DIY solární generátor: pokyny pro výrobu alternativního zdroje energie

Alternativní zdroje energie, které umožňují dodávat prostor teplo a elektřinu v požadovaném množství - drahé „potěšení“, vyžadující značné finanční náklady na pořízení, instalaci a instalaci.

Výroba solárního generátoru pomocí vlastních rukou je pro mnoho domácích mistrů mnohem levnější a cenově dostupnější. Zvažte pokyny, které popisují všechny nuance výrobního procesu.

Jak funguje solární generátor?

Solární generátor je komplex fotoelektrických polovodičových prvků, které se přímo převádějí sluneční energie do elektrické.

Kvanta produkovaná paprsky světla při nárazu na fotografickou desku srazí elektron z konečné atomové oběžné dráhy pracovního prvku. Tento efekt vytváří mnoho volných elektronů, které vytvářejí nepřetržitý proud elektrického proudu.

Není vůbec nutné, sestavovat solární generátor vlastními rukama, okamžitě sestavit velký komplex ve velkém měřítku. Můžete začít s malou jednotkou a v případě potřeby v budoucnu zvýšit objemy

Jako aktivní materiál se používá křemík. Je vysoce účinný a poskytuje koeficient fotoelektrické konverze v normálním režimu na úrovni 20% a za příznivých podmínek - až 25%.

Díky výrazné účinnosti křemíkových fotočlánků generátory vyráběné na jejich základě zaručují vysokou účinnost při relativně malém objemu. Výkon jednotky měřící 1 metr za hodinu produkuje 125 wattů, což je považováno za velmi působivý výsledek.

Tenká vrstva pasivních chemických prvků, jako je bor nebo fosfor, se nanáší na jednu stranu křemíkové destičky.Právě na tomto povrchu dochází v důsledku intenzivního vystavení slunečnímu záření k aktivnímu uvolňování elektronů. Fosforový film je spolehlivě drží na jednom místě a neumožňuje odletět.

Na pracovní desce jsou kovové „stopy“. Na nich jsou postaveny volné elektrony, čímž se vytváří uspořádaný pohyb, tj. Elektrický proud.

Minusy desek zahrnují pouze složitost a náklady na samotný proces čištění křemíku a aby se těmto problémům vyhnuly, aktivně ovládají použití alternativ ve formě gallia, kadmia, india a různých sloučenin mědi. Křemíkové prvky však dosud nemají skutečné konkurenty.

Nejjednodušší způsob, jak vestavět převodník sluneční energie na elektřinu, je koupit si hotovou solární baterii a nainstalovat ji na střechu domu nebo garáže:

Co potřebujete k práci?

Pro výrobu generátoru sestávajícího ze soupravy solární panely, jsou vyžadovány nástroje a materiály, jako například:

• moduly pro přeměnu slunečního světla na energii;
• hliníkové rohy;
• dřevěné lamely;
• dřevotřískové desky;
• průhledný prvek (sklo, plexisklo, plexisklo, polykarbonát) k vytvoření ochrany křemíkových destiček;
• šrouby a šrouby různých velikostí;
• hustá pěnová pryž o tloušťce 1,5 až 2,5 mm;
• vysoce kvalitní tmel;
• diody, svorky a dráty;
• šroubovák nebo sada šroubováků;
• páječka;
• pila na dřevo a kov (nebo bruska).

Kolik materiálu bude potřeba, bude přímo záviset na plánované velikosti generátoru. Rozsáhlá práce bude vyžadovat další náklady, ale v každém případě bude levnější než zakoupený modul.

Ochranný základ pro křemíkové destičky může být vyroben ze skla, plexiskla, polykarbonátu nebo plexiskla. První tři materiály vytvářejí minimální ztrátu přeměněné energie, ale čtvrtý přenáší paprsky mnohem horší a významně snižuje účinnost celého komplexu

Pro závěrečné testování sestavené jednotky se používá ampérmetr. To vám umožní zachytit skutečnou účinnost instalace a pomůže určit skutečný výnos.

Výběr typu převaděče fotografií

Do-it-yourself aktivity k vytvoření solárního generátoru s výběrem typu fotovoltaického křemíkového konvertoru.

Tyto komponenty jsou tří typů:

• amorfní;
• monokrystalický;
• polykrystalický.

Každá varianta má své výhody a nevýhody a volba ve prospěch kterékoli z nich se provádí na základě množství finančních prostředků přidělených na nákup všech komponent systému.

Vlastnosti amorfních odrůd

Amorfní moduly neobsahují krystalický křemík, ale jeho deriváty (silan nebo křemíkový vodík). Postřikem ve vakuu se nanášejí v nejtenčí vrstvě na vysoce kvalitní kovovou fólii, sklo nebo plast.

Hotové výrobky mají vybledlý, rozmazaný šedý odstín. Viditelné silikonové krystaly na povrchu nejsou pozorovány. Hlavní výhoda flexibilní solární panely za rozumnou cenu se považuje jejich účinnost, ale velmi nízká a pohybuje se v rozmezí 6-10%.

Amorfní solární články na bázi křemíku mají zvýšenou flexibilitu, vykazují vysokou úroveň optické absorpce (20krát větší než absorpce jednoduchých nebo polykrystalických analogů) a výrazně účinněji pracují za oblačného počasí

Specifika polykrystalických typů

Polykrystalický solární panely vyráběné postupným velmi pomalým ochlazováním křemíkové taveniny. Výsledné produkty se vyznačují bohatou modrou barvou, mají povrch se zřetelným vzorem připomínajícím mrazivý vzor a jsou účinné v oblasti 14 až 18%.

Vyšší efektivita-produktivita je bráněna oblastmi v materiálu, které jsou odděleny od obecné struktury granulárními hranicemi.

Polykrystalické fotobuňky fungují již 10 let, ale během této doby se jejich účinnost nesnížila. Pro montáž výrobků do jednoho komplexu se však nutně používá pevný, pevný základ, protože plechy jsou poměrně tuhé a vyžadují silnou a spolehlivou podporu

Charakteristika monokratilních možností

Monokrystalové moduly se vyznačují hustou tmavou barvou a sestávají z pevných křemíkových krystalů. Jejich účinnost přesahuje výkon ostatních prvků a činí 18-22% (za příznivých podmínek - až 25%).

Další výhodou je jeho působivá životnost - podle výrobců starších 25 let. Při dlouhodobém používání se však účinnost monokrystalů snižuje a po 10 až 12 letech už není fotografická účinnost vyšší než 13–17%.

Monokrystalové moduly jsou výrazně dražší než jiné typy zařízení. Vyrábějte je řezáním uměle vypěstovaných krystalů křemíku

K vytvoření solárního generátoru doma berou hlavně rukama poly- a monokrystalické desky různých velikostí. Nakupují se v oblíbených online obchodech, včetně eBay nebo Aliexpress.

Vzhledem k tomu, že solární články jsou oceňovány poměrně vysoko, mnoho dodavatelů nabízí zákazníkům produkty skupiny B, tj. Fragmenty s lehkou vadou, které jsou vhodné pro plný provoz. Jejich cena se liší od standardní ceny o 40-60%, takže výběr generátoru stojí přiměřenou cenu, která není příliš dostupná.

Jak vyrobit rám pro desky?

Pro výrobu rámu budoucího generátoru se používají odolné dřevěné lišty nebo hliníkové rohy. Dřevěná verze je považována za méně praktickou, protože materiál vyžaduje další zpracování, aby se zabránilo následnému rozkladu a delaminaci.

Aby dřevěný rám vydržel provozní zatížení a nezkazil se po prvním dešti, musí být impregnován speciálním složením, které chrání strom před vlhkostí

Hliník má mnohem přitažlivější fyzikální vlastnosti a díky své lehkosti nevyvolává zbytečné zatížení střechy nebo jiné nosné konstrukce, kde je plánována instalace jednotky.

Kromě toho, díky antikoroznímu povlaku kov nekoroduje, nehnije, neabsorbuje vlhkost a snadno snáší účinky agresivních atmosférických projevů.

Pro vytvoření rámové struktury z hliníkových rohů je nejprve určena velikost budoucího panelu. Ve standardní verzi se používá 36 fotobuněk o velikosti 81 mm x 150 mm na blok.

Pro správnou následnou operaci je mezi fragmenty ponechána malá mezera (asi 3-5 mm). Tento prostor umožňuje zohlednit změnu základních parametrů základny vystavené atmosférickým projevům. Výsledkem je celková velikost obrobku 83 mm x 690 mm s šířkou rohu rámu 35 mm.

Křemíkové oplatky orámované hliníkovým profilem vypadají téměř jako výrobky vyrobené v továrně. Robustní a robustní rám poskytuje systému dokonalou těsnost a dává celé konstrukci vysokou tuhost

Po dimenzování jsou potřebné úlomky vystřiženy z rohů a pomocí upevňovacích prvků je sestaveny do rámových rámečků. Na vnitřní povrch struktury je nanesena vrstva silikonového tmelu, přičemž je velmi opatrné, aby nedošlo k mezerám nebo dutinám.

Od toho závisí integrita, pevnost a životnost namontované konstrukce. Ochranný průhledný materiál (sklo s antireflexní vrstvou, plexisklo nebo polykarbonát se speciálními parametry) je položen na horní a bezpečně připevněný kovovým (1 krátká a 2 dlouhá část rámu a 4 rohy pouzdra).

Pro práci pomocí šroubováku a šroubů vhodného průměru. Na konci je průhledný povrch pečlivě očištěn od prachu a drobných zbytků.

Vyberte průhlednou položku

Hlavní kritéria pro výběr průhledného prvku pro vytvoření generátoru:

• schopnost absorbovat infračervené záření;
• úroveň lomu slunečního světla.

Čím nižší je index lomu, tím vyšší je účinnost křemíkových destiček. Plexisklo a plexisklo mají nejnižší odrazivost světla. Polykarbonát má také zdaleka nejlepší výkon.

K vytvoření rámových konstrukcí pro domácí solární systémy se doporučuje použít antireflexní průhledné sklo nebo speciální typ polykarbonátu s antikondenzační vrstvou, který poskytuje pokud možno nezbytnou úroveň tepelné ochrany.

Nejlepšími vlastnostmi z hlediska absorpce infračerveného záření jsou silné plexisklo a sklo absorbující teplo s možností infračervené absorpce. V obyčejném skle jsou tyto hodnoty mnohem nižší. Účinnost infračervené absorpce závisí na tom, zda jsou křemíkové destičky během provozu zahřívány nebo ne.

Pokud se ohřev ukáže jako minimální, fotobuňky vydrží dlouho a poskytují stabilní návraty. Přehřátí desek bude mít za následek přerušení práce a rychlé selhání jednotlivých fragmentů systému nebo celého komplexu.

Instalace křemíkových fotobuněk

Bezprostředně před instalací jsou ochranné brýle umístěné v hliníkových rámech dobře očištěny od prachu a odmaštěny směsí obsahující alkohol.

Zakoupené fotobuňky jsou rovnoměrně umístěny na značící substrát ve vzdálenosti 3 až 3 milimetrů od sebe a označují úhly celkové struktury. Poté pokračujte pájením prvků - nejdůležitější a časově nejnáročnější součástí sestavy generátoru.

Pájení aktivních prvků generátoru se provádí podle schématu, ve kterém „+“ jsou stopy na vnější straně a „-“ jsou kanály umístěné na vnitřní straně desky.

Pro správné připojení kontaktů nejprve naneste tavidlo (kyselina pro pájení) a pájku a poté proveďte zpracování v přísném pořadí shora dolů. Na konci jsou všechny řádky vzájemně propojeny.

Dalším krokem je velikost fotobuněk. Aby se toho dosáhlo, do středu každého křemíkového plátu se vtlačí malý tmel, vytvořené řetězy prvků jsou obráceny vzhůru nohama a umístěny v přísném souladu se známkami použitými dříve.

Jemně přitiskněte talíře rukama a upevněte je na správné místo. Chová se velmi opatrně a snaží se materiál nepoškodit nebo ohnout.

Kontakty fotobuněk umístěných na okrajích jsou vedeny na samostatnou sběrnici (široký stříbrný vodič) jako „+“ a „-“. Komplex je navíc vybaven blokovací diodou. Spojením s kontakty zabraňuje vybíjení baterií rámovou konstrukcí v noci.

Ve spodní části rámu vyvrtejte otvory, kterými se dráty vyvedou ven. Aby se neklesli, používají při své práci silikonový tmel.

Následující fotogalerie představí kroky montáže solárního panelu o 60 prvcích:

Fotočlánky sestavené pájením musí být nyní připevněny k základně. Lze nalepit na překližku a pokrytou sklem. V tomto příkladu se však lepení nejdříve provádí na sklo:

Aby byla baterie navržena tak, aby akumulovala náboj, neabsorbovala energii generovanou fotobuňkami, je její sluneční baterie připojena prostřednictvím Stocksovy diody:

Montáž mini solární stanice, kterou jsme uvedli v příkladu, se provádí v souladu se schématem uvedeným na fotografii. Ve spojení používáme drát s měděným obytným průřezem od 1 m²

Tato malá elektrárna je schopna generovat až 15 V. Je třeba poznamenat, že maximální produktivita bude zaznamenána pouze za slunečných dnů bez mraků. Za oblačného počasí bude zařízení generovat mnohem méně nebo vůbec nebude generovat energii. Baterie je proto vybrána tak, aby zásoby byly dostatečné alespoň na jeden den.

Jak otestovat namontovanou jednotku?

Před konečným utěsněním sestaveného generátoru musí být testován, aby se zjistilo možné selhání během procesu pájení.Nejvhodnější možností je zkontrolovat každý pájený řádek samostatně. Okamžitě se tedy ukáže, kde jsou kontakty špatně připojeny a je nutné je znovu zpracovat.

Pro zkoušku použijte domácí ampérmetr. Měření se provádí za oblačného slunečného dne v poledne (období od 13 do 15 hodin). Konstrukce je umístěna ve dvoře a instalována pod příslušným úhlem.

Ampér pro domácnost pomáhá měřit skutečný proud. Na základě jeho svědectví je možné určit úroveň funkčnosti namontovaného solárního systému a identifikovat nepravidelnosti v posloupnosti spojení silikonových solárních článků

K výstupním kontaktům solární baterie je připojen ampér a měří se zkratový proud. Pokud zařízení vykazuje výsledky nad 4,5 A, systém je zcela správný a všechna připojení jsou jasně a správně pájena.

Nižší data, která se objeví na displeji testeru, znamenají porušení, která je třeba sledovat a znovu pájet. Tradiční solární generátory vyrobené z fotobuněk s malou vadou (skupina B) tradičně vykazují při testu čísla od 5 do 10 ampér.

Agregáty průmyslové výroby ukazují data o 10-20% vyšší. Důvodem je skutečnost, že křemíkové plátky skupiny A se používají při výrobě, které nemají žádnou strukturu.

Závěrečná fáze práce

Pokud test prokázal, že baterie je plně funkční, je utěsněna speciálním silikonovým tmelem nebo dražší a odolnější epoxidovou sloučeninou.

Práce poskytuje dva způsoby provedení:

1. Plné lití - když je celý povrch pokryt hermetickou kompozicí.
2. Částečné zpracování - pokud je tmel aplikován pouze na extrémní prvky a na prázdný prostor mezi prvky.

První možnost je považována za spolehlivější a poskytuje systému plnou ochranu před vnějšími faktory. Fotočlánky jsou jasně upevněny na svém místě a pracují správně s maximální účinností.

Pro dimenzování fotobuněk uvnitř pouzdra je vhodné použít mrazuvzdorný tmel, který odolá ostrým změnám teploty a nízkým mínusovým indikátorům

Po dokončení plnění se tmel nechá „zabavit“. Poté přikryjte průhledným prvkem a pevně přitlačte k destičkám.

Aby byla zajištěna dodatečná ochrana a odpružení, někteří řemeslníci doporučují umisťovat hustou pěnu mezi povrch křemíkové destičky a zadní části rámu. Díky tomu bude design pevnější a bude chránit před křehkými fotobunkami před nadměrným zatížením.

Poté se na povrch položí zatížení, které působí na vrstvy a vytlačuje z nich vzduchové bubliny. Hotový generátor je znovu testován a nakonec namontován na dříve připravené místo.

Kde a jak umístit generátor?

Místo instalace solárního generátoru je vybráno velmi pečlivě a bez spěchu. Desky, které přijímají světlo, musí být umístěny v úhlu tak, aby paprsky „neklesaly“ na povrch kolmo, ale, jak to bylo, jemně „tekly“ podél něj.

V ideálním případě je struktura umístěna tak, aby bylo možné, pokud je to nutné, upravit úhel sklonu, a tak "zachytit" maximální množství slunce.

Je naprosto přijatelné dodávat sluneční soustavu solární panely na zemi, ale nejčastěji si vyberou střechu domu nebo technickou místnost pro umístění, jmenovitě tu část, která je obrácena na nejvíce zasvěcenou, hlavně jižní stranu pozemku.

Je velmi důležité, aby v blízkosti nebyly žádné vysoké budovy a silné, rozlehlé stromy. Jsou v těsné blízkosti a vytvářejí stín a narušují plný provoz jednotky.

Aby solární zařízení fungovala efektivně, musí být udržována čistá a uklizená.Vrstva nečistot vytvořená na povrchu záchytného panelu snižuje účinnost o 10% a přilnavost sněhu zcela vypíná jednotku. Pravidelná údržba je proto nutností a pomáhá udržovat moduly v perfektním provozním stavu.

Průměrný optimál pro instalaci solárního generátoru se považuje za úhel sklonu střechy 45 °. Díky tomuto uspořádání solární články absorbují sluneční tok velmi efektivně a produkují množství energie potřebné k zajištění správného fungování domu.

Aby bylo možné získat skutečný výnos z panelů a poskytnout průměrné rodině správné množství energie, budete muset vzít solární generátor 15 až 20 m2 střešní plochy.

Pro evropskou část zemí SNS platí mírně odlišné ukazatele. Odborníci doporučují vzít jako základ stacionární úhel sklonu 50-60 ° a v pohyblivých konstrukcích během zimní sezóny umístit baterie pod úhlem 70 ° k horizontále.

V létě změňte polohu a nakloňte fotobuňky pod úhlem 30 °.

Instalováním panelů generátoru na pásovém systému vybaveném možností automatického sledování slunce můžete zvýšit účinnost zpětného rázu o 50%. Modul nezávisle detekuje intenzitu paprsků a přizpůsobí se maximálnímu osvětlení od úsvitu do soumraku.

Bezprostředně před instalací je střecha dodatečně vyztužena a vybavena speciální trvanlivou podpěrou, protože ne každá konstrukce má schopnost odolat plné hmotnosti zařízení pro přeměnu sluneční energie.

Pro spolehlivou a pevnou instalaci solárního generátoru na střechu je vhodné zakoupit speciální držáky. Jsou k dispozici samostatně pro každý typ zastřešení a jsou vždy komerčně dostupné. Při instalaci mezi panely a střechou je nezbytné ponechat mezeru pro správný přístup vzduchu a řádné větrání prvků absorbujících sluneční záření.

V některých případech jsou pod střechou umístěny zesílené krokve, které chrání střechu před zhroucením, což je možné díky zvýšenému zatížení, které se v zimní sezóně výrazně zvyšuje, když se na povrchu střechy hromadí sníh.

Chcete-li začít pracovat solární systém bude vyžadovat bateriestřídač a regulátor nabíjení. O pravidlech pro výběr zařízení a jejich zařazení do řetězce se dozvíte z článků doporučených námi.

Závěry a užitečné video na toto téma

Funkce a nuance pájených fotobuněk pro vytvoření účinného solárního generátoru s rukama doma. Tipy a rady pro pány, zajímavé nápady a osobní osvědčené postupy.

Jak správně testovat fotobuňku a změřit její základní parametry. Tato informace je užitečná při následných výpočtech přesného počtu štítků potřebných pro plný provoz systému.

Kompletní podrobný popis procesu shromažďování solární baterie pro generátor doma. Provozní řád, od pořízení nezbytných prvků až po obecnou zkoušku vyrobeného zařízení.

Znalost uspořádání solárních generátorů, jejich montáž doma není moc. Práce bude samozřejmě vyžadovat pozornost, přesnost a svědomitost, ale výsledek odůvodní všechny finanční a pracovní náklady. Celá jednotka plně poskytne budovu teplo a elektřinu a vytvoří potřebnou úroveň pohodlí pro obyvatele.

Okamžité přejetí velkým projektem za to nestojí. Nejprve má smysl vyzkoušet si sestavení malé jednotky a poté, co jste dokonale zvládli všechny nuance tohoto procesu, pokračujte ve výstavbě výkonnější a rozsáhlejší instalace.

A jaký způsob výstavby malé elektrárny jste si vybrali pro vybavení chaty? Do níže uvedeného bloku napište prosím komentáře, sdílejte užitečné informace a fotografie k tématu článku. Zeptejte se na kontroverzní nebo nejasné body.