Solarni paneli to storite sami. Naprava je sončna celica. Kako narediti sončno baterijo za dom ali vrt

18. 2. 2019

Udobje bivanja v hišah in stanovanjih sodobne osebe v preteklih letih zahteva vse več električne energije. Toda v sodobnih pogojih, stroški za vsako enoto električne energije nenehno narašča, kar posledično vpliva na stroške. Zato je vprašanje prehoda na alternativne vire električne energije najbolj pereče. Eden od načinov za zagotavljanje neodvisnosti pri proizvodnji električne energije je možnost uporabe sončnih kolektorjev za dom v te namene.

DIY sončne celice

Učinkovita alternativa ali skupna napačna predstava?

Pogovor o avtonomni oskrbi z električno energijo gospodinjskih aparatov in razsvetljavo v domovih s pomočjo sončne energije poteka že od sredine prejšnjega stoletja. Razvoj tehnologije in splošni napredek sta omogočila, da se je ta tehnologija približala povprečnemu potrošniku. Trditev, da bi bila uporaba sončnih kolektorjev za dom precej učinkovit način za zamenjavo tradicionalnih električnih omrežij, bi se lahko štela za nesporno, če ne bi bilo nekaj pomembnih „buts“.

Glavna zahteva za učinkovitost uporabe helijevih baterij je količina sončne energije. Naprava sončne baterije nam omogoča, da učinkovito izkoriščamo energijo naše svetilke samo v regijah, kjer je večino leta sončno. Upoštevati je treba tudi zemljepisno širino, na kateri so nameščeni sončni kolektorji - višja kot je zemljepisna širina, manjša je moč sonca. V idealnem primeru se učinkovitost lahko doseže na približno 40%. Toda to je idealno, toda v praksi je vse malo drugače.

Naslednja točka, na katero bi morali biti pozorni - potrebo po uporabi dovolj velikih površin, ki vam omogočajo, da namestite samostojne sončne kolektorje. Če so baterije načrtovane, da se dajo na poletno kočo, podeželska hiša, koča, potem ne bo nobenih težav, vendar živijo v stanovanjskih stavbah bodo morali razmišljati o tem resno.

Solarna baterija - kaj je to?

Solarni paneli za dom

Naprava sončne baterije temelji na sposobnosti sončnih celic, da pretvorijo sončno energijo v elektriko. Združeni v skupni sistem, ti pretvorniki ustvarijo večcelično polje, katerega celica, pod vplivom sončne energije, postane vir električnega toka, ki se nato akumulira v posebnih napravah - baterijah. Seveda je moč takšne naprave višja, večje polje. To pomeni, da več fotocelic v njem, več električne energije je sposobna proizvajati.

Toda to ne pomeni, da lahko samo velika območja, na katerih je možna namestitev sončnih kolektorjev, zagotovijo potrebno elektriko. Obstaja veliko pripomočkov, ki lahko delajo ne le z običajnimi avtonomnimi viri energije - baterijami, akumulatorji - ampak tudi z uporabo sončne energije. Pri oblikovanju takšnih naprav so vgrajene prenosne sončne celice, ki omogočajo tako polnjenje naprave kot avtonomno delovanje. Na primer, običajno žepni kalkulator: v sončnem vremenu, dajanje na mizo, lahko zagotovite polnjenje baterije, ki podaljša njeno življenjsko dobo za več let. Obstaja množica različnih naprav, kjer se uporabljajo take baterije: to so svetilke, blazinice, itd.

V primestnih in primestnih območjih je nedavno postalo modno uporabljati svetilke na sončno energijo za razsvetljavo. Ekonomična in enostavna naprava zagotavlja osvetlitev po vrtnih poteh, na terasah in na vseh potrebnih mestih, z uporabo električne energije, ki se akumulira podnevi, ko sonce sije. Ekonomične svetilke za osvetljevanje lahko dolgo časa porabijo to energijo, kar zagotavlja veliko zanimanje za takšne naprave. Sončna razsvetljava se uporablja v domovih, počitniških hišah in komunalnih prostorih.

Vrste avtonomnih sončnih panelov

naprava za sončne celice Obstajata dve vrsti pretvornikov sončne energije, ki ju povzroča naprava same baterije - film in silicij. Prva vrsta vključuje tankoplastne baterije, v katerih so pretvorniki film, izdelan po posebni tehnologiji. Imenujejo se tudi polimerne. Takšne baterije so nameščene na vseh razpoložljivih mestih, vendar imajo nekaj pomanjkljivosti: potrebujejo veliko prostora, nizko učinkovitost in celo s povprečnimi oblaki, njihova energetska učinkovitost pade za 20 odstotkov.

Sončne celice tipa silicija so monokristalne in polikristalne naprave ter amorfne silicijeve plošče. Monokristalne baterije so sestavljene iz niza celic, v katere so integrirani silicijevi pretvorniki, priključeni na splošno shemo in napolnjeni s silikonom. Enostaven za uporabo, z visoko učinkovitostjo (do 22%), vodotesen, lahek in prilagodljiv, vendar za učinkovito delovanje potrebuje neposreden sončni tok. Oblačno vreme lahko povzroči popolno prekinitev proizvodnje električne energije.

Polikristalne baterije iz monokristala se razlikujejo po številu pretvornikov, ki so nameščeni v vsaki celici in nameščeni v različnih smereh, kar zagotavlja njihovo učinkovito delovanje tudi pri difuzni svetlobi. To je najpogostejši tip akumulatorjev, ki se uporablja v urbanih okoljih, čeprav je njihova učinkovitost nekoliko nižja od enokristalne.

Amorfni silicijevi viri energije, kljub svoji nizki energijski učinkovitosti - približno 6%, pa so vseeno bolj obetavni. Dvakrat več kot silicij absorbirajo sončni tok in so veliko bolj učinkoviti v oblačnih dneh.

Vse to so industrijske naprave, ki imajo svojo - in trenutno ne zelo demokratično - ceno. Ali je možno z lastnimi rokami zbrati sončne kolektorje?

Splošno načelo izbire in postavitve delov za sončne kolektorje

V povezavi z najnovejšimi zahtevami za proizvodnjo električne energije, ki so namenjene prehodu s tradicionalnih surovin, ki se uporabljajo v njeni proizvodnji, postaja tema sončnih virov vse bolj praktična. Masovna proizvodnja elementov za ustvarjanje lastnega električnega omrežja potrošniku že ponuja različne možnosti za zagotavljanje avtonomne električne energije. Toda za zdaj so stroški avtonomnega sončnega vira dovolj visoki in nedostopni množičnemu potrošniku.

Toda to ne pomeni, da ne morete izdelovati sončnih celic z lastnimi rokami. V tem primeru se morate samo odločiti o načinu sestavljanja takšne naprave. Ali, pridobivanje posameznih elementov, jih sestavi samostojno, ali pa vse sestavne dele z lastnimi rokami.

sončna razsvetljava

Kar je dejansko sestavljen iz energetskega sistema, ki temelji na pretvorbi sončne energije v električni tok? Glavni, vendar ne zadnji element, je solarna baterija, katere zasnova je bila upoštevana zgoraj. Drugi element v shemi je krmilnik sončnih baterij, katerega naloga je nadzorovati polnjenje baterij s pomočjo električnega toka, pridobljenega iz solarnih baterij. Naslednji del domače sončne elektrarne je električna baterija, v kateri se nabira električna energija. In zadnji element "sončnega" električnega tokokroga bo pretvornik, ki omogoča, da se nastala električna energija majhne napetosti uporabi za gospodinjske aparate z nazivno napetostjo 220 V.

Glede na posamezne elemente domače sončne elektrarne je razvidno, da je vsak element mogoče kupiti v maloprodajni mreži, v elektronskih dražbah itd. Ali ročno. Tudi krmilnik sončnih celic je mogoče ročno izdelati z določenimi spretnostmi in teoretičnimi znanji.

Zdaj za naloge, ki so postavljene pred svojo elektrarno. So hkrati enostavni in kompleksni. Njihova preprostost je, da se sončna energija uporablja za posebne namene: razsvetljavo, ogrevanje ali popolno zadovoljevanje potreb doma. Težava - pri pravilnem izračunu zahtevane moči in ustrezni izbiri sestavnih delov.

Ustvariti sončne celice

Sedaj lahko najdete veliko predlogov o tem, kako in iz česa lahko zberete sončne kolektorje. Obstaja več načinov in lahko izberete glede na vaše želje. Ta material obravnava osnovna načela, ki jih je treba uporabiti pri izdelavi solarnih baterij z lastnimi rokami.

sončne baterije Najprej se morate odločiti za moč, ki jo potrebujete, in se odločite, koliko napetosti bo omrežje delovalo. Obstajata dve možnosti za omrežja na sončno energijo - z enosmernim tokom in izmeničnim tokom. Izmenični tok bolj prednostna zaradi možnosti, da potrošniki porabijo električno energijo na precejšnji razdalji - več kot 15 metrov. To je samo za majhno hišo. Ne da bi se poglobili v izračune in izhajali iz izkušenj tistih, ki že uporabljajo sončno energijo na svojih jahtah, lahko rečemo, da bodo na geografski širini Moskve - in se spuščali proti jugu - ti kazalniki seveda višji - en kvadratni meter sončnih kolektorjev proizvajajo do 120 vatov na uro. To je, če montaža uporablja polikristalne elemente. So cenovno ugodnejše. Celotna moč je precej realistična, da bi ugotovili, da se vsa poraba električne energije vsake posamezne električne naprave poviša. Približno lahko rečemo, da za družino 3-4 ljudi, je potrebno približno 300 kilovatov na mesec, ki jih je mogoče dobiti iz sončnih kolektorjev 20 kvadratnih metrov. metrov

Prav tako lahko najdete opis omrežij na sončno energijo z uporabo plošč s 36 elementi. Vsaka plošča ima moč približno 65 vatov. Solarni kolektor za dacho ali majhno zasebno hišo lahko sestavlja 15 takih panelov, ki lahko proizvedejo do 5 kW skupne električne energije na uro, ki imajo lastno moč 1 kW.

DIY sončne celice

In zdaj o tem, kako narediti sončne celice. Prva stvar, ki jo je treba kupiti, bo niz pretvorbenih plošč, katerih število je odvisno od moči domače sončne elektrarne. Za eno baterijo potrebujete 36 kosov. Lahko uporabite komplet solarnih celic, kupite pa tudi poškodovane predmete ali napake - to bo vplivalo samo na videz baterije. Če delajo, bo proizvodnja skoraj 19 voltov. Zaradi ekspanzije jih je treba spajati, pri čemer je med njimi razmik do pet milimetrov. Izdelava sončnih celic z lastnimi rokami zahteva izredno previdnost pri spajanju fotoplazin. Če so bile plošče kupljene brez prevodnikov, jih je treba ročno spajati. Postopek je kompleksen in odgovoren. Če delo poteka s 60 W varilnim likalnikom, je najbolje, da z njim povežete preprosto 100-vatno žarnico.

prenosni sončni kolektorji Postavitev sončnih celic je zelo preprosta - vsaka ploščica je zaporedno spajkana na drugo. Treba je omeniti, da so plošče zelo krhke, in njihovo spajkanje je po možnosti izvedeno z uporabo neke vrste okvirja. Pri ločevanju fotoplatov je treba tudi zapomniti, da je treba v tokokrog vstaviti varnostne diode, da se prepreči, da bi se fotoelektrične celice izpraznile med zatemnitvijo ali zatemnitvijo. V ta namen se avtobusne polovice plošče oddajajo v terminalski blok, kar ustvari srednjo točko. Te diode prav tako preprečujejo praznjenje akumulatorjev ponoči.

Kakovost spajkanja je osnovna zahteva za brezhibno delovanje sončnih celic. Pred vgradnjo podlage je potrebno testirati vse točke spajkanja. Priporočljivo je odstraniti tok s pomočjo žic majhnega prereza. Na primer, kabel zvočnika s silikonsko izolacijo. Vsi vodniki morajo biti zaprti.

Nato je treba določiti površino, na katero bodo te plošče nameščene. Namesto tega z materialom za njegovo izdelavo. Najprimernejše in lahko dostopno steklo je tisto, ki ima največjo zmogljivost. svetlobni tok v primerjavi s pleksi steklom ali karbonatom.

Naslednji korak je izdelava škatle. V ta namen uporabite aluminijasti vogal ali lesen nosilec. Steklo se namesti na okvir na tesnilni masi - priporočljivo je skrbno zapolniti vse nepravilnosti. Upoštevati je treba, da se tesnilna masa popolnoma posuši - da se prepreči kontaminacija fotoplazin. Nato je na steklo nameščen končni list varjenih fotocelic. Način pritrditve je lahko drugačen, vendar so bili sončni kolektorji za hišo, katerih pregledi so skupni, pritrjeni predvsem s pomočjo transparentne epoksidne smole ali tesnilne mase. Če je epoksid enakomerno nanesen na celotno površino stekla, po katerem so na njem nameščeni pretvorniki, je tesnilo pritrjeno predvsem na padec na sredini vsakega elementa.

Za podlago se uporablja drugačen material, ki je pritrjen tudi na tesnilno maso. To je lahko iverne plošče majhne debeline ali listov vlaknene plošče. Čeprav lahko spet polijete in epoksid. Ohišje baterije mora biti zaprto. Sončna plošča za naredi sam, katere montažna shema je bila obravnavana zgoraj, bo dala 18–19 voltov, kar zagotavlja polnjenje 12-voltne baterije.

Lahko naredim pretvornik sončne energije z lastnimi rokami?

Obrtniki z obširnim znanjem o elektroniki lahko fotovoltaične celice pretvorijo sončno energijo v električno energijo in neodvisno. V ta namen uporabite silicijeve diode, oziroma njihove kristale, ki se sproščajo iz zgradb. Ta proces je dolgotrajen in za začetek ali ne, se vsak odloči sam. Lahko uporabite diode, ki se uporabljajo v mostnih vezjih napetostnih usmernikov in stabilizatorjev - D226, KD202, D7 in drugih. polprevodniške diode kristal, ko ga zadene sončna svetloba trenutni vir tako kot fotografska plošča. Toda priti do tega in ga ne poškodovati je precej zapleten in mučen proces.

Kdor se odloči, da bo samostojno ustvaril elemente za pretvornik, si mora zapomniti naslednje: če ste akumulatorju, ki ga sestavlja le dvajset KD202 diod, skrbno razstaviti in spajati po 5 krogih, ki so povezani vzporedno, lahko dobite napetost približno 2 V s tokom do 0 8 amper. Ta moč je dovolj za napajanje majhnega radijskega sprejemnika, ki ima v svojem vezju le en ali dva tranzistorja. Ampak, da bi jih polnopravni sončne baterije za dacha, morate poskusiti zelo težko. Zaradi velikega dela, velikih površin in okorne zasnove je ta poklic nepremišljen. Ampak za majhne naprave in pripomočke, to je precej primerna zasnova, ki jo lahko naredi vsakdo, ki ima rad elektrotehniko.

Ali lahko uporabljam svetleče diode za sončne celice?

LED sončna celica je čista fikcija. Skoraj nemogoče je sestaviti majhen sončni mikropanel iz LED. Namesto tega lahko ustvarite, vendar je vredno? S pomočjo sončne svetlobe je povsem mogoče, da na LED-u dobimo približno 1,5 voltov napetosti, vendar je moč generiranega toka zelo majhna, zato je potrebno le zelo močno sonce, ki ga lahko generira. In vendar - ko je napetost uporabljena, LED sama oddaja sevalno energijo, to pomeni, da žari. Torej bodo tisti od njegovih bližnjih, na katerih ima sončna svetloba več moči, elektriko, ki jo bo ta LED porabila. Vse je pravilno in preprosto. In hkrati razumeti, kaj proizvajajo LED diode in ki porabijo energijo, je preprosto nemogoče. Tudi če uporabljate več deset tisoč LED - in to je nepraktično in neekonomično - ne bo smisla.

Hišo segrevamo s sončno energijo

Če je že bila omenjena dejanska možnost zagotavljanja gospodinjskih aparatov s "sončnim" tokom, potem obstajata dve možnosti za ogrevanje hiše s sončno energijo. Če želite uporabiti sončne celice za ogrevanje doma, morate poznati nekatere zahteve, ki so potrebne za to nalogo.

avtonomni sončni kolektorji V prvem izvedbenem primeru se uporaba sončne energije za ogrevanje odvija prek drugega sistema kot običajno električno omrežje. Naprava za ogrevanje hiše, ki uporablja sončno energijo, se imenuje sončni sistem in je sestavljena iz več naprav. Glavna delovna naprava je vakuumski zbiralnik, ki sončno svetlobo spremeni v toploto. Sestavljen je iz niza steklenih cevi majhnega premera, v katerih je nameščena tekočina z zelo nizkim pragom segrevanja. Ko se segreje, ta tekočina nadalje prenese svojo toploto na vodo v hranilniku s prostornino najmanj 300 litrov vode. Potem se ta ogrevana voda napaja za ogrevalne plošče iz tankih bakrenih cevi, ki nato oddajajo toploto, ogrejejo zrak v prostoru. Namesto plošč, lahko seveda uporabljate tradicionalne radiatorje, vendar je njihova učinkovitost precej nižja.

Seveda lahko za ogrevanje uporabljate tudi sončne kolektorje, vendar se morate v tem primeru strinjati, da bo ogrevanje vode v kotlu z uporabo grelnih elementov zahteval levji delež energije, ki jo proizvajajo baterije. Preprosti izračuni kažejo, da ogrevanje kotla s 100 litri vode do 70–80 ° C traja približno 4 ure. V tem času bo vodni kotel z grelniki 2 kW porabil približno 8 kW. Če lahko sončne celice v skupni moči proizvedejo do 5 kW na uro, potem ne bo nobenih težav z oskrbo z energijo v hiši. Ampak, če imajo sončni kolektorji površino manj kot 10 kvadratnih metrov. metrov, taka moč za polno zagotavljanje električne energije ne bo delovala.

Uporaba vakuumskega zbiralnika za ogrevanje doma je upravičena v primeru, ko gre za popolno stanovanjsko hišo. Shema dela takšnega heliosistema zagotavlja toploto vsem stanovanjem skozi celo leto.

In vendar deluje!

Konec koncev so sončni kolektorji, ki jih sestavljajo navdušenci, precej pravi vir energije. In če uporabljate 12-voltne akumulatorje s tokom najmanj 800 A / h v tokokrogu, opremo za pretvorbo napetosti iz nizkih v visoko- pretvornike, kot tudi 24 V napetostne regulatorje z delovnim tokom do 50 amperov in preprosto "neprekinjeno napajanje" s tokom 150 amperov, boste dobili zelo dostojno elektrarno na sončno energijo, ki je sposobna zadovoljiti potrebe po električni energiji prebivalcev zasebne hiše. Seveda, pod določenimi vremenskimi pogoji.