Kako napraviti solarnu bateriju vlastitim rukama: upute za samostalnu montažu

Solarni paneli su izvor energije koji se može koristiti za proizvodnju električne energije ili topline za niske zgrade. Ali solarni paneli su skupi i nedostupni su većini stanovnika naše zemlje. Slažeš li se?

Druga je stvar kada sami napravite solarnu bateriju - troškovi su značajno smanjeni, a ovaj dizajn ne radi ništa gore od industrijski proizvedene ploče. Stoga, ako ozbiljno razmišljate o kupnji alternativnog izvora električne energije, pokušajte ga sami napraviti - nije jako teško.

Ovaj članak govori o proizvodnji solarnih panela. Reći ćemo vam koji materijali i alati će vam trebati za to. A malo niže naći ćete upute korak po korak s ilustracijama koje jasno pokazuju napredak rada.

Ukratko o uređaju i radu

Sunčeva energija se može pretvoriti u toplinu, kada je nositelj energije tekućina za hlađenje, ili u električnu energiju, prikupljenu u baterijama. Baterija je generator koji radi na principu fotoelektričnog efekta.

Pretvorba sunčeve energije u električnu događa se nakon što sunčeve zrake dođu do ploča fotoćelija, koje su glavni dio baterije.

U ovom slučaju kvanti svjetlosti "oslobađaju" svoje elektrone iz ekstremnih orbita. Ti slobodni elektroni proizvode električnu struju koja prolazi kroz kontroler i nakuplja se u bateriji, a odatle odlazi do potrošača energije.

Silikonski elementi djeluju kao ploče fotoćelija. Silicijska pločica je s jedne strane presvučena tankim slojem fosfora ili bora, pasivnog kemijskog elementa.

Na ovom mjestu, pod utjecajem sunčeve svjetlosti, oslobađa se veliki broj elektrona, koji se zadržavaju fosfornim filmom i ne razlijeću se.

Na površini ploče nalaze se metalne "tračnice" na kojima se poredaju slobodni elektroni tvoreći uređeno kretanje, tj. struja.

Što je više takvih silikonskih pločica-fotoćelija, to se može dobiti veća električna struja. Pročitajte više o principu rada solarne baterije Unaprijediti.

Gornji sloj ploča fotoćelija prekriven je slojem koji sprječava refleksiju sunčeve svjetlosti od ploča, povećavajući njihovu učinkovitost

Materijali za izradu solarne ploče

Kada počnete graditi solarnu bateriju, morate se opskrbiti sljedećim materijalima:

• silikatne ploče-fotoćelije;
• ploče od iverice, aluminijski kutovi i letvice;
• tvrda pjenasta guma debljine 1,5-2,5 cm;
• prozirni element koji služi kao baza za silikonske pločice;
• vijci, samorezni vijci;
• silikonsko brtvilo za vanjsku upotrebu;
• električne žice, diode, terminali.

Količina potrebnih materijala ovisi o veličini vaše baterije, koja je najčešće ograničena brojem dostupnih solarnih ćelija. Alati koji će vam trebati su: odvijač ili set odvijača, metalna pila za metal i drvo, lemilo. Za testiranje gotove baterije trebat će vam ampermetar.

Pogledajmo sada detaljnije najvažnije materijale.

Silicijske pločice ili solarne ćelije

Fotoćelije za baterije dolaze u tri vrste:

• polikristalni;
• monokristalni;
• amorfan.

Polikristalne pločice karakterizira niska učinkovitost. Veličina blagotvornog učinka je oko 10 - 12%, ali se ta brojka ne smanjuje tijekom vremena. Vijek trajanja polikristala je 10 godina.

Solarna baterija sastavljena je od modula koji se pak sastoje od fotoelektričnih pretvarača. Baterije s krutim silikonskim solarnim ćelijama su vrsta sendviča sa uzastopnim slojevima montiranim u aluminijski profil

Monokristalne solarne ćelije mogu se pohvaliti većom učinkovitošću - 13-25% i dugim vijekom trajanja - preko 25 godina. Međutim, s vremenom se učinkovitost monokristala smanjuje.

Monokristalni pretvarači proizvode se piljenjem umjetno uzgojenih kristala, što objašnjava najveću fotovodljivost i produktivnost.

Filmski fotopretvarači se proizvode taloženjem tankog sloja amorfnog silicija na fleksibilnu polimernu površinu

Fleksibilne baterije s amorfnim silicijem su najnovije. Njihov fotoelektrični pretvarač raspršuje se ili spaja na polimernu bazu. Učinkovitost je oko 5 - 6%, ali film sustavi su izuzetno jednostavni za postavljanje.

Filmski sustavi s amorfnim fotopretvornicima pojavili su se relativno nedavno. Ovo je izuzetno jednostavan i izuzetno jeftin tip, ali gubi potrošačke kvalitete brže od svojih suparnika.

Nije praktično koristiti fotoćelije različitih veličina. U ovom slučaju, maksimalna struja koju proizvode baterije bit će ograničena strujom najmanjeg elementa. To znači da veće ploče neće raditi punim kapacitetom.

Prilikom kupnje solarnih ćelija raspitajte se kod prodavača o načinu dostave; većina prodavača koristi metodu voskanja kako bi se spriječilo uništavanje lomljivih elemenata

Najčešće se za domaće baterije koriste mono- i polikristalne fotoćelije dimenzija 3x6 inča, koje se mogu naručiti u internetskim trgovinama kao što je E-bye.

Cijena fotoćelija je prilično visoka, ali mnoge trgovine prodaju takozvane elemente skupine B. Proizvodi svrstani u ovu skupinu su neispravni, ali pogodni za uporabu, a cijena im je 40-60% niža od standardnih ploča.

Većina internetskih trgovina prodaje fotonaponske ćelije u setovima od 36 ili 72 fotonaponske pretvorničke ploče. Za spajanje pojedinačnih modula u bateriju bit će potrebne sabirnice, a terminali za spajanje na sustav.

Okvir i prozirni element

Okvir za buduću ploču može biti izrađen od drvenih letvica ili aluminijskih uglova.

Druga je opcija poželjnija iz više razloga:

• Aluminij je lagani metal koji ne opterećuje značajno nosivu konstrukciju na koju se planira ugraditi baterija.
• Kada se provodi antikorozivna obrada, aluminij nije osjetljiv na hrđu.
• Ne upija vlagu iz okoline i ne truli.

Prilikom odabira prozirnog elementa morate obratiti pozornost na parametre kao što su indeks loma sunčeve svjetlosti i sposobnost apsorpcije infracrvenog zračenja.

Učinkovitost fotoćelija izravno će ovisiti o prvom pokazatelju: što je niži indeks loma, to je veća učinkovitost silicijskih ploča.

Minimalni koeficijent refleksije je za pleksiglas ili njegovu jeftiniju verziju - pleksiglas. Indeks loma polikarbonata je nešto niži.

Vrijednost drugog indikatora određuje hoće li se same silikonske solarne ćelije zagrijavati ili ne. Što su ploče manje izložene toplini, to će duže trajati. IR zračenje najbolje apsorbira poseban pleksiglas koji apsorbira toplinu i staklo s IC apsorpcijom. Malo gore je obično staklo.

Ako je moguće, najbolja opcija bila bi koristiti antirefleksno prozirno staklo kao prozirni element.

Što se tiče omjera cijene i loma svjetlosti te apsorpcije IR zračenja, pleksiglas je najbolja opcija za izradu solarnih panela

Dizajn sustava i izbor mjesta

Projekt solarnog sustava uključuje izračun potrebne veličine solarne ploče. Kao što je gore spomenuto, veličina baterije obično je ograničena skupim solarnim ćelijama.

Solarna baterija mora biti postavljena pod određenim kutom, koji bi osigurao maksimalnu izloženost silicijskih pločica sunčevoj svjetlosti. Najbolja opcija su baterije koje mogu promijeniti kut nagiba.

Mjesto postavljanja solarnih ploča može biti vrlo raznoliko: na tlu, na kosom ili ravnom krovu kuće, na krovovima pomoćnih prostorija.

Jedini uvjet je da baterija mora biti postavljena na sunčanu stranu mjesta ili kuće, a ne zasjenjena visokom krošnjom drveća. U tom slučaju optimalni kut nagiba mora se izračunati pomoću formule ili pomoću specijaliziranog kalkulatora.

Kut nagiba ovisit će o mjestu kuće, godišnjem dobu i klimi. Poželjno je da baterija ima mogućnost promjene kuta nagiba prateći sezonske promjene visine sunca, jer Najučinkovitije djeluju kada sunčeve zrake padaju strogo okomito na površinu.

Za europski dio zemalja ZND-a preporučeni stacionarni kut nagiba je 50 - 60 º. Ako dizajn predviđa uređaj za promjenu kuta nagiba, tada je zimi bolje postaviti baterije pod 70 º prema horizontu, ljeti pod kutom od 30 º

Izračuni pokazuju da 1 četvorni metar solarnog sustava omogućuje dobivanje 120 W. Dakle, izračunima se može utvrditi da je za opskrbu prosječne obitelji električnom energijom u iznosu od 300 kW mjesečno potreban solarni sustav od najmanje 20 četvornih metara.

Bit će problematično odmah instalirati takav solarni sustav. Ali čak i instaliranje baterije od 5 metara pomoći će u uštedi električne energije i dati skroman doprinos ekologiji našeg planeta. Također vam savjetujemo da se upoznate s principom izračuna potrebne količine solarni paneli.

Solarna baterija može se koristiti kao rezervni izvor energije tijekom čestih prekida centraliziranog napajanja. Za automatsko prebacivanje potrebno je osigurati sustav neprekidnog napajanja.

Takav sustav je prikladan po tome što se pri korištenju tradicionalnog izvora električne energije punjenje provodi u isto vrijeme baterija solarnog sustava. Oprema za opsluživanje solarne baterije nalazi se unutar kuće, pa je za nju potrebno predvidjeti posebnu prostoriju.

Prilikom postavljanja baterija na kosi krov kuće, ne zaboravite na kut nagiba ploče; idealna opcija je kada baterija ima uređaj za sezonsku promjenu kuta nagiba

Instalacija solarne ploče korak po korak

Nakon odabira mjesta za postavljanje solarne ploče i opreme za servisiranje solarnog sustava, kao i raspolaganja svim potrebnim materijalima i alatima, možete započeti s montažom baterije.

Tijekom ugradnje potrebno je pridržavati se sigurnosnih mjera, posebno prilikom izvođenja ugradnja gotove ploče na krovu kuće. Pogledajmo korak po korak algoritam kako napraviti solarnu bateriju.

Korak #1 - lemljenje kontakata silikonskih pločica

Instalacija domaće solarne baterije često počinje lemljenjem vodiča fotoćelija. Naravno, ako imate priliku, najbolje je odmah kupiti fotoćelije s vodičima, jer Lemljenje je vrlo težak i mukotrpan posao koji oduzima puno vremena.

Lemljenje se izvodi na sljedeći način:

1. Uzima se silicijska fotoćelija bez vodiča i metalna vodična traka.
2. Vodiči su izrezani pomoću kartonske ploče, njihova duljina je 2 puta veća od veličine silicijske ploče.
3. Dirigent je pažljivo postavljen na tanjur. Postoje dva vodiča po elementu.
4. Za rad s lemilom potrebno je nanijeti kiselinu na mjesto gdje će se lemiti.
5. Lemite pomoću lemilice, pažljivo pričvrstite vodič na ploču.

Tijekom procesa lemljenja ne možete vršiti pritisak na silikatni element, jer vrlo je krhak i može se slomiti! Ako ste dovoljno sretni da ste kupili fotoćelije s gotovim kontaktima, tada ćete se spasiti dugog i složenog rada tako što ćete prijeći ravno na izradu okvira za buduću bateriju.

Lemljenje kontakata za neispravne fotoćelije grupe B provodi se na isti način i u istom smjeru kao i za cijele ploče.

Korak # 2 - izrada okvira za solarnu bateriju

Okvir je mjesto gdje će se ugraditi fotoćelije. Za izradu okvira uzimaju se aluminijski uglovi i letvice od kojih se izrađuju okviri. Preporučena veličina kuta je 70-90 mm.

Silikonsko brtvilo nanosi se na unutarnju stranu metalnih uglova. Kutovi moraju biti pažljivo zapečaćeni, o tome ovisi trajnost cijele strukture.

Nakon što je aluminijski okvir spreman, počinjemo proizvoditi stražnje kućište. Stražnja kutija je drvena kutija od iverice s niskim stranicama.

Visoke strane će stvoriti sjenu na fotoćelijama, tako da njihova visina ne smije biti veća od 2 cm. Strane su pričvršćene pomoću samoreznih vijaka i odvijača.

Ventilacijski otvori su napravljeni od iverala na dnu kućišta kutije. Razmak između rupa je otprilike 10 cm.U aluminijski okvir ugrađen je prozirni element (pleksiglas, antirefleksno staklo, pleksiglas).

Prozirni element je pritisnut i fiksiran, njegovo pričvršćivanje se vrši pomoću hardvera: 4 u uglovima, kao i 2 na dugoj i 1 na kratkoj strani okvira. Hardver je pričvršćen vijcima.

Okvir za solarnu bateriju je spreman i možete prijeći na najvažniji dio - instalaciju fotoćelija. Pleksiglas je prije ugradnje potrebno očistiti od prašine i odmastiti tekućinom koja sadrži alkohol.

Korak #3 - ugradnja silicijskih pločica-fotoćelija

Montaža i lemljenje silicijskih pločica je dio koji oduzima najviše vremena u izradi DIY solarne ploče. Najprije postavimo fotoćelije na pleksiglas s plavim pločama prema dolje.

Ako vam je ovo prvi put da sastavljate bateriju, možete koristiti ploču za označavanje kako biste točno postavili ploče na malu (3-5 mm) udaljenost jedna od druge.

1. Lemimo fotoćelije prema sljedećem električnom dijagramu: staze "+" nalaze se na prednjoj strani ploče, "-" - na stražnjoj strani. Prije lemljenja pažljivo nanesite fluks i lem za spajanje kontakata.
2. Sve fotoćelije lemimo redom u redovima od vrha do dna. Zatim se redovi također moraju međusobno povezati.
3. Počnimo lijepiti fotoćelije. Da biste to učinili, nanesite malu količinu brtvila na sredinu svake silikonske pločice.
4. Dobivene lančiće s fotoćelijama okrenemo naopako (gdje su plave ploče) i postavimo ploče prema oznakama koje smo prethodno napravili. Lagano pritisnite svaku pločicu kako biste je učvrstili na mjestu.
5. Spojimo kontakte vanjskih fotoćelija na sabirnicu, odnosno "+" i "-".Preporuča se koristiti širi srebrni vodič za sabirnicu.
6. Solarna baterija mora biti opremljena diodom za blokiranje, koja se spaja na kontakte i sprječava pražnjenje baterija kroz konstrukciju noću.
7. Izbušimo rupe na dnu okvira kako bismo izvukli žice.

Žice moraju biti pričvršćene na okvir tako da ne vise; to se može učiniti pomoću silikonskog brtvila.

Korak #4 - Testirajte bateriju prije brtvljenja

Ispitivanje solarnog panela mora se provesti prije brtvljenja, kako bi se otklonili kvarovi koji se često javljaju tijekom lemljenja. Najbolje je testirati nakon lemljenja svakog reda elemenata - tako je puno lakše otkriti gdje su kontakti loše spojeni.

Za testiranje će vam trebati obični kućni ampermetar. Mjerenja se moraju obaviti na sunčan dan u 13-14 sati, sunce ne bi trebalo biti skriveno oblacima.

Bateriju izvadimo van i ugradimo je u skladu s prethodno izračunatim kutom nagiba. Spojimo ampermetar na kontakte baterije i mjerimo struju kratkog spoja.

Poanta ispitivanja je da radna snaga električne struje bude 0,5-1,0 A manja od struje kratkog spoja. Očitanja uređaja trebaju biti iznad 4,5 A, što ukazuje na funkcionalnost solarne baterije.

Ako tester daje niža očitanja, onda je negdje slijed spajanja fotoćelija vjerojatno prekinut.

Obično domaće solarna baterija, izrađen od fotoćelija skupine B, daje očitanja od 5-10 A, što je 10-20% niže od industrijski proizvedenih solarnih panela.

Korak #5 - brtvljenje fotoćelija postavljenih u kućište

Brtvljenje se može izvršiti tek nakon što se uvjerite da baterija radi. Za brtvljenje je najbolje koristiti epoksidni spoj, ali s obzirom na to da će potrošnja materijala biti velika, a njegova cijena je oko 40-45 dolara. Ako je malo skupo, umjesto toga možete koristiti isto silikonsko brtvilo.

Kada koristite silikonsko brtvilo, dajte prednost onom na čijem je pakiranju naznačeno da je prikladno za upotrebu na temperaturama ispod nule

Postoje dvije metode brtvljenja:

• potpuno punjenje, kada su ploče napunjene brtvilom;
• nanošenje brtvila na prostor između fotoćelija i na vanjske elemente.

U prvom slučaju, brtvljenje će biti pouzdanije. Nakon izlijevanja, brtvilo bi se trebalo stvrdnuti. Zatim se pleksiglas postavlja na vrh i čvrsto pritisne na ploče obložene silikonom.

Kako bi se osigurala apsorpcija udara i dodatna zaštita između stražnje površine fotoćelija i okvira od iverice, mnogi majstori savjetuju ugradnju tvrde pjenaste podloge širine 1,5-2,5 cm.

To nije nužno, ali je preporučljivo, s obzirom da su silicijske pločice dosta krhke i lako se oštećuju.

Nakon ugradnje pleksiglasa na konstrukciju se postavlja uteg pod čijim se utjecajem istiskuju mjehurići zraka. Solarna baterija je spremna i nakon ponovljenog testiranja može se postaviti na unaprijed odabrano mjesto i spojiti na solarni sustav Vašeg doma.

Zaključci i koristan video na tu temu

Pregled fotoćelija naručenih iz kineske internetske trgovine:

Video upute za izradu solarne baterije:

Izrada solarne baterije vlastitim rukama nije lak zadatak. Učinkovitost većine ovih baterija je 10-20% niža od učinkovitosti industrijski proizvedenih panela. Najvažnija stvar pri projektiranju solarne baterije je pravilno odabrati i ugraditi fotoćelije.

Ne pokušavajte odmah stvoriti veliku ploču. Prvo pokušajte izgraditi mali uređaj kako biste razumjeli sve nijanse ovog procesa.

Imate li praktične vještine u izradi solarnih panela? Podijelite svoje iskustvo s posjetiteljima naše stranice - napišite komentare u blok ispod. Tamo možete postavljati pitanja o temi članka.