Kaip pasigaminti saulės bateriją savo rankomis: savarankiško surinkimo instrukcija

Saulės baterijos yra energijos šaltinis, kuris gali būti naudojamas generuoti elektrą ar šilumą mažaaukščiams pastatams. Čia tik saulės baterijos kainuoja brangiai ir nėra prieinamos daugumai mūsų šalies gyventojų. Ar sutinkate?

Tai yra kitas dalykas, kai saulės kolektorius gaminate savo rankomis - išlaidos žymiai sumažėja ir tokia konstrukcija veikia ne blogiau nei pramoninė plokštė. Todėl, jei rimtai galvojate apie alternatyvaus elektros energijos šaltinio pirkimą, pabandykite tai padaryti patys - tai nėra labai sunku.

Straipsnyje pagrindinis dėmesys bus skiriamas saulės baterijų gamybai. Mes jums pasakysime, kokios medžiagos ir įrankiai bus reikalingi tam. Šiek tiek žemiau rasite nuoseklias instrukcijas su iliustracijomis, kurios aiškiai parodo darbo eigą.

Trumpai apie įrenginį ir darbą

Saulės energija gali būti paversta šiluma, kai energijos šaltinis yra šilumos perdavimo skystis, arba į akumuliatoriuose sukauptą elektros energiją. Baterija yra generatorius, veikiantis fotoelektrinio efekto principu.

Saulės energija paverčiama elektra po to, kai saulės spinduliai patenka į plokštelinius saulės elementus, kurie yra pagrindinė akumuliatoriaus dalis.

Tokiu atveju šviesos kvantos „išlaisvina“ savo elektronus nuo kraštutinių orbitų. Šie laisvieji elektronai suteikia elektros srovę, kuri praeina per valdiklį ir kaupiasi akumuliatoriuje, o iš ten eina energijos vartotojams.

Silicio elementai veikia kaip fotoelemento plokštės. Silikoninis vaflis iš vienos pusės yra padengtas labai plonu fosforo arba boro - pasyvaus cheminio elemento - sluoksniu.

Šioje vietoje, veikiant saulės spinduliams, išsiskiria daugybė elektronų, kuriuos sulaiko fosforo plėvelė ir jie neskrenda.

Plokštės paviršiuje yra metaliniai „takeliai“, ant kurių išsirikiuoja laisvieji elektronai, sudarantys nurodytą judesį, t. elektros srovė.

Kuo daugiau tokių silicio plokštelių fotoelementų, tuo daugiau gali būti gaunama elektros srovė. Skaitykite daugiau apie saulės baterijos veikimo principą toliau.

Viršutinis fotoelemento plokštelių sluoksnis yra padengtas sluoksniu, kuris neleidžia atspindėti saulės spindulių iš plokštelių, padidindamas jų efektyvumą

Medžiagos saulės plokštei sukurti

Pradėdami gaminti saulės bateriją, turite atsargų iš šių medžiagų:

• silikatiniai fotoelementai;
• medžio drožlių plokščių lakštai, aliuminio kampai ir juostos;
• kieta putplastis kaučiukas, kurio storis 1,5–2,5 cm;
• skaidrus elementas, kuris veikia kaip silicio plokštelių pagrindas;
• varžtai, varžtai;
• silikono sandariklis, skirtas naudoti lauke;
• elektros laidai, diodai, gnybtai.

Reikalingų medžiagų kiekis priklauso nuo akumuliatoriaus dydžio, kurį dažniausiai riboja turimų fotoelementų skaičius. Iš jums reikalingų įrankių: atsuktuvo ar atsuktuvų komplekto, metalo ir medžio metalo pjūklo, lituoklio. Norėdami išbandyti gatavą akumuliatorių, jums reikia testerio-ampermetro.

Dabar išsamiau apsvarstykite svarbiausias medžiagas.

Silicio plokštelės arba fotoelementai

Yra trys akumuliatorių saulės elementų tipai:

• polikristaliniai;
• monokristaliniai;
• amorfinis.

Polikristaliniai vafliai pasižymi mažu efektyvumu. Teigiamo poveikio dydis yra apie 10–12%, tačiau laikui bėgant šis rodiklis nemažėja. Polikristalų galiojimas trunka 10 metų.

Saulės baterija yra surenkama iš modulių, kuriuos savo ruožtu sudaro fotovoltiniai keitikliai. Baterijos su kietais silicio fotoelementais yra tam tikras sumuštinis su nuosekliai išdėstytais sluoksniais, pritvirtintais aliuminio profilyje

Monokristaliniai fotoelementai pasižymi didesniu efektyvumu - 13–25%, o ilgu tarnavimo laiku - daugiau nei 25 metais. Tačiau laikui bėgant atskirų kristalų efektyvumas mažėja.

Vieno kristalo keitikliai gaunami pjaunant dirbtinai išaugintus kristalus, o tai paaiškina aukščiausią fotolaidumą ir našumą.

Plėveliniai fotokonverteriai gaunami užtepus ploną amorfinio silicio sluoksnį ant polimero lankstaus paviršiaus

Pažangiausios yra lanksčios amorfinės silicio baterijos. Fotoelektrinis keitiklis purškiamas arba nusodinamas ant polimero pagrindo. Efektyvumas maždaug 5–6%, tačiau plėvelių sistemas ypač patogu montuoti.

Filmų sistemos su amorfiniais fotokeitikliais pasirodė palyginti neseniai. Tai nepaprastai paprasta ir ypač pigi forma, tačiau greičiau nei konkurentai praranda vartotojų savybes.

Netinkama naudoti skirtingų dydžių fotoelementus. Tokiu atveju maksimali baterijų sukuriama srovė bus apribota mažiausio elemento srove.Taigi didesnės plokštės neveiks visu pajėgumu.

Pirkdami fotoelementus, paklauskite pardavėjo apie pristatymo būdą, dauguma pardavėjų naudoja vaškavimo metodą, kad būtų išvengta trapių elementų sunaikinimo

Dažniausiai pačių gaminamoms baterijoms naudojami monokristaliniai ir polikristaliniai fotoelementai, kurių dydis yra 3x6 coliai, kuriuos galima užsisakyti internetinėse parduotuvėse, tokiose kaip „E-buy“.

Saulės elementų kaina yra gana didelė, tačiau daugelyje parduotuvių parduodami vadinamieji B grupės elementai. Šiai grupei priskirti produktai yra nekokybiški, tačiau tinkami naudoti, o jų savikaina yra mažesnė nei standartinių plokščių - 40–60%.

Daugumoje internetinių parduotuvių saulės baterijos parduodamos komplektais po 36 arba 72 fotovoltinius konversijos plokšteles. Autobusai bus reikalingi norint prijungti atskirus modulius prie akumuliatoriaus; norint prijungti sistemą, reikės gnybtų.

Vielinis rėmas ir skaidrus elementas.

Būsimos plokštės rėmas gali būti pagamintas iš medinių juostų arba aliuminio kampų.

Antrasis variantas yra labiau tinkamas dėl daugelio priežasčių:

• Aliuminis yra lengvas metalas, kuris nesukelia rimtos apkrovos atraminei konstrukcijai, ant kurios planuojama sumontuoti akumuliatorių.
• Atliekant antikorozinį apdorojimą, aliuminis nėra jautrus rūdims.
• Neįgeria drėgmės iš aplinkos, nesuyra.

Renkantis skaidrų elementą, būtina atkreipti dėmesį į tokius parametrus kaip saulės šviesos lūžio rodiklis ir galimybė absorbuoti infraraudonąją spinduliuotę.

Fotoelementų efektyvumas tiesiogiai priklausys nuo pirmojo rodiklio: kuo mažesnis lūžio rodiklis, tuo didesnis silicio plokštelių efektyvumas.

Plexiglass arba pigesnė jo versija Plexiglas pasižymi minimaliu šviesos atspindžiu. Polikarbonato lūžio rodiklis yra šiek tiek mažesnis.

Antro indikatoriaus vertė lemia, ar patys silicio fotoelementai įšils, ar ne. Kuo mažiau plokštelės kaitinamos, tuo ilgiau jos tarnaus. IR spinduliuotę geriausiai sugeria specialus šilumą sugeriantis pleksiklas ir stiklas, turintis IR absorbciją. Šiek tiek blogiau - paprastas stiklas.

Jei įmanoma, geriausias pasirinkimas būtų naudoti skaidrų, nespindintį, skaidrų stiklą.

Pagal sąnaudų ir lūžio rodiklių bei infraraudonosios spinduliuotės sugerties santykį plexiglas yra geriausias pasirinkimas gaminant saulės elementus.

Sistemos projektavimas ir vietos parinkimas

Saulės sistemos dizainas apima reikiamo saulės plokštės dydžio apskaičiavimą. Kaip minėta aukščiau, baterijos dydį paprastai riboja brangūs fotoelementai.

Saulės baterija turi būti įmontuota tam tikru kampu, kuris užtikrintų maksimalų saulės spindulių silicio plokštelių poveikį. Geriausias pasirinkimas yra akumuliatoriai, galintys pakeisti kampą.

Saulės plokščių montavimo vieta gali būti pati įvairiausia: ant žemės, ant šlaitinio ar plokščio namo stogo, ant ūkinių patalpų stogų.

Vienintelė sąlyga - akumuliatorius turi būti dedamas saulėtoje svetainės ar namo pusėje, o ne užtemdytas aukštu medžių vainiku. Tokiu atveju optimalus nuolydžio kampas turi būti apskaičiuojamas pagal formulę arba naudojant specializuotą skaičiuoklę.

Pakrypimo kampas priklausys nuo namo vietos, sezono ir klimato. Pageidautina, kad baterija turėtų galimybę pakeisti nuolydžio kampą po sezoninių saulės aukščio pokyčių, nes jie veikia kuo efektyviau, kai saulės spinduliai krenta griežtai statmenai paviršiui.

Europinei NVS šalių daliai rekomenduojamas nejudantis nuolydžio kampas yra 50–60 º. Jei konstrukcijoje pateiktas įtaisas, keičiantis pasvirimo kampui, tada žiemą geriau akumuliatorius pastatyti 70 º kampo link horizonto, vasarą 30 º kampu.

Skaičiavimai rodo, kad 1 kvadratinis metras saulės sistemos leidžia gauti 120 vatų galią. Todėl atlikus skaičiavimus galima nustatyti, kad norint vidutinei šeimai aprūpinti 300 kW per mėnesį elektra, reikalinga bent 20 kvadratinių metrų saulės sistema.

Nedelsdami įdiekite tokią saulės sistemą bus problemiška. Bet net įdėję 5 metrų bateriją, sutaupysite energijos ir kukliai prisidėsite prie mūsų planetos ekologijos. Taip pat rekomenduojame susipažinti su reikiamo kiekio apskaičiavimo principu. saulės baterijos.

Saulės bateriją galima naudoti kaip atsarginį energijos šaltinį, dažnai nutraukiant centralizuotą energijos tiekimą. Automatiniam perjungimui būtina pasirūpinti nepertraukiamo maitinimo sistema.

Tokia sistema yra patogi tuo, kad naudojant tradicinį elektros energijos šaltinį, įkrovimas atliekamas vienu metu saulės sistemos akumuliatorius. Saulės bateriją aptarnaujanti įranga yra namo viduje, todėl būtina numatyti tam specialų kambarį.

Dėdami akumuliatorius ant pasvirusio namo stogo, nepamirškite apie skydo pasvirimo kampą. Idealu, kai akumuliatoriuje yra įtaisas, skirtas sezoniniam pokrypio kampo kitimui.

Saulės skydo montavimas žingsniais

Pasirinkę vietą saulės kolektoriui ir įrangai, skirtai saulės sistemai aptarnauti, taip pat turėdami visas reikalingas medžiagas ir įrankius, galite pradėti montuoti akumuliatorių.

Montuojant būtina laikytis saugos priemonių, ypač kai gatavo skydo montavimas ant namo stogo. Apsvarstykite žingsnis po žingsnio algoritmą, kaip padaryti saulės bateriją.

1 žingsnis - silicio plokštelių kontaktų litavimas

Namų saulės baterijos montavimas dažnai prasideda nuo fotoelemento laidininkų litavimo. Žinoma, jei turite galimybę, geriau saulės elementus pirkti iškart su laidininkais, pvz litavimas yra labai sunkus ir kruopštus, daug laiko reikalaujantis darbas.

Litavimas atliekamas taip:

1. Paimtas silicio fotoelementas be laidininkų ir metalinis juostos laidininkas.
2. Laidininkai supjaustomi naudojant kartono ruošinį, jų ilgis yra 2 kartus didesnis už silicio plokštelės dydį.
3. Laidininkas tvarkingai išdėstytas ant plokštelės. Ant vieno elemento - du laidininkai.
4. Toje vietoje, kur bus atliekamas litavimas, darbui su lituokliu reikia patepti rūgštimi.
5. Lydmetalis su lituokliu atsargiai prijungiant laidininką prie plokštės.

Litavimo metu nespauskite ant silikato elemento, kaip jis yra labai trapus ir gali žlugti! Jei jums pasisekė ir jūs nusipirkote fotoelementus su paruoštais kontaktais, tada jūs išgelbėsite save nuo ilgo ir sunkaus darbo, nedelsdami pereisite prie rėmo, skirto būsimai baterijai, gamybos.

Sugedusių B grupės fotoelementų litavimo kontaktai atliekami ta pačia kryptimi, kaip ir visų plokščių

2 žingsnis - saulės kolektoriaus rėmo pagaminimas

Rėmas yra vieta, kurioje bus sumontuoti fotoelementai.Rėmo gamybai imami aliuminio kampai ir juostos, iš kurių rėmai sulankstyti. Rekomenduojamas kampo dydis yra 70–90 mm.

Silikoninis sandariklis dedamas į metalinių kampų vidų. Sandarinimo kampai turi būti atliekami atsargiai, nuo to priklauso visos konstrukcijos patvarumas.

Kai aliuminio rėmas bus paruoštas, pradėkite gaminti galinį korpusą. Galinis korpusas yra medinė dėžutė, pagaminta iš medžio drožlių plokštės, su žemomis pusėmis.

Aukštos šonai sukurs šešėlį ant fotoelementų, todėl jų aukštis neturėtų viršyti 2 cm .Šonai prisukami savisriegiais varžtais ir atsuktuvu.

Dėžutės apačioje ventiliacijos angos pagamintos iš medžio drožlių plokštės. Atstumas tarp skylių yra apie 10 cm., Aliuminio rėme yra įmontuotas skaidrus elementas (plexiglass, antirefleksinis stiklas, plexiglass).

Skaidrus elementas yra prispaustas ir pritvirtintas, jo tvirtinimas atliekamas naudojant aparatūrą: 4 kampuose, taip pat 2 iš ilgo ir 1 iš trumpo rėmo pusės. Aparatūra pritvirtinama varžtais.

Saulės baterijos rėmas yra paruoštas ir galite pereiti prie kritiškiausios dalies - saulės elementų montavimo. Prieš montavimą būtina nuvalyti plexiglass nuo dulkių ir nuriebalinti alkoholio turinčiu skysčiu.

3 žingsnis - montuojami silicio plokštelių fotoelementai

Silikoninių plokštelių montavimas ir litavimas yra daugiausiai laiko užimanti dalis kuriant savo saulės kolektorių. Pirmiausia mes išdėstome fotoelementus ant plexiglass su mėlynomis plokštėmis žemyn.

Jei akumuliatorių surenkate pirmą kartą, tuomet galite naudoti pagrindą žymėjimui, kad plokštes padėtumėte tiksliai nedideliu (3–5 mm) atstumu vienas nuo kito.

1. Fotoelementus lituojame pagal šią elektros instaliacijos schemą: „+“ takeliai yra priekinėje plokštės pusėje, „-“ - galinėje pusėje. Prieš litavimą, švelniai užtepkite srautą ir litavimą, kad sujungtumėte kontaktus.
2. Visus fotoelementus lydome iš eilės iš viršaus į apačią. Tada eilutės taip pat turėtų būti sujungtos.
3. Kelionė prie lipnių fotoelementų. Norėdami tai padaryti, uždėkite nedidelį kiekį sandariklio kiekvieno silicio plokštelės centre.
4. Gautas grandines pasukame fotoelementais į viršų (ten, kur yra mėlynos plokštės) į viršų ir padėkite plokšteles pagal anksčiau taikytus ženklinimus. Atsargiai paspauskite kiekvieną plokštelę, kad užsifiksuotų.
5. Ekstremalių fotoelementų kontaktai rodomi atitinkamai magistralėje „+“ ir „-“. Padangoms rekomenduojamas platesnis sidabro laidininkas.
6. Saulės baterija turi būti su blokuojamuoju diodu, kuris jungiasi prie kontaktų ir neleidžia baterijoms išsikrauti per konstrukciją naktį.
7. Rėmelio apačioje mes gręžiame skylutes laidų išėjimui į išorę.

Laidai turi būti pritvirtinti prie rėmo, kad jie nebūtų pakabinti, tai galite padaryti naudodami silikono sandariklį.

4 žingsnis - išbandykite akumuliatorių prieš uždarydami

Saulės skydelį reikia išbandyti prieš jį užklijuojant, kad būtų galima pašalinti gedimus, kurie dažnai atsiranda litavimo metu. Geriausia išbandyti litavus kiekvieną elementų eilę - daug lengviau nustatyti, kur kontaktai blogai sujungti.

Norėdami atlikti bandymus, jums reikės įprasto buitinio ampermetro. Matavimai turi būti atliekami saulėtą dieną 13–14 val., Saulės neturėtų slėpti debesys.

Mes išimame akumuliatorių į gatvę ir montuojame pagal anksčiau apskaičiuotą polinkio kampą. Mes prijungiame ampermetrą prie akumuliatoriaus kontaktų ir išmatuojame trumpojo jungimo srovę.

Testavimo prasmė yra ta, kad elektros srovės darbinė jėga turėtų būti 0,5–1,0 A mažesnė už trumpojo jungimo srovę. Prietaiso rodmenys turėtų būti didesni nei 4,5 A, o tai rodo saulės baterijos veikimą.

Jei testeris rodo mažiau rodmenų, tikriausiai nutrūksta fotoelementų prijungimo seka.

Paprastai naminis saulės baterija, pagamintas iš B grupės fotoelementų, rodo 5-10 A rodmenį, kuris yra 10-20% mažesnis nei pramoninių saulės baterijų.

5 žingsnis - į korpusą įdėtų fotoelementų sandarinimas

Sandarinti galima tik įsitikinus, kad akumuliatorius veikia. Sandarinimui geriausia naudoti epoksidinį junginį, tačiau atsižvelgiant į tai, kad medžiagų sunaudojimas bus didelis, o jo kaina yra maždaug 40–45 doleriai. Jei šiek tiek brangu, tada vietoj jo galite naudoti tą patį silikono sandariklį.

Naudodami silikono sandariklį, pirmenybę teikite tam, ant kurio pakuotės nurodoma, kad jis tinkamas naudoti esant žemesnei nei 0 ° C temperatūrai.

Yra du būdai, kaip užklijuoti:

• pilnas užpildymas, kai plokštės užpildomos sandarikliu;
• užtepant sandariklį erdvėje tarp fotoelementų ir atokiausių elementų.

Pirmuoju atveju sandarinimas bus patikimesnis. Išpylęs sandariklis turėtų nusistovėti. Tada viršuje sumontuojamas plexiglass ir tvirtai prispaudžiamas prie plokščių, padengtų silikonu.

Norėdami užtikrinti pagalvėlę ir papildomą apsaugą tarp fotoelementų galinio paviršiaus ir medžio drožlių plokštės rėmo, daugelis amatininkų pataria įrengti tarpiklį, pagamintą iš tvirtos putplasčio kaučiuko, kurio plotis 1,5–2,5 cm.

Tai neprivaloma, tačiau pageidautina, atsižvelgiant į tai, kad silicio plokštelės yra gana trapios ir lengvai pažeidžiamos.

Sumontavę plexiglass, konstrukcijai dedama apkrova, kurios metu išstumiami oro burbuliukai. Saulės skydas yra paruoštas ir po pakartotinių bandymų jį galima sumontuoti iš anksto pasirinktoje vietoje ir prijungti prie jūsų namų saulės sistemos.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Iš Kinijos internetinės parduotuvės užsakytų fotoelementų apžvalga:

Vaizdo instrukcija saulės baterijos gamybai:

Pagaminti saulės bateriją savo rankomis nėra lengva užduotis. Daugelio šių baterijų efektyvumas yra mažesnis nei 10-20% nei pramoninių plokščių. Svarbiausias dalykas kuriant saulės bateriją yra tinkamai pasirinkti ir sumontuoti saulės elementus.

Nemėginkite iš karto sukurti didžiulio ploto skydelio. Pirmiausia pabandykite sukurti mažą įrenginį, kad suprastumėte visus šio proceso niuansus.

Ar turite praktinių įgūdžių kurdami saulės baterijas? Prašome pasidalinti savo patirtimi su mūsų svetainės lankytojais - rašykite komentarus žemiau esančiame bloke. Ten galite užduoti klausimus straipsnio tema.