Како направити соларну батерију својим рукама: упутства за самомонтажу

Соларни панели су извор енергије који се може користити за производњу електричне енергије или топлоте за ниску зграду. Али соларни панели су скупи и недоступни су већини становника наше земље. Да ли се слажете?

Друга је ствар када сами направите соларну батерију - трошкови су значајно смањени, а овај дизајн ради ништа лошије од индустријски произведеног панела. Стога, ако озбиљно размишљате о куповини алтернативног извора електричне енергије, покушајте да га направите сами - није много тешко.

Овај чланак ће говорити о производњи соларних панела. Рећи ћемо вам који материјали и алати ће вам бити потребни за ово. А мало ниже ћете пронаћи упутства корак по корак са илустрацијама које јасно показују напредак у раду.

Укратко о уређају и раду

Сунчева енергија се може претворити у топлоту, када је носилац енергије расхладна течност, или у електричну енергију, прикупљену у батеријама. Батерија је генератор који ради на принципу фотоелектричног ефекта.

Претварање сунчеве енергије у електричну се дешава након што сунчеви зраци ударе у плоче фотоћелије, које су главни део батерије.

У овом случају, кванти светлости „ослобађају“ своје електроне из екстремних орбита. Ови слободни електрони производе електричну струју која пролази кроз контролер и акумулира се у батерији, а одатле иде до потрошача енергије.

Силицијумски елементи делују као плоче фотоћелија. Силицијумска плочица је са једне стране пресвучена танким слојем фосфора или бора, пасивног хемијског елемента.

На овом месту, под утицајем сунчеве светлости, ослобађа се велики број електрона, који се задржавају фосфорним филмом и не разлете се.

На површини плоче налазе се металне „траке“ на којима се нижу слободни електрони, формирајући уређено кретање, тј. електрична енергија.

Што више таквих силицијумских плочица-фото ћелија, то се може добити више електричне струје. Прочитајте више о принципу рада соларне батерије Даље.

Горњи слој плоча фотоћелија је прекривен слојем који спречава рефлексију сунчеве светлости од плоча, повећавајући њихову ефикасност

Материјали за израду соларне плоче

Када почнете да правите соларну батерију, морате да набавите следеће материјале:

• силикатне плоче-фотоћелије;
• лимови од иверице, алуминијумски углови и летвице;
• тврда пенаста гума дебљине 1,5-2,5 цм;
• провидни елемент који делује као основа за силиконске плочице;
• вијци, вијци за самопрезивање;
• силиконски заптивач за спољашњу употребу;
• електричне жице, диоде, терминали.

Количина потребних материјала зависи од величине ваше батерије, која је најчешће ограничена бројем доступних соларних ћелија. Алати који ће вам требати су: шрафцигер или сет шрафцигера, ножна тестера за метал и дрво, лемилица. Да бисте тестирали готову батерију, биће вам потребан тестер амперметра.

Сада погледајмо најважније материјале детаљније.

Силицијумске плочице или соларне ћелије

Фотоћелије за батерије долазе у три типа:

• поликристални;
• монокристални;
• аморфна.

Поликристалне плочице карактерише ниска ефикасност. Величина корисног ефекта је око 10 - 12%, али се ова цифра не смањује током времена. Век трајања поликристала је 10 година.

Соларна батерија је састављена од модула, који се састоје од фотоелектричних претварача. Батерије са чврстим силиконским соларним ћелијама су врста сендвича са узастопним слојевима монтираним у алуминијумски профил

Монокристалне соларне ћелије имају већу ефикасност - 13-25% и дуг радни век - преко 25 година. Међутим, временом се ефикасност монокристала смањује.

Монокристални претварачи се производе тестерисањем вештачки узгојених кристала, што објашњава највећу фотопроводљивост и продуктивност.

Филмски фотоконвертори се производе наношењем танког слоја аморфног силицијума на полимерну флексибилну површину

Флексибилне батерије са аморфним силицијумом су најновије. Њихов фотоелектрични претварач се распршује или спаја на полимерну базу. Ефикасност је око 5 - 6%, али филмски системи се изузетно лако инсталирају.

Филмски системи са аморфним фотоконвертерима појавили су се релативно недавно. Ово је изузетно једноставан и изузетно јефтин тип, али губи потрошачке квалитете брже од својих ривала.

Није практично користити фотоћелије различитих величина. У овом случају, максимална струја коју производе батерије биће ограничена струјом најмањег елемента. То значи да веће плоче неће радити пуним капацитетом.

Када купујете соларне ћелије, питајте продавца о начину испоруке; већина продаваца користи методу депилације воском како би спречила уништавање ломљивих елемената

Најчешће се за домаће батерије користе моно- и поликристалне фотоћелије димензија 3к6 инча, које се могу наручити у онлајн продавницама попут Е-бие.

Цена фотоћелија је прилично висока, али многе продавнице продају такозване елементе групе Б. Производи класификовани у ову групу су неисправни, али су погодни за употребу, а њихова цена је 40-60% нижа од стандардних плоча.

Већина онлајн продавница продаје фотонапонске ћелије у сетовима од 36 или 72 фотонапонске плоче за конверзију. За повезивање појединачних модула у батерију биће потребне магистрале, а терминали ће бити потребни за повезивање са системом.

Оквир и провидни елемент

Оквир за будућу плочу може се направити од дрвених летвица или алуминијумских углова.

Друга опција је пожељнија из више разлога:

• Алуминијум је лаган метал који не ставља значајно оптерећење на носећу конструкцију на коју се планира уградити батерија.
• Када се врши антикорозивни третман, алуминијум није подложан рђи.
• Не упија влагу из околине и не труне.

Приликом избора прозирног елемента, морате обратити пажњу на параметре као што су индекс преламања сунчеве светлости и способност апсорбовања инфрацрвеног зрачења.

Ефикасност фотоћелија ће директно зависити од првог индикатора: што је нижи индекс преламања, то је већа ефикасност силицијумских плочица.

Минимални коефицијент рефлексије је за плексиглас или његову јефтинију верзију - плексиглас. Индекс преламања поликарбоната је нешто нижи.

Вредност другог индикатора одређује да ли ће се саме силицијумске соларне ћелије загрејати или не. Што су плоче мање изложене топлоти, дуже ће трајати. ИР зрачење се најбоље апсорбује специјалним плексигласом који апсорбује топлоту и стаклом са ИР апсорпцијом. Мало горе је обично стакло.

Ако је могуће, најбоља опција би била употреба антирефлексног прозирног стакла као провидног елемента.

У погледу односа трошкова према преламању светлости и апсорпцији ИР зрачења, плексиглас је најбоља опција за производњу соларних панела

Дизајн система и избор локације

Пројекат соларног система укључује прорачуне потребне величине соларне плоче. Као што је горе поменуто, величина батерије је обично ограничена скупим соларним ћелијама.

Соларна батерија мора бити постављена под одређеним углом, што би обезбедило максималну изложеност силицијумских плочица сунчевој светлости. Најбоља опција су батерије које могу променити угао нагиба.

Локација за постављање соларних плоча може бити веома разнолика: на тлу, на косом или равном крову куће, на крововима помоћних просторија.

Једини услов је да батерија мора бити постављена на сунчаној страни локације или куће, а не у сенци високом крошњом дрвећа. У овом случају, оптимални угао нагиба мора се израчунати помоћу формуле или помоћу специјализованог калкулатора.

Угао нагиба зависиће од локације куће, доба године и климе. Пожељно је да батерија има могућност промене угла нагиба пратећи сезонске промене висине сунца, јер Најефикасније делују када сунчеви зраци падају строго окомито на површину.

За европски део земаља ЗНД, препоручени стационарни угао нагиба је 50 - 60 º. Ако дизајн предвиђа уређај за промену угла нагиба, онда је зими боље поставити батерије на 70 º према хоризонту, љети под углом од 30 º

Прорачуни показују да 1 квадратни метар соларног система омогућава добијање 120 В. Дакле, прорачунима се може утврдити да је за снабдевање просечне породице електричном енергијом у количини од 300 кВ месечно потребан соларни систем од најмање 20 квадратних метара.

Биће проблематично одмах инсталирати такав соларни систем. Али чак и уградња батерије од 5 метара помоћи ће уштеди енергије и скромном доприносу екологији наше планете. Такође вам саветујемо да се упознате са принципом израчунавања потребне количине соларни панели.

Соларна батерија се може користити као резервни извор енергије током честих прекида централизованог напајања. За аутоматско пребацивање потребно је обезбедити систем непрекидног напајања.

Такав систем је згодан по томе што се приликом коришћења традиционалног извора електричне енергије пуњење врши истовремено батерија соларног система. Опрема која сервисира соларну батерију налази се унутар куће, па је за њу потребно обезбедити посебну просторију.

Када постављате батерије на коси кров куће, не заборавите на угао нагиба панела; идеална опција је када батерија има уређај за сезонску промену угла нагиба

Инсталација соларног панела корак по корак

Одабравши место за постављање соларног панела и опреме за сервисирање соларног система, као и располагање свим потребним материјалима и алатима, можете приступити уградњи батерије.

Приликом уградње потребно је поштовати мере предострожности, посебно приликом извођења уградња готовог панела на крову куће. Хајде да погледамо корак по корак алгоритам како направити соларну батерију.

Корак #1 - лемљење контаката силицијумских плочица

Инсталација домаће соларне батерије често почиње лемљењем проводника фотоћелија. Наравно, ако сте у прилици, најбоље је одмах купити фотоћелије са проводницима, јер Лемљење је веома тежак и мукотрпан посао који захтева много времена.

Лемљење се врши на следећи начин:

1. Узимају се силиконска фотоћелија без проводника и метална проводничка трака.
2. Проводници су исечени помоћу картонског бланка, њихова дужина је 2 пута већа од величине силиконске плочице.
3. Проводник је пажљиво положен на плочу. Постоје два проводника по елементу.
4. Потребно је нанети киселину на место где ће се вршити лемљење за рад са лемилом.
5. Лемите помоћу лемилице, пажљиво причвршћујући проводник на плочу.

Током процеса лемљења не можете вршити притисак на силикатни елемент, јер веома је крхка и може се сломити! Ако имате среће да сте купили фотоћелије са готовим контактима, онда ћете се спасити дугог и сложеног посла тако што ћете прећи право на израду оквира за будућу батерију.

Лемљење контаката за дефектне фотоћелије групе Б врши се на исти начин иу истом правцу као и за целе плоче

Корак #2 - израда оквира за соларну батерију

Оквир је место где ће бити инсталиране фотоћелије. За израду оквира узимају се алуминијумски углови и летвице од којих се израђују рамови. Препоручена величина угла је 70-90 мм.

Силиконски заптивач се наноси на унутрашњост металних углова. Углови морају бити пажљиво запечаћени, од тога зависи трајност целе конструкције.

Након што је алуминијумски оквир спреман, прелазимо на производњу задњег кућишта. Задње кућиште је дрвена кутија од иверице са ниским страницама.

Високе странице ће створити сенку на фотоћелијама, тако да њихова висина не би требало да буде већа од 2 цм. Странице се зашрафљују помоћу саморезних вијака и шрафцигера.

Отвори за вентилацију су направљени од иверице на дну кућишта кутије. Удаљеност између рупа је приближно 10 цм.У алуминијумски оквир је уграђен провидни елемент (плексиглас, антирефлексно стакло, плексиглас).

Прозирни елемент је притиснут и фиксиран, његово причвршћивање се врши помоћу окова: 4 у угловима, као и 2 на дугој и 1 на краткој страни оквира. Хардвер је причвршћен завртњима.

Оквир за соларну батерију је спреман и можете прећи на најважнији део - уградњу фотоћелија. Пре уградње потребно је очистити плексиглас од прашине и одмастити га течношћу која садржи алкохол.

Корак #3 - уградња силицијумских плочица-фото ћелија

Монтажа и лемљење силицијумских плочица је део који највише одузима време у креирању „уради сам“ соларног панела. Прво постављамо фотоћелије на плексиглас са плавим плочама окренутим надоле.

Ако вам је ово први пут да састављате батерију, можете користити подлогу за обележавање да поставите плоче тачно на малом (3-5 мм) растојању једна од друге.

1. Лемимо фотоћелије према следећем електричном дијаграму: "+" стазе се налазе на предњој страни плоче, "-" - на задњој страни. Пре лемљења, пажљиво нанесите флукс и лемљење за повезивање контаката.
2. Све фотоћелије лемимо узастопно у редовима од врха до дна. Редови такође морају бити повезани један са другим.
3. Почнимо да лепимо фотоћелије. Да бисте то урадили, нанесите малу количину заптивача на средину сваке силиконске плочице.
4. Добијене ланчиће са фотоћелијама окрећемо наопако (где су плаве плоче) и постављамо плоче према ознакама које смо раније направили. Нежно притисните сваку плочу да бисте је учврстили на месту.
5. Повезујемо контакте спољних фотоћелија на магистралу, односно „+“ и „-“.Препоручљиво је користити шири сребрни проводник за аутобус.
6. Соларна батерија мора бити опремљена блокирном диодом, која је повезана са контактима и спречава да се батерије испразне кроз структуру ноћу.
7. Бушимо рупе на дну оквира да бисмо извукли жице.

Жице морају бити причвршћене за оквир тако да не виси; то се може урадити помоћу силиконског заптивача.

Корак #4 - Тестирајте батерију пре заптивања

Тестирање соларног панела се мора извршити пре његовог заптивања, како би се отклониле грешке које се често јављају током лемљења. Најбоље је тестирати након лемљења сваког реда елемената - тако је много лакше открити где су контакти лоше повезани.

За тестирање ће вам требати обичан кућни амперметар. Мерења се морају вршити по сунчаном дану у 13-14 сати, сунце не би требало да буде сакривено облацима.

Износимо батерију напоље и постављамо је у складу са претходно израчунатим углом нагиба. Прикључујемо амперметар на контакте батерије и меримо струју кратког споја.

Поента тестирања је да радна снага електричне струје треба да буде 0,5-1,0 А нижа од струје кратког споја. Очитавања уређаја треба да буду изнад 4,5 А, што указује на функционалност соларне батерије.

Ако тестер даје нижа очитавања, онда је негде редослед повезивања фотоћелија вероватно прекинут.

Обично домаће соларна батерија, конструисан од фотоћелија групе Б, даје очитавања од 5-10 А, што је 10-20% ниже него код индустријски произведених соларних панела.

Корак #5 - заптивање фотоћелија постављених у кућиште

Заптивање се може извршити само након што се увери да батерија ради. За заптивање, најбоље је користити епоксидно једињење, али с обзиром на то да ће потрошња материјала бити велика, а његова цена је приближно 40-45 долара. Ако је мало скупо, онда можете користити исти силиконски заптивач.

Када користите силиконски заптивач, дајте предност оном чије паковање показује да је погодан за употребу на температурама испод нуле

Постоје две методе заптивања:

• пуно пуњење, када су панели напуњени заптивачем;
• наношење заптивача на простор између фотоћелија и на спољне елементе.

У првом случају, заптивање ће бити поузданије. Након изливања, заптивач треба да се стегне. Затим се на врх поставља плексиглас и чврсто притисне на плоче обложене силиконом.

Да би се обезбедила апсорпција удара и додатна заштита између задње површине фотоћелија и оквира од иверице, многи мајстори саветују уградњу јастучића од тврде пене ширине 1,5-2,5 цм.

Ово није неопходно, али је препоручљиво, с обзиром да су силиконске плочице прилично крхке и лако се оштећују.

Након уградње плексигласа, на конструкцију се поставља тег под чијим утицајем се истискују мехурићи ваздуха. Соларна батерија је спремна и након поновљеног тестирања може се инсталирати на унапред одабрану локацију и прикључити на соларни систем вашег дома.

Закључци и користан видео на тему

Преглед фотоћелија наручених из кинеске интернет продавнице:

Видео упутства за израду соларне батерије:

Израда соларне батерије сопственим рукама није лак задатак. Ефикасност већине ових батерија је 10-20% нижа од оне индустријски произведених панела. Најважнија ствар при пројектовању соларне батерије је да правилно изаберете и инсталирате фотоћелије.

Не покушавајте одмах да направите огроман панел. Покушајте прво да направите мали уређај да бисте разумели све нијансе овог процеса.

Да ли имате практичне вештине у креирању соларних панела? Молимо вас да поделите своје искуство са посетиоцима нашег сајта - напишите коментаре у блок испод. Тамо можете постављати питања о теми чланка.