Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Слънчеви панели - източник на енергия, който може да бъде насочен към производството на електричество или топлина за нискоетажни сгради. Тук са само слънчеви панели, които имат висока цена и не са достъпни за повечето хора в нашата страна. Съгласни ли сте?

Друго нещо е, когато слънчевата батерия се прави на ръка - разходите са значително намалени, и този дизайн работи не по-лошо от панел за промишлено производство. Ето защо, ако сериозно се замисляте за закупуване на алтернативен източник на електроенергия, опитайте се да го направите сами - не е много трудно.

Статията се фокусира върху производството на слънчеви клетки. Ще ви кажем какви материали и инструменти са необходими за това. Малко по-долу ще намерите инструкции стъпка по стъпка с илюстрации, които ясно показват напредъка на работата.

Накратко за устройството и работата

Енергията на слънцето може да се преобразува в топлина, когато енергийният носител е течност за пренос на топлина или електричество, събрано в батерии. Батерията е генератор, който работи на принципа на фотоелектричния ефект.

Превръщането на слънчевата енергия в електричество възниква след като слънцето влезе в плоско-фотоволтаичните клетки, които са основната част на батерията.

В същото време, светлинните кванти “освобождават” своите електрони от екстремни орбити. Тези свободни електрони произвеждат електрически ток, който преминава през контролера и се натрупва в батерията, и оттам той отива към потребителите на енергия.

Представеният в примера монтаж на батерията е извършен от 36 плочи с размери 80x150 mm. Производителността на всяка платка е 2.1 W, а общата мощност на устройството е 76 W На предната страна на соларната батерия в процес на изграждане са положителните тоководещи проводници, образувани от запояване Отрицателните тоководещи линии на шест контакта са оформени от задната страна чрез запояване. Плочите се свързват по последователната схема. На изхода на положителната линия е инсталиран диод Шотки, който предотвратява разреждането на батерията по време на облачни периоди.

В ролята на плочите фотоклетки действат елементи от силиций. От една страна, силиконовата подложка е покрита с тънък слой фосфор или бор - пасивен химичен елемент.

На това място под действието на слънчевите лъчи се освобождават голям брой електрони, които се държат от фосфорен филм и не се разпръскват.

На повърхността на плочата има метални "следи", на които се подреждат свободни електрони, образувайки подредено движение, т.е. електрически ток.

Колкото повече фотоклетки са тези силициеви пластини, толкова повече електрически ток може да се получи. Прочетете повече за принципа на работа на слънчевата батерия, прочетете.

Горният слой на фотоволтаичните плочи е покрит със слой, който предотвратява отразяването на слънчевата светлина от плочите, повишавайки тяхната ефективност

Материали за създаване на соларна плоча

Как да стигнем до конструкцията на слънчевата батерия трябва да се запаси от следните материали:

  • силикатни фотоволтаични плочи;
  • Листове от ПДЧ, алуминиеви ъгли и ламели;
  • твърда пяна с дебелина 1, 5-2, 5 cm;
  • прозрачен елемент, който служи като основа за силициеви пластини;
  • винтове, винтове;
  • силиконов уплътнител за външна употреба;
  • електрически проводници, диоди, терминали.

Количеството на необходимите материали зависи от размера на батерията, която най-често се ограничава от броя на наличните фотоклетки. От инструментите, от които се нуждаете: отвертка или набор от отвертки, ножовка за метал и дърво, поялник. За да тествате готовата батерия, ви е необходим тестер-амперметър.

Сега разгледайте най-важните материали по-подробно.

Силиконови пластинки или фотоклетки

Фотоклетките за батерии са три вида:

  • поликристални;
  • единичен кристал;
  • аморфна.

Поликристалните плочи се характеризират с ниска ефективност. Размерът на полезния ефект е около 10 - 12%, но този показател не намалява с течение на времето. Продължителността на поликристалите - 10 години.

Слънчевата батерия се сглобява от модули, които от своя страна са съставени от фотоелектрически преобразуватели. Батериите с твърди силициеви фотоклетки са вид сандвич с последователни слоеве, фиксирани в алуминиев профил.

Монокристалните фотоклетки могат да се похвалят с по-висока ефективност - 13-25% и дълги периоди на работа - над 25 години. С течение на времето обаче ефективността на монокристалите намалява.

Монокристалните преобразуватели се произвеждат чрез рязане на изкуствено отгледани кристали, което обяснява най-високата фотопроводимост и производителност.

Пленочните фотопреобразуватели се произвеждат чрез нанасяне на тънък слой аморфен силиций върху полимерна гъвкава повърхност

Аморфните силициеви гъвкави батерии са най-напредналите. Техният фотоелектричен преобразувател се напръсква или нанася върху полимерна основа. Ефективността в района на 5 - 6%, но филмовите системи са изключително удобни при полагане.

Филмните системи с аморфни фотопреобразуватели се появиха сравнително наскоро. Той е изключително прост и възможно най-евтин, но губи потребителските си качества по-бързо от конкурентите.

Не е подходящо да се използват фотоволтаични клетки с различни размери. В този случай максималният ток, произведен от батерията, ще бъде ограничен от тока на най-малката клетка. Това означава, че по-големите плочи няма да работят с пълен капацитет.

Когато купувате фотоклетки, попитайте продавача за начина на доставка, повечето продавачи използват метода на восък, за да предотвратят унищожаването на крехките елементи

Най-често домашните батерии използват моно- и поликристални фотоклетки с размери 3x6 инча, които могат да бъдат поръчани от онлайн магазини като E-bye.

Цената на фотоволтаичните клетки е доста висока, но много магазини продават така наречените елементи от група Б. Продуктите, споменати в тази група, имат дефект, но са подходящи за употреба и цената им е по-ниска от тази на стандартните плочи с 40-60%.

Повечето онлайн магазини продават фотоволтаични клетки в комплекти от 36 или 72 плаки за фотоелектрично преобразуване. За свързване на отделните модули към батерията ще са необходими шини, а терминалите ще са необходими за свързване към системата.

Поликристалните силиконови плочи привличат достъпна цена. Липсата им в не твърде висока ефективност и твърдост, изискващи солидна основа за полагане От задната страна на плочата има 6 щифта за спояващ проводник. Отвън контактът се полага или в непрекъсната лента, или в прекъсната линия. Монокристалните силициеви пластини са почти три пъти по-мощни от поликристалните и почти четири по-скъпи Еднокристалната версия е гъвкава, тя може да се побере върху сложни неравни повърхности, които не са стабилни

Рамка и прозрачен елемент

Рамката за бъдещия панел може да бъде направена от дървени летви или алуминиеви ъгли.

Вторият вариант е за предпочитане по няколко причини:

  • Алуминият е лек метал, който не дава сериозно натоварване на носещата конструкция, върху която се планира да се инсталира батерията.
  • При провеждане на антикорозионна обработка, алуминият не се влияе от ръжда.
  • Не абсорбира влагата от околната среда, не гние.

При избора на прозрачен елемент е необходимо да се обърне внимание на такива параметри като коефициента на пречупване на слънчевата светлина и способността да се абсорбира инфрачервеното лъчение.

Ефективността на фотоволтаичните клетки ще зависи пряко от първия индикатор: колкото по-нисък е индексът на пречупване, толкова по-висока е ефективността на силициевите пластини.

Минималното отражение на плексиглас или неговата по-евтина версия е плексиглас. Малко по-нисък от коефициента на пречупване на светлината от поликарбонат.

Стойността на втория индикатор зависи от това дали самите силициеви фотоклетки ще се нагреят или не. Колкото по-малки се загряват плочите, толкова по-дълго те ще продължат. IR излъчването се абсорбира най-добре от специален топлинно поглъщащ плексиглас и стъкло с IR абсорбция. Малко по-лошо - обикновено стъкло.

Ако е възможно, най-добрият вариант е да се използва прозрачно прозрачно стъкло като прозрачен елемент.

Чрез съотношението на разходите към показателите за пречупване на светлината и абсорбцията на инфрачервеното лъчение, плексигласът е най-оптималният вариант за производството на хеликовата батерия.

Дизайн на системата и избор на обект

Проектът на слънчевата система включва изчисления на необходимия размер на соларната плоча. Както е споменато по-горе, размерът на батерията обикновено е ограничен до скъпи фотоволтаични клетки.

Хелио-батерията трябва да бъде монтирана под определен ъгъл, което би осигурило максимално излагане на слънцето на силициевите пластини. Най-добрият вариант - батерията, която може да промени ъгъла.

Мястото на монтаж на соларните плочи може да бъде много разнообразно: на земята, на наклонен или плосък покрив на къщата, на покривите на обслужващите помещения.

Единственото условие е батерията да се постави на слънчевата страна на парцела или къщата, която не е засенчена от високата корона на дърветата. В този случай оптималният ъгъл на наклон трябва да се изчисли по формулата или с помощта на специализиран калкулатор.

Ъгълът на наклон ще зависи от местоположението на къщата, времето на годината и климата. Желателно е батерията да има способността да променя ъгъла на наклон след сезонни промени във височината на слънцето, защото те работят възможно най-ефективно, когато слънчевата светлина е строго перпендикулярна на повърхността.

За европейската част от страните от ОНД препоръчваният стационарен ъгъл на наклон е 50 - 60º. Ако проектът предвижда устройство за промяна на ъгъла на наклона, то през зимния период е по-добре батериите да се поставят на 70º към хоризонта, през лятото под ъгъл от 30º.

Изчисленията показват, че 1 кв. М от слънчевата система дава възможност да се получат 120 вата. Следователно, чрез изчисления, може да се установи, че е необходима слънчева система от поне 20 квадратни метра, за да се осигури средно семейство с електричество от 300 kW на месец.

Незабавно инсталиране на такава слънчева система ще бъде проблематично. Но дори инсталирането на 5-метрова батерия ще спомогне за пестене на енергия и ще допринесе скромно за екологията на нашата планета. Също така ви препоръчваме да се запознаете с принципа на изчисляване на необходимия брой слънчеви клетки.

Слънчевата батерия може да се използва като резервен източник на енергия с често изключване на централизираното електрозахранване. За автоматично превключване е необходимо да се осигури непрекъсната захранваща система.

Такава система е удобна, тъй като при едновременно използване на традиционен източник на електроенергия батерията на слънчевата система се зарежда. Оборудването, обслужващо слънчевата батерия, се намира вътре в къщата, така че е необходимо да се осигури специална стая.

Поставянето на батерии на наклонения покрив на къщата, не забравяйте за ъгъла на наклона на панела, идеален, когато батерията има устройство за сезонни промени в ъгъла на наклона

Стъпка по стъпка на слънчевия панел

Избирайки място за поставяне на соларен панел и оборудване за обслужване на слънчевата система, като разполагате с всички необходими материали и инструменти, можете да започнете да инсталирате батерията.

При монтажа е необходимо да се спазват предпазните мерки, особено при монтирането на готовия панел на покрива на къща. Разгледайте алгоритъма стъпка по стъпка как да направите слънчева батерия.

Стъпка # 1 - запояване на силициеви пластини

Монтирането на домашна слънчева батерия често започва със запояване фотоволтаични проводници. Разбира се, ако имате възможност, най-добре е да купувате фотоволтаични клетки веднага с проводници, защото запояване е много трудна и трудна работа, която отнема много време.

Запояването се извършва както следва:

  1. Взема силиконова фотоклетка без проводници и метална лента-проводник.
  2. Проводниците се нарязват с картонена заготовка, чиято дължина е 2 пъти по-голяма от размера на силиконовата подложка.
  3. Проводникът леко се поставя върху плочата. На един елемент - два проводника.
  4. На мястото, където ще се направи запояване, е необходимо да се използва киселина за работа с поялник.
  5. Припой с помощта на поялник, внимателно прикрепяйки проводника към плочата.

По време на процеса на запояване е невъзможно да се натисне силикатния елемент тя е много крехка и може да се срине! Ако имате късмет и сте придобили фотоклетки с готови контакти, тогава ще си спестите от дългата и трудна работа, като се придвижите директно към производството на рамката за бъдещата батерия.

Запояването на контактите за дефектни фотоволтаични клетки от група В се извършва в същата посока, както за цели плочи.

Стъпка # 2 - създаване на рамка за слънчева батерия

Рамката е мястото, където ще бъдат инсталирани фотоклетките. За производството на рамката взети алуминиеви ъгли и летви, които образуват рамката. Препоръчителният размер на ъгъла - 70-90 мм.

Върху вътрешността на металните ъгли се полага силиконов уплътнител. Уплътнителните ъгли трябва да се извършват внимателно, зависи от издръжливостта на цялата конструкция.

След като алуминиевата рамка е готова, пристъпи към производството на задния корпус. Задната кутия е дървена кутия от ПДЧ с ниски страни.

Високите страни ще създадат сянка върху фотоклетките, така че височината им не трябва да надвишава 2 см. Страните са завинтени с самонарезни винтове и отвертка.

Размерите на касетите се изчисляват, като се взема предвид необходимостта да се оставят празнини между фотоволтаичните клетки. Тя трябва да бъде 3 - 5 мм В страни и шина, разделящи тялото на два сегмента за лесен монтаж, дупките за вентилационната система се пробиват За да се подобри точността на монтиране на плочите и точното разпределение на празнините, се използва субстрат от дървесни влакна. За да се защитят детайлите на кутията на устройството, работещо на улицата, детайлите на кутията са покрити с композиция за боядисване.

В долната част на кутията на плочата са отвори. Разстоянието между отворите е приблизително 10 см. В алуминиевата рамка е монтиран прозрачен елемент (плексиглас, антибликово стъкло, плексиглас).

Прозрачният елемент е притиснат и фиксиран, неговото закрепване се извършва с помощта на хардуер: 4 в ъглите, както и 2 всеки дълъг и 1 всеки от късата страна на рамката. Хардуер, закрепен с винтове.

Рамката за слънчевата батерия е готова и можете да преминете към най-важната част - инсталирането на фотоволтаични клетки. Преди инсталацията е необходимо да се почистят плексигласа от прах и обезмасляване с течност, съдържаща алкохол.

Стъпка # 3 - монтиране на фотоклетки със силиконова вафла

Монтажът и запояването на силициевите пластини е най-трудоемката част от работата по създаването на слънчеви панели със собствените си ръце. Първо поставете фотоклетките върху плексиглас със сини чинии.

Ако за пръв път съберете батерията, можете да използвате основата за маркиране, за да подредите плочите точно на малко разстояние (3-5 мм) един от друг.

  1. Ние произвеждаме запояване на фотоклетки съгласно следната електрическа схема: “+” следите се намират от предната страна на плочата, “-” - на гърба. Преди запояване, внимателно нанесете флюс и припой, за да свържете контактите.
  2. Извършваме последователно запояване на всички фотоклетки в редове от горе до долу. Редовете трябва да бъдат свързани помежду си.
  3. Започваме да залепяме фотоклетки. За да направите това, нанесете малко количество уплътнител към центъра на всяка силиконова подложка.
  4. Обръщаме получените вериги с фотоклетки с предната страна (където сините плочи са) нагоре и поставяме плочите в съответствие с маркировките, които са били нанесени по-рано. Внимателно натиснете всяка плоча, за да я фиксирате на мястото си.
  5. Контактите на екстремните фотоклетки се извеждат към шината съответно “+” и “-“. Препоръчва се използването на по-широк сребърен проводник за гумата.
  6. Слънчевата батерия трябва да бъде снабдена с блокиращ диод, който се свързва с контактите и предотвратява изтичането на батериите през конструкцията през нощта.
  7. В долната част на рамката пробиваме отвори, за да извадим проводниците.

Те трябва да бъдат прикрепени към рамката, така че да не излизат, това може да се направи със силиконов уплътнител.

Стъпка 1: За да отстраните защитния восъчен слой от повърхността на фотоволтаичните плочи, те се потапят в гореща, но не вряща вода Стъпка 2: След накисване в гореща вода за отстраняване на восъчното покритие, силициевите пластини се изсушават върху кърпа. Стъпка 3: За да се улесни процеса на запояване и фиксиране на плочите, техните очертания се изчертават върху основата Стъпка 4: Елементите са свързани последователно. Запояването използва нискомощно спояващо желязо и спойка с пръчка в сърцевината Стъпка 5: Запояването се извършва, докато всички елементи на една хелиосистема са свързани към 6 пина. Стъпка 6: След свързване на задната страна на фотоволтаичните плочи те се обръщат и образуват външни тоководещи линии. Стъпка 7: Шината, към която са свързани линиите на батериите, е направена от медна оплетка от стар кабел. гумата се поставя върху капка лепило Стъпка 8: След сглобяването, всяка от двете части на бъдещата слънчева батерия трябва да бъде тествана за работа в естествена светлина.

Стъпка # 4 - Тестване на батерията преди запечатване

Изпитването на слънчевия панел трябва да се извърши, преди да бъде запечатано, за да се елиминират неизправностите, които често се случват по време на запояване. Най-добре е да се тества след запояването на всеки ред елементи - много по-лесно е да се открие къде са свързани контактите лошо.

За тестване се нуждаете от обикновен домашен амперметър. Измерванията трябва да се извършват в слънчев ден в 13-14 часа, слънцето не трябва да се скрива от облаците.

Изваждаме батерията на улицата и го монтираме в съответствие с предварително изчисления ъгъл на наклона. Свързваме амперметъра с контактите на акумулатора и измерваме тока на късо съединение.

Точката на изпитване е, че работният ток на електрическия ток трябва да бъде 0.5-1.0 A по-нисък от тока на късо съединение. Показанията на инструмента трябва да са по-високи от 4, 5 А, което означава, че слънчевата батерия работи.

Ако тестерът дава по-малки показания, тогава последователността на фотоклетъчната връзка вероятно е счупена някъде.

Обикновено, самостоятелно направената слънчева батерия, изградена от фотоволтаични клетки от група В, дава показания от 5-10 А, което е с 10-20% по-ниско от това на слънчевите панели от индустриален клас.

Стъпка 9: След проверка на работата на частите на батерията, запечатани върху основата, те се поставят в кутията Стъпка 10: Субстратите с плочи вътре в кутията са фиксирани на четири винта. Свързващите части на акумулаторната батерия се разреждат през вентилационните отвори. Стъпка 11: Диод Шотки е свързан последователно към всяка от половините на батерията, която се изгражда. Минусът му се свързва със системата плюс Стъпка 12: Пробийте дупка, за да извадите кабелите от кутията. Проводниците са заплетени, за да не се разхлабят и фиксирани с уплътнител Етап 13: След нанасяне на уплътнителя е необходимо да се направи технологичен счупване, което да позволи на полимеризацията на състава Стъпка 14: Двуполюсен щепсел е свързан към проводника от слънчевия панел. Принадлежността към него е монтирана на батерията на устройството, което ще зарежда батерията. Стъпка 15: След като съберете двете части на устройството и изведете захранващата линия, батерията се покрива с предварително подготвен екран Стъпка 16: Преди запечатване на хелиопримните фуги, отново се извършва проверка на работата, за да се елиминират изходящите контакти във времето, ако са открити.

Стъпка # 5 - Запечатване на фотоклетките в корпуса

Запечатването може да се извърши само след като се уверите, че батерията работи. За запечатване е най-добре да се използва епоксидна смес, но като се има предвид, че потреблението на материали ще бъде голямо, а цената му е около 40-45 долара. Ако това е малко скъпо, то вместо това можете да използвате всички същите силиконови уплътнители.

Използването на силиконов уплътнител дава предимство на този върху опаковката, който показва, че е подходящ за употреба при температури под нулата.

Има два начина за запечатване:

  • пълно запълване, когато панелите са запълнени с уплътнител;
  • прилагане на уплътнител върху пространството между фотоклетките и върху екстремните елементи.

В първия случай печатът ще бъде по-надежден. След пълнене, уплътнителят трябва да вземе. След това плексиглас се поставя отгоре и плътно притиска към плочите, покрити със силикон.

За да осигурят амортизация и допълнителна защита между задната повърхност на фотоклетките и рамката на ПДЧ, много майстори съветват да се монтира уплътнение, изработено от твърда пяна с широчина 1.5-2.5 cm.

Не е необходимо да се прави това, но е желателно, като се има предвид, че силициевите пластини са доста крехки и лесно се повреждат.

След инсталирането на плексиглас върху дизайна натоварване, под действието на които екструдиране на въздушни мехурчета. Слънчевата батерия е готова и след повторно тестване може да бъде инсталирана на предварително избрано място и свързана със слънчевата система на вашия дом.

Заключения и полезно видео по темата

Преглед на фотоклетки, поръчани в китайски онлайн магазин:

Видео инструкции за производство на слънчеви панели:

Създаването на слънчев панел със собствени ръце не е лесна задача. Ефективността на повечето от тези батерии е по-ниска от тази на промишлените панели с 10-20%. Най-важното при проектирането на слънчева батерия е да изберете и инсталирате фотоволтаици правилно.

Не се опитвайте веднага да създадете огромен панел. Опитайте първо да изградите малко устройство, за да разберете всички нюанси на този процес.

Имате ли практически умения за създаване на слънчеви клетки? Моля, споделете опита си с посетителите на нашия сайт - напишете коментари в блока по-долу. Можете също така да задавате въпроси относно темата на статията.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Строителство