DIY solgenerator: instruksjoner for å lage en alternativ energikilde

Alternative energikilder som gjør det mulig å gi et oppholdsrom med varme og elektrisitet i ønsket volum er ikke en billig «fornøyelse» som krever betydelige økonomiske kostnader til kjøp, installasjon og installasjon.

Å lage en solgenerator med egne hender er mye billigere og er innenfor mulighetene til mange hjemmehåndverkere. La oss se på instruksjonene, som tydelig beskriver alle nyansene i produksjonsprosessen.

Hvordan fungerer en solenergigenerator?

En solgenerator er et kompleks av fotovoltaiske halvlederelementer som direkte konverterer solenergi til elektrisk.

Når lysmengden som produseres av strålene treffer den fotografiske platen, slår de ut et elektron fra den endelige atombanen til det arbeidende elementet. Denne effekten skaper mange frie elektroner, som danner en kontinuerlig strøm av elektrisk strøm.

Det er slett ikke nødvendig å umiddelbart sette sammen et stort, storskala kompleks når du installerer en solenergigenerator med egne hender. Du kan starte med en liten enhet og om nødvendig øke volumet i fremtiden

Silisium brukes som det aktive materialet.Den er svært effektiv og gir en fotovoltaisk konverteringseffektivitet på 20 % ved normal drift og opptil 25 % under gunstige forhold.

På grunn av den uttalte effektiviteten til silisiumfotoceller, garanterer generatorer basert på dem høy ytelse med et relativt lite volum. Effekten til en enhet som måler 1 meter produserer 125 W i timen, noe som anses som et meget imponerende resultat.

Et tynt belegg av passive kjemiske elementer - bor eller fosfor - påføres på den ene siden av silisiumplaten. Det er på denne overflaten at, som et resultat av intens eksponering for sollys, oppstår aktiv frigjøring av elektroner. Fosforfilm holder dem sikkert på ett sted og lar dem ikke fly fra hverandre.

Det er metall "spor" plassert på selve arbeidsplaten. Frie elektroner er bygget på dem, og skaper dermed ordnet bevegelse, det vil si elektrisk strøm.

De eneste ulempene med wafere inkluderer kompleksiteten og kostnadene ved prosessen med å rense selve silisiumet, og for å unngå disse problemene undersøker de aktivt bruken av alternativer i form av gallium, kadmium, indium og forskjellige kobberforbindelser. Men så langt er det ingen reelle konkurrenter for silisiumelementer.

Den enkleste måten å bygge en solenergiomformer til elektrisitet på er å kjøpe et ferdig solcellebatteri og installere det på taket av et hus eller garasje:

Hva trenger du til jobb?

For fremstilling av en generator bestående av et sett solcellepaneler, kreves følgende verktøy og materialer:

• moduler for å konvertere sollys til energi;
• aluminium hjørner;
• tre lameller;
• sponplater;
• et gjennomsiktig element (glass, pleksiglass, pleksiglass, polykarbonat) for å skape beskyttelse for silisiumskiver;
• selvskruende skruer og skruer i forskjellige størrelser;
• tett skumgummi 1,5-2,5 mm tykk;
• høykvalitets tetningsmasse;
• dioder, terminaler og ledninger;
• skrutrekker eller sett med skrutrekkere;
• loddejern;
• baufil for tre og metall (eller kvern).

Volumet av nødvendige materialer vil direkte avhenge av den planlagte størrelsen på generatoren. Storstilt arbeid vil medføre ekstra kostnader, men det vil uansett være billigere enn en kjøpt modul.

Beskyttelsesbasen for silisiumskiver kan være laget av glass, plexiglass, polykarbonat eller plexiglass. De tre første materialene skaper minimalt tap av konvertert energi, men det fjerde overfører stråler mye dårligere og reduserer effektiviteten til hele komplekset betydelig.

For slutttesting av den sammensatte enheten brukes et amperemeter. Den lar deg registrere den reelle effektiviteten til installasjonen og hjelper deg med å bestemme den faktiske produksjonen.

Velge type fotokonverter

Aktiviteter for å lage en solgenerator med egne hender begynner med å velge type fotovoltaisk silisiumomformer.

Disse komponentene kommer i tre typer:

• amorf;
• monokrystallinsk;
• polykrystallinsk.

Hvert alternativ har sine egne fordeler og ulemper, og valget til fordel for noen av dem er gjort basert på mengden midler som er tildelt for kjøp av alle systemkomponenter.

Funksjoner av amorfe varianter

Amorfe moduler består ikke av krystallinsk silisium, men av dets derivater (silan eller hydrogensilisium). Ved å sprøyte i vakuum påføres de i et tynt lag på høykvalitets metallfolie, glass eller plast.

De ferdige produktene har en falmet, uskarp grå fargetone. Ingen synlige silisiumkrystaller er observert på overflaten. Den største fordelen fleksible solcellepaneler Prisen anses som rimelig, men effektiviteten deres er veldig lav og varierer fra 6-10%.

Amorfe solceller laget av silisium har økt fleksibilitet, har høye nivåer av optisk absorpsjon (20 ganger større enn mono- eller polykrystallinske motparter) og fungerer betydelig mer effektivt i overskyet vær

Spesifikasjoner for polykrystallinske typer

Polykrystallinsk solcellepaneler produsert ved gradvis veldig langsom avkjøling av silisiumsmelten. De resulterende produktene utmerker seg med en rik blåfarge, har en overflate med et klart definert mønster som minner om et frostmønster, og har en effektivitet på rundt 14-18%.

Ytelse med høyere effektivitet hemmes av områdene som er tilstede inne i materialet, atskilt fra den generelle strukturen av granulære grenser.

Polykrystallinske solceller fungerer i bare 10 år, men i løpet av denne tiden reduseres ikke effektiviteten. Men for å installere produkter i et enkelt kompleks, må en sterk, solid base brukes, siden arkene er ganske stive og krever sterk, pålitelig støtte

Kjennetegn på monokratyle varianter

Monokrystallinske moduler er preget av en tett mørk farge og består av solide silisiumkrystaller. Effektiviteten deres overstiger andre elementer og utgjør 18-22% (under gunstige forhold - opptil 25%).

En annen fordel er den imponerende levetiden - ifølge produsentene over 25 år.Ved langvarig bruk reduseres imidlertid effektiviteten til enkeltkrystaller, og etter 10-12 år er fotoreturn ikke mer enn 13-17%.

Monokrystallinske moduler er betydelig dyrere enn andre typer utstyr. De produseres ved å sage kunstig dyrkede silisiumkrystaller

For å lage en solgenerator hjemme med egne hender, tar du hovedsakelig poly- og monokrystallinske plater av forskjellige størrelser. De kjøpes fra populære nettbutikker, inkludert eBay eller Aliexpress.

På grunn av det faktum at fotoceller verdsettes ganske høyt, tilbyr mange leverandører kunder produkter i gruppe B, det vil si fragmenter som er egnet for full bruk med en liten defekt. Kostnadene deres avviker fra standardprisen med 40-60%, så å sette sammen en generator koster en rimelig pris som ikke er for dyr.

Hvordan lage en ramme for plater?

For å lage rammen til den fremtidige generatoren, brukes sterke trelameller eller aluminiumshjørner. Treversjonen anses som mindre praktisk, siden materialet krever ytterligere bearbeiding for å unngå påfølgende råtning og delaminering.

For at trerammen skal tåle driftsbelastningen og ikke råtne etter det første regnet, må den impregneres med en spesiell sammensetning som beskytter treverket mot fuktighet.

Aluminium har mye mer attraktive fysiske egenskaper og legger på grunn av sin letthet ikke unødvendig belastning på taket eller andre bærende konstruksjoner der enheten er planlagt installert.

I tillegg, på grunn av anti-korrosjonsbelegget, ruster ikke metallet, råtner ikke, absorberer ikke fuktighet og tåler lett effekten av aggressive atmosfæriske manifestasjoner.

For å lage en rammestruktur fra aluminiumshjørner, må du først bestemme størrelsen på det fremtidige panelet. I standardversjonen brukes 36 fotoceller som måler 81 mm x 150 mm per blokk.

For korrekt etterfølgende drift er det et lite gap (ca. 3-5 mm) mellom fragmentene. Denne plassen lar oss ta hensyn til endringer i de grunnleggende parametrene til basen utsatt for atmosfæriske manifestasjoner. Som et resultat er den totale størrelsen på arbeidsstykket 83 mm x 690 mm med en rammehjørnebredde på 35 mm.

Silisiumskiver plassert i en aluminiumsprofilramme ser nesten ut som fabrikkproduserte produkter. En slitesterk og sterk ramme gir systemet upåklagelig tetthet og gir hele strukturen en høy grad av stivhet

Etter å ha bestemt dimensjonene, kuttes de nødvendige fragmentene ut fra hjørnene og settes sammen til rammerammer ved hjelp av festemidler. Et lag med silikonforsegling påføres den indre overflaten av strukturen, og sørg for at det ikke er hull eller tomrom.

Integriteten, styrken og holdbarheten til den monterte strukturen avhenger av dette. Et beskyttende gjennomsiktig materiale er plassert på toppen (glass med anti-reflekterende belegg, plexiglass eller polykarbonat med spesielle parametere) og sikkert festet med maskinvare (1 per kort og 2 per lang del av rammen og 4 i hjørnene av kroppen).

For arbeid, bruk en skrutrekker og skruer med passende diameter. På slutten blir den gjennomsiktige overflaten nøye rengjort for støv og smårester.

Velge et gjennomsiktig element

Hovedkriteriene for å velge et gjennomsiktig element for å lage en generator:

• evne til å absorbere infrarød stråling;
• nivå av brytning av sollys.

Jo lavere brytningsindeks, jo høyere effektivitet vil silisiumplatene vise. Plexiglass og pleksiglass har den laveste koeffisienten for lysrefleksjon. Polykarbonat har også langt fra den beste ytelsen.

For å lage rammestrukturer for hjemmesolsystemer, anbefales det, hvis mulig, å bruke anti-reflekterende gjennomsiktig glass eller en spesiell type polykarbonat med et anti-kondensbelegg som gir det nødvendige nivået av termisk beskyttelse.

De beste egenskapene når det gjelder absorpsjon av IR-stråling har slitesterk termisk-absorberende pleksiglass og glass med IR-absorpsjonsmulighet. For vanlig glass er disse tallene betydelig lavere. Effektiviteten til IR-absorpsjon avgjør om silisiumskivene vil varmes opp under drift eller ikke.

Dersom oppvarmingen er minimal vil fotocellene vare lenge og gi stabil effekt. Overoppheting av platene vil føre til driftsavbrudd og rask svikt i individuelle deler av systemet eller hele komplekset.

Installasjon av silisium fotoceller

Umiddelbart før montering blir beskyttelsesglass plassert i aluminiumsrammer godt renset for støv og avfettet med en alkoholholdig sammensetning.

De kjøpte fotocellene plasseres jevnt på markeringssubstratet i en avstand på 3-5 millimeter fra hverandre og hjørnene på den overordnede strukturen er merket. Deretter begynner de å lodde elementene - den viktigste og arbeidskrevende delen av arbeidet med å montere generatoren.

Lodding av driftselementene til generatoren utføres i henhold til et skjema der "+" er sporene på utsiden, og "-" er kanalene på undersiden av platen.

For å koble kontaktene riktig, påfør først fluss (loddesyre) og loddetinn, og behandle dem deretter i en streng sekvens fra topp til bunn. På slutten er alle rader koblet til hverandre.

Neste trinn er liming av fotocellene. For å gjøre dette presses litt tetningsmasse inn i midten av hver silisiumplate, de resulterende kjedene med elementer snus med yttersiden opp og plasseres i strengt samsvar med merkingene som ble brukt tidligere.

Trykk forsiktig på platene med hendene, fest dem på riktig sted. De handler veldig forsiktig og prøver å ikke skade eller bøye materialet.

Kontaktene til fotocellene langs kantene sendes ut til en separat buss (bred sølvleder), som "+" og "-". I tillegg er komplekset utstyrt med en blokkeringsdiode. Ved å koble til kontaktene forhindrer den at batteriene lades ut gjennom rammestrukturen om natten.

I den nederste delen av rammen lages det hull med et bor som ledningene føres ut gjennom. Bruk silikonforsegling for å forhindre at de henger.

Følgende bildegalleri vil introdusere deg til trinnene for å sette sammen et solcellepanel fra 60 elementer:

Solcellene som er satt sammen ved lodding, må nå festes til basen. Kan limes på kryssfiner og dekkes med glass. Men i eksemplet limes først på glasset:

For å sikre at batteriet beregnet for å samle ladning ikke absorberer energien som genereres av fotocellene, er solbatteriet koblet til gjennom en stangdiode:

Vi monterer mini-solstasjonen vist i eksemplet i samsvar med diagrammet vist på bildet. For tilkobling bruker vi en ledning med et kobberledertverrsnitt på 1 m²

Dette minikraftverket er i stand til å generere opptil 15 V. Det skal bemerkes at maksimal ytelse kun vil bli observert på solfylte, skyfrie dager. I overskyet vær vil enheten generere betydelig mindre energi eller ikke generere energi i det hele tatt. Derfor er batteriet for det valgt slik at reserven er nok i minst en dag.

Hvordan teste den installerte enheten?

Før den sammensatte generatoren endelig forsegles, må den testes for å identifisere potensielle funksjonsfeil under loddeprosessen. Det mest fornuftige alternativet er å sjekke hver loddet rad separat. På denne måten vil det umiddelbart bli klart hvor kontaktene er dårlig tilkoblet og krever ny behandling.

For å utføre testen, bruk et husholdningsamperemeter. Målingen utføres på en skyfri solrik dag ved lunsjtid (fra kl. 13.00 til 15.00). Strukturen plasseres i gården og installeres i passende helningsvinkel.

Et husholdningsamperemeter hjelper til med å måle den faktiske strømmen. Basert på avlesningene er det mulig å bestemme ytelsesnivået til det monterte solsystemet og identifisere brudd i sekvensen for tilkobling av silisiumfotoceller

Et amperemeter kobles til utgangskontaktene til solcellebatteriet og kortslutningsstrømmen måles. Hvis enheten viser resultater over 4,5 A, er systemet helt korrekt og alle koblinger er loddet tydelig og riktig.

Lavere data som vises på testerens display indikerer brudd som må spores og loddes på nytt. Tradisjonelt viser gjør-det-selv-solgeneratorer fra fotoceller med en liten defekt (gruppe B) tall fra 5 til 10 Ampere på testen.

Fabrikkproduserte enheter viser data 10-20 % høyere. Dette forklares med at produksjonen bruker silisiumskiver av gruppe A, som ikke har noen defekter i strukturen.

Den siste fasen av arbeidet

Hvis testen viser at batteriet er fullt funksjonelt, forsegles det med en spesiell silikonforsegling eller en dyrere og mer holdbar epoksyblanding.

Arbeidet innebærer to måter å gjøre det på:

1. Full fylling - når hele overflaten er dekket med en tetningsmasse.
2. Delvis behandling - når tetningsmassen påføres kun på de ytre elementene og det tomme rommet mellom elementene.

Det første alternativet anses som mer pålitelig og gir systemet fullstendig beskyttelse mot eksterne faktorer. Fotoceller er tydelig festet på plass og fungerer korrekt med maksimal effektivitet.

For å tette fotoceller inne i huset, anbefales det å bruke en frostbestandig fugemasse som tåler plutselige temperaturendringer og lave minusgrader.

Når fyllingen er fullført, får tetningsmassen "stivne". Deretter dekker de det med et gjennomsiktig element og presser det tett mot platene.

For å gi ekstra beskyttelse og støtdemping anbefaler noen håndverkere å plassere tett skumgummi mellom overflaten av silisiumplaten og baksiden av rammen. Dette vil gjøre strukturen mer integrert og beskytte skjøre fotoceller mot unødvendig belastning.

Deretter legges en vekt på overflaten, som virker på lagene og presser luftbobler ut av dem. Den ferdige generatoren testes på nytt og installeres til slutt på et forhåndsforberedt sted.

Hvor og hvordan plasserer jeg generatoren?

Plasseringen for installasjon av solgeneratoren er valgt veldig nøye og uten hastverk. Platene som mottar lys må plasseres i en vinkel slik at strålene ikke "faller" vinkelrett på overflaten, men ser ut til å "flyte" pent langs den.

Ideelt sett er strukturen plassert slik at det fortsatt er mulig, om nødvendig, å justere helningsvinkelen, på denne måten "fanger" den maksimale mengden sol.

Det er helt akseptabelt å installere et solcelleanlegg fra solcellepaneler på bakken, men som oftest velges taket på et hus eller bruksrom for plassering, nemlig den delen av det som vender mot den mest innviede, hovedsakelig sørlige siden av stedet.

Det er svært viktig at det ikke er høye bygninger eller kraftige, spredte trær i nærheten. Når de er i nærheten, skaper de en skygge og forstyrrer den fulle driften av enheten.

For at solcelleanlegg skal fungere godt, må de holdes rene og ryddige. Et lag med smuss dannet på overflaten av fangpanelet reduserer effektiviteten med 10 %, og vedheftet snø slår helt av enheten.Derfor er regelmessig vedlikehold et must og bidrar til å holde modulene i perfekt driftstilstand.

Gjennomsnittlig takhellingsnivå for installasjon av en solgenerator anses å være 45⁰. Med dette arrangementet absorberer fotoceller solflux veldig effektivt og produserer mengden energi som er nødvendig for at huset skal fungere korrekt.

For å få reell avkastning fra panelene og gi den gjennomsnittlige familien den nødvendige mengden energi, må du okkupere 15-20 kvm takflate for en solgenerator

For den europeiske delen av CIS-landene gjelder litt andre indikatorer. Fagfolk anbefaler å bruke en stasjonær tiltvinkel på 50-60⁰ som grunnlag, og i bevegelige strukturer i vintersesongen å plassere batteriene i en vinkel på 70⁰ mot horisonten.

Om sommeren, endre posisjonen og vipp fotocellene i en vinkel på 30⁰.

Ved å installere generatorpaneler på et skinnesystem utstyrt med et automatisk solsporingsalternativ, kan du øke utgangseffektiviteten med 50 %. Modulen vil uavhengig oppdage intensiteten til strålene og justerer seg til maksimal belysning fra daggry til solnedgang

Umiddelbart før installasjonen blir taket i tillegg forsterket og utstyrt med spesielle sterke støtter, siden ikke hver struktur er i stand til å motstå hele vekten av utstyr for konvertering av solenergi.

For pålitelig og fast installere en solgenerator på taket, er det verdt å kjøpe spesielle fester. De produseres separat for hver type taktekking og er alltid tilgjengelig for salg.Ved montering mellom panelene og taket er det nødvendig å etterlate et gap for full tilgang til luft og riktig ventilasjon av de solabsorberende elementene

I noen tilfeller plasseres forsterkede sperrer under taket for å beskytte taket mot kollaps, potensielt på grunn av økt belastning, som øker betydelig i vintersesongen når det samler seg snø på takflaten.

For å sette solsystemet i drift trenger du batterier, inverter og ladekontroller. Du vil lære om reglene for valg av enheter og deres inkludering i kretsen fra artiklene vi anbefaler.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Funksjoner og nyanser av loddefotoceller for å lage en effektiv solgenerator hjemme med egne hender. Hint og tips til håndverkere, interessante ideer og personlige erfaringer.

Hvordan teste en fotocelle riktig og måle dens hovedparametre. Denne informasjonen vil være nyttig i etterfølgende beregninger av nøyaktig antall plater som kreves for full drift av systemet.

En komplett trinnvis beskrivelse av prosessen med å montere et solcellebatteri for en generator hjemme. Driftsregler, fra anskaffelse av de nødvendige elementene og slutter med en generell test av den produserte enheten.

Å vite om strukturen til solgeneratorer, montere dem hjemme vil ikke være vanskelig. Selvfølgelig vil arbeidet kreve oppmerksomhet, nøyaktighet og samvittighet, men resultatet vil rettferdiggjøre alle økonomiske kostnader og arbeidskostnader. Den ferdige enheten vil fullt ut gi bygningen varme og elektrisitet, og skape nødvendig komfortnivå for beboerne.

Det nytter ikke å ta fatt på et større prosjekt med en gang.Til å begynne med er det fornuftig å prøve deg på å sette sammen en liten enhet, og deretter, etter å ha mestret alle nyansene i prosessen, begynne å bygge en kraftigere og større installasjon.

Hvilken metode for å bygge et minikraftverk valgte du for å ordne sommerhytta? Skriv kommentarer, del nyttig informasjon og bilder om emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Still spørsmål om kontroversielle eller uklare punkter.