Hur man gör ett solbatteri med egna händer: instruktioner för självmontering

Solpaneler är en energikälla som kan användas för att generera el eller värme till ett låghus. Men solpaneler är dyra och är otillgängliga för de flesta invånare i vårt land. Håller du med?

Det är en annan sak när du gör ett solcellsbatteri själv - kostnaderna minskar avsevärt, och den här designen fungerar inte sämre än en industriellt tillverkad panel. Därför, om du på allvar funderar på att köpa en alternativ elkälla, försök att göra det själv - det är inte särskilt svårt.

Den här artikeln kommer att diskutera tillverkningen av solpaneler. Vi kommer att berätta vilka material och verktyg du behöver för detta. Och lite lägre hittar du steg-för-steg-instruktioner med illustrationer som tydligt visar arbetets framsteg.

Kort om enheten och funktion

Solenergi kan omvandlas till värme, när energibäraren är en kylvätska, eller till elektricitet, samlad i batterier. Batteriet är en generator som arbetar enligt principen om den fotoelektriska effekten.

Omvandlingen av solenergi till elektricitet sker efter att solens strålar träffat fotocellsplattorna, som är huvuddelen av batteriet.

I det här fallet "släpper" ljuskvanter sina elektroner från extrema banor. Dessa fria elektroner producerar en elektrisk ström som passerar genom styrenheten och ackumuleras i batteriet, och därifrån går den till energikonsumenter.

Kiselelement fungerar som fotocellplattor. En kiselwafer är belagd på ena sidan med ett tunt lager av fosfor eller bor, ett passivt kemiskt element.

På denna plats, under påverkan av solljus, frigörs ett stort antal elektroner, som hålls kvar av fosforfilmen och inte flyger isär.

På plattans yta finns "spår" av metall på vilka fria elektroner ställs upp och bildar en ordnad rörelse, d.v.s. elektricitet.

Ju fler sådana kiselwafers-fotoceller, desto mer elektrisk ström kan erhållas. Läs mer om principen för drift av ett solbatteri Ytterligare.

Det översta lagret av fotocellsplattor är täckt med ett lager som förhindrar reflektion av solljus från plattorna, vilket ökar deras effektivitet

Material för att skapa en solplatta

När du börjar bygga ett solcellsbatteri måste du fylla på med följande material:

• silikatplattor-fotoceller;
• spånskivor, hörn och lameller av aluminium;
• hårt skumgummi 1,5-2,5 cm tjockt;
• ett transparent element som fungerar som bas för kiselwafers;
• skruvar, självgängande skruvar;
• silikontätningsmedel för utomhusbruk;
• elektriska ledningar, dioder, terminaler.

Mängden material som krävs beror på storleken på ditt batteri, vilket oftast begränsas av antalet tillgängliga solceller. Verktygen du behöver är: en skruvmejsel eller en uppsättning skruvmejslar, en bågfil för metall och trä, en lödkolv. För att testa det färdiga batteriet behöver du en amperemetertestare.

Låt oss nu titta på de viktigaste materialen mer i detalj.

Kiselwafers eller solceller

Fotoceller för batterier finns i tre typer:

• polykristallin;
• monokristallin;
• amorf.

Polykristallina wafers kännetecknas av låg effektivitet. Storleken på den gynnsamma effekten är cirka 10 - 12%, men denna siffra minskar inte över tiden. Livslängden för polykristaller är 10 år.

Ett solbatteri är sammansatt av moduler, som i sin tur är uppbyggda av fotoelektriska omvandlare. Batterier med styva kiselsolceller är en sorts sandwich med på varandra följande lager monterade i en aluminiumprofil

Monokristallina solceller har en högre verkningsgrad - 13-25% och en lång livslängd - över 25 år. Men med tiden minskar effektiviteten hos enkristaller.

Monokristallina omvandlare produceras genom sågning av konstgjorda kristaller, vilket förklarar den högsta fotokonduktiviteten och produktiviteten.

Filmfotokonverterare framställs genom att ett tunt lager av amorft kisel avsätts på en flexibel polymeryta

Flexibla batterier med amorft kisel är det senaste. Deras fotoelektriska omvandlare sprutas eller smälts på en polymerbas. Verkningsgraden är runt 5 - 6%, men filmsystem är extremt lätta att installera.

Filmsystem med amorfa fotokonverterare har dykt upp relativt nyligen. Detta är en extremt enkel och extremt billig typ, men den tappar konsumentkvaliteter snabbare än sina konkurrenter.

Det är inte praktiskt att använda fotoceller av olika storlekar. I detta fall kommer den maximala ström som batterierna producerar att begränsas av strömmen för det minsta elementet. Detta innebär att större plattor inte kommer att fungera med full kapacitet.

När du köper solceller, fråga säljaren om leveransmetoden; de flesta säljare använder vaxningsmetoden för att förhindra förstörelse av ömtåliga element

Oftast, för hemmagjorda batterier, används mono- och polykristallina fotoceller som mäter 3x6 tum, som kan beställas i nätbutiker som E-bye.

Kostnaden för fotoceller är ganska hög, men många butiker säljer så kallade element i grupp B. Produkter som klassificeras i denna grupp är defekta, men lämpliga för användning, och deras kostnad är 40-60% lägre än standardplåtarna.

De flesta nätbutiker säljer solceller i set med 36 eller 72 solcellskonverteringsplattor. För att ansluta individuella moduler till ett batteri krävs bussar och terminaler för att ansluta till systemet.

Ram och transparent element

Ramen för den framtida panelen kan göras av träribbor eller aluminiumhörn.

Det andra alternativet är mer att föredra av flera anledningar:

• Aluminium är en lättviktsmetall som inte belastar den bärande strukturen på vilken batteriet är planerat att installeras.
• När rostskyddsbehandling utförs är aluminium inte mottagligt för rost.
• Absorberar inte fukt från omgivningen och ruttnar inte.

När du väljer ett transparent element måste du vara uppmärksam på parametrar som solljusets brytningsindex och förmågan att absorbera infraröd strålning.

Effektiviteten hos fotoceller kommer direkt att bero på den första indikatorn: ju lägre brytningsindex, desto högre effektivitet hos kiselskivor.

Minsta reflektionskoefficient är för plexiglas eller dess billigare version - plexiglas. Brytningsindexet för polykarbonat är något lägre.

Värdet på den andra indikatorn avgör om själva kiselsolcellerna kommer att värmas upp eller inte. Ju mindre plattorna utsätts för värme, desto längre håller de. IR-strålning absorberas bäst av speciellt värmeabsorberande plexiglas och glas med IR-absorption. Lite värre är vanligt glas.

Om möjligt skulle det bästa alternativet vara att använda antireflekterande transparent glas som ett transparent element.

När det gäller förhållandet mellan kostnad och ljusbrytning och IR-strålningsabsorption är plexiglas det bästa alternativet för tillverkning av solpaneler

Systemdesign och platsval

Solsystemprojektet omfattar beräkningar av den erforderliga storleken på solplattan. Som nämnts ovan är batteristorleken vanligtvis begränsad av dyra solceller.

Solbatteriet måste installeras i en viss vinkel, vilket skulle säkerställa maximal exponering av kiselskivorna för solljus. Det bästa alternativet är batterier som kan ändra lutningsvinkeln.

Installationsplatsen för solplattor kan vara mycket varierande: på marken, på ett lutande eller platt tak på ett hus, på taken i tvättstugor.

Det enda villkoret är att batteriet måste placeras på den soliga sidan av platsen eller huset, inte i skuggan av den höga kronan av träd. I detta fall måste den optimala lutningsvinkeln beräknas med hjälp av en formel eller med hjälp av en specialiserad miniräknare.

Lutningsvinkeln beror på husets placering, tid på året och klimat. Det är önskvärt att batteriet har förmågan att ändra lutningsvinkeln efter säsongsmässiga förändringar i solens höjd, eftersom De fungerar mest effektivt när solens strålar faller strikt vinkelrätt mot ytan.

För den europeiska delen av OSS-länderna är den rekommenderade stationära lutningsvinkeln 50 - 60 º. Om designen ger en anordning för att ändra lutningsvinkeln, är det på vintern bättre att placera batterierna vid 70 º mot horisonten, på sommaren i en vinkel på 30 º

Beräkningar visar att 1 kvadratmeter solsystem gör det möjligt att få 120 W. Därför kan man genom beräkningar slå fast att för att förse den genomsnittliga familjen med el i mängden 300 kW per månad krävs ett solsystem på minst 20 kvadratmeter.

Det kommer att vara problematiskt att omedelbart installera ett sådant solsystem. Men även att installera ett 5-meters batteri hjälper till att spara energi och ge ett blygsamt bidrag till vår planets ekologi. Vi råder dig också att bekanta dig med principen för att beräkna den erforderliga kvantiteten solpaneler.

Ett solbatteri kan användas som reservenergikälla vid frekventa avbrott i den centraliserade strömförsörjningen. För automatisk omkoppling är det nödvändigt att tillhandahålla ett avbrottsfritt strömförsörjningssystem.

Ett sådant system är bekvämt genom att när man använder en traditionell elkälla utförs laddning samtidigt solsystems batteri. Utrustningen som servar solbatteriet är placerad inne i huset, så det är nödvändigt att tillhandahålla ett speciellt rum för det.

När du placerar batterier på det sluttande taket på ett hus, glöm inte panelens lutningsvinkel; det idealiska alternativet är när batteriet har en enhet för att säsongsmässigt ändra lutningsvinkeln

Installera en solpanel steg för steg

Efter att ha valt en plats för att placera solpanelen och utrustningen för service av solsystemet, samt ha alla nödvändiga material och verktyg tillgängliga, kan du börja installera batteriet.

Under installationen är det nödvändigt att iaktta säkerhetsföreskrifter, särskilt vid utförande installation av en färdig panel på husets tak. Låt oss titta på en steg-för-steg-algoritm för hur man gör ett solbatteri.

Steg #1 - lödning av kontakter av kiselskivor

Installation av ett hemmagjort solbatteri börjar ofta med lödning av fotocellers ledare. Om du har möjlighet är det förstås bäst att köpa fotoceller med ledare direkt, eftersom Lödning är ett mycket svårt och mödosamt arbete som tar mycket tid.

Lödning utförs enligt följande:

1. En kiselfotocell utan ledare och en metallledarremsa tas.
2. Ledarna skärs med ett kartongämne, deras längd är 2 gånger större än storleken på kiselskivan.
3. Ledaren läggs försiktigt ut på plattan. Det finns två ledare per element.
4. Det är nödvändigt att applicera syra på den plats där lödning kommer att göras för att arbeta med en lödkolv.
5. Löd med hjälp av en lödkolv, fäst försiktigt ledaren på plattan.

Under lödningsprocessen kan du inte sätta press på silikatelementet, eftersom den är väldigt ömtålig och kan gå sönder! Om du har turen att ha köpt fotoceller med färdiga kontakter, kommer du att rädda dig själv från långt och komplext arbete genom att gå direkt till att göra ramen för det framtida batteriet.

Lödning av kontakter för defekta fotoceller i grupp B utförs på samma sätt och i samma riktning som för hela plattor

Steg #2 - gör en ram för ett solbatteri

Ramen är platsen där fotocellerna kommer att installeras. För att göra ramen tas aluminiumhörn och lameller, från vilka ramarna är gjorda. Rekommenderad hörnstorlek är 70-90 mm.

Silikontätningsmedel appliceras på insidan av metallhörnen. Hörnen måste tätas noggrant, hållbarheten för hela strukturen beror på detta.

Efter att aluminiumramen är klar fortsätter vi att tillverka det bakre huset. Det bakre höljet är en trälåda av spånskiva med låga sidor.

Höga sidor kommer att skapa en skugga på fotocellerna, så deras höjd bör inte överstiga 2 cm.. Sidorna skruvas med självgängande skruvar och en skruvmejsel.

Ventilationshål är gjorda av spånskiva i botten av boxens hölje. Avståndet mellan hålen är cirka 10 cm.Ett transparent element (plexiglas, antireflexglas, plexiglas) är installerat i aluminiumramen.

Det genomskinliga elementet pressas och fixeras, dess fästning utförs med hjälp av hårdvara: 4 i hörnen, samt 2 på den långa och 1 på den korta sidan av ramen. Hårdvara fästs med skruvar.

Ramen för solbatteriet är klar och du kan gå vidare till den viktigaste delen - installationen av fotoceller. Före installationen är det nödvändigt att rengöra plexiglaset från damm och avfetta det med en alkoholhaltig vätska.

Steg #3 - installation av kiselwafers-fotoceller

Att montera och löda kiselskivor är den mest tidskrävande delen av att skapa en DIY-solpanel. Först placerar vi fotocellerna på plexiglaset med de blå plattorna nedåt.

Om det är första gången du sätter ihop ett batteri kan du använda en markeringsplatta för att placera plattorna exakt på ett litet (3-5 mm) avstånd från varandra.

1. Vi löder fotocellerna enligt följande elektriska diagram: "+" spår finns på framsidan av plattan, "-" - på baksidan. Före lödning, applicera försiktigt flussmedel och löd för att ansluta kontakterna.
2. Vi löder alla fotoceller sekventiellt i rader uppifrån och ned. Raderna ska då också kopplas ihop med varandra.
3. Låt oss börja limma fotocellerna. För att göra detta, applicera en liten mängd tätningsmedel i mitten av varje silikonskiva.
4. Vi vänder upp och ner på de resulterande kedjorna med fotoceller (där de blå plattorna är) och placerar plattorna enligt markeringarna som vi gjorde tidigare. Tryck försiktigt på varje platta för att säkra den på plats.
5. Vi ansluter kontakterna på de yttre fotocellerna till bussen, respektive "+" och "-".Det rekommenderas att använda en bredare silverledare för bussen.
6. Solbatteriet ska vara försett med en spärrdiod, som kopplas till kontakterna och förhindrar att batterierna laddas ur genom strukturen på natten.
7. Vi borrar hål i botten av ramen för att få ut ledningarna.

Trådarna måste fästas i ramen så att de inte dinglar, detta kan göras med silikonfogmassa.

Steg #4 - Testa batteriet innan förslutning

Testning av solpanelen måste utföras innan tätning, för att kunna eliminera fel som ofta uppstår vid lödning. Det är bäst att testa efter lödning av varje rad av element - detta gör det mycket lättare att upptäcka var kontakterna är dåligt anslutna.

För att testa behöver du en vanlig hushållsamperemeter. Mätningar måste göras en solig dag vid 13-14 timmar, solen ska inte döljas av moln.

Vi tar ut batteriet och installerar det i enlighet med den tidigare beräknade lutningsvinkeln. Vi ansluter amperemetern till batterikontakterna och mäter kortslutningsströmmen.

Poängen med att testa är att den elektriska strömmens driftseffekt ska vara 0,5-1,0 A lägre än kortslutningsströmmen. Enhetens värden bör vara över 4,5 A, vilket indikerar solbatteriets funktionalitet.

Om testaren ger lägre avläsningar, är förmodligen sekvensen för att ansluta fotocellerna bruten någonstans.

Vanligtvis hemlagad solbatteri, konstruerad av fotoceller i grupp B, ger avläsningar på 5-10 A, vilket är 10-20% lägre än för industritillverkade solpaneler.

Steg #5 - tätning av fotocellerna placerade i huset

Tätning kan endast göras efter att ha kontrollerat att batteriet fungerar. För tätning är det bäst att använda en epoxiförening, men med tanke på att materialförbrukningen blir stor och kostnaden är cirka 40-45 dollar. Om det är lite dyrt kan du använda samma silikontätningsmedel istället.

När du använder silikontätningsmedel, ge företräde åt den vars förpackning indikerar att den är lämplig för användning vid minusgrader

Det finns två tätningsmetoder:

• full fyllning, när panelerna är fyllda med tätningsmedel;
• applicera tätningsmedel på utrymmet mellan fotocellerna och på de yttre elementen.

I det första fallet blir tätningen mer tillförlitlig. Efter hällning ska tätningsmedlet stelna. Därefter monteras plexiglas ovanpå och pressas tätt mot de silikonbelagda plattorna.

För att ge stötdämpning och extra skydd mellan fotocellernas baksida och spånskivans ram rekommenderar många hantverkare att man installerar en hård skumdyna 1,5-2,5 cm bred.

Detta är inte nödvändigt, men det är tillrådligt, med tanke på att kiselwafers är ganska ömtåliga och lätt att skadas.

Efter installation av plexiglaset placeras en vikt på strukturen, under påverkan av vilken luftbubblor pressas ut. Solbatteriet är klart och efter upprepade tester kan det installeras på en förvald plats och anslutas till ditt hems solsystem.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Granskning av fotoceller beställda från en kinesisk webbutik:

Videoinstruktioner för att göra ett solbatteri:

Att göra ett solbatteri med dina egna händer är inte en lätt uppgift. Verkningsgraden för de flesta av dessa batterier är 10-20 % lägre än för industritillverkade paneler. Det viktigaste när man designar ett solbatteri är att välja och installera fotocellerna korrekt.

Försök inte skapa en stor panel direkt. Försök att bygga en liten enhet först för att förstå alla nyanser av denna process.

Har du praktiska kunskaper i att skapa solpaneler? Vänligen dela din upplevelse med besökare på vår sida - skriv kommentarer i blocket nedan. Där kan du ställa frågor om ämnet för artikeln.