Sunce kao izvor besplatne energije: izrađujemo solarnu bateriju vlastitim rukama. Kako sami napraviti solarnu bateriju: upute korak po korak Izrada solarnih panela kod kuće

Vjerovatno ne postoji osoba koja ne bi voljela da se osamostali. Sposobnost da u potpunosti upravljate svojim vremenom, da putujete bez poznavanja granica i udaljenosti, da ne razmišljate o stambenim i finansijskim problemima - to je ono što daje osjećaj prave slobode. Danas ćemo razgovarati o tome kako se, koristeći sunčevo zračenje, osloboditi tereta energetske ovisnosti. Kao što ste možda pretpostavili, govorimo o solarnim panelima. I da budemo precizniji, o tome da li je moguće izgraditi pravu solarnu elektranu vlastitim rukama.

Istorijat nastanka i izgledi za upotrebu

Ideju o pretvaranju energije Sunca u električnu energiju čovječanstvo gaji već dugo vremena. Prve su se pojavile solarne termoelektrane u kojima je para pregrijana koncentriranom sunčevom svjetlošću rotirala generatorske turbine. Direktna konverzija postala je moguća tek sredinom 19. stoljeća, nakon što je Francuz Alexandre Edmond Baccarel otkrio fotoelektrični efekat. Pokušaji stvaranja operativne solarne ćelije zasnovane na ovom fenomenu okrunjeni su uspjehom tek pola vijeka kasnije, u laboratoriji izuzetnog ruskog naučnika Aleksandra Stoletova. Mehanizam fotoelektričnog efekta bilo je moguće u potpunosti opisati i kasnije - čovječanstvo to duguje Albertu Ajnštajnu. Inače, upravo je za ovo djelo dobio Nobelovu nagradu.

Bakarel, Stoletov i Ajnštajn - ovo su naučnici koji su postavili temelje moderne solarne energije

Stvaranje prve solarne ćelije na bazi kristalnog silicijuma najavili su svijetu zaposlenici Bell Laboratories još u aprilu 1954. godine. Ovaj datum je zapravo početna tačka tehnologije koja će uskoro moći postati punopravna zamjena za ugljikovodično gorivo.

Budući da je struja jedne fotonaponske ćelije miliamperi, da bi se dobila dovoljna snaga, one moraju biti povezane u modularnom dizajnu. Nizovi solarnih fotoćelija zaštićeni od vanjskih utjecaja su solarna baterija (zbog ravnog oblika uređaj se često naziva solarnim panelom).

Pretvaranje sunčevog zračenja u električnu energiju ima ogromne izglede, jer na svaki kvadratni metar zemljine površine u prosjeku dolazi 4,2 kWh energije dnevno, a to je ušteda od skoro jednog barela nafte godišnje. U početku korišćena samo za svemirsku industriju, tehnologija je već 80-ih godina prošlog veka postala toliko uobičajena da su fotoćelije počele da se koriste u domaće svrhe - kao izvor napajanja za kalkulatore, kamere, lampe itd. Izrađene su i solarne električne instalacije. Postavljeni na krovove kuća, omogućili su potpuno napuštanje žičane struje. Danas se može posmatrati rađanje elektrana, koje su mnogo kilometara polja silicijumskih panela. Snaga koju generiraju omogućava vam da nahranite cijele gradove, tako da možemo sa sigurnošću reći da budućnost pripada solarnoj energiji.

Moderne solarne elektrane su mnogo kilometara polja fotonaponskih ćelija sposobnih da snabdijevaju desetine hiljada domova električnom energijom.

Solarna baterija: kako radi

Nakon što je Einstein opisao fotoelektrični efekat, svijetu je otkrivena cijela jednostavnost tako naizgled složenog fizičkog fenomena. Zasnovan je na supstanci čiji su pojedinačni atomi u nestabilnom stanju. Kada ih "bombardiraju" fotoni svjetlosti, elektroni bivaju izbačeni iz svojih orbita - to su izvori struje.

Skoro pola veka fotoelektrični efekat nije imao praktičnu primenu iz jednog jednostavnog razloga - nije postojala tehnologija za dobijanje materijala sa nestabilnom atomskom strukturom. Izgledi za dalja istraživanja pojavili su se tek otkrićem poluvodiča. Atomi ovih materijala ili imaju višak elektrona (n-provodljivost) ili imaju manjak u njima (p-provodljivost). Kada se koristi dvoslojna struktura sa slojem n-tipa (katoda) i slojem p-tipa (anoda), “bombardiranje” svjetlosnih fotona izbacuje elektrone iz atoma n-sloja. Napuštajući svoja mjesta, jure na slobodne orbite atoma p-sloja, a zatim se vraćaju u svoje prvobitne položaje kroz povezano opterećenje. Vjerovatno svako od vas zna da je kretanje elektrona u zatvorenom kolu električna struja. Ali moguće je natjerati elektrone da se kreću ne zbog magnetskog polja, kao u električnim generatorima, već zbog protoka čestica sunčevog zračenja.

Solarni panel funkcioniše zahvaljujući fotoelektričnom efektu, koji je otkriven početkom 19. veka.

Budući da je snaga jednog fotonaponskog modula nedovoljna za napajanje elektronskih uređaja, serijski spoj više ćelija se koristi za dobijanje potrebnog napona. Što se tiče jačine struje, ona se povećava paralelnim povezivanjem određenog broja takvih sklopova.

Proizvodnja električne energije u poluvodičima direktno zavisi od količine sunčeve energije, pa se fotoćelije ne postavljaju samo na otvorenom, već pokušavaju da orijentišu svoju površinu okomito na upadne zrake. A kako bi se ćelije zaštitile od mehaničkih oštećenja i atmosferskih utjecaja, postavljene su na krutu podlogu i zaštićene staklom odozgo.

Klasifikacija i karakteristike modernih solarnih ćelija

Prva solarna ćelija napravljena je na bazi selena (Se), ali niska efikasnost (manje od 1%), brzo starenje i visoka hemijska aktivnost selenskih solarnih ćelija primorali su nas da tražimo druge, jeftinije i efikasnije materijale. I pronađeni su u licu kristalnog silicijuma (Si). Budući da je ovaj element periodnog sistema dielektrik, njegovu provodljivost osiguravaju inkluzije iz različitih rijetkih zemnih metala. Ovisno o tehnologiji proizvodnje, postoji nekoliko vrsta silikonskih fotoćelija:

  • monokristalni;
  • polikristalni;
  • od amorfnog Si.

Prvi se prave odsecanjem najtanjih slojeva od silicijumskih ingota najvišeg stepena prečišćavanja. Spolja, fotoćelije tipa monokristala izgledaju kao obične tamnoplave staklene ploče sa izraženom mrežom elektroda. Njihova efikasnost dostiže 19%, a vijek trajanja je do 50 godina. I iako performanse panela napravljenih na bazi monokristala postupno opadaju, postoje dokazi da baterije proizvedene prije više od 40 godina i dalje ostaju u funkciji, isporučujući do 80% svoje izvorne snage.

Monokristalne solarne ćelije imaju ujednačenu tamnu boju i izrezane uglove - ove karakteristike ne dopuštaju da se pomiješaju s drugim solarnim ćelijama

U proizvodnji polikristalnih solarnih ćelija koristi se manje čist, ali jeftiniji silicij. Pojednostavljenje tehnologije utječe na izgled ploča - one nemaju ujednačenu nijansu, već svjetliji uzorak koji formira granice mnogih kristala. Efikasnost takvih solarnih ćelija je nešto niža od monokristalnih - ne više od 15%, a vijek trajanja je do 25 godina. Mora se reći da smanjenje glavnih pokazatelja performansi uopće nije utjecalo na popularnost polikristalnih solarnih ćelija. Imaju koristi od niže cijene i ne toliko jake ovisnosti o vanjskom zagađenju, niske oblačnosti i orijentacije prema Suncu.

Polikristalne solarne ćelije imaju svjetliju plavu nijansu i neujednačen uzorak - posljedica činjenice da se njihova struktura sastoji od mnogo kristala

Za solarne ćelije napravljene od amorfnog Si, ne koristi se kristalna struktura, već vrlo tanak sloj silicijuma, koji se nanosi na staklo ili polimer. Iako je ovaj način proizvodnje najjeftiniji, takvi paneli imaju najkraći vijek trajanja, a razlog tome je izgaranje i degradacija amorfnog sloja na suncu. Ni ova vrsta fotoćelija nije zadovoljna svojim performansama - njihova efikasnost nije veća od 9% i značajno opada tokom rada. Upotreba solarnih panela od amorfnog silicijuma opravdana je u pustinjama - visoka solarna aktivnost dovodi do pada produktivnosti, a ogromna prostranstva omogućavaju postavljanje solarnih elektrana bilo koje veličine.

Mogućnost prskanja silikonske strukture na bilo koju površinu omogućava vam stvaranje fleksibilnih solarnih panela

Dalji razvoj tehnologije proizvodnje fotonaponskih ćelija uzrokovan je potrebom za smanjenjem cijene i poboljšanjem performansi. Filmske fotoćelije danas imaju maksimalne performanse i izdržljivost:

  • na bazi kadmijum telurida;
  • od tankih polimera;
  • koristeći selenid indija i bakra.

Još je prerano govoriti o mogućnosti korištenja tankoslojnih fotoćelija u kućnim uređajima. Danas se samo nekoliko tehnološki najnaprednijih kompanija bavi njihovim izdavanjem, pa se najčešće fleksibilne fotonaponske ćelije mogu vidjeti kao dio gotovih solarnih panela.

Koje fotonaponske ćelije su najprikladnije za solarni panel i gdje ih mogu pronaći

Domaći solarni paneli će uvijek biti korak iza svojih fabričkih kolega, i to iz nekoliko razloga. Prvo, poznati proizvođači pažljivo biraju fotoćelije, uklanjajući ćelije s nestabilnim ili smanjenim parametrima. Drugo, u proizvodnji solarnih baterija koristi se posebno staklo s povećanom propusnošću svjetlosti i smanjenom refleksijom - gotovo je nemoguće naći to u prodaji. I treće, prije nego što se pređe na serijsku proizvodnju, svi parametri industrijskog dizajna se testiraju pomoću matematičkih modela. Kao rezultat toga, minimizira se uticaj zagrevanja ćelija na efikasnost baterije, unapređuje sistem odvođenja toplote, pronalazi optimalni presek spojnih sabirnica, proučava načine smanjenja brzine degradacije fotoćelija itd. Takve probleme je nemoguće riješiti bez opremljene laboratorije i odgovarajućih kvalifikacija.

Niska cijena domaćih solarnih panela omogućava vam da izgradite postrojenje koje vam omogućava da potpuno napustite usluge energetskih kompanija

Ipak, uradi sam solarni paneli pokazuju dobre rezultate i ne zaostaju toliko za industrijskim kolegama. Što se tiče cijene, ovdje imamo dobitak veći od dva puta, odnosno po istoj cijeni domaći proizvodi će dati duplo više struje.

Uzimajući u obzir sve navedeno, dolazi do slike koje solarne ćelije odgovaraju našim uslovima. Filmske nestaju zbog nedostatka prodaje, a amorfne - zbog kratkog vijeka trajanja i niske efikasnosti. Ostaju ćelije kristalnog silicijuma. Moram reći da je u prvom domaćem uređaju bolje koristiti jeftinije "polikristale". I tek nakon što pokrenete tehnologiju i „napunite svoju ruku“, trebali biste se prebaciti na monokristalne ćelije.

Jeftine podstandardne fotoćelije su pogodne za uvođenje tehnologija - kao i visokokvalitetni uređaji, mogu se kupiti na stranim trgovačkim podovima

Što se tiče pitanja gdje nabaviti jeftine solarne ćelije, one se mogu naći na stranim trgovačkim platformama kao što su Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon itd. Tamo se prodaju kako u obliku pojedinačnih fotoćelija različitih veličina i performansi, tako i gotovi setovi za montažu solarnih panela bilo koje snage.

Nije neuobičajeno da prodavci nude takozvane solarne ćelije "B" klase, koje su oštećeni mono- ili polikristalni solarni paneli. Mali čipovi, pukotine ili nedostatak uglova praktički ne utječu na performanse ćelija, ali vam omogućava da ih kupite po mnogo nižoj cijeni. Iz tog razloga se najbolje koriste u kućnim uređajima za solarnu energiju.

Da li je moguće zamijeniti fotonaponske ploče nečim drugim

Rijetko je da domaći majstor nema dragocjenu kutiju sa starim radio komponentama. Ali diode i tranzistori iz starih prijemnika i televizora i dalje su isti poluvodiči s p-n spojevima, koji, kada su obasjani sunčevom svjetlošću, stvaraju struju. Koristeći ova svojstva i povezujući nekoliko poluvodičkih uređaja, možete napraviti pravu solarnu bateriju.

Za proizvodnju solarne baterije male snage možete koristiti staru elementnu bazu poluvodičkih uređaja

Pažljivi čitalac će odmah pitati u čemu je kvaka. Zašto plaćati fabrički napravljene mono- ili polikristalne ćelije, ako možete koristiti ono što vam leži doslovno pod nogama. Kao i uvijek, đavo je u detaljima. Činjenica je da najmoćniji germanijumski tranzistori omogućavaju dobijanje napona od najviše 0,2 V na jakom suncu pri jakosti struje mjerene u mikroamperima. Da biste postigli parametre koje proizvodi ravna silikonska fotoćelija, trebat će vam nekoliko desetina ili čak stotina poluvodiča. Baterija napravljena od starih radio komponenti je dobra samo za punjenje LED lampiona za kampovanje ili male baterije mobilnog telefona. Za realizaciju većih projekata neizostavne su kupljene solarne ćelije.

Koliko solarne energije možete očekivati

Razmišljajući o izgradnji vlastite solarne elektrane, svi sanjaju o potpunom napuštanju žičane struje. Da bismo analizirali realnost ovog poduhvata, napravićemo male proračune.

Pronaći dnevnu potrošnju električne energije je lako. Da biste to učinili, samo pogledajte račun koji je poslala organizacija za prodaju energije i podijelite broj kilovata koji je tamo naznačen brojem dana u mjesecu. Na primjer, ako vam se ponudi da platite 330 kWh, onda to znači da je dnevna potrošnja 330/30=11 kWh.

Grafikon zavisnosti snage solarne baterije u zavisnosti od osvetljenja

U proračunima je potrebno uzeti u obzir činjenicu da će solarni panel proizvoditi električnu energiju samo u toku dana, a do 70% proizvodnje ostvaruje se od 9 do 16 sati. Osim toga, efikasnost uređaja direktno ovisi o kutu upada sunčeve svjetlosti i stanju atmosfere.

Lagana oblačnost ili sumaglica će smanjiti efikasnost strujnog izlaza solarne instalacije za 2-3 puta, dok će nebo prekriveno čvrstim oblacima izazvati pad produktivnosti za 15-20 puta. U idealnim uslovima, solarni panel kapaciteta 11/7 = 1,6 kW bio bi dovoljan da proizvede 11 kWh energije. Uzimajući u obzir uticaj prirodnih faktora, ovaj parametar treba povećati za otprilike 40-50%.

Osim toga, postoji još jedan faktor zbog kojeg je potrebno povećati površinu korištenih fotoćelija. Prvo, ne treba zaboraviti da baterija neće raditi noću, što znači da će biti potrebne snažne baterije. Drugo, za napajanje kućanskih aparata potrebna vam je struja od 220 V, tako da vam je potreban snažan pretvarač napona (inverter). Stručnjaci kažu da gubici za akumulaciju i transformaciju električne energije iznose i do 20-30% njene ukupne količine. Stoga bi stvarnu snagu solarne baterije trebalo povećati za 60-80% od izračunate vrijednosti. Uz pretpostavku vrijednosti neefikasnosti od 70%, dobijamo nazivnu snagu našeg solarnog panela jednaku 1,6 + (1,6×0,7) = 2,7 kW.

Upotreba sklopova litijumskih baterija velike struje jedan je od najelegantnijih, ali nipošto najjeftiniji način skladištenja solarne električne energije.

Za skladištenje električne energije trebat će vam niskonaponske baterije od 12, 24 ili 48 V. Njihov kapacitet treba biti dizajniran za dnevnu potrošnju energije plus gubitke za transformaciju i konverziju. U našem slučaju, potreban nam je niz baterija dizajniranih za skladištenje 11 + (11 × 0,3) = 14,3 kWh energije. Ako koristite obične automobilske baterije od 12V, trebat će vam sklop od 14300 Wh / 12V = 1200 Ah, odnosno šest baterija od 200 Ah svaka.

Kao što vidite, čak i da bi se obezbedila struja za potrebe domaćinstva prosečne porodice, potrebna je ozbiljna solarna električna instalacija. Što se tiče korištenja solarnih panela domaće radinosti za grijanje, u ovoj fazi takav poduhvat neće ni dostići granice samodovoljnosti, a da ne govorimo o tome da bi se nešto moglo uštedjeti.

Izračun veličine baterije

Veličina baterije ovisi o potrebnoj snazi ​​i dimenzijama izvora struje. Prilikom odabira potonjeg, svakako ćete obratiti pažnju na predloženu raznolikost fotoćelija. Za upotrebu u domaćim uređajima najprikladnije je odabrati solarne ćelije srednje veličine. Na primjer, 3 x 6 inča polikristalni paneli koji imaju izlazni napon od 0,5 V i struju do 3 A.

Prilikom proizvodnje solarne baterije, oni će biti povezani serijski u blokove od 30 komada, što će omogućiti da se dobije napon od 13-14 V potreban za punjenje akumulatora automobila (uzimajući u obzir gubitke). Maksimalna snaga jednog takvog bloka je 15 V × 3 A = 45 W. Na osnovu ove vrijednosti neće biti teško izračunati koliko će elemenata biti potrebno za izgradnju solarnog panela određene snage i odrediti njegove dimenzije. Na primjer, za izgradnju solarnog električnog kolektora od 180 W bit će potrebno 120 fotonaponskih ćelija ukupne površine ​​​​​​​​​​ inča (1,4 m2).

Izrada domaće solarne baterije

Prije nego što nastavite sa proizvodnjom solarnog panela, potrebno je riješiti probleme njegovog postavljanja, izračunati dimenzije i pripremiti potrebne materijale i alate.

Važan je pravi izbor lokacije za ugradnju

Budući da će se solarni panel izrađivati ​​ručno, njegov omjer širine i visine može biti bilo koji. Ovo je vrlo zgodno, jer se domaći uređaj može uspješnije uklopiti u vanjštinu krova ili dizajn prigradskog područja. Iz istog razloga, trebali biste odabrati mjesto za ugradnju baterije čak i prije početka projektnih aktivnosti, ne zaboravljajući uzeti u obzir nekoliko faktora:

  • otvorenost mjesta sunčevoj svjetlosti tokom dana;
  • nedostatak zasjenjenih zgrada i visokog drveća;
  • minimalna udaljenost od prostorije u kojoj su instalirani skladišni kapaciteti i pretvarači.

Naravno, krovna baterija izgleda organskije, ali postavljanje uređaja na tlo ima više prednosti. U ovom slučaju isključena je mogućnost oštećenja krovnih materijala prilikom ugradnje potpornog okvira, smanjena je mukotrpnost ugradnje uređaja i postaje moguće pravovremeno promijeniti "ugao napada sunčevih zraka". I što je najvažnije, s donjim postavljanjem, bit će mnogo lakše održavati površinu solarnog panela čistom. A to je garancija da će instalacija raditi punim kapacitetom.

Montaža solarnog panela na krov više je vođena nedostatkom prostora nego nuždom ili jednostavnošću upotrebe.

Šta će biti potrebno u procesu rada

Počevši da pravite domaći solarni panel, trebalo bi da nabavite:

  • fotoćelije;
  • bakrene žice ili posebne sabirnice za spajanje solarnih ćelija;
  • lemljenje;
  • Schottky diode, dizajnirane za strujni izlaz jedne fotoćelije;
  • visokokvalitetno antirefleksno staklo ili pleksiglas;
  • letvice i šperploča za izradu okvira;
  • silikonski zaptivač;
  • hardver;
  • boja i zaštitni sastav za obradu drvenih površina.

U radu će vam trebati najjednostavniji alat koji domaći vlasnik uvijek ima pri ruci - lemilica, rezač stakla, pila, odvijač, četka za farbanje itd.

Uputstva za proizvodnju

Za izradu prve solarne baterije najbolje je koristiti fotoćelije s već zalemljenim vodovima - u tom slučaju se smanjuje rizik od oštećenja ćelija prilikom montaže. Međutim, ako ste vješti s lemilom, možete uštedjeti kupovinom solarnih ćelija sa kontaktima bez lemljenja. Za izradu panela, koji smo razmotrili u gornjim primjerima, potrebno vam je 120 ploča. Koristeći omjer širine i visine od približno 1:1, bilo bi potrebno 15 redova fotoćelija, po 8 svaki. U ovom slučaju možemo serijski spojiti svaka dva "stupca", a četiri takva bloka povezati paralelno. Na ovaj način se može izbjeći zapetljavanje u žicama i postići glatka, lijepa instalacija.

Šema električnog povezivanja kućne solarne elektrane

Okvir

Sastavljanje solarnog panela uvijek treba započeti s proizvodnjom kućišta. Da bismo to učinili, potrebni su nam aluminijski uglovi ili drvene letvice visine ne veće od 25 mm - u ovom slučaju neće bacati sjenu na ekstremne redove fotoćelija. Na osnovu naših silikonskih ćelija 3x6 inča (7,62x15,24 cm), veličina okvira mora biti najmanje 125x125 cm istog presjeka.

Povratnu stranu kućišta treba zašiti šperpločom ili OSB pločom, a na donjem kraju okvira izbušiti rupe za ventilaciju. Povezivanje unutrašnje šupljine panela sa atmosferom biće potrebno za izjednačavanje vlažnosti - inače se ne može izbjeći zamagljivanje stakla.

Za izradu kućišta solarnog panela prikladni su najjednostavniji materijali - drvene letvice i šperploča

Ploča od pleksiglasa ili visokokvalitetnog stakla visokog stupnja prozirnosti se izrezuje prema vanjskoj veličini okvira. U ekstremnim slučajevima može se koristiti prozorsko staklo debljine do 4 mm. Za njegovo pričvršćivanje pripremaju se kutni nosači u kojima se izvode bušenja za pričvršćivanje na okvir. Kada koristite pleksiglas, možete napraviti rupe direktno u prozirnoj ploči - to će pojednostaviti montažu.

Za zaštitu drvenog kućišta solarne baterije od vlage i gljivica, impregniran je antibakterijskim spojem i obojen uljanom bojom.

Radi praktičnosti sastavljanja električnog dijela, podloga se izrezuje od vlaknaste ploče ili drugog dielektričnog materijala prema unutrašnjoj veličini okvira. U budućnosti će na njega biti instalirane fotoćelije.

Lemljenje ploča

Prije nego što počnete sa lemljenjem, trebali biste "procijeniti" slaganje fotoćelija. U našem slučaju trebaju nam 4 niza ćelija od po 30 ploča, a one će biti smještene u kućištu u petnaest redova. S tako dugim lancem će biti nezgodno raditi, a povećava se rizik od oštećenja lomljivih staklenih ploča. Bilo bi racionalno spojiti po 5 dijelova, a konačnu montažu izvršiti nakon što se fotoćelije montiraju na podlogu.

Radi praktičnosti, fotoćelije se mogu montirati na neprovodnu podlogu od tekstolita, pleksiglasa ili ploče od vlakana

Nakon povezivanja svakog lanca, trebali biste provjeriti njegove performanse. Da biste to učinili, svaki sklop se postavlja ispod stolne lampe. Snimanjem vrijednosti struje i napona, ne možete samo kontrolirati performanse modula, već i upoređivati ​​njihove parametre.

Za lemljenje koristimo lemilo male snage (maksimalno 40 W) i dobar lem koji se nisko topi. Nanosimo ga u maloj količini na izlazne dijelove ploča, nakon čega, promatrajući polaritet veze, povezujemo dijelove jedni s drugima.

Prilikom lemljenja fotoćelija treba biti maksimalno oprezan, jer ove dijelove karakterizira povećana krhkost.

Sakupivši pojedinačne lančiće, rasklapamo ih leđima prema podlozi i zalijepimo na površinu silikonskim brtvilom. Svaki 15-voltni blok fotoćelija isporučujemo sa Schottky diodom. Ovaj uređaj dozvoljava struji da teče samo u jednom smjeru, tako da neće dozvoliti da se baterije isprazne kada je napon solarnog panela nizak.

Konačno povezivanje pojedinačnih nizova fotoćelija se izvodi prema gornjoj dijagramu ožičenja. U ove svrhe možete koristiti posebnu sabirnicu ili bakrenu žicu.

Montirane elemente solarne baterije treba pričvrstiti vrućim ljepilom ili samoreznim vijcima

Panel Assembly

Podloge s fotoćelijama koje se nalaze na njima postavljaju se u tijelo i pričvršćuju samoreznim vijcima. Ako je okvir ojačan poprečnim nosačem, tada se u njemu izvodi nekoliko bušenja za montažu žica. Kabl koji se izvodi je sigurno pričvršćen za okvir i zalemljen na montažne terminale. Kako ne bi došlo do zabune s polaritetom, najbolje je koristiti dvobojne žice, povezujući crveni vod na "plus" baterije, a plavi na njen "minus". Duž gornje konture okvira nanosi se kontinuirani sloj silikonskog zaptivača, na koji se postavlja staklo. Nakon završne fiksacije, montaža solarne baterije smatra se završenom.

Nakon što je zaštitno staklo postavljeno na zaptivač, panel se može transportovati do mesta ugradnje

Ugradnja i priključenje solarne baterije na potrošače

Iz više razloga, domaći solarni panel je prilično krhak uređaj i stoga zahtijeva uređenje pouzdanog nosećeg okvira. Idealna opcija bi bio dizajn koji vam omogućava da orijentirate izvor slobodne struje u obje ravnine, ali složenost takvog sistema je najčešće jak argument u korist jednostavnog nagnutog sistema. To je pokretni okvir koji se može postaviti pod bilo kojim uglom u odnosu na svjetiljku. Jedna od opcija za okvir srušen s drvene šipke predstavljena je u nastavku. Za njegovu proizvodnju možete koristiti metalne kutove, cijevi, gume itd. - sve što vam je pri ruci.

Crtež okvira solarne ploče

Za spajanje solarnog panela na baterije potreban vam je kontroler punjenja. Ovaj uređaj će pratiti stepen napunjenosti i pražnjenja baterija, kontrolisati izlaznu struju i prebaciti se na mrežno napajanje u slučaju značajnog pada napona. Uređaj potrebne snage i potrebne funkcionalnosti može se kupiti na istim prodajnim mjestima gdje se prodaju fotoćelije. Što se tiče napajanja potrošača u domaćinstvu, za to će biti potrebno transformirati niskonaponski napon u 220 V. Drugi uređaj, inverter, uspješno se nosi s tim. Moram reći da domaća industrija proizvodi pouzdane uređaje s dobrim karakteristikama performansi, tako da se pretvarač može kupiti na licu mjesta - u ovom slučaju, "prava" garancija će biti bonus.

Jedna solarna baterija neće biti dovoljna za potpuno napajanje kod kuće - trebat će vam i baterije, kontroler punjenja i inverter

U prodaji možete pronaći pretvarače iste snage, koji se ponekad razlikuju u cijeni. Takvo širenje se objašnjava „čistoćom“ izlaznog napona, što je neophodan uslov za napajanje pojedinih električnih uređaja. Pretvarači sa takozvanim čistim sinusnim valom imaju kompliciran dizajn, a kao rezultat i veći trošak.

Video: izrada solarne ploče vlastitim rukama

Izgradnja kućne solarne elektrane je netrivijalan zadatak i zahtijeva financijske i vremenske troškove, kao i minimalno poznavanje osnova elektrotehnike. Kada započnete sastavljanje solarne ploče, trebali biste obratiti pažnju na maksimalnu pažnju i tačnost - samo u ovom slučaju možete računati na uspješno rješenje problema. Na kraju, želio bih podsjetiti da je zagađenje staklom jedan od faktora pada produktivnosti. Ne zaboravite na vrijeme očistiti površinu solarnog panela, inače neće moći raditi punim kapacitetom.

Sve više ljudi nastoji kupiti kuće udaljene od centara civilizacije. Postoji mnogo razloga za to, a glavni je vjerovatno okoliš. Nije tajna da intenzivni razvoj industrije štetno utiče na stanje životne sredine. Ali prilikom kupovine takve kuće možete naići na nedostatak struje, bez koje se život u dvadeset prvom veku teško može zamisliti.

Problem snabdijevanja energijom zgrade udaljene od centara civilizacije može se riješiti ugradnjom vjetrogeneratora. Međutim, ova metoda je daleko od idealne. Da bi struja bila dovoljna za cijelu kuću, bit će potrebno instalirati veliku vjetrenjaču ili nekoliko, ali i u tom slučaju će opskrba energijom biti epizodična, izostati po mirnom vremenu.

Da bi se osigurala stabilnost opskrbe energijom kod kuće, efikasno rješenje je korištenje vjetrogeneratora i solarne baterije zajedno, ali, nažalost, baterije su daleko od jeftine. Rješenje za ove poteškoće bila bi proizvodnja solarne baterije vlastitim rukama, sposobne da se ravnopravno takmiče s fabričkim u pogledu snage, ali je istovremeno ugodno razlikovati se od njih u cijeni. I postoji takvo rješenje!

Za početak, potrebno je definisati šta je solarna baterija. U svojoj srži, ovo je kontejner koji sadrži niz elemenata koji pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju. Riječ "niz" je primjenjiva u ovom slučaju, jer će solarne ćelije zahtijevati prilično impresivnu količinu za generiranje dovoljnih količina energije potrebne u uvjetima napajanja stambene zgrade. S obzirom na veliku krhkost elemenata, oni se nužno kombiniraju u bateriju, koja im pruža zaštitu od mehaničkih oštećenja i kombinira proizvedenu energiju. Kao što vidite, u osnovnoj strukturi solarne baterije nema ništa komplikovano, tako da je sasvim moguće to učiniti sami.

Prije nego što se pređe direktno na radnje, uobičajeno je izvršiti duboku teorijsku pripremu kako bi se izbjegle nepotrebne poteškoće i troškovi u procesu. Upravo u ovoj fazi mnogi entuzijasti nailaze na prvu prepreku - gotovo potpuni nedostatak informacija koje su korisne s praktične tačke gledišta. Upravo ovaj fenomen stvara nategnuti izgled kompleksnosti solarnih panela: pošto ih niko sam ne pravi, onda je to teško. Međutim, koristeći logičko razmišljanje, možete doći do sljedećih zaključaka:

  • osnova svrsishodnosti čitavog procesa leži u nabavci solarne ćelije po pristupačnoj cijeni
  • kupovina novih elemenata je isključena, zbog njihove visoke cijene i teškoće nabavke u traženoj količini.
  • Neispravne i oštećene solarne ćelije mogu se kupiti na eBayu i drugim izvorima po znatno nižim cijenama od novih.
  • defektni elementi se mogu koristiti u datim uslovima.

Na osnovu nalaza postaje jasno da je sljedeći korak u proizvodnja solarnih baterijaće kupiti neispravne solarne ćelije. U našem slučaju, artikli su kupljeni na eBayu.

Kupljene monokristalne solarne ćelije bile su 3x6 inča, a svaka od njih je davala oko 0,5V energije. Dakle, 36 takvih ćelija povezanih u seriju, ukupno, daju oko 18V, što je dovoljno za efikasno punjenje baterije od 12V. Treba imati na umu da su takve solarne ćelije krhke i lomljive, pa je vjerovatnoća njihovog oštećenja u slučaju nepažljivog rukovanja izuzetno velika.

Kako bi osigurao zaštitu od mehaničkih oštećenja, prodavač je voskom nanio setove od osamnaest komada. S jedne strane, ovo je efikasna mjera za izbjegavanje oštećenja tokom transporta, s druge strane, nepotrebnih problema, jer uklanjanje voska vjerojatno neće biti ugodan i lak zadatak za bilo koga. Stoga, ako je moguće, kupovina elemenata koji nisu prekriveni voskom je najbolje rješenje. Ako obratite pažnju na prikazane svjetlosne elemente, možete vidjeti da imaju zalemljene provodnike. Čak i u ovom slučaju, morat ćete raditi s lemilom, ali ako kupite elemente bez vodiča, bit će mnogo više posla.

Istovremeno, par setova elemenata koji nisu bili punjeni voskom kupljeno je od drugog prodavca. Došli su upakovani u plastičnu kutiju sa sitnim oštećenjima na stranama. U našem slučaju čipovi nisu predstavljali zabrinutost, jer nisu mogli značajno smanjiti efikasnost cijelog elementa. Međutim, možda je neko doživeo i katastrofalnije posledice oštećenja tokom transporta, što se mora imati na umu. Kupljene ćelije bile su dovoljne za izradu dva solarna panela, čak i sa viškom u slučaju nepredviđenog oštećenja ili kvara.

Naravno, u proizvodnji solarne baterije možete koristiti i druge svjetlosne elemente u širokom rasponu veličina i oblika koji su dostupni kod prodavača. U ovom slučaju treba zapamtiti tri stvari:

  1. Svijetli elementi istog tipa stvaraju identične napone, bez obzira na veličinu i oblik, pa će njihov potreban broj ostati isti
  2. Trenutna generacija je direktno povezana s veličinom elementa: velike stvaraju više struje, male - manje.
  3. Ukupna snaga solarne baterije određena je njenim naponom pomnoženim sa strujom.

Kao što se može vidjeti, korištenje velikih ćelija u proizvodnji solarne baterije može pružiti veću snagu, ali u isto vrijeme učiniti samu bateriju glomaznijom i težom. Ako se koriste manje ćelije, veličina i težina gotove baterije će se smanjiti, ali će se istovremeno smanjiti i izlazna snaga. Upotreba solarnih ćelija različitih veličina u istoj bateriji je veoma obeshrabrena, jer će struja koju generiše baterija biti ekvivalentna struji najmanje ćelije koja se koristi.

Solarne ćelije kupljene u našem slučaju, veličine 3x6 inča, generirale su struju od oko 3 ampera. Po sunčanom vremenu, trideset i šest elemenata povezanih u nizu mogu isporučiti oko 60 vati snage. Brojka nije posebno impresivna, međutim, bolja je nego ništa. Treba uzeti u obzir da će se navedena snaga proizvoditi svakog sunčanog dana, puneći bateriju. U slučaju korištenja električne energije za napajanje uređaja i opreme sa malom potrošnjom, ova snaga je sasvim dovoljna. Ne zaboravite na generator vjetra, koji također proizvodi energiju.

Nakon nabavke solarnih ćelija, daleko je od suvišnog skrivati ​​ih od ljudskih očiju na sigurnom mjestu, zaštićenom od djece i kućnih ljubimaca, do trenutka kada se mogu direktno ugraditi u solarnu bateriju. Ovo je vitalna potreba, s obzirom na izuzetno veliku krhkost elemenata i njihovu podložnost mehaničkim deformacijama.

U stvari, kućište solarne baterije nije ništa drugo do obična plitka kutija. Kutija svakako mora biti plitka kako njene stranice ne bi stvarale sjene kada sunčeva svjetlost pada na bateriju pod velikim uglom. Šperploča 3/8″ i bočne šine debljine 3/4″ su fini kao materijal. Za bolju pouzdanost, neće biti suvišno pričvrstiti strane na dva načina - lijepljenjem i vijcima. Da biste pojednostavili naknadno lemljenje elemenata, bolje je podijeliti bateriju na dva dijela. Ulogu separatora obavlja šipka koja se nalazi u sredini kutije.

Na ovoj maloj skici možete vidjeti dimenzije u inčima (1 inč je 2,54 cm.) solarnog niza napravljenog u našem slučaju. Stranice se nalaze na svim rubovima iu sredini baterije i debljine su 3/4 inča. Ova skica ni na koji način ne tvrdi da je standard u proizvodnji baterije, već je formirana iz ličnih preferencija. Dimenzije su date radi jasnoće, ali u principu, kao i dizajn, mogu biti različite. Ne bojte se eksperimentirati i vjerovatno je da će baterija ispasti bolja nego u našem slučaju.

Pogled na polovinu kućišta baterije u kojoj će biti smještena prva grupa solarnih ćelija. Rupe koje vidite sa strane nisu ništa drugo do ventilacioni otvori. Dizajnirani su za uklanjanje vlage i održavanje tlaka ekvivalentnog atmosferskom unutar baterije. Posebno obratite pažnju na položaj ventilacijskih otvora u donjem dijelu kućišta baterije, jer će njihov položaj u gornjem dijelu uzrokovati ulazak prekomjerne vlage izvana. Takođe, rupe se moraju napraviti u šipki koja se nalazi u sredini.

Kao podloga će poslužiti dva izrezana komada ploče od vlakana, tj. na njih će biti postavljene solarne ćelije. Kao alternativa pločama od vlakana, prikladan je bilo koji tanak materijal visoke krutosti i neprovodne električne struje.

Za zaštitu solarne baterije od agresivnih uticaja klime i okoline koristi se pleksiglas koji treba da pokrije prednju stranu. U ovom slučaju su izrezana dva komada, ali se može koristiti jedan veliki komad. Upotreba običnog stakla se ne preporučuje zbog njegove povećane krhkosti.

Evo problema! Kako bi se osiguralo pričvršćivanje vijcima, odlučeno je izbušiti rupe oko ruba. S jakim pritiskom tokom bušenja pleksiglas može puknuti, što se i dogodilo u našem slučaju. Problem je riješen bušenjem u blizini nove rupe, a polomljeni komad je jednostavno zalijepljen.

Nakon toga, svi drveni dijelovi solarne baterije su farbani sa nekoliko slojeva boje kako bi se povećala zaštita konstrukcije od vlage i utjecaja okoline. Oslikavanje je izvršeno kako iznutra tako i spolja. Boja boje, kao i vrsta, može varirati u širokom rasponu, u našem slučaju je korištena boja koja je dostupna u dovoljnim količinama.

Podloge su također obojene obostrano iu više slojeva. Posebnu pažnju treba obratiti na farbanje podloge, jer ukoliko je farbanje nekvalitetno, drvo može početi da se deformiše od izloženosti vlazi, što će verovatno dovesti do oštećenja solarnih ćelija zalepljenih za njega.
Sada kada je kućište solarnog panela spremno i suši se, vrijeme je da počnemo s pripremom elemenata.
Kao što je ranije spomenuto, uklanjanje voska sa elemenata nije ugodan zadatak. Tokom eksperimenata, pokušajima i greškama, pronađen je efikasan način. Međutim, preporuke za kupovinu nevoštanih artikala ostaju iste.

Da bi se vosak otopio i odvojili elementi jedan od drugog, potrebno je solarne ćelije potopiti u vruću vodu. U tom slučaju treba isključiti mogućnost ključanja vode, jer nasilno ključanje može oštetiti elemente i poremetiti njihove električne kontakte. Da biste izbjegli neravnomjerno zagrijavanje, preporučuje se da elemente stavite u hladnu vodu i lagano zagrijte. Treba se suzdržati od izvlačenja elemenata iz posude pomoću provodnika, jer se mogu slomiti.

Ova fotografija prikazuje konačnu verziju sredstva za uklanjanje voska. U pozadini na desnoj strani je prva posuda dizajnirana da topi vosak. Na lijevoj strani u prvom planu je posuda s vrućom vodom sa sapunom, a sa desne strane je čista voda. Voda u svim posudama je prilično vruća, ali ispod tačke ključanja vode. Jednostavan tehnološki postupak za uklanjanje voska je sljedeći: rastopiti vosak u prvoj posudi, zatim premjestiti element u vruću sapunastu vodu kako bi se uklonili ostaci voska i na kraju isprati čistom vodom. Nakon čišćenja od voska, elementi se moraju osušiti, za to su položeni na ručnik. Treba napomenuti da je ispuštanje vode sa sapunom u kanalizaciju neprihvatljivo, jer će se vosak, nakon što se ohladi, stvrdnuti i začepiti ga. Rezultat procesa čišćenja je skoro potpuno uklanjanje voska sa solarnih ćelija. Preostali vosak ne može ometati ni lemljenje ni rad elemenata.

Solarne ćelije se suše na peškiru nakon čišćenja. Nakon što je vosak uklonjen, elementi su postali znatno krhkiji, što ih je otežalo za skladištenje i rukovanje. Preporučuje se da se čišćenje ne vrši sve dok ih nije potrebno ugraditi direktno u solarnu ploču.

Da biste pojednostavili proces montaže elemenata, preporučuje se da započnete crtanjem mreže na bazi. Nakon renderiranja, elementi su postavljeni na rešetku naopako kako bi se zalemili. Svih osamnaest elemenata koji se nalaze u svakoj polovini spojeno je u seriju, nakon čega su i polovine spojene, takođe serijski, da bi se dobio potreban napon

U početku, prianjanje elemenata zajedno može izgledati teško, ali s vremenom postaje lakše. Preporučljivo je početi sa dva elementa. Potrebno je postaviti provodnike jednog elementa tako da prelaze točke lemljenja drugog, također treba paziti da su elementi postavljeni prema oznakama.
Za direktno lemljenje korišteno je lemilo male snage i štap za lemljenje s kolofonijskim jezgrom. Prije lemljenja, mjesta lemljenja su podmazana fluksom pomoću posebne olovke. Ni u kom slučaju ne treba vršiti pritisak na lemilicu. Elementi su toliko krhki da mogu postati neupotrebljivi pod malim pritiskom.

Ponavljanje lemljenja je vršeno do formiranja lanca koji se sastoji od šest elemenata. Priključne šipke iz polomljenih solarnih ćelija su zalemljene na stražnjoj strani elementa lanca kao posljednjeg. Postojala su tri takva lanca - ukupno 18 elemenata prve polovine baterije uspješno je spojeno na mrežu.
Zbog činjenice da sva tri lanca moraju biti povezana u seriju, srednji lanac je rotiran za 180 stepeni u odnosu na ostale. Ukupna orijentacija lanaca je na kraju ispravna. Sljedeći korak je lijepljenje elemenata na svoje mjesto.

Implementacija solarnih ćelija može zahtijevati određenu spretnost. Potrebno je nanijeti malu kap zaptivne mase na bazi silikona u sredinu svakog elementa jednog lanca. Nakon toga, trebate okrenuti lanac licem prema gore i postaviti solarne ćelije prema prethodno postavljenim oznakama. Zatim morate lagano pritisnuti elemente, lagano pritiskajući u sredinu kako biste ih zalijepili. Značajne poteškoće mogu nastati uglavnom pri okretanju fleksibilnog lanca, tako da dodatni par ruku u ovoj fazi neće škoditi.
Ne preporučuje se nanošenje viška ljepila i ljepljivih elemenata oko rubova. To je zbog činjenice da će se sami elementi i podloga na koju su ugrađeni deformirati kada se promijene uslovi vlažnosti i temperature, što može dovesti do kvara elemenata.

Ovako izgleda sastavljena polovina solarne baterije. Za spajanje prvog i drugog lanca elemenata korišten je kabel s bakrenom pletenicom.

Za ove namjene sasvim su prikladne posebne gume ili čak bakrene žice. Sličan spoj se mora napraviti na poleđini. Žica je pričvršćena za podnožje pomoću kapi zaptivača.

Testiranje prve proizvedene polovine baterije na suncu. Sa slabom solarnom aktivnošću, proizvedena polovina generiše 9,31V. Prilično dobro. Vrijeme je da počnete s izradom druge polovine baterije.

Svaka polovina savršeno stoji na svom mjestu. Za pričvršćivanje baze unutar baterije korištena su 4 mala vijka.
Žica namijenjena povezivanju polovica solarnog niza provučena je kroz otvor na središnjoj platformi i pričvršćena zaptivačem.

Svaki solarni panel u sistemu je potrebno opskrbiti blok diodom, koja mora biti povezana serijski sa baterijom. Dizajniran je da spriječi pražnjenje baterije kroz bateriju. Korištena dioda je 3.3A Schottky dioda, koja ima mnogo manji pad napona od konvencionalnih dioda, minimizirajući gubitak snage na diodi. Komplet od dvadeset pet marki 31DQ03 dioda kupljen je za samo nekoliko dolara na eBayu.
Na osnovu tehničkih karakteristika dioda, najbolje mjesto za njihovo postavljanje je unutrašnjost baterije. To je zbog ovisnosti pada napona diode o temperaturi. Budući da će temperatura unutar baterije biti viša od okoline, stoga će se povećati efikasnost diode. Za pričvršćivanje diode korišteno je brtvilo.

Da bi se žice izvukle, izbušena je rupa na dnu solarnog panela. Žice je bolje vezati u čvor i učvrstiti brtvilom kako bi se spriječilo njihovo naknadno povlačenje.
Obavezno je ostaviti da se zaptivač osuši prije postavljanja zaštite od pleksiglasa. Isparenja silikona mogu formirati film na unutrašnjoj strani pleksiglasa ako se ne dozvoli da se silikon osuši na otvorenom.

Na izlaznu žicu solarnog polja pričvršćen je dvopinski konektor, čija će utičnica u budućnosti biti spojena na kontroler punjenja baterije koji se koristi za vjetroturbinu. Kao rezultat toga, solarna baterija i vjetrogenerator moći će raditi paralelno.

Ovako izgleda konačna verzija solarnog panela sa ugrađenim ekranom. Nemojte žuriti da zatvorite spojeve pleksiglasa prije nego što izvršite test pune performanse baterije. Može se desiti da dođe do prekida kontakta na jednoj od ćelija i da je potreban pristup unutrašnjosti baterije da bi se otklonio problem.

Preliminarni proračuni su opravdani: gotova solarna baterija na jarkom jesenjem suncu daje 18,88V bez opterećenja.

Ovaj test je napravljen u sličnim uslovima i pokazuje odlične performanse baterije - 3.05A.

Solarna baterija u radnim uslovima. Da bi se zadržala orijentacija prema suncu, baterija se pomera nekoliko puta dnevno, što samo po sebi nije teško. U budućnosti je moguće instalirati automatsko praćenje položaja sunca na nebu.
Dakle, kolika je konačna cijena baterije koju smo uspjeli napraviti vlastitim rukama? S obzirom da smo u našoj radionici imali komade drva, žice i druge stvari koje su nam bile korisne za izradu akumulatora, naši proračuni se mogu malo razlikovati. Konačna cijena solarne ploče bila je 105 dolara, uključujući 74 dolara potrošena na kupovinu samih ćelija.
Slažem se, nije tako loše! Ovo je samo djelić cijene tvornički opremljene baterije. I u tome nema ništa komplikovano! Da biste povećali izlaznu snagu, sasvim je moguće napraviti nekoliko takvih baterija.

Razmislite o stvaranju i uključivanju jednostavnog solarnog kruga. Potrebno nam je:

  1. Dirigenti.
  2. Lemilica.
  3. Tranzistori.
  4. Instalacioni panel.

Definirajte bazu elemenata. Odaberimo dijelove silikonskog tranzistora iz serije pod brojem KT801. Lako se instaliraju i neće oštetiti monokristalne komponente kola. Prije ugradnje kliještima uklonite poklopac s njih.

Podesite parametre. Na dnevnom svjetlu trebali bi proizvoditi 0,53 volta s negativnim kolektorom i emiterom, ali s pozitivnom bazom.
Saznajemo snagu tranzistora, ovisno o godini proizvodnje, može jako varirati.

Snažna baterija

Ispod je crtež koji se koristi za stvaranje baterije koja može napajati veliku kuću ili veliki stan.

trebat će vam:

  1. Okvirni panel od šperploče.
  2. Materijal koji ne provodi struju.
  3. Solarni paneli.
  4. Oprema za lemljenje.
  5. Schottky dioda.
  6. Bakrene žice.
  7. Pleksiglas za pokrivanje.
  8. Vakumski držači od silikona za bateriju.
  9. šrafovi.

Svi ovi materijali se lako mogu nabaviti u običnim trgovinama željeza.

Kako odabrati baterije

Solarni paneli, kao bitni elementi solarnog panela, mogu koštati astronomske iznose i bolje je kupiti rabljene ili oštećene za dalju popravku.

Najskuplje solarne ćelije su voštane za ujednačen napon, tako da se jednostavne baterije otporne na udarce mogu koristiti kao analozi za njih.

Važno je kupiti takve baterije u kompletu, za istu toplinsku provodljivost i strukturu.

Dizajn

Zbog krhkosti baterije, njeno tijelo bi trebalo biti slično kutiji s malim bočnim rebrima kako bi se smanjilo blokiranje sunčeve svjetlosti.

Kutija bi trebala biti mala kako bi se uštedjela energija provodnika i prijenosnih radijatora. Podloga se postavlja u kutiju tretiranu specijalnom bojom i sa otvorima za ventilaciju u donjem dijelu.

Kako spojiti bateriju

Ako baterija ima metalne izbočine, instalacija će biti laka: ploče će se morati spojiti lemljenjem ušiju baterije. Lemljenje mora biti vrlo oprezno da ne oštetite lomljive dijelove baterije. Prvo, spojite negativne izbočine na prednjoj strani prve ćelije sa negativnim izbočinama koje se nalaze na dnu druge ćelije.

Instaliranje baterije u kućište

Ljepilo se nanosi samo na sredinu ćelija i ubacuje tek kada se silikon osuši. Povežite sve ćelije na žicu i ubacite ih u otvor otvoren na dnu ploče, a zatim učvrstite silikonskim kitom.

Prije postavljanja stakla, Schottky dioda se mora ugraditi i spojiti na osjetljive elemente koji provode toplinu. Njegova funkcija je da zaštiti bateriju od napona.

Danas je teško zamisliti seosku kuću ili čak malu vikendicu bez struje. Ali čak i ako je vaša kuća povezana na centraliziranu električnu mrežu, možete pokušati smanjiti troškove električne energije - a onda jednog dana razmišljate o tome kako napraviti solarne panele. Možete kupiti i gotov solarni kolektor, ali će koštati mnogo više od domaćeg, a sami ga napraviti je prilično jednostavno.

domaća baterija

Prema proračunima, po sunčanom danu, jedan kvadratni metar solarne ploče proizvodi približno 120 vati električne energije. U skladu s tim, ploča od deset metara proizvodi oko kilovat. U kući sa stalnim prebivalištem porodice od 3-4 osobe, mjesečno se troši 300-350 kW električne energije. Stoga, ako solarna baterija postane glavni izvor energije, ukupna površina hvatača solarnih zraka trebala bi biti najmanje 20 četvornih metara.

Šta je solarni kolektor i kako radi

Po dizajnu, solarni kolektor je samo kontejner u koji su učvršćene mnoge male, vrlo krhke ploče - solarne ćelije. Električna energija koju oni generiraju puni bateriju, koja je izvor energije.

fotografske ploče

Fotografske ploče dolaze u različitim veličinama i oblicima, ali:

  • bez obzira na oblik i veličinu, elementi istog tipa stvaraju isti napon;
  • elementi veće površine stvaraju više struje;
  • snaga kolektora se izračunava po formuli "napon pomnožen sa generiranom strujom".

Tako će baterija velikih solarnih ćelija na istom naponu proizvoditi veću struju nego baterija sastavljena od malih, ali će biti teža i glomaznija. Baterija malih ćelija vam omogućava da sastavite lakši kolektor. Ali da bi se dobila željena snaga, njegova površina mora biti veća.

Nemojte koristiti elemente različitih veličina u jednom solarnom panelu. Maksimalna struja koju ćete primiti od njega ograničena je strujom najmanje ćelije. Veći segmenti neće raditi punim kapacitetom.

Materijali i alati

Za sastavljanje solarne baterije kod kuće, prije svega, potrebne su fotografske ploče. Set Solarnih ćelija (od 36 i 72 elementa), pored samih ploča, uključuje sve što vam je potrebno za montažu - provodnike, gume, Schottky diode i olovku za lemljenje sa kiselinom. Svi ovi dodaci mogu se kupiti zasebno.

Snaga takve baterije je 60 vati; napon - 18 volti. Energija punjenja baterije iz njega dovoljna je za nekoliko sati rada lampe, TV-a, punjenje telefona itd. Da biste smanjili potrošnju energije, u kuću ugradite ekonomične fluorescentne lampe umjesto običnih.

U online prodavnicama možete pronaći takozvane "module tipa B". Takvi paneli, odbačeni u industrijskoj proizvodnji, zadržavaju sva svojstva, ali su mnogo jeftiniji. Poželjno je kupiti ploče sa već zalemljenim provodnicima - to je lemljenje žica koje oduzima najviše vremena.

Opšti redosled rada

U stvari, kućište za solarni kolektor je samo kutija s niskim stranicama koja neće zaklanjati fotografske ploče kada zraci padaju pod uglom. Može se izraditi na bazi okvira od aluminijumskog profila (dno je lim od polikarbonata, pleksiglasa itd.), a može se napraviti i od obične šperploče od 10 mm i drvenih šipki.

Solarni kolektor sa drvenim okvirom

  1. Po obodu šperploče zalijepite i dodatno pričvrstite vijcima šipke s presjekom od 2 cm. Pogodnije je montirati ploče ne u jedan niz, već u grupama od 18 komada. Da biste to učinili, u sredini je prikovana razdjelna šina. Kutija iznutra i izvana je obojena vodootpornom bojom.
  2. Koristite bušilicu od 6 mm da izbušite rupe za ventilaciju na dnu kućišta i u odstojniku. Kroz jednu od rupa na razdjelnoj šini proći će žica koja povezuje dijelove baterije, može se napraviti uzimajući u obzir debljinu žice.
  3. "Mozaik" od fragmenata ćelija sklapa se na podlogu od bilo kojeg tankog, krutog i neprovodnog materijala (na primjer, iverica) i fiksira se u tijelo. Video zapisi o ispravnoj montaži mogu se pronaći na nekim specijalizovanim stranicama. Prije montaže, podloga je obostrano obojena.
  4. Uobičajeni snop žica se uklanja iz baterije kroz rupu na dnu bliže njenom vrhu. Kako ne bi ispali iz kućišta, bolje je žice vezati u čvor i učvrstiti brtvilom. Nakon što se osuši, možete pričvrstiti gornju zaštitnu ploču. Ako pokrijete i izolirate bateriju prije nego se silikon osuši, na unutrašnjoj površini zaštitnog ekrana od njegovih isparenja stvara se film koji smanjuje prozirnost ekrana.
  5. Prednja strana gotovog kolektora prekrivena je pleksiglasom ili drugim izdržljivim prozirnim materijalom. Za svaki dio okvira potreban je poseban list. Učvršćeni su vijcima i izolovani po obodu silikonskim zaptivačem.

Podloga (perforirani lim od iverice)

Kako očistiti fotografske ploče od voska?

Budući da su fotoćelije vrlo krhke, neki prodavači ih pune voskom prije slanja kako bi ih zaštitili od udara. Prije rada s takvim pločama moraju se očistiti. To se radi sa toplom vodom i sapunom.

Stavite fotoćelije u hladnu vodu i lagano ih zagrijte, ne dovodeći ih do ključanja - prilikom ključanja će se tući jedna o drugu. Visoke temperature također mogu oštetiti kontakte. Pogodno je odvojiti fotografske ploče plastičnim (ne metalnim) hvataljkama i lopaticom.

Odvojene ploče se prebacuju u drugu posudu - sa sapunom, gdje se pažljivo čiste od ostataka voska. Nakon toga se isperu u čistoj toploj vodi i polažu na ručnik da se osuše. Posebnu pažnju treba obratiti na ploče na koje su provodnici već zalemljeni: prilikom odvajanja ožičenja, mogu se slomiti.

Montaža fotoćelija

Započnite instalaciju crtanjem "rešetke" na montažnoj površini i na podlozi. Na uglove svake označene ćelije na montažnoj površini zalijepite male plastične križeve koji služe za polaganje pločica. Zatim, tokom instalacije, ploče se neće pomicati.

Položite elemente sa stražnjom stranom prema gore na udaljenosti od 3-5 milimetara jedan od drugog. fotografske ploče u svakoj grupi od 18 komada moraju biti povezane uzastopno. Nakon toga, da bi se dobio zadani napon, grupe su također povezane u seriju. Ako spojite ploče i njihove grupe paralelno, jačina struje će biti veća, a snaga manja nego kod serijske veze.

Fotoćelije postavljene na podlogu

Za lemljenje se koristi lemilica male snage i šipka za lemljenje s kolofonijskim jezgrom. Prije lemljenja mjesto lemljenja se podmazuje štapom fluksa. Fotoploče su vrlo tanke i krhke, tako da ne možete pritisnuti lemilicu.

Jedna grupa je zalemljena u "lancima" od 6 elemenata. Budući da su spojeni serijski, srednji lanac se mora pažljivo zarotirati za 180 stupnjeva u odnosu na druga dva. Ako odlučite da lance međusobno povežete posebnom sabirnicom (široka ravna žica), ne morate okretati srednji red.

Šema montaže solarnih ćelija (povezivanje lanaca autobusom)

Zašto su Schottky diode potrebne?

Kao što je već spomenuto, Solar prodaje komplete, osim samih fotoćelija i materijala za lemljenje, uključuju i takozvane Schottky diode (shunt diode). Šta je to i da li ih je potrebno stavljati? Jednostavno rečeno, ove diode sprečavaju da se baterija isprazni noću i po oblačnom vremenu.

Pretpostavlja se da je poželjno zalemiti takvu diodu na svaku ćeliju, ali u praksi se postavlja na cijelu bateriju („minus“ diode je zalemljen na „plus“ baterije). Najoptimalnije je ugraditi Schottky diodu na svaku polovicu gore opisane baterije. Zatim ako je jedan dio u sjeni, drugi će nastaviti raditi. Bolje je ugraditi shunt diode unutar baterija nego izvan baterija - one rade efikasnije na višoj temperaturi.

Lepljenje panela

Sada možete zalijepiti lance ploča na podlogu. Nanesite kap silikonskog zaptivača na sredinu svake od šest traka u lancu. Okrenite lanac licem prema gore i položite na oznaku. Lagano pritisnite dole tako da se zaptivač „zaglavi“. Lanac je vrlo fleksibilan, tako da je bolje da ga preokrenete s dvije osobe kako ne biste pokidali tanke žice.

Budite oprezni sa zaptivačem! Kap zaptivača u sredini ploče će je čvrsto zalepiti za podlogu. Ali ako nanesete ljepilo na cijelu površinu ploče, s vremenom će se slomiti. To je zato što se kada se zagriju i ohlade, baza i ploče različito šire i skupljaju.

Drugi način lijepljenja rezultirajuće ploče na podlogu je korištenje dvostrane mekane polimerne montažne trake kao što je Rollfix. Pogodan je za upotrebu na otvorenom. Izrežite male komadiće trake od trake, koje (baš kao i zaptivač) postavite u središta ploča.

Zaštitno staklo

Što je zaštitni materijal solarne ćelije transparentniji, to bolje. Možete koristiti obično debelo prozorsko staklo, ili možete uzeti dio standardnog dvostrukog stakla za kućište solarne baterije. Ali staklo se može razbiti tokom tuče, a mijenjanje zaštitne ploče na kolektoru je prilično teško.

Pleksiglas ili pleksiglas se smatra najboljim materijalom za zaštitni ekran. List možete pričvrstiti silikonskim zaptivačem, ili možete koristiti istu Rollfix montažnu traku. Staklari koriste lukavu metodu za lijepljenje stakla, koja omogućava brzo i ravnomjerno lijepljenje.

Zalijepite montažnu traku po obodu kutije, ali uklonite samo rub zaštite s gornjeg sloja ljepila. Sada stavite list stakla, pleksiglasa ili pleksiglasa, malo ga podignite i izvucite cijeli zaštitni film "za rep". List će pasti na svoje mjesto. Sada ostaje izolirati spojeve brtvilom i baterija je spremna.

Struja je neizostavan dio našeg života. Ali u isto vrijeme, to je skupo zadovoljstvo koje šteti okolišu. Za neprekidnu rasvjetu, grijanje i rad svih električnih uređaja, cijeli svijet koristi solarne panele. Sastavljanje strukture je prilično jednostavno, možete se samostalno nositi sa zadatkom.

Mnogi počinju da postavljaju solarne panele u svoje domove, koji im omogućavaju da dobijaju struju apsolutno besplatno. Dovoljno je samo napraviti solarni modul, trošeći malu količinu na materijale. Ali prvo morate shvatiti kako funkcionira ploča od improviziranih materijala.

Šema solarne baterije:

  • Collector;
  • Battery;
  • inverter.

Kolekcionar je dizajner malih dijelova. Rad uređaja je pretvaranje sunčeve energije u tok pozitivnih i negativnih elektrona. Visokonaponska struja tipičnih dijelova za proizvodnju nije na snazi.

Norma je formiranje jednog elementa - 0,5 W. Solarni kolektor mora biti izrađen sa strujom od 18 vati. Ova energija je dovoljna za punjenje baterije od 12W. Za velike troškove bit će potrebna velika površina modula.

Baterije za solarne panele za kuću ili ljetnu rezidenciju osiguravaju potrebnu količinu električne energije. Napunjenost jednog modula nije dovoljna. Ali mnogo toga ovisi o uređajima koji rade na energiju solarnog panela.

Vremenom će se morati povećati broj baterija. Uz to je neophodna nabavka kolektora. Za jedan sistem možete uzeti više od 10 baterija.

Baterije i pretvarače će se morati kupiti u specijaliziranoj trgovini ili na tržištu. Ali sama solarna baterija može se izgraditi od improviziranih materijala.

Princip rada invertera je pretvaranje ekstrahovane struje u električnu energiju. Kada kupujete uređaj, morate uzeti u obzir karakteristike elementa. Snaga uređaja mora biti najmanje 4 kW.

Možete sami napraviti siguran i praktičan vjetrogenerator. Saznajte šta trebate učiniti u sljedećem materijalu:

Instalacija solarnih panela uradi sam: radovi na naselju

Možete sami napraviti okvir za solarne panele od improviziranih materijala, što će vam pomoći uštedjeti novac. Ali možete kupiti i gotovu verziju. Za samostalnu proizvodnju najbolje je koristiti duralumin. Ali možete posebno pripremiti i drugi materijal, koji je prekriven posebnom zaštitom.

Za struju punjenja od 3,6 A, morat ćete spojiti 3 lanca paralelno. Da biste to učinili, broj potrebnih dijelova se množi sa 3 lanca. Ako pomnožite ovaj pokazatelj s cijenom, možete saznati cijenu ploče.

Dijelovi na solarnom panelu moraju biti povezani paralelno serijski. Vrijedi promatrati jednak broj elemenata u svakom lancu.

U stvari, rezultirajući proračun će biti manji, jer sunce sija neravnomjerno tokom dana. Za potpuno punjenje, morat ćete spojiti nekoliko panela zajedno. Tako dobijate 6 redova elemenata.

Potreban alat za rad:

  • Stroj za zavarivanje;
  • Rosin;
  • Montažna žica;
  • Brtvilo na bazi silikona;
  • Dvostrana traka.

Broj alata može varirati. Za postavljanje svih elemenata na okvir trebat će vam modul dimenzija 90x50 cm.Ako u gotovim okvirima postoje druge veličine, onda se mogu napraviti i drugi proračuni.

Izbor i lemljenje solarnih ćelija

Geopanel treba da radi na temperaturi od 70-90 stepeni. Ali može biti teško kontrolisati ovaj indikator. Zbog toga će okvir morati napraviti rupe za ventilaciju. Njihov prečnik je oko 10 mm. Elemente za bateriju ćete morati sami zalemiti.

Da biste kupili set elemenata za ploče, morat ćete potrošiti određeni iznos. Ali na kraju će ipak ispasti jeftinije od opcija koje proizvode Mariupolj i druge tvornice. Riječ je o silikonskim pločicama koje mogu pretvoriti solarnu energiju u električnu. Za njihovu proizvodnju koristi se polikristalni silicij.

Lemljenje dijelova uključuje sljedeće korake:

  1. Provodnici se moraju rezati prema prazninama;
  2. Elementi su instalirani na pravim mjestima;
  3. Na kontakte se nanose lem i kiselina;
  4. Zatim se provodnici učvršćuju;
  5. Zatim počinju lemljenje.

Prije rada vrijedi uzeti u obzir da okretanje zavarene konstrukcije može biti teško. U tu svrhu prvo se lemljuju elementi, a zatim redovi. Na ekstremnim elementima prave gumu za minus i plus. Izlazno ožičenje je izolovano. Vanjska strana okvira je opremljena stezaljkom.

Ako postoje poteškoće prilikom lemljenja, tada možete obraditi kontakte nultim brusnim papirom.

Nakon spajanja elemenata, trebali biste provjeriti njihov učinak. Da biste to učinili, koristite tester. Optimalna snaga uređaja je 17-19 vati. Ovaj događaj se provodi nekoliko dana i tek nakon toga se prelazi na pečaćenje.

Na okvir se nanosi brtvilo i montira se pleksiglas. Ostavite vremena da se silikon osuši. Pleksiglas je pričvršćen na okvir samoreznim vijcima. Svi šavovi također moraju biti ispunjeni zaptivačem.

Sastavljanje solarne ploče vlastitim rukama

Nakon lemljenja, skupljamo sve elemente zajedno. Prvo se morate pozabaviti pretvaračima. Oni obrađuju struju i mijenjaju njen napon.

Vrste invertera:

  1. Sistemski- dodatno . Prilikom stvaranja energije u kombinaciji sa centralnim izvorom električne energije, baterije uopće nisu potrebne.
  2. hibrid- pogodan kao glavni izvor, ali i dalje ne biste trebali odbijati centralnu hranu. Takvi pretvarači mogu ne samo obraditi energiju, već je i akumulirati.
  3. Autonomno– koristi se bez centralnog napajanja. Montira se sa potrebnim brojem baterija.

Broj baterija za kuću morat će se izračunati na osnovu potrebne snage. Broj panela i visina njihove ugradnje također igraju ulogu. Što je više solarni panel montiran, to bolje.

Za potrebe domaćinstva porodice potrebno je 4 kW.

Solarna baterija je spojena na bateriju pomoću diode. Takav događaj neće dozvoliti da se baterije isprazne preko noći. Kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje i ključanje uređaja, kupuje se kontroler punjenja.

Kako napraviti solarnu bateriju kod kuće

Da biste napravili solarnu ploču vlastitim rukama kod kuće, morate se opskrbiti potrebnim materijalima. Trebat će vam bakarni lim, plastična boca bez grla, kuhinjska so, topla voda i 2 stezaljke. Od alata su korisni tester, električni štednjak i brusni papir.

Sekvencijalno sklapanje solarne baterije:

  1. Odrezali smo komad metala odgovarajuće veličine za postavljanje na spiralu električne peći.
  2. Na peći će se bakar zagrijati i pocrniti. Nakon pola sata možete ukloniti materijal.
  3. Bakar se mora ohladiti. Materijal će se početi skupljati i oksid će se ljuštiti.
  4. Nakon što se bakar ohladi, materijal se pere u toploj vodi.
  5. Slijedi proizvodnja solarnih panela. Odrežite još jednu bakrenu ploču. Iscijedite 2 dijela i stavite u flašu. Bakarni dijelovi ne smiju doći u dodir jedan s drugim.
  6. Materijal fiksiramo stezaljkama.
  7. Povezujemo žice na pluse i minuse.
  8. U flašu stavljamo slanu vodu. U tom slučaju tečnost ne bi trebala doseći nekoliko centimetara do bakra.

Takav jednostavan dizajn može raditi i bez sunčeve energije. Ali ovo je prilično jednostavan panel. Pogodan je za punjenje mobilnog telefona, nista vise. Funkcionalnost modula možete provjeriti pomoću testera.

DIY solarni paneli iz improviziranih sredstava

Mnogi prave odlične solarne module od improviziranih sredstava. Za rad možete koristiti limene limenke. Istovremeno, materijal takvih boca je nužno aluminij.

Kako napraviti solarni panel od limenki piva:

  1. Prvo morate pripremiti materijal. Da biste to učinili, banke se isperu. Dno treba probušiti kako bi se oduzela toplina.
  2. Površine materijala moraju biti odmašćene.
  3. Banke se drže zajedno.

Za okvir solarnog modula bit će potrebna baza, drveni okvir i pleksiglas. Osnovna podloga je napravljena od folije. Ovo će poboljšati reflektirajuću funkciju baze.

Upotreba solarne energije kao izvora električne energije je ekološki prihvatljiva. Upotreba improviziranih sredstava omogućuje vam uštedu na uređenju solarnog modula. Iz ovoga su svi pobjednici.

Sastavljanje solarnih panela vlastitim rukama (video)

Svako može napraviti solarnu bateriju. Ovo ne zahtijeva posebne vještine i materijal. Domaći uređaji izrađeni su od improviziranih sredstava. Ali, ako napravite ozbiljan panel, moraćete da nabavite baterije i pretvarače.

Podijeli: