Как да си направим слънчеви клетки у дома. Ръководство за снимки: направете сами слънчева батерия стъпка по стъпка

Преди създаването авторът е чел много за използването на възобновяема алтернативна енергия и най-вече е привлечен от използването на слънчева енергия с помощта на слънчеви панели, тъй като методът е най-простият и панелите не изискват специална поддръжка по време на работа. Единственият минус беше, че цената на фабричните модели слънчеви панели е много висока. Затова авторът решава да ги направи сам.

Помислете за основните етапи на моделиране и създаване на слънчеви панели.

Авторът поръчва основните елементи за създаване на слънчеви панели чрез eBay. Основният набор от елементи излезе на стойност около 100 долара, а епоксидната смола, която вече беше поръчана от петербургската компания, излезе на 1300 рубли за килограм. Стъклото, на което беше закрепено всичко, излезе по 350 рубли.

Основната цел на автора е да създаде висококачествени слънчеви панели у дома, които ще изглеждат добре и ще издържат много дълго време. Поради тази причина авторът не е спестил от оптична епоксидна смола и от самите елементи.

Ето как изглежда набор от всички основни елементи за сглобяване на соларен панел. В комплект с основния комплект бяха и гуми и молив с флюс, които ще са необходими в процеса на запояване на елементите:

А ето и снимка на този много специален оптичен суперпрозрачен епоксидна смола:

За да тества прозрачната епоксидна смола, както и скоростта на нейното втвърдяване, авторът първо я нанася само върху един елемент. Картината по-долу показва резултата от това действие.

В резултат на това прозрачността се оказа идеална и цената на епоксидната смола напълно се оправда.

Вдъхновен от такъв висококачествен резултат, авторът продължи да сглобява всички елементи в слънчев панел.
Но преди запояване на основните елементи беше решено да се направи основа, върху която да бъдат закрепени тези елементи, така че по време на процеса на запояване вече да е възможно да се съсредоточи върху определени размери на бъдещия панел.

От ъгъл е направена алуминиева рамка. След това авторът нанесе слой силиконов уплътнители монтирани стъкла. Резултатът беше запечатана рамка за фотоклетките на бъдещия слънчев панел.

Докато рамката изсъхваше, авторът продължи да запоява елементите.

Приготвени са 250 грама епоксидна смола, която авторът нанася върху стъклото на равномерен слой по цялата повърхност. Вече в тази смола инсталирах всичките 36 елемента в реда, след което ги запоих заедно.

На този етап се появи първият проблем, който авторът не забеляза веднага. Самите елементи се оказаха не съвсем плоски, а леко извити към краищата, така че за да се закрепят здраво към стъклото със смола, те трябваше да бъдат леко притиснати с тежки предмети и да изчакат, докато залепнат, този процес отне много усилия, тъй като самите елементи за соларния панел са много крехки. Поради тази причина авторът реши да запои елементите директно вътре в рамката, а не предварително. Наистина, при прехвърляне на вече запоена структура от елементи върху стъкло, рискът от повреда на запоените елементи се увеличава многократно. Освен това закрепването на елементите към стъклото преди запояване дава редица предимства по отношение на естетичния вид на самия панел. Благодарение на този подход под елементите не останаха въздушни мехурчета и цялата конструкция в крайна сметка изглеждаше монолитна.

Ето снимка на вече сглобените панели:

След това той продължи да тества слънчевия панел. За да направи това, той го постави с фотоклетки на слънчева светлина и измери тока късо съединение, чиято мощност беше 3,6 A. Именно тази цифра беше посочена в характеристиките на елементите и следователно панелът беше сглобен правилно и функционира напълно.

По-долу има снимка на задната страна на слънчевия панел. Както можете да видите, всички елементи са защитени от природни явления. външна среда(дъжд, сняг, вятър, кал), което гарантира дълъг експлоатационен живот.

Панелите дори издържат на такава градушка:

Човечество, за да се грижи за околната среда и икономиката Паризапочна да използва алтернативни източници на енергия, които по-специално включват слънчеви панели. Купуването на такова удоволствие ще бъде доста скъпо, но не е трудно да направите това устройство със собствените си ръце. Ето защо не ви боли да научите как сами да направите слънчева батерия. Това ще бъде обсъдено в нашата статия.

Слънчевите панели са устройства, които генерират електричество с помощта на фотоволтаични клетки.

Преди да говорите за това как да направите слънчева батерия със собствените си ръце, трябва да разберете устройството и принципите на неговата работа. Соларната батерия включва фотоклетки, свързани последователно и паралелно, батерия, която съхранява електричество, инвертор, който преобразува постоянен ток в променлив ток, и контролер, който следи зареждането и разреждането на батерията.

По правило фотоклетките се изработват от силиций, но пречистването му е скъпо, така че наскоро започнаха да се използват елементи като индий, мед и селен.

Всяка фотоклетка е отделна клетка, която генерира електричество. Клетките са свързани една с друга и образуват едно поле, чиято площ определя мощността на батерията. Тоест, колкото повече слънчеви клетки, толкова повече електричество се генерира.

За да направите слънчев панел със собствените си ръце у дома, трябва да разберете същността на такова явление като фотоелектричния ефект. Фотоклетката е силиконова плоча, когато светлината я удари, един електрон се избива от последното енергийно ниво на силициевите атоми. Движението на потока от такива електрони генерира постоянен ток, който впоследствие се преобразува в променлив ток. Това е феноменът на фотоелектричния ефект.

Предимства

Слънчевите панели имат следните предимства:

безвредност за околната среда;
издръжливост;
безшумна работа;
лекота на производство и монтаж;
независимост на електрозахранването от разпределителната мрежа;
неподвижност на части от устройството;
незначителни финансови разходи;
леко тегло;
работа без механични преобразуватели.

Разновидности

Слънчевите панели са разделени на следните видове.

Силиций

Силиконът е най-популярният материал за батерии.

Силиконовите батерии също се разделят на:

Монокристални: Тези батерии използват много чист силиций.
Поликристален (по-евтин от монокристалния): Поликристалите се получават чрез постепенно охлаждане на силиций.

филм

Такива батерии са разделени на следните видове:

На базата на кадмиев телурид (ефективност 10%): кадмият има висок коефициент на поглъщане на светлина, което прави възможно използването му в производството на батерии.
На базата на меден селенид - индий: ефективността е по-висока от тази на предишните.
Полимер.

Слънчевите батерии от полимери започнаха да се произвеждат сравнително наскоро, обикновено за това се използват фурелини, полифенилен и др.. Полимерните филми са много тънки, около 100 nm. Въпреки ефективността от 5%, полимерните батерии имат своите предимства: евтин материал, екологичност, еластичност.

аморфен

Ефективността на аморфните батерии е 5%. Такива панели са направени от силан (силициев водород) на принципа на филмовите батерии, така че те могат да бъдат приписани както на силициеви, така и на филмови батерии. Аморфните батерии са еластични, генерират електричество дори при лошо време, абсорбират светлината по-добре от другите панели.

материали

За да направите слънчева батерия, ще ви трябват следните материали:

фотоклетки;
алуминиеви ъгли;
диоди на Шотки;
силиконови уплътнители;
проводници;
фиксиращи винтове и хардуер;
поликарбонатен лист/плексиглас;
оборудване за запояване.

Тези материали са необходими, за да направите слънчева батерия със собствените си ръце.

Избор на фотоклетки

За да направите слънчева батерия за вашия дом със собствените си ръце, трябва да изберете правилните слънчеви клетки. Последните се подразделят на монокристални, поликристални и аморфни.

Ефективността на първия е 13%, но такива фотоклетки са неефективни при лошо време, външно те са ярко сини квадрати. Поликристалните слънчеви клетки са способни да генерират електричество дори при лошо време, въпреки че тяхната ефективност е само 9%, те са по-тъмни на вид от монокристалните и са изрязани по краищата. Аморфните фотоклетки са изработени от гъвкав силиций, тяхната ефективност е 10%, тяхната производителност не зависи от метеорологичните условия, но производството на такива клетки е твърде скъпо, така че те се използват рядко.

Ако планирате да използвате електричеството, генерирано от фотоволтаични клетки в страната, тогава ви съветваме да сглобите слънчева батерия със собствените си ръце от поликристални клетки, тъй като тяхната ефективност е достатъчна за вашите цели.

Трябва да купувате фотоклетки от една и съща марка, тъй като фотоклетките от няколко марки могат да се различават значително - това може да причини проблеми с монтажа на батерията и нейното функциониране. Трябва да се помни, че количеството енергия, произведено от клетка, е право пропорционално на нейния размер, тоест колкото по-голяма е фотоклетката, толкова повече електричество произвежда; напрежението на клетката зависи от нейния тип, а не от размера.

Количеството произведен ток се определя от размерите на най-малката фотоклетка, така че трябва да закупите фотоклетки със същия размер. Разбира се, не трябва да купувате евтини продукти, защото това означава, че те не са преминали теста. Освен това не трябва да купувате фотоклетки, покрити с восък (много производители покриват фотоклетките с восък, за да запазят продуктите по време на транспортиране): отстраняването му може да повреди фотоклетката.

Изчисления и проект

Изграждането на слънчев панел със собствените си ръце е проста задача, основното е да се подходи отговорно към неговото изпълнение. За да направите слънчев панел със собствените си ръце, трябва да изчислите дневната консумация на електроенергия, след това да разберете средното дневно слънчево време във вашия район и да изчислите желаната мощност. Така ще стане ясно колко клетки и какъв размер трябва да закупите. В крайна сметка, както бе споменато по-горе, токът, генериран от клетката, зависи от нейните размери.

Знаейки необходимия размер на клетките и техния брой, е необходимо да се изчислят размерите и теглото на панела, след което е необходимо да се установи дали покривът или друго място, където се планира да се монтира слънчевата батерия, ще издържи предвиден дизайн.

Когато инсталирате панела, трябва не само да изберете най-слънчевото място, но и да се опитате да го фиксирате под прав ъгъл спрямо слънчевите лъчи.

Етапи на работа

Кадър

Преди да започнете да правите слънчев панел със собствените си ръце, трябва да изградите рамка за него. Предпазва батерията от повреди, влага и прах.

Корпусът е сглобен от влагоустойчив материал: шперплат, покрит с влагоотблъскващ агент, или алуминиеви ъгли, към които е залепен плексиглас или поликарбонат със силиконов уплътнител.

В този случай е необходимо да се спазват вдлъбнатините между елементите (3-4 mm), тъй като е необходимо да се вземе предвид разширяването на материала с повишаване на температурата.

Елементи за запояване

Фотоклетките са разположени на лицевата страна на прозрачната повърхност, така че разстоянието между тях от всички страни да е 5 мм: по този начин се отчита възможното разширение на фотоклетките с повишаване на температурата.

Преобразувателите с два полюса са фиксирани: положителен и отрицателен. Ако искате да увеличите напрежението, свържете елементите последователно, ако токът - паралелно.

За да избегнете разреждане на батерията през нощта, в една верига, състояща се от всички необходими подробности, включете диода на Шотки, като го свържете към положителния проводник. След това всички елементи се запояват заедно.

Сглобяване

Запоените преобразуватели се поставят в готовата рамка, силиконът се нанася върху фотоклетките - всичко това е покрито със слой от дървесни влакна, затворен с капак, а ставите на частите са обработени с уплътнител.

Дори градски жител може да направи и постави слънчева батерия на балкона със собствените си ръце. Желателно е балконът да бъде остъклен и изолиран.
Така че разбрахме как да направим слънчева батерия у дома, оказа се, че изобщо не е трудно.

Идеи от импровизирани материали

Можете да направите слънчева батерия със собствените си ръце от импровизирани материали. Помислете за най-популярните опции.

Мнозина ще бъдат изненадани да научат, че фолиото може да се използва, за да направите слънчева батерия със собствените си ръце. Всъщност това не е изненадващо, тъй като фолиото увеличава отразяващата способност на материалите. Например, за да се намали прегряването на панелите, те се поставят върху фолио.

Как да си направим соларен панел от фолио?

Ще ни трябва:

2 "крокодила";
Медно фолио;
мултиметър;
сол;
празен пластмасова бутилкабез врат;
електрическа фурна;
пробивна машина.

След като почистим медния лист и измием ръцете си, отрязваме парче фолио, поставяме го на горещ електрически котлон, загряваме го за половин час, като наблюдаваме почерняването, след което махаме фолиото от печката, оставяме да изстине и вижте как парчетата се отлепват от листа. След нагряване оксидният филм изчезва, така че черният оксид може да бъде внимателно отстранен с вода.

След това се изрязва второ парче фолио със същия размер като първото, двете части се огъват, спускат се в бутилката, така че да нямат възможност да се докоснат.

Фолиото може да се използва и за отопление. За да направите това, той трябва да бъде издърпан върху рамката, към която след това трябва да свържете маркучи, свързани например към лейка.

Така научихме как да направим слънчев панел за дома от фолио.

Много къщи имат стари транзистори, но не всеки знае, че те са напълно подходящи за направата на слънчева батерия за лятна вила със собствените си ръце. В този случай фотоклетката е полупроводникова пластина, разположена вътре в транзистора. Как да направите слънчева батерия от транзистори със собствените си ръце? Първо трябва да отворите транзистора, за което е достатъчно да отрежете капака, за да можем да видим пластината: тя малък размер, което обяснява ниската ефективност на соларните клетки от транзистори.

След това трябва да проверите транзистора. За да направим това, използваме мултицет: свързваме устройството към транзистор с добре осветен p-n преход и измерваме тока, мултиметърът трябва да записва тока от няколко части от милиампера до 1 или малко повече; след това превключваме устройството в режим на измерване на напрежението, мултиметърът трябва да даде десети от волта.

Поставяме тестваните транзистори вътре в корпуса, например листова пластмаса и го запояваме. Можете да направите такава слънчева батерия със собствените си ръце у дома и да я използвате за зареждане на батерии и радиостанции с ниска мощност.

Старите диоди също са подходящи за сглобяване на батерии. Да направите слънчева батерия със собствените си ръце от диоди изобщо не е трудно. Необходимо е да отворите диода, излагайки кристала, който е фотоклетка, след това загрейте диода за 20 секунди за газова печка, и когато спойката се разтопи, отстранете кристала. Остава да запоите извадените кристали към кутията.

Мощността на такива батерии е малка, но е достатъчна за захранване на малки светодиоди.

Тази възможност да направите слънчева батерия със собствените си ръце от импровизирани средства ще изглежда много странна за повечето, но да направите слънчева батерия със собствените си ръце от бирени кутии е проста и евтина.

Ще направим корпуса от шперплат, върху който ще поставим поликарбонат или плексиглас, върху задната повърхност на шперплата ще закрепим дунапрен или стъклена вата за изолация. Алуминиевите кутии ще служат като фотоклетки. Важно е да изберете точно алуминиеви кутии, тъй като алуминият е по-малко податлив на корозия от например желязото и има по-добър топлопренос.

Освен това в дъното на кутиите се правят дупки, капакът се отрязва и ненужните елементи се огъват, за да се осигури по-добра циркулация на въздуха. След това е необходимо да почистите бурканите от мазнини и мръсотия с помощта на специални продукти, които не съдържат киселини. След това трябва да закрепите херметически бурканите заедно: със силиконов гел, който може да издържи високи температури, или поялник. Не забравяйте да изсушите залепените кутии много добре в неподвижно положение.

След като прикрепихме кутиите към тялото, ги боядисваме в черно и затваряме конструкцията с плексиглас или поликарбонат. Такава батерия може да загрява вода или въздух с последващо подаване в помещението.

Разгледахме варианти как да направите слънчев панел със собствените си ръце. Надяваме се, че сега няма да имате въпрос как да направите слънчева батерия.

Видео

Как да направите слънчеви панели със собствените си ръце - видео урок.

Органичният живот, толкова популярна идея в последните години, предполага хармонична "връзка" на човек с околната среда. Препъникамъкът на всеки екологичен подход е използването на минерали за енергия.

Емисиите на токсични вещества и въглероден диоксид в атмосферата, отделени при изгарянето на изкопаеми горива, постепенно убиват планетата. Следователно концепцията за "зелена енергия", която не вреди околен свят, е основната основа на много нови енергийни технологии. Една от тези области за получаване на екологична енергия е технологията за преобразуване на слънчевата светлина в електрически ток. Да, точно така, ще говорим за слънчеви панели и възможността за инсталиране на автономни системи за захранване в селска къща.

В момента електроцентралите в промишлен мащаб, базирани на слънчеви панели, използвани за пълно енергийно и топлинно захранване на вила, струват най-малко 15-20 хиляди долара с гарантиран експлоатационен живот от около 25 години. Цената на всяка хелиева система като съотношение на гарантирания експлоатационен живот към средните годишни разходи за комунални услуги Виладоста висока: първо, днес средната цена на слънчевата енергия е съизмерима с покупката на енергийни ресурси от централните енергийни мрежи, и второ, за инсталиране на системата са необходими еднократни капиталови инвестиции.

Обикновено е обичайно да се разделят слънчевите системи, предназначени за захранване с топлина и енергия. В първия случай се използва слънчева колекторна технология, във втория се използва фотоволтаичният ефект за генериране на електрически ток в слънчеви панели. Искаме да говорим за възможността за самостоятелно производство на слънчеви панели.

Технологията за ръчно сглобяване на слънчева енергийна система е доста проста и достъпна. Почти всеки руснак може да сглоби индивидуални енергийни системи с висока ефективност на сравнително ниска цена. Това е печелившо, достъпно и дори модерно.

Избор на соларни клетки за соларен панел

Когато започвате да произвеждате соларна система, трябва да обърнете внимание, че при индивидуален монтаж не е необходимо еднократно инсталиране на напълно функционална система, тя може да се изгради постепенно. Ако първият опит се оказа успешен, тогава има смисъл да се разшири функционалността на слънчевата система.

В основата си слънчевата батерия е генератор, който работи на базата на фотоволтаичния ефект и преобразува слънчевата енергия в електрическа. Светлинните кванти, удрящи силиконова пластина, изхвърлят електрон от последната атомна орбита на силиция. Този ефект създава достатъчен брой свободни електрони, които образуват поток от електрически ток.

Преди да сглобите батерията, трябва да вземете решение за вида на фотоелектрическия преобразувател, а именно: монокристален, поликристален и аморфен. За самостоятелно сглобяване на слънчева батерия се избират налични в търговската мрежа монокристални и поликристални слънчеви модули.

Отгоре: Монокристални модули без запоени контакти. Отдолу: Поликристални модули със запоени контакти

Панелите, базирани на поликристален силиций, имат доста ниска ефективност (7-9%), но този недостатък се компенсира от факта, че поликристалният силиций практически не намалява мощността при облачно и облачно време, гаранционният живот на такива елементи е около 10 години. Панелите на базата на монокристален силиций имат ефективност от около 13% с експлоатационен живот от около 25 години, но тези елементи значително намаляват мощността при липса на пряка слънчева светлина. Ефективността на силициевите кристали от различни производители може да варира значително. Според практиката на слънчевите централи в областта може да се говори за срок на експлоатация на монокристалните модули над 30 години, а на поликристалните модули – над 20 години. Освен това през целия период на работа загубата на мощност в силициевите моно- и поликристални клетки е не повече от 10%, докато в тънкослойните аморфни батерии мощността намалява с 10-40% през първите две години.

Соларни клетки Evergreen Solar Cells с контакти в комплект от 300 бр.

На търга в eBay можете да закупите комплект слънчеви клетки за сглобяване на соларен масив от 36 и 72 слънчеви клетки. Такива комплекти се предлагат за продажба в Русия. Като правило, за самостоятелно сглобяване на слънчеви панели се използват слънчеви модули тип B, т.е. модули, отхвърлени в промишленото производство. Тези модули не губят своята производителност и са много по-евтини. Някои доставчици предлагат соларни модули върху плоча от фибростъкло, което предполага високо ниво на плътност на елементите и съответно надеждност.

Име	Характеристики	Цена, $
Соларни клетки Everbright (EBay) без контакти	поликристален, комплект - 36 бр., 81x150 mm, 1.75 W (0.5 V), 3A, КПД (%) - 13 в комплект с диоди и киселина за запояване в молив	$46.00 $8,95 доставка
Слънчеви клетки (нови в САЩ)	монокристален, 156x156 mm, 81x150 mm, 4W (0.5 V), 8A, ефективност (%) - 16.7-17.9	$7.50
	монокристален, 153x138 mm, U студ ход - 21.6V, I къс. депутат - 94 mA, P - 1.53W, ефективност (%) - 13	$15.50
Слънчеви клетки върху фибростъкло	поликристален, 116x116 mm, U студ ход - 7.2V, I къс. депутат - 275 mA., P - 1.5W, ефективност (%) - 10	$14.50
		$87.12 $9,25 доставка
Соларни клетки (EBay) без контакти	поликристални, к-т - 72 бр., 81x150 mm 1.8W	$56.11 $9,25 доставка
Соларни клетки (EBay) с контакти	монокристален, комплект - 40 бр., 152х152 мм	$87.25 $14,99 доставка

Разработване на проект за хелиева енергийна система

Дизайнът на бъдеща слънчева система до голяма степен зависи от начина на нейното инсталиране и монтаж. Слънчевите панели трябва да се монтират под ъгъл, за да се гарантира, че пряката слънчева светлина пада под прав ъгъл. Работата на слънчевия панел до голяма степен зависи от интензитета на светлинната енергия, както и от ъгъла на падане на слънчевите лъчи. Разположението на слънчевата батерия спрямо слънцето и ъгълът на наклон зависи от географското местоположение на хелиевата система и времето на годината.

Отгоре надолу: Монокристалните слънчеви панели (80 вата всеки) в селската къща са инсталирани почти вертикално (зимата). Монокристалните слънчеви панели в страната имат по-малък ъгъл (пружина) Механична система за управление на ъгъла на слънчевата батерия.

Индустриалните слънчеви системи често са оборудвани със сензори, които осигуряват въртеливото движение на слънчевия панел по посока на движението на слънчевите лъчи, както и огледала, концентриращи слънчевата светлина. В отделните системи такива елементи значително усложняват и оскъпяват системата и следователно не се използват. Може да се използва най-простата механична система за контрол на ъгъла на наклона. AT зимно времеслънчевите панели трябва да се монтират почти вертикално, това също предпазва панела от натрупване на сняг и заледяване на конструкцията.

Схема за изчисляване на ъгъла на наклона на слънчевия панел в зависимост от времето на годината

Слънчевите панели са монтирани с слънчева странасгради, за да осигурят максималното количество слънчева енергия, налична през светлата част на деня. В зависимост от географското местоположение и нивото на слънцестоенето се изчислява ъгълът на батерията, който е най-подходящ за вашето местоположение.

Със сложността на дизайна е възможно да се създаде система за управление на ъгъла на наклона на слънчевата батерия в зависимост от сезона и ъгъла на въртене на панела в зависимост от времето на деня. Енергийната ефективност на такава система ще бъде по-висока.

При проектирането на слънчева система, която ще се монтира на покрива на къща, е задължително да се установи дали покривната конструкция може да издържи необходимата маса. Самостоятелното разработване на проекта включва изчисляване на натоварването на покрива, като се вземе предвид теглото на снежната покривка през зимата.

Избор на оптимален статичен ъгъл на наклон за покривна соларна система от монокристален тип

За производството на слънчеви панели можете да избирате различни материалипо специфично тегло и други характеристики. При избора на строителни материали е необходимо да се вземе предвид максимумът допустима температураотопление на соларната клетка, тъй като температурата на соларния модул, работещ на пълна мощност, не трябва да надвишава 250C. Когато пиковата температура бъде превишена, соларният модул драстично губи способността си да преобразува слънчевата светлина в електрически ток. Готовите слънчеви системи за индивидуално ползване по правило не изискват охлаждане на слънчевите клетки. Производството „направи си сам“ може да включва охлаждане на слънчевата система или контролиране на ъгъла на соларния панел, за да се осигури функционалната температура на модула, както и избор на подходящ прозрачен материал, който абсорбира инфрачервеното лъчение.

Компетентният дизайн на слънчевата система ви позволява да осигурите необходимата мощност на слънчевата батерия, която ще бъде близка до номиналната. При изчисляване на конструкцията трябва да се има предвид, че елементите от един и същи тип дават еднакво напрежение, независимо от размера на елементите. Освен това силата на тока на големите клетки ще бъде по-голяма, но батерията също ще бъде много по-тежка. За производството на слънчева система винаги се вземат соларни модули с еднакъв размер, тъй като максималният ток ще бъде ограничен от максималния ток на малкия елемент.

Изчисленията показват, че средно в ясен слънчев ден от 1 m слънчев панел може да се получи не повече от 120 W мощност. Такава мощност дори няма да осигури работата на компютъра. 10 m система осигурява повече от 1 kW енергия и може да осигури електричество към главната домакински уреди: осветителни тела, телевизор, компютър. За семейство от 3-4 души са необходими около 200-300 kW на месец, така че слънчева система, монтирана от южната страна с размер 20 m, може напълно да задоволи енергийните нужди на семейството.

Ако вземем предвид средните статистически данни за електрозахранването на отделна жилищна сграда, тогава: дневната консумация на енергия е 3 kWh, слънчевата радиация от пролетта до есента - 4 kWh / m на ден, пиковата консумация на енергия - 3 kW (когато е включена пералня, хладилник, ютия и електрическа кана). За да се оптимизира потреблението на енергия за осветление в дома, е важно да се използват нискоенергийни AC лампи – LED и луминесцентни.

Изработка на рамка от слънчева батерия

Като рамка на слънчевата батерия се използва алуминиев ъгъл. В ebay можете да закупите готови рамки за слънчеви панели. Прозрачното покритие се избира по желание, въз основа на характеристиките, които са необходими за този дизайн.

Комплект рамка от соларно стъкло, започваща от $33

Когато избирате прозрачен защитен материал, можете също да се съсредоточите върху следните характеристики на материала:

Материал	Индекс на пречупване	Пропускливост на светлина, %	Специфично тегло g / cm3	Размер на листа, мм	Дебелина, мм	Цена, rub./m 2
Въздух	1,0002926	—	—	—	—	—
Стъклена чаша	1,43-2,17	92-99	3,168	—	—	—
плексиглас	1,51	92-93	1,19	3040x2040	3	960.00
Поликарбонат	1,59	до 92	0,198	3050 x 2050	2	600.00
Плексиглас	1,491	92	1,19	2050x1500	11	640.00
минерално стъкло	1,52-1,9	98	1,40	—	—	—

Ако разглеждаме индекса на пречупване на светлината като критерий за избор на материал. Плексигласът има най-нисък индекс на пречупване, домашният плексиглас е по-евтин вариант за прозрачен материал, а поликарбонатът е по-малко подходящ. В продажба има поликарбонат с антикондензно покритие, като този материал осигурява и високо ниво на термична защита. При избора на прозрачни материали по отношение на специфичното тегло и способността да абсорбират инфрачервения спектър, поликарбонатът ще бъде най-добрият. Най-добрите прозрачни материали за слънчеви панели са материали с висока пропускливост на светлина.

При производството на слънчева батерия е важно да изберете прозрачни материали, които не пропускат инфрачервения спектър и по този начин намаляват нагряването на силициевите клетки, които губят мощността си при температури над 250C. В промишлеността се използват специални стъкла с оксидно-метално покритие. Идеалното стъкло за соларни панели се счита за материал, който пропуска целия спектър с изключение на инфрачервения диапазон.

Схема на поглъщане на UV и IR радиация от различни стъкла.
а) обикновено стъкло, б) стъкло с инфрачервена абсорбция, в) дуплекс с термоабсорбиращо и обикновено стъкло.

Максималната абсорбция на инфрачервения спектър ще осигури защитно силикатно стъкло с железен оксид (Fe 2 O 3), но има зеленикав оттенък. ИЧ спектърът абсорбира добре всяко минерално стъкло, с изключение на кварца, плексигласът и плексигласът принадлежат към класа на органичните стъкла. Минералното стъкло е по-устойчиво на повреди на повърхността, но е много скъпо и недостъпно. За соларните панели се използва и специално антирефлексно ултрапрозрачно стъкло, което пропуска до 98% от спектъра. Също така това стъкло поема абсорбцията на по-голямата част от инфрачервения спектър.

Оптималният избор на оптични и спектрални характеристики на стъклото значително повишава ефективността на фотопреобразуване на соларния панел.

Соларен панел в корпус от плексиглас

Много работилници за соларни панели препоръчват използването на плексиглас за предния и задния панел. Това позволява проверка на контакта. Структурата от плексиглас обаче трудно може да се нарече напълно херметична, способна да осигури непрекъсната работа на панела за 20 години работа.

Монтаж на корпуса на соларния панел

Майсторският клас показва производството на слънчев панел от 36 поликристални слънчеви клетки с размери 81x150 mm. Въз основа на тези размери можете да изчислите размерите на бъдещата слънчева батерия. При изчисляване на размерите е важно да се направи малко разстояние между елементите, което да отчита промяната в размерите на основата под атмосферно влияние, тоест между елементите трябва да има 3-5 mm. Полученият размер на детайла трябва да бъде 835x690 mm с ширина на ъгъла 35 mm.

	Самоделният слънчев панел, изработен от алуминиев профил, е най-близък до фабрично изработения слънчев панел. Това осигурява висока степен на плътност и здравина на конструкцията.
	За производството се взема алуминиев ъгъл и се правят заготовки за рамка 835x690 mm. За да можете да закрепите хардуера, трябва да направите дупки в рамката.
	Силиконовият уплътнител се нанася два пъти от вътрешната страна на ъгъла.
	Уверете се, че няма празни места. Стегнатостта и издръжливостта на батерията зависи от качеството на нанасяне на уплътнителя.
	След това в рамката се поставя прозрачен лист от избрания материал: поликарбонат, плексиглас, плексиглас, антирефлексно стъкло. Важно е да оставите силикона да изсъхне на открито, в противен случай изпаренията ще създадат филм върху елементите.
	Стъклото трябва да бъде внимателно притиснато и фиксирано.
	За надеждно закрепване на защитното стъкло ще ви е необходим хардуер. Необходимо е да фиксирате 4 ъгъла на рамката и да поставите два хардуера по дългата страна на рамката и един хардуер по късата страна по периметъра.
	Хардуерът е фиксиран с винтове.

	Винтовете се затягат плътно с отвертка.
	Рамката на слънчевата батерия е готова. Преди да фиксирате слънчевите клетки, е необходимо да почистите стъклото от прах.

Избор и запояване на соларни клетки

В момента търгът на Ebay представя огромна гама от продукти за самостоятелно производство на слънчеви панели.

Комплектът слънчеви клетки включва комплект от 36 полисилициеви клетки, клетъчни проводници и шини, диоди на Шотке и запояваща киселинна пръчка

Тъй като слънчевата батерия „направи си сам“ е почти 4 пъти по-евтина от готовата, независимо производствое значително спестяване на разходи. Можете да закупите дефектни слънчеви клетки в eBay, но те не губят своята функционалност, така че цената на слънчевия панел може да бъде значително намалена, ако можете допълнително да пожертвате външния вид на батерията.

Повредените фотоклетки не губят своята функционалност

При първия опит е по-добре да закупите комплекти за производство на слънчеви панели; слънчеви клетки със запоени проводници се предлагат в търговската мрежа. Запояването на контакти е доста сложен процес, сложността се изостря от крехкостта на слънчевите клетки.

Ако сте закупили силициеви клетки без проводници, първо трябва да запоявате контактите.

	Ето как изглежда елемент от поликристален силиций без проводници.
	Проводниците се изрязват с помощта на картонена заготовка.
	Необходимо е внимателно да поставите проводника върху фотоклетката.
	Нанесете спояваща киселина и спойка на мястото на запояване. За удобство проводникът е фиксиран от едната страна с тежък предмет.
	В това положение внимателно запоете проводника към фотоклетката. По време на запояване не натискайте кристала, защото е много крехък.

Запояването на елементи е доста трудна работа. Ако не можете да получите нормална връзка, тогава трябва да повторите работата. Според стандартите сребърното покритие на проводника трябва да издържи 3 цикъла на запояване при допустими термични условия, на практика се натъквате на факта, че покритието е унищожено. Разрушаването на сребърното покритие възниква поради използването на поялници с нерегулирана мощност (65 W), това може да се избегне чрез намаляване на мощността, както следва - трябва да включите патрона с крушка от 100 W последователно с поялника. Номиналната мощност на нерегулируем поялник е твърде висока за запояване на силициеви контакти.

Дори ако продавачите на проводници твърдят, че има спойка върху конектора, по-добре е да го приложите допълнително. По време на запояване се опитайте да боравите внимателно с елементите, с минимални усилия те се спукат; не подреждайте елементите в пакет, тежестта на долните елементи може да се спука.

Сглобяване и запояване на соларна батерия

Първоначално самостоятелно сглобяванеслънчева батерия, по-добре е да използвате субстрат за маркиране, който ще ви помогне да позиционирате елементите равномерно на определено разстояние един от друг (5 mm).

Маркиращ субстрат за соларни клетки

Основата е изработена от шперплат с маркировка на ъглите. След запояване към всеки елемент от обратната страна се залепва парче монтажна лента, достатъчно е задният панел да се притисне към лепилната лента и всички елементи се прехвърлят.

Монтажна лента, използвана за монтаж, на гърба на соларната клетка

При този тип закрепване самите елементи не са допълнително уплътнени, те могат свободно да се разширяват под въздействието на температурата, това няма да повреди слънчевата батерия и да счупи контактите и елементите. Само свързващите части на конструкцията могат да бъдат запечатани. Този тип монтаж е по-подходящ за прототипи, но трудно може да гарантира дългосрочна работа в полеви условия.

Планът за последователно сглобяване на батерията изглежда така:

	Подреждаме елементите върху стъклената повърхност. Между елементите трябва да има разстояние, което предполага свободна промяна на размера, без да се нарушава конструкцията. Елементите трябва да бъдат притиснати с тежести.
	Запояваме според електрическата схема по-долу. "Плюс" токопроводи са разположени на предната страна на елементите, "минус" - на обратната страна. Преди запояване трябва да приложите флюс и спойка, след което внимателно да запоите сребърните контакти.
	Всички слънчеви клетки са свързани по този принцип.
	Контактите на екстремните елементи се извеждат към шината, съответно към "плюс" и "минус". Шината използва по-широк сребрист проводник, който се предлага в комплекта соларни клетки. Също така препоръчваме да изведете „средната“ точка, с нейна помощ се поставят два допълнителни шунтиращи диода.
	Терминалът също е монтиран от външната страна на рамката.
	Ето как изглежда схемата на свързване на елементи без изведена средна точка.
	Ето как изглежда клемната лента с изтеглена „средна“ точка. „Средната“ точка ви позволява да поставите шунт диод на всяка половина на батерията, което ще предотврати разреждането на батерията, когато осветлението намалее или едната половина е затъмнена.
	Снимката показва шунт диод на "положителния" изход, той издържа на разреждането на батериите през батерията през нощта и на разреждането на други батерии по време на частично затъмнение. По-често диодите на Шотке се използват като шунтови диоди. Те дават по-малко загуби от общата мощност на електрическата верига. Като тоководещи проводници може да се използва акустичен кабел със силиконова изолация. За изолация можете да използвате тръби от капкомера. Всички проводници трябва да бъдат здраво фиксирани със силикон.
	Елементите могат да бъдат свързани последователно (вижте снимката), а не чрез обща шина, тогава 2-ри и 4-ти ред трябва да се завъртят на 1800 спрямо 1-ви ред.

Основните проблеми при сглобяването на слънчев панел са свързани с качеството на контактите за запояване, така че експертите предлагат да го тествате, преди да запечатате панела.

Тестване на панела преди пломбиране, мрежово напрежение 14 волта, пикова мощност 65 W

Тестването може да се извърши след запояване на всяка група елементи. Ако обърнете внимание на снимките в майсторския клас, тогава частта от масата под слънчевите елементи е изрязана. Това се прави умишлено, за да се определи производителността на електрическата мрежа след запояване на контактите.

Запечатване на соларни панели

Запечатването на слънчеви панели при самостоятелно производство е най-спорният въпрос сред експертите. От една страна, запечатването на панелите е необходимо за подобряване на издръжливостта, винаги се използва в промишленото производство. За запечатване чуждестранните експерти препоръчват използването на епоксидно съединение Sylgard 184, което дава прозрачна, полимеризирана, силно еластична повърхност. Цената на "Sylgard 184" в Ebay е около $40.

Уплътнител с висока степен на еластичност "Sylgard 184"

От друга страна, ако не искате да правите допълнителни разходи, е напълно възможно да използвате силиконов уплътнител. В този случай обаче не е необходимо елементите да се запълват напълно, за да се избегне евентуалната им повреда по време на работа. В този случай елементите могат да се закрепят към задния панел със силикон и да се уплътнят само ръбовете на конструкцията. Трудно е да се каже колко ефективно е такова запечатване, но не препоръчваме използването на непрепоръчителни хидроизолационни мастики, вероятността от счупване на контакти и елементи е много висока.

	Преди да започнете запечатването, е необходимо да приготвите смес от "Sylgard 184".
	Първо се изсипват фугите на елементите. Сместа трябва да стегне, за да закрепи елементите към стъклото.
	След закрепване на елементите се прави непрекъснат полимеризиращ слой еластичен уплътнител, който може да се разпредели с четка.
	Ето как изглежда повърхността след нанасяне на уплътнителя. Уплътняващият слой трябва да изсъхне. След пълно изсъхване можете да затворите слънчевия панел със задния панел.
	Ето как изглежда предната страна на домашен слънчев панел след запечатване.

Схема за захранване на къщата

Системите за захранване на къщи, използващи слънчеви панели, обикновено се наричат фотоволтаични системи, т.е. системи, които осигуряват генериране на енергия чрез фотоволтаичен ефект. За индивидуални жилищни сгради се разглеждат три фотоволтаични системи: автономна системазахранване, хибридна акумулаторно-мрежова фотоволтаична система, безакумулаторна фотоволтаична система, свързана към централната електрозахранваща система.

Всяка от системите има своето предназначение и предимства, но най-често в жилищните сгради се използват фотоволтаични системи с резервни батерии и връзка към централизирана електрическа мрежа. Електрическата мрежа се захранва от слънчеви панели, на тъмно от батерии, а когато са разредени от централната електрическа мрежа. В труднодостъпни райони, където няма централна мрежа, генераторите за течно гориво се използват като резервен източник на захранване.

По-икономична алтернатива на хибридна система за захранване от батерии и мрежа би била слънчева система без батерии, свързана към централна електрическа мрежа. Електричеството се доставя от слънчеви панели, а през нощта мрежата се захранва от централната мрежа. Такава мрежа е по-приложима за институции, тъй като в жилищните сгради по-голямата част от енергията се консумира вечер.

Схеми на три вида фотоволтаични системи

Нека разгледаме типична инсталация на фотоволтаична система с батерийна мрежа. Слънчевите панели действат като генератор на електричество, които са свързани чрез съединителна кутия. След това в мрежата е инсталиран слънчев контролер за зареждане, за да се избегнат къси съединения при пиково натоварване. Електричеството се акумулира в резервни батерии, а също така се доставя чрез инвертор на потребителите: осветление, домакински уреди, ел. печка и евентуално да се използва за подгряване на вода. За инсталиране на отоплителна система е по-ефективно да се използват слънчеви колектори, които принадлежат към алтернативната слънчева технология.

Хибридна батерийно-мрежова фотоволтаична система с променлив ток

Има два вида електрически мрежи, които се използват във фотоволтаичните системи: DC и AC. Използването на мрежа с променлив ток позволява поставяне на електрически потребители на разстояние над 10-15 m, както и осигуряване на условно неограничено натоварване на мрежата.

За частна жилищна сграда обикновено се използват следните компоненти на фотоволтаична система:

общата мощност на слънчевите панели трябва да бъде 1000 W, те ще осигурят производството на около 5 kWh;
батерии с общ капацитет 800 A / h при напрежение 12 V;
инверторът трябва да е с номинална мощност 3 kW с пиково натоварване до 6 kW, входно напрежение 24-48 V;
соларен разряден контролер 40-50 A при 24 V;
непрекъсваемо захранване за осигуряване на краткотраен заряд с ток до 150 A.

По този начин за фотоволтаична система за захранване ще ви трябват 15 панела с 36 елемента, чийто пример за монтаж е даден в майсторския клас. Всеки панел дава обща мощност от 65 вата. По-мощни ще бъдат слънчевите панели върху монокристали. Например слънчев панел от 40 монокристала има пикова мощност от 160 W, но такива панели са чувствителни към облачно и облачно време. В този случай слънчевите панели, базирани на поликристални модули, са оптимални за използване в северната част на Русия.

Органичният живот, толкова популярна идея през последните години, включва хармонична "връзка" на човека с околната среда. Препъникамъкът на всеки екологичен подход е използването на минерали за енергия.

Емисиите на токсични вещества и въглероден диоксид в атмосферата, отделени при изгарянето на изкопаеми горива, постепенно убиват планетата. Следователно концепцията за „зелена енергия“, която не уврежда околната среда, е основната основа за много нови енергийни технологии. Една от тези области за получаване на екологична енергия е технологията за преобразуване на слънчевата светлина в електрически ток. Да, точно така, ще говорим за слънчеви панели и възможността за инсталиране на автономни системи за захранване в селска къща.

В момента електроцентралите в промишлен мащаб, базирани на слънчеви панели, използвани за пълно енергийно и топлинно захранване на вила, струват най-малко 15-20 хиляди долара с гарантиран експлоатационен живот от около 25 години. Цената на всяка хелиева система по отношение на съотношението на гарантирания експлоатационен живот към средните годишни разходи за поддръжка на селска къща е доста висока: първо, днес средната цена на слънчевата енергия е съизмерима с покупката на енергийни ресурси от централната енергия мрежи, и второ, необходими са еднократни капиталови инвестиции за инсталиране на системата.

Избор на соларни клетки за соларен панел

Отгоре: Монокристални модули без запоени контакти. Отдолу: Поликристални модули със запоени контакти

Соларни клетки Evergreen Solar Cells с контакти в комплект от 300 бр.

Име	Характеристики	Цена, $
Соларни клетки Everbright (EBay) без контакти	поликристален, комплект - 36 бр., 81x150 mm, 1.75 W (0.5 V), 3A, КПД (%) - 13 в комплект с диоди и киселина за запояване в молив	$46.00 $8,95 доставка
Слънчеви клетки (нови в САЩ)	монокристален, 156x156 mm, 81x150 mm, 4W (0.5 V), 8A, ефективност (%) - 16.7-17.9	$7.50
	монокристален, 153x138 mm, U студ ход - 21.6V, I къс. депутат - 94 mA, P - 1.53W, ефективност (%) - 13	$15.50
Слънчеви клетки върху фибростъкло	поликристален, 116x116 mm, U студ ход - 7.2V, I къс. депутат - 275 mA., P - 1.5W, ефективност (%) - 10	$14.50
		$87.12 $9,25 доставка
Соларни клетки (EBay) без контакти	поликристални, к-т - 72 бр., 81x150 mm 1.8W	$56.11 $9,25 доставка
Соларни клетки (EBay) с контакти	монокристален, комплект - 40 бр., 152х152 мм	$87.25 $14,99 доставка

Разработване на проект за хелиева енергийна система

Индустриалните слънчеви системи често са оборудвани със сензори, които осигуряват въртеливото движение на слънчевия панел по посока на движението на слънчевите лъчи, както и огледала, концентриращи слънчевата светлина. В отделните системи такива елементи значително усложняват и оскъпяват системата и следователно не се използват. Може да се използва най-простата механична система за контрол на ъгъла на наклона. През зимата слънчевите панели трябва да се монтират почти вертикално, това също предпазва панела от сняг и заледяване на конструкцията.

Схема за изчисляване на ъгъла на наклона на слънчевия панел в зависимост от времето на годината

Слънчевите панели са монтирани от слънчевата страна на сградата, за да осигурят максимално количество слънчева енергия, налична през светлата част на деня. В зависимост от географското местоположение и нивото на слънцестоенето се изчислява ъгълът на батерията, който е най-подходящ за вашето местоположение.

Избор на оптимален статичен ъгъл на наклон за покривна соларна система от монокристален тип

За производството на слънчеви панели можете да избирате различни материали според специфичното тегло и други характеристики. При избора на строителни материали е необходимо да се вземе предвид максимално допустимата температура на нагряване на слънчевата клетка, тъй като температурата на соларния модул, работещ на пълен капацитет, не трябва да надвишава 250C. Когато пиковата температура бъде превишена, соларният модул драстично губи способността си да преобразува слънчевата светлина в електрически ток. Готовите слънчеви системи за индивидуално ползване по правило не изискват охлаждане на слънчевите клетки. Производството „направи си сам“ може да включва охлаждане на слънчевата система или контролиране на ъгъла на соларния панел, за да се осигури функционалната температура на модула, както и избор на подходящ прозрачен материал, който абсорбира инфрачервеното лъчение.

Изчисленията показват, че средно в ясен слънчев ден от 1 m слънчев панел може да се получи не повече от 120 W мощност. Такава мощност дори няма да осигури работата на компютъра. 10 m система дава повече от 1 kW енергия и може да осигури електричество на основните домакински уреди: лампи, телевизор, компютър. За семейство от 3-4 души са необходими около 200-300 kW на месец, така че слънчева система, монтирана от южната страна с размер 20 m, може напълно да задоволи енергийните нужди на семейството.

Ако вземем предвид средните статистически данни за електрозахранването на отделна жилищна сграда, тогава: дневната консумация на енергия е 3 kWh, слънчевата радиация от пролетта до есента - 4 kWh / m на ден, пиковата консумация на енергия - 3 kW (при измиване машина, хладилник, ютия и електрическа кана са включени). За да се оптимизира потреблението на енергия за осветление в дома, е важно да се използват нискоенергийни AC лампи – LED и луминесцентни.

Изработка на рамка от слънчева батерия

Комплект рамка от соларно стъкло, започваща от $33

Материал	Индекс на пречупване	Пропускливост на светлина, %	Специфично тегло g / cm3	Размер на листа, мм	Дебелина, мм	Цена, rub./m 2
Въздух	1,0002926	—	—	—	—	—
Стъклена чаша	1,43-2,17	92-99	3,168	—	—	—
плексиглас	1,51	92-93	1,19	3040x2040	3	960.00
Поликарбонат	1,59	до 92	0,198	3050 x 2050	2	600.00
Плексиглас	1,491	92	1,19	2050x1500	11	640.00
минерално стъкло	1,52-1,9	98	1,40	—	—	—

Схема на поглъщане на UV и IR радиация от различни стъкла.
а) нормално стъкло, б) инфрачервено стъкло, в) дуплекс с топлопоглъщащо и нормално стъкло.

Соларен панел в корпус от плексиглас

Монтаж на корпуса на соларния панел

	Самоделният слънчев панел, изработен от алуминиев профил, е най-близък до фабрично изработения слънчев панел. Това осигурява висока степен на плътност и здравина на конструкцията.
	За производството се взема алуминиев ъгъл и се правят заготовки за рамка 835x690 mm. За да можете да закрепите хардуера, трябва да направите дупки в рамката.
	Силиконовият уплътнител се нанася два пъти от вътрешната страна на ъгъла.
	Уверете се, че няма празни места. Стегнатостта и издръжливостта на батерията зависи от качеството на нанасяне на уплътнителя.
	След това в рамката се поставя прозрачен лист от избрания материал: поликарбонат, плексиглас, плексиглас, антирефлексно стъкло. Важно е да оставите силикона да изсъхне на открито, в противен случай изпаренията ще създадат филм върху елементите.
	Стъклото трябва да бъде внимателно притиснато и фиксирано.
	За надеждно закрепване на защитното стъкло ще ви е необходим хардуер. Необходимо е да фиксирате 4 ъгъла на рамката и да поставите два хардуера по дългата страна на рамката и един хардуер по късата страна по периметъра.
	Хардуерът е фиксиран с винтове.

	Винтовете се затягат плътно с отвертка.
	Рамката на слънчевата батерия е готова. Преди да фиксирате слънчевите клетки, е необходимо да почистите стъклото от прах.

Избор и запояване на соларни клетки

В момента търгът на Ebay представя огромна гама от продукти за самостоятелно производство на слънчеви панели.

Тъй като слънчевата батерия „направи си сам“ е почти 4 пъти по-евтина от готовата, самостоятелното производство е значително спестяване на разходи. Можете да закупите дефектни слънчеви клетки в eBay, но те не губят своята функционалност, така че цената на слънчевия панел може да бъде значително намалена, ако можете допълнително да пожертвате външния вид на батерията.

Повредените фотоклетки не губят своята функционалност

Ако сте закупили силициеви клетки без проводници, първо трябва да запоявате контактите.

	Ето как изглежда елемент от поликристален силиций без проводници.
	Проводниците се изрязват с помощта на картонена заготовка.
	Необходимо е внимателно да поставите проводника върху фотоклетката.
	Нанесете спояваща киселина и спойка на мястото на запояване. За удобство проводникът е фиксиран от едната страна с тежък предмет.
	В това положение внимателно запоете проводника към фотоклетката. По време на запояване не натискайте кристала, защото е много крехък.

Сглобяване и запояване на соларна батерия

Когато сглобявате слънчева батерия за първи път, по-добре е да използвате субстрат за маркиране, който ще ви помогне да позиционирате елементите равномерно на определено разстояние един от друг (5 mm).

Маркиращ субстрат за соларни клетки

Монтажна лента, използвана за монтаж, на гърба на соларната клетка

Планът за последователно сглобяване на батерията изглежда така:

	Подреждаме елементите върху стъклената повърхност. Между елементите трябва да има разстояние, което предполага свободна промяна на размера, без да се нарушава конструкцията. Елементите трябва да бъдат притиснати с тежести.
	Запояваме според електрическата схема по-долу. "Плюс" токопроводи са разположени на предната страна на елементите, "минус" - на обратната страна. Преди запояване трябва да приложите флюс и спойка, след което внимателно да запоите сребърните контакти.
	Всички слънчеви клетки са свързани по този принцип.
	Контактите на екстремните елементи се извеждат към шината, съответно към "плюс" и "минус". Шината използва по-широк сребрист проводник, който се предлага в комплекта соларни клетки. Също така препоръчваме да изведете „средната“ точка, с нейна помощ се поставят два допълнителни шунтиращи диода.
	Терминалът също е монтиран от външната страна на рамката.
	Ето как изглежда схемата на свързване на елементи без изведена средна точка.
	Ето как изглежда клемната лента с изтеглена „средна“ точка. „Средната“ точка ви позволява да поставите шунт диод на всяка половина на батерията, което ще предотврати разреждането на батерията, когато осветлението намалее или едната половина е затъмнена.
	Снимката показва шунт диод на "положителния" изход, той издържа на разреждането на батериите през батерията през нощта и на разреждането на други батерии по време на частично затъмнение. По-често диодите на Шотке се използват като шунтови диоди. Те дават по-малко загуби от общата мощност на електрическата верига. Като тоководещи проводници може да се използва акустичен кабел със силиконова изолация. За изолация можете да използвате тръби от капкомера. Всички проводници трябва да бъдат здраво фиксирани със силикон.
	Елементите могат да бъдат свързани последователно (вижте снимката), а не чрез обща шина, тогава 2-ри и 4-ти ред трябва да се завъртят на 1800 спрямо 1-ви ред.

Тестване на панела преди пломбиране, мрежово напрежение 14 волта, пикова мощност 65 W

Запечатване на соларни панели

Уплътнител с висока степен на еластичност "Sylgard 184"

	Преди да започнете запечатването, е необходимо да приготвите смес от "Sylgard 184".
	Първо се изсипват фугите на елементите. Сместа трябва да стегне, за да закрепи елементите към стъклото.
	След закрепване на елементите се прави непрекъснат полимеризиращ слой еластичен уплътнител, който може да се разпредели с четка.
	Ето как изглежда повърхността след нанасяне на уплътнителя. Уплътняващият слой трябва да изсъхне. След пълно изсъхване можете да затворите слънчевия панел със задния панел.
	Ето как изглежда предната страна на домашен слънчев панел след запечатване.

Схема за захранване на къщата

Системите за захранване на къщи, използващи слънчеви панели, обикновено се наричат фотоволтаични системи, т.е. системи, които осигуряват генериране на енергия чрез фотоволтаичен ефект. Разглеждат се три фотоволтаични системи за индивидуални жилищни сгради: автономна система за електрозахранване, хибридна фотоволтаична система с батерии и мрежа, фотоволтаична система без батерии, свързана към централна електрозахранваща система.

Схеми на три вида фотоволтаични системи

Нека разгледаме типична инсталация на фотоволтаична система с батерийна мрежа. Слънчевите панели действат като генератор на електричество, които са свързани чрез съединителна кутия. След това в мрежата е инсталиран слънчев контролер за зареждане, за да се избегнат къси съединения при пиково натоварване. Електричеството се съхранява в резервни батерии, а също така се доставя чрез инвертор на потребителите: осветление, домакински уреди, електрическа печка и евентуално се използва за загряване на вода. За инсталиране на отоплителна система е по-ефективно да се използват слънчеви колектори, които принадлежат към алтернативната слънчева технология.

Хибридна батерийно-мрежова фотоволтаична система с променлив ток

За частна жилищна сграда обикновено се използват следните компоненти на фотоволтаична система:

общата мощност на слънчевите панели трябва да бъде 1000 W, те ще осигурят производството на около 5 kWh;
батерии с общ капацитет 800 A / h при напрежение 12 V;
инверторът трябва да е с номинална мощност 3 kW с пиково натоварване до 6 kW, входно напрежение 24-48 V;
соларен разряден контролер 40-50 A при 24 V;
непрекъсваемо захранване за осигуряване на краткотраен заряд с ток до 150 A.

са фотоволтаични преобразуватели (соларни модули), които преобразуват енергията на слънчевата светлина в електричество. За да използвате домакински уреди за сметка на слънчева батерия в къщата, трябва да има много такива модули.

Енергията, генерирана от един модул, не е достатъчна за задоволяване на енергийните нужди. Фотоволтаичните преобразуватели са свързани помежду си с една последователна верига.

Части, които изграждат слънчева батерия:

соларни модуликомбинирани в рамки.В една рамка се комбинират от единици до няколко десетки фотоволтаични клетки. За да осигурите електричество на цялата къща, ще ви трябват няколко панела с елементи.
. Той служи за акумулиране на получената енергия, която след това може да се използва през нощта.
Контролер. Той следи зареждането и разреждането на батерията.
. Преобразува постоянен ток, получен от соларни модули, в променлив ток.

Соларен модул (или фотоволтаична клетка)базиран на принцип p-nпреход, и по своята структура е много подобен на транзистор. Ако отрежете шапката на транзистора и насочите слънчевите лъчи към повърхността, тогава свързаното към него устройство може да определи слаб електрически ток. Соларният модул работи на същия принцип, само преходната повърхност на соларната клетка е много по-голяма.

Подобно на много видове транзистори, слънчевите клетки са направени от кристален силиций.

Според технологията на производство и материалите модулите биват три вида:

Монокристален. Изработени под формата на цилиндрични силиконови слитъци. Предимствата на елементите са висока производителност, компактност и най-дълъг експлоатационен живот.
Тънък филм. Слоевете на фотоелектрическия преобразувател са нанесени върху тънък субстрат. Ефективността на тънкослойните модули е относително ниска (7-13%).
Поликристален. Разтопеният силиций се излива в квадратна форма, след което охладеният материал се нарязва на квадратни плочи. Външно те се различават от монокристалните модули по това, че краищата на ъглите на поликристалните плочи не са отрязани.

Батерия.Оловно-киселинните батерии се използват най-широко в слънчевите панели. Стандартната батерия има напрежение от 12 волта; за да се получи по-високо напрежение, те събират батерийни пакети. Така че можете да сглобите блок с напрежение 24 и 48 волта.

Слънчев контролер за зареждане.Контролерът на заряда действа като регулатор на напрежението в кола. По принцип 12 волта дават напрежение от 15 до 20 волта и без контролер могат да се повредят от претоварване. Когато батерията е заредена на 100%, контролерът изключва модулите и предпазва батерията от кипене.

инвертор.Соларните модули генерират постоянен ток, а използването на домакински уреди и уреди изисква променлив токи напрежение 220 волта. Инверторите са предназначени за преобразуване на постоянен ток в променлив ток.

Избор на компоненти за производство

За да намалите разходите за слънчева станция, трябва да се опитате да я сглобите сами. За да направите това, ще трябва да закупите необходимите компоненти, някои елементи могат да бъдат направени сами.

Ще бъде възможно самостоятелно събиране на:

рамки с фотоелектрически преобразуватели;
контролер за зареждане;
инвертор на напрежение;

Повечето високи разходище бъде свързано с придобиването на самите соларни клетки. Частите могат да бъдат поръчани от Китай или от eBay, тази опция ще струва по-малко.

Разумно е да купувате обслужвани преобразуватели с повреди и дефекти - те просто са отхвърлени от производителя, но са доста изправни. Не могат да се купуват артикули различни размерии мощност - максималният ток на слънчевата батерия ще бъде ограничен от тока на най-малкия елемент.

За да направите рамка със слънчеви клетки ще ви трябва:

алуминиев профил;
соларни клетки (обикновено 36 броя за една рамка);
спойка и флюс;
пробивна машина;
крепежни елементи;
силиконов уплътнител;
медна шина;
лист от прозрачен материал (плексиглас, поликарбонат, плексиглас);
лист шперплат или текстолит (плексиглас);
диоди на Шотки;

Има смисъл да сглобите инвертора сами само с ниска консумация на енергия. Простият контролер за зареждане не е толкова скъп, така че няма смисъл да губите време за направата на устройството.

Направи си сам технология за производство

За да сглобите слънчеви панели ще ви трябва:

Проектиране на рамка (калъф).
Запоете всички слънчеви клетки в паралелна верига.
Фиксирайте слънчевите клетки към рамката.
Направи корпуса херметичен - директно попадение валежина фотоволтаични клетки не се допуска.
Поставете батерията на място с най-голямо количество слънчева светлина.

За да отговори на енергийните нужди на частна къща, един слънчев панел (рамка) няма да бъде достатъчен. Въз основа на практиката, от един квадратен метърслънчевият панел може да получи 120 W мощност. За нормално енергоснабдяване на жилищна сграда ще са необходими около 20 квадратни метра. м. площ от слънчеви клетки.

Най-често батериите се поставят на покрива на къщата от слънчевата страна.

Сглобяване на корпуса

Тялото може да се сглоби от шперплат листи шини, или от алуминиеви ъгли и лист и плексиглас (текстолит).Необходимо е да се реши колко елемента ще бъдат поставени в рамката. Трябва да се има предвид, че между елементите е необходима празнина от 3-5 mm и размерът на рамката се изчислява, като се вземат предвид тези разстояния. Разстоянието е необходимо, така че по време на термично разширение плочите да не се допират една до друга.

Сглобяване на конструкцията от алуминиев профил и плексиглас:

правоъгълна рамка е направена от алуминиев ъгъл;
В ъглите на алуминиевия корпус се пробиват отвори за крепежни елементи;
силиконовият уплътнител се нанася от вътрешната страна на профила на тялото по целия периметър;
лист от плексиглас (текстолит) е монтиран в рамката и плътно притиснат към рамката;
в ъглите на кутията с помощта на винтове са поставени фиксиращи ъгли, които надеждно фиксират листа от прозрачен материал в кутията;
уплътнителят се оставя да изсъхне напълно;

Всичко, тялото е готово. Преди да поставите слънчевите клетки в корпуса, е необходимо повърхността да се избърше старателно от мръсотия и прах.

Свързване на фотоклетка

При работа с фотоелектронни елементи трябва да се помни, че те са много крехки и изискват внимателно боравене. Преди да свържете плочите в последователна верига, те първо се избърсват внимателно, но нежно - плочите трябва да са идеално чисти.

Ако фотоклетките са закупени вече със запоени проводници, това опростява процеса на свързване на модулите. Но преди сглобяването в този случай е необходимо да се провери качеството на готовото запояване и ако има нередности, да се отстранят.

На фотоволтаичните плочи има контакти от двете страни - това са контакти с различна полярност. Ако проводниците (автобусите) все още не са запоени, първо трябва да ги запоите към контактите на плочите и след това да свържете фотоволтаичните клетки един към друг.

За да запоите шини към фотоволтаични модули, трябва:

Измерете желаната дължина на гумата и я нарежете на парчета точно количестволенти.
Избършете контактите на плочите със спирт.
Нанесете тънък слой флюс върху контакта по цялата дължина на контакта от едната страна.
Прикрепете гумата точно по дължината на контакта и бавно прокарайте нагрят поялник по цялата повърхност на запояване.
Обърнете плочата и повторете всички операции по запояване от другата страна.

Не можете да натиснете силно поялника към плочата, елементът може да се спука. Също така е необходимо да се провери качеството на запояване - не трябва да има неравности от предната страна на фотоклетките. Ако неравностите и грапавостта останат, трябва внимателно да преминете отново с поялника по контактния шев. Необходимо е да използвате поялник с ниска мощност.

Какво трябва да се направи, за да се свържат правилно и точно фотоволтаичните клетки:

Ако няма опит в сглобяването на елементи, се препоръчва да се използва повърхност за маркиране, върху която трябва да се поставят елементи (лист от шперплат).
Подредете слънчевите панели стриктно според маркировката. Когато маркирате, не забравяйте да оставите разстояние от 5 мм между елементите.
Когато запоявате контактите на плочите, не забравяйте да наблюдавате полярността. Фотоклетките трябва да са правилно свързани последователно, в противен случай батерията няма да работи правилно.

Механичен монтаж на панели:

В случая направете маркировки за плочите.
Поставете слънчевите клетки в корпуса, като ги поставите върху плексигласа. В рамката фиксирайте със силиконово лепило на отбелязаните места. Не нанасяйте много лепило, само малка капка в центъра на чинията. Натиснете внимателно, за да не повредите плочите.По-добре е да преместите плочите заедно в кутията, ще бъде неудобно за една.
Свържете всички проводници по краищата на плочите с общи шини.

Преди да запечатате панела, трябва да тествате качеството на запояването.Конструкцията внимателно се изнася по-близо до слънчевата светлина и се измерва напрежението на общите гуми. Трябва да е в рамките на очакваните стойности.

Алтернативно, запечатването може да се извърши по следния начин:

Нанесете капчици силиконов уплътнител между плочитеи по ръбовете на кутията леко натиснете с пръсти ръбовете на фотоклетките към плексигласа. Необходимо е елементите да лежат възможно най-близо до прозрачната основа.
Поставете малка тежест върху всички краища на елементите, да речем, глави от автомобилен комплект инструменти.
Оставете уплътнителя да изсъхне добре., плочите ще бъдат надеждно фиксирани през това време.
След това внимателно смажете всички фуги между плочите и ръбовете на рамката.Тоест, трябва да смажете всичко в кутията, с изключение на самите плочи. Попадането на уплътнител върху ръбовете на задната страна на плочите е допустимо.

Окончателно сглобяване на соларния панел

Инсталирайте конектора отстрани на кутията,конектор за свързване с Шотки.
Затворете от външната страна на чинията защитен екран от прозрачен материал. В случая плексиглас. Дизайнът трябва да е херметичен и да предотвратява проникването на влага в него.
Предната страна (плексиглас) е желателно да се обработва, например, лак (лак PLASTIK-71).

За какво е диод на Шотки? Ако светлината пада само върху част от слънчевия панел, а другата част е затъмнена, елементите могат да се повредят.

Диодите помагат да се избегне структурна повреда в такива случаи. В този случай мощността се губи с 25%, но диодите не могат да бъдат изоставени - те шунтират тока, токът заобикаля фотоклетките. За да се сведе до минимум спадът на напрежението, е необходимо да се използват полупроводници с ниско съпротивление, като диоди на Шотки.

Предимства и недостатъци на слънчевата батерия

Слънчевите панели имат както предимства, така и недостатъци. Ако имаше само един плюс от използването на фотоелектрически преобразуватели, целият свят отдавна щеше да премине към този тип производство на електроенергия.

Предимства:

Автономност на захранването, няма зависимост от прекъсване на захранването в централизираната електрическа мрежа.
Без абонаментна таксаза използване на електроенергия.

недостатъци:

Висока ценаоборудване и елементи.
Зависимост от слънчева светлина.
Възможност за повреда на елементислънчева батерия поради неблагоприятни климатични условия (градушка, буря, ураган).

В какви случаи е препоръчително да се използва инсталацията на фотоволтаични клетки:

Ако обектът (къща или вила) се намира на голямо разстояние от електропровода. Може да е селска вила в провинцията.
Когато обектът е разположен в южната слънчева зона.
При комбиниране различни видовеенергия. Например отопление на частна къща с отопление на пещи слънчева енергия. Цената на слънчева станция с ниска мощност няма да бъде толкова висока и в този случай може да бъде икономически оправдана.

Инсталация

Необходимо е батерията да се монтира на място с максимална слънчева светлина. Панелите могат да се монтират на покрива на къщата, на твърда или въртяща се скоба.

Предната част на соларния панел трябва да е обърната на юг или югозапад под ъгъл от 40 до 60 градуса. По време на монтажа трябва да се вземат предвид външните фактори. Панелите не трябва да бъдат препречвани от дървета и други предмети, върху тях не трябва да попада мръсотия.

По-добре е да купувате фотоклетки с малки дефекти.Те също са работещи, но имат не толкова красива външен вид. Новите елементи са много скъпи, сглобяването на слънчева батерия няма да бъде икономически оправдано. Ако няма особено бързане, по-добре е да поръчате чинии на eBay, ще струва още по-малко. С пратката и Китай трябва да сте по-внимателни - има голяма вероятност да получите дефектни части.
Фотоклетките трябва да се купуват с малък марж, има голяма вероятност от разрушаването им по време на монтажа, особено ако няма опит в сглобяването на такива конструкции.
Ако елементите все още не са използвани, трябва да ги скриете на сигурно място, за да избегнете счупване на чупливи части. Не можете да подреждате чиниите в големи купчини - те могат да се спукат.
При първото сглобяване трябва да се направи шаблон, който ще маркира местоположението на плочите преди монтажа. Това улеснява измерването на разстоянието между елементите преди запояване.
Запояването е необходимо с поялник с ниска мощност, и в никакъв случай не прилагайте сила при запояване.
По-удобно е да използвате алуминиеви ъгли за сглобяване на кутията, дървена конструкцияпо-малко надеждни. Като лист на гърба на елементите е по-добре да използвате плексиглас или друг подобен материал и е по-надежден от боядисания шперплат и изглежда естетически приятен.
Фотоволтаичните панели трябва да бъдат разположени на места, където слънчевата светлина ще бъде максимална.през целия ден.

Схема за захранване на къщата

Серийната захранваща верига на частна слънчева къща е както следва:

Многопанелен соларен масив, които се намират на наклона на покрива на къщата, или на скобата. В зависимост от консумацията на енергия може да има до 20 панела или повече. Батерията генерира постоянен ток от 12 волта.
Контролер за зареждане. Устройството предпазва батериите от преждевременно разреждане, а също така ограничава напрежението в DC веригата. Така контролерът предпазва батериите от претоварване.
инвертор на напрежение. Преобразува постоянен ток в променлив, като по този начин позволява консумацията на електричество от домакинските уреди.
Батерии. За частни къщи и вили се монтират няколко батерии, които ги свързват последователно. Те служат за съхраняване на енергия. Енергията на батериите се използва през нощта, когато слънчевите клетки не произвеждат ток.
електромер.

Доста често в частни домове системата за захранване се допълва от резервен генератор.

Като цяло не е толкова трудно да сглобите слънчева батерия със собствените си ръце. Необходими са само определени средства, търпение и точност.