DIY solgenerator: instruktioner för att göra en alternativ energikälla

Alternativa energikällor som gör det möjligt att förse ett bostadsutrymme med värme och el i erforderlig volym är inget billigt ”nöje” som kräver betydande ekonomiska kostnader för inköp, installation och installation.

Att göra en solgenerator med egna händer är mycket billigare och är inom kapaciteten hos många hemhantverkare. Låt oss titta på instruktionerna, som tydligt beskriver alla nyanser i tillverkningsprocessen.

Hur fungerar en solenergigenerator?

En solgenerator är ett komplex av fotovoltaiska halvledarelement som direkt omvandlar solenergi till elektrisk.

När mängden ljus som produceras av strålarna träffar den fotografiska plattan, slår de ut en elektron från det arbetande elementets slutliga atombana. Denna effekt skapar många fria elektroner, som bildar ett kontinuerligt flöde av elektrisk ström.

Det är inte alls nödvändigt att omedelbart montera ett stort, storskaligt komplex när du installerar en solgenerator med dina egna händer. Du kan börja med en liten enhet och vid behov öka volymen i framtiden

Kisel används som det aktiva materialet.Den är högeffektiv och ger en solcellskonverteringsverkningsgrad på 20 % vid normal drift och upp till 25 % under gynnsamma förhållanden.

På grund av den uttalade effektiviteten hos kiselfotoceller garanterar generatorer baserade på dem hög effekt med en relativt liten volym. Effekten av en enhet som mäter 1 meter producerar 125 W per timme, vilket anses vara ett mycket imponerande resultat.

En tunn beläggning av passiva kemiska element - bor eller fosfor - appliceras på ena sidan av kiselskivan. Det är på denna yta som, som ett resultat av intensiv exponering för solljus, sker aktiv frisättning av elektroner. Fosforfilm håller dem säkert på ett ställe och låter dem inte flyga isär.

Det finns metallspår på själva arbetsplattan. Fria elektroner byggs på dem, vilket skapar ordnad rörelse, det vill säga elektrisk ström.

De enda nackdelarna med wafers inkluderar komplexiteten och kostnaden för processen att rena själva kislet, och för att undvika dessa problem undersöker de aktivt användningen av alternativ i form av gallium, kadmium, indium och olika kopparföreningar. Än så länge finns det dock inga riktiga konkurrenter för silikonelement.

Det enklaste sättet att bygga en solenergiomvandlare till el är att köpa ett färdigt solbatteri och installera det på taket av ett hus eller garage:

Vad behöver du för jobbet?

För tillverkning av en generator bestående av ett kit solpaneler, krävs följande verktyg och material:

• moduler för omvandling av solljus till energi;
• hörn av aluminium;
• träribbor;
• spånskivor;
• ett transparent element (glas, plexiglas, plexiglas, polykarbonat) för att skapa skydd för kiselskivor;
• självgängande skruvar och skruvar av olika storlekar;
• tätt skumgummi 1,5-2,5 mm tjockt;
• högkvalitativt tätningsmedel;
• dioder, terminaler och ledningar;
• skruvmejsel eller uppsättning skruvmejslar;
• lödkolv;
• bågfil för trä och metall (eller slipmaskin).

Mängden material som behövs kommer direkt att bero på den planerade storleken på generatorn. Storskaligt arbete kommer att medföra extra kostnader, men det blir i alla fall billigare än en köpt modul.

Den skyddande basen för kiselwafers kan vara gjord av glas, plexiglas, polykarbonat eller plexiglas. De tre första materialen skapar minimal förlust av omvandlad energi, men det fjärde sänder strålar mycket sämre och minskar effektiviteten av hela komplexet avsevärt

För slutprovning av den monterade enheten används en amperemeter. Det låter dig registrera installationens verkliga effektivitet och hjälper till att bestämma den faktiska produktionen.

Välja typ av fotokonverterare

Aktiviteter för att skapa en solgenerator med dina egna händer börjar med att välja typ av fotovoltaisk kiselomvandlare.

Dessa komponenter finns i tre typer:

• amorf;
• monokristallin;
• polykristallin.

Varje alternativ har sina egna fördelar och nackdelar, och valet till förmån för någon av dem görs baserat på mängden medel som tilldelats för köp av alla systemkomponenter.

Funktioner av amorfa sorter

Amorfa moduler består inte av kristallint kisel, utan av dess derivat (silan eller vätekisel). Genom att spruta i vakuum appliceras de i ett tunt lager på högkvalitativ metallfolie, glas eller plast.

De färdiga produkterna har en blekt, suddig grå nyans. Inga synliga kiselkristaller observeras på ytan. Den största fördelen flexibla solpaneler Priset anses vara överkomligt, men deras effektivitet är mycket låg och varierar från 6-10%.

Amorfa solceller gjorda av kisel har ökad flexibilitet, uppvisar höga nivåer av optisk absorption (20 gånger högre än mono- eller polykristallina motsvarigheter) och fungerar betydligt mer effektivt i molnigt väder

Specifikationer för polykristallina typer

Polykristallin solpaneler produceras genom gradvis mycket långsam kylning av kiselsmältan. De resulterande produkterna kännetecknas av en rik blå färg, har en yta med ett tydligt definierat mönster som påminner om ett frostigt mönster och uppvisar en effektivitet på cirka 14-18%.

Högre effektivitetsprestanda hämmas av de områden som finns inuti materialet, separerade från den övergripande strukturen av granulära gränser.

Polykristallina solceller fungerar i endast 10 år, men under denna tid minskar deras effektivitet inte. Men för att installera produkter i ett enda komplex måste en stark, solid bas användas, eftersom arken är ganska styva och kräver starkt, pålitligt stöd

Egenskaper för monokratyla varianter

Monokristallina moduler kännetecknas av en tät mörk färg och består av solida kiselkristaller. Deras effektivitet överstiger den för andra element och uppgår till 18-22% (under gynnsamma förhållanden - upp till 25%).

En annan fördel är den imponerande livslängden - enligt tillverkarna över 25 år.Men vid långvarig användning minskar effektiviteten hos enkristaller och efter 10-12 år är fotoreturn inte mer än 13-17%.

Monokristallina moduler är betydligt dyrare än andra typer av utrustning. De tillverkas genom att såga konstgjorda kiselkristaller

För att skapa en solgenerator hemma med dina egna händer tar du främst poly- och monokristallina plattor av olika storlekar. De köps från populära onlinebutiker, inklusive eBay eller Aliexpress.

På grund av det faktum att fotoceller värderas ganska högt, erbjuder många leverantörer kunderna produkter i grupp B, det vill säga fragment som är lämpliga för full användning med en liten defekt. Deras kostnad skiljer sig från standardpriset med 40-60%, så att montera en generator kostar ett rimligt pris som inte är för dyrt.

Hur man gör en ram för tallrikar?

För att göra ramen för den framtida generatorn används starka träribbor eller aluminiumhörn. Träversionen anses vara mindre praktisk, eftersom materialet kräver ytterligare bearbetning för att undvika efterföljande rötning och delaminering.

För att träramen ska stå emot driftsbelastningen och inte ruttna efter det första regnet måste den impregneras med en speciell sammansättning som skyddar träet från fukt.

Aluminium har mycket mer attraktiva fysiska egenskaper och utsätter på grund av sin lätthet inte onödig påfrestning på taket eller annan bärande struktur där enheten är planerad att installeras.

Dessutom, på grund av korrosionsbeläggningen, rostar metallen inte, ruttnar inte, absorberar inte fukt och motstår lätt effekterna av eventuella aggressiva atmosfäriska manifestationer.

För att skapa en ramstruktur från aluminiumhörn, bestäm först storleken på den framtida panelen. I standardutförandet används 36 fotoceller med måtten 81 mm x 150 mm per block.

För korrekt efterföljande drift lämnas ett litet gap (ca 3-5 mm) mellan fragmenten. Detta utrymme tillåter oss att ta hänsyn till förändringar i de grundläggande parametrarna för basen som utsätts för atmosfäriska manifestationer. Som ett resultat är den totala storleken på arbetsstycket 83 mm x 690 mm med en ramhörnbredd på 35 mm.

Kiselwafers placerade i en aluminiumprofilram ser nästan ut som fabrikstillverkade produkter. En hållbar och stark ram ger systemet en oklanderlig täthet och ger hela strukturen en hög grad av styvhet

Efter att ha bestämt dimensionerna skärs de nödvändiga fragmenten ut från hörnen och monteras till ramramar med hjälp av fästelement. Ett lager av silikontätningsmedel appliceras på den inre ytan av strukturen, och se till att det inte finns några luckor eller tomrum.

Integriteten, styrkan och hållbarheten hos den monterade strukturen beror på detta. Ett skyddande transparent material placeras ovanpå (glas med antireflekterande beläggning, plexiglas eller polykarbonat med speciella parametrar) och fästs säkert med hårdvara (1 per kort och 2 per lång del av ramen och 4 i kroppens hörn).

För arbete, använd en skruvmejsel och skruvar med lämplig diameter. I slutet rengörs den genomskinliga ytan noggrant från damm och mindre skräp.

Välja ett transparent element

Huvudkriterierna för att välja ett transparent element för att skapa en generator:

• förmåga att absorbera infraröd strålning;
• nivå av brytning av solljus.

Ju lägre brytningsindex, desto högre effektivitet kommer kiselskivorna att uppvisa. Plexiglas och plexiglas har den lägsta koefficienten för ljusreflektion. Polykarbonat har också långt ifrån den bästa prestandan.

För att skapa ramstrukturer för hemsolsystem rekommenderas det, om möjligt, att använda antireflekterande transparent glas eller en speciell typ av polykarbonat med en antikondensbeläggning som ger den nödvändiga nivån av termiskt skydd.

De bästa egenskaperna när det gäller absorption av IR-strålning har slitstarkt värmeabsorberande plexiglas och glas med en IR-absorptionsmöjlighet. För vanligt glas är dessa siffror betydligt lägre. Effektiviteten av IR-absorptionen avgör om kiselskivorna kommer att värmas upp under drift eller inte.

Om uppvärmningen är minimal kommer fotocellerna att hålla länge och ge stabil effekt. Överhettning av plattorna kommer att leda till avbrott i driften och snabbt fel på enskilda delar av systemet eller hela komplexet.

Installation av kiselfotoceller

Omedelbart före installationen rengörs skyddsglas placerat i aluminiumramar väl från damm och avfettas med en alkoholhaltig komposition.

De köpta fotocellerna placeras jämnt på märkningssubstratet på ett avstånd av 3-5 millimeter från varandra och hörnen på den övergripande strukturen är markerade. Sedan börjar de löda elementen - den viktigaste och arbetsintensiva delen av arbetet med att montera generatorn.

Lödningen av generatorns driftselement utförs enligt ett schema där "+" är spåren på utsidan och "-" är kanalerna på undersidan av plattan.

För att ansluta kontakterna korrekt, applicera först flussmedel (lödsyra) och löd, och bearbeta dem sedan i en strikt sekvens från topp till botten. I slutet är alla rader anslutna till varandra.

Nästa steg är limning av fotocellerna. För att göra detta pressas lite tätningsmedel in i mitten av varje kiselskiva, de resulterande kedjorna av element vänds med den yttre sidan upp och placeras i strikt överensstämmelse med de markeringar som applicerats tidigare.

Tryck försiktigt på plattorna med händerna, fixera dem på rätt plats. De agerar mycket försiktigt och försöker att inte skada eller böja materialet.

Kontakterna på fotocellerna längs kanterna matas ut till en separat buss (bred silverledare), som "+" och "-". Dessutom är komplexet utrustat med en spärrdiod. Genom att ansluta till kontakterna förhindrar den att batterierna laddas ur genom ramkonstruktionen på natten.

I den nedre delen av ramen görs hål med en borr genom vilken trådarna förs ut. För att förhindra att de hänger, använd silikontätningsmedel.

Följande fotogalleri kommer att introducera dig till stegen för att montera en solpanel från 60 element:

Solcellerna som sätts ihop genom lödning måste nu fästas vid basen. Kan limmas på plywood och täckas med glas. Men i exemplet görs limning först på glaset:

För att säkerställa att batteriet avsett för ackumulering av laddning inte absorberar energin som genereras av fotocellerna, är dess solbatteri anslutet via en stavdiod:

Vi monterar mini-solstationen som visas i exemplet i enlighet med diagrammet som visas på bilden. För anslutning använder vi en tråd med en koppartvärsnitt på 1 m²

Detta minikraftverk kan generera upp till 15 V. Det bör noteras att maximal prestanda endast kommer att observeras på soliga, molnfria dagar. I molnigt väder genererar enheten betydligt mindre energi eller genererar inte energi alls. Därför är batteriet för det valt så att reserven räcker till minst en dag.

Hur testar man den installerade enheten?

Innan den sammansatta generatorn slutligen tätas, måste den testas för att identifiera potentiella fel under lödningsprocessen. Det mest rimliga alternativet är att kontrollera varje lödrad separat. På så sätt blir det omedelbart klart var kontakterna är dåligt anslutna och kräver ombearbetning.

För att utföra testet, använd en hushållsamperemeter. Mätningen utförs en molnfri solig dag vid lunchtid (kl. 13.00 till 15.00). Strukturen placeras på gården och installeras i lämplig lutningsvinkel.

En hushållsamperemeter hjälper till att mäta den faktiska strömmen. Baserat på dess avläsningar är det möjligt att bestämma prestandanivån för det monterade solsystemet och identifiera överträdelser i sekvensen för anslutning av kiselfotoceller

En amperemeter kopplas till solbatteriets utgångskontakter och kortslutningsströmmen mäts. Om enheten visar resultat över 4,5 A är systemet helt korrekt och alla anslutningar är lödda tydligt och korrekt.

Lägre data som visas på testarens display indikerar överträdelser som måste spåras och lödas om. Traditionellt visar gör-det-själv-solgeneratorer från fotoceller med en liten defekt (grupp B) siffror från 5 till 10 Ampere på testet.

Fabrikstillverkade enheter visar data 10-20% högre. Detta förklaras av det faktum att produktionen använder kiselwafers av grupp A, som inte har några defekter i strukturen.

Det sista skedet av arbetet

Om testet visar att batteriet är fullt fungerande, tätas det med en speciell silikonfogmassa eller en dyrare och mer hållbar epoxiblandning.

Arbetet innebär två sätt att göra det på:

1. Full fyllning - när hela ytan är täckt med en tätningsmassa.
2. Delbehandling - när tätningsmedlet appliceras endast på de yttre elementen och det tomma utrymmet mellan elementen.

Det första alternativet anses vara mer tillförlitligt och ger systemet fullständigt skydd mot yttre faktorer. Fotoceller är tydligt fixerade och fungerar korrekt med maximal effektivitet.

För att täta fotoceller inuti huset är det lämpligt att använda ett frostbeständigt tätningsmedel som tål plötsliga temperaturförändringar och låga minusgrader.

När fyllningen är klar får tätningsmedlet "härda". Sedan täcker de det med ett genomskinligt element och trycker det hårt mot plattorna.

För att ge extra skydd och stötdämpning rekommenderar vissa hantverkare att placera tätt skumgummi mellan ytan på kiselplattan och baksidan av ramen. Detta kommer att göra strukturen mer integrerad och skydda ömtåliga fotoceller från onödig belastning.

Sedan läggs en vikt på ytan som verkar på lagren och pressar ut luftbubblor ur dem. Den färdiga generatorn testas igen och installeras slutligen på en förberedd plats.

Var och hur placerar man generatorn?

Platsen för installation av solgeneratorn väljs mycket noggrant och utan brådska. Plattorna som tar emot ljus måste placeras i en vinkel så att strålarna inte "faller" vinkelrätt mot ytan, utan verkar "flyta" snyggt längs den.

Idealiskt är strukturen placerad så att det förblir möjligt, om nödvändigt, att justera lutningsvinkeln, på detta sätt, "fånga" den maximala mängden sol.

Det är helt acceptabelt att installera ett solsystem från solpaneler på marken, men oftast väljs taket på ett hus eller grovkök för placering, nämligen den del av det som vetter mot den mest invigda, huvudsakligen södra sidan av platsen.

Det är mycket viktigt att det inte finns höga byggnader eller kraftiga spridande träd i närheten. Eftersom de är i närheten skapar de en skugga och stör enhetens fulla drift.

För att solcellsanläggningar ska fungera bra måste de hållas rena och snygga. Ett lager av smuts som bildas på ytan av fångstpanelen minskar effektiviteten med 10 %, och vidhäftad snö stänger av enheten helt.Därför är regelbundet underhåll ett måste och hjälper till att hålla modulerna i perfekt skick.

Den genomsnittliga taklutningsnivån för installation av en solgenerator anses vara 45⁰. Med detta arrangemang absorberar fotoceller solflödet mycket effektivt och producerar den mängd energi som krävs för att huset ska fungera korrekt.

För att få verklig avkastning från panelerna och förse den genomsnittliga familjen med den nödvändiga mängden energi, måste du ockupera 15-20 kvm takyta för en solgenerator

För den europeiska delen av OSS-länderna gäller lite olika indikatorer. Proffs rekommenderar att man använder en stationär lutningsvinkel på 50-60⁰ som bas, och i rörliga strukturer under vintersäsongen placerar batterierna i en vinkel på 70⁰ mot horisonten.

På sommaren, ändra positionen och luta fotocellerna i en vinkel på 30⁰.

Genom att installera generatorpaneler på ett spårsystem som är utrustat med ett automatiskt solspårningsalternativ kan du öka uteffekten med 50 %. Modulen kommer självständigt att detektera strålarnas intensitet och anpassar sig till maximal belysning från gryning till solnedgång

Omedelbart före installationen förstärks taket ytterligare och utrustas med speciella starka stöd, eftersom inte varje struktur kan motstå hela vikten av utrustning för att konvertera solenergi.

För att tillförlitligt och säkert installera en solgenerator på taket är det värt att köpa speciella fästen. De tillverkas separat för varje typ av tak och finns alltid till salu.Vid installation mellan panelerna och taket är det nödvändigt att lämna ett gap för full tillgång till luft och korrekt ventilation av de solabsorberande elementen

I vissa fall placeras förstärkta takbjälkar under taket för att skydda taket från att kollapsa, eventuellt på grund av ökad belastning, som ökar avsevärt under vintersäsongen när snö samlas på takytan.

För att sätta solsystemet i drift behöver du batterier, inverter och laddningsregulator. Du kommer att lära dig om reglerna för val av enheter och deras inkludering i kretsen från artiklarna som vi rekommenderar.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Funktioner och nyanser av lödfotoceller för att göra en effektiv solgenerator hemma med dina egna händer. Tips och tips för hantverkare, intressanta idéer och personliga erfarenheter.

Hur man korrekt testar en fotocell och mäter dess huvudparametrar. Denna information kommer att vara användbar i efterföljande beräkningar av det exakta antalet plattor som krävs för full drift av systemet.

En komplett steg-för-steg beskrivning av processen att montera ett solbatteri för en generator hemma. Driftsregler, med början från förvärvet av de nödvändiga elementen och slutar med ett allmänt test av den tillverkade enheten.

Att veta om strukturen hos solgeneratorer, att montera dem hemma kommer inte att vara svårt. Naturligtvis kommer arbetet att kräva uppmärksamhet, noggrannhet och noggrannhet, men resultatet kommer att motivera alla ekonomiska kostnader och arbetskostnader. Den färdiga enheten kommer helt att förse byggnaden med värme och elektricitet, vilket skapar den nödvändiga nivån av komfort för de boende.

Det är ingen idé att ta tag i ett större projekt direkt.Till att börja med är det vettigt att prova på att montera en liten enhet och sedan, efter att ha bemästrat alla nyanser i processen, börja bygga en mer kraftfull och storskalig installation.

Vilken metod för att bygga ett minikraftverk valde du för att ordna din sommarstuga? Skriv kommentarer, dela användbar information och fotografier om ämnet för artikeln i blocket nedan. Ställ frågor om kontroversiella eller oklara punkter.