Sådan laver du et solbatteri med dine egne hænder: instruktioner til selvmontering

Solpaneler er en energikilde, der kan bruges til at generere elektricitet eller varme til en lav bygning. Men solpaneler er dyre og er utilgængelige for de fleste indbyggere i vores land. Er du enig?

Det er en anden sag, når du selv laver et solcellebatteri - omkostningerne reduceres markant, og dette design fungerer ikke værre end et industrielt produceret panel. Derfor, hvis du seriøst overvejer at købe en alternativ kilde til elektricitet, så prøv at lave det selv - det er ikke særlig svært.

Denne artikel vil diskutere fremstilling af solpaneler. Vi fortæller dig, hvilke materialer og værktøjer du skal bruge til dette. Og lidt lavere finder du trin-for-trin instruktioner med illustrationer, der tydeligt demonstrerer arbejdets fremskridt.

Kort om enheden og betjeningen

Solenergi kan omdannes til varme, når energibæreren er en kølevæske, eller til elektricitet, opsamlet i batterier. Batteriet er en generator, der fungerer efter princippet om den fotoelektriske effekt.

Omdannelsen af ​​solenergi til elektricitet sker efter, at solens stråler rammer fotocellepladerne, som er hoveddelen af ​​batteriet.

I dette tilfælde "frigiver" lyskvanter deres elektroner fra ekstreme baner. Disse frie elektroner producerer en elektrisk strøm, der går gennem controlleren og ophobes i batteriet, og derfra går den til energiforbrugerne.

Siliciumelementer fungerer som fotocelleplader. En siliciumwafer er belagt på den ene side med et tyndt lag fosfor eller bor, et passivt kemisk element.

På dette sted, under påvirkning af sollys, frigives et stort antal elektroner, som tilbageholdes af fosforfilmen og ikke flyver fra hinanden.

På overfladen af ​​pladen er der metal "spor", hvorpå frie elektroner stiller sig op og danner en ordnet bevægelse, dvs. elektricitet.

Jo flere sådanne silicium wafers-fotoceller, jo mere elektrisk strøm kan opnås. Læs mere om princippet for drift af et solcellebatteri Yderligere.

Det øverste lag af fotocelleplader er dækket af et lag, der forhindrer reflektion af sollys fra pladerne, hvilket øger deres effektivitet

Materialer til at skabe en solplade

Når du begynder at bygge et solcellebatteri, skal du have fat i følgende materialer:

• silikatplader-fotoceller;
• spånplader, aluminiumshjørner og -lameller;
• hårdt skumgummi 1,5-2,5 cm tykt;
• et gennemsigtigt element, der fungerer som en base for siliciumwafers;
• skruer, selvskærende skruer;
• silikoneforsegling til udvendig brug;
• elektriske ledninger, dioder, terminaler.

Mængden af ​​nødvendige materialer afhænger af størrelsen på dit batteri, som oftest er begrænset af antallet af tilgængelige solceller. De værktøjer, du skal bruge, er: en skruetrækker eller et sæt skruetrækkere, en hacksav til metal og træ, en loddekolbe. For at teste det færdige batteri skal du bruge en amperemetertester.

Lad os nu se på de vigtigste materialer mere detaljeret.

Siliciumskiver eller solceller

Fotoceller til batterier findes i tre typer:

• polykrystallinsk;
• monokrystallinsk;
• amorf.

Polykrystallinske wafere er kendetegnet ved lav effektivitet. Størrelsen af ​​den gavnlige effekt er omkring 10 - 12%, men dette tal falder ikke over tid. Levetiden for polykrystaller er 10 år.

Et solcellebatteri er samlet af moduler, som igen er opbygget af fotoelektriske omformere. Batterier med stive siliciumsolceller er en slags sandwich med på hinanden følgende lag monteret i en aluminiumsprofil

Monokrystallinske solceller kan prale af en højere effektivitet - 13-25% og en lang levetid - over 25 år. Men over tid falder effektiviteten af ​​enkeltkrystaller.

Monokrystallinske omformere fremstilles ved at save kunstigt dyrkede krystaller, hvilket forklarer den højeste fotoledningsevne og produktivitet.

Filmfotokonvertere fremstilles ved at afsætte et tyndt lag amorft silicium på en fleksibel polymeroverflade

Fleksible batterier med amorft silicium er det nyeste. Deres fotoelektriske konverter sprøjtes eller smeltes på en polymerbase. Effektiviteten er omkring 5 - 6%, men filmsystemer er ekstremt nemme at installere.

Filmsystemer med amorfe fotokonvertere er dukket op relativt for nylig. Dette er en ekstremt simpel og ekstremt billig type, men den mister forbrugerkvaliteter hurtigere end sine konkurrenter.

Det er ikke praktisk at bruge fotoceller af forskellig størrelse. I dette tilfælde vil den maksimale strøm, der produceres af batterierne, være begrænset af strømmen af ​​det mindste element. Det betyder, at større plader ikke vil fungere med fuld kapacitet.

Når du køber solceller, spørg sælgeren om leveringsmetoden; de fleste sælgere bruger voksmetoden for at forhindre ødelæggelse af skrøbelige elementer

Til hjemmelavede batterier bruges oftest mono- og polykrystallinske fotoceller, der måler 3x6 tommer, som kan bestilles i netbutikker som E-bye.

Prisen på fotoceller er ret høj, men mange butikker sælger såkaldte elementer fra gruppe B. Produkter, der er klassificeret i denne gruppe, er defekte, men egnede til brug, og deres omkostninger er 40-60% lavere end standardplader.

De fleste netbutikker sælger fotovoltaiske celler i sæt med 36 eller 72 solcelle-konverteringsplader. For at forbinde individuelle moduler til et batteri, vil der være behov for busser, og terminaler vil være nødvendige for at forbinde til systemet.

Ramme og gennemsigtigt element

Rammen til det fremtidige panel kan laves af trælameller eller aluminiumshjørner.

Den anden mulighed er mere at foretrække af en række årsager:

• Aluminium er et letvægtsmetal, der ikke belaster den bærende struktur, hvorpå batteriet er planlagt at blive installeret, væsentligt.
• Når der udføres anti-korrosionsbehandling, er aluminium ikke modtageligt for rust.
• Optager ikke fugt fra miljøet og rådner ikke.

Når du vælger et gennemsigtigt element, skal du være opmærksom på parametre som sollysets brydningsindeks og evnen til at absorbere infrarød stråling.

Effektiviteten af ​​fotoceller vil direkte afhænge af den første indikator: Jo lavere brydningsindeks, jo højere effektivitet af siliciumwafere.

Den mindste refleksionskoefficient er for plexiglas eller dens billigere version - plexiglas. Brydningsindekset for polycarbonat er lidt lavere.

Værdien af ​​den anden indikator afgør, om siliciumsolcellerne selv vil varme op eller ej. Jo mindre pladerne udsættes for varme, jo længere holder de. IR-stråling absorberes bedst af specielt varmeabsorberende plexiglas og glas med IR-absorption. Lidt værre er almindeligt glas.

Hvis det er muligt, ville den bedste mulighed være at bruge anti-reflekterende gennemsigtigt glas som et gennemsigtigt element.

Med hensyn til forholdet mellem omkostninger og lysbrydning og IR-strålingsabsorption er plexiglas den bedste mulighed for fremstilling af solpaneler

Systemdesign og valg af sted

Solsystemprojektet omfatter beregninger af den nødvendige størrelse af solpladen. Som nævnt ovenfor er batteristørrelse normalt begrænset af dyre solceller.

Solbatteriet skal installeres i en bestemt vinkel, hvilket ville sikre maksimal eksponering af siliciumskiverne for sollys. Den bedste mulighed er batterier, der kan ændre hældningsvinklen.

Installationsstedet for solplader kan være meget forskelligt: ​​på jorden, på et skrå eller fladt tag på et hus, på tagene af bryggers.

Den eneste betingelse er, at batteriet skal placeres på den solrige side af stedet eller huset, ikke i skyggen af ​​den høje krone af træer. I dette tilfælde skal den optimale hældningsvinkel beregnes ved hjælp af en formel eller ved hjælp af en specialiseret lommeregner.

Hældningsvinklen vil afhænge af husets placering, tid på året og klima. Det er ønskeligt, at batteriet har evnen til at ændre hældningsvinklen efter sæsonbestemte ændringer i solens højde, fordi De virker mest effektivt, når solens stråler falder strengt vinkelret på overfladen.

For den europæiske del af CIS-landene er den anbefalede stationære hældningsvinkel 50 - 60º. Hvis designet giver en enhed til ændring af hældningsvinklen, er det om vinteren bedre at placere batterierne ved 70 º til horisonten, om sommeren i en vinkel på 30 º

Beregninger viser, at 1 kvadratmeter solsystem gør det muligt at opnå 120 W. Derfor kan det gennem beregninger fastslås, at for at forsyne den gennemsnitlige familie med strøm i mængden af ​​300 kW om måneden, kræves et solcelleanlæg på mindst 20 kvadratmeter.

Det vil være problematisk straks at installere et sådant solcelleanlæg. Men selv at installere et 5-meters batteri vil hjælpe med at spare energi og yde et beskedent bidrag til vores planets økologi. Vi råder dig også til at gøre dig bekendt med princippet om at beregne den nødvendige mængde solpaneler.

Et solcellebatteri kan bruges som backup energikilde under hyppige udfald af den centraliserede strømforsyning. For automatisk omskiftning er det nødvendigt at sørge for et uafbrydeligt strømforsyningssystem.

Et sådant system er praktisk ved, at når du bruger en traditionel elektricitetskilde, udføres opladning på samme tid solcelleanlægs batteri. Udstyret, der servicerer solbatteriet, er placeret inde i huset, så det er nødvendigt at sørge for et særligt rum til det.

Når du placerer batterier på det skrå tag af et hus, skal du ikke glemme panelets hældningsvinkel; den ideelle mulighed er, når batteriet har en enhed til sæsonmæssig ændring af hældningsvinklen

Installation af et solpanel trin for trin

Når du har valgt et sted at placere solpanelet og udstyr til servicering af solsystemet, samt at have alle de nødvendige materialer og værktøjer til rådighed, kan du begynde at installere batteriet.

Under installationen er det nødvendigt at overholde sikkerhedsforanstaltninger, især ved udførelse montering af et færdigt panel på husets tag. Lad os se på en trin-for-trin algoritme for, hvordan man laver et solcellebatteri.

Trin #1 - lodning af kontakter af siliciumskiver

Installation af et hjemmelavet solbatteri begynder ofte med lodning af fotocellers ledere. Hvis du har muligheden, er det selvfølgelig bedst at købe fotoceller med ledere med det samme, pga Lodning er et meget vanskeligt og omhyggeligt arbejde, som tager meget tid.

Lodning udføres som følger:

1. Der tages en siliciumfotocelle uden ledere og en metallederstrimmel.
2. Lederne skæres ved hjælp af et papemne, deres længde er 2 gange større end størrelsen på siliciumwaferen.
3. Lederen lægges omhyggeligt ud på pladen. Der er to ledere pr. element.
4. Det er nødvendigt at anvende syre til det sted, hvor der skal loddes for at arbejde med et loddejern.
5. Lod ved hjælp af et loddekolbe, fastgør forsigtigt lederen til pladen.

Under loddeprocessen kan du ikke lægge pres på silikatelementet, pga den er meget skrøbelig og kan gå i stykker! Hvis du er så heldig at have købt fotoceller med færdige kontakter, så sparer du dig selv for langt og komplekst arbejde ved at gå direkte til at lave rammen til det fremtidige batteri.

Lodning af kontakter til defekte fotoceller i gruppe B udføres på samme måde og i samme retning som for hele plader

Trin #2 - at lave en ramme til et solbatteri

Rammen er stedet, hvor fotocellerne skal installeres. For at lave rammen tages aluminiumshjørner og -lameller, hvorfra rammerne er lavet. Den anbefalede hjørnestørrelse er 70-90 mm.

Silikone fugemasse påføres på indersiden af ​​metalhjørnerne. Hjørnerne skal tætnes omhyggeligt; holdbarheden af ​​hele strukturen afhænger af dette.

Når aluminiumsrammen er klar, begynder vi at fremstille baghuset. Bagkassen er en trækasse lavet af spånplader med lave sider.

Høje sider vil skabe en skygge på fotocellerne, så deres højde bør ikke overstige 2 cm Siderne skrues fast ved hjælp af selvdrejende skruer og en skruetrækker.

Ventilationshuller er lavet af spånplader i bunden af ​​kassebeklædningen. Afstanden mellem hullerne er cirka 10 cm.Et gennemsigtigt element (plexiglas, anti-reflekterende glas, plexiglas) er installeret i aluminiumsrammen.

Det gennemsigtige element presses og fastgøres, dets fastgørelse udføres ved hjælp af hardware: 4 i hjørnerne samt 2 på den lange og 1 på den korte side af rammen. Hardware er fastgjort med skruer.

Rammen til solbatteriet er klar, og du kan gå videre til den vigtigste del - installationen af ​​fotoceller. Før installation er det nødvendigt at rense plexiglasset for støv og affedte det med en alkoholholdig væske.

Trin #3 - installation af silicium wafers-fotoceller

Montering og lodning af siliciumskiver er den mest tidskrævende del af at skabe et gør-det-selv-solpanel. Først placerer vi fotocellerne på plexiglasset med de blå plader nedad.

Hvis det er første gang, du samler et batteri, kan du bruge en markeringspude til at placere pladerne nøjagtigt i en lille (3-5 mm) afstand fra hinanden.

1. Vi lodder fotocellerne i henhold til følgende elektriske diagram: "+" spor er placeret på forsiden af ​​pladen, "-" - på bagsiden. Før lodning skal du forsigtigt anvende flux og lodde for at forbinde kontakterne.
2. Vi lodder alle fotoceller sekventielt i rækker fra top til bund. Rækkerne skal da også forbindes med hinanden.
3. Lad os begynde at lime fotocellerne. For at gøre dette skal du påføre en lille mængde fugemasse på midten af ​​hver siliciumwafer.
4. Vi vender de resulterende kæder med fotoceller på hovedet (hvor de blå plader er) og placerer pladerne i henhold til de markeringer, vi lavede tidligere. Tryk forsigtigt på hver plade for at sikre den på plads.
5. Vi forbinder kontakterne på de ydre fotoceller til bussen, henholdsvis "+" og "-".Det anbefales at bruge en bredere sølvleder til bussen.
6. Solcellebatteriet skal være udstyret med en spærrediode, som er forbundet til kontakterne og forhindrer batterierne i at aflades gennem strukturen om natten.
7. Vi borer huller i bunden af ​​rammen for at få ledningerne ud.

Ledningerne skal fastgøres til rammen, så de ikke dingler, det kan gøres med silikoneforsegling.

Trin #4 - Test batteriet før forsegling

Test af solpanelet skal udføres inden tætning af det, for at kunne eliminere fejl, der ofte opstår ved lodning. Det er bedst at teste efter lodning af hver række af elementer - dette gør det meget lettere at opdage, hvor kontakterne er dårligt forbundet.

Til test skal du bruge et almindeligt husstands amperemeter. Målinger skal tages på en solskinsdag kl. 13-14 timer, solen skal ikke skjules af skyer.

Vi tager batteriet udenfor og installerer det i overensstemmelse med den tidligere beregnede hældningsvinkel. Vi forbinder amperemeteret til batterikontakterne og måler kortslutningsstrømmen.

Pointen med at teste er, at den elektriske strøms driftseffekt skal være 0,5-1,0 A lavere end kortslutningsstrømmen. Enhedens aflæsninger skal være over 4,5 A, hvilket angiver solbatteriets funktionalitet.

Hvis testeren giver lavere aflæsninger, så er sekvensen af ​​at forbinde fotocellerne sandsynligvis brudt et eller andet sted.

Normalt hjemmelavet solcellebatteri, konstrueret af fotoceller i gruppe B, producerer aflæsninger på 5-10 A, hvilket er 10-20% lavere end for industrielt fremstillede solpaneler.

Trin #5 - forsegling af fotocellerne placeret i huset

Forsegling kan kun udføres efter at have sikret sig, at batteriet virker. Til forsegling er det bedst at bruge en epoxyforbindelse, men givet at materialeforbruget vil være stort, og dets omkostninger er cirka 40-45 dollars. Hvis det er lidt dyrt, så kan du bruge den samme silikone fugemasse i stedet for.

Når du bruger silikoneforsegling, skal du foretrække den, hvis emballage angiver, at den er egnet til brug ved minusgrader

Der er to tætningsmetoder:

• fuld fyldning, når panelerne er fyldt med fugemasse;
• påføring af tætningsmiddel på mellemrummet mellem fotocellerne og på de ydre elementer.

I det første tilfælde vil tætning være mere pålidelig. Efter hældning skal tætningsmidlet stivne. Derefter monteres plexiglas ovenpå og presses tæt mod de silikonebelagte plader.

For at give stødabsorbering og yderligere beskyttelse mellem fotocellernes bagside og spånpladerammen anbefaler mange håndværkere at installere en hård skumpude på 1,5-2,5 cm bred.

Dette er ikke nødvendigt, men det er tilrådeligt, da siliciumskiver er ret skrøbelige og let beskadiges.

Efter installation af plexiglas placeres en vægt på strukturen, under påvirkning af hvilken luftbobler presses ud. Solbatteriet er klar, og efter gentagne test kan det installeres på et forudvalgt sted og tilsluttes dit hjems solcelleanlæg.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Gennemgang af fotoceller bestilt fra en kinesisk netbutik:

Videovejledning til fremstilling af et solcellebatteri:

At lave et solbatteri med dine egne hænder er ikke en let opgave. Effektiviteten af ​​de fleste af disse batterier er 10-20 % lavere end industrielt producerede paneler. Det vigtigste ved design af et solcellebatteri er at vælge og installere fotocellerne korrekt.

Forsøg ikke at oprette et stort panel med det samme. Prøv først at bygge en lille enhed for at forstå alle nuancerne i denne proces.

Har du praktiske færdigheder i at skabe solpaneler? Del venligst din oplevelse med besøgende på vores side - skriv kommentarer i blokken nedenfor. Der kan du stille spørgsmål om artiklens emne.