 m2, vykurovanie súkromného domu s ich pomocou je nemožné.
DIY solárna batéria
Pri výrobe solárnej batérie vlastnými rukami zo šrotu sa musíte rozhodnúť nielen o výkone, ale aj o prevádzkovom napätí siete. Výrobný proces od A po Z
