DIY napelemes generátor: utasítások egy alternatív energiaforrás előállításához

Alternatív energiaforrások, amelyek lehetővé teszik a helyiség számára hő és elektromos áram biztosítását a szükséges mennyiségben - drága "öröm", amely jelentős pénzügyi költségeket igényel a beszerzéshez, telepítéshez és telepítéshez.

Napelemes generátor készítése saját kezűleg sokkal olcsóbb és megfizethető sok otthoni mester számára. Fontolja meg azokat az utasításokat, amelyek leírják a gyártási folyamat minden árnyalatait.

Hogyan működik a napenergia generátor?

A napelemes generátor fotoelektromos félvezető elemek komplexe, amelyek közvetlenül átalakítják napenergia az elektromos.

A fény sugarai által előállított kvanták, amikor egy fotólapra ütköznek, elektronot ütnek a munkaelem végső atomi pályájáról. Ez a hatás sok szabad elektronot hoz létre, amelyek folyamatos elektromos áramot képeznek.

Egyáltalán nem szükséges, ha egy napelemes generátort saját kezűleg szerel össze, hogy azonnal összeállítson egy nagyméretű komplexumot. Kezdheti egy kis egységgel, és ha szükséges, a jövőben növelheti a köteteket

Aktív anyagként szilíciumot használunk. Nagyon hatékony, és fotoelektromos konverziós együtthatót biztosít normál üzemmódban 20%, kedvező körülmények között - akár 25% szintre.

A szilícium fotocellák kifejezett hatékonysága miatt az alapjukon előállított generátorok viszonylag kis térfogat mellett nagy hatékonyságot garantálnak. Az 1 métert óránként mérő egység teljesítménye 125 watt, ami nagyon lenyűgöző eredménynek tekinthető.

A szilícium ostya egyik oldalára passzív kémiai elemek vékony bevonatot alkalmaznak, például bórt vagy foszfort.Ezen a felületen fordul elő intenzív napfénynek kitéve az elektronok aktív felszabadulása. A foszforréteg megbízhatóan egy helyen tartja őket, és nem engedi szétszóródni.

A munkalapon fém "sínek" vannak. Rájuk szabad elektronok épülnek, így rendezett mozgást hoznak létre, azaz egy elektromos áramot.

A lemezek mínuszai csak a szilícium tisztítási folyamatának összetettségét és költségeit tartalmazzák, és e problémák elkerülése érdekében aktívan mesterlik az alternatívák alkalmazását gallium, kadmium, indium és különféle rézvegyületek formájában. A szilícium elemeknek azonban még nincsenek valódi versenytársaik.

A napenergia villamosenergia-átalakítójának legegyszerűbb módja egy kész napenergia-elem vásárlása és a ház vagy garázs tetőjére történő felszerelése:

Mire van szüksége a munkához?

Egy készletből álló generátor gyártásához napelemek, szerszámokra és anyagokra van szükség, például:

• napfény energiává történő átalakítására szolgáló modulok;
• alumínium sarkok;
• fa lécek;
• forgácslap lemezek;
• egy átlátszó elem (üveg, plexi üveg, plexi üveg, polikarbonát) a szilikon ostyák védelmének megteremtésére;
• különféle méretű csavarok és csavarok;
• sűrű habgumi, vastagsága 1,5-2,5 mm;
• kiváló minőségű tömítőanyag;
• diódák, csatlakozók és vezetékek;
• csavarhúzó vagy csavarhúzókészlet;
• forrasztópáka;
• fűrészfa fához és fémhez (vagy darálóhoz).

Az, hogy mennyi anyagot igényel, közvetlenül a generátor tervezett méretétől függ. A nagyszabású munka további költségeket von maga után, de mindenesetre olcsóbb lesz, mint a megvásárolt modul.

A szilikon ostyák védő alapja üvegből, plexi üvegből, polikarbonátból vagy plexi üvegből készülhet. Az első három anyag minimális veszteséget okoz az átalakult energia számára, de a negyedik sokkal rosszabb sugárzási sugárzást eredményez, és jelentősen csökkenti az egész komplexum hatékonyságát.

Az összeszerelt egység végső vizsgálatához ampermérőt használnak. Ez lehetővé teszi a telepítés tényleges hatékonyságának felmérését és segít meghatározni a tényleges megtérülést.

Fotó konverter típus kiválasztása

Csináld magad saját tevékenységek egy napelemes generátor létrehozásához, a választható fotovillamos szilícium-konverter típusával.

Ezek az alkatrészek háromféleek:

• amorf;
• egykristály;
• polikristályos.

Mindegyik opciónak megvannak a maga előnyei és hátrányai, és bármelyikük javát a rendszer összetevőinek megvásárlásához elkülönített pénzeszközök alapján kell megválasztani.

Az amorf fajták jellemzői

Az amorf modulok nem kristályos szilíciumból, hanem származékaiból (szilán vagy szilícium-hidrogén) állnak. Vákuumban történő permetezéssel a legvékonyabb rétegben felhordják jó minőségű fémfóliára, üvegre vagy műanyagra.

A késztermékek halvány, homályos szürke árnyalatúak. A felületen nem láthatók szilikonkristályok. Fő előnye rugalmas napelemek Az elfogadható árat figyelembe vesszük, hatékonyságuk azonban nagyon kicsi és 6-10% között mozog.

A szilícium alapú amorf napelemek megnövelt rugalmasságot mutatnak, magas optikai abszorpciót mutatnak (20-szor nagyobb, mint az egy- vagy polikristályos analógoké), és jelentősen hatékonyabban működnek felhős időben

A polikristályos típusok sajátosságai

polikristályos napelemek amelyet a szilikon olvadék fokozatos, nagyon lassú lehűtése állít elő. A kapott termékeket gazdag kék szín jellemzi, felületük kifejezett mintázatú, hasonló a fagyos mintázathoz, és 14-18% körüli hatékonyságú.

A nagyobb hatékonyságot és termelékenységet akadályozzák az anyag azon területei, amelyeket szemcsés határok választanak el az általános szerkezettől.

A polikristályos fotocellák mindössze 10 éve működnek, de ezen idő alatt hatékonyságuk nem csökkent. A termékek egyetlen komplexumba történő felszereléséhez azonban feltétlenül szilárd, szilárd alapot kell használni, mivel a lemezek elég merevek és erős, megbízható támogatást igényelnek.

A monokratillikus lehetőségek jellemzői

Az egykristályos modulokat sűrű, sötét szín jellemzi, és szilárd szilícium kristályokból állnak. Hatékonyságuk meghaladja a többi elem teljesítményét és 18–22% -ot tesz ki (kedvező körülmények között - akár 25%).

Egy másik előnye a lenyűgöző élettartama - a gyártók szerint több mint 25 év. Hosszú távú alkalmazás esetén azonban az egyes kristályok hatékonysága csökken, és 10–12 év után a fényképészeti hatékonyság már nem haladja meg a 13–17% -ot.

Az egykristályos modulok lényegesen drágábbak, mint más típusú készülékek. Készítse el őket mesterségesen megnövelt szilíciumkristályok fűrészelésével

Ha otthoni napenergia-generátort készít, akkor főleg saját kezükben különféle méretű poli- és monokristályos lemezeket vesznek. Ezeket a népszerű online áruházakban vásárolják meg, többek között az eBay-en vagy az Aliexpress-en.

Mivel a napelemeket nagyon magasra értékelik, sok szállító a B csoport termékeit kínálja az ügyfeleknek, vagyis egy kis hibával rendelkező, teljes működésre alkalmas töredéket. Költsége 40–60% -kal különbözik a szokásos áratól, így a generátor összegyűjtése ésszerű árat fizet, ami nem túl megfizethető.

Hogyan készítsünk keretet lemezekre?

A jövő generátor keretének gyártásához tartós fa léceket vagy alumínium sarkokat használnak. A fa változat kevésbé praktikusnak tekinthető, mivel az anyag további feldolgozást igényel a későbbi bomlás és rétegződés elkerülése érdekében.

Annak érdekében, hogy a faváz ellenálljon az üzemi terhelésnek és ne bomlasson el az első eső után, azt speciális kompozícióval kell impregnálni, amely megvédi a fát a nedvességtől

Az alumínium fizikai tulajdonságai sokkal vonzóbbak, és könnyűsége miatt nem terheli feleslegesen a tetőt vagy más tartószerkezetet, ahol az egységet be kívánják szerelni.

Ezenkívül a korróziógátló bevonat miatt a fém nem rozsdásodik, nem rothad, nem szívja fel a nedvességet és könnyen elviseli az agresszív légköri megnyilvánulások hatásait.

Alumínium sarkokból álló vázszerkezet létrehozásához először meg kell határozni a jövőbeli panel méretét. A szokásos változatban blokkonként 36 fotocellát használunk 81 mm x 150 mm méretben.

A helyes későbbi művelet érdekében egy kis rést hagy a fragmentumok között (kb. 3-5 mm). Ez a hely lehetővé teszi, hogy figyelembe vegye a légköri megnyilvánulásoknak kitett bázis alapvető paramétereinek változását. Ennek eredményeként a munkadarab teljes mérete 83 mm x 690 mm, keretsarok szélessége 35 mm.

Az alumíniumprofilba keretezett szilícium ostya szinte gyárilag készült termékeknek tűnik. A szilárd és erős keret biztosítja a rendszer kifogástalan tömítettségét, és az egész szerkezethez nagy merevséget biztosít

A méret meghatározása után a szükséges fragmenseket kivágják a sarkokból, és rögzítők segítségével összekeverik őket keretkeretekbe. A szerkezet belső felületére egy réteg szilikon tömítést hordunk fel, nagyon óvatosan, hogy ne legyenek rések vagy üregek.

A beépített szerkezet integritása, szilárdsága és tartóssága ettől függ. Védő átlátszó anyagot (tükröződésmentes bevonatú üveg, plexi üveg vagy speciális paraméterekkel ellátott polikarbonát) helyezünk a tetejére és biztonságosan rögzítjük fémszerkezetekkel (1 keret rövid és 2 hosszú része, valamint a ház 4 sarka).

Csavarhúzóval és megfelelő átmérőjű csavarokkal végzett munkákhoz. A végén az átlátszó felületet gondosan megtisztítják a portól és a kisebb törmelékektől.

Válassza ki az átlátszó elemet

A generátor létrehozására szolgáló átlátszó elem kiválasztásának fő kritériumai:

• az infravörös sugárzás abszorpciós képessége;
• a napfény fénytörési szintje.

Minél alacsonyabb a törésmutató, annál nagyobb a szilícium ostya hatékonysága. A plexiüveg és a Plexiüveg fényvisszaverő képessége a legalacsonyabb. A polikarbonát szintén messze nem a legjobb teljesítményt nyújtja.

Az otthoni napenergia-rendszerek vázszerkezeteinek létrehozásához javasolt fényvisszaverődésmentes átlátszó üveg vagy különleges típusú polikarbonát kondenzációgátló bevonattal történő ellátása, amely, ha lehetséges, biztosítja a szükséges hővédelmet.

Az infravörös sugárzás abszorpciójának legjobb tulajdonságai az erős hőelnyelő plexi üveg és az üveg, infravörös abszorpcióval. Sima üvegben ezek az értékek sokkal alacsonyabbak. Az infravörös abszorpció hatékonysága attól függ, hogy a szilikon ostyákat működés közben melegítik-e vagy sem.

Ha a fűtés minimálisnak bizonyul, a fotocellák hosszú ideig tartanak és stabil visszatérést biztosítanak. A lemezek túlmelegedése megszakítja a munkát, és a rendszer vagy az egész komplexum egyes fragmentumai gyorsan meghibásodnak.

Szilícium fotoelemek telepítése

Közvetlenül a felszerelés előtt az alumínium keretekbe helyezett védőszemüveget jól megtisztítják a portól, és alkoholtartalmú készítménnyel zsírtalanítják.

A megvásárolt fotocellákat egyenletesen helyezik a jelölő aljzatra, egymástól 3-5 mm távolságra, és megjelölik a teljes szerkezet szögeit. Ezután folytassa az elemek forrasztásával - a generátor összeszerelésének legfontosabb és időigényesebb részével.

A generátor aktív elemeinek forrasztását a séma szerint hajtjuk végre, amelyben a „+” a pálya kívül, a „-” pedig a lemez belsejében található csatornák.

Az érintkezők helyes összekapcsolásához először felhordjon fluxust (savas forrasztáshoz) és forrasztást, majd végezze el a feldolgozást szigorú sorrendben fentről lefelé. A végén az összes sor össze van kötve.

A következő lépés a fotocellák méretezése. Ehhez egy-egy tömítőanyagot be kell nyomni az egyes szilíciumlapkák középpontjába, a kialakított elemláncokat fejjel lefelé fordítják, és szigorúan a korábban alkalmazott jelöléseknek megfelelően helyezik el.

Óvatosan nyomja meg a lemezeket kézzel, a megfelelő helyre rögzítve. Nagyon óvatosan viselkednek, megpróbálva nem megrongálni vagy meghajolni az anyagot.

A fotocellák szélén lévő érintkezőit egy külön buszra (széles ezüstvezetővel) továbbítják, “+” és “-” jelöléssel. A komplexum blokkoló diódával van felszerelve. Az érintkezőkkel való összeköttetés megakadályozza, hogy az elemek éjszaka kisüljenek a vázszerkezeten.

A keret alján fúrjon furatokat, amelyeken a vezetékeket kihúzzák. Annak érdekében, hogy ne lehajoljanak, munkájukban szilikon tömítőanyagot használnak.

A következő fotógaléria bemutatja a 60 elemből álló napelem összeállításának lépéseit:

A forrasztással összeállított fotocellákat most rögzíteni kell az alapon. Ragasztható rétegelt lemezre és üveggel borítható. A példában azonban először az üveghez ragasztják:

Annak érdekében, hogy a töltés felhalmozódására szolgáló akkumulátor ne elnyelje a fotoelemek által generált energiát, a napelem akkumulátorát a Stocks diódán keresztül kell csatlakoztatni:

A mini szolárállomás összeszerelését a példánk szerint a fotóban látható ábra szerint hajtjuk végre. A csatlakozásban egy réz lakossági keresztmetszetű huzalt használunk, 1 m²-től

Ez a mini erőmű 15 V feszültséget képes generálni. Meg kell jegyezni, hogy a maximális termelékenységet csak napos, felhős napokon veszik figyelembe. Felhős időben a készülék sokkal kevesebb energiát generál, vagy egyáltalán nem generál energiát. Ezért az akkumulátort úgy választják meg, hogy az elegendő legyen legalább egy napra.

Hogyan teszteljük a felszerelt egységet?

Az összeszerelt generátor végleges lezárása előtt meg kell vizsgálni a lehetséges forrasztási lehetőségeket a forrasztási folyamat során.A legmegfelelőbb lehetőség, ha minden forrasztott sort külön-külön ellenőrizünk. Így azonnal világossá válik, hogy az érintkezők hol vannak rosszul csatlakoztatva, és újrafeldolgozásra van szükség.

A vizsgálathoz használjon háztartási ampermérőt. A mérést felhős, napsütéses napon, ebédidőben (13-15 óráig) végezzük. A formatervezést az udvarra helyezik, és megfelelő szögben felszerelik.

A háztartási ampermérő segít megmérni az aktuális áramot. Tanúvallomása alapján meg lehet határozni a beépített napenergia rendszer működési szintjét és azonosítani lehet a szabálytalanságokat a szilícium napelemek csatlakoztatási sorrendjében

A napelemes akkumulátor kimeneti érintkezőihez ampermérőt csatlakoztatnak, és megmérik a rövidzárlati áramot. Ha az eszköz 4,5 A feletti eredményeket mutat, akkor a rendszer teljesen helyes, és minden csatlakozás tisztán és helyesen van forrasztva.

A tesztelő kijelzőjén megjelenő alacsonyabb adatok jelzik a megsértéseket, amelyeket nyomon kell követni és újraforrasztani kell. Hagyományosan, a kis hibájú fotocellákból (B csoport) készített, saját készítésű napelemes generátorok száma 5 és 10 amper között van a tesztben.

A gyári termelés összesített adatai 10-20% -kal magasabbak. Ennek oka az a tény, hogy az A csoportba tartozó szilícium ostyákat használnak a gyártásban, amelyek szerkezetében nincs hibája.

A munka utolsó szakasza

Ha a teszt kimutatta, hogy az akkumulátor teljes mértékben működőképes, akkor azt speciális szilikon tömítőanyaggal vagy drágább és tartósabb epoxi-vegyülettel lezárják.

A munka kétféle módon hajtható végre:

1. Teljes öntés - amikor az egész felületet hermetikus összetétel borítja.
2. Részleges feldolgozás - amikor a tömítőanyagot csak a szélső elemekre és az elemek közötti üres helyre alkalmazzák.

Az első opció megbízhatóbbnak tekinthető, és teljes védelmet nyújt a rendszernek a külső tényezőkkel szemben. A fotocellák egyértelműen rögzítve vannak és helyesen működnek a maximális hatékonyság mellett.

A fotocelláknak a ház belsejében való méretezésére tanácsos fagyálló tömítőanyagot használni, amely ellenáll az éles hőmérséklet-változásoknak és az alacsony mínusz mutatóknak

Amikor a feltöltés befejeződött, a tömítőanyagnak megengedik, hogy “megragadjon”. Ezután fedje le átlátszó elemmel és szorosan nyomja meg a lemezeket.

További védelem és párnázás érdekében egyes kézművesek sűrű habot javasolnak a szilikon ostya felülete és a keret hátlapja közé. Ez szilárdabbá teszi a kialakítást és védi a törékeny fotoelemeket a túlzott terheléstől.

Ezután egy teher kerül a felületre, amely hatással van a rétegekre és kiszorítja belőlük a légbuborékokat. A kész generátort újra teszteljük, és végül felszereljük egy korábban előkészített helyre.

Hol és hogyan kell elhelyezni a generátort?

A napelemes generátor telepítésének helyét nagyon óvatosan és sürgősen választják meg. A fényt kapott lemezeket olyan szögben kell elhelyezni, hogy a sugarak ne merüljenek fel a felületre merőlegesen, hanem minthogy óvatosan „folynak” rajta.

Ideális esetben a szerkezetet úgy helyezzük el, hogy szükség esetén módosuljon a dőlésszög, így "elkapva" a maximális mennyiségű napot.

Teljesen elfogadható napenergia-rendszer áramellátása napelemek a talajon, de leggyakrabban a ház tetőjét vagy a műhelyiséget választják elhelyezésre, nevezetesen annak a részét, amely a legszentebb, elsősorban a telek déli oldalával néz szembe.

Nagyon fontos, hogy ne legyenek magas épületek és erős, szétszórt fák a közelben. A közvetlen közelében árnyékot képeznek, és zavarják az egység teljes működését.

A napkollektoros rendszerek hatékony működése érdekében azokat tiszta és rendben kell tartani.A befogópanel felületére képződött szennyeződés-réteg 10% -kal csökkenti a hatékonyságot, és a tapadó hó teljesen kikapcsolja az egységet. Ezért a rendszeres karbantartás elengedhetetlen és segít a modulok tökéletes működési állapotában tartásában.

A napelemes generátor beszerelésének átlagosan optimálisnak tekintik a tető 45 ° -os dőlésszögét. Ezzel az elrendezéssel a napelemek nagyon hatékonyan abszorbeálják a napsugarat, és előállítják a ház megfelelő működésének biztosításához szükséges energiamennyiséget.

Annak érdekében, hogy valódi megtérülést érjen el a panelekből, és az átlagos családnak megfelelő mennyiségű energiát biztosítson, 15-20 négyzetméter tetőfelületet kell vennie egy napelemes generátor alatt.

A FÁK-országok európai részén kissé eltérő mutatók alkalmazandók. A szakemberek azt javasolják, hogy vegyék figyelembe az 50-60 ° -os álló dőlésszöget, és a téli szezonban mozgatható szerkezetekben helyezze az elemeket 70 ° -kal a vízszintesre.

Nyáron változtassa meg a pozíciót és döntse a fotocellákat 30 ° szögben.

Azáltal, hogy a generátor paneleket egy automatikus napkövetési opcióval felszerelt sínrendszerre telepíti, 50% -kal növelheti a visszatekercselés hatékonyságát. A modul önállóan felismeri a sugarak intenzitását, és hajnalról szürkületig alkalmazkodik a maximális megvilágításhoz.

Közvetlenül a felszerelés előtt a tetőt tovább erősítik és speciális tartós tartókkal látják el, mivel nem minden konstrukció képes ellenállni a napenergia átalakítására szolgáló berendezés teljes súlyának.

A napelemes generátor megbízható és szilárd telepítéséhez a tetőn érdemes külön tartókat vásárolni. Ezek különféle típusú tetőfedőkhöz kaphatók, és mindig a kereskedelemben beszerezhetők. A panelek és a tető közötti beszereléskor feltétlenül hagyjon hézagot a megfelelő levegő eléréséhez és a napsugárzó elemek megfelelő szellőzéséhez

Bizonyos esetekben a tető alá megerősített szarufákat helyeznek el, hogy megvédjék a tetőt az összeomlástól, ami lehetséges a megnövekedett terhelés miatt, amely téli szezonban jelentősen növekszik, amikor a hó felhalmozódik a tető felületén.

A naprendszer működésének megkezdéséhez szükség lesz akkumulátorokinverter és töltésvezérlő. Az általunk ajánlott cikkekből megismerheti az eszközök kiválasztásának és a láncba való beillesztésének szabályait.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A fotocellák forrasztásának jellemzői és árnyalata hatékony napelemes generátor készítéséhez saját kezűleg otthon. Tippek és tanácsok a mesterek számára, érdekes ötletek és személyes bevált gyakorlatok.

Hogyan kell megfelelően ellenőrizni a fotocellát és megmérni annak alapvető paramétereit? Ez az információ hasznos a rendszer teljes működéséhez szükséges lemezek pontos számának későbbi kiszámításakor.

Az otthoni generátor napenergia-akkumulátorának gyűjtési folyamatának részletes, lépésről lépésre történő leírása. Működési szabályok, a szükséges elemek megszerzésétől a gyártott eszköz általános vizsgálatáig.

A napgenerátorok elrendezésének ismerete, az otthonuk összeszerelése nem nagy ügy. A munka természetesen figyelmet, pontosságot és körültekintést igényel, de az eredmény igazolja az összes pénzügyi és munkaerőköltséget. A teljes egység teljes hővel és elektromos árammal látja el az épületet, megteremtve a lakók számára a szükséges kényelmi szintet.

Azonnal ellop egy nagy projektnél nem éri meg. Először is érdemes kipróbálni a kezét egy kis egység összeszerelésében, majd az eljárás minden árnyalata elsajátítása után folytatni egy erősebb és nagyobb méretű telepítés felépítését.

És egy mini-erőmű építési módját választotta úgy, hogy felszerel egy nyaralót? Kérjük, írjon megjegyzéseket, ossza meg hasznos információkat és fényképeket a cikk témájáról az alábbi blokkban. Tegyen fel kérdéseket ellentmondásos vagy homályos pontokkal kapcsolatban.