So stellen Sie eine Solarbatterie mit Ihren eigenen Händen her: Anleitung zur Selbstmontage

Sonnenkollektoren sind eine Energiequelle, mit der Strom oder Wärme für ein niedriges Gebäude erzeugt werden kann. Hier sind nur Sonnenkollektoren mit hohen Kosten verbunden und stehen den meisten Bewohnern unseres Landes nicht zur Verfügung. Stimmen Sie zu

Es ist eine andere Sache, wenn ein Solarpanel mit Ihren eigenen Händen hergestellt wird - die Kosten werden erheblich reduziert, und ein solches Design funktioniert nicht schlechter als ein Industriepanel. Wenn Sie ernsthaft über den Kauf einer alternativen Stromquelle nachdenken, versuchen Sie es daher selbst - dies ist nicht sehr schwierig.

Der Artikel konzentriert sich auf die Herstellung von Sonnenkollektoren. Wir sagen Ihnen, welche Materialien und Werkzeuge dafür benötigt werden. Ein wenig weiter unten finden Sie schrittweise Anleitungen mit Abbildungen, die den Arbeitsfortschritt deutlich machen.

Kurz über das Gerät und die Arbeit

Die Energie der Sonne kann in Wärme umgewandelt werden, wenn die Energiequelle eine Wärmeübertragungsflüssigkeit ist, oder in elektrische Energie, die in Batterien gesammelt wird. Die Batterie ist ein Generator, der nach dem Prinzip des photoelektrischen Effekts arbeitet.

Die Umwandlung der Sonnenenergie in Elektrizität erfolgt nach dem Eintritt des Sonnenlichts in die Platten-Solarzellen, die den Hauptteil der Batterie bilden.

In diesem Fall „setzen“ Lichtquanten ihre Elektronen aus extremen Bahnen frei. Diese freien Elektronen geben einen elektrischen Strom ab, der durch die Steuerung fließt und sich in der Batterie ansammelt und von dort zu den Energieverbrauchern gelangt.

Siliziumelemente wirken als Fotozellenplatten. Ein Siliziumwafer ist einseitig mit einer sehr dünnen Schicht Phosphor oder Bor beschichtet - einem passiven chemischen Element.

An dieser Stelle wird unter dem Einfluss von Sonnenlicht eine große Anzahl von Elektronen freigesetzt, die vom Phosphorfilm gehalten werden und nicht auseinander fliegen.

Auf der Oberfläche der Platte befinden sich Metallspuren, auf denen sich freie Elektronen ausrichten und eine geordnete Bewegung bilden, d. H. elektrischer Strom.

Je mehr solche Siliziumwafer-Fotozellen vorhanden sind, desto mehr elektrischer Strom kann erhalten werden. Lesen Sie mehr über das Funktionsprinzip der Solarbatterie weiter.

Die oberste Schicht der Fotozellenplatten ist mit einer Schicht beschichtet, die keine Reflexion des Sonnenlichts von den Platten zulässt, wodurch deren Effizienz erhöht wird

Materialien zur Herstellung einer Solarplatte

Wenn Sie mit dem Bau einer Solarbatterie beginnen, müssen Sie sich mit folgenden Materialien eindecken:

• Silikatplatten-Fotozellen;
• Spanplatten, Aluminiumecken und Latten;
• Hartschaumgummi mit einer Dicke von 1,5-2,5 cm;
• ein transparentes Element, das als Basis für Siliziumwafer dient;
• Schrauben, Schrauben;
• Silikondichtmittel für den Außenbereich;
• elektrische Drähte, Dioden, Klemmen.

Die Menge der benötigten Materialien hängt von der Größe Ihres Akkus ab, die meistens durch die Anzahl der verfügbaren Fotozellen begrenzt ist. Von den Werkzeugen, die Sie benötigen: einen Schraubendreher oder einen Satz Schraubendreher, eine Bügelsäge für Metall und Holz, einen Lötkolben. Zum Testen der fertigen Batterie benötigen Sie ein Tester-Amperemeter.

Betrachten Sie nun die wichtigsten Materialien genauer.

Siliziumwafer oder Fotozellen

Es gibt drei Arten von Solarzellen für Batterien:

• polykristallin;
• monokristallin;
• amorph.

Polykristalline Wafer zeichnen sich durch einen geringen Wirkungsgrad aus. Die Größe des positiven Effekts beträgt etwa 10 bis 12%, aber dieser Indikator nimmt mit der Zeit nicht ab. Die Dauer der Polykristalle beträgt 10 Jahre.

Die Solarbatterie besteht aus Modulen, die wiederum aus Photovoltaik-Wandlern bestehen. Batterien mit harten Silizium-Fotozellen sind eine Art Sandwich mit nacheinander angeordneten Schichten, die in einem Aluminiumprofil befestigt sind

Monokristalline Fotozellen weisen einen höheren Wirkungsgrad von 13-25% und eine lange Lebensdauer von über 25 Jahren auf. Mit der Zeit nimmt jedoch die Effizienz von Einkristallen ab.

Einkristallkonverter werden durch Sägen künstlich gewachsener Kristalle erhalten, was die höchste Photoleitfähigkeit und Produktivität erklärt.

Filmphotokonverter werden durch Aufbringen einer dünnen Schicht aus amorphem Silizium auf eine flexible Polymeroberfläche erhalten

Flexible amorphe Siliziumbatterien sind am weitesten fortgeschritten. Der fotoelektrische Wandler wird auf eine Polymerbasis gesprüht oder abgeschieden. Wirkungsgrad im Bereich von 5 - 6%, aber Foliensysteme sind äußerst bequem zu installieren.

Filmsysteme mit amorphen Photokonvertern sind vor relativ kurzer Zeit erschienen. Dies ist eine extrem einfache und extrem billige Form, aber schneller als Konkurrenten, die ihre Verbraucherqualitäten verlieren.

Es ist nicht angebracht, Fotozellen unterschiedlicher Größe zu verwenden. In diesem Fall wird der von den Batterien erzeugte maximale Strom durch den Strom der kleinsten Zelle begrenzt.Daher arbeiten größere Platten nicht mit voller Kapazität.

Fragen Sie beim Kauf von Fotozellen den Verkäufer nach der Versandmethode. Die meisten Verkäufer verwenden die Wachsmethode, um die Zerstörung zerbrechlicher Elemente zu verhindern

Am häufigsten werden für selbst hergestellte Batterien monokristalline und polykristalline Fotozellen mit einer Größe von 3 x 6 Zoll verwendet, die in Online-Shops wie E-Buy bestellt werden können.

Die Kosten für Solarzellen sind recht hoch, aber viele Geschäfte verkaufen die sogenannten Elemente der Gruppe B. Produkte, die dieser Gruppe zugeordnet sind, sind defekt, aber für die Verwendung geeignet, und ihre Kosten sind um 40-60% niedriger als die von Standardplatten.

Die meisten Online-Shops verkaufen Solarzellen in Sätzen von 36 oder 72 Photovoltaik-Umwandlungsplatten. Um einzelne Module an die Batterie anzuschließen, sind Busse und Terminals für den Anschluss an das System erforderlich.

Drahtmodell und transparentes Element.

Der Rahmen für die zukünftige Platte kann aus Holzlatten oder Aluminiumecken bestehen.

Die zweite Option ist aus mehreren Gründen vorzuziehen:

• Aluminium ist ein Leichtmetall, das die Tragstruktur, auf der die Batterie installiert werden soll, nicht ernsthaft belastet.
• Aluminium ist bei der Korrosionsschutzbehandlung nicht rostanfällig.
• Nimmt keine Feuchtigkeit aus der Umgebung auf, verrottet nicht.

Bei der Auswahl eines transparenten Elements müssen Parameter wie der Brechungsindex des Sonnenlichts und die Fähigkeit zur Absorption von Infrarotstrahlung berücksichtigt werden.

Die Effizienz von Fotozellen hängt direkt vom ersten Indikator ab: Je niedriger der Brechungsindex ist, desto höher ist die Effizienz von Siliziumwafern.

Plexiglas oder seine billigere Version, Plexiglas, hat das minimale Lichtreflexionsvermögen. Polycarbonat hat einen etwas niedrigeren Brechungsindex.

Der Wert des zweiten Indikators bestimmt, ob sich die Silizium-Fotozellen selbst erwärmen oder nicht. Je weniger die Platten erhitzt werden, desto länger halten sie. IR-Strahlung wird am besten von einem speziellen wärmeabsorbierenden Plexiglas und Glas mit IR-Absorption absorbiert. Ein bisschen schlimmer - gewöhnliches Glas.

Wenn möglich, ist es am besten, entspiegeltes transparentes Glas als transparentes Element zu verwenden.

Nach dem Verhältnis von Kosten zu Brechungsindizes von Licht und Absorption von Infrarotstrahlung ist Plexiglas die beste Option für die Herstellung von Solarzellen

Systemdesign und Standortauswahl

Das Design des Sonnensystems beinhaltet die Berechnung der erforderlichen Größe der Solarplatte. Wie oben erwähnt, ist die Größe der Batterie normalerweise durch teure Fotozellen begrenzt.

Die Solarbatterie muss in einem bestimmten Winkel installiert werden, um eine maximale Exposition gegenüber Siliziumwafern durch Sonnenlicht zu gewährleisten. Die beste Option sind Batterien, die den Winkel ändern können.

Der Platz für die Installation von Solarplatten kann am vielfältigsten sein: auf dem Boden, auf einem Schräg- oder Flachdach eines Hauses, auf den Dächern von Hauswirtschaftsräumen.

Die einzige Bedingung ist, dass die Batterie auf der Sonnenseite des Grundstücks oder Hauses platziert wird und nicht von einer hohen Baumkrone beschattet wird. In diesem Fall muss der optimale Neigungswinkel nach der Formel oder mit einem speziellen Taschenrechner berechnet werden.

Der Neigungswinkel hängt von der Lage des Hauses, der Jahreszeit und dem Klima ab. Es ist wünschenswert, dass die Batterie die Fähigkeit hat, den Neigungswinkel nach saisonalen Änderungen der Sonnenhöhe zu ändern, weil Sie arbeiten so effizient wie möglich, wenn das Sonnenlicht streng senkrecht zur Oberfläche fällt.

Für den europäischen Teil der GUS-Staaten beträgt der empfohlene stationäre Neigungswinkel 50-60 º. Wenn das Design ein Gerät zum Ändern des Neigungswinkels bietet, ist es im Winter besser, die Batterien in einem Winkel von 70 ° zum Horizont und im Sommer in einem Winkel von 30 ° zum Horizont zu platzieren

Berechnungen zeigen, dass 1 Quadratmeter des Sonnensystems es ermöglicht, 120 Watt zu erhalten. Durch Berechnungen kann daher festgestellt werden, dass zur Versorgung der durchschnittlichen Familie mit Strom in Höhe von 300 kW pro Monat ein Sonnensystem von mindestens 20 Quadratmetern erforderlich ist.

Die sofortige Installation einer solchen Solaranlage ist problematisch. Aber selbst die Installation einer 5-Meter-Batterie hilft, Energie zu sparen und einen bescheidenen Beitrag zur Ökologie unseres Planeten zu leisten. Wir empfehlen Ihnen außerdem, sich mit dem Prinzip der Berechnung der erforderlichen Menge vertraut zu machen. Sonnenkollektoren.

Die Solarbatterie kann als Backup-Energiequelle mit häufigen Abschaltungen der zentralen Stromversorgung verwendet werden. Für die automatische Umschaltung ist ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem erforderlich.

Ein solches System ist insofern praktisch, als bei Verwendung einer herkömmlichen Stromquelle das Laden gleichzeitig durchgeführt wird Batterie des Sonnensystems. Die Ausrüstung für die Solarbatterie befindet sich im Haus, daher muss ein spezieller Raum dafür vorgesehen werden.

Vergessen Sie beim Auflegen von Batterien auf ein geneigtes Dach des Hauses nicht den Neigungswinkel des Paneels. Ideal, wenn die Batterie über eine Vorrichtung zur saisonalen Änderung des Neigungswinkels verfügt

Schrittweises Installieren eines Solarpanels

Wenn Sie einen Platz für ein Solarpanel und Geräte für die Wartung des Sonnensystems auswählen und über alle erforderlichen Materialien und Werkzeuge verfügen, können Sie mit der Installation der Batterie beginnen.

Während der Installation müssen die Sicherheitsvorkehrungen beachtet werden, insbesondere wenn Installation der fertigen Platte auf dem Dach des Hauses. Betrachten Sie einen schrittweisen Algorithmus zur Herstellung einer Solarbatterie.

Schritt 1 - Löten von Siliziumwaferkontakten

Die Installation einer selbstgebauten Solarbatterie beginnt häufig mit dem Löten von Fotozellenleitern. Wenn Sie die Möglichkeit haben, ist es natürlich am besten, Solarzellen sofort mit Leitern zu kaufen, z Löten ist eine sehr schwierige und mühsame Arbeit, die viel Zeit in Anspruch nimmt.

Das Löten erfolgt wie folgt:

1. Eine Silizium-Fotozelle ohne Leiter und ein Metallstreifenleiter werden genommen.
2. Die Leiter werden mit einem Papprohling geschnitten, ihre Länge ist zweimal größer als die Größe des Siliziumwafers.
3. Der Leiter ist ordentlich auf der Platte ausgelegt. Auf einem Element - zwei Leiter.
4. An dem Ort, an dem das Löten durchgeführt wird, muss Säure aufgetragen werden, um mit dem Lötkolben zu arbeiten.
5. Löten Sie mit einem Lötkolben, indem Sie den Leiter vorsichtig mit der Platte verbinden.

Drücken Sie beim Löten nicht auf das Silikatelement, da es ist sehr zerbrechlich und kann zusammenbrechen! Wenn Sie Glück haben und Fotozellen mit vorgefertigten Kontakten gekauft haben, ersparen Sie sich lange und schwierige Arbeiten und fahren sofort mit der Herstellung des Rahmens für die zukünftige Batterie fort.

Lötkontakte für defekte Fotozellen der Gruppe B werden in der gleichen Richtung wie für ganze Platten durchgeführt

Schritt 2 - Erstellen des Rahmens für das Solarpanel

Der Rahmen ist der Ort, an dem die Fotozellen installiert werden.Für die Herstellung des Rahmens werden Aluminiumecken und Lamellen genommen, aus denen die Rahmen gefaltet werden. Die empfohlene Eckgröße beträgt 70-90 mm.

Auf die Innenseite der Metallecken wird Silikondichtmittel aufgetragen. Das Abdichten von Ecken muss sorgfältig erfolgen, davon hängt die Haltbarkeit der gesamten Struktur ab.

Nachdem der Aluminiumrahmen fertig ist, fahren Sie mit der Herstellung des hinteren Gehäuses fort. Das hintere Gehäuse ist eine Holzkiste aus Spanplatten mit niedrigen Seiten.

Hohe Seiten erzeugen einen Schatten auf den Fotozellen, daher sollte ihre Höhe 2 cm nicht überschreiten. Die Seiten werden mit selbstschneidenden Schrauben und einem Schraubendreher verschraubt.

Am Boden des Gehäuses befinden sich Belüftungslöcher aus Spanplatten. Der Abstand zwischen den Löchern beträgt ca. 10 cm. Im Aluminiumrahmen ist ein transparentes Element eingebaut (Plexiglas, Antireflexglas, Plexiglas).

Das transparente Element wird gedrückt und fixiert, seine Befestigung erfolgt mit Hardware: 4 an den Ecken sowie 2 von der langen und 1 von der kurzen Seite des Rahmens. Hardware mit Schrauben befestigen.

Der Rahmen für die Solarbatterie ist fertig und Sie können mit dem wichtigsten Teil fortfahren - der Installation von Solarzellen. Vor der Installation muss das Plexiglas von Staub befreit und mit einer alkoholhaltigen Flüssigkeit entfettet werden.

Schritt 3 - Montage von Siliziumwafer-Fotozellen

Das Montieren und Löten von Siliziumwafern ist der zeitaufwändigste Teil bei der Erstellung Ihres eigenen Solarmoduls. Zuerst legen wir die Fotozellen auf Plexiglas mit blauen Platten nach unten aus.

Wenn Sie die Batterie zum ersten Mal zusammenbauen, können Sie das Substrat zum Markieren verwenden, um die Platten genau in einem kleinen Abstand (3-5 mm) voneinander zu platzieren.

1. Wir löten die Fotozellen gemäß dem folgenden Schaltplan: "+" - Spuren befinden sich auf der Vorderseite der Platte, "-" - auf der Rückseite. Tragen Sie vor dem Löten vorsichtig Flussmittel und Lötmittel auf, um die Kontakte zu verbinden.
2. Wir löten alle Fotozellen nacheinander in Reihen von oben nach unten. Die Zeilen sollten dann auch miteinander verbunden werden.
3. Anstecken von Fotozellen. Tragen Sie dazu eine kleine Menge Dichtmittel auf die Mitte jedes Siliziumwafers auf.
4. Wir drehen die resultierenden Ketten mit den Fotozellen nach oben (wo sich die blauen Platten befinden) und platzieren die Platten gemäß den Markierungen, die zuvor angebracht wurden. Drücken Sie vorsichtig auf jede Platte, um sie zu arretieren.
5. Die Kontakte der extremen Fotozellen werden auf dem Bus mit „+“ bzw. „-“ angezeigt. Für den Reifen wird ein breiterer Silberleiter empfohlen.
6. Die Solarbatterie muss mit einer Sperrdiode ausgestattet sein, die mit den Kontakten verbunden ist und das Entladen von Batterien durch die Struktur bei Nacht verhindert.
7. Im unteren Teil des Rahmens bohren wir Löcher für die Ausgabe von Drähten nach außen.

Die Drähte müssen am Rahmen befestigt werden, damit sie nicht hängen. Sie können dies mit Silikondichtmittel tun.

Schritt 4 - Testen Sie die Batterie vor dem Versiegeln

Die Prüfung des Solarmoduls muss vor dem Versiegeln durchgeführt werden, um Fehlfunktionen zu vermeiden, die häufig beim Löten auftreten. Es ist am besten, nach dem Löten jeder Elementreihe zu testen - es ist viel einfacher zu erkennen, wo die Kontakte schlecht verbunden sind.

Zum Testen benötigen Sie ein normales Haushaltsamperemeter. Die Messungen müssen an einem sonnigen Tag um 13-14 Uhr durchgeführt werden, die Sonne darf nicht von Wolken verdeckt werden.

Wir nehmen die Batterie auf die Straße und installieren sie gemäß dem zuvor berechneten Neigungswinkel. Wir verbinden das Amperemeter mit den Batteriekontakten und messen den Kurzschlussstrom.

Die Bedeutung des Testens ist, dass die Arbeitskraft des elektrischen Stroms 0,5-1,0 A niedriger sein sollte als der Kurzschlussstrom. Die Messwerte des Geräts sollten höher als 4,5 A sein, was auf die Funktionsfähigkeit der Solarbatterie hinweist.

Wenn der Tester weniger Messwerte liefert, ist wahrscheinlich irgendwo die Reihenfolge des Verbindens der Fotozellen unterbrochen.

Normalerweise hausgemacht Solarbatterie, aus Fotozellen der Gruppe B aufgebaut, ergibt einen Wert von 5-10 A, der 10-20% niedriger ist als der von industriellen Solarmodulen.

Schritt 5 - Versiegeln der im Gehäuse platzierten Fotozellen

Das Versiegeln kann nur erfolgen, indem sichergestellt wird, dass die Batterie funktioniert. Für die Versiegelung ist es am besten, eine Epoxidverbindung zu verwenden, da der Materialverbrauch jedoch hoch ist und die Kosten etwa 40 bis 45 US-Dollar betragen. Wenn es etwas teuer ist, können Sie stattdessen das gleiche Silikondichtmittel verwenden.

Bevorzugen Sie bei Verwendung von Silikondichtmittel dasjenige, auf dessen Verpackung angegeben ist, dass es für die Verwendung bei Temperaturen unter Null geeignet ist

Es gibt zwei Möglichkeiten zum Versiegeln:

• vollständige Befüllung, wenn die Platten mit Dichtmittel gefüllt sind;
• Auftragen von Dichtmittel auf den Raum zwischen den Fotozellen und auf die äußersten Elemente.

Im ersten Fall ist die Abdichtung zuverlässiger. Nach dem Gießen sollte sich das Dichtmittel setzen. Dann wird Plexiglas oben installiert und fest auf die mit Silikon beschichteten Platten gedrückt.

Um eine Dämpfung und zusätzlichen Schutz zwischen der Rückseite der Fotozellen und dem Spanplattenrahmen zu gewährleisten, empfehlen viele Handwerker die Installation einer Dichtung aus Hartschaumgummi mit einer Breite von 1,5 bis 2,5 cm.

Dies ist optional, aber wünschenswert, da die Siliziumwafer sehr zerbrechlich sind und leicht beschädigt werden können.

Nach der Installation von Plexiglas wird eine Last auf die Struktur aufgebracht, unter deren Einfluss Luftblasen herausgedrückt werden. Das Solarpanel ist fertig und kann nach wiederholten Tests an einem ausgewählten Ort installiert und an das Solarsystem Ihres Hauses angeschlossen werden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Übersicht der im chinesischen Online-Shop bestellten Fotozellen:

Videoanleitung zur Herstellung einer Solarbatterie:

Eine Solarbatterie mit eigenen Händen herzustellen ist keine leichte Aufgabe. Der Wirkungsgrad der meisten dieser Batterien ist um 10-20% niedriger als der von Industrie-Panels. Das Wichtigste beim Entwurf einer Solarbatterie ist die richtige Auswahl und Installation der Solarzellen.

Versuchen Sie nicht, sofort ein großes Flächenfenster zu erstellen. Versuchen Sie zunächst, ein kleines Gerät zu bauen, um alle Nuancen dieses Prozesses zu verstehen.

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