Kā padarīt saules bateriju ar savām rokām: instrukcija par montāžu sevī

Saules paneļi ir enerģijas avots, ko var izmantot, lai ražotu elektrību vai siltumu mazstāvu ēkai. Šeit ir tikai saules paneļi, kuru izmaksas ir augstas, un tie nav pieejami lielākajai daļai mūsu valsts iedzīvotāju. Vai jūs piekrītat?

Cita lieta, ja saules paneli izgatavo ar savām rokām - izmaksas tiek ievērojami samazinātas, un šāds dizains darbojas ne sliktāk kā rūpnieciskais panelis. Tāpēc, ja jūs nopietni domājat par alternatīva elektroenerģijas avota iegādi, mēģiniet to izdarīt pats - tas nav ļoti grūti.

Rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta saules paneļu ražošanai. Mēs jums pateiksim, kādi materiāli un rīki tam būs nepieciešami. Un nedaudz zemāk jūs atradīsit soli pa solim instrukcijas ar ilustrācijām, kas skaidri parāda darba gaitu.

Īsumā par ierīci un darbu

Saules enerģiju var pārveidot siltumā, kad enerģijas avots ir siltuma pārneses šķidrums, vai akumulatoros savāktajā elektriskajā enerģijā. Akumulators ir ģenerators, kas darbojas pēc fotoelektriskā efekta principa.

Saules enerģijas pārvēršana elektrībā notiek pēc tam, kad saules gaisma nonāk saules bateriju plāksnēs, kuras ir galvenā akumulatora daļa.

Šajā gadījumā gaismas kvanti “atbrīvo” savus elektronus no galējām orbītām. Šie brīvie elektroni dod elektrisko strāvu, kas iet caur kontrolieri un uzkrājas akumulatorā, un no turienes tā nonāk enerģijas patērētājiem.

Silīcija elementi darbojas kā fotoelementu plāksnes. Silīcija vafeļu vienā pusē pārklāj ar ļoti plānu fosfora vai bora kārtu - pasīvu ķīmisko elementu.

Šajā vietā saules gaismas ietekmē izdalās liels skaits elektronu, kurus notur fosfora plēve un tie nelido viens no otra.

Uz plāksnes virsmas ir metāla “sliedes”, pa kurām sakrīt brīvie elektroni, veidojot sakārtotu kustību, t.i. elektriskā strāva.

Jo vairāk šādu silīcija vafeļu fotoelementu, jo lielāku elektrisko strāvu var iegūt. Lasiet vairāk par saules baterijas darbības principu tālāk.

Fotoelementu plākšņu augšējais slānis ir pārklāts ar slāni, kas neļauj atstarot saules gaismu no plāksnēm, palielinot to efektivitāti

Materiāli saules paneļa izveidošanai

Sākot saules baterijas ražošanu, jums ir jāuzkrāj šādi materiāli:

• silikāta fotoelementi;
• skaidu plākšņu loksnes, alumīnija stūri un līstes;
• cieta putu gumija ar biezumu 1,5-2,5 cm;
• caurspīdīgs elements, kas darbojas kā pamats silīcija vafelēm;
• skrūves, skrūves;
• silikona hermētiķis izmantošanai ārpus telpām;
• elektriskie vadi, diodes, spailes.

Nepieciešamais materiālu daudzums ir atkarīgs no akumulatora lieluma, ko visbiežāk ierobežo pieejamo fotoelementu skaits. No nepieciešamajiem instrumentiem: skrūvgriezis vai skrūvgriežu komplekts, zāģis metālam un kokam, lodāmurs. Lai pārbaudītu gatavo akumulatoru, jums ir nepieciešams testers-ampērmetrs.

Tagad sīkāk apsveriet vissvarīgākos materiālus.

Silīcija vafeles vai fotoelementi

Baterijām ir trīs veidu saules baterijas:

• polikristāliski;
• monokristālisks;
• amorfs.

Polikristāliskajām vafelēm ir raksturīga zema efektivitāte. Labvēlīgās ietekmes lielums ir aptuveni 10 - 12%, taču laika gaitā šis rādītājs nemazinās. Polikristālu ilgums ir 10 gadi.

Saules baterija ir samontēta no moduļiem, kurus savukārt veido fotoelektriskie pārveidotāji. Baterijas ar cietiem silīcija fotoelementiem ir sava veida sviestmaize ar secīgi sakārtotiem slāņiem, kas fiksēti alumīnija profilā

Monokristālu fotoelementi var lepoties ar augstāku efektivitāti - 13-25% un ar ilgu kalpošanas laiku vairāk nekā 25 gadus. Tomēr laika gaitā atsevišķu kristālu efektivitāte samazinās.

Viena kristāla pārveidotājus iegūst, zāģējot mākslīgi audzētus kristālus, kas izskaidro augstāko fotovadītspēju un produktivitāti.

Filmu fotokonvertorus iegūst, uz polimēra elastīgās virsmas uzliekot plānu amorfā silīcija slāni

Elastīgās amorfās silīcija baterijas ir vismodernākās. Fotoelektrisko pārveidotāju izsmidzina vai novieto uz polimēra pamatnes. Efektivitāte aptuveni 5–6%, taču filmu sistēmas ir ļoti ērti uzstādīt.

Filmu sistēmas ar amorfiem fotokonverteriem parādījās salīdzinoši nesen. Šī ir ārkārtīgi vienkārša un ārkārtīgi lēta forma, taču ātrāk nekā konkurenti zaudē patērētāja īpašības.

Nav pareizi izmantot dažāda lieluma fotoelementus. Šajā gadījumā bateriju radīto maksimālo strāvu ierobežo mazākā elementa strāva.Tādējādi lielākas plāksnes nedarbosies ar pilnu jaudu.

Pērkot fotoelementus, jautājiet pārdevējam par piegādes veidu, vairums pārdevēju izmanto vaskošanas metodi, lai novērstu trauslo elementu iznīcināšanu

Visbiežāk pašražotām baterijām tiek izmantoti monokristāliski un polikristāliski fotoelementi 3x6 collu lielumā, ko var pasūtīt tiešsaistes veikalos, piemēram, E-pirkt.

Saules bateriju izmaksas ir diezgan augstas, taču daudzos veikalos tiek pārdoti tā saucamie B grupas elementi. Šai grupai piešķirtajiem produktiem ir trūkumi, taču tie ir piemēroti lietošanai, un to izmaksas ir zemākas par standarta plāksnēm par 40–60%.

Lielākā daļa tiešsaistes veikalu pārdod saules baterijas 36 vai 72 fotoelektrisko pārveidotāju plākšņu komplektos. Lai atsevišķus moduļus pievienotu akumulatoram, būs nepieciešami kopnes, un termināļi, lai izveidotu savienojumu ar sistēmu.

Stiepļu rāmis un caurspīdīgs elements.

Nākotnes paneļa rāmis var būt izgatavots no koka joslām vai alumīnija stūriem.

Otrā iespēja ir vēlamāka vairāku iemeslu dēļ:

• Alumīnijs ir viegls metāls, kas nedod nopietnu slodzi nesošajai konstrukcijai, uz kuras ir plānots uzstādīt akumulatoru.
• Veicot pretkorozijas apstrādi, alumīnijs nav jutīgs pret rūsu.
• Neuzsūc mitrumu no apkārtējās vides, nepūlas.

Izvēloties caurspīdīgu elementu, jāpievērš uzmanība tādiem parametriem kā saules gaismas refrakcijas indekss un spēja absorbēt infrasarkano starojumu.

Fotoelementu efektivitāte būs tieši atkarīga no pirmā indikatora: jo zemāks refrakcijas indekss, jo augstāka ir silīcija vafeļu efektivitāte.

Plexiglass vai tā lētākai versijai Plexiglas ir minimāla gaismas atstarošanās spēja. Polikarbonātam ir nedaudz zemāks refrakcijas koeficients.

Otrā indikatora vērtība nosaka, vai paši silīcija fotoelementi sakarsīs vai nē. Jo mazāk plāksnes tiek uzkarsētas, jo ilgāk tās kalpos. IR starojumu vislabāk absorbē īpašs siltumu absorbējošs plexiglass un stikls ar IR absorbciju. Nedaudz sliktāk - parasts stikls.

Ja iespējams, tad labākais risinājums būtu izmantot caurspīdīgu stiklu pret atstarojošu stiklu.

Saskaņā ar izmaksu un gaismas refrakcijas koeficientu un infrasarkanā starojuma absorbcijas attiecību plexiglas ir labākais risinājums saules bateriju ražošanai.

Sistēmas dizains un vietas izvēle

Saules sistēmas projektēšana ietver saules paneļa nepieciešamā izmēra aprēķināšanu. Kā minēts iepriekš, akumulatora lielumu parasti ierobežo dārgi fotoelementi.

Saules baterija jāuzstāda noteiktā leņķī, kas nodrošinātu maksimālu saules gaismas silīcija vafeļu iedarbību. Labākais variants ir baterijas, kas var mainīt leņķi.

Saules plātņu uzstādīšanas vieta var būt visdažādākā: uz zemes, uz slīpa vai līdzena mājas jumta, uz saimniecības telpu jumtiem.

Vienīgais nosacījums ir tas, ka akumulators ir jānovieto vietnes vai mājas saulainajā pusē, to neaizēno augsts koku vainags. Šajā gadījumā optimālais slīpuma leņķis jāaprēķina pēc formulas vai izmantojot specializētu kalkulatoru.

Slīpuma leņķis būs atkarīgs no mājas atrašanās vietas, gadalaika un klimata. Vēlams, lai akumulators spētu mainīt slīpuma leņķi pēc sezonālām saules augstuma izmaiņām, jo tie darbojas pēc iespējas efektīvāk, ja saules gaisma nokrīt stingri perpendikulāri virsmai.

NVS valstu Eiropas daļai ieteicamais stacionārais slīpuma leņķis ir 50–60 º. Ja dizains nodrošina ierīci slīpuma leņķa mainīšanai, tad ziemā baterijas ir labāk novietot 70 ° leņķī pret horizontu, vasarā - 30 ° leņķī.

Aprēķini rāda, ka 1 kvadrātmetrs saules sistēmas ļauj iegūt 120 vatus. Tāpēc, veicot aprēķinus, var noteikt, ka, lai vidusmēra ģimene varētu piegādāt elektrību 300 kW mēnesī, nepieciešama vismaz 20 kvadrātmetru liela saules sistēma.

Nekavējoties uzstādiet šādu saules sistēmu būs problemātiska. Bet pat 5 metru akumulatora uzstādīšana palīdzēs ietaupīt enerģiju un nelielu ieguldījumu mūsu planētas ekoloģijā. Mēs iesakām arī iepazīties ar nepieciešamā daudzuma aprēķināšanas principu. saules paneļi.

Saules bateriju var izmantot kā rezerves enerģijas avotu ar biežiem centralizētas enerģijas padeves pārtraukumiem. Automātiskai pārslēgšanai ir nepieciešams nodrošināt nepārtrauktu barošanas sistēmu.

Šāda sistēma ir ērta ar to, ka, izmantojot tradicionālo elektroenerģijas avotu, uzlāde tiek veikta vienlaikus saules sistēmas akumulators. Iekārta, kas apkalpo saules bateriju, atrodas mājas iekšpusē, tāpēc ir jāparedz tai īpaša telpa.

Novietojot baterijas uz slīpa mājas jumta, neaizmirstiet par paneļa slīpuma leņķi, ideāli, ja akumulatoram ir ierīce slīpuma leņķa sezonālām izmaiņām

Saules paneļa uzstādīšana pa soļiem

Izvēloties vietu, kur novietot saules paneli, un aprīkojumu saules enerģijas sistēmas apkalpošanai, kā arī visu nepieciešamo materiālu un instrumentu nodrošināšanu, jūs varat sākt akumulatora uzstādīšanu.

Uzstādīšanas laikā ir jāievēro drošības pasākumi, īpaši, ja gatavā paneļa uzstādīšana uz mājas jumta. Apsveriet soli pa solim algoritmu, kā izgatavot saules bateriju.

1. solis - silīcija vafeļu kontaktu lodēšana

Pašmāju saules baterijas uzstādīšana bieži sākas ar fotoelementu vadītāju lodēšanu. Protams, ja jums ir iespēja, vislabāk ir nekavējoties iegādāties saules baterijas ar vadītājiem, piemēram lodēšana ir ļoti grūts un rūpīgs darbs, kas prasa daudz laika.

Lodēšana tiek veikta šādi:

1. Tiek ņemts silīcija fotoelements bez vadītājiem un metāla sloksnes-vadītājs.
2. Diriģenti tiek sagriezti, izmantojot kartona sagatavi, to garums ir 2 reizes lielāks par silīcija vafeles izmēru.
3. Diriģents ir kārtīgi izkārtots uz plāksnes. Uz viena elementa - divi vadītāji.
4. Vietā, kur tiks veikta lodēšana, darbam ar lodāmuru ir jāpieliek skābe.
5. Lodēšana ar lodāmuru, uzmanīgi savienojot vadītāju ar plāksni.

Lodēšanas laikā nespiediet uz silikāta elementa, kā tas ir ļoti trausls un var sabrukt! Ja jums ir paveicies un esat iegādājies fotoelementus ar gataviem kontaktiem, jūs ietaupīsit no ilga un grūta darba, nekavējoties pārejot pie nākamā akumulatora rāmja izgatavošanas.

Bojāto B grupas fotoelementu kontaktu lodēšana tiek veikta tajā pašā virzienā tāpat kā veselām plāksnēm

2. solis - saules paneļa rāmja izgatavošana

Rāmis ir vieta, kur tiks uzstādīti fotoelementi.Rāmja ražošanai tiek ņemti alumīnija stūri un līstes, no kuriem rāmji ir salocīti. Ieteicamais stūra izmērs ir 70-90 mm.

Metāla stūru iekšpusē tiek uzklāts silikona hermētiķis. Blīvēšanas stūri ir jādara uzmanīgi, no tā ir atkarīga visas konstrukcijas izturība.

Kad alumīnija rāmis ir gatavs, turpiniet izgatavot aizmugurējo apvalku. Aizmugurējais korpuss ir koka kaste, kas izgatavota no skaidu plātnes ar zemām pusēm.

Augstās malas radīs ēnu uz fotoelementiem, tāpēc to augstums nedrīkst pārsniegt 2 cm .. Sānus pieskrūvē, izmantojot pašvītņojošās skrūves un skrūvgriezi.

Kārbas apakšā ventilācijas caurumi ir izgatavoti no skaidu plātnes. Attālums starp caurumiem ir apmēram 10 cm .Alumīnija rāmī ir uzstādīts caurspīdīgs elements (plexiglass, pretatstarojošais stikls, plexiglass).

Caurspīdīgais elements tiek nospiests un fiksēts, tā stiprināšana tiek veikta, izmantojot aparatūru: 4 stūros, kā arī 2 no garās un 1 no rāmja īsās puses. Aparatūru piestipriniet ar skrūvēm.

Saules baterijas rāmis ir gatavs, un jūs varat pāriet uz viskritiskāko daļu - saules bateriju uzstādīšanu. Pirms uzstādīšanas plexiglass ir jānotīra no putekļiem un attaukojiet ar spirtu saturošu šķidrumu.

3. solis - silikona vafeļu fotoelementu montāža

Silīcija vafeļu montāža un lodēšana ir pati laikietilpīgākā daļa, veidojot savu saules paneli. Pirmkārt, mēs izklājam fotoelementus uz plexiglass ar zilām plāksnēm uz leju.

Ja akumulatoru montējat pirmo reizi, marķēšanai varat izmantot substrātu, lai plāksnes novietotu precīzi nelielā (3-5 mm) attālumā viens no otra.

1. Fotoelementus lodējam saskaņā ar sekojošu elektroinstalācijas shēmu: “+” sliedes atrodas plāksnes priekšpusē, “-” - aizmugurē. Pirms lodēšanas maigi uzklājiet plūsmu un lodēt, lai savienotu kontaktus.
2. Mēs lodējam visus fotoelementus secīgi rindās no augšas uz leju. Tad arī rindām jābūt savstarpēji savienotām.
3. Nokļūšana pie fotoelementu uzlīmēšanas. Lai to izdarītu, katra silīcija vafeles centrā uzklājiet nelielu daudzumu hermētiķa.
4. Mēs pagriežam iegūtās ķēdes ar fotoelementiem uz augšu (kur ir zilās plāksnes) uz augšu un novietojiet plāksnes atbilstoši marķējumiem, kas tika uzlikti iepriekš. Uzmanīgi nospiediet katru plāksni, lai tā nofiksētos vietā.
5. Ekstrēmo fotoelementu kontakti tiek parādīti autobusā, attiecīgi, “+” un “-“. Riepai ir ieteicams izmantot plašāku sudraba vadu.
6. Saules baterija jāaprīko ar bloķējošu diodi, kas savienojas ar kontaktiem un novērš bateriju izlādi caur konstrukciju naktī.
7. Rāmja apakšā mēs urbjam caurumus vadu izvadei uz ārpusi.

Vadi jāpiestiprina pie rāmja, lai tie nekarājas, to var izdarīt, izmantojot silikona hermētiķi.

4. darbība - akumulatora pārbaude pirms blīvēšanas

Saules paneļa pārbaude jāveic pirms tā aizzīmogošanas, lai varētu novērst darbības traucējumus, kas bieži rodas lodēšanas laikā. Vislabāk ir pārbaudīt pēc katras elementu rindas lodēšanas - daudz vieglāk ir noteikt, kur kontakti ir vāji savienoti.

Pārbaudei jums būs nepieciešams parasts mājsaimniecības ampērmetrs. Mērījumi jāveic saulainā dienā 13–14 stundās, sauli nedrīkst slēpt mākoņi.

Mēs izņemam akumulatoru uz ielas un uzstādām atbilstoši iepriekš aprēķinātajam slīpuma leņķim. Mēs savienojam ampērmetru ar akumulatora kontaktiem un mēra īssavienojuma strāvu.

Pārbaudes jēga ir tāda, ka elektriskās strāvas darba spēkam jābūt 0,5-1,0 A zemākam nekā īssavienojuma strāvai. Ierīces rādījumiem jābūt lielākiem par 4,5 A, kas norāda saules baterijas darbību.

Ja testeris sniedz mazāk nolasījumu, iespējams, kaut kur ir pārtraukta fotoelementu savienošanas secība.

Parasti mājās saules baterija, kas izgatavots no B grupas fotoelementiem, dod rādījumu 5-10 A, kas ir par 10-20% mazāks nekā rūpnieciskajiem saules paneļiem.

5. solis - apvalkā ievietoto fotoelementu aizzīmogošana

Blīvēšanu var veikt tikai pārliecinoties, ka akumulators darbojas. Blīvēšanai vislabāk ir izmantot epoksīda savienojumu, taču, ņemot vērā, ka materiāla patēriņš būs liels, un tā izmaksas ir aptuveni 40–45 dolāri. Ja nedaudz dārgi, tad tā vietā varat izmantot to pašu silikona hermētiķi.

Izmantojot silikona hermētiķi, dodiet priekšroku tam, uz kura iepakojuma norādīts, ka tas ir piemērots lietošanai zem nulles temperatūrā

Plombēšanai ir divi veidi:

• pilnīga piepildīšana, kad paneļi ir piepildīti ar hermētiķi;
• hermētiķa uzklāšana telpā starp fotoelementiem un attālākajiem elementiem.

Pirmajā gadījumā blīvējums būs ticamāks. Pēc ieliešanas hermētiķim vajadzētu iestatīties. Tad augšpusē tiek uzstādīts plexiglass un cieši piespiests plāksnēm, kas pārklātas ar silikonu.

Lai nodrošinātu polsterējumu un papildu aizsardzību starp fotoelementu aizmugures virsmu un skaidu plākšņu rāmi, daudzi amatnieki iesaka uzstādīt blīvu, kas izgatavots no stingras putuplasta gumijas, ar platumu 1,5-2,5 cm.

Tas nav obligāti, bet vēlams, ņemot vērā, ka silīcija vafeles ir diezgan trauslas un viegli sabojājamas.

Pēc plexiglass uzstādīšanas konstrukcijai tiek uzlikta slodze, kuras ietekmē tiek izspiesti gaisa burbuļi. Saules panelis ir gatavs, un pēc atkārtotas pārbaudes to var uzstādīt iepriekš izvēlētā vietā un savienot ar jūsu mājas saules sistēmu.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Pārskats par fotoelementiem, kas pasūtīti no Ķīnas tiešsaistes veikala:

Video instrukcija saules baterijas ražošanai:

Saules baterijas izgatavošana ar savām rokām nav viegls uzdevums. Lielākās daļas šo bateriju efektivitāte ir zemāka par rūpniecisko paneļu efektivitāti - par 10-20%. Vissvarīgākais, izstrādājot saules bateriju, ir pareizi izvēlēties un uzstādīt saules baterijas.

Nemēģiniet nekavējoties izveidot milzīgu apgabala paneli. Mēģiniet vispirms izveidot nelielu ierīci, lai saprastu visas šī procesa nianses.

Vai jums ir praktiskas iemaņas, veidojot saules paneļus? Lūdzu, dalieties pieredzē ar mūsu vietnes apmeklētājiem - rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā. Tur jūs varat uzdot jautājumus par raksta tēmu.