Saulės baterijos yra energijos šaltinis, kuris gali būti naudojamas generuoti elektrą ar šilumą mažaaukščiams pastatams. Čia tik saulės baterijos kainuoja brangiai ir nėra prieinamos daugumai mūsų šalies gyventojų. Ar sutinki?
Kitas dalykas, kai saulės bateriją gamina savo rankomis - išlaidos žymiai sumažėja ir tokia konstrukcija veikia ne blogiau nei pramoninė plokštė. Todėl, jei rimtai galvojate apie alternatyvaus elektros energijos šaltinio pirkimą, pabandykite tai padaryti patys - tai nėra labai sunku.
Straipsnyje pagrindinis dėmesys bus skiriamas saulės baterijų gamybai. Mes jums pasakysime, kokių medžiagų ir įrankių tam reikės. Šiek tiek žemiau rasite nuoseklias instrukcijas su iliustracijomis, kurios aiškiai parodo darbo eigą.
Trumpai apie įrenginį ir darbą
Saulės energija gali būti paversta šiluma, kai energijos šaltinis yra šilumos perdavimo skystis, arba į akumuliatoriuose sukauptą elektros energiją. Baterija yra generatorius, veikiantis fotoelektrinio efekto principu.
Saulės energija virsta elektra po saulės spindulių poveikio saulės baterijoms, kurios yra pagrindinė akumuliatoriaus dalis.
Tokiu atveju šviesos kvantos „išlaisvina“ savo elektronus nuo kraštutinių orbitų. Šie laisvieji elektronai suteikia elektros srovę, kuri praeina per valdiklį ir kaupiasi akumuliatoriuje, o iš ten eina energijos vartotojams.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Silicio plokštelių saulės elementų surinkimas
Teigiamo dabartinio kelio formavimas
Kuriant neigiamas srovės linijas iš nugaros
Laidininko ir blokuojamojo diodo sujungimas
Silicio elementai veikia kaip fotoelemento plokštės. Silikoninis vaflis iš vienos pusės yra padengtas labai plonu fosforo arba boro - pasyvaus cheminio elemento - sluoksniu.
Šioje vietoje, veikiant saulės spinduliams, išsiskiria daugybė elektronų, kuriuos sulaiko fosforo plėvelė ir jie neskrenda.
Plokštės paviršiuje yra metaliniai „takeliai“, ant kurių išsirikiuoja laisvieji elektronai, sudarantys nurodytą judesį, t. elektra.
Kuo daugiau tokių silicio plokštelių-saulės elementų, tuo daugiau gali būti gaunama elektros srovė. Skaitykite daugiau apie saulės baterijos veikimo principą žemiau.
Viršutinis plokštelių saulės elementų sluoksnis yra padengtas sluoksniu, kuris neleidžia atspindėti saulės spindulių iš plokščių, padidinant jų efektyvumą
Medžiagos saulės plokštei sukurti
Pradėdami gaminti saulės bateriją, turite atsargų iš šių medžiagų:
- silikatinės plokštės-fotoelementai;
- medžio drožlių plokščių lakštai, aliuminio kampai ir juostos;
- kieta putplastis kaučiukas, kurio storis 1,5–2,5 cm;
- skaidrus elementas, kuris veikia kaip silicio plokštelių pagrindas;
- varžtai, varžtai;
- silikono sandariklis, skirtas naudoti lauke;
- elektros laidai, diodai, gnybtai.
Reikalingų medžiagų kiekis priklauso nuo akumuliatoriaus dydžio, kurį dažniausiai riboja turimų fotoelementų skaičius. Iš jums reikalingų įrankių: atsuktuvo ar atsuktuvų komplekto, metalo ir medžio metalo pjūklo, lituoklio. Norėdami išbandyti gatavą akumuliatorių, jums reikia testerio-ampermetro.
Dabar išsamiau apsvarstykite svarbiausias medžiagas.
Silicio plokštelės arba fotoelementai
Yra trys akumuliatorių saulės elementų tipai:
- polikristaliniai;
- monokristaliniai;
- amorfinis.
Polikristaliniai vafliai pasižymi mažu efektyvumu.Teigiamo poveikio dydis yra apie 10–12%, tačiau laikui bėgant šis rodiklis nemažėja. Polikristalų trukmė yra 10 metų.
Saulės baterija yra surenkama iš modulių, kuriuos savo ruožtu sudaro fotovoltiniai keitikliai. Baterijos su kietais silicio fotoelementais yra tam tikras sumuštinis su nuosekliai išdėstytais sluoksniais, pritvirtintais aliuminio profilyje
Monokristaliniai fotoelementai pasižymi didesniu efektyvumu - 13–25%, o ilgu tarnavimo laiku - daugiau nei 25 metais. Tačiau laikui bėgant atskirų kristalų efektyvumas mažėja.
Vieno kristalo keitikliai gaunami pjaunant dirbtinai išaugintus kristalus, o tai paaiškina aukščiausią fotolaidumą ir našumą.
Plėveliniai fotokonverteriai gaunami užtepus ploną amorfinio silicio sluoksnį ant polimero lankstaus paviršiaus
Pažangiausios yra lanksčios amorfinės silicio baterijos. Fotoelektrinis keitiklis purškiamas arba nusodinamas ant polimero pagrindo. Efektyvumas maždaug 5–6%, tačiau plėvelių sistemas ypač patogu montuoti.
Filmų sistemos su amorfiniais fotokeitikliais pasirodė palyginti neseniai. Tai nepaprastai paprasta ir ypač pigi forma, tačiau greičiau nei konkurentai praranda vartotojų savybes.
Netinkama naudoti skirtingų dydžių fotoelementus. Tokiu atveju maksimali baterijų sukuriama srovė bus apribota mažiausio elemento srove. Taigi didesnės plokštės neveiks visu pajėgumu.
Pirkdami fotoelementus, paklauskite pardavėjo apie pristatymo būdą, dauguma pardavėjų naudoja vaškavimo metodą, kad būtų išvengta trapių elementų sunaikinimo
Dažniausiai savaime pagamintoms baterijoms naudojami monokristaliniai ir polikristaliniai fotoelementai, kurių matmenys yra 3x6 coliai, kuriuos galima užsisakyti tokiose internetinėse parduotuvėse kaip „E-buy“.
Saulės elementų kaina yra gana didelė, tačiau daugelyje parduotuvių parduodami vadinamieji B grupės elementai. Šiai grupei priskirti produktai yra nekokybiški, tačiau tinkami naudoti, o jų savikaina yra mažesnė nei standartinių plokščių 40–60%.
Daugumoje internetinių parduotuvių saulės baterijos parduodamos komplektais po 36 arba 72 fotovoltinius konversijos plokšteles. Autobusai bus reikalingi norint prijungti atskirus modulius prie akumuliatoriaus; norint prijungti sistemą, reikės gnybtų.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Polikristalinė fotovoltinė plokštė
Silikono plokštelės priekis ir galas
Monokristalinė fotovoltinė plokštė
Vieno krištolo plokštės galinė pusė
Vielinis rėmas ir skaidrus elementas.
Būsimos plokštės rėmas gali būti pagamintas iš medinių juostų arba aliuminio kampų.
Antrasis variantas yra labiau tinkamas dėl daugelio priežasčių:
- Aliuminis yra lengvas metalas, kuris nesukelia rimtos apkrovos atraminei konstrukcijai, ant kurios planuojama sumontuoti akumuliatorių.
- Atliekant antikorozinį apdorojimą, aliuminis nėra jautrus rūdims.
- Neįgeria drėgmės iš aplinkos, nesuyra.
Renkantis skaidrų elementą, būtina atkreipti dėmesį į tokius parametrus kaip saulės šviesos lūžio rodiklis ir galimybė absorbuoti infraraudonąją spinduliuotę.
Fotoelementų efektyvumas tiesiogiai priklausys nuo pirmojo rodiklio: kuo mažesnis lūžio rodiklis, tuo didesnis silicio plokštelių efektyvumas.
Mažiausias „Plexiglass“ ar pigesnės jo versijos šviesos atspindys yra „Plexiglas“. Polikarbonato lūžio rodiklis yra šiek tiek mažesnis.
Antro indikatoriaus vertė lemia, ar patys silicio fotoelementai įšils, ar ne. Kuo mažiau plokštelės kaitinamos, tuo ilgiau jos tarnaus. IR spinduliuotę geriausiai sugeria specialus šilumą sugeriantis pleksiklas ir stiklas, turintis IR absorbciją. Šiek tiek blogiau - paprastas stiklas.
Jei įmanoma, geriausias pasirinkimas būtų naudoti skaidrų, nespindintį, skaidrų stiklą.
Pagal sąnaudų ir lūžio rodiklių bei infraraudonosios spinduliuotės sugerties santykį plexiglas yra geriausias pasirinkimas gaminant saulės elementus.
Sistemos projektavimas ir vietos parinkimas
Saulės sistemos dizainas apima reikiamo saulės plokštės dydžio apskaičiavimą. Kaip minėta aukščiau, baterijos dydį paprastai riboja brangūs fotoelementai.
Saulės baterija turi būti įmontuota tam tikru kampu, kuris užtikrintų maksimalų saulės spindulių silicio plokštelių poveikį. Geriausias pasirinkimas yra akumuliatoriai, galintys pakeisti kampą.
Saulės plokščių montavimo vieta gali būti labai įvairi: ant žemės, ant šlaitinio ar plokščio namo stogo, ant ūkinių patalpų stogų.
Vienintelė sąlyga - akumuliatorius turi būti dedamas į saulėtą svetainės ar namo pusę, nepadengtą aukštu medžių vainiku. Tokiu atveju optimalus nuolydžio kampas turi būti apskaičiuojamas pagal formulę arba naudojant specializuotą skaičiuoklę.
Pakrypimo kampas priklausys nuo namo vietos, sezono ir klimato. Pageidautina, kad baterija turėtų galimybę pakeisti nuolydžio kampą po sezoninių saulės aukščio pokyčių, nes jie efektyviausiai veikia, kai saulės spinduliai krenta griežtai statmenai paviršiui.
Europinei NVS šalių daliai rekomenduojamas nejudamo nuolydžio kampas yra 50–60 º. Jei konstrukcijoje pateiktas įtaisas, keičiantis pasvirimo kampui, tada žiemą geriau akumuliatorius pastatyti 70 º kampo link horizonto, vasarą 30 º kampu.
Skaičiavimai rodo, kad 1 kvadratinis metras saulės sistemos leidžia gauti 120 vatų galią. Todėl atlikus skaičiavimus galima nustatyti, kad norint vidutinei šeimai aprūpinti 300 kW per mėnesį elektra, reikalinga bent 20 kvadratinių metrų saulės sistema.
Nedelsdami įdiekite tokią saulės sistemą bus problemiška. Bet net įdėję 5 metrų bateriją, sutaupysite energijos ir kukliai prisidėsite prie mūsų planetos ekologijos. Taip pat rekomenduojame susipažinti su reikiamo saulės baterijų skaičiavimo principu.
Saulės bateriją galima naudoti kaip atsarginį energijos šaltinį, dažnai nutraukiant centralizuotą energijos tiekimą. Automatiniam perjungimui turi būti įrengta nepertraukiama maitinimo sistema.
Tokia sistema yra patogi tuo, kad naudojant tradicinį elektros energijos šaltinį, saulės sistemos akumuliatorius yra įkraunamas tuo pačiu metu. Įrengimas, aptarnaujantis saulės bateriją, yra namo viduje, todėl būtina numatyti tam specialų kambarį.
Pastatydami baterijas ant nuožulnaus namo stogo, nepamirškite apie skydo pasvirimo kampą. Idealu, kai akumuliatoriuje yra įtaisas, skirtas sezoniniam pokrypio kampo kitimui.
Saulės skydo montavimas žingsniais
Pasirinkę vietą saulės kolektoriui ir įrangai, skirtai saulės sistemai aptarnauti, taip pat turėdami visas reikalingas medžiagas ir įrankius, galite pradėti montuoti akumuliatorių.
Montuojant būtina laikytis saugos priemonių, ypač montuojant gatavą skydą ant namo stogo. Apsvarstykite žingsnis po žingsnio algoritmą, kaip padaryti saulės bateriją.
1 žingsnis - silicio plokštelių kontaktų litavimas
Namų saulės baterijos montavimas dažnai prasideda nuo fotoelemento laidininkų litavimo. Žinoma, jei turite galimybę, geriau saulės elementus pirkti iškart su laidininkais, pvz litavimas yra labai sunkus ir kruopštus, daug laiko reikalaujantis darbas.
Litavimas atliekamas taip:
- Paimtas silicio fotoelementas be laidininkų ir metalinis juostos laidininkas.
- Laidininkai supjaustomi naudojant kartono ruošinį, jų ilgis yra 2 kartus didesnis už silicio plokštelės dydį.
- Laidininkas tvarkingai išdėstytas ant plokštės. Ant vieno elemento - du laidininkai.
- Toje vietoje, kur bus atliekamas litavimas, darbui su lituokliu reikia patepti rūgštimi.
- Lydmetalis su lituokliu atsargiai prijungiant laidininką prie plokštės.
Litavimo metu nespauskite ant silikato elemento, kaip jis yra labai trapus ir gali žlugti! Jei jums pasisekė ir jūs nusipirkote fotoelementus su paruoštais kontaktais, tada jūs išgelbėsite save nuo ilgo ir sunkaus darbo, nedelsdami pereisite prie rėmo, skirto būsimai baterijai, gamybos.
Sugedusių B grupės fotoelementų litavimo kontaktai vykdomi ta pačia kryptimi, kaip ir visų plokščių
2 žingsnis - saulės kolektoriaus rėmo pagaminimas
Rėmas yra vieta, kurioje bus sumontuoti fotoelementai. Rėmo gamybai imami aliuminio kampai ir juostos, iš kurių rėmai sulankstyti. Rekomenduojamas kampo dydis yra 70–90 mm.
Silikoninis sandariklis dedamas į metalinių kampų vidų. Sandarinimo kampai turi būti atliekami atsargiai, nuo to priklauso visos konstrukcijos patvarumas.
Kai aliuminio rėmas bus paruoštas, pradėkite gaminti galinį korpusą. Galinis korpusas yra medinė dėžutė, pagaminta iš medžio drožlių plokštės, su žemomis pusėmis.
Aukštos šonai sukurs šešėlį ant fotoelementų, todėl jų aukštis neturėtų viršyti 2 cm .Šonai prisukami savisriegiais varžtais ir atsuktuvu.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Pagaminsime saulės baterijos dėklą
Oro angos korpuso šonuose
Silikoninių vaflių atrama
Korpuso dalių hidroizoliacijai dažymas
Dėžutės apačioje ventiliacijos angos pagamintos iš medžio drožlių plokštės. Atstumas tarp skylių yra apie 10 cm., Aliuminio rėme yra įmontuotas skaidrus elementas (plexiglass, antirefleksinis stiklas, plexiglass).
Skaidrus elementas yra prispaustas ir pritvirtintas, jo tvirtinimas atliekamas naudojant aparatūrą: 4 kampuose, taip pat 2 iš ilgo ir 1 iš trumpo rėmo pusės. Aparatūra pritvirtinama varžtais.
Saulės baterijos rėmas yra paruoštas ir galite pereiti prie kritiškiausios dalies - saulės elementų montavimo. Prieš montavimą, būtina išvalyti plexiglass nuo dulkių ir nuriebalinti alkoholio turinčiu skysčiu.
3 žingsnis - montuojami silicio plokštelių fotoelementai
Silikoninių plokštelių montavimas ir litavimas yra daugiausiai laiko užimanti dalis kuriant savo saulės kolektorių. Pirmiausia mes išdėstome fotoelementus ant plexiglass su mėlynomis plokštėmis žemyn.
Jei akumuliatorių surenkate pirmą kartą, tuomet galite naudoti pagrindą žymėjimui, kad plokštes padėtumėte tiksliai nedideliu (3–5 mm) atstumu vienas nuo kito.
- Fotoelementus lituojame pagal šią elektros instaliacijos schemą: „+“ takeliai yra priekinėje plokštės pusėje, „-“ - galinėje pusėje. Prieš litavimą, švelniai užtepkite srautą ir litavimą, kad sujungtumėte kontaktus.
- Visus fotoelementus lydome iš eilės iš viršaus į apačią. Tada eilutės taip pat turėtų būti sujungtos.
- Kelionė prie lipnių fotoelementų. Norėdami tai padaryti, uždėkite nedidelį kiekį sandariklio kiekvieno silicio plokštelės centre.
- Gautas grandines pasukame fotoelementais į viršų (ten, kur yra mėlynos plokštės) į viršų ir padėkite plokšteles pagal ženklinimą, kuris buvo uždėtas anksčiau. Atsargiai paspauskite kiekvieną plokštelę, kad užsifiksuotų.
- Ekstremalių fotoelementų kontaktai rodomi atitinkamai magistralėje „+“ ir „-“. Padangoms rekomenduojamas platesnis sidabro laidininkas.
- Saulės baterija turi būti su blokuojamuoju diodu, kuris jungiasi prie kontaktų ir neleidžia baterijoms išsikrauti per konstrukciją naktį.
- Rėmelio apačioje mes gręžiame skylutes laidų išėjimui į išorę.
Laidai turi būti pritvirtinti prie rėmo, kad jie nebūtų pakabinti, tai galite padaryti naudodami silikono sandariklį.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Silikoninių plokštelių paruošimas litavimui
Džiovinantys be vaško baterijų elementai
Pieškite plokščių kontūrus ant pagrindo
Fotoelektrinių elementų litavimo procesas
Silikoninių plokštelių sujungimas su saulės skydeliu
Silicio plokštelių klijavimas
Įtaisas varines srovę nešančias įvorės įtaisą
Tikrinamas akumuliatoriaus veikimas
4 žingsnis - išbandykite akumuliatorių prieš uždarydami
Saulės baterijos elementą reikia išbandyti prieš jį užklijuojant, kad būtų galima pašalinti gedimus, kurie dažnai atsiranda litavimo metu. Geriausia išbandyti litavus kiekvieną elementų eilę - daug lengviau nustatyti, kur kontaktai blogai sujungti.
Norėdami atlikti bandymus, jums reikės įprasto buitinio ampermetro. Matavimai turi būti atliekami saulėtą dieną 13–14 val., Saulės neturėtų slėpti debesys.
Mes išimame akumuliatorių į gatvę ir montuojame pagal anksčiau apskaičiuotą polinkio kampą. Mes prijungiame ampermetrą prie akumuliatoriaus kontaktų ir išmatuojame trumpojo jungimo srovę.
Testavimo prasmė yra ta, kad elektros srovės darbinė jėga turėtų būti 0,5–1,0 A mažesnė už trumpojo jungimo srovę. Prietaiso rodmenys turėtų būti didesni nei 4,5 A, o tai rodo saulės baterijos efektyvumą.
Jei testeris rodo mažiau rodmenų, tikriausiai nutrūksta fotoelementų prijungimo seka.
Paprastai namuose pagamintos saulės baterijos, pagamintos iš B grupės fotoelementų, rodo 5-10 A rodmenis, tai yra 10-20% mažesnis nei pramoninių saulės baterijų.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
9 žingsnis: Patikrinę ant pagrindo užklijuotų baterijų dalių tinkamumą, jos dedamos į korpusą
10 žingsnis: Pagrindai su plokštelėmis korpuso viduje pritvirtinami keturiais varžtais. Viela, jungianti akumuliatoriaus dalis, nukreipiama per angas.
11 žingsnis: Schottky diodas yra nuosekliai sujungtas su kiekviena pagaminto akumuliatoriaus puse. Jo minusas yra prijungtas prie sistemos pliuso
12 žingsnis: išgręžiama skylė laidams išvesti iš korpuso. Laidai tvirtinami mazgu, kad jie neiškiltų, ir pritvirtinami sandarikliu
13 žingsnis: Uždėjus sandariklį, būtina padaryti technologinę pertrauką, išleistą kompozicijos polimerizacijai
14 žingsnis: Dviejų kontaktų jungtis yra prijungta prie laido, pašalinto iš saulės kolektoriaus plokštės. Jai priklausantis lizdas sumontuotas ant įrenginio akumuliatoriaus, kuris įkraus akumuliatorių
15 veiksmas: Surinkus abi prietaiso dalis ir išvedus maitinimo liniją į išorę, akumuliatorius uždaromas iš anksto paruoštu ekranu
16 žingsnis: Prieš sandarindami saulės įrenginio jungtis, dar kartą patikrinkite funkcinę funkciją, kad laiku pašalintumėte pašalintus kontaktus, jei jie būtų aptikti.
Sumontuokite abi akumuliatoriaus dalis paruoštu dėklu
Saulės baterijos pagrindo montavimas korpuso viduje
„Schottky“ blokavimo diodo įdiegimas
Išvada iš korpuso į prietaiso laidų išorę
Hermetiko kietėjimas
2 laidų jungties pritvirtinimas prie laido
Šviesą praleidžiančio ekrano įrengimas įrenginyje
Našumo stebėjimas prieš sandarinimą
5 žingsnis - į korpusą įdėtų fotoelementų sandarinimas
Sandarinti galima tik įsitikinus, kad akumuliatorius veikia. Sandarinimui geriausia naudoti epoksidinį junginį, tačiau atsižvelgiant į tai, kad medžiagos sunaudos daug, o jos kaina yra maždaug 40–45 doleriai. Jei šiek tiek brangu, tada vietoj jo galite naudoti tą patį silikono sandariklį.
Naudodami silikono sandariklį, pirmenybę teikite tam, ant kurio pakuotės nurodoma, kad jis tinkamas naudoti esant žemesnei nei 0 ° C temperatūrai.
Yra du būdai, kaip užklijuoti:
- pilnas užpildymas, kai plokštės užpildomos sandarikliu;
- užtepant sandariklį erdvėje tarp fotoelementų ir atokiausių elementų.
Pirmuoju atveju sandarinimas bus patikimesnis. Išpylęs sandariklis turėtų nusistovėti. Tada viršuje sumontuojamas plexiglass ir tvirtai prispaudžiamas prie plokščių, padengtų silikonu.
Norėdami užtikrinti pagalvėlę ir papildomą apsaugą tarp fotoelementų galinio paviršiaus ir rėmo, pagaminto iš medžio drožlių plokštės, daugelis amatininkų pataria įrengti tarpiklį, pagamintą iš tvirtos putplasčio kaučiuko, kurio plotis 1,5–2,5 cm.
Tai nėra būtina, tačiau pageidautina, atsižvelgiant į tai, kad silicio plokštelės yra gana trapios ir lengvai pažeidžiamos.
Sumontavę plexiglass, konstrukcijai dedama apkrova, kurios metu išstumiami oro burbuliukai. Saulės skydas yra paruoštas ir po pakartotinių bandymų jį galima sumontuoti iš anksto pasirinktoje vietoje ir prijungti prie jūsų namų saulės sistemos.
Kinijos internetinėje parduotuvėje užsakytų fotoelementų apžvalga:
Vaizdo instrukcija saulės baterijos gamybai:
Pagaminti saulės bateriją savo rankomis nėra lengva užduotis. Daugelio šių baterijų efektyvumas yra mažesnis nei 10-20% nei pramoninių plokščių. Svarbiausias dalykas kuriant saulės bateriją yra tinkamai pasirinkti ir sumontuoti saulės elementus.
Negalima iš karto pabandyti sukurti didžiulį plotą. Pirmiausia pabandykite sukurti mažą įrenginį, kad suprastumėte visus šio proceso niuansus.
Ar turite praktinių įgūdžių kurdami saulės baterijas? Prašome pasidalinti savo patirtimi su mūsų svetainės lankytojais - rašykite komentarus žemiau esančiame bloke. Ten galite užduoti klausimus straipsnio tema.