Penjana solar DIY: arahan untuk membuat sumber tenaga alternatif

Sumber tenaga alternatif yang memungkinkan untuk menyediakan ruang hidup dengan haba dan elektrik dalam jumlah yang diperlukan bukanlah "keseronokan" murah yang memerlukan kos kewangan yang besar untuk pembelian, pemasangan dan pemasangan.

Membuat penjana solar dengan tangan anda sendiri jauh lebih murah dan berada dalam kemampuan ramai tukang rumah. Mari lihat arahan, yang menerangkan dengan jelas semua nuansa proses pembuatan.

Bagaimanakah penjana kuasa solar berfungsi?

Penjana suria ialah kompleks unsur semikonduktor fotovoltaik yang bertukar secara langsung tenaga solar kepada elektrik.

Apabila kuanta cahaya yang dihasilkan oleh sinar mengenai plat fotografi, mereka mengetuk elektron dari orbit atom akhir unsur kerja. Kesan ini menghasilkan banyak elektron bebas, yang membentuk aliran arus elektrik yang berterusan.

Ia sama sekali tidak perlu untuk segera memasang kompleks besar dan berskala besar apabila memasang penjana solar dengan tangan anda sendiri. Anda boleh mulakan dengan unit kecil dan, jika perlu, tingkatkan volum pada masa hadapan

Silikon digunakan sebagai bahan aktif.Ia sangat cekap dan memberikan kecekapan penukaran fotovoltaik sebanyak 20% dalam operasi biasa dan sehingga 25% dalam keadaan yang menggalakkan.

Oleh kerana kecekapan fotosel silikon yang ketara, penjana berdasarkannya menjamin keluaran tinggi dengan volum yang agak kecil. Kuasa unit berukuran 1 meter menghasilkan 125 W sejam, yang dianggap sebagai hasil yang sangat mengagumkan.

Salutan nipis unsur kimia pasif - boron atau fosforus - digunakan pada satu sisi wafer silikon. Di permukaan inilah, akibat pendedahan sengit kepada cahaya matahari, pelepasan elektron aktif berlaku. Filem fosforus menahannya dengan selamat di satu tempat dan tidak membenarkan mereka terbang berasingan.

Terdapat "trek" logam yang terletak pada plat kerja itu sendiri. Elektron bebas dibina di atasnya, dengan itu mewujudkan pergerakan tertib, iaitu arus elektrik.

Satu-satunya kelemahan wafer termasuk kerumitan dan kos proses penulenan silikon itu sendiri, dan untuk mengelakkan masalah ini, mereka secara aktif meneroka penggunaan alternatif dalam bentuk galium, kadmium, indium dan pelbagai sebatian tembaga. Walau bagaimanapun, setakat ini tiada pesaing sebenar untuk unsur silikon.

Cara paling mudah untuk membina penukar tenaga suria kepada elektrik adalah dengan membeli bateri solar siap pakai dan memasangnya di atas bumbung rumah atau garaj:

Apa yang anda perlukan untuk bekerja?

Untuk pembuatan penjana yang terdiri daripada kit panel solar, alat dan bahan berikut diperlukan:

• modul untuk menukar cahaya matahari kepada tenaga;
• sudut aluminium;
• selat kayu;
• kepingan papan serpai;
• unsur lutsinar (kaca, plexiglass, plexiglass, polikarbonat) untuk mencipta perlindungan bagi wafer silikon;
• skru mengetuk sendiri dan skru dengan saiz yang berbeza;
• getah buih padat 1.5-2.5 mm tebal;
• sealant berkualiti tinggi;
• diod, terminal dan wayar;
• pemutar skru atau set pemutar skru;
• besi pematerian;
• gergaji besi untuk kayu dan logam (atau pengisar).

Jumlah bahan yang diperlukan secara langsung bergantung pada saiz penjana yang dirancang. Kerja berskala besar akan memerlukan kos tambahan, tetapi dalam apa jua keadaan ia akan lebih murah daripada modul yang dibeli.

Tapak pelindung untuk wafer silikon boleh dibuat daripada kaca, plexiglass, polikarbonat atau plexiglass. Tiga bahan pertama mencipta kehilangan tenaga ditukar yang minimum, tetapi yang keempat menghantar sinar lebih teruk dan mengurangkan kecekapan keseluruhan kompleks dengan ketara.

Untuk ujian akhir unit yang dipasang, ammeter digunakan. Ia membolehkan anda merekodkan kecekapan sebenar pemasangan dan membantu menentukan output sebenar.

Memilih jenis penukar foto

Aktiviti untuk mencipta penjana solar dengan tangan anda sendiri bermula dengan memilih jenis penukar silikon fotovoltaik.

Komponen ini terdapat dalam tiga jenis:

• amorfus;
• monohablur;
• polihablur.

Setiap pilihan mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri, dan pilihan yang memihak kepada mana-mana daripada mereka dibuat berdasarkan jumlah dana yang diperuntukkan untuk pembelian semua komponen sistem.

Ciri-ciri varieti amorfus

Modul amorfus tidak terdiri daripada silikon kristal, tetapi daripada terbitannya (silane atau silikon hidrogen). Dengan menyembur dalam vakum, ia digunakan dalam lapisan nipis pada kerajang logam, kaca atau plastik berkualiti tinggi.

Produk siap mempunyai warna kelabu yang pudar dan kabur. Tiada kristal silikon yang boleh dilihat di permukaan. Kelebihan utama panel solar fleksibel Harganya dianggap berpatutan, bagaimanapun, kecekapannya sangat rendah dan berkisar antara 6-10%.

Sel suria amorfus yang diperbuat daripada silikon telah meningkatkan fleksibiliti, mempamerkan tahap penyerapan optik yang tinggi (20 kali ganda lebih besar daripada mono- atau polihabluran) dan beroperasi dengan lebih cekap dengan ketara dalam cuaca mendung

Spesifik jenis polihabluran

Polihabluran panel solar dihasilkan oleh penyejukan cair silikon yang sangat perlahan secara beransur-ansur. Produk yang dihasilkan dibezakan oleh warna biru yang kaya, mempunyai permukaan dengan corak yang jelas mengingatkan corak yang sejuk, dan mempamerkan kecekapan sekitar 14-18%.

Prestasi kecekapan yang lebih tinggi dihalang oleh kawasan yang terdapat di dalam bahan, dipisahkan daripada struktur keseluruhan oleh sempadan berbutir.

Sel solar polihablur beroperasi hanya selama 10 tahun, tetapi pada masa ini kecekapannya tidak berkurangan. Walau bagaimanapun, untuk memasang produk ke dalam kompleks tunggal, asas yang kukuh dan kukuh mesti digunakan, kerana kepingannya agak tegar dan memerlukan sokongan yang kuat dan boleh dipercayai

Ciri-ciri varian monocratylic

Modul monokristalin dicirikan oleh warna gelap yang padat dan terdiri daripada kristal silikon pepejal. Kecekapan mereka melebihi elemen lain dan berjumlah 18-22% (di bawah keadaan yang menggalakkan - sehingga 25%).

Kelebihan lain ialah hayat perkhidmatan yang mengagumkan - menurut pengilang, lebih dari 25 tahun.Walau bagaimanapun, dengan penggunaan yang berpanjangan, kecekapan kristal tunggal berkurangan dan selepas 10-12 tahun photoreturn tidak lebih daripada 13-17%.

Modul monokristalin jauh lebih mahal daripada jenis peralatan lain. Ia dihasilkan dengan menggergaji kristal silikon yang ditanam secara buatan

Untuk mencipta penjana solar di rumah dengan tangan anda sendiri, anda terutamanya mengambil plat poli dan monokristalin pelbagai saiz. Mereka dibeli dari kedai dalam talian yang popular, termasuk eBay atau Aliexpress.

Disebabkan fakta bahawa fotosel dinilai agak tinggi, banyak pembekal menawarkan pelanggan produk kumpulan B, iaitu serpihan yang sesuai untuk kegunaan penuh dengan sedikit kecacatan. Kos mereka berbeza daripada harga standard sebanyak 40-60%, jadi memasang penjana berharga harga yang berpatutan yang tidak terlalu mahal.

Bagaimana untuk membuat bingkai untuk plat?

Untuk membuat bingkai penjana masa depan, selat kayu yang kuat atau sudut aluminium digunakan. Versi kayu dianggap kurang praktikal, kerana bahan memerlukan pemprosesan tambahan untuk mengelakkan reput dan delaminasi berikutnya.

Agar rangka kayu dapat menahan beban operasi dan tidak reput selepas hujan pertama, ia mesti diresapi dengan komposisi khas yang melindungi kayu daripada kelembapan.

Aluminium mempunyai ciri fizikal yang lebih menarik dan, kerana ringannya, tidak meletakkan tekanan yang tidak perlu pada bumbung atau struktur sokongan lain di mana unit itu dirancang untuk dipasang.

Di samping itu, disebabkan oleh salutan anti-karat, logam tidak berkarat, tidak reput, tidak menyerap kelembapan dan mudah menahan kesan sebarang manifestasi atmosfera yang agresif.

Untuk mencipta struktur bingkai dari sudut aluminium, mula-mula tentukan saiz panel masa hadapan. Dalam versi standard, 36 fotosel berukuran 81 mm x 150 mm digunakan setiap blok.

Untuk operasi seterusnya yang betul, jurang kecil (kira-kira 3-5 mm) ditinggalkan di antara serpihan. Ruang ini membolehkan kita mengambil kira perubahan dalam parameter asas pangkalan yang terdedah kepada manifestasi atmosfera. Akibatnya, jumlah saiz bahan kerja ialah 83 mm x 690 mm dengan lebar sudut bingkai 35 mm.

Wafer silikon yang diletakkan dalam bingkai profil aluminium kelihatan hampir seperti produk buatan kilang. Bingkai yang tahan lasak dan kuat memberikan sistem ketegaran yang sempurna dan memberikan keseluruhan struktur tahap ketegaran yang tinggi

Selepas menentukan dimensi, serpihan yang diperlukan dipotong dari sudut dan dipasang ke dalam bingkai bingkai menggunakan pengikat. Lapisan pengedap silikon digunakan pada permukaan dalaman struktur, memastikan tiada jurang atau lompang.

Integriti, kekuatan dan ketahanan struktur yang dipasang bergantung pada ini. Bahan telus pelindung diletakkan di atas (kaca dengan salutan anti-reflektif, kaca plexiglass atau polikarbonat dengan parameter khas) dan diikat dengan selamat dengan perkakasan (1 setiap bahagian pendek dan 2 setiap bahagian panjang bingkai dan 4 di sudut badan).

Untuk kerja, gunakan pemutar skru dan skru diameter yang sesuai. Pada akhirnya, permukaan lutsinar dibersihkan dengan teliti daripada habuk dan serpihan kecil.

Memilih elemen lutsinar

Kriteria utama untuk memilih elemen telus untuk mencipta penjana:

• keupayaan untuk menyerap sinaran inframerah;
• tahap pembiasan cahaya matahari.

Semakin rendah indeks biasan, semakin tinggi kecekapan wafer silikon akan ditunjukkan. Plexiglas dan plexiglass mempunyai pekali pantulan cahaya yang paling rendah. Polikarbonat juga jauh daripada prestasi terbaik.

Untuk membuat struktur bingkai untuk sistem suria rumah, disyorkan, jika boleh, untuk menggunakan kaca telus anti-reflektif atau jenis polikarbonat khas dengan salutan anti-kondensasi yang menyediakan tahap perlindungan haba yang diperlukan.

Ciri-ciri terbaik dari segi penyerapan sinaran IR mempunyai plexiglass dan kaca penyerap haba yang tahan lama dengan pilihan penyerapan IR. Untuk kaca biasa, angka ini jauh lebih rendah. Kecekapan penyerapan IR menentukan sama ada wafer silikon akan menjadi panas semasa operasi atau tidak.

Jika pemanasan adalah minimum, fotosel akan bertahan lama dan memberikan output yang stabil. Terlalu panas pada plat akan menyebabkan gangguan dalam operasi dan kegagalan pantas bahagian individu sistem atau keseluruhan kompleks.

Pemasangan fotosel silikon

Sejurus sebelum pemasangan, kaca pelindung yang diletakkan di dalam bingkai aluminium dibersihkan dengan baik daripada habuk dan dinyah dengan komposisi yang mengandungi alkohol.

Fotosel yang dibeli diletakkan sama rata pada substrat penanda pada jarak 3-5 milimeter antara satu sama lain dan sudut struktur keseluruhan ditandakan. Kemudian mereka mula menyolder unsur - bahagian yang paling penting dan intensif buruh dalam kerja memasang penjana.

Penyolderan elemen operasi penjana dijalankan mengikut skema di mana "+" adalah trek di luar, dan "-" adalah saluran yang terletak di bahagian bawah plat.

Untuk menyambungkan kenalan dengan betul, mula-mula gunakan fluks (asid pematerian) dan pateri, dan kemudian proseskannya dalam urutan yang ketat dari atas ke bawah. Pada akhirnya, semua baris disambungkan antara satu sama lain.

Langkah seterusnya ialah melekatkan fotosel. Untuk melakukan ini, sedikit sealant diperah ke tengah setiap wafer silikon, rantaian unsur yang terhasil dibalikkan dengan bahagian luar ke atas dan diletakkan mengikut ketat dengan tanda yang digunakan sebelum ini.

Tekan pinggan perlahan-lahan dengan tangan anda, pasangkannya di tempat yang betul. Mereka bertindak dengan sangat berhati-hati, cuba untuk tidak merosakkan atau membengkokkan bahan.

Sentuhan fotosel yang terletak di sepanjang tepi dikeluarkan ke bas berasingan (konduktor perak lebar), sebagai "+" dan "-". Selain itu, kompleks ini dilengkapi dengan diod penyekat. Dengan menyambung kepada kenalan, ia menghalang bateri daripada menyahcas melalui struktur bingkai pada waktu malam.

Di bahagian bawah bingkai, lubang dibuat dengan gerudi di mana wayar dibawa keluar. Untuk mengelakkannya daripada kendur, gunakan sealant silikon.

Galeri foto berikut akan memperkenalkan anda kepada langkah-langkah memasang panel solar daripada 60 elemen:

Sel solar yang dipasang dengan pematerian kini perlu diikat ke pangkalan. Boleh dilekatkan pada papan lapis dan ditutup dengan kaca. Walau bagaimanapun, dalam contoh, pelekatan pertama kali dilakukan pada kaca:

Untuk memastikan bahawa bateri yang dimaksudkan untuk mengumpul cas tidak menyerap tenaga yang dijana oleh fotosel, bateri solarnya disambungkan melalui diod Rod:

Kami memasang stesen solar mini yang ditunjukkan dalam contoh mengikut rajah yang ditunjukkan dalam foto. Untuk sambungan kami menggunakan wayar dengan keratan rentas konduktor tembaga 1 m²

Loji kuasa mini ini mampu menjana sehingga 15 V. Perlu diingatkan bahawa prestasi maksimum akan diperhatikan hanya pada hari yang cerah dan tanpa awan. Dalam cuaca mendung, peranti akan menjana tenaga yang jauh lebih sedikit atau tidak akan menjana tenaga sama sekali. Oleh itu, bateri untuknya dipilih supaya rizab cukup untuk sekurang-kurangnya sehari.

Bagaimana untuk menguji unit yang dipasang?

Sebelum akhirnya menutup penjana yang dipasang, ia mesti diuji untuk mengenal pasti potensi kerosakan semasa proses pematerian. Pilihan yang paling munasabah ialah memeriksa setiap baris yang dipateri secara berasingan. Dengan cara ini ia akan menjadi jelas dengan serta-merta di mana kenalan tidak disambungkan dengan baik dan memerlukan pemprosesan semula.

Untuk menjalankan ujian, gunakan ammeter isi rumah. Pengukuran dilakukan pada hari cerah tanpa awan pada waktu makan tengah hari (dari 1 hingga 3 petang). Struktur diletakkan di halaman dan dipasang pada sudut kecenderungan yang sesuai.

Ammeter isi rumah membantu mengukur arus sebenar. Berdasarkan bacaannya, adalah mungkin untuk menentukan tahap prestasi sistem suria yang dipasang dan mengenal pasti pelanggaran dalam urutan sambungan fotosel silikon.

Ammeter disambungkan kepada sesentuh keluaran bateri solar dan arus litar pintas diukur. Jika peranti menunjukkan keputusan melebihi 4.5 A, sistem adalah betul sepenuhnya dan semua sambungan dipateri dengan jelas dan betul.

Data yang lebih rendah yang muncul pada paparan penguji menunjukkan pelanggaran yang perlu dijejaki dan dipateri semula. Secara tradisinya, penjana solar buat sendiri daripada fotosel dengan sedikit kecacatan (kumpulan B) menunjukkan angka dari 5 hingga 10 Amperes pada ujian.

Unit keluaran kilang menunjukkan data 10-20% lebih tinggi. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pengeluaran menggunakan wafer silikon kumpulan A, yang tidak mempunyai sebarang kecacatan dalam struktur.

Peringkat akhir kerja

Jika ujian menunjukkan bahawa bateri berfungsi sepenuhnya, ia dimeterai dengan pengedap silikon khas atau sebatian epoksi yang lebih mahal dan tahan lama.

Kerja ini melibatkan dua cara untuk melakukannya:

1. Pengisian penuh - apabila seluruh permukaan ditutup dengan sebatian pengedap.
2. Rawatan separa - apabila sealant hanya digunakan pada unsur luar dan ruang kosong antara unsur.

Pilihan pertama dianggap lebih dipercayai dan menyediakan sistem dengan perlindungan lengkap daripada faktor luaran. Photocells dipasang dengan jelas di tempatnya dan berfungsi dengan betul dengan kecekapan maksimum.

Untuk mengelak fotosel di dalam perumah, adalah dinasihatkan untuk menggunakan pengedap tahan fros yang boleh menahan perubahan suhu mendadak dan suhu bawah sifar rendah.

Apabila pengisian selesai, pengedap dibenarkan untuk "ditetapkan." Kemudian mereka menutupnya dengan elemen telus dan menekannya dengan ketat pada plat.

Untuk memberikan perlindungan tambahan dan penyerapan hentakan, sesetengah tukang mengesyorkan meletakkan getah buih padat di antara permukaan papak silikon dan bahagian belakang bingkai. Ini akan menjadikan struktur lebih penting dan melindungi fotosel yang rapuh daripada beban yang tidak perlu.

Kemudian pemberat diletakkan di permukaan, yang bertindak pada lapisan dan memerah gelembung udara daripadanya. Penjana siap diuji semula dan akhirnya dipasang di tempat yang telah disediakan terlebih dahulu.

Di mana dan bagaimana untuk meletakkan penjana?

Lokasi untuk memasang penjana solar dipilih dengan sangat berhati-hati dan tanpa tergesa-gesa. Plat yang menerima cahaya mesti diletakkan pada sudut supaya sinar tidak "jatuh" secara berserenjang ke permukaan, tetapi kelihatan "mengalir" dengan kemas di sepanjangnya.

Sebaik-baiknya, struktur diletakkan supaya tetap mungkin, jika perlu, untuk menyesuaikan sudut kecenderungan, dengan cara ini, "menangkap" jumlah maksimum matahari.

Ia agak boleh diterima untuk memasang sistem suria dari panel solar di atas tanah, tetapi selalunya bumbung rumah atau bilik utiliti dipilih untuk penempatan, iaitu bahagian itu yang menghadap ke bahagian paling suci, terutamanya bahagian selatan tapak.

Adalah sangat penting bahawa tiada bangunan tinggi atau kuat, merebak pokok berhampiran. Berada dalam jarak yang dekat, mereka mencipta bayang-bayang dan mengganggu operasi penuh unit.

Untuk pemasangan solar berfungsi dengan baik, ia mesti sentiasa bersih dan kemas. Lapisan kotoran yang terbentuk pada permukaan panel penangkapan mengurangkan kecekapan sebanyak 10%, dan salji yang dipatuhi akan mematikan unit sepenuhnya.Oleh itu, penyelenggaraan tetap adalah satu kemestian dan membantu memastikan modul dalam keadaan operasi yang sempurna.

Purata paras cerun bumbung untuk memasang penjana solar dianggap 45⁰. Dengan susunan ini, fotosel menyerap fluks suria dengan sangat cekap dan menghasilkan jumlah tenaga yang diperlukan untuk berfungsi dengan betul rumah.

Untuk mendapatkan pulangan sebenar daripada panel dan menyediakan purata keluarga dengan jumlah tenaga yang diperlukan, anda perlu menduduki 15-20 meter persegi permukaan bumbung untuk penjana solar

Untuk bahagian Eropah negara CIS, penunjuk yang sedikit berbeza digunakan. Pakar profesional mengesyorkan menggunakan sudut kecondongan pegun 50-60⁰ sebagai asas, dan dalam struktur boleh alih semasa musim sejuk meletakkan bateri pada sudut 70⁰ ke ufuk.

Pada musim panas, tukar kedudukan dan condongkan fotosel pada sudut 30⁰.

Dengan memasang panel penjana pada sistem trek yang dilengkapi dengan pilihan pengesan matahari automatik, anda boleh meningkatkan kecekapan output sebanyak 50%. Modul ini akan secara bebas mengesan keamatan sinar dan akan menyesuaikan dengan pencahayaan maksimum dari fajar hingga matahari terbenam

Sejurus sebelum pemasangan, bumbung juga diperkuat dan dilengkapi dengan sokongan kuat khas, kerana tidak setiap struktur dapat menahan berat penuh peralatan untuk menukar tenaga solar.

Untuk memasang penjana solar dengan pasti dan kukuh di atas bumbung, ia patut membeli pengikat khas. Ia dihasilkan secara berasingan untuk setiap jenis bumbung dan sentiasa tersedia untuk dijual.Apabila memasang antara panel dan bumbung, adalah perlu untuk meninggalkan jurang untuk akses penuh udara dan pengudaraan yang betul bagi unsur-unsur yang menyerap matahari.

Dalam sesetengah kes, kasau bertetulang diletakkan di bawah bumbung untuk melindungi bumbung daripada runtuh, berpotensi disebabkan oleh peningkatan beban, yang meningkat dengan ketara pada musim sejuk apabila salji berkumpul di permukaan bumbung.

Untuk meletakkan sistem suria beroperasi, anda perlukan bateri, penyongsang dan pengawal cas. Anda akan belajar tentang peraturan untuk memilih peranti dan kemasukannya dalam litar daripada artikel yang kami cadangkan.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Ciri dan nuansa fotosel pematerian untuk membuat penjana solar yang berkesan di rumah dengan tangan anda sendiri. Petua dan petua untuk tukang, idea menarik dan pengalaman peribadi.

Cara menguji fotosel dengan betul dan mengukur parameter utamanya. Maklumat ini akan berguna dalam pengiraan seterusnya bagi bilangan tepat plat yang diperlukan untuk operasi penuh sistem.

Penerangan lengkap langkah demi langkah proses memasang bateri solar untuk penjana di rumah. Peraturan operasi, bermula dari pemerolehan elemen yang diperlukan dan berakhir dengan ujian am peranti yang dihasilkan.

Mengetahui tentang struktur penjana solar, memasangnya di rumah tidak akan sukar. Sudah tentu, kerja itu memerlukan perhatian, ketepatan dan ketelitian, tetapi hasilnya akan mewajarkan semua kos kewangan dan buruh. Unit siap akan menyediakan sepenuhnya bangunan dengan haba dan elektrik, mewujudkan tahap keselesaan yang diperlukan untuk penduduk.

Tidak ada gunanya mengambil projek besar dengan segera.Sebagai permulaan, masuk akal untuk mencuba tangan anda untuk memasang unit kecil, dan kemudian, setelah menguasai sepenuhnya semua nuansa proses, mula membina pemasangan yang lebih berkuasa dan berskala besar.

Apakah kaedah membina loji kuasa mini yang anda pilih untuk mengatur kotej musim panas anda? Sila tulis komen, kongsi maklumat berguna dan gambar mengenai topik artikel di blok di bawah. Tanya soalan tentang perkara yang kontroversi atau tidak jelas.