Уради сам соларни генератор: упутства за израду алтернативног извора енергије

Алтернативни извори енергије који омогућавају да се стамбени простор обезбеди топлотом и електричном енергијом у потребном обиму нису јефтино „задовољство“ које захтева значајне финансијске трошкове за куповину, уградњу и уградњу.

Израда соларног генератора сопственим рукама је много јефтинија и у могућностима је многих кућних мајстора. Хајде да погледамо упутства, која јасно описују све нијансе производног процеса.

Како ради соларни генератор?

Соларни генератор је комплекс фотонапонских полупроводничких елемената који директно претварају соларна енергија на електричну.

Када кванти светлости произведени зрацима ударе у фотографску плочу, они избацују електрон из завршне атомске орбите радног елемента. Овај ефекат ствара много слободних електрона, који формирају континуирани ток електричне струје.

Уопште није неопходно одмах саставити велики комплекс великих размера када инсталирате соларни генератор сопственим рукама. Можете почети са малом јединицом и, ако је потребно, повећати јачину звука у будућности

Силицијум се користи као активни материјал.Високо је ефикасан и обезбеђује ефикасност фотонапонске конверзије од 20% у нормалном раду и до 25% под повољним условима.

Због изражене ефикасности силицијумских фотоћелија, генератори засновани на њима гарантују висок излаз уз релативно малу запремину. Снага јединице величине 1 метар производи 125 В на сат, што се сматра веома импресивним резултатом.

Танак слој пасивних хемијских елемената - бора или фосфора - наноси се на једну страну силицијумске плочице. Управо на овој површини, као резултат интензивног излагања сунчевој светлости, долази до активног ослобађања електрона. Фосфорни филм их безбедно држи на једном месту и не дозвољава им да се раздвоје.

На самој радној плочи налазе се металне „траке“. На њима се граде слободни електрони, стварајући тако уређено кретање, односно електричну струју.

Једини недостаци плочица укључују сложеност и цену самог процеса пречишћавања силицијума, а да би се ови проблеми избегли, активно истражују употребу алтернатива у виду галијума, кадмијума, индијума и разних једињења бакра. Међутим, за сада нема правих конкурената силиконским елементима.

Најлакши начин да направите претварач соларне енергије у електричну енергију је да купите готову соларну батерију и инсталирате је на кров куће или гараже:

Шта вам је потребно за посао?

За производњу генератора који се састоји од комплета соларни панели, потребни су следећи алати и материјали:

• модули за претварање сунчеве светлости у енергију;
• алуминијумски углови;
• дрвене летвице;
• листови од иверице;
• прозирни елемент (стакло, плексиглас, плексиглас, поликарбонат) за стварање заштите за силиконске плочице;
• вијци за самопрезивање и вијци различитих величина;
• густа пенаста гума дебљине 1,5-2,5 мм;
• висококвалитетни заптивач;
• диоде, терминали и жице;
• шрафцигер или сет одвијача;
• лемилица;
• ножна тестера за дрво и метал (или брусилица).

Количина потребних материјала директно ће зависити од планиране величине генератора. Рад великих размера ће захтевати додатне трошкове, али ће у сваком случају бити јефтинији од купљеног модула.

Заштитна подлога за силиконске плочице може бити од стакла, плексигласа, поликарбоната или плексигласа. Прва три материјала стварају минималан губитак конвертоване енергије, али четврти пропушта зраке много лошије и значајно смањује ефикасност читавог комплекса.

За коначно испитивање склопљене јединице користи се амперметар. Омогућава вам да забележите стварну ефикасност инсталације и помаже вам да одредите стварни учинак.

Избор типа фотоконвертера

Активности за стварање соларног генератора сопственим рукама почињу одабиром врсте фотонапонског силицијумског претварача.

Ове компоненте долазе у три типа:

• аморфна;
• монокристални;
• поликристални.

Свака опција има своје предности и недостатке, а избор у корист било које од њих врши се на основу износа средстава издвојених за куповину свих компоненти система.

Особине аморфних сорти

Аморфни модули се не састоје од кристалног силицијума, већ од његових деривата (силан или водоник силицијум). Прскањем у вакууму наносе се у танком слоју на висококвалитетну металну фолију, стакло или пластику.

Готови производи имају избледелу, замућену сиву нијансу. На површини се не примећују видљиви кристали силицијума. Главна предност флексибилни соларни панели Цена се сматра приступачном, међутим, њихова ефикасност је веома ниска и креће се од 6-10%.

Аморфне соларне ћелије направљене од силицијума имају повећану флексибилност, показују висок ниво оптичке апсорпције (20 пута већи од моно- или поликристалних аналога) и раде знатно ефикасније по облачном времену

Специфичности поликристалних типова

Полицристаллине соларни панели настаје постепеним веома спорим хлађењем силицијумског растопа. Добијени производи се одликују богатом плавом бојом, имају површину са јасно дефинисаном шаром која подсећа на мразну шару и показују ефикасност од око 14-18%.

Веће перформансе ефикасности отежавају области присутне унутар материјала, одвојене од укупне структуре грануларним границама.

Поликристалне соларне ћелије раде само 10 година, али за то време њихова ефикасност се не смањује. Међутим, за уградњу производа у један комплекс мора се користити јака, чврста база, јер су листови прилично чврсти и захтевају јаку и поуздану подршку

Карактеристике монократских варијанти

Монокристални модули се одликују густом тамном бојом и састоје се од чврстих кристала силицијума. Њихова ефикасност је већа од осталих елемената и износи 18-22% (под повољним условима - до 25%).

Још једна предност је импресиван радни век - према произвођачима, преко 25 година.Међутим, уз продужену употребу, ефикасност монокристала се смањује и након 10-12 година фотоповратак није већи од 13-17%.

Монокристални модули су знатно скупљи од других врста опреме. Произведени су тестерисањем вештачки узгојених кристала силицијума

Да бисте направили соларни генератор код куће сопственим рукама, углавном узимате поли- и монокристалне плоче различитих величина. Купују се у популарним онлајн продавницама, укључујући еБаи или Алиекпресс.

Због чињенице да су фотоћелије цењене прилично високо, многи добављачи купцима нуде производе групе Б, односно фрагменте погодне за пуну употребу са малим недостатком. Њихов трошак се разликује од стандардне цене за 40-60%, тако да склапање генератора кошта разумну цену која није прескупа.

Како направити оквир за плоче?

За израду оквира будућег генератора користе се јаке дрвене летвице или алуминијумски углови. Дрвена верзија се сматра мање практичном, јер материјал захтева додатну обраду како би се избегло накнадно труљење и деламинација.

Да би дрвени оквир издржао оперативно оптерећење и не иструнуо након прве кише, мора бити импрегниран посебним саставом који штити дрво од влаге.

Алуминијум има много атрактивније физичке карактеристике и због своје лакоће не ствара непотребно оптерећење на крову или другој носећој конструкцији на којој се уређај планира уградити.

Поред тога, због антикорозивног премаза, метал не рђа, не труне, не упија влагу и лако издржава ефекте било каквих агресивних атмосферских манифестација.

Да бисте направили структуру оквира од алуминијумских углова, прво одредите величину будућег панела. У стандардној верзији се користи 36 фотоћелија димензија 81 мм к 150 мм по блоку.

За исправну накнадну операцију, између фрагмената остаје мали размак (око 3-5 мм). Овај простор нам омогућава да узмемо у обзир промене у основним параметрима базе изложене атмосферским манифестацијама. Као резултат, укупна величина радног комада је 83 мм к 690 мм са ширином угла оквира од 35 мм.

Силиконске плочице смештене у оквир од алуминијумског профила изгледају скоро као фабрички производи. Издржљив и јак оквир обезбеђује систему беспрекорну чврстоћу и даје целој структури висок ниво крутости

Након одређивања димензија, потребни фрагменти се изрезују из углова и склапају у оквире оквира помоћу причвршћивача. На унутрашњу површину конструкције наноси се слој силиконског заптивача, пазећи да нема празнина или празнина.

Од тога зависи интегритет, снага и издржљивост монтиране конструкције. На врху се поставља заштитни провидни материјал (стакло са антирефлексним премазом, плексиглас или поликарбонат са посебним параметрима) и безбедно причвршћен оковом (1 по кратком и 2 по дугачком делу рама и 4 по угловима каросерије).

За рад користите одвијач и шрафове одговарајућег пречника. На крају, провидна површина је пажљиво очишћена од прашине и ситних остатака.

Избор транспарентног елемента

Главни критеријуми за избор транспарентног елемента за креирање генератора:

• способност апсорпције инфрацрвеног зрачења;
• ниво преламања сунчеве светлости.

Што је нижи индекс преламања, то ће силицијумске плочице показати већу ефикасност. Плексиглас и плексиглас имају најмањи коефицијент рефлексије светлости. Поликарбонат такође има далеко од најбољих перформанси.

За креирање оквирних конструкција за кућне соларне системе препоручује се, ако је могуће, употреба антирефлексног прозирног стакла или посебне врсте поликарбоната са антикондензационим премазом који обезбеђује неопходан ниво топлотне заштите.

Најбоље карактеристике у погледу апсорпције ИЦ зрачења имају издржљив плексиглас који апсорбује топлоту и стакло са опцијом ИР апсорпције. За обично стакло ове бројке су знатно ниже. Ефикасност ИР апсорпције одређује да ли ће се силицијумске плочице загрејати током рада или не.

Ако је загревање минимално, фотоћелије ће трајати дуго и обезбедити стабилан излаз. Прегревање плоча ће довести до прекида у раду и брзог квара појединих делова система или целог комплекса.

Уградња силицијумских фотоћелија

Непосредно пре уградње, заштитно стакло постављено у алуминијумске оквире је добро очишћено од прашине и одмашћено композицијом која садржи алкохол.

Купљене фотоћелије се равномерно постављају на подлогу за обележавање на удаљености од 3-5 милиметара једна од друге и обележавају се углови укупне структуре. Затим почињу лемљење елемената - најважнији и радно интензивни део рада на склапању генератора.

Лемљење радних елемената генератора врши се према шеми у којој су "+" стазе споља, а "-" су канали који се налазе на доњој страни плоче.

Да бисте правилно повезали контакте, прво нанесите флукс (киселина за лемљење) и лемљење, а затим их обрадите у строгом редоследу од врха до дна. На крају су сви редови повезани једни са другима.

Следећи корак је лепљење фотоћелија. Да би се то урадило, мало заптивача се стисне у центар сваке силиконске плочице, добијени ланци елемената се окрећу са спољном страном нагоре и постављају у строгом складу са ознакама које су раније примењене.

Нежно притисните плоче рукама, фиксирајући их на правом месту. Они делују веома пажљиво, покушавајући да не оштете или савијају материјал.

Контакти фотоћелија који се налазе дуж ивица излазе на посебну магистралу (широки сребрни проводник), као "+" и "-". Поред тога, комплекс је опремљен блокирном диодом. Повезивањем на контакте спречава се да се батерије испразне кроз структуру рама ноћу.

У доњем делу рама бушилицом се праве рупе кроз које се изводе жице. Да бисте спречили њихово опуштање, користите силиконски заптивач.

Следећа галерија фотографија ће вас упознати са корацима склапања соларног панела од 60 елемената:

Соларне ћелије састављене лемљењем сада треба да буду причвршћене за базу. Може се залепити на шперплочу и прекрити стаклом. Међутим, у примеру, лепљење се прво врши на стакло:

Да батерија намењена за акумулирање пуњења не апсорбује енергију коју генеришу фотоћелије, њена соларна батерија је повезана преко Род диоде:

Састављамо мини соларну станицу приказану у примеру у складу са дијаграмом приказаним на фотографији. За повезивање користимо жицу са попречним пресеком бакарног проводника од 1 м²

Ова мини електрана је способна да произведе до 15 В. Треба напоменути да ће максималне перформансе бити забележене само у сунчаним данима без облака. У облачном времену, уређај ће генерисати знатно мање енергије или уопште неће производити енергију. Због тога је батерија за њега одабрана тако да је резерва довољна за најмање један дан.

Како тестирати инсталирану јединицу?

Пре коначног заптивања монтираног генератора, мора се тестирати како би се идентификовали потенцијални кварови током процеса лемљења. Најразумнија опција је да проверите сваки залемљени ред посебно. Тако ће одмах постати јасно где су контакти лоше повезани и захтевају поновну обраду.

Да бисте извршили тест, користите кућни амперметар. Мерење се врши сунчаног дана без облака у време ручка (од 13 до 15 часова). Конструкција се поставља у дворишту и поставља под одговарајућим углом нагиба.

Амперметар за домаћинство помаже у мерењу стварне струје. На основу његових очитавања, могуће је одредити ниво перформанси монтираног соларног система и идентификовати кршења у редоследу повезивања силицијумских фотоћелија.

На излазне контакте соларне батерије се повезује амперметар и мери се струја кратког споја. Ако уређај показује резултате изнад 4,5 А, систем је потпуно исправан и сви прикључци су залемљени јасно и исправно.

Нижи подаци који се појављују на дисплеју тестера указују на кршења која треба пратити и поново залемити. Традиционално, уради сам соларни генератори од фотоћелија са благим дефектом (група Б) показују на тесту бројке од 5 до 10 Ампера.

Фабрички произведене јединице показују податке 10-20% више. Ово се објашњава чињеницом да се у производњи користе силиконске плочице групе А, које немају никаквих недостатака у структури.

Завршна фаза рада

Ако тест покаже да је батерија потпуно функционална, заптива се посебним силиконским заптивачем или скупљим и издржљивијим епоксидним једињењем.

Рад укључује два начина да се то уради:

1. Потпуно пуњење - када је цела површина прекривена заптивним средством.
2. Делимична обрада - када се заптивач наноси само на спољне елементе и празан простор између елемената.

Прва опција се сматра поузданијом и пружа систему потпуну заштиту од спољних фактора. Фотоћелије су јасно фиксиране на месту и раде исправно са максималном ефикасношћу.

За заптивање фотоћелија унутар кућишта, препоручљиво је користити заптивач отпоран на мраз који може издржати нагле промене температуре и ниске температуре испод нуле.

Када је пуњење завршено, заптивачу је дозвољено да се „стврдне“. Затим га покривају провидним елементом и чврсто га притискају на плоче.

Да би се обезбедила додатна заштита и апсорпција удара, неки мајстори препоручују постављање густе пенасте гуме између површине силиконске плоче и задњег дела оквира. Ово ће структуру учинити интегралнијом и заштитити крхке фотоћелије од непотребног оптерећења.

Затим се на површину поставља тег који делује на слојеве и истискује из њих мехуриће ваздуха. Готови генератор се поново тестира и коначно поставља на унапред припремљено место.

Где и како поставити генератор?

Локација за уградњу соларног генератора бира се веома пажљиво и без журбе. Плоче које примају светлост морају бити постављене под углом тако да зраци не „падају” окомито на површину, већ као да уредно „теку” дуж ње.

У идеалном случају, конструкција је постављена тако да је могуће, ако је потребно, подесити угао нагиба, на тај начин "хватајући" максималну количину сунца.

Сасвим је прихватљиво инсталирати соларни систем из соларни панели на земљи, али најчешће се за постављање бира кров куће или помоћне просторије, и то онај њен део који је окренут ка најосвећенијој, углавном јужној страни локалитета.

Веома је важно да у близини нема високих зграда или моћног, раширеног дрвећа. Будући да су у непосредној близини, стварају сенку и ометају потпуни рад јединице.

Да би соларне инсталације добро радиле, морају бити чисте и уредне. Слој прљавштине формиран на површини панела за хватање смањује ефикасност за 10%, а налепљени снег потпуно искључује јединицу.Стога је редовно одржавање неопходно и помаже у одржавању модула у савршеном радном стању.

Просечан ниво нагиба крова за уградњу соларног генератора сматра се 45⁰. Са овим распоредом, фотоћелије веома ефикасно апсорбују сунчев флукс и производе количину енергије неопходну за правилно функционисање куће.

Да бисте добили прави повраћај од панела и обезбедили просечној породици потребну количину енергије, мораћете да заузмете 15-20 квадратних метара кровне површине за соларни генератор

За европски део земаља ЗНД важе нешто другачији показатељи. Професионалци препоручују коришћење стационарног угла нагиба од 50-60⁰ као основе, а у покретним конструкцијама током зимске сезоне постављање батерија под углом од 70⁰ према хоризонту.

Лети промените положај и нагните фотоћелије под углом од 30⁰.

Инсталирањем панела генератора на систем стаза опремљен опцијом аутоматског праћења сунца, можете повећати излазну ефикасност за 50%. Модул ће независно детектовати интензитет зрака и прилагођаваће се максималном осветљењу од зоре до заласка сунца

Непосредно пре уградње, кров је додатно ојачан и опремљен посебним јаким носачима, јер није свака конструкција у стању да издржи пуну тежину опреме за претварање сунчеве енергије.

Да бисте поуздано и чврсто поставили соларни генератор на кров, вреди купити посебне причвршћиваче. Производе се посебно за сваку врсту крова и увек су доступни за продају.Приликом уградње између панела и крова потребно је оставити размак за потпуни приступ ваздуха и исправну вентилацију елемената који упијају сунце

У неким случајевима, ојачани рогови се постављају испод крова како би се кров заштитио од урушавања, потенцијално због повећаног оптерећења, које се значајно повећава у зимској сезони када се снег акумулира на површини крова.

Да бисте пустили соларни систем у рад, биће вам потребно батерије, инвертер и контролер пуњења. О правилима за одабир уређаја и њихово укључивање у коло сазнаћете из чланака које препоручујемо.

Закључци и користан видео на тему

Карактеристике и нијансе фотоћелија за лемљење за прављење ефикасног соларног генератора код куће сопственим рукама. Савети за занатлије, занимљиве идеје и лична искуства.

Како правилно тестирати фотоћелију и измерити њене главне параметре. Ове информације ће бити корисне у каснијим прорачунима тачног броја плоча потребних за потпуни рад система.

Потпуни опис корак по корак процеса састављања соларне батерије за генератор код куће. Правила рада, почевши од куповине потребних елемената и завршавајући општим тестом произведеног уређаја.

Познавање структуре соларних генератора, састављање код куће неће бити тешко. Наравно, рад ће захтевати пажњу, тачност и скрупулозност, али резултат ће оправдати све финансијске и радне трошкове. Готова јединица ће у потпуности обезбедити зграду топлотом и електричном енергијом, стварајући неопходан ниво удобности за становнике.

Нема смисла да се одмах преузимате на велики пројекат.За почетак, има смисла да се окушате у састављању мале јединице, а затим, након што сте у потпуности савладали све нијансе процеса, започните изградњу снажније и веће инсталације.

Који начин изградње мини електране сте изабрали да уредите своју викендицу? Напишите коментаре, поделите корисне информације и фотографије на тему чланка у блоку испод. Постављајте питања о контроверзним или нејасним тачкама.