A napelemek olyan energiaforrás, amely felhasználható villamos energia vagy hő előállítására egy alacsony emeletes épületben. Itt csak a napelemek magas költségekkel járnak, és nem elérhetőek országunk többségének. Egyetértesz?
Másik dolog, ha a napelemet saját kezűleg gyártják - a költségek jelentősen csökkennek, és egy ilyen kialakítás nem rosszabb, mint egy ipari panel. Ezért, ha komolyan gondolkodik egy alternatív villamosenergia-forrás beszerzéséről, próbálja meg magának csinálni - ez nem túl nehéz.
A cikk a napelemek gyártására összpontosít. Megmondjuk Önnek, milyen anyagok és eszközök szükségesek ehhez. És egy kicsit az alábbiakban lépésről lépésre talál utasításokat, illusztrációkkal, amelyek egyértelműen bemutatják a munka előrehaladását.
Röviden az eszközről és a munkáról
A nap energiája hővé alakulhat, ha az energiaforrás hőátadó folyadék, vagy az elemekben összegyűjtött elektromos energiává. Az akkumulátor egy generátor, amely a fotoelektromos hatás elvén működik.
A napenergia villamos energiává történő átalakulása a napfénynek való kitettség után következik be, amelyek az akkumulátor fő részét képezik.
Ebben az esetben a fénykvantumok „felszabadítják” elektronukat a szélsőséges pályáktól. Ezek a szabad elektronok olyan elektromos áramot adnak, amely áthalad a vezérlőn és felhalmozódik az akkumulátorban, és onnan az energiafogyasztók felé jut.
Képgaléria
Fotó a
Szilícium ostya napelemes szerelvény
A pozitív áramlási út kialakulása
Negatív áramvonalak létrehozása hátulról
Vezető és blokkoló dióda csatlakoztatása
A szilícium elemek fotocellaként működnek. A szilícium ostyát egyik oldalán egy nagyon vékony foszfor- vagy bórréteggel bevonják - passzív kémiai elemmel.
Ezen a helyen, napfény hatására, nagyszámú elektron szabadul fel, amelyeket a foszforréteg tart és nem repül egymástól.
A lemez felületén fém "sínek" vannak, amelyeken a szabad elektronok egyenesen állnak, és rendezett mozgást képeznek, azaz elektromosság.
Minél több ilyen szilícium-ostya-napelem van, annál nagyobb az áram. Olvassa el az alábbiakban a napelem elem működésének elvét.
A lemez-fotocellák felső rétegét olyan réteg borítja, amely nem engedi visszaverni a napfényt a lemezekből, növelve azok hatékonyságát
Anyagok napelemek készítéséhez
A napelem telepítésének megkezdésekor a következő anyagokat kell felhalmoznia:
- szilikát lemezek-fotocellák;
- forgácslap lemezek, alumínium sarkok és lemezek;
- merev habgumi, vastagsága 1,5-2,5 cm;
- egy átlátszó elem, amely alapként szolgál a szilícium ostya számára;
- csavarok, csavarok;
- szilikon tömítőanyag kültéri használatra;
- elektromos vezetékek, diódák, csatlakozók.
A szükséges anyagmennyiség az akkumulátor méretétől függ, amelyet általában a rendelkezésre álló fotocellák száma korlátoz. A szükséges szerszámok közül: csavarhúzó vagy csavarhúzókészlet, fém- és fafűrész, pákahegy. A kész akkumulátor teszteléséhez teszter-amper mérőre van szüksége.
Most fontolja meg részletesebben a legfontosabb anyagokat.
Szilícium ostya vagy fotocella
Három típusú napelemek vannak az elemekhez:
- polikristályos;
- monokristályos;
- amorf.
A polikristályos ostyákat alacsony hatékonyság jellemzi.A jótékony hatás nagysága körülbelül 10–12%, de ez a mutató az idő múlásával nem csökken. A polikristályok időtartama 10 év.
A napelem akkumulátorokból vannak összeállítva, amelyek fotovoltaikus konverterekből állnak. A kemény szilícium fotoelemekkel ellátott akkumulátorok egyfajta szendvics, egymás után elrendezett rétegekkel, amelyek alumínium profilba vannak rögzítve
A monokristályos fotocellák nagyobb hatékonysággal, 13-25% -kal bírnak, és hosszú élettartamuk több mint 25 év. Idővel azonban az egyes kristályok hatékonysága csökken.
Az egykristályos átalakítókat mesterségesen megnövelt kristályok fűrészelésével állítják elő, ami magyarázza a legnagyobb fényvezető képességet és termelékenységet.
A filmfény-konvertert úgy állítják elő, hogy vékony rétegű amorf szilíciumot alkalmaznak egy rugalmas polimer felületre
A rugalmas amorf szilícium elemek a legfejlettebbek. A fotoelektromos átalakítót porlasztják vagy lerakják egy polimer alapra. A hatékonyság 5-6% körüli, de a filmrendszerek rendkívül kényelmesek a telepítésre.
Az amorf fotokonverterekkel rendelkező filmrendszerek viszonylag nemrégiben jelentek meg. Ez egy rendkívül egyszerű és rendkívül olcsó forma, de gyorsabb, mint a versenytársak, amelyek elveszítik a fogyasztói tulajdonságokat.
Nem megfelelő a különböző méretű fotocellák használata. Ebben az esetben az elemek által generált maximális áramot a legkisebb elem árama korlátozza. Ezért a nagyobb lemezek nem fognak teljes kapacitással működni.
Fotocellák vásárlásakor kérdezze meg az eladót a szállítási módról, a legtöbb eladó a viaszos módszert használja a törékeny elemek megsemmisítésének megakadályozására
Leggyakrabban a saját készítésű akkumulátorokhoz 3x6 hüvelyk méretű monokristályos és polikristályos fotocellákat használnak, amelyeket olyan online boltokban lehet megrendelni, mint például az E-buy.
A napelemek költsége meglehetősen magas, de sok üzlet a B csoport úgynevezett elemeit árusítja. A csoporthoz rendelt termékek hibásak, de használatra alkalmasak, és költségük 40–60% -kal alacsonyabb, mint a szokásos lemezeknél.
A legtöbb online áruház napelemeket árusít, 36 vagy 72 fotovoltaikus konverziós lemezzel. Autobuszok szükségesek az egyes modulok csatlakoztatásához az akkumulátorhoz, terminálok szükségesek a rendszerhez való csatlakozáshoz.
Képgaléria
Fotó a
Polikristályos fotoelektromos lemez
Szilikon ostya elöl és hátul
Monokristályos fotoelektromos lemez
Egykristályos lemez hátoldala
Drótváz és átlátszó elem.
A leendő panel vázát fából készült lécekből vagy alumínium sarkokból lehet készíteni.
A második lehetőség több okból előnyösebb:
- Az alumínium könnyűfém, amely nem jelent súlyos terhelést a tartószerkezeten, amelyre az akkumulátort be kívánják szerelni.
- Korróziógátló kezelés során az alumínium nem érzékeny a rozsdára.
- Nem szívja fel a nedvességet a környezetből, nem rothad.
Átlátszó elem kiválasztásakor figyelembe kell venni az olyan paramétereket, mint a napfény törésmutatója és az infravörös sugárzás elnyelő képessége.
A fotocellák hatékonysága közvetlenül az első mutatótól függ: minél alacsonyabb a törésmutató, annál nagyobb a szilícium ostya hatékonysága.
A Plexiglass vagy annak olcsóbb változata, a Plexiglas rendelkezik a minimális fényvisszaverő képességgel. A polikarbonát törésmutatója kissé alacsonyabb.
A második indikátor értéke meghatározza, hogy a szilícium fotocellák felmelegednek-e vagy sem. Minél kevésbé melegítik a lemezeket, annál hosszabb ideig tartanak. Az infravörös sugárzást legjobban egy speciális hőelnyelő plexi üveg és üveg veszi fel. Kicsit rosszabb - hétköznapi üveg.
Ha lehetséges, akkor a legjobb megoldás az, ha átlátszó elemként tükröződésmentes átlátszó üveget használnak.
A költség és a fénytörés mutatói és az infravörös sugárzás abszorpciójának aránya szerint a plexiüveg a legjobb megoldás a napelemek gyártására
Rendszertervezés és hely kiválasztása
A szolárrendszer tervezése magában foglalja a szolárlemez kívánt méretének kiszámítását. Mint fentebb említettük, az akkumulátor méretét általában a drága fotocellák korlátozzák.
A szolár akkumulátort egy bizonyos szögbe kell telepíteni, amely biztosítja a maximális napsugárzásnak a szilikon ostyák kitettségét. A legjobb megoldás az elemek, amelyek megváltoztathatják a szöget.
A napelemek felszerelésének helye nagyon változatos lehet: a földön, a ház ferde vagy sík tetőjén, a műhelyiségek tetején.
Az egyetlen feltétel az, hogy az akkumulátort a telek vagy a ház napsütéses oldalára kell helyezni, nem magas árnyékú fákkal árnyékolva. Ebben az esetben az optimális dőlésszöget a képlettel vagy egy speciális számológéppel kell kiszámítani.
A dőlésszög a ház helyétől, az évszaktól és az éghajlattól függ. Kívánatos, hogy az akkumulátor meg tudja változtatni a dőlésszöget a napmagasság szezonális változásait követően, mert akkor a leghatékonyabban működnek, amikor a napfény szigorúan merőlegesen esik a felületre.
A FÁK országainak európai részén a helyhez kötött dőlésszög ajánlott 50–60 º. Ha a kialakítás olyan eszközt biztosít, amely megváltoztatja a dőlési szöget, akkor télen jobb az elemeket 70 ° -ra tenni a horizonton, nyáron pedig 30 ° -on.
A számítások azt mutatják, hogy a Naprendszer 1 négyzetméterének köszönhetően 120 watt érhető el. Ezért számításokkal megállapítható, hogy ahhoz, hogy egy átlagos család havonta 300 kW energiát biztosítson, legalább 20 négyzetméteres napenergia-rendszerre van szükség.
Az ilyen szolárrendszer azonnali telepítése problematikus lesz. De még egy 5 méteres akkumulátor telepítése elősegíti az energiamegtakarítást és szerényen hozzájárul a bolygónk ökológiájához. Azt is javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a szükséges számú napelemek kiszámításának elvével.
A napelem használható tartalék energiaforrásként, gyakran a központi tápellátás kikapcsolásával. Az automatikus váltáshoz szünetmentes tápegységet kell biztosítani.
Egy ilyen rendszer azért kényelmes, mert ha hagyományos áramforrást használ, akkor a szolárrendszer akkumulátora egyszerre töltődik. A szolár akkumulátort kiszolgáló berendezés a házban található, ezért ehhez külön helyiséget kell biztosítani.
Ha az elemeket a ház lejtős tetőjére helyezi, ne felejtse el a panel dőlésszögét, ideális, ha az akkumulátor rendelkezik olyan eszközzel, amely a dőlésszög szezonális változtatására szolgál
A napelem telepítése lépésenként
Ha kiválasztja a napelemet, és a napenergia rendszer karbantartására szolgáló berendezést, valamint az összes szükséges anyagot és szerszámot, megkezdi az akkumulátor beszerelését.
A telepítés során be kell tartani a biztonsági óvintézkedéseket, különösen amikor a kész panelt a ház tetejére telepíti. Vegyük fontolóra egy lépésről lépésre történő algoritmust a napelem készítéséhez.
1. lépés - szilícium ostya érintkezőinek forrasztása
A házi készítésű napelem telepítése gyakran a fotocellás vezetők forrasztásával kezdődik. Természetesen, ha lehetősége van rá, akkor a legjobb, ha azonnal napelemeket vásárol huzalokkal, pl A forrasztás nagyon nehéz és fáradságos munka, amely sok időt vesz igénybe.
A forrasztás az alábbiak szerint történik:
- Vezetünk egy vezeték nélküli szilikon fotocellát és egy fém szalagvezetőt.
- A vezetékeket egy kartondarab segítségével vágják le, hosszuk kétszerese a szilikon ostya méretének.
- A vezető szépen le van helyezve a lemezre. Egy elemen - két vezeték.
- A forrasztás elvégzésének helyén savval kell felvinni a forrasztópáka kezeléséhez.
- Forrasztás forrasztópáka segítségével, a vezetőt óvatosan csatlakoztatva a lemezhez.
Forrasztás közben ne nyomja meg a szilikát elemet nagyon törékeny és összeomlik! Ha szerencséje van és megvásárolta a fotoelemeket kész kontaktusokkal, akkor megmentheti magát a hosszú és nehéz munkától, és azonnal elkezdi a jövőbeli akkumulátor keretének gyártását.
A hibás B csoportba tartozó fotocellák érintkezőinek forrasztása ugyanabba az irányba történik, ugyanúgy, mint a teljes lemezekhez
2. lépés - a napelem keretének elkészítése
A keret az a hely, ahol a fotocellákat telepíteni kell. A keret gyártásához alumínium sarkokat és léceket vesznek, amelyekből a keretek össze vannak hajtva. Az ajánlott sarokméret 70-90 mm.
A szilikon tömítőanyagot felvisszük a fém sarkok belső oldalára. A lezáró sarkokat óvatosan kell elvégezni, ettől függ a teljes szerkezet tartóssága.
Miután az alumínium keret készen áll, folytassa a hátsó tok gyártásával. A hátsó tok egy fából készült doboz, forgácslapból, alacsony oldalaival.
A magas oldalak árnyékot hoznak a fotocellákra, tehát magasságuk nem haladhatja meg a 2 cm-t. Az oldalakat öncsavarozó csavarokkal és egy csavarhúzóval csavarják be.
Képgaléria
Fotó a
Napelemes akkumulátor készítése
Szellőzőnyílások a ház oldalán
Szilícium ostya tartó
Házszigetelés a házrészek számára
A doboz alján a szellőzőnyílások forgácslemezből készülnek. A lyukak közötti távolság kb. 10 cm. Átlátszó elem van beépítve az alumínium keretbe (plexi üveg, fényvisszaverő üveg, plexi üveg).
Az átlátszó elemet sajtolják és rögzítik, rögzítését hardver használatával hajtják végre: 4 sarokban, 2 pedig a keret hosszú oldalán és 1 rövid oldalán. Hardver rögzítse csavarokkal.
A napelemes keret készen áll és folytathatja a legkritikusabb részt - a napelemek telepítését. A beszerelés előtt meg kell tisztítani a plexiüveget a portól, és alkoholtartalmú folyadékkal zsírtalanítani.
3. lépés - szilikon ostya fotocellák felszerelése
A szilikon ostyák beszerelése és forrasztása a saját napelem elkészítésének a legigényesebb része. Először a fotocellákat a plexi üvegre helyezzük el, kék lemezzel lefelé.
Ha az akkumulátort első alkalommal szereli be, akkor a jelöléshez az aljzatot használhatja, hogy pontosan kis (3-5 mm) távolságra helyezze a lemezeket egymástól.
- A fotocellákat az alábbi kapcsolási rajz szerint forrasztjuk: „+” sávok a lemez elülső oldalán, a „-” - hátulján helyezkednek el. Forrasztás előtt óvatosan alkalmazzon fluxust és forrasztást az érintkezők összekapcsolásához.
- Az összes fotocellát sorrendben forrasztjuk fentről lefelé. A sorokat ezután össze kell kötni.
- Megközelítés a fotocellák ragasztásához. Ehhez vigyen fel kis mennyiségű tömítőanyagot az egyes szilikon ostya közepére.
- A kapott láncokat a fotocellákkal felfelé (ahol a kék lemezek vannak) felfelé fordítjuk, és a lemezeket a korábban alkalmazott jelölések szerint helyezzük el. Óvatosan nyomja meg az egyes lemezeket, hogy rögzítse a helyére.
- A szélsőséges fotocellák érintkezői a buszon jelennek meg, illetve „+” és „-“. A gumiabroncshoz szélesebb ezüst vezető ajánlott.
- A napelem akkumulátort blokkoló diódával kell felszerelni, amely csatlakozik az érintkezőkhöz és megakadályozza, hogy éjjel az elemek kiürüljenek a szerkezeten.
- A keret alján lyukakat fúrunk a vezetékek külső kifelé történő kimenetéhez.
A vezetékeket a kerethez kell rögzíteni, hogy ne függesszenek el. Ezt megteheti szilikon tömítőanyaggal.
Képgaléria
Fotó a
Szilícium ostya előkészítése forrasztáshoz
Viaszmentes akkumulátorcellák szárítása
Rajzolja a lemezek körvonalait az aljzatra
A fotovoltaikus elemek forrasztásának folyamata
Szilícium ostya csatlakoztatása a napelemhez
Szilícium ostya kötés
A készülék réz áramvezető gyűjtősínei
Az akkumulátor teljesítményének ellenőrzése
4. lépés - az elem tesztelése a lezárás előtt
A napelemet a lezárás előtt meg kell vizsgálni, hogy kiküszöbölhető legyen a forrasztás során gyakran előforduló működési zavarok. A legjobb a tesztelés az egyes elemek sorának forrasztása után - sokkal könnyebb észlelni, ahol az érintkezők rosszul vannak csatlakoztatva.
A teszteléshez rendszeres háztartási amperóra van szüksége. A méréseket napsütéses napon kell elvégezni 13–14 órakor, a napot nem szabad elrejteni a felhők által.
Kiveszük az akkumulátort az utcára, és a korábban kiszámított dőlésszögnek megfelelően telepítjük. Csatlakozunk az ampermérőt az akkumulátor érintkezőihez és megmérjük a rövidzárlati áramot.
A tesztelés célja az, hogy az elektromos áram működési erőének 0,5-1,0 A-mal alacsonyabbnak kell lennie, mint a rövidzárlati áramnak. A készülék leolvasott értékének 4,5 A-nál magasabbnak kell lennie, ami jelzi a szolár akkumulátor hatékonyságát.
Ha a teszter kevesebb leolvasást ad, akkor valahol valószínűleg megszakad a fotocellák csatlakoztatásának sorrendje.
Általában a B csoport fotoelemeiből készített házi napelemek 5-10 A értékkel rendelkeznek, ami 10-20% -kal alacsonyabb, mint az ipari napelemeké.
Képgaléria
Fotó a
9. lépés: Miután ellenőrizte a hordozón lezárt akkumulátor alkatrészek működőképességét, azokat a házba helyezik
10. lépés: A burkolat belsejében levő aljzatok négy csavarra vannak rögzítve. Az akkumulátor alkatrészeit összekötő vezetéket a szellőzőnyílásokon vezetik át.
11. lépés: Schottky diódát sorosan csatlakoztatunk a gyártott akkumulátor mindkét feléhez. Mínusz kapcsolódik a rendszer pluszához
12. lépés: Fúrunk egy lyukat a vezetékek kivezetésére a házból. A huzalokat csomóval rögzítik, hogy ne lógjanak ki, és tömítőanyaggal rögzítik
13. lépés: A tömítőanyag felhordása után meg kell szüntetni egy technológiai szünetet, amelyet felszabadítanak a készítmény polimerizációjához
14. lépés: Két pólusú csatlakozót kell csatlakoztatni a napelemből eltávolított vezetékhez. A hozzá tartozó aljzat az eszköz akkumulátorára van felszerelve, amely feltölti az akkumulátort
15. lépés: Az eszköz mindkét részének összeszerelése és a tápvezeték külső oldalra juttatása után az akkumulátort egy előkészített képernyővel lezárják
16. lépés: A szolárberendezés csatlakozásainak lezárása előtt ismét ellenőrizzék a működést, hogy időben kiküszöböljék az eltávolított érintkezőket, ha észlelésük észlelhető.
Helyezze be az akkumulátor mindkét részét egy előkészített tokba
A napelem aljának felszerelése a házba
Schottky blokkoló dióda telepítése
Következtetés a házról az eszköz vezetékeinek külső oldalára
Tömítőanyagok edzése
2-tűs csatlakozó csatlakoztatása vezetékhez
A fényáteresztő képernyő telepítése az eszközre
A teljesítmény ellenőrzése a lezárás előtt
5. lépés - a házba helyezett fotocellák lezárása
A lezárás csak az akkumulátor működésének ellenőrzésével végezhető el. A tömítéshez a legjobb epoxi-vegyületet használni, de mivel az anyagfogyasztás nagy lesz, és költsége megközelítőleg 40-45 dollár. Ha egy kicsit drága, akkor ugyanazt a szilikon tömítőanyagot is használhatja.
Szilikon tömítőanyag használatával előnyben részesítse azt, amely a csomagoláson azt jelzi, hogy alkalmas a nulla alatti hőmérsékleten történő felhasználásra
Kétféle módon lehet lezárni:
- teljes töltés, ha a paneleket tömítőanyaggal töltik fel
- a tömítőanyagot felvisszük a fotocellák közötti helyre és a legkülső elemekre.
Az első esetben a tömítés megbízhatóbb lesz. Öntés után a tömítőanyagnak meg kell állnia. Ezután a plexi üveget felteszik a tetejére, és szorosan összepréselik a szilikonnal bevont lemezekhez.
A fotocellák hátsó felülete és a forgácslap keret közötti párnázás és a kiegészítő védelem biztosítása érdekében sok kézműves azt tanácsolja, hogy 1,5-2,5 cm széles merev habgumi betétet szereljenek be.
Erre nincs szükség, de kívánatos, mivel a szilícium ostya meglehetősen törékeny és könnyen sérülékeny.
A plexi üveg beszerelése után a szerkezetet terhelésnek vetik alá, amelynek hatására a légbuborékok kiszorulnak. A napelem készen áll, és ismételt tesztelés után egy előre kiválasztott helyre felszerelhető és csatlakoztatható otthoni napenergia-rendszeréhez.
A kínai online áruházban megrendelt fotocellák áttekintése:
Videó utasítások napelem gyártásához:
A napelem telepítése saját kezűleg nem könnyű feladat. Ezen akkumulátorok többségének hatékonysága 10-20% -kal alacsonyabb, mint az ipari panelek hatékonysága. A napelem elem tervezésénél a legfontosabb dolog a napelemek helyes kiválasztása és telepítése.
Ne próbálja meg azonnal létrehozni egy hatalmas területpanelt. Próbáljon meg először egy kis eszközt készíteni, hogy megértse ennek a folyamatnak minden árnyalatait.
Van gyakorlati ismerete a napelemek készítésében? Kérjük, ossza meg tapasztalatait webhelyünk látogatóival - írjon megjegyzéseket az alábbi blokkba. Itt kérdéseket tehet fel a cikk témájával kapcsolatban.