DIY generator solarny: instrukcje tworzenia alternatywnego źródła energii

Alternatywne źródła energii, pozwalające zapewnić lokalowi ciepło i energię elektryczną w wymaganej ilości - kosztowna „przyjemność”, wymagająca znacznych kosztów finansowych na zakup, instalację i instalację.

Wytwarzanie generatora słonecznego własnymi rękami jest znacznie tańsze i dość przystępne dla wielu właścicieli domów. Rozważ instrukcje opisujące wszystkie niuanse procesu produkcyjnego.

Jak działa generator energii słonecznej?

Generator słoneczny to kompleks fotoelektrycznych elementów półprzewodnikowych, które bezpośrednio przekształcają się energia słoneczna do elektrycznego.

Kwanty wytwarzane przez promienie światła po uderzeniu w płytkę fotograficzną wybijają elektron z końcowej orbity atomowej elementu roboczego. Efekt ten tworzy wiele wolnych elektronów, które tworzą ciągły strumień prądu elektrycznego.

W ogóle nie trzeba montować generatora słonecznego własnymi rękami, aby natychmiast złożyć duży, duży kompleks. Możesz zacząć od małej jednostki i, jeśli to konieczne, zwiększyć głośność w przyszłości

Jako materiał aktywny stosuje się krzem. Jest bardzo wydajny i zapewnia współczynnik konwersji fotoelektrycznej w trybie normalnym na poziomie 20%, aw sprzyjających warunkach - do 25%.

Ze względu na wyraźną wydajność fotokomórek krzemowych generatory wykonane na ich podstawie gwarantują wysoką wydajność przy stosunkowo niewielkiej objętości. Moc urządzenia mierząca 1 metr na godzinę wytwarza 125 watów, co jest uważane za bardzo imponujący wynik.

Po jednej stronie płytki krzemowej nakłada się cienką powłokę pasywnych pierwiastków chemicznych, takich jak bor lub fosfor.To na tej powierzchni w wyniku intensywnej ekspozycji na światło słoneczne następuje aktywne uwalnianie elektronów. Fosforowy niezawodnie utrzymuje je w jednym miejscu i nie pozwala na rozpad.

Na płycie roboczej znajdują się metalowe „gąsienice”. Na nich budowane są wolne elektrony, tworząc w ten sposób uporządkowany ruch, czyli prąd elektryczny.

Minusy płyt obejmują jedynie złożoność i koszt samego procesu czyszczenia krzemu, a aby uniknąć tych problemów, aktywnie opanowują stosowanie alternatyw w postaci galu, kadmu, indu i różnych związków miedzi. Jednak elementy krzemowe nie mają jeszcze prawdziwych konkurentów.

Najprostszym sposobem na zbudowanie konwertera energii słonecznej na energię elektryczną jest zakup gotowej baterii słonecznej i zainstalowanie jej na dachu domu lub garażu:

Czego potrzebujesz do pracy?

Do produkcji generatora składającego się z zestawu panele słoneczne, wymagane są narzędzia i materiały, takie jak:

• moduły przekształcające światło słoneczne w energię;
• aluminiowe narożniki;
• drewniane listwy;
• płyty wiórowe;
• element przezroczysty (szkło, pleksi, pleksi, poliwęglan) w celu zapewnienia ochrony dla płytek krzemowych;
• śruby i wkręty różnych rozmiarów;
• gęsta pianka gumowa o grubości 1,5–2,5 mm;
• wysokiej jakości uszczelniacz;
• diody, zaciski i przewody;
• śrubokręt lub zestaw wkrętaków;
• lutownica;
• piła do drewna i metalu (lub szlifierki).

Ilość potrzebnych materiałów będzie zależeć bezpośrednio od planowanej wielkości generatora. Prace na dużą skalę pociągną za sobą dodatkowe koszty, ale w każdym razie będą tańsze niż zakupiony moduł.

Podstawa ochronna do płytek krzemowych może być wykonana ze szkła, pleksi, poliwęglanu lub pleksi. Pierwsze trzy materiały powodują minimalną utratę przekształconej energii, ale czwarty przekazuje promienie znacznie gorzej i znacznie zmniejsza efektywność całego kompleksu

Do ostatecznego przetestowania zmontowanego urządzenia stosuje się amperomierz. Pozwala uchwycić faktyczną wydajność instalacji i pomaga ustalić rzeczywisty zwrot.

Wybór typu konwertera zdjęć

Zrób to sam, aby stworzyć generator słoneczny z wyborem rodzaju fotowoltaicznego konwertera krzemu.

Te elementy są trzech typów:

• bezpostaciowy;
• monokrystaliczny;
• polikrystaliczny.

Każda opcja ma swoje zalety i wady, a wyboru na korzyść każdej z nich dokonuje się na podstawie kwoty środków przeznaczonych na zakup wszystkich komponentów systemu.

Cechy odmian amorficznych

Moduły amorficzne nie składają się z krzemu krystalicznego, ale z jego pochodnych (silanu lub wodoru krzemu). Rozpylając w próżni, nanosi się je w najcieńszej warstwie na wysokiej jakości folię metalową, szkło lub plastik.

Gotowe produkty mają wyblakły, rozmazany szary odcień. Widoczne kryształy krzemu na powierzchni nie są obserwowane. Główna zaleta elastyczne panele słoneczne rozważana jest rozsądna cena, jednak ich wydajność jest bardzo mała i wynosi od 6-10%.

Amorficzne ogniwa słoneczne na bazie krzemu mają większą elastyczność, wykazują wysoki poziom absorpcji optycznej (20 razy większy niż w przypadku jedno- lub polikrystalicznych analogów) i znacznie wydajniej pracują w pochmurne dni

Specyfika typów polikrystalicznych

Polikrystaliczny panele słoneczne powstaje w wyniku stopniowego bardzo wolnego chłodzenia stopu krzemu. Powstałe produkty wyróżniają się bogatym niebieskim kolorem, mają powierzchnię z wyraźnym wzorem przypominającym mroźny wzór i są skuteczne w zakresie 14–18%.

Wyższą wydajność-wydajność utrudniają obszary w materiale, które są oddzielone od ogólnej struktury granularnymi granicami.

Fotokomórki polikrystaliczne działają od zaledwie 10 lat, ale w tym czasie ich skuteczność nie spadła. Jednak do montażu produktów w jednym kompleksie koniecznie stosuje się solidny, solidny fundament, ponieważ arkusze są dość sztywne i wymagają silnego, niezawodnego wsparcia

Charakterystyka opcji monokratylicznych

Moduły monokrystaliczne charakteryzują się gęstym ciemnym kolorem i składają się z litych kryształów krzemu. Ich skuteczność przewyższa działanie innych elementów i wynosi 18–22% (w sprzyjających warunkach - do 25%).

Kolejną zaletą jest imponująca żywotność - według producentów od ponad 25 lat. Jednak przy długotrwałym stosowaniu spada skuteczność pojedynczych kryształów, a po 10-12 latach wydajność fotograficzna wynosi już nie więcej niż 13-17%.

Moduły monokrystaliczne są znacznie droższe niż inne rodzaje sprzętu. Wyprodukuj je, piłując sztucznie hodowane kryształy krzemu

Aby stworzyć generator słoneczny w domu, biorą głównie własnymi rękami płytki poli- i monokrystaliczne o różnych rozmiarach. Są kupowane w popularnych sklepach internetowych, w tym na eBayu lub Aliexpress.

Ze względu na to, że ogniwa słoneczne są bardzo wysoko cenione, wielu dostawców oferuje klientom produkty z grupy B, czyli fragmenty z niewielką wadą, które nadają się do pełnego działania. Ich koszt różni się od ceny standardowej o 40–60%, więc zbieranie generatora kosztuje rozsądną cenę, która nie jest zbyt przystępna.

Jak zrobić ramkę na talerze?

Do produkcji ramy przyszłego generatora stosuje się trwałe drewniane łaty lub aluminiowe narożniki. Wersja drewniana jest uważana za mniej praktyczną, ponieważ materiał wymaga dodatkowej obróbki, aby uniknąć późniejszego rozkładu i rozwarstwienia.

Aby drewniana rama wytrzymała obciążenie operacyjne i nie uległa rozkładowi po pierwszym deszczu, musi zostać zaimpregnowana specjalną kompozycją, która chroni drzewo przed wilgocią

Aluminium ma znacznie bardziej atrakcyjne właściwości fizyczne i ze względu na swoją lekkość nie wywiera niepotrzebnego obciążenia na dach lub inną konstrukcję nośną, w której planuje się montaż urządzenia.

Ponadto, dzięki powłoce antykorozyjnej, metal nie rdzewieje, nie gnije, nie wchłania wilgoci i łatwo toleruje skutki wszelkich agresywnych przejawów atmosferycznych.

Aby utworzyć strukturę ramy z narożników aluminiowych, najpierw określa się rozmiar przyszłego panelu. W standardowej wersji na blok stosuje się 36 fotokomórek o wymiarach 81 mm x 150 mm.

W celu poprawnej późniejszej operacji pomiędzy fragmentami pozostaje niewielka szczelina (około 3-5 mm). Ta przestrzeń pozwala wziąć pod uwagę zmianę podstawowych parametrów bazy, narażonej na objawy atmosferyczne. W rezultacie całkowity rozmiar przedmiotu obrabianego wynosi 83 mm x 690 mm przy szerokości narożnika ramy 35 mm.

Wafle silikonowe, oprawione w aluminiowy profil, wyglądają prawie jak produkty fabryczne. Solidna i solidna rama zapewnia nienaganną szczelność systemu i nadaje całej konstrukcji wysoki poziom sztywności

Po zakończeniu wymiarowania niezbędne fragmenty są wycinane z narożników i za pomocą łączników łączą je w ramy ramy. Warstwę szczeliwa silikonowego nakłada się na wewnętrzną powierzchnię konstrukcji, uważając, aby nie było żadnych szczelin ani pustek.

Od tego zależy integralność, wytrzymałość i trwałość zamontowanej konstrukcji. Ochronny przezroczysty materiał (szkło z powłoką antyrefleksyjną, pleksi lub poliwęglan o specjalnych parametrach) jest układany na górze i bezpiecznie przymocowany metalowymi elementami (1 krótka i 2 długa część ramy i 4 rogi obudowy).

Do pracy przy użyciu śrubokręta i śrub o odpowiedniej średnicy. Na koniec przezroczysta powierzchnia jest starannie czyszczona z kurzu i drobnych zanieczyszczeń.

Wybierz przezroczysty element

Główne kryteria wyboru przezroczystego elementu do stworzenia generatora:

• zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego;
• poziom załamania światła słonecznego.

Im niższy współczynnik załamania światła, tym wyższa wydajność płytek krzemowych. Pleksi i pleksi mają najniższy współczynnik odbicia światła. Poliwęglan ma również daleką od najlepszych wydajność.

Do tworzenia struktur ramowych dla domowych systemów słonecznych zaleca się stosowanie przezroczystego szkła antyrefleksyjnego lub specjalnego rodzaju poliwęglanu z powłoką antykondensacyjną, która w miarę możliwości zapewnia niezbędny poziom ochrony termicznej.

Najlepszymi cechami pod względem absorpcji promieniowania podczerwonego są silne absorbujące ciepło pleksi i szkło z opcją absorpcji w podczerwieni. W zwykłym szkle liczby te są znacznie niższe. Skuteczność absorpcji w podczerwieni zależy od tego, czy płytki krzemowe są ogrzewane podczas pracy, czy nie.

Jeśli ogrzewanie okaże się minimalne, fotokomórki wytrzymają długo i zapewnią stabilne powroty. Przegrzanie płyt doprowadzi do przerw w pracy i szybkiej awarii poszczególnych fragmentów układu lub całego kompleksu.

Montaż fotokomórek krzemowych

Bezpośrednio przed montażem okulary ochronne umieszczone w aluminiowych ramach są dobrze oczyszczone z kurzu i odtłuszczone kompozycją zawierającą alkohol.

Zakupione fotokomórki są równomiernie rozmieszczone na podłożu znakującym w odległości 3-5 milimetrów od siebie i oznaczają kąty całej struktury. Następnie przejdź do lutowania elementów - najważniejszej i najbardziej czasochłonnej części montażu generatora.

Lutowanie aktywnych elementów generatora odbywa się zgodnie ze schematem, w którym „+” to ścieżki na zewnątrz, a „-” to kanały znajdujące się po niewłaściwej stronie płytki.

Aby prawidłowo podłączyć styki, najpierw zastosuj topnik (kwas do lutowania) i lut, a następnie przeprowadź przetwarzanie w ścisłej kolejności od góry do dołu. Na końcu wszystkie rzędy są ze sobą połączone.

Następnym krokiem jest dobranie rozmiaru fotokomórek. Aby to zrobić, niewielką ilość szczeliwa wciska się w środek każdej płytki krzemowej, uformowane łańcuchy elementów odwraca się do góry nogami i umieszcza ściśle według wcześniej zastosowanych oznaczeń.

Delikatnie dociśnij płytki rękami, mocując je we właściwym miejscu. Działają bardzo ostrożnie, starając się nie uszkodzić ani nie zgiąć materiału.

Styki fotokomórek znajdujących się na krawędziach są wyprowadzane do osobnej szyny (szeroki srebrny przewodnik) jako „+” i „-”. Dodatkowo kompleks wyposażony jest w diodę blokującą. Po połączeniu ze stykami zapobiega rozładowaniu akumulatorów przez konstrukcję ramy w nocy.

W dolnej części ramy wywierć otwory, przez które wyprowadzane są przewody. Aby się nie ugięły, w pracy używają uszczelniacza silikonowego.

Poniższa galeria zdjęć przedstawi kroki montażu panelu słonecznego z 60 elementów:

Fotokomórki zmontowane przez lutowanie muszą być teraz przymocowane do podstawy. Może być przyklejony do sklejki i pokryty szkłem. Jednak w tym przykładzie najpierw przykleja się szkło:

Aby akumulator, przeznaczony do akumulacji ładunku, a nie do pochłaniania energii generowanej przez fotokomórki, jego akumulator słoneczny jest podłączony za pomocą diody Stocks:

Montaż mini stacji solarnej, jak pokazano w naszym przykładzie, odbywa się zgodnie ze schematem pokazanym na zdjęciu. W połączeniu wykorzystujemy drut o miedzianym przekroju mieszkalnym od 1 m²

Ta mini elektrownia może wytwarzać do 15 V. Należy zauważyć, że maksymalna wydajność zostanie odnotowana tylko w słoneczne, bezchmurne dni. Przy pochmurnej pogodzie urządzenie będzie generować znacznie mniej lub wcale nie będzie generować energii. Dlatego bateria jest do niego wybrana, aby zapas był wystarczający na co najmniej jeden dzień.

Jak przetestować zamontowane urządzenie?

Przed ostatecznym uszczelnieniem zmontowanego generatora należy go przetestować w celu wykrycia potencjalnych awarii podczas procesu lutowania.Najbardziej rozsądną opcją jest sprawdzenie każdego lutowanego rzędu osobno. Natychmiast staje się jasne, gdzie styki są źle połączone i wymagana jest ponowna obróbka.

Do testu użyj amperomierza domowego. Pomiary przeprowadzane są w bezchmurny słoneczny dzień w porze obiadowej (okres od 13 do 15 godzin). Projekt umieszcza się na podwórku i instaluje pod odpowiednim kątem.

Amperomierz domowy pomaga zmierzyć rzeczywisty prąd. Na podstawie jego zeznań możliwe jest określenie poziomu operacyjności zamontowanego układu słonecznego i zidentyfikowanie nieprawidłowości w sekwencji połączenia krzemowych ogniw słonecznych

Amperomierz jest podłączony do styków wyjściowych akumulatora słonecznego i mierzony jest prąd zwarciowy. Jeśli urządzenie pokazuje wyniki powyżej 4,5 A, system jest całkowicie poprawny, a wszystkie połączenia są lutowane wyraźnie i poprawnie.

Niższe dane, które pojawiają się na wyświetlaczu testera, wskazują naruszenia, które należy śledzić i ponownie lutować. Tradycyjnie, samodzielnie wykonane generatory słoneczne wykonane z fotokomórek z małą wadą (grupa B) wykazują w teście liczby od 5 do 10 amperów.

Agregaty produkcji fabrycznej pokazują dane o 10-20% wyższe. Wynika to z faktu, że w produkcji stosuje się płytki krzemowe z grupy A, które nie mają wad w strukturze.

Ostatni etap pracy

Jeśli test wykazał, że akumulator jest w pełni sprawny, jest uszczelniony specjalnym silikonowym uszczelniaczem lub droższą i bardziej trwałą mieszanką epoksydową.

Praca zapewnia dwa sposoby realizacji:

1. Pełne wylewanie - gdy cała powierzchnia jest pokryta hermetyczną kompozycją.
2. Częściowe przetwarzanie - gdy uszczelniacz nakłada się tylko na skrajne elementy i pustą przestrzeń między elementami.

Pierwsza opcja jest uważana za bardziej niezawodną i zapewnia systemowi pełną ochronę przed czynnikami zewnętrznymi. Fotokomórki są wyraźnie zamocowane i działają poprawnie z maksymalną wydajnością.

Do wymiarowania fotokomórek wewnątrz obudowy zaleca się stosowanie odpornego na mróz szczeliwa, które może wytrzymać gwałtowne zmiany temperatury i wskaźniki niskiego minus

Po zakończeniu napełniania szczeliwo może „zatkać”. Następnie przykryj przezroczystym elementem i mocno dociśnij do płytek.

Aby zapewnić dodatkową ochronę i amortyzację, niektórzy rzemieślnicy zalecają umieszczanie gęstej piany między powierzchnią płytki silikonowej a tylną częścią ramy. To sprawi, że konstrukcja będzie bardziej solidna i ochroni przed delikatnymi fotokomórkami przed nadmiernym obciążeniem.

Następnie na powierzchnię umieszcza się ładunek, który działa na warstwy i wyciska z nich pęcherzyki powietrza. Gotowy generator jest ponownie testowany i ostatecznie montowany na wcześniej przygotowanym miejscu.

Gdzie i jak umieścić generator?

Miejsce instalacji generatora słonecznego jest wybierane bardzo ostrożnie i bez pośpiechu. Płyty odbierające światło muszą być ustawione pod kątem, aby promienie nie „padały” na powierzchnię prostopadle, ale jakby delikatnie „płynęły” wzdłuż niej.

Idealnie konstrukcja jest tak ustawiona, aby w razie potrzeby można było regulować kąt nachylenia w ten sposób, „łapiąc” maksymalną ilość słońca.

Dopuszczalne jest zasilanie układu słonecznego panele słoneczne na ziemi, ale najczęściej wybierają dach domu lub pomieszczenia gospodarczego do umieszczenia, a mianowicie tę część, która jest skierowana do najbardziej konsekrowanej, głównie południowej strony terenu.

Bardzo ważne jest, aby w pobliżu nie było wysokich budynków i potężnych, rozłożystych drzew. Będąc w bliskiej odległości, tworzą cień i zakłócają pełną pracę urządzenia.

Aby instalacje słoneczne działały wydajnie, muszą być utrzymywane w czystości i porządku.Warstwa brudu utworzona na powierzchni panelu chwytającego zmniejsza wydajność o 10%, a przylegający śnieg całkowicie wyłącza urządzenie. Dlatego regularna konserwacja jest koniecznością i pomaga utrzymać moduły w idealnym stanie technicznym.

Średni optymalny do instalacji generatora słonecznego uważa się za kąt nachylenia dachu 45 °. Dzięki takiemu układowi ogniwa słoneczne bardzo skutecznie absorbują strumień słoneczny i wytwarzają ilość energii niezbędną do zapewnienia prawidłowego funkcjonowania domu.

Aby uzyskać rzeczywiste zyski z paneli i zapewnić przeciętnej rodzinie odpowiednią ilość energii, będziesz musiał wziąć 15-20 m2 powierzchni dachu pod generatorem solarnym

W europejskiej części krajów WNP obowiązują nieco inne wskaźniki. Specjaliści zalecają przyjęcie jako podstawy stacjonarnego kąta pochylenia 50–60 °, aw ruchomych konstrukcjach w sezonie zimowym umieść baterie pod kątem 70 ° względem horyzontu.

Latem zmień pozycję i przechyl fotokomórki pod kątem 30 °.

Instalując panele generatora na systemie gąsienic wyposażonym w opcję automatycznego śledzenia słońca, można zwiększyć efektywność odrzutu o 50%. Moduł niezależnie wykryje intensywność promieni i dostosuje się do maksymalnego oświetlenia od świtu do zmierzchu.

Bezpośrednio przed montażem dach jest dodatkowo wzmocniony i wyposażony w specjalne trwałe podpory, ponieważ nie każda konstrukcja jest w stanie wytrzymać pełny ciężar sprzętu do przetwarzania energii słonecznej.

Aby niezawodnie i pewnie zainstalować generator dachowy na dachu, warto kupić specjalne mocowania. Są one dostępne osobno dla każdego rodzaju pokrycia dachowego i są zawsze dostępne w handlu. Podczas montażu między panelami a dachem konieczne jest pozostawienie szczeliny zapewniającej właściwy dostęp powietrza i odpowiednią wentylację elementów pochłaniających słońce

W niektórych przypadkach wzmocnione krokwie są umieszczane pod dachem, chroniąc dach przed zawaleniem, co jest potencjalnie możliwe ze względu na zwiększone obciążenie, które znacznie wzrasta w sezonie zimowym, gdy śnieg gromadzi się na powierzchni dachu.

Do rozpoczęcia pracy potrzebny będzie układ słoneczny bateriefalownik i kontroler ładowania. O zasadach wyboru urządzeń i ich włączeniu do łańcucha dowiesz się z polecanych przez nas artykułów.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Funkcje i niuanse lutowania fotokomórek do tworzenia skutecznego generatora słonecznego własnymi rękami w domu. Wskazówki i porady dla mistrzów, ciekawe pomysły i najlepsze osobiste praktyki.

Jak prawidłowo przetestować fotokomórkę i zmierzyć jej podstawowe parametry. Informacje te są przydatne w kolejnych obliczeniach dokładnej liczby płyt wymaganych do pełnego działania systemu.

Pełny opis krok po kroku procesu zbierania baterii słonecznej do generatora w domu. Zasady działania, od pozyskania niezbędnych elementów do ogólnego testu wyprodukowanego urządzenia.

Znając rozmieszczenie generatorów słonecznych, montaż ich w domu nie jest wielkim problemem. Oczywiście praca będzie wymagała uwagi, dokładności i sumienności, ale wynik uzasadni wszystkie koszty finansowe i robocizny. Kompletne urządzenie zapewni w pełni ciepło i energię elektryczną w budynku, zapewniając mieszkańcom niezbędny poziom komfortu.

Natychmiastowe przesunięcie przy dużym projekcie nie jest konieczne. Na początek warto spróbować swoich sił w montażu małego urządzenia, a następnie, po całkowitym opanowaniu wszystkich niuansów procesu, przystąp do budowy bardziej wydajnej i wielkoskalowej instalacji.

A jaką metodę budowy mini-elektrowni wybrałeś na wyposażenie domku letniskowego? Napisz komentarz, podziel się przydatnymi informacjami i zdjęciami na temat artykułu w bloku poniżej. Zadawaj pytania dotyczące kontrowersyjnych lub niejasnych punktów.