Jak zrobić baterię słoneczną w domu?

Wykorzystanie energii słonecznej wiąże się głównie ze statkami kosmicznymi. A teraz z różnymi odległymi krajami, w których „alternatywna energia” szybko się rozwija. Ale spróbuj tego samego, nawet z urządzeniami domowej roboty, które pasują niemal do każdego.

Z egzotycznego urządzenia przeznaczonego wyłącznie do specjalnych potrzeb, bateria słoneczna stała się stosunkowo masywnym źródłem energii. A powodem tego są nie tylko względy środowiskowe, ale także ciągły wzrost cen energii elektrycznej z głównych sieci. Co więcej, wciąż jest sporo miejsc, w których takie sieci nie są w ogóle rozciągnięte i nie wiadomo, kiedy się pojawią. Niezależna troska o ciągnięcie autostrady, łącząca w ten wysiłek dużą liczbę ludzi jest prawie niemożliwa. Ponadto, nawet z sukcesem, będziesz musiał zanurzyć się w świecie gwałtownej inflacji.

I nie jest nawet w formacie - wygląd i geometria są po prostu blisko. Ale skład chemiczny znacznie się różni. Najbardziej masowe produkty są wykonane z krzemu, który jest dostępny dla prawie wszystkich i jest niedrogi. Wydajność baterii nie jest gorsza niż co najmniej droższe opcje.

Istnieją trzy główne opcje krzemu, takie jak:

• monokryształy;
• polikryształy;
• bezpostaciowa substancja.

Pojedynczy kryształ, jeśli zaczniemy od skompresowanych wyjaśnień technicznych, jest najczystszym rodzajem krzemu. Zewnętrznie panel wygląda jak rodzaj plastra miodu. Dokładnie oczyszczona substancja w postaci stałej jest podzielona na wyjątkowo cienkie płytki, z których każda ma nie więcej niż 300 mikronów. Aby mogły funkcjonować, używają siatek elektrod. Powtarzające się komplikacje technologii w porównaniu do rozwiązań alternatywnych sprawiają, że takie źródła energii są najdroższe.

Niewątpliwą zaletą krzemu monokrystalicznego jest bardzo wysoka wydajność. według standardów energii słonecznej, około 20%. Polikryształ otrzymuje się inaczej, wymagane jest najpierw stopienie materiału, a następnie powolne obniżanie jego temperatury. Względna prostota techniki i minimalne zużycie energii podczas produkcji mają pozytywny wpływ na koszty. Minusem jest zmniejszona wydajność, nawet w idealnym przypadku, nie przekracza 18%. Rzeczywiście, wewnątrz samych polikryształów jest sporo struktur, które obniżają jakość pracy.

Panele amorficzne prawie nie tracą na obu wymienionych właśnie gatunkach. W ogóle nie ma tu kryształów, zamiast tego istnieje „silan” - jest to związek krzemu z wodorem, umieszczony na podłożu. Wydajność wynosi około 5%, co jest w dużej mierze równoważone przez wielokrotny wzrost absorpcji.

Czasami można znaleźć kombinację elementów jednokrystalicznych lub polikrystalicznych z wariantem amorficznym. Pomaga to połączyć zalety zastosowanych schematów i ugasić praktycznie wszystkie ich wady.W celu zmniejszenia kosztów produktów coraz częściej stosuje się technologię folii, która zapewnia wytwarzanie prądu na bazie tellurku kadmu. Związek ten jest sam w sobie toksyczny, ale uwalnianie trucizny do środowiska jest znikome. Można również stosować selenki miedzi i indu, polimery.

Koncentracja produktów zwiększa efektywność korzystania z obszaru panelu. Ale osiąga się to tylko dzięki zastosowaniu systemów mechanicznych, które zapewniają odwrócenie soczewek po słońcu. Zastosowanie barwników fotouczulających potencjalnie pomaga poprawić odbiór energii słonecznej, ale na razie jest to bardziej ogólna koncepcja i rozwój entuzjastów. Jeśli nie chcesz eksperymentować, lepiej jest wybrać bardziej stabilny i sprawdzony projekt. Dotyczy to zarówno niezależnej produkcji, jak i zakupu gotowego produktu.

Tworzenie własnej baterii słonecznej nie jest tak trudne, jak się wydaje. Zasada działania urządzenia opiera się na zastosowaniu złącza półprzewodnikowego, podświetlane urządzenie musi wytwarzać prąd. Niezależnie od produkcji odbiornik nie działa, do tego potrzebne są złożone manipulacje produkcyjne i specjalistyczny sprzęt. Ale wykonanie części mocy konwertera z improwizowanych środków i materiałów nie jest trudne. Do energii w prawdziwym znaczeniu tego słowa potrzebna jest płyta krzemowa, której powierzchnia pokryta jest siatką diod.

Wszystkie płyty powinny być traktowane jako oddzielne moduły wytwórcze. Ważne jest, aby zrozumieć, że optymalna wydajność jest osiągana, gdy kierunek do słońca jest stały, a energia musi być zadbana. Delikatna bateria powinna być niezawodnie chroniona przed zanieczyszczeniem przed wnikaniem śniegu. Jeśli tak się stanie, obce wtrącenia należy usunąć jak najszybciej. Pierwszym krokiem w pracy staje się przygotowanie ramy.

Jest głównie wykonany z duraluminium, które ma następujące cechy:

• nie koroduje;
• nie uszkodzone przez nadmierną wilgoć;
• służy jak najdłużej.

Ale nie jest konieczne dokonywanie takiego wyboru. Jeśli przeprowadzane jest barwienie i obróbka specjalna, całkiem dobre wyniki osiąga się przy użyciu stali lub drewna. Nie zaleca się zakładania bardzo dużych paneli, co jest niewygodne i zwiększa żagiel. Aby naładować akumulator kwasowy 12 V, należy utworzyć napięcie robocze 15 V. W związku z tym moduły o napięciu 0,5 V będą wymagały 30 sztuk.

Możesz stworzyć projekt puszek po piwie. Obudowy wykonane są ze sklejki 1,5 cm, a panel przedni wykonany jest ze szkła organicznego lub poliwęglanu. Dopuszcza się stosowanie szkła standardowego o grubości 0,3 cm. Kolektor słoneczny powstaje przez barwienie czarnym pigmentem. Farba powinna być odporna na znaczne ciepło. Pokrywy są zaprojektowane tak, aby zapewnić zwiększoną wydajność wymiany ciepła.

Powinien zabierać tylko puszki aluminiowe, stal nie pasuje. Weryfikacja odbywa się w najprostszy sposób - za pomocą magnesu. Donets przebija, wejdź do przebijaka lub gwoździa (chociaż możesz wiercić).

Zacisk jest włożony i zniekształcony zgodnie ze wzorem. Wierzch słoika jest cięty, aby zrobić coś w rodzaju płetwy. Pomaga przepływowi powietrza, aby usunąć maksymalne ciepło z ogrzewanej ściany. Następnie słoik jest odtłuszczany dowolnym detergentem i przyklejany do wcześniej pociętych kawałków. Aby wyeliminować chybienia, możesz użyć szablonu z kilku desek, przybity gwoździami pod kątem prostym.

Często używają projektów z dysku. Są dobrymi ogniwami fotowoltaicznymi. Alternatywnie, umieść płyty z miedzi.Obwód elektryczny, jak już wspomniano, działa na tej samej zasadzie, co większość tranzystorów. Folia została zaprojektowana, aby zapobiec przegrzaniu. Alternatywnie, w miesiącach letnich wystarczy użyć powierzchni przyciętej w jasnych kolorach.

Aby cała instalacja pracowała na baterii słonecznej przy napięciu 220 woltów, potrzebne będą następujące narzędzia:

• 40W lutownica elektryczna;
• szczeliwa na bazie silikonu;
• taśma klejąca, klejona po obu stronach;
• kalafonia;
• lut;
• drut, przez który płynie prąd;
• topnik;
• opona miedziana;
• elementy złączne;
• wiertło;
• przezroczysty materiał arkuszowy;
• sklejka, szkło organiczne lub tekstolit;
• Diody projektowe Schottky'ego.

Instrukcja „krok po kroku” zapewnia wyjścia z paneli do baterii za pomocą diody ochronnej, która pomaga wyeliminować samorozładowanie. Dlatego do wyjścia doprowadzany jest prąd 14,3 V. Standardowy prąd ładowania wynosi 3,6 A. Jego moc osiąga się przy użyciu 90 ogniw. Połączenie części panelu odbywa się w sposób szeregowy równoległy.

Dzięki współczynnikom korekcji dla 12 godzin światła słonecznego można uzyskać 0,28 kW / h. Elementy są rozmieszczone w 6 pasach, dla dość swobodnej instalacji wymagana jest rama o wymiarach 90x50 cm. Dla informacji - gdy są przygotowane ramki o innych rozmiarach, lepiej jest przeliczyć zapotrzebowanie na elementy. Jeśli nie jest to możliwe, użyj części o innym rozmiarze, są one umieszczane przez zmianę długości i szerokości serii.

Pożądane jest, aby pracować w idealnie poziomym miejscu, gdzie wygodnie jest podejść z każdej strony. Zaleca się, aby przygotowane płytki były umieszczone nieco od siebie, gdzie będą ubezpieczone od upadków i uderzeń. Nawet zabranie panelu nie jest łatwe, zajmują tylko jeden raz i bardzo ostrożnie. Jest to niezmiernie ważne podczas instalowania wewnętrznych paneli słonecznych do domu lub dachówek, aby zapewnić niezawodne UZO. Takie urządzenia sprawiają, że korzystanie z systemu jest bezpieczniejsze, zmniejszając ryzyko obrażeń spowodowanych przez prąd elektryczny i pożar.

Większość ekspertów zaleca przyklejenie odłączonych elementów w jednym łańcuchu. Podłoże musi być płaskie, ponieważ zapewnia niezawodność. Alternatywnie możesz włożyć do ramy i dokładnie wzmocnić arkusz szkła lub pleksi. Ten produkt wymaga obowiązkowego uszczelnienia. Ułóż elementy na podłożu w ustalonej kolejności i przyklej je taśmą dwustronną.

Strona robocza musi być obrócona na przezroczysty materiał, a przewody lutownicze są owinięte w innym kierunku. Najwygodniej jest odlutować kołki, jeśli rama jest wyłożona płaszczyzną roboczą na stole.

Po przyklejeniu płyt, należy nałożyć podszewkę zmiękczającą, używając do tego następujących materiałów:

• arkusze gumowe;
• płyty pilśniowe;
• kartony.

Teraz możesz wstawić tylną ścianę do ramy i uszczelnić ją. Wymiana ściany zasilającej na związek, w tym żywicę epoksydową, jest całkiem możliwa. Ale taki krok musi być wykonany tylko pod warunkiem, że panel nie musi być demontowany i naprawiany. Standardowy segment zapewnia około 50 watów prądu w sprzyjających warunkach. A to wystarczy, aby zasilać lampy LED w małych domach.

Aby zapewnić komfortowe życie, będziesz musiał wydać od 4 kW / h energii elektrycznej dziennie. W celu utrzymania rodziny trzyosobowej trzeba będzie zgłosić już 12 kW / h. Biorąc pod uwagę nieuniknione dodatki (kiedy na przykład standardowy zestaw urządzeń i perforator działają jednocześnie), liczba ta musi zostać zwiększona o kolejne 2–3 kW. Te parametry mogą być podstawą do obliczenia wymaganych parametrów. Aby praca przebiegała normalnie, konieczne jest dodanie do obwodu urządzenia sterującego ładowaniem.

12 V DC, ponieważ to właśnie ta moc wytwarza typową i samodzielnie wytwarzaną baterię, przetwornica jest zdolna do przeróbki przy 220 V AC. Jeśli nie chcesz go kupić, będziesz musiał ukończyć dom za pomocą urządzeń elektrycznych zaprojektowanych na 12 lub 24 V. Ponieważ drogi niskiego napięcia są nasycone silnym prądem, będziesz musiał wybrać przewody o dużym przekroju i nie skąpić na izolacji. Akumulatory ołowiowe zawierające kwas są wykorzystywane do gromadzenia wytworzonej energii elektrycznej. Pomimo wszystkich ulepszeń technologicznych, najlepsza opcja nie została jeszcze zaproponowana. Aby zwiększyć wytwarzane napięcie, włóż 2 lub 4 baterie.

Największe wydatki poniesie samo pozyskanie paneli, które łapią promienie słoneczne. Możesz zaoszczędzić pieniądze, jeśli zamówisz chińskie towary w sklepach elektronicznych. Ogólnie rzecz biorąc, takie propozycje są wysokiej jakości, ale konieczne jest uważne zapoznanie się z reputacją sprzedawców, otrzymując informacje zwrotne o ich działaniach. Możesz wybrać sprawny system z drobnymi wadami. Producenci odrzucają je i wystawiają na sprzedaż, aby nie wydawać pieniędzy na drogi recykling.

Samodzielny montaż falownika jest uzasadniony tylko w przypadku ograniczonego poboru prądu. A kontrolery ładowania są warte niewielką kwotę, więc ich produkcja nie jest uzasadniona własnymi rękami. Przy projektowaniu baterii należy pamiętać, że jej elementy powinny być oddzielone odstępem 0,3–0,5 cm.

Często wybierają konstrukcje z profili aluminiowych i szkła organicznego. Następnie gotowane na bazie metalowej ramy kątowej o prostokątnym kształcie. Narożniki ramy są wiercone, dzięki czemu później łatwiej jest zamocować konstrukcję. Wewnątrz obwód jest rozmazany odczynnikiem silikonowym. Teraz możesz umieścić arkusz przezroczystego materiału, który jest dociskany możliwie najmocniej do ramy.

Narożniki pudełka są przebijane śrubami przytrzymującymi specjalne narożniki. Te narożniki nie pozwolą pleksi na dowolną zmianę położenia wewnątrz produktu. Zaraz po tym pozostaw przedmiot obrabiany sam i poczekaj, aż szczeliwo wyschnie. Na tym wstępnym etapie jest zakończona. Przed wprowadzeniem łapaczy słonecznych do kadłuba jest on dokładnie wytarty, dzięki czemu nie ma żadnych oznak zanieczyszczenia. Same talerze są również czyszczone, ale robią to z najwyższą ostrożnością.

Przed montażem konstrukcji z lutowanymi przewodami w fabryce pożądana jest ocena jakości połączeń i wyeliminowanie wszystkich wykrytych deformacji. Gdy opony nie są jeszcze połączone, są początkowo przylutowane do styków na płytach, a dopiero potem są wzajemnie połączone.

Kolejność połączenia jest następująca:

• pomiar wymaganego obszaru opon;
• cięcie pasków zgodnie z wynikiem pomiaru;
• nasmaruj przetworzony kontakt topnikiem z prawej strony;
• Starannie i dokładnie załóż oponę, używając rozgrzanego przewodu lutowniczego na całej powierzchni, która ma być podłączona;
• Odwróć płytkę i powtórz wszystkie te same manipulacje od początku.

Po zakończeniu dokładnie sprawdź całą powierzchnię akumulatora i każde połączenie. Nie można wykluczyć nawet najmniejszych wad. Pozostałe rowki i wgłębienia są eliminowane przez kolejne przejście lutownicy, która jest już tak łagodna, jak to możliwe, i jeszcze mniej naciskająca. Sama lutownica nie powinna być mocna, wręcz przeciwnie - silne ocieplenie jest przeciwwskazane. W przypadku braku doświadczenia z tak drobną pracą, pożądane jest przygotowanie oznaczonego arkusza sklejki. Unika wielu poważnych błędów. Podczas lutowania kontaktów nie można pominąć ich polaryzacji, w przeciwnym razie system nie będzie działał.

Umieszczenie talerzy w ciele jest pożądane, aby zrobić je razem, ponieważ samo nie jest zbyt wygodne. Następnie podłącz każdy przewód od krawędzi płyty do wspólnych autostrad dla prądu. Przynosząc przygotowany panel do obszaru oświetlonego przez słońce, mierzy się napięcie we wspólnych oponach, które powinno mieścić się w wartościach projektowych.

Istnieje inny sposób na uszczelnienie panelu słonecznego. Niewielkie ilości szczeliw silikonowych są nakładane w szczeliny płytek i na wewnętrzne krawędzie obudowy. Następnie, rękoma, zewnętrzne strony fotokomórek są dociskane do pleksiglasu, jednocześnie osiągając idealną gęstość. Nałóż niewielki ładunek na każdą krawędź, czekając na wyschnięcie szczeliwa. Następnie smaruj każde złącze płyty i wnętrze ramy.

W tym przypadku szczeliwo może dotykać krawędzi płyt, ale nie może ich dotykać żadna inna część. Bok obudowy będzie służył do instalacji złącza łączącego, które jest połączone z diodami Schottky'ego. Zewnętrzna strona jest pokryta ekranem z przezroczystych materiałów. Stworzona konstrukcja jest tak przemyślana, że ​​nawet niewielka ilość wilgoci nie wchodzi do środka. Frontowa powierzchnia szkła organicznego jest lakierowana.

Bateria słoneczna może wytrzymać bardzo długo i stabilnie, dostarczając prąd do okablowania domu. Ale wiele zależy nie tylko od jakości jego montażu i późniejszego połączenia. Bardzo ważne jest, aby obsługiwać tak łagodny generator, jaki powinien być. Zaleca się kierowanie baterii, jeśli nie są one wyposażone w system dostosowujący się do słońca, wyraźnie na południe, co pomoże złapać maksymalną energię i zmniejszyć nieproduktywne straty. Aby wyeliminować błąd, wystarczy ustawić generator pod takim kątem do horyzontu, który jest równy liczbie stopni szerokości geograficznej w danym miejscu. Ale ponieważ dysk słoneczny zmienia swoje położenie na niebie w ciągu roku, zaleca się obniżenie kąta w miesiącach wiosennych i zwiększenie go, gdy nadejdzie jesień.

Dodanie systemu monitorowania w warunkach życia nie jest wskazane. Uzasadnia to inwestycje wyłącznie na poziomie przemysłowym. Dużo bardziej opłaca się umieścić kilka baterii jednocześnie, zorientowanych na najbardziej prawdopodobne kąty oświetlenia. Umieszczając generatory słoneczne na dachu płaskim, na przykład z pokrycia dachowego lub blachy, warto podnieść je ponad płaszczyznę. Następnie przepływ powietrza od dołu zwiększy wydajność pracy. Nie trzeba tego robić na falistych dachach, chociaż podnoszenie nie będzie szkodliwe.

Najlepsze dachy są zorientowane na południe i urządzone w formie płaskich ramp. W tej sytuacji rampa służy do zamocowania kilku kątów, których wielkość pokrywa się z wielkością modułu. Wyjście powyżej grzbietu wynosi około 0,7 m, a moduł jest przymocowany do rogów z przerwą 150–200 mm. Alternatywnie możesz powiesić baterię pod tym samym kątem poniżej nachylenia dachu. Na falistej powierzchni rogi są często zastępowane rurami o starannie dobranej średnicy.

Bloki słoneczne powinny być ustawione poziomo, co zmniejszy rozkład temperatury między ich dolną i górną częścią o 50% w porównaniu z instalacją pionową. Oznacza to, że nie tylko rzeczywisty zasób wzrośnie, ale również możliwe będzie zwiększenie skuteczności systemu.

Strona instalacji musi mieć następujące funkcje:

• jak najjaśniej;
• mając minimalny cień;
• dobrze dmuchane przez wiatry.

Samodzielny panel słoneczny może być nawet używany do ogrzewania prywatnego domu. Taki sprzęt można zamontować bez konieczności uzyskania zezwolenia od agencji rządowych.Ale nawet przy aktywnym użytkowaniu nie można ocenić skuteczności wcześniej niż po 36 miesiącach. Ponadto ta opcja jest bardzo droga. Ponieważ prawie wszędzie w Rosji temperatura jest regularnie ujemna, konieczne będzie dodanie izolacji cieplnej do układu słonecznego.

Stabilna praca baterii zapewniona jest w zakresie temperatur od -40 do +90 stopni. Dobra praca jest gwarantowana średnio przez 20 lat, a następnie wydajność jest znacznie zmniejszona. Wybierając sterownik, należy wziąć pod uwagę różnicę między mocnymi i słabymi systemami elektrycznymi. Jeśli nie ma kontrolera lub uległ on awarii, będziesz musiał stale monitorować poziom naładowania baterii. Nieuwaga może skrócić żywotność napędu ładowania.

Jak zrobić baterię słoneczną własnymi rękami, zobacz następny film.