Алтернативни енергийни източници, позволяващи да се осигури жилищна площ с топлинна и електрическа енергия в необходимия обем - скъпо „удоволствие“, изискващо значителни финансови разходи за закупуване, инсталиране и монтаж.
Направете соларния генератор със собствените си ръце много по-евтин и доста способен на много домашни майстори. Разгледайте наличните инструкции, описващи всички нюанси на производствения процес.
Как работи слънчев генератор?
Слънчев генератор е комплекс от фотоелектрични полупроводникови елементи, които директно превръщат слънчевата енергия в електрическа енергия.
Квантите на светлината, произведени от лъчите, когато ударят фотографската пластина, избиват електрон от крайната атомна орбита на работния елемент. Този ефект създава множество свободни електрони, които образуват непрекъснат поток от електрически ток.
Не е необходимо сглобяването на слънчев генератор със собствените си ръце, за да се събере веднага голям, мащабен комплекс. Можете да започнете с малко устройство и ако е необходимо в бъдеще да увеличите силата на звука
Като активен материал се използва силиций. Характеризира се с висока ефективност и осигурява коефициент на фотоелектрично преобразуване в нормален режим на ниво 20%, а при благоприятни условия - до 25%.
Поради силно изразената ефективност на силициевите фотоклетки генераторите на тяхна база гарантират висока възвръщаемост с относително малък обем. Размерът на силовата единица от 1 метър на час произвежда 125 вата, което се счита за много впечатляващ резултат
От едната страна на силиконовата подложка се нанася тънко покритие от пасивни химически елементи - бор или фосфор. Тя е на тази повърхност в резултат на интензивно излагане на слънчева светлина, че се осъществява активното освобождаване на електрони. Фосфорният филм сигурно ги държи на едно място и не позволява разпръскване.
Металните „следи” са разположени върху самата работна плоча. На тях се изграждат свободни електрони, като по този начин се създава подредено движение, т.е. електрически ток.
Недостатъците на плочите включват само сложността и цената на процеса на почистване на самия силиций и за да се избегнат тези проблеми, те активно усвояват използването на алтернативи под формата на галий, кадмий, индий и различни медни съединения. Засега обаче няма реални конкуренти за силициевите елементи.
Какво трябва да работиш?
За производството на генератора, състоящ се от набор от слънчеви клетки, необходими инструменти и материали като:
- модули за преобразуване на слънчевата светлина в енергия;
- алуминиеви ъгли;
- дървени летви;
- Листове от ПДЧ;
- прозрачен елемент (стъкло, плексиглас, плексиглас, поликарбонат) за създаване на защита на силициеви пластини;
- винтове и винтове с различни размери;
- плътна пяна с дебелина 1, 5-2, 5 mm;
- висококачествен уплътнител;
- диоди, терминали и проводници;
- отвертка или комплект отвертки;
- поялник;
- ножовка за дърво и метал (или български).
Количеството на необходимите материали ще зависи пряко от планирания размер на генератора. Мащабната работа ще доведе до допълнителни разходи, но във всеки случай ще струва по-малко от модула за закупуване.
Защитната основа за силиконови пластини може да бъде направена от стъкло, плексиглас, поликарбонат или плексиглас. Първите три материала създават минимална загуба на преобразуваната енергия, но четвъртата предава лъчите много по-лошо и значително намалява ефективността на целия комплекс.
За окончателното тестване на сглобеното устройство с помощта на амперметър. Тя ви позволява да фиксирате реалната ефективност на инсталацията и помага да се определи действителната възвръщаемост.
Избор на типа на фотоволтаичния конвертор
Действията за създаване на слънчев генератор със собствени ръце започват с избора на вида на фотоелектричния силиконов конвертор.
Тези компоненти са три вида:
- аморфна;
- единичен кристал;
- поликристални.
Всяка опция има своите предимства и недостатъци, а изборът в полза на някой от тях се прави въз основа на размера на средствата, отпуснати за закупуване на всички компоненти на системата.
Характеристики на аморфните видове
Аморфните модули се състоят не от кристален силиций, а от неговите производни (силан или силиций-водород). Чрез вакуумно отлагане те се нанасят с тънък слой върху висококачествено метално фолио, стъкло или пластмаса.
Готовите продукти имат бледи, размазани сиви нюанси. Видими силициеви кристали на повърхността не се наблюдават. Основното предимство на гъвкавите слънчеви панели е достъпна цена, но ефективността им е много малка и варира от 6-10%.
Аморфните фотоволтаични клетки на основата на силиций имат повишена гъвкавост, демонстрират висока степен на оптична абсорбция (20 пъти по-голяма от тази на монокристални или поликристални аналози) и работят много по-ефективно при облачно време.
Специфичност на поликристалните типове
Поликристалните слънчеви клетки се произвеждат с постепенно много бавно охлаждане на силиконовата стопилка. Получените продукти се отличават с богат син цвят, имат повърхност с ясно определен модел, наподобяващ мразовидна структура, и показват ефективност в района на 14-18%.
Площите вътре в материала, отделени от общата структура с гранулирани граници, пречат на по-висока ефективност-производителност.
Поликристалните фотоволтаични клетки работят само за 10 години, но през това време тяхната ефективност не намалява. Въпреки това, за монтиране на изделия в един комплекс, задължително се използва солидна, солидна основа, тъй като листите са доста твърди и изискват силна и надеждна опора.
Характеристика на монократичните варианти
Монокристалните модули се характеризират с плътен тъмен цвят и се състоят от цели кристали от силиций. Ефективността им надвишава показателите на други елементи и е 18-22% (при благоприятни условия - до 25%).
Друго предимство се счита за впечатляващ експлоатационен живот - според производителите над 25 години. Въпреки това, при продължителна употреба, ефективността на монокристалите пада и след 10–12 години фотографската продукция вече е не повече от 13–17%.
Монокристалните модули са много по-скъпи от другите видове оборудване. Произвеждат ги чрез рязане на изкуствено отгледани силициеви кристали
За да се създаде слънчев генератор у дома, поли-и еднокристалните плочи с различни размери се вземат главно със собствените си ръце. Те са закупени в популярни онлайн магазини, включително на eBay или Aliexpress.
Поради факта, че фотоволтаичните клетки се оценяват доста високо, много доставчици предлагат на клиентите продукти от група Б, т.е. напълно експлоатирани фрагменти с малък дефект. Цената им се различава от стандартната цена с 40-60%, поради което събирането на генератора струва разумна цена, което не е твърде скъпо за себе си.
Как да направим рамка за плочите?
За изработката на рамката на бъдещия генератор се използват трайни дървени летви или алуминиеви ъгли. Дървената версия се счита за по-малко практична, тъй като материалът се нуждае от допълнителна обработка, за да се избегне последващо разпадане и разслояване.
За да издържи дървената рамка на експлоатационното натоварване и да не изгният след първия дъжд, тя трябва да бъде напоена със специална смес, която предпазва дървото от влага.
Алуминият има много по-привлекателни физически характеристики и поради своята лекота не оказва ненужно натоварване върху покрива или друга поддържаща конструкция, където се предвижда да се монтира уреда.
В допълнение, благодарение на антикорозионното покритие, металът не ръждясва, не гние, не абсорбира влагата и лесно понася ефектите от всякакви агресивни атмосферни прояви.
За да създадете рамкова конструкция от алуминиеви ъгли, първо определете размера на бъдещия панел. В стандартната версия една фотоклетка използва 36 фотоклетки с размер 81 mm x 150 mm.
За коректността на последващата операция между фрагментите оставете малка празнина (около 3-5 мм). Това пространство позволява да се вземе предвид промяната в основните параметри на основата, изложена на атмосферни прояви. Като резултат, общият размер на детайла е 83 mm х 690 mm с ъгъл на рамката 35 mm.
Силиконовите пластини, подредени в алуминиева рамка, изглеждат почти като фабрично произведени продукти. Здравата и здрава рамка осигуряват безупречна плътност на системата и придават на цялата конструкция висока устойчивост
След определяне на размера на ъглите се изрязват необходимите фрагменти и се използват скрепителни елементи, които се сглобяват в рамкови рамки. На вътрешната повърхност на конструкцията се прилага слой силиконов уплътнител, който много внимателно наблюдава, че няма празнини или кухини.
От това зависи целостта, здравината и дълготрайността на монтираната конструкция. На върха се поставя защитен прозрачен материал (стъкло с антирефлексно покритие, плексиглас или поликарбонат със специални параметри) и се закрепва здраво с хардуер (1 с къса и 2 с дълъг участък от рамката и 4 ъгъла на кутията).
За работа използвайте отвертка и винтове с подходящ диаметър. В края на прозрачна повърхност внимателно се почиства от прах и малки остатъци.
Избор на прозрачен елемент
Основните критерии за избор на прозрачен елемент за създаване на генератор:
- способността да абсорбира инфрачервеното лъчение;
- ниво на пречупване на слънчевата светлина.
Колкото по-нисък е коефициентът на пречупване, толкова по-висока е ефективността на силициевите пластини. Плексиглас и плексиглас имат най-ниската отражение на светлината. Поликарбонатът също е далеч от най-доброто представяне.
За да се създадат рамкови конструкции за домашно приготвени хелиосистеми, се препоръчва, ако е възможно, да се използва антирефлексно прозрачно стъкло или специален вид поликарбонат с антикондензиращо покритие, което осигурява необходимото ниво на термична защита.
Най-добрите характеристики по отношение на абсорбцията на инфрачервеното лъчение имат силно топлинно абсорбиращо плексиглас и стъкло с възможност за инфрачервена абсорбция. В обикновеното стъкло тези цифри са много по-ниски. Това зависи от ефективността на инфрачервената абсорбция, независимо дали силициевите пластини ще бъдат нагрявани по време на работа или не.
Ако топлината е минимална, фотоволтаичните клетки ще продължат дълго време и ще осигурят стабилна възвръщаемост. Прегряването на плочите ще доведе до прекъсвания в работата и бърза повреда на отделни фрагменти от системата или целия комплекс.
Монтаж на силициеви фотоклетки
Непосредствено преди инсталацията защитното стъкло, поставено в алуминиева дограма, се почиства добре от прах и се обезмаслява с алкохолсъдържащ състав.
Закупените фотоклетки са поставени точно върху маркиращия субстрат на разстояние 3-5 милиметра един от друг и маркират ъглите на цялата структура. След това пристъпи към запояване елементи - най-важното и отнемащо време част от работата по монтаж на генератора.
Задвижването на активните елементи на генератора се извършва съгласно схемата, в която „+“ са релсите от външната страна, а „-“ каналите, разположени от вътрешната страна на плочата.
За правилното свързване на контактите, първо се прилагат флюс (спойка киселина) и спойка, след което обработката се извършва в строга последователност от горе до долу. Накрая всички редове са свързани помежду си.
Следващата стъпка е да се направи оразмеряване на фотоклетките. За целта в центъра на всяка силиконова плоча се изстисква малко уплътнител, образуваните вериги от елементи се обръщат с главата надолу и се поставят в строго съответствие с предварително нанесените маркировки.
Внимателно натиснете плочите с ръце, като ги заключите на място. Те действат много внимателно, опитвайки се да не повредят или да огънат материала.
Контактите на фотоклетките, разположени по ръбовете, водят до отделна шина (широк сребърен проводник), като „+“ и „-“. Освен това комплексът е оборудван с блокиращ диод. Свързвайки се към контактите, тя предпазва батериите от разтоварване през рамката през нощта.
В долната част на рамката пробийте отвори, през които кабелите водят отвън. Че те не са провиснали, използвайте в работа силиконов уплътнител.
Как да тествате монтираното устройство?
Преди окончателното запечатване на сглобения генератор, той трябва да бъде тестван, за да се идентифицират потенциалните неизправности по време на процеса на запояване. Най-разумният вариант е да се провери всеки запоен ред отделно. Така веднага ще стане ясно къде са свързани контактите слабо и се изисква повторна обработка.
За изпитването се използва домашен амперметър. Измерването се извършва в безоблачен слънчев ден в обяд (период от 13 до 15 часа). Дизайнът се поставя в двора и се поставя под подходящ ъгъл на наклон.
Битовият амперметър помага за измерване на действителния ампераж. Въз основа на неговите показания е възможно да се определи нивото на работоспособност на монтираната слънчева система и да се идентифицират нередностите в последователността на свързването на силициевата фотоклетка.
Амперметърът е свързан към изходните контакти на слънчевата батерия и се измерва ток на късо съединение. Ако устройството показва резултати над 4, 5 А, системата е напълно правилна и всички връзки са запоени ясно и правилно.
По-ниските данни, които се появяват на дисплея на тестера, показват нарушения, които трябва да бъдат проследени и повторно запоени. Традиционно, слънчевите генератори, самостоятелно проектирани от фотоволтаични клетки с малък дефект (група В), показват на теста цифри от 5 до 10 ампера.
Фабричните производствени единици показват данни с 10-20% по-високи. Това произтича от факта, че в производството се използват силициеви плочи от група А, които нямат дефект в структурата.
Последният етап от работата
Ако тестът покаже, че батерията е напълно функционална, тя е запечатана със специален силиконов уплътнител или по-скъпо и трайно епоксидно съединение.
Работата предоставя два начина за провеждане:
- Пълно запълване - когато цялата повърхност е покрита с херметичен състав.
- Частично третиране - когато уплътнителят се нанася само върху екстремните елементи и празното пространство между елементите.
Първият вариант се счита за по-надежден и осигурява на системата пълна защита от външни фактори. Фотоклетките са ясно фиксирани на местата си и работят правилно с максимална ефективност.
За оразмеряване на фотоклетки вътре в кутията е желателно да се използва устойчив на замръзване уплътнител, който да издържа на резки температурни промени и ниски отрицателни стойности
Когато пълненето се извърши, на уплътнителя се позволява да „хване”. След това покрийте с прозрачен елемент и плътно притиснати към плочите.
За да се осигури допълнителна защита и омекотяване, някои майстори препоръчват поставяне на гъста пяна между повърхността на силиконовата плоча и задната част на рамката. Това ще направи структурата по-твърда и ще предпази крехките фотоклетки от прекомерно натоварване.
След това върху повърхността се поставя товар, който действа върху слоевете и изсмуква въздушните мехурчета от тях. Готовият генератор се тества отново и се монтира на предварително подготвено място.
Къде и как да поставите генератора?
Мястото на монтаж на соларния генератор е избрано много внимателно и без бързане. Табелите, които приемат светлина, трябва да бъдат поставени на наклон, така че лъчите да не “падат” на повърхността перпендикулярно, но така или иначе “да текат” по него.
В идеалния случай, дизайнът е позициониран така, че да е възможно, ако е необходимо, да се регулира ъгълът на наклона по такъв начин, че да "улови" максималното количество слънце.
Достатъчно допустимо е слънчевата система да се поставя от слънчеви панели на земята, но по-често за поставянето им се избира покривът на къща или сервизно помещение, а именно тази част, която отива до най-осветената, предимно южна страна на обекта.
Много е важно, че наблизо няма високи сгради и мощни дървета. Тъй като са в непосредствена близост, те създават сянка и пречат на пълното функциониране на устройството.
За да могат соларните инсталации да работят правилно, те трябва да се поддържат чисти и подредени. На повърхността на захващащия панел се образува слой прах, който намалява ефективността с 10%, а залепващия сняг напълно изключва уреда. Следователно редовната поддръжка е задължителна процедура и допринася за поддържането на модулите в перфектно работно състояние.
Средният оптимум за инсталиране на соларен генератор се счита за нивото на ъгъла на наклона на покрива при 45 °. С това подреждане фотоволтаичните клетки поглъщат слънчевия поток много ефективно и доставят необходимото количество енергия, за да осигурят правилното функциониране на къщата.
За да се получи реална възвръщаемост от панелите и да се осигури на средното семейство необходимото количество енергия, ще бъде необходимо да се вземат 15-20 квадратни метра покривна повърхност за соларния генератор.
За европейската част от страните от ОНД има няколко други показателя. Професионалистите препоръчват като основа основен ъгъл от 50-60 and, а при движещите се структури през зимния сезон поставете батериите под ъгъл от 70⁰ към хоризонта.
През лятото, за да промените позицията и наклонете фотоклетките под ъгъл от 30⁰.
Чрез инсталиране на генераторни панели на релсова система, оборудвана с автоматична опция за следене на слънцето, можете да увеличите ефективността на отката с 50%. Модулът самостоятелно ще открие интензивността на лъчите и ще се приспособи към максималното осветление от зазоряване до здрач.
Непосредствено преди монтажа, покривът е допълнително укрепен и оборудван със специални, силни опорници, тъй като не всяка конструкция има способността да издържи пълното тегло на оборудването за преобразуване на слънчевата енергия.
За надеждно и здраво инсталиране на соларен генератор на покрива, трябва да закупите специални монтиращи елементи. Те се произвеждат отделно за всеки тип покриви и винаги се предлагат в търговската мрежа. При монтирането между панелите и покрива е необходимо да се остави празнина за пълен достъп на въздуха и подходяща вентилация на абсорбиращите слънцето елементи.
В някои случаи под покрива се поставят подсилени греди, предпазващи покрива от срутване, потенциално поради увеличеното натоварване, което значително се увеличава през зимния сезон, когато на покривната повърхност се натрупва сняг.
За пускане на слънчевата система ще са необходими батерии, инвертор и контролер за зареждане. Ще научите за правилата за избор на устройства и тяхното включване във веригата от препоръчаните от нас предмети.
Заключения и полезно видео по темата
Характеристики и нюанси на пропайка на фотоклетката за създаване на собствен дом в дома на ефективен слънчев генератор. Съвети и указания за майстори, любопитни идеи и лични идеи.
Как да тествате правилно фотоклетката и да измервате нейните основни параметри. Тази информация е полезна при последващите изчисления на точния брой плочи, необходими за пълното функциониране на системата.
Пълно, стъпка по стъпка, описание на процеса на събиране на слънчева батерия за генератор у дома. Правила за работа, вариращи от придобиването на необходимите елементи и завършващи с общия тест на произвежданото устройство.
Знаейки за устройството на слънчевите генератори, няма да е трудно да ги сглобите у дома. Разбира се, работата ще изисква внимание, точност и задълбоченост, но резултатът ще оправдае всички финансови и трудови разходи. Готовата единица в пълен размер ще осигури на сградата топлина и електричество, създавайки за жителите необходимото ниво на комфорт.
Веднага заплашват голям проект не си струва. Като начало, има смисъл да се опитате да сглобите малка единица, а след това, след като напълно сте овладели всички нюанси на процеса, пристъпете към изграждането на по-мощна и мащабна инсталация.
И какъв метод за изграждане на мини-електроцентрала сте избрали за подреждане на крайградската зона? Моля, напишете коментари, споделете полезна информация и снимки по темата на статията в полето по-долу. Задавайте въпроси относно спорни или неясни въпроси.