Направи си соларен генератор: инструкции за създаване на алтернативен източник на енергия

Алтернативни източници на енергия, позволяващи да се осигурят на помещенията топлина и електричество в необходимото количество - скъпо "удоволствие", изискващо значителни финансови разходи за придобиване, монтаж и монтаж.

Изработването на соларен генератор със собствените си ръце е много по-евтино и доста достъпно за много майстори в дома. Обмислете инструкциите, които описват всички нюанси на производствения процес.

Как работи слънчевият генератор?

Соларен генератор е комплекс от фотоелектрични полупроводникови елементи, които директно се преобразуват слънчева енергия в електрическото.

Квантите, получени от светлинните лъчи при удара върху фотографска плоча, чукат електрон от крайната атомна орбита на работния елемент. Този ефект създава много свободни електрони, които образуват непрекъснат поток от електрически ток.

Изобщо не е необходимо, като сглобявате соларен генератор със собствените си ръце, веднага да сглобите голям, мащабен комплекс. Можете да започнете с малка единица и, ако е необходимо, да увеличите обемите в бъдеще

Като активен материал се използва силиций. Той е високоефективен и осигурява фотоелектрически коефициент на преобразуване в нормален режим на ниво от 20%, а при благоприятни условия - до 25%.

Поради изразената ефективност на силициевите фотоклетки, генераторите, направени на тяхна основа, гарантират висока ефективност със сравнително малък обем. Мощността на единицата, измерваща 1 метър на час, произвежда 125 вата, което се счита за много впечатляващ резултат.

От едната страна на силициевата вафла се нанася тънко покритие от пасивни химически елементи като бор или фосфор.Именно на тази повърхност в резултат на интензивно излагане на слънчева светлина се получава активното отделяне на електрони. Фосфорният филм надеждно ги държи на едно място и не позволява да се раздалечат.

Върху работната плоча има метални "песни". Върху тях се изграждат свободни електрони, като по този начин се създава подредено движение, тоест електрически ток.

Минусите на плочите включват само сложността и цената на самия процес на почистване на силиций и за да избегнат тези проблеми, активно овладяват използването на алтернативи под формата на галий, кадмий, индий и различни медни съединения. Силиконовите елементи обаче все още нямат истински конкуренти.

Най-лесният начин да изградите преобразувател на слънчева енергия в електричество е да закупите готова слънчева батерия и да я инсталирате на покрива на къща или гараж:

Какво ви трябва за работа?

За производството на генератор, състоящ се от комплект слънчеви панели, са необходими инструменти и материали, като например:

• модули за преобразуване на слънчевата светлина в енергия;
• алуминиеви ъгли;
• дървени летви;
• листове от ПДЧ;
• прозрачен елемент (стъкло, плексиглас, плексиглас, поликарбонат) за създаване на защита за силиконови вафли;
• винтове и винтове с различни размери;
• гъста пяна от каучук с дебелина 1,5-2,5 мм;
• висококачествен уплътнител;
• диоди, клеми и проводници;
• отвертка или набор от отвертки;
• поялник;
• ножовка за дърво и метал (или мелница).

Колко материали ще са необходими, зависи пряко от планирания размер на генератора. Мащабната работа ще доведе до допълнителни разходи, но във всеки случай ще бъде по-евтина от закупения модул.

Защитната основа за силиконови вафли може да бъде направена от стъкло, плексиглас, поликарбонат или плексиглас. Първите три материала създават минимална загуба на преобразувана енергия, но четвъртата предава лъчите много по-лошо и значително намалява ефективността на целия комплекс

За окончателното изпитване на сглобената единица се използва амперметър. Тя ви позволява да уловите действителната ефективност на инсталацията и помага да определите реалната възвръщаемост.

Избор на тип фото конвертор

Направете сами дейности за създаване на слънчев генератор с избор на типа фотоволтаичен преобразувател на силиций.

Тези компоненти са от три вида:

• аморфна;
• единичен кристал;
• поликристални.

Всяка опция има своите предимства и недостатъци, а изборът в полза на който и да е от тях се прави въз основа на размера на средствата, отделени за закупуването на всички компоненти на системата.

Характеристики на аморфните сортове

Аморфните модули не се състоят от кристален силиций, а от неговите производни (силан или силициев водород). С разпръскване във вакуум те се нанасят в най-тънкия слой върху висококачествено метално фолио, стъкло или пластмаса.

Готовите продукти имат избледнял, размазан сив нюанс. Видими силициеви кристали на повърхността не се наблюдават. Основно предимство гъвкави соларни панели счита се за разумна цена, но тяхната ефективност е много малка и варира от 6-10%.

Аморфните слънчеви клетки на основата на силиций имат повишена гъвкавост, проявяват високо ниво на оптична абсорбция (20 пъти по-голямо от това на единични или поликристални аналози) и значително по-ефективно работят при облачно време

Особеностите на поликристалните видове

поликристални слънчеви панели получени от постепенното много бавно охлаждане на силициевата стопилка. Получените продукти се отличават с наситен син цвят, имат повърхност с ясно изразен модел, наподобяващ мразовит модел, и са ефективни в района на 14-18%.

По-високата ефективност-производителност се възпрепятства от области в материала, които са отделени от общата структура с гранулирани граници.

Поликристалните фотоклетки работят само 10 години, но през това време тяхната ефективност не е намаляла. За монтиране на продукти в един комплекс обаче задължително се използва здрава, здрава основа, тъй като листовете са доста твърди и изискват здрава, надеждна опора

Характеристики на монократичните опции

Монокристалните модули се характеризират с плътен тъмен цвят и се състоят от твърди силициеви кристали. Тяхната ефективност надвишава ефективността на други елементи и възлиза на 18-22% (при благоприятни условия - до 25%).

Друго предимство е впечатляващият му експлоатационен живот - според производителите над 25 години. При продължителна употреба обаче, ефективността на монокристалите намалява и след 10-12 години, фотографската ефективност вече е не повече от 13-17%.

Монокристалните модули са значително по-скъпи от другите видове оборудване. Произвеждайте ги, като изпилявате изкуствено отгледани кристали от силиций

За да създадат соларен генератор у дома, те вземат главно поли- и монокристални плочи със различни размери със собствените си ръце. Те се купуват в популярни онлайн магазини, включително на eBay или Aliexpress.

Поради факта, че слънчевите клетки се оценяват доста високо, много доставчици предлагат на клиентите продукти от група В, тоест фрагменти с лек дефект, които са подходящи за пълноценна работа. Цената им се различава от стандартната цена с 40-60%, така че събирането на генератор струва разумна цена, която не е твърде достъпна.

Как да направите рамка за плочи?

За производството на рамката на бъдещия генератор се използват трайни дървени летви или алуминиеви ъгли. Дървената версия се счита за по-малко практична, тъй като материалът изисква допълнителна обработка, за да се избегне последващо гниене и разслояване.

За да може дървената рамка да издържи работното натоварване и да не се разпадне след първия дъжд, тя трябва да бъде импрегнирана със специален състав, който предпазва дървото от влага

Алуминият има много по-привлекателни физически характеристики и поради своята лекота не излага ненужно натоварване на покрива или друга носеща конструкция, където се планира инсталирането на агрегата.

Освен това, поради антикорозионното покритие, металът не ръждясва, не гние, не абсорбира влага и лесно толерира ефектите от всякакви агресивни атмосферни прояви.

За да създадете структура на рамката от алуминиеви ъгли, първо се определя размерът на бъдещия панел. В стандартната версия се използват 36 фотоклетки с размер 81 мм х 150 мм на блок.

За правилна последваща операция между фрагментите е оставена малка празнина (около 3-5 мм). Това пространство ви позволява да вземете предвид промяната на основните параметри на основата, изложени на атмосферни прояви. В резултат общият размер на детайла е 83 мм х 690 мм с ширина на ъгъла на рамката 35 мм.

Силиконовите вафли, рамкирани в алуминиев профил, изглеждат почти като фабрично произведени продукти. Здравата и здрава рамка осигурява на системата безупречна стегнатост и придава на цялата структура високо ниво на твърдост

След оразмеряването, необходимите фрагменти се изрязват от ъглите и с помощта на крепежни елементи ги сглобяват в рамкови рамки. На вътрешната повърхност на конструкцията се нанася слой силиконов уплътнител, като е много внимателен, че няма пропуски или празнини.

Целостта, здравината и издръжливостта на монтираната конструкция зависят от това. Защитен прозрачен материал (стъкло с антиотражателно покритие, плексиглас или поликарбонат със специални параметри) е положен отгоре и надеждно закрепен с метални изделия (1 къса и 2 дълги части на рамката и 4 ъгъла на кутията).

За работа с отвертка и винтове с подходящ диаметър. В края прозрачната повърхност се почиства внимателно от прах и малки отломки.

Изберете прозрачен елемент

Основните критерии за избор на прозрачен елемент за създаване на генератор:

• способност да абсорбира инфрачервено лъчение;
• нивото на пречупване на слънчевата светлина.

Колкото по-нисък е показателят на пречупване, толкова по-висока е ефективността на силициевите пластини. Плексигласът и плексигласът имат най-ниско отражение на светлината. Поликарбонатът също има далеч от най-добрите показатели.

За създаване на рамкови конструкции за домашни слънчеви системи се препоръчва да се използва антиотражателно прозрачно стъкло или специален тип поликарбонат с покритие против кондензация, което осигурява необходимото ниво на термична защита, ако е възможно.

Най-добрите характеристики по отношение на абсорбцията на инфрачервено лъчение са силен термопоглъщащ плексиглас и стъкло с възможност за инфрачервено поглъщане. В обикновеното стъкло тези цифри са много по-ниски. Ефективността на инфрачервеното усвояване зависи от това дали силиконовите пластини се нагряват по време на работа или не.

Ако отоплението се окаже минимално, фотоклетките ще продължат дълго време и ще осигурят стабилна възвръщаемост. Прегряването на плочите ще доведе до прекъсвания в работата и бърз отказ на отделни фрагменти от системата или на целия комплекс.

Монтаж на силициеви фотоклетки

Непосредствено преди монтажа предпазните очила, поставени в алуминиеви рамки, са добре почистени от прах и обезмаслени със съдържание на алкохол.

Закупените фотоклетки се поставят равномерно върху маркиращия субстрат на разстояние 3-5 милиметра една от друга и маркират ъглите на цялостната структура. След това пристъпете към запояване на елементите - най-важната и отнемаща време част от монтажа на генератора.

Запояването на активните елементи на генератора се извършва по схемата, в която "+" са коловозите от външната страна, а "-" са каналите, разположени от грешната страна на плочата.

За да свържете правилно контактите, първо нанесете флюс (киселина за запояване) и спойка и след това извършете обработката в строга последователност отгоре надолу. В края всички редове са свързани помежду си.

Следващата стъпка е оразмеряването на фотоклетките. За да направите това, малко уплътнител се изстисква в центъра на всяка силициева пластинка, образуваните вериги от елементи се обръщат с главата надолу и се поставят в строго съответствие с маркировките, нанесени по-рано.

Леко натиснете плочите с ръце, като ги фиксирате на правилното място. Те действат много внимателно, опитвайки се да не повредят или огънат материала.

Контактите на фотоклетките, разположени в краищата, се извеждат в отделна шина (широк сребърен проводник) като „+“ и „-“. Освен това комплексът е оборудван с блокиращ диод. Свързвайки се с контактите, тя предотвратява разрязването на батериите през рамковата конструкция през нощта.

В долната част на рамката пробийте дупки, през които се извеждат проводниците. За да не провиснат, използват силиконов уплътнител в работата си.

Следващата фотогалерия ще представи стъпките на сглобяването на слънчев панел от 60 елемента:

Фотоклетките, сглобени чрез запояване, сега трябва да бъдат фиксирани върху основата. Може да се залепи върху шперплат и да се покрие със стъкло. В примера обаче залепването първо се прави на стъклото:

За да може батерията, проектирана да акумулира заряд, да не абсорбира енергията, генерирана от фотоклетките, нейната слънчева батерия е свързана чрез диода на запасите:

Сглобяването на мини соларната станция, която сме посочили в примера, се извършва в съответствие с схемата, представена на снимката. За връзката използваме жица с медно жилищно напречно сечение от 1 м²

Тази мини централа може да генерира до 15 V. Трябва да се отбележи, че максималната производителност ще се отбележи само в слънчеви облачни дни. При облачно време устройството ще генерира много по-малко или изобщо няма да генерира енергия. Следователно, батерията е избрана за него, така че запасът е достатъчен за поне един ден.

Как да тествате монтираното устройство?

Преди окончателно запечатване на сглобения генератор, той трябва да бъде тестван за идентифициране на потенциални повреди по време на процеса на запояване.Най-разумният вариант е да проверите всеки споен ред поотделно. Така веднага става ясно къде контактите са свързани слабо и се изисква повторна обработка.

За теста използвайте домакински амперметър. Измерването се извършва в безоблачен слънчев ден в обедно време (период от 13 до 15 часа). Дизайнът се поставя в двора и се монтира под подходящ ъгъл.

Един домакински амперметър помага да се измери действителният ток. Въз основа на неговите показания е възможно да се определи нивото на оперативност на монтираната слънчева система и да се идентифицират нередности в последователността на връзката на силициевите слънчеви клетки

Амперметър е свързан към изходните контакти на слънчевата батерия и се измерва токът на късо съединение. Ако устройството показва резултати над 4,5 A, системата е напълно правилна и всички връзки са запоени ясно и правилно.

По-ниските данни, които се появяват на дисплея на тестера, показват нарушения, които трябва да бъдат проследени и повторно споени. По традиция самостоятелно направените слънчеви генератори, изработени от фотоклетки с малък дефект (група В), показват числа от 5 до 10 ампера при теста.

Агрегатите от фабричното производство показват данни с 10-20% по-високи. Това се дължи на факта, че в производството се използват силиконови вафли от група А, които нямат дефект в структурата.

Последният етап на работа

Ако тестът показа, че батерията е напълно работеща, тя се запечатва със специален силиконов уплътнител или по-скъпо и трайно епоксидно съединение.

Работата предоставя два начина за осъществяване:

1. Пълно изливане - когато цялата повърхност е покрита с херметичен състав.
2. Частична обработка - когато уплътнителят се прилага само върху крайните елементи и празното пространство между елементите.

Първият вариант се счита за по-надежден и осигурява на системата пълна защита от външни фактори. Фотоклетките са ясно фиксирани на мястото си и работят правилно с максимална ефективност.

За оразмеряване на фотоклетки вътре в корпуса е препоръчително да се използва мразоустойчив уплътнител, който може да издържи на резки температурни промени и ниски минус показатели

Когато пълненето е готово, уплътнителят се оставя да се "улови". След това покрийте с прозрачен елемент и здраво притиснете към плочите.

За да осигурят допълнителна защита и уплътняване, някои майстори препоръчват да поставите плътна пяна между повърхността на силиконовата вафла и задната страна на рамката. Това ще направи дизайна по-солиден и ще предпази от крехките фотоклетки от прекомерно натоварване.

След това върху повърхността се поставя товар, който действа върху слоевете и изтласква въздушните мехурчета от тях. Готовият генератор се тества отново и накрая се монтира на предварително подготвено място.

Къде и как да поставите генератора?

Местоположението на инсталацията на слънчевия генератор се избира много внимателно и без бързане. Плочите, които получават светлина, трябва да бъдат поставени под ъгъл, така че лъчите да не "падат" върху повърхността перпендикулярно, а като че ли леко "текат" по нея.

В идеалния случай конструкцията е разположена така, че да остане възможно, ако е необходимо, да регулирате ъгъла на наклон по този начин, „улавяйки“ максималното количество слънце.

Напълно приемливо е да доставяте слънчева система от слънчеви панели на земята, но най-често те избират покрива на къщата или помощното помещение за поставяне, а именно онази част от нея, която е обърната към най-осветената, главно южна страна на обекта.

Много е важно наблизо да няма високи сгради и мощни, разпръснати дървета. Намиращи се в непосредствена близост, те създават сянка и пречат на пълната работа на устройството.

За да работят слънчевите инсталации ефективно, те трябва да се поддържат чисти и подредени.Слой мръсотия, образуван на повърхността на панела за улавяне, намалява ефективността с 10%, а прилепващият сняг напълно изключва устройството. Следователно, редовната поддръжка е задължителна и помага да се поддържат модулите в перфектно работно състояние.

Средният оптимум за инсталиране на соларен генератор се счита за ъгъл на наклон на покрива от 45 °. С тази подредба слънчевите клетки абсорбират слънчевия поток много ефективно и произвеждат количеството енергия, необходимо за осигуряване на правилното функциониране на къщата.

За да получите реална възвращаемост от панелите и да осигурите на средното семейство нужното количество енергия, ще трябва да вземете 15-20 кв.м покривна повърхност под соларен генератор

За европейската част на страните от ОНД важат малко по-различни показатели. Професионалистите препоръчват да вземат за основа неподвижен ъгъл на наклона от 50-60 °, а в подвижните конструкции през зимния сезон поставете батерии под ъгъл от 70 ° спрямо хоризонталата.

През лятото сменете позицията и наклонете фотоклетките под ъгъл от 30 °.

Чрез инсталиране на генераторните панели на система от коловози, оборудвана с опцията за автоматично проследяване на слънцето, можете да увеличите ефективността на откат с 50%. Модулът ще открие независимо интензитета на лъчите и ще се настрои на максималната осветеност от зората до здрача.

Непосредствено преди монтажа покривът е допълнително подсилен и оборудван със специални устойчиви опори, тъй като не всеки дизайн има способността да издържа на цялото тегло на оборудването за преобразуване на слънчевата енергия.

За да надеждно и здраво да инсталирате слънчев генератор на покрива, струва си да закупите специални монтажни елементи. Те се предлагат отделно за всеки тип покриви и винаги се предлагат в търговската мрежа. При монтажа между панелите и покрива е задължително да оставите празнина за правилен достъп на въздух и правилна вентилация на слънцепоглъщащи елементи

В някои случаи подсилените греди са поставени под покрива, предпазвайки покрива от срутване, което е потенциално възможно поради увеличеното натоварване, което значително се увеличава през зимния сезон, когато на повърхността на покрива се натрупва сняг.

За да започне работа слънчевата система ще изисква батерииинвертор и контролер на заряда, Ще научите за правилата за избор на устройства и тяхното включване във веригата от препоръчаните от нас статии.

Изводи и полезно видео по темата

Характеристики и нюанси на запояване на фотоклетки за изработка на ефективен слънчев генератор със собствените си ръце у дома. Съвети и съвети за майстори, интересни идеи и най-добри лични практики.

Как правилно да тествате фотоклетката и да измервате основните й параметри. Тази информация е полезна при последващи изчисления на точния брой табели, необходими за пълната работа на системата.

Пълно стъпка по стъпка описание на процеса на събиране на слънчева батерия за генератор у дома. Правила на работа, от придобиването на необходимите елементи до общия тест на произведеното устройство.

Познаването на подредбата на слънчевите генератори, сглобяването им у дома не е голяма работа. Разбира се, работата ще изисква внимание, точност и стриктност, но резултатът ще оправдае всички финансови и трудови разходи. Цялостният блок напълно ще осигури на сградата топлина и електричество, създавайки необходимото ниво на комфорт за жителите.

Веднага прекарайте пръст при голям проект, не си заслужава. Като начало, има смисъл да се опитате да сглобите малка единица, след което, след като сте овладели напълно всички нюанси на процеса, продължете с изграждането на по-мощна и мащабна инсталация.

А какъв метод за изграждане на мини-централа избрахте да оборудвате лятна вила? Моля, пишете коментари, споделяйте полезна информация и снимки по темата на статията в блока по-долу. Задавайте въпроси относно спорни или неясни точки.