Instrumenti

Solarni paneli “uradi sam”

Jedan od najpraktičnijih izvora alternativne energije je solarna baterija. Sposoban je pohranjivati ​​i pretvarati svjetlost u električnu energiju čak i u oblačnim uvjetima. Međutim, njegov trošak ne dopušta domaćem potrošaču prelazak na neovisno napajanje. Rješenje je domaća solarna baterija.

Sadržaj:

Uređaj na solarnu ćeliju

Što se tiče solarne baterije, vrlo je prikladna, izraz “sve genijalno” je jednostavan. Uređaj se sastoji od dva elementa:

  • blokovi pretvarača;
  • kućište baterije.

Sve ostalo su kontakti, mikroveze i dodatni gadgeti koji su potrebni samo za povećanje funkcionalnosti solarne baterije..

Blok pretvarača je silikonska pločica koja se proizvodi monokristalnom ili polikristalnom metodom. Prva je opcija učinkovitija, druga je jeftinija.

Kućište baterije obično je izrađeno od plastike. Ovo je obična ploča na koju su pričvršćeni blokovi sonde..

Shema ožičenja solarne baterije

Ispravno spajanje pretvaračkih blokova glavno je jamstvo uspješnog rada solarne baterije. Paralelnom vezom struja povećava, serijskom vezom napon. Kako bi oba parametra bila maksimalna, upotrijebite paralelnu serijsku vezu..

Diode, po jedna za svaku četvrtinu fotoćelije, štite od pregrijavanja i izgaranja kontakata pod preopterećenjima. Ako nema dioda, pretvarač će otkazati nakon prve kiše.

Budući da napon i struja na solarnoj bateriji ne odgovaraju parametrima kućanskih aparata, potrebno je akumulirati i preraspodijeliti električnu energiju. Za to su spojene dvije baterije. Prvi je kumulativan, drugi je rezervni.

Prisutnost dvije baterije objašnjava se činjenicom da je punjenje dovoljno brzo po lijepom sunčanom vremenu, pa je potrebno višak energije negdje staviti. Proces se prati posebnim regulatorom izrađenim po principu reostata. Kad se postigne 80-90% napunjenosti glavne baterije, regulator prebacuje napajanje na dodatnu.

Važno: načelo rada opisano je površno, jer zapravo nije važno stvoriti domaću solarnu bateriju.

Princip solarne ćelije: kako funkcionira

Blokovi pretvarača ili fotoćelije su silikonske pločice. Silicij ili silicij je morski pijesak, bolje rečeno, ova tvar po kemijskom sastavu najviše odgovara čistom siliciju. Pijesak ima istu atomsku rešetku kao dijamant. Krhkost materijala povezana je s većom udaljenošću između atoma. Ta je sličnost omogućila značajno smanjenje troškova tehnologije proizvodnje solarnih panela i lansiranje na transportnu traku..

U svom čistom obliku silicij je poluvodič pa se kristalizira. Polikristali su lakši za proizvodnju, ali imaju znatno više lica, zbog čega se elektroni ne mogu kretati ravnom linijom. Monokristal osigurava pravocrtno translacijsko kretanje čestica. Osim toga, električna vodljivost povećava se dodavanjem atoma arsena ili fosfora u kristalnu rešetku..

Još jedno zanimljivo svojstvo silicija je da je nevidljivo infracrvenom zračenju. Dakle, solarne ćelije apsorbiraju samo korisni dio solarnog spektra..

Transformacija svjetlosti odvija se prema sljedećem principu:

  • solarna energija pogađa silicijske pločice;
  • zagrijavaju i oslobađaju elektrone;
  • elektroni se počinju aktivno kretati s ploča duž vodiča;
  • vodiči pune bateriju.

Dizajn solarnih ćelija

Prelaskom s teorije na praksu prije svega potrebno je izvršiti proračune i odrediti broj pretvaračkih blokova. Da biste to učinili, morate odrediti snagu sunčeve svjetlosti. Na ulazu u atmosferu to je oko 1300 W / m², ali u blizini zemlje, osobito po oblačnom vremenu, rijetko prelazi 200 W / m², dok treba shvatiti da je oko 40% spektra beskorisno infracrveno zračenje, tj stvarna snaga iznosi samo 120 W / m². Po sunčanom vremenu, kada je sunce u zenitu, snaga raste do 500-600 W / m2, ali ne vrijedi polagati na tako visoke stope, pa ćemo računati na minimum.

Intenzivno sunčevo zračenje tijekom cijele godine u prosjeku iznosi 9 sati. Stoga solarna baterija površine 1 m² proizvodi 120 * 9 = 1 kW električne energije dnevno. U ovom slučaju potrebno je uzeti u obzir i učinkovitost, maksimalna je 25%. Tako se oko 0,3 kW električne energije može dobiti iz solarne baterije površine 1 m² dnevno. Ako je vrijeme sunčano, tada oko 0,6 kW.

Zatim morate izračunati količinu energije koja se troši dnevno. Da biste to učinili, podijelite prethodna očitanja brojila s 30. ako je prošlog mjeseca potrošeno 300 kW, tada će dnevna potrošnja iznositi 10 kW dnevno. Za potpuno snabdijevanje takve kuće električnom energijom bit će potrebno približno 20 m² solarnih panela..

Važno: za visokokvalitetno i neprekidno napajanje trebat će vam skupe solarne baterije. Ova se okolnost ne objašnjava samo velikim kapacitetom, već i stabilnošću elektrolita na način konstantnog naboja-pražnjenja..

Proizvodnja solarnih ćelija

Postupak samostalne montaže ne zahtijeva posebne vještine i svodi se na sljedeće jednostavne upute:

1. Napravite podlogu za fotoćelije.

2. Pripremite osnovu za nepovoljne čimbenike okoliša.

3. Pričvrstite blokove pretvarača.

4. Spojite blokove žicama.

5. Zaštitite fotoćelije ugradnjom staklenog poklopca.

6. Spojite izlaz na bateriju.

Svaku od točaka potrebno je detaljnije obraditi kako kasnije ne bi došlo do pogrešaka. Na primjer, za podlogu se koristi tvrda plastika ili drvo. Ostali materijali iz sigurnosnih razloga strogo nisu dopušteni. Plastika se lakše obrađuje, ali brzo gubi svojstva od visokih temperatura. Modifikacije otporne na toplinu obično su skuplje od drveta.

Drvena podloga izrađena je od obične šperploče debljine najmanje 4 mm. Izrezana je podloga čije dimenzije ovise o broju i veličini fotoćelija. Zaštitni štitnik ili strana postavljeni su uz rub baze. Ista strana trebala bi biti oko oboda svake fotoćelije. Bolje je ako je izrađen od letvica ili masivnog drveta.

U rezultirajućim kvadratima morate izbušiti rupe za kontakte. Ovisno o veličini fotoćelija, njihov je broj 4, 6 ili 8. Za bušenje je bolje upotrijebiti bušilicu od 6 ili 8 mm kako bi rupa bila dovoljno velika i kontakti ne dolaze u dodir s drvom . U idealnom slučaju, poželjno je svaku rupu obraditi tekućom gumom ili bitumenom. Time će se ukloniti mogućnost požara..

Zatim se obradak mora tretirati zaštitnim antisepticima, premazati temeljnim premazom i obojiti. Boja bi, kao što možete pretpostaviti, trebala biti bijela kako ne bi rasipala solarnu energiju. Osim toga, bolje je ne koristiti akrilne boje jer su podložne propadanju pod utjecajem izravne sunčeve svjetlosti..

Blokovi sonde su ili pričvršćeni na ljepilo, ali u tom slučaju njihova ponovna uporaba neće biti moguća ili su umetnuti u posebne zasune. Ako je veličina solarne baterije mala, do 1 m², dopušteno je učvršćivanje fotoćelija bez dodatnog pričvršćivanja..

Sljedeći korak je povezivanje svih kontakata. To se može učiniti paralelno ili uzastopno. Budući da mješovita shema pretpostavlja prisutnost dodatne skupe opreme i prilično neizravno utječe na stvarnu učinkovitost. Za spajanje kontakata potrebno vam je lemilica i visokokvalitetno lemljenje, bolje je ako je srebrno.

Savjet: rad sa solarnim panelima mnogo je prikladniji s plinskim lemilicama jer pružaju veću mobilnost.

Kad je konstrukcija spremna, mora se zaštititi od vlage i nečistoća. Za to je prikladan pleksiglas otporan na udarce. Ugradnja solarnih panela pretpostavlja minimalno sudjelovanje u procesu pretvaranja i akumuliranja električne energije, stoga ne biste trebali štedjeti na zaštitnoj kutiji. Način učvršćivanja – molekularno ljepilo.

Savjet: bolje je kupiti takvo ljepilo u uskoprofilnim, specijaliziranim prodavaonicama, jer je gotovo nemoguće pronaći pravo molekularno ljepilo u građevinskim hipermarketima, a još više na tržištu.

Baterija ima dva pola, važno je spojiti fotoćelije kako bi polaritet bio isti. U suprotnom će solarna baterija izgorjeti bateriju..

Druga temeljna točka povezivanja solarnih panela je napon. Izlazni napon mora biti 30-40% veći od napona baterije, inače proces punjenja neće raditi. Ta je okolnost glavni nedostatak bilo koje solarne baterije. Jedino rješenje problema je ugradnja transformatora koji će izjednačiti napon iz baterije prema mreži. Istodobno, ne zaboravite da će se izgubiti oko 30% električne energije..

Sustav solarnih ćelija

Opisana uputa vrijedi za jednu solarnu bateriju, no bit će potrebno nekoliko takvih proizvoda za opskrbu kuće električnom energijom. Da biste utvrdili kako međusobno povezati pojedinačne solarne ploče, najprije morate odrediti redoslijed njihova rada. Postoje dvije mogućnosti:

  • nekoliko baterija niskog kapaciteta koje opskrbljuju struju transformatorom;
  • jedna snažna baterija.

Shema spajanja solarnih panela iz nekoliko baterija također ima svoje varijacije:

  • svaka pojedinačna baterija napaja određeni uređaj;
  • sve baterije prenose električnu energiju do transformatora koji opskrbljuje električnom energijom kuću.

Poželjna je prva opcija jer vam omogućuje smanjenje opterećenja jedne baterije. Za provedbu takve sheme, solarna baterija i uređaj spojeni su izravno na izvor napajanja. Prilikom korištenja transformatora potrebno je stvoriti stacionarno električno ožičenje. Ova je opcija relevantnija za snažne baterije..

Primjena u praksi

S obzirom na to da cijena novih fotoćelija počinje od 900 rubalja. komad, a za sastavljanje jedne baterije potrebno vam je najmanje 30, postaje očito da je alternativna energija vrlo skupo zadovoljstvo. Definitivan izlaz bit će kupnja rabljenih solarnih ćelija. To će smanjiti troškove barem za pola..

Za proizvodnju baterije površine 1 m², pomoću standardnih fotoćelija, potrebno je 60 komada. silikonske oblatne. Trošak jedne baterije je 60 * 900 = 54.000 rubalja. Oni. za potpuni prijelaz na neovisno napajanje morat ćete uložiti više od milijun rubalja.

Zbog tako visoke cijene, solarni paneli se koriste samo kao pomoćno napajanje. Najčešća rasvjeta je na solarni pogon. I za to postoji savršeno logično objašnjenje..

Kada koristite štedljive svjetiljke za 20 ili 40 V, dovoljno je sastaviti malu bateriju, čija će cijena, zajedno s baterijom i dodatnim materijalima, biti oko 30 000 rubalja. Ova baterija je više nego dovoljna za osvjetljenje ne samo unutar kuće, već i vani. Umjesto standardnih prekidača, ugrađeni su prekidači koji reagiraju na svjetlo i automatski uključuju svjetlo kada se intenzitet sunčeve svjetlosti smanji. Bolje je instalirati standardne prekidače ili zatamnjivače u kuću..