Спорудження сонячної батареї самостійно

В даний час електричні установки на подобу сонячних батарей, створених в виробничих умовах, застосовуються для часткового або повноцінного тепло- і енергозабезпечення будівлі. Їх ціна коливається в районі 15-20 тисяч доларів, а гарантія роботи становить близько 25 років. Геліосистеми можна умовно розбити на енерго- і теплозабезпечення. У першому випадку здійснюється фотоелектричний ефект, завдяки чому відбувається вироблення електрики всередині сонячних батарей. У другому ж випадку застосовують технології по типу сонячного колектора.

Дана стаття розповість про те, як зробити сонячну батарею, застосовуючи максимально ефективну технологію її ручної збірки.

Технологічний аспект збірки такої конструкції, як сонячна батарея, досить легкий в освоєнні і, відповідно, доступний абсолютно кожному. Практично кожна людина може самостійно зібрати сонячну батарею з порівняно низькими витратами. Більш того, це є, вигідно, екологічно, а за останній час і зовсім придбало якусь популярність в модному напрямку.

Які сонячні компоненти варто вибрати для сонячної панелі?

Ще на першому етапі створення сонячної батареї, коли ви тільки приступили до її виготовлення, варто обовязково враховувати, що зовсім не обовязково займатися складанням повнофункціональної сонячної електростанції, адже в майбутньому подібну конструкцію можна доповнювати допоміжними елементами. Якщо ж перша стадія збірки сонячної батареї своїми руками увінчалася успіхом, то раціональним буде підвищити функціонал електростанції.

Ви повинні розуміти, що являє собою сонячна батарея. Перш за все, це генератор, що функціонує на основі фотоефекту і перетворює сонячну теплову енергію в електричну. Кванти світла, що виробляються сонцем, потрапляють на пластину кремнію і вибивають електрон з кремнієвої атомної орбіти. Подібний ефект формує пристойне число вільних електронів, які створюють потік електричного струму.

Перш ніж приступати до складання сонячних радіаторів, виберіть певний тип фотоелектричного перетворювача. Останні умовно поділяються на полікристалічні, аморфні і монокристалічні. Займаючись ручним складанням сонячних радіаторів, найчастіше воліють моно- і полікристалічні модулі, які є загальнодоступними в продажу і мають порівняно невисокою вартістю.

Сонячні панелі, створені із застосуванням полікристалічного кремнію, мають досить низьким ККД (від 7 до 9%). Проте, даний недолік компенсується тим, що панелі полікристалічного типу практично не знижують власний ККД під час похмурої і хмарної погоди. При цьому гарантія працездатності полікристалічних компонентів становить близько 10 років. Сонячні панелі, створені на основі компонентів монокристалічного кремнію, мають куди більш високим ККД (приблизно 13%), а термін експлуатації складає в районі 25 років. Однак компоненти монокристалів в рази знижують потужність в тому випадку, якщо відсутній прямий контакт з сонячними променями.

ККД кремнієвих кристалів може значно варіюватися залежно від фірми-виробника. Практика показує, що в польових умовах термін служби панелей з монокристалів становить понад 30 років, а модулів з полікристалів - більше 20 років. При цьому за весь час використання втрата потужності у полікристалічних і монокристалічних модулів кремнію становить не більше ніж 10%, а у аморфних модулів тонкопленочного типу тільки за перші 2 роки потужність може знизитися на 10-40%.

Нахил теплової панелі в залежності від поточної пори року

Проектування сонячної електростанції в чому залежить від типу її установки і монтажу. Наприклад, сонячні батареї обовязково потрібно встановлювати під конкретним нахилом, щоб забезпечити прямий контакт з ультрафіолетовими променями під перпендикулярним кутом. ККД сонячної панелі залежить ще і від насиченості енергії світла і кута надходження променів сонця.

Виробничі сонячні панелі досить часто обладнуються спеціальними датчиками, що гарантують просування панелей за спрямованістю руху ультрафіолетових променів. Даний момент багато в чому підвищує ціну на сонячні панелі. Однак тут можна використовувати і ручне механічне управління кутом нахилу панелей. У зимову пору подібні панелі повинні розташовуватися майже вертикально, щоб повністю виключити утворення на їх площині снігового покриву.

Теплові радіатори варто монтувати з добре освітлюється боку вашого будинку, щоб за один день сонячні промені максимально висвітлили ці пристрої. Залежно від поточного географічного розташування вашого будинку, а також пори року, обчислюють раціональний кут нахилу.

Вибір прийнятного статичного кута нахилу для покрівельного комплексу сонячних монокристалічних радіаторів

В процесі обладнання сонячних панелей допустимо використовувати самі різні матеріали по масі та іншим особливостям. Однак, вибираючи матеріали, не слід забувати про допустимі температури їх нагріву, оскільки при роботі сонячних модулів на повноцінної потужності температура не повинна досягати більш ніж 250 ° С.

При піковій температурі сонячним модулям загрожує втрата функції освіти електричного струму. У готових ж геліосистемах часто не передбачають охолодження сонячних модулів. Виготовлення радіаторів своїми руками може комбінувати в собі: контроль над кутом нахилу сонячних панелей для регуляції температури модуля, охолодження геліосистеми і вибір прозорої речовини, що поглинає ІЧ-випромінювання.

Як показують розрахунки, в сонячний ясний день тільки 1 м сонячних панелей може дати 120 Вт потужності, однак цього не вистачить навіть для запуску компютера. Сонячні панелі розміром 10 м і більше виробляють вже більше 1 кВт енергії, що дасть можливість забезпечувати енергією телевізори, компютер і світильники. Звичайна сімя з 3-4 чоловік, як показує статистика, потребує як мінімум в 300 кВт електроенергії на місяць.

Таким чином, розмір сонячних панелей повинен становити хоча б 20 м за тієї умови, що вони будуть обладнані з найбільш сонячної сторони будинку.

Варто помітити, що для зменшення місячного електроспоживання радять застосовувати для освітлення світлодіодні лампочки замість стандартних.

Для того щоб виготовити сонячну батарею самостійно, вам знадобляться наступні інструменти:

• фотопластинки;
• провідники;
• спеціальний паяльний олівець з кислотою;
• діоди Шотткі;
• шини.

Створення каркаса сонячної батареї

Для того щоб зробити корпус в тепловому радіаторі, найчастіше застосовують куточки алюмінію. Інтернет магазини дадуть вам можливість купити вже готові корпуси для даних конструкцій. Крім цього, можливо вибрати прозоре покриття для корпусу теплового радіатора при бажанні. Набір рами зі склом для теплового радіатора має вартість від 33 доларів.

В процесі вибору прозорої речовини для батареї варто керуватися наступними особливостями матеріалів:

1. Якщо критерієм вибору буде виступати показник заломлення ультрафіолетових променів, то мінімальним коефіцієнтом володітиме плексиглас (дорогий варіант звичайного скла). Менш відповідним матеріалом буде полікарбонат. Однак за останній час ринок обзавівся полікарбонатом з антіконденсантим покриттям, що гарантує досить якісний рівень термозахисту при низьких витратах.
2. Дуже важливо при створенні сонячних панелей зупиняти свій вибір на прозорих матеріалах, що не пропускають ІЧ-спектр. Це знизить нагрівання компонентів кремнію.
3. Захисне скло силікатної зразка з оксидом заліза забезпечить вам найбільш ефективне і максимальне поглинання ІЧ-спектра. Такий спектр відмінно поглинається будь-яким мінеральним склом. Останнє, в свою чергу, має високу стійкість до пошкоджень, але є не найдешевшим.
4. Більш того, дуже часто для сонячних панелей використовують спеціалізовані противідблискуючі скла надпрозоре типу, пропускають до 98% спектра сонячних променів, що робить сонячні батареї максимально ефективним джерелом електроенергії.

Сонячна панель в спеціальному корпусі з оргскла: установка корпусу теплового радіатора

Розглянемо виготовлення теплової панелі з 36 полікристалічних теплових модулів розміром 81х150 мм. Відповідно, обчислюємо розміри майбутньої теплової панелі. Дуже важливо дотримуватися невелику дистанцію між модулями, яка може змінюватися внаслідок різних атмосферних впливів. Таким чином, залишайте між модулями близько 3-5 мм. В результаті ви отримаєте розмір заготовки 835х690 мм при ширині куточка 35 мм.

Теплова батарея, створена своїми руками із застосуванням профілю алюмінію, має велику схожість з теплової панеллю фабричного виробництва. Більш того, ви гарантуєте собі високий рівень міцності і герметичності конструкції. Для того щоб зробити цю батарею, необхідно використовувати куточок алюмінію і виконати заготовки рамки 835х690 мм. Щоб провести кріплення метизів, в рамі необхідно зробити отвори. Внутрішню область куточка повинна бути двічі оброблена за допомогою силіконового герметика.

Дуже важливо подбати про те, щоб на конструкції не було незаповнених ділянок. Памятайте: від якості обробки герметиком залежить майбутня довговічність і герметичність батареї. Після цього покладіть в раму прозорий лист з пріоритетного матеріалу (плексигласу, оргскла, антиблікового скла, полікарбонату). Обовязково почекайте, поки силікон висохне на відкритому повітрі, в іншому випадку випаровування утворюють небажану плівку на компонентах конструкції. Акуратно притисніть і зафіксуйте скло.

Для максимально надійного кріплення захисного скла необхідно застосовувати металовироби: закріпіть 4 кута рамки і по всій площині розмістіть 2 металовироби з довгої сторони рамки і по одному з її короткої сторони. Металовироби варто фіксувати, використовуючи шурупи.

Після виконання всіх вищеописаних дій, каркас сонячної батареї повинен бути готовий.

Важливо! Перш ніж кріпити теплові компоненти, необхідно зробити очистку скла від всілякої пилу.

Вибір і пайка теплових компонентів

В даний час інтернет магазини представляють значну номенклатуру виробів для виготовлення теплових радіаторів своїми руками. Один такий набір може включати до 72 полікристалічних компонентів кремнію, провідники для шин і елементів конструкції батареї, олівець з кислотою для пайки і діоди Шотки.

З огляду на те що тепловий радіатор, створений самостійно, як мінімум в 4 рази дешевше, ніж заводський готовий йому аналог, виготовлення своїми руками - це безсумнівна економія коштів. Інтернет-магазини дають можливість купувати сонячні модулі, дефектні компоненти, які при цьому не втрачають свого функціоналу. Однак в конкретних випадках доведеться піти на жертви (зовнішній вигляд сонячної батареї).

Якщо створення теплової батареї для вас нове, то краще за все використовувати набори для виготовлення теплових панелей. Асортимент магазинів включає теплові компоненти з уже припаяними провідниками, адже пайка контактів - це трудомісткий процес, основна складність якого полягає в крихкості сонячних елементів.

Проте, якщо ви вже придбали елементи кремнію без провідників, то спершу варто провести 2-3 контакту. Наріжте провідники за допомогою картонної заготовки. Потім акуратно покладіть провідник на фотоелемент. Область припайки повинна бути обовязково оброблена за допомогою спеціальної кислоти для паяння. Для зручності провідник можна зафіксувати з одного боку важким предметом.

У цьому положенні провідник ретельно припаюється до фотоелементу. В процесі пайки ні в якому разі не натискайте на кристал, через його крихкості.

Пайка компонентів для теплових панелей - це дуже складна робота. Якщо ви не можете зробити гідну пайку в перший раз і не отримуєте функціонального зєднання, то повторіть роботи. Срібне напилення на провіднику може витримати як мінімум 3 циклу пайки при дотриманні допустимих теплових режимів. Однак практичний досвід показує, що напиленню властиво швидко руйнуватися через застосування паяльників з нерегульованою потужністю в 65 Вт. Уникайте останнього: зменшіть потужність, включивши патрон з лампочкою в 100 Вт послідовно. Не забувайте про те, що номінальна потужність паяльника подібного типу є неприпустимою для пайки кремнієвих контактів.

Навіть в тому випадку, якщо припій на соединителе присутній, найкраще нанести його додатково для надежности. В процесі пайки будьте дуже обережні, адже тільки при мінімальному зусиллі теплові компоненти можуть лопнути. І не варто складати сонячні елементи пачкою, оскільки існує ризик їх поломки.

У процесі першої збірки теплового радіатора своїми руками раціонально використовувати розмічальні підкладку, яка надасть вам допомогу при розташуванні компонентів рівно на певній дистанції один від одного.

Використання разметочной підкладки для компонентів теплового радіатора

Основу необхідно виконувати із застосуванням листа фанери з маркуванням куточків. Після процесу пайки на кожен компонент з його зворотного боку кріпиться шматочок монтажної стрічки. При цьому варто притиснути задню панель до скотчу та кожен компонент перенесеться.

Монтажна стрічка використовується для кріплення із зворотного боку теплового компонента. Даний тип кріплення вони передбачають додаткових герметизацію самих елементів, їх можна вільно розширювати під впливом температурних показників, що не призводить до пошкодження теплового радіатора і розриву контактів та інших компонентів конструкції. Тільки лише сполучні частини пристрою сприйнятливі для герметизації. Подібний тип кріплення найбільше підходить для найбільш досвідчених зразків, однак довгострокове використання в польових умовах не гарантовано.

Етапи складання батареї:

1. Викладіть компоненти на скляну площину. Між ними обовязково повинна бути певна дистанція, завдяки чому можливо вільно міняти розміри, не завдаючи шкоди загальної конструкції. Компоненти притискаються вантажами.
2. Перш ніж приступати до пайки нанесіть припой і флюс, а після ретельно припаяти срібні контакти (даний принцип необхідно використовувати для зєднання всіх сонячних компонентів).
3. Пайку необхідно зробити наступним чином: «плюсові» струмопровідні доріжки розміщуються на лицьовій стороні компонентів, в той час як «мінусові» - на їх зворотному боці.
4. Контакти крайніх компонентів виводяться на шину ( «плюс» і «мінус»). Для шини застосовують більш широкий провідник зі срібла.
5. Раціональним буде вивести «центральну» точку, за допомогою якої ставлять два допоміжних шунтуючих діода.
6. Клему необхідно монтувати також із зовнішнього боку рами.

Після пайки кожної з груп компонентів проводите тестування. Звертаючи увагу на професійні фотографії на різних будівельних сайтах, можна помітити, що деяка область столу під сонячними компонентами вирізана. Це було зроблено спеціально для того, щоб визначити функціональність електричної мережі по завершенню процесу пайки контактів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!