גנרטור סולארי DIY: הוראות להכנת מקור אנרגיה חלופי

מקורות אנרגיה אלטרנטיביים, המאפשרים לספק לחצרים חום וחשמל בסכום הנדרש - "תענוג" יקר, הדורש עלויות כספיות משמעותיות לרכישה, התקנה והתקנה.

הפקת גנרטור סולארי במו ידיכם היא הרבה יותר זולה ובמחיר סביר למדי עבור אדונים רבים בבית. שקול את ההוראות המתארות את כל הדקויות של תהליך הייצור.

איך עובד גנרטור אנרגיה סולארית?

גנרטור סולארי הוא קומפלקס של אלמנטים מוליכים למחצה פוטואלקטריים המומרים ישירות אנרגיית שמש לחשמל.

הקוונטה המיוצרת על ידי קרני האור כשנפגעה על גבי צלחת צילום מכה אלקטרון מהמסלול האטומי הסופי של היסוד העובד. אפקט זה יוצר המון אלקטרונים חופשיים, המהווים זרם רציף של זרם חשמלי.

אין הכרח כלל, הרכבת גנרטור סולארי במו ידיכם, להרכיב מיד קומפלקס גדול בקנה מידה גדול. אתה יכול להתחיל עם יחידה קטנה, ובמידת הצורך, להגדיל את הנפחים בעתיד

כחומר הפעיל משתמשים בסיליקון. הוא יעיל ביותר ומספק מקדם המרה פוטואלקטרי במצב הרגיל ברמה של 20%, ובתנאים נוחים - עד 25%.

בגלל היעילות הבולטת של תאי פוטו סיליקון, גנרטורים המיוצרים על בסיסם מבטיחים יעילות גבוהה עם נפח קטן יחסית. עוצמת היחידה בגודל של מטר לשעה מפיקה 125 וואט, שנחשבת כתוצאה מרשימה ביותר.

בצד אחד של רקיק הסיליקון מוחל ציפוי דק של אלמנטים כימיים פסיביים כמו בור או זרחן.על משטח זה, כתוצאה מחשיפה אינטנסיבית לאור השמש, מתרחשת שחרור פעיל של אלקטרונים. סרט הזרחן מחזיק אותם באופן אמין במקום אחד ואינו מאפשר להתעופף זה מזה.

על לוח העבודה מונחים "פסי" מתכת. עליהם בנויים אלקטרונים חופשיים וכך נוצרת תנועה מסודרת, כלומר זרם חשמלי.

המינוסים של הצלחות כוללים רק את המורכבות והעלות של תהליך ניקוי הסיליקון עצמו, וכדי להימנע מבעיות אלו הם שולטים באופן פעיל בשימוש בחלופות בצורה של גליום, קדמיום, אינדיום ותרכובות נחושת שונות. עם זאת, לאלמנטים מסיליקון אין עדיין מתחרים אמיתיים.

הדרך הקלה ביותר לבנות ממיר של אנרגיה סולארית לחשמל היא לקנות סוללה סולארית מוכנה ולהתקין אותה על גג בית או מוסך:

מה אתה צריך לעבודה?

לייצור גנרטור המורכב מערכה פאנלים סולאריים, כלים וחומרים נדרשים, כגון:

• מודולים להמרת אור שמש לאנרגיה;
• פינות אלומיניום;
• לוחות עץ;
• יריעות סיבית;
• אלמנט שקוף (זכוכית, פרספקס, פרספקס, פוליקרבונט) ליצירת הגנה לפלים סיליקון;
• ברגים וברגים בגדלים שונים;
• גומי קצף צפוף בעובי 1.5-2.5 מ"מ;
• איטום באיכות גבוהה;
• דיודות, מסופים וחוטים;
• מברג או סט מברגים;
• ברזל הלחמה;
• מסור לעץ ומתכת (או מטחנה).

כמה חומרים יהיה צורך יהיה תלוי ישירות בגודל המתוכנן של הגנרטור. עבודה בהיקפים גדולים תגרור עלויות נוספות, אך בכל מקרה היא תהיה זולה יותר מהמודול שנרכש.

בסיס המגן עבור פרוסות סיליקון יכול להיות עשוי זכוכית, פרספקס, פוליקרבונט או פרספקס. שלושת החומרים הראשונים יוצרים אובדן מינימלי של אנרגיה המרה, אך הרביעי מעביר קרניים הרבה יותר גרוע ומפחית משמעותית את היעילות של המתחם כולו

לבדיקה הסופית של היחידה המורכבת משתמשים במד זרם. זה מאפשר לך לתפוס את היעילות בפועל של ההתקנה ועוזר לקבוע את ההחזר בפועל.

בחירת סוג ממיר תמונות

פעילויות עשה זאת בעצמך ליצירת גנרטור סולארי עם בחירה בסוג הממיר סיליקון פוטו-וולטאי.

רכיבים אלה הם משלושה סוגים:

• אמורפי;
• חד-גבישי;
• פולי-קריסטל.

לכל אפשרות יש את היתרונות והחסרונות שלה, והבחירה לטובת כל אחת מהן נעשית על סמך כמות הכספים שהוקצתה לרכישת כל רכיבי המערכת.

תכונות של זנים אמורפיים

מודולים אמורפיים אינם מורכבים מסיליקון גבישי, אלא מנגזרותיו (סילאן או מימן סיליקון). על ידי ריסוס בוואקום, הם מוחלים בשכבה הדקה ביותר על נייר כסף, זכוכית או פלסטיק באיכות גבוהה.

מוצרים מוגמרים הם בעלי גוון אפור דהוי ומטשטש. גבישי סיליקון נראים לעין על פני השטח אינם נצפים. יתרון עיקרי פאנלים סולאריים גמישים מחיר סביר נחשב, עם זאת, היעילות שלהם קטנה מאוד ונעה בין 6-10%.

תאים סולאריים אמורפיים מבוססי סיליקון הגדילו את הגמישות, מציגים רמה גבוהה של ספיגה אופטית (פי 20 יותר מזו של אנלוגים יחידים או פול-קריסטליים) ופועלים בצורה יעילה יותר במזג אוויר מעונן.

הספציפיות של סוגים פולי-קריסטליים

פולי-קריסטל פאנלים סולאריים המיוצר על ידי הקירור האיטי מאוד של נמס הסיליקון. המוצרים המתקבלים נבדלים על ידי צבע כחול עשיר, יש משטח עם תבנית בולטת הדומה לתבנית כפורית, והם יעילים באזור של 14-18%.

התפוקה היעילות הגבוהה יותר מונעת על ידי אזורים בתוך החומר המופרדים מהמבנה הכללי על ידי גבולות גרגירים.

תאים פוטו-קריסטליים פועלים רק 10 שנים, אך במהלך תקופה זו יעילותם לא פחתה. עם זאת, בהרכבת מוצרים במתחם יחיד, משמש בהכרח בסיס יציב ומוצק, מכיוון שהיריעות די נוקשות ודורשות תמיכה חזקה ואמינה

מאפיינים של אפשרויות מונוקרטיות

מודולי גביש יחיד מאופיינים בצבע כהה צפוף ומורכבים מגבישים סיליקון מוצקים. היעילות שלהם עולה על הביצועים של אלמנטים אחרים ומסתכמת ב 18-22% (בתנאים נוחים - עד 25%).

יתרון נוסף הוא חיי השירות המרשימים שלו - לפי יצרנים מעל 25 שנה. עם זאת, בשימוש ממושך יעילותם של גבישים בודדים פוחתת ואחרי 10-12 שנים, יעילות הצילום היא כבר לא יותר מ- 13-17%.

מודולי קריסטל יחיד יקרים משמעותית מסוגי ציוד אחרים. לייצר אותם על ידי ניסור גבישים מגדלים מלאכותיים של סיליקון

כדי ליצור גנרטור סולארי בבית, הם לוקחים בעיקר בידיים שלהם צלחות פולי-קריסטל בודדות בגדלים שונים. הם נרכשים בחנויות מקוונות פופולריות, כולל ב- eBay או ב- Aliexpress.

בשל העובדה שתאים סולאריים מוערכים למדי, ספקים רבים מציעים ללקוחות מוצרים מקבוצה B, כלומר שברים עם פגם קל המתאימים להפעלה מלאה. עלותם שונה מהמחיר הרגיל ב- 40-60%, כך שאיסוף גנרטור עולה מחיר סביר, שאינו סביר מדי.

איך מכינים מסגרת לצלחות?

לייצור המסגרת של הגנרטור העתידי, משתמשים בקרבות עץ עמידות או פינות אלומיניום. גרסת העץ נחשבת פחות פרקטית, מכיוון שהחומר דורש עיבוד נוסף בכדי להימנע מהתפרקות ועיכול לאחר מכן.

בכדי שמסגרת העץ תעמוד בעומס התפעולי ולא תירקב אחרי הגשם הראשון, יש לספוג אותו עם הרכב מיוחד המגן על העץ מפני לחות.

לאלומיניום מאפיינים גופניים אטרקטיביים בהרבה ובשל קלילותו הוא אינו מפעיל עומס מיותר על הגג או על מבנה תומך אחר בו מתוכנן להתקין את היחידה.

בנוסף, בגלל הציפוי נגד קורוזיה, המתכת לא מחלידה, לא נרקבת, לא סופגת לחות וסובלת בקלות את ההשפעות של כל ביטויים אטמוספריים אגרסיביים.

ליצירת מבנה מסגרת מפינות אלומיניום, נקבע תחילה גודל הפאנל העתידי. בגרסה הסטנדרטית משתמשים 36 בתאים פוטנציאליים בגודל 81 מ"מ על 150 מ"מ לכל בלוק.

להפעלה עוקבת אחרונה, נותר פער קטן בין השברים (כ 3-5 מ"מ). מרחב זה מאפשר לקחת בחשבון את השינוי בפרמטרים הבסיסיים של הבסיס, חשוף לביטויים אטמוספריים. כתוצאה מכך, הגודל הכולל של החומר הוא 83 מ"מ x 690 מ"מ ורוחב פינת מסגרת של 35 מ"מ.

פרוסות סיליקון, ממוסגרות בפרופיל אלומיניום, נראות כמעט כמו מוצרים מתוצרת מפעל. מסגרת יציבה וחסונה מספקת למערכת צפיפות ללא דופי ומעניקה למבנה כולו רמת קשיחות גבוהה

לאחר הגודל, השברים הנחוצים נחתכים מהפינות ובעזרת מחברים מרכיבים אותם למסגרות מסגרת. שכבה של איטום סיליקון מוחלת על פני השטח הפנימיים של המבנה, תוך הקפדה יתרה על כך שלא יהיו פערים או חללים.

שלמותו, חוזקו ועמידותו של המבנה המותקן תלויים בכך. חומר שקוף מגן (זכוכית עם ציפוי אנטי רפלקטיבי, פרספקס או פוליקרבונט עם פרמטרים מיוחדים) מונח על גביו ומהודק היטב עם כלי מתכת (1 חלק קצר ו -2 ארוך של המסגרת ו -4 פינות המארז).

לעבודה באמצעות מברג וברגים בקוטר מתאים. בסופו של המשטח השקוף מנקים בזהירות מאבק ופסולת קטנה.

בחר פריט שקוף

הקריטריונים העיקריים לבחירת אלמנט שקוף ליצירת גנרטור:

• יכולת לקלוט קרינה אינפרא אדום;
• רמת השבירה של אור השמש.

ככל שמדד השבירה נמוך יותר, כך היעילות של פרוסות הסיליקון גבוהה יותר. הפרספקס והפלקסיגלס הם בעלי השתקפות האור הנמוכה ביותר. גם פוליקרבונט רחוק מהביצועים הטובים ביותר.

ליצירת מבני מסגרת למערכות סולאריות ביתיות, מומלץ להשתמש בזכוכית שקופה אנטי רפלקטיבית או בסוג מיוחד של פוליקרבונט עם ציפוי נגד עיבוי, המספק את רמת ההגנה הדרושה, במידת האפשר.

המאפיינים הטובים ביותר מבחינת ספיגת קרינת אינפרא אדום הם פרספקס זכוכית חזק וסופג תרמי עם אפשרות לספיגת אינפרא אדום. בזכוכית רגילה, הדמויות הללו נמוכות בהרבה. היעילות של ספיגת האינפרא אדום תלויה בשאלה אם פרוסות הסיליקון מחוממות במהלך הפעולה או לא.

אם יתברר שהחימום מינימלי, תאי הצילום יימשכו זמן רב ויספקו החזרות יציבים. התחממות יתר של הלוחות תביא להפרעות בעבודה וכישלון מהיר של שברי אינדיבידואלים במערכת או במתחם כולו.

התקנת תאי פוטו סיליקון

מיד לפני ההתקנה, משקפי בטיחות המונחים במסגרות אלומיניום מנקים היטב מאבק ומשומנים בתרכובת המכילה אלכוהול.

תאי הצילום שנרכשו מונחים באופן שווה על מצע הסימון במרחק של 3-5 מילימטרים אחד מהשני ומסמנים את זוויות המבנה הכולל. ואז המשך להלחמת האלמנטים - החלק החשוב והזמן רב ביותר בהרכבת הגנרטור.

הלחמת האלמנטים הפעילים בגנרטור מתבצעת בהתאם לתכנית בה "+" הם המסילות מבחוץ, ו- "-" הם התעלות שנמצאות בצד הלא נכון של הצלחת.

לחיבור נכון של המגעים, החל תחילה שטף (חומצה להלחמה) והלחמה ואז בצע את העיבוד ברצף קפדני מלמעלה למטה. בסוף כל השורות קשורות זו בזו.

השלב הבא הוא גודל גודל של תאי פוטו. לשם כך, מעט איטום נדחס למרכזו של כל רקיק הסיליקון, שרשראות האלמנטים הנוצרים מתהפכים ומניחים בקפדנות עם הסימונים שהוחלו קודם.

לחץ בעדינות על הצלחות בידיים שלך, ותקן אותן במקום הנכון. הם פועלים בזהירות רבה, ומנסים לא לפגוע בחומר או לכופף אותו.

אנשי הקשר של תאי הצילום הממוקמים בקצוות יוצאים לאוטובוס נפרד (מוליך כסף רחב) כ- "+" ו- "-". בנוסף, המתחם מצויד בדיודה חוסמת. כשהוא מתחבר למגעים, הוא מונע את הסוללות לפרוק דרך מבנה המסגרת בלילה.

בתחתית המסגרת יש לקדוח חורים שדרכם מוציאים את החוטים. כדי שהם לא ישקעו, הם משתמשים באיטום סיליקון בעבודתם.

גלריית התמונות הבאה תציג את שלבי הרכבת לוח סולרי המונה 60 אלמנטים:

כעת יש לתקן את תאי הצילום המורכבים באמצעות הלחמה על הבסיס. ניתן להדבקה על דיקט ומכוסה בזכוכית. עם זאת, בדוגמה, הדבקה נעשית תחילה לזכוכית:

על מנת שהמצבר, שנועד לצבור מטען, לא לספוג את האנרגיה הנוצרת מתאי פוטו, הסוללה הסולארית שלה מחוברת באמצעות דיודת המניות:

הרכבת תחנת הסולארי המיני, שמסרנו בדוגמה, מתבצעת בהתאם לתרשים שהוצג בתצלום. בחיבור אנו משתמשים בחוט עם חתך נחושת מגורים מ -1 מ"ר

תחנת כוח מיני זו מסוגלת לייצר עד 15 V. יש לציין כי הפרודוקטיביות המקסימאלית תופיע רק בימים נטולי עננים שטופי שמש. במזג אוויר מעונן, המכשיר ייצור הרבה פחות או לא יפיק אנרגיה כלל. לכן הסוללה נבחרה עבורה כך שהמלאי יספיק לפחות ליום.

כיצד לבדוק את היחידה המותקנת?

לפני איטום סוף סוף של הגנרטור המורכב, יש לבדוק אותו כדי לזהות כשלים פוטנציאליים במהלך תהליך ההלחמה.האפשרות הסבירה ביותר היא לבדוק כל שורה מולחמת בנפרד. אז מייד מתברר היכן אנשי הקשר קשורים בצורה לא טובה ונדרש עיבוד מחודש.

לצורך הבדיקה השתמש במד זרם ביתי. המדידה מתבצעת ביום שמש ללא ענן בשעות הצהריים (תקופה 13-13 שעות). העיצוב ממוקם בחצר ומותקן בזווית מתאימה.

מד זרם ביתי מסייע במדידת הזרם הממשי. על סמך עדותו ניתן לקבוע את רמת הפעילות של מערכת השמש המותקנת ולזהות אי סדרים ברצף החיבור של תאי שמש סיליקון.

מד זרם מחובר למגעי הפלט של סוללת השמש ונמדד הזרם הקצר. אם המכשיר מציג תוצאות מעל 4.5 A, המערכת נכונה לחלוטין וכל החיבורים מולחמים בצורה ברורה ונכונה.

הנתונים התחתונים המופיעים בתצוגת הבוחן מצביעים על הפרות שצריך לעקוב ולהתלחם מחדש. באופן מסורתי, גנרטורים סולאריים מתוצרת עצמית המיוצרים מתאי פוטו עם פגם קטן (קבוצה B) מראים מספרים של 5 עד 10 אמפר במבחן.

מצטברים של ייצור במפעל מראים נתונים גבוהים יותר ב- 10-20%. זה נובע מהעובדה שפולי סיליקון מקבוצה A משמשים בייצור, שאין להם שום פגם במבנה.

שלב העבודה האחרון

אם הבדיקה הראתה כי הסוללה פועלת במלואה, היא אטומה בחומר איטום סיליקון מיוחד או בתרכובת אפוקסי יקרה ועמידה יותר.

העבודה מספקת שתי דרכים לביצוע:

1. מזיגה מלאה - כאשר כל המשטח מכוסה בהרכב הרמטי.
2. עיבוד חלקי - כאשר איטום מוחל רק על האלמנטים הקיצוניים והמרחב הריק בין האלמנטים.

האפשרות הראשונה נחשבת לאמינה יותר ומספקת למערכת הגנה מלאה מפני גורמים חיצוניים. תאי צילום קבועים בבירור במקום ועובדים נכון ביעילות מירבית.

לגודל תאי פוטו בתוך הדיור, רצוי להשתמש בחומר איטום עמיד בפני כפור שיכול לעמוד בפני שינויי טמפרטורה חדים ומחוון מינוס נמוך.

בסיום המילוי מותר לאיטום "לתפוס". ואז מכסים באלמנט שקוף ולחוצים היטב לצלחות.

על מנת לספק הגנה וריפוד נוספים, בעלי מלאכה מסוימים ממליצים להניח קצף צפוף בין פני השטח של הסיליקון לגב המסגרת. זה יהפוך את העיצוב למוצק יותר ולהגן מפני תאי פוטו שבירים מפני עומס יתר.

לאחר מכן, מונח עומס על פני השטח, הפועל על השכבות וסוחט מהן בועות אוויר. הגנרטור המוגמר נבדק שוב ולבסוף מותקן על מקום שהוכן בעבר.

היכן ואיך למקם את הגנרטור?

מיקום ההתקנה של גנרטור השמש נבחר בקפידה רבה וללא חיפזון. יש להציב צלחות המקבלות אור בזווית כך שהקרניים לא "נופלות" על פני השטח בניצב, אלא, כביכול, "זורמות" בעדינות לאורכה.

באופן אידיאלי, המבנה ממוקם כך שיישאר אפשרי, במידת הצורך, להתאים את זווית הנטייה, בדרך זו "לתפוס" את כמות השמש המרבית.

זה מקובל לחלוטין לספק מערכת סולארית פאנלים סולאריים על הקרקע, אך לרוב הם בוחרים את גג הבית או חדר השירותים למיקום, כלומר אותו חלק שהוא פונה אל הצד הקדוש ביותר, בעיקר הדרומי, של האתר.

חשוב מאוד שלא יהיו בניינים גבוהים ועצים עוצמתיים ורביים בקרבת מקום. בהיותם בסמיכות הם יוצרים צל ומפריעים לפעולה המלאה של היחידה.

כדי שהתקנים הסולאריים יעבדו ביעילות, עליהם להישמר נקיים ומסודרים.שכבת לכלוך הנוצרת על פני לוח התופס מפחיתה את היעילות ב- 10%, והדבקת שלג מכבה לחלוטין את היחידה. לכן תחזוקה שוטפת היא חובה ועוזרת לשמור על המודולים במצב עבודה מושלם.

האופטימלי הממוצע להתקנת גנרטור סולארי נחשב לזווית הטיה של גג 45 מעלות. בעזרת סידור זה, תאי השמש סופגים את שטף השמש ביעילות רבה ומייצרים את כמות האנרגיה הדרושה בכדי להבטיח את תפקודו הנכון של הבית.

כדי לקבל תשואות אמיתיות מהלוחות ולספק למשפחה הממוצעת את כמות האנרגיה הנכונה, תצטרך לקחת 15-20 מ"ר משטח גג מתחת לגנרטור סולארי.

לגבי החלק האירופי של מדינות חבר העמים, חל מדדים שונים במקצת. אנשי מקצוע ממליצים לקחת כבסיס זווית הטיה נייחת של 50-60 מעלות, ובמבנים מטלטלין בעונת החורף, הניחו סוללות בזווית של 70 ° לאופק.

בקיץ, יש לשנות מיקום ולהטות את תאי הצילום בזווית של 30 מעלות.

על ידי התקנת לוחות הגנרטור במערכת מסילה המצוידת באפשרות מעקב שמש אוטומטית, תוכלו להגדיל את יעילות הרתיעה ב 50%. המודול יגלה באופן עצמאי את עוצמת הקרניים ויתאים לתאורה המקסימאלית משחר ועד בין ערביים.

מיד לפני ההתקנה מתחזק הגג בנוסף ומצויד בתמיכות עמידות מיוחדות, מכיוון שלא לכל עיצוב יש את היכולת לעמוד במלוא המשקל של הציוד להמרת אנרגיה סולארית.

בכדי להתקין בצורה אמינה ויציבה גנרטור סולארי על הגג, כדאי לרכוש התקנים מיוחדים. הם זמינים בנפרד עבור כל סוג קירוי והם תמיד זמינים מסחרית. בעת התקנה בין הפנלים לגג, חובה להשאיר מרווח לגישה נאותה לאוויר ולאוורור נכון של אלמנטים סופגי שמש.

בחלק מהמקרים מוצבים קורות חיזוק מתחת לגג, ומגנים על הגג מפני קריסה, דבר שעשוי להיות אפשרי בגלל עומס מוגבר, הגובר משמעותית בעונת החורף, כאשר מצטבר שלג על משטח הגג.

כדי להתחיל לעבוד מערכת השמש תדרוש סוללותמהפך ו- בקר טעינה. תוכלו ללמוד על הכללים לבחירת מכשירים והכללתם בשרשרת מתוך המאמרים המומלצים על ידינו.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

תכונות וניואנסים של תאי פוטו הלחמה לייצור גנרטור סולארי יעיל במו ידיכם בבית. טיפים ועצות למאסטרים, רעיונות מעניינים ושיטות מומלצות אישיות.

כיצד לבדוק נכון תא תא פוטון ולמדוד את הפרמטרים הבסיסיים שלו. מידע זה שימושי בחישובים הבאים של המספר המדויק של הלוחות הנדרשים להפעלת המערכת המלאה.

תיאור מלא שלב אחר שלב של תהליך איסוף סוללה סולארית לגנרטור בבית. כללי פעולה, החל מרכישת האלמנטים הדרושים וכלה במבחן הכללי של המכשיר המיוצר.

הכרת הסידור של גנרטורים סולאריים, הרכבתם בבית זה לא עניין גדול. כמובן שהעבודה תדרוש תשומת לב, דיוק ושקיפות, אך התוצאה תצדיק את כל עלויות הכספים והעבודה. היחידה השלמה תספק לבניין חום וחשמל באופן מלא, ותיצור את רמת הנוחות הדרושה לתושבים.

החלק מיד בפרויקט גדול לא שווה את זה. ראשית, הגיוני לנסות ולהרכיב יחידה קטנה ואז לאחר שליטה מוחלטת בכל הניואנסים של התהליך, המשך בבניית התקנה חזקה וגדולה יותר.

ואיזו שיטת בניית תחנת כוח מיני בחרת לצייד קוטג 'בקיץ? אנא כתוב הערות, שתף מידע שימושי ותצלומים בנושא המאמר בבלוק למטה. שאל שאלות על נקודות שנויות במחלוקת או עלומות.