Diagrama panoului solar DIY. Asamblarea unei centrale solare: de la asamblarea panourilor până la conectarea circuitelor electrice. Părți care alcătuiesc o celulă solară

O baterie solară este un dispozitiv care vă permite să generați energie electrică folosind fotocelule speciale. Ajută la reducerea semnificativă a costurilor cu energia electrică și la obținerea unei surse inepuizabile de energie electrică. O astfel de instalație nu poate fi achiziționată doar de la formă terminată, dar și fă-o singur. Un panou solar pentru o casă în sectorul privat va deveni solutie ideala, ceea ce va ajuta la evitarea întreruperilor frecvente de curent.

Informații generale

Înainte de a face o baterie solară acasă, trebuie să studiați în detaliu structura, principiul de funcționare, avantajele și dezavantajele acesteia. Având aceste informații, puteți selecta corect componentele necesare care vor funcționa mult timp și vor fi benefice.

Proiectare și principiu de funcționare

Proiectele de toate tipurile funcționează prin conversia energiei emise de o stea din apropiere în energie electrică. Acest lucru se întâmplă datorită fotocelulelor speciale care sunt combinate într-o matrice și formează design general. Elementele semiconductoare din siliciu sunt folosite ca convertoare de energie.

Principiul de funcționare al panoului solar:

1. Lumina care vine de la Soare lovește fotocelulele.
2. Elimina electronii liberi de pe ultimele orbite ale tuturor atomilor de siliciu.
3. Din aceasta cauza apare număr mare electroni liberi care încep să se miște rapid și haotic între electrozi.
4. Consecința acestui proces este generarea de curent continuu.
5. Acesta este apoi convertit rapid în variabil și trimis către dispozitivul receptor.
6. Distribuie energia electrica primita in toata casa.

Avantaje și dezavantaje

Panourile solare DIY au o serie de avantaje față de modelele din fabrică și alte surse de energie. Datorită acestui fapt, dispozitivele câștigă rapid popularitate și sunt folosite în toată lumea.

Printre aspecte pozitive panouri solare trebuie evidențiate următoarele:

În ciuda numeroaselor avantaje, panourile solare au și dezavantaje. Ele trebuie luate în considerare înainte de a începe fabricarea structurii și instalarea acesteia.

Dezavantajele includ următoarele:

Pentru ca structura finită să-și îndeplinească eficient funcțiile și să ofere oamenilor o cantitate suficientă de energie electrică, este necesar să o fabricați corect. Pentru a face acest lucru, trebuie să țineți cont de mulți factori și să alegeți numai materiale de înaltă calitate.

Cerințe de bază

Înainte de a face o baterie solară cu propriile mâini, trebuie să finalizați o serie de măsuri pregătitoare și să studiați cu atenție toate cerințele pentru dispozitiv. Acest lucru va ajuta la obținerea unei instalări funcționale și la simplificarea procesului de instalare.

Pentru a vă asigura că panoul solar funcționează la potențialul maxim, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

Materiale și unelte

Fotocelulele sunt considerate cele mai importante părți ale dispozitivului. Producătorii oferă clienților doar 2 soiuri: monocristalin (eficiență până la 13%) și siliciu policristalin (eficiență până la 9%).

Prima opțiune este potrivită numai pentru lucrul pe vreme însorită, iar a doua - în orice vreme. Alţii elemente importante structurile sunt conductoare. Sunt folosite pentru a conecta fotocelule între ele.

Pentru realizarea unui panou Veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente:

Procedură

Pentru a face panouri solare cu propriile mâini acasă, trebuie să urmați succesiunea acțiunilor. Numai în acest caz se pot evita greșelile și se obține rezultatul dorit.

Procesul de fabricare a panoului este simplu și constă din următorii pași:

1. Se ia un set de celule solare poli- sau monocristaline și piesele sunt asamblate într-o structură comună. Numărul acestora este determinat în funcție de cerințele proprietarilor casei.
2. Contururile formate din conductori lipiți cu staniu sunt aplicate fotocelulelor. Această operație se realizează pe o suprafață plană din sticlă folosind un fier de lipit.
3. Conform unui circuit electric pre-preparat, toate celulele sunt conectate între ele. În acest caz, este necesar să conectați diode de șunt. Opțiune ideală Pentru bateria solară, se vor folosi diode Schottky pentru a preveni descărcarea panoului pe timp de noapte.
4. Structura celulară se mută la spatiu deschisși testat pentru funcționalitate. Dacă nu există probleme, puteți începe asamblarea cadrului.
5. În aceste scopuri, se folosesc colțuri speciale din aluminiu, care sunt atașate de elementele caroseriei folosind feronerie.
6. Un strat subțire este aplicat pe părțile interne ale șipcilor și distribuit uniform. etanșant siliconic.
7. O foaie de plexiglas sau policarbonat este plasată deasupra acesteia și presată strâns pe conturul cadrului.
8. Structura este lăsată câteva ore pentru ca sigilantul siliconic să se usuce complet.
9. Odată ce acest proces este finalizat, foaie transparentă atașat suplimentar de corp folosind hardware.
10. Fotocelulele selectate cu conductori sunt plasate de-a lungul întregii părți interioare a suprafeței rezultate. În acest caz, este important să lăsați o distanță mică (aproximativ 5 milimetri) între celulele adiacente. Pentru a simplifica această procedură, puteți aplica în avans marcajele necesare.
11. Celulele instalate sunt fixate în siguranță de cadru folosind silicon de montaj, iar panoul este complet etanșat. Toate acestea vor ajuta la creșterea duratei de viață a bateriei solare.
12. Produsul este lăsat să se usuce amestecul aplicat și capătă aspectul final.

Produse din materiale vechi

O baterie solară poate fi asamblată nu numai din materiale scumpe, ci și din materiale improvizate. Designul finit, deși va fi mai puțin eficient, vă va permite să economisiți puțin energie electrică.

Acesta este unul dintre cele mai simple și opțiunile disponibile realizarea unui panou solar de casă. Dispozitivul va fi bazat pe diode de joasă tensiune, care sunt realizate într-o carcasă de sticlă.

Bateria este realizată urmând următoarea secvență de acțiuni:

Folie de cupru

Dacă aveți nevoie să obțineți o cantitate mică de energie electrică, puteți face o baterie solară din folie obișnuită.

Structura finită va avea putere redusă, deci poate fi folosit doar pentru a reîncărca dispozitive mici.

Instrucțiuni pas cu pas:

Cutii de bere

Această metodă simplă de a face o baterie nu necesită mari dimensiuni costuri financiare. Cu ajutorul acestuia, puteți obține o cantitate mică de energie electrică, ceea ce va reduce ușor costurile.

Procedură:

Un panou solar autofabricat este un dispozitiv minunat care poate reduce costurile cu energia. Dacă este fabricat corect și sunt respectate toate recomandările, puteți realiza un produs de înaltă calitate, care va funcționa mulți ani.

Continuăm subiectul nostru despre construcția unei centrale solare la domiciliu. CU Informații generale Puteți afla despre principiile de calcul a panourilor solare, precum și pentru sistemele de alimentare autonome, citind articolele noastre anterioare. Astăzi vom vorbi despre caracteristicile panourilor solare auto-fabricate, secvența de conectare a convertoarelor electrice și dispozitive de protectie, care ar trebui să fie inclus în kitul centralei solare.

Fabricarea modulelor fotovoltaice

Un modul fotovoltaic standard (panou) este format din trei elemente principale.

1. Corpul panoului.
2. Cadru.
3. Celule fotovoltaice.

Cel mai simplu element de design al unui modul solar este carcasa acestuia. De regulă, partea frontală este o foaie obișnuită de sticlă, ale cărei dimensiuni corespund numărului de celule solare.

Adoronkin Utilizator FORUMHOUSE

Sticla pe care am folosit-o a fost geam obișnuit – 3 mm (cea mai ieftină). Am efectuat un test: sticla degradează ușor performanța modulului, așa că nu văd prea mult rost să folosesc sticlă călită sau acoperită.

Geamul pentru ferestre este adesea folosit pentru a face carcase de protecție pentru panouri solare. Dacă te îndoiești de rezistența acestui material, atunci poți folosi sticlă călită sau obișnuită, dar mai groasă (5...6 mm). În acest caz, nu există nicio îndoială că elementele fotovoltaice vor fi protejate în mod fiabil de dezastrele naturale distructive (de grindina, de exemplu).

Partea din spate a carcasei poate fi realizată din material rezistent la umiditate, care o va proteja de praful și umezeala care pătrunde pe celulele solare. Aceasta poate fi tablă metalică, atașată ermetic de cadru cu nituri și silicon, sau, din nou, sticlă obișnuită.

În același timp, prezența peretele din spate pe corpul unui panou solar de casă, unii meșteri nu îl primesc deloc.

Adoronkin

Spatele bateriei este deschis (pentru o răcire mai bună), dar acoperit cu lac acrilic amestecat cu un etanșant transparent.

Avand in vedere ca atunci cand panourile se incalzesc puterea lor scade semnificativ, o astfel de solutie pare justificata. La urma urmei, asigură răcirea eficientă a elementelor semiconductoare și, în același timp, etanșarea de înaltă calitate a celulelor solare. Toate împreună sunt garantate pentru a prelungi durata de viață a panourilor solare.

Cadru

Ramele pentru panouri solare de casă sunt cel mai adesea realizate din unghiuri standard din aluminiu. Este mai bine să utilizați aluminiu acoperit - anodizat sau vopsit. Dacă ești tentat să faci un cadru din lemn sau plastic, fii pregătit pentru faptul că, după câțiva ani, produsul se poate usca sau chiar se poate destrăma sub influența factorilor climatici (cu excepția plasticului pentru ferestre).

BOB691774 Utilizator FORUMHOUSE

Cumpăr de unde sunt făcute ferestrele. Preț - 80 de ruble. pe metru Profilul este complet gata de lucru, trebuie doar să-l tăiați la 45° și, sub căldură, să lipiți colțurile.

Să luăm în considerare cea mai simplă opțiune de panou: un panou cu un cadru de aluminiu.

Părțile cadrului din aluminiu se fixează cu ușurință împreună cu șuruburi sau șuruburi autofiletante.

Ulterior, colțul de aluminiu poate fi efort deosebit lipiți corpul de sticlă. Tot ce aveți nevoie pentru aceasta este un etanșant siliconic obișnuit.

Adoronkin

Am luat sigilant siliconic - universal. 1 tub este suficient. Este mai bine să luați un etanșant transparent. Siguranța chimică a materialului de etanșare în raport cu celulele fotovoltaice a fost confirmată de funcționarea anuală a bateriei.

Rezultatul va fi o cutie de mică adâncime cu un fund de sticlă, de care ulterior vor fi lipite celule fotovoltaice.

Când se determină dimensiunea carcasei și cadrului, ar trebui să se țină cont de necesitatea unui spațiu între celulele fotovoltaice adiacente, care este egal cu 2...5 mm.

Lipirea celulelor solare

Cea mai critică etapă în asamblarea modulelor solare este lipirea celulelor fotovoltaice. Celulele solare sunt realizate din material foarte fragil, deci necesită o manipulare adecvată. Acei oameni care s-au ocupat deja de ele vor comanda de acum înainte, la achiziționarea de celule solare, celule cu o anumită rezervă de cantitate (10 - 15%). De exemplu, pentru a face un panou proiectat pentru 36 de elemente, aceștia achiziționează 39 - 42 de celule.

Barele colectoare subțiri pentru lipirea celulelor solare, barele colectoare mai groase (cu ajutorul cărora rândurile adiacente de panouri sunt combinate între ele) și celulele solare sunt cel mai bine achiziționate de la același vânzător. Acest lucru economisește timp în căutarea elementelor potrivite și oferă anumite garanții privind compatibilitatea acestora.

Lipirea elementelor în cazul conexiunii lor în serie se realizează conform următoarei scheme.

Contactul negativ (față) al celulei solare este lipit de contactul pozitiv (spate) al celulei următoare și așa mai departe.

Așa arată panoul finit.

Pentru lucru veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:

• Fier de lipit puternic 40-60 W (cel putin).
• Fluxul (markerul de flux) trebuie să fie neutru (altfel contactele lipite se vor oxida rapid).
• Anvelope de diferite lățimi.
• Mănuși de cauciuc - pentru a evita murdăria celulelor solare (în special partea frontală a acestora).

Avem nevoie și de tablă. Acest lucru se întâmplă în cazul în care bara este slab lipită la contacte. Celulele cu care se lucrează sunt situate pe o suprafață dură și plană. Ar putea fi o placă sau o sticlă. Pentru a preveni alunecarea celulelor pe suprafața de lucru a mesei, acestea pot fi fixate folosind bucăți de bandă electrică lipite în jurul perimetrului elementului. Nu trebuie să puneți bandă electrică pe celulă în sine (în special pe partea frontală). Capătul liber al tijei ar trebui să fie atașat de masă folosind bandă cu două fețe.

Lipirea elementelor și asamblarea panourilor se efectuează în următoarea ordine: în primul rând, canelura de contact a plăcii pe toată lungimea sa este acoperită cu flux. Apoi bara plată este plasată în canelură și lipită la contactul plăcii de-a lungul întregii lățimi (la polul negativ al elementului).

Sau în trei puncte (de obicei la polul pozitiv al elementului).

Numărul de puncte de lipit depinde de designul elementului.

Contactele sunt lipite de toate celulele solare una câte una. Lipirea suplimentară este utilizată numai în cazurile în care bara nu poate fi lipită în mod fiabil pe placă prima dată.

În primul rând, contactele sunt lipite pe partea frontală (negativă) a fiecărei celule, care se va sprijini pe corpul de sticlă al panoului.

O anvelopă de dimensiunea necesară este pregătită în prealabil. Lungimea sa ar trebui să corespundă cu lățimea a 2 plăci adiacente.

Plăcile cu contacte lipite sunt așezate cu fața în jos pe corpul de sticlă al panoului. După aceasta, ele pot fi lipite între ele în funcție de polaritate („–” al fiecărei celule este lipit la „+” al celulei adiacente și așa mai departe).

Pentru a face mai convenabil plasarea elementelor pe corpul de sticlă al panoului, suprafața acestuia poate fi pre-marcată.

Sliderrr Utilizator FORUMHOUSE

Am marcat locația celulelor pe sticlă cu un creion negru. Am poziționat celulele și le-am asigurat cu capete, piulițe și șuruburi.

Nuci, chei și altele obiecte metaliceîn acest caz au fost folosite ca marfă. De asemenea, puteți fixa celulele folosind silicon transparent, care este aplicat pe sticlă la colțurile fiecărui element.

Când conectați șirurile adiacente de celule fotovoltaice, trebuie utilizată lipire suplimentară. Acest lucru va crește fiabilitatea lipirii la joncțiuni ale conductorilor de diferite lățimi.

Când toate celulele sunt lipite împreună, iar conductorii sunt scoși prin cadrul de aluminiu al panoului, puteți începe să umpleți celulele solare.

Pentru a face acest lucru, cusăturile dintre elementele adiacente sunt umplute cu etanșant siliconic.

Sliderrr

Am umplut golurile dintre panouri cu silicon (l-am aplatizat puțin și am tăiat duza seringii pentru a asigura estetica cusăturii și un bun contact al siliconului cu sticla). Când s-a uscat, am acoperit din nou perimetrul fiecărui panou. După ce s-a uscat sigilantul, am acoperit celulele cu lac de iaht de două ori. Pe viitor voi incerca lac izolant.

Utilizator MiroshÎn loc de lac, folosește silicon alb pentru a umple celulele, pe care îl aplică pe suprafață într-un strat subțire cu ajutorul unei spatule. Rezultatul este destul de satisfăcător.

Înainte montaj final Este recomandabil să testați fiecare element pentru puterea pe care o generează. Acest lucru se poate face folosind un multimetru. Dacă nu există diferențe semnificative între curentul și tensiunea pe care le generează fiecare celulă individuală, atunci le puteți include în siguranță în modulul fotovoltaic.

Instalarea diodelor Schottky

Designul panourilor solare folosește adesea elemente pe care nu le-am menționat anterior. Acestea sunt diode Schottky.

Sunt instalate din două motive.

În primul rând, diodele de șunt sunt instalate astfel încât pe întuneric sau pe vreme înnorată panourile solare să nu descarce bateria inclusă în centrala solară.

Alex HARTĂ Utilizator FORUMHOUSE

În cazul conectării directe a panourilor solare la baterie pe timp de noapte, tensiunea scade pe panouri și acestea se încălzesc. Prin urmare, în circuitul unui primitiv regulator solar, dezvoltată acum 10 ani, a fost introdusă o diodă Schottky (protecție împotriva descărcării bateriei pe timp de noapte).

Dacă un controler modern este conectat la panourile solare, atunci nu este nevoie specială de protecție împotriva descărcării nocturne. Un controler funcțional, fără ajutorul unor dispozitive suplimentare, va deconecta la timp sursa de alimentare de la baterie.

În al doilea rând, dacă modulul solar este acoperit de o umbră din stând în apropiere clădire (sau alt obiect masiv), atunci puterea acestui element este redusă. Consecințele reducerii puterii sunt următoarele: în raport cu panourile rămase conectate în serie la elementul umbrit, elementul umbrit se transformă dintr-o sursă de curent într-o sarcină rezistivă. Rezistența modulului umbrit crește foarte mult, iar temperatura acestuia crește semnificativ.

O reducere semnificativă a puterii este cel mai inofensiv lucru care poate rezulta din umbrirea parțială a unui panou solar conectat în serie. La urma urmei, în cele din urmă modulul umbrit se va supraîncălzi și se va eșua. Acest fenomen se numește „efectul punctului fierbinte”.

Pentru a evita acest efect, o diodă Schottky este instalată în paralel cu fiecare modul conectat în serie (sau un rând în serie de celule solare). Dioda permite electricității să ocolească panoul umbrit. În acest caz, tensiunea generată va scădea, dar va fi evitată o cădere mare de curent.

Alex HARTĂ

Curentul mare de la panourile rămase ale circuitului, care sunt iluminate, nu va fi întrerupt, ci va ocoli părțile umbrite ale panourilor prin diode. Tensiunea finală va fi puțin mai mică, dar acest lucru nu este important pentru controler. Dacă panourile nu ar avea diode încorporate, atunci cu cea mai mică umbrire chiar și a unei bucăți de 1 panou, întregul lanț ar înceta complet să producă curent.

Cu alte cuvinte, pierderile de putere vor fi proporționale cu zona de umbrire.

Diodele pot fi instalate paralel cu întregul modul sau paralel cu rândurile sale individuale.

Iată o diagramă în care fiecare rând de celule instalat într-un singur modul are propria sa diodă. În practică, modulul este cel mai adesea împărțit în 2 părți egale.

CasaR Utilizator FORUMHOUSE

De obicei, pentru un panou cu patru rânduri, este afișat un punct de mijloc, adică celulele sunt conectate la jumătate. Diodele sunt plasate în cutia de borne.

În orice caz, toate modulele panourilor solare trebuie poziționate astfel încât lumina să le lovească uniform. Atunci nu va trebui să rezolvați problema manevrării modulelor individuale sau chiar a celulelor.

Pentru comoditate, cutiile terminale sunt situate pe partea din spate a panourilor solare.

Dacă mai multe grupuri de panouri conectate în serie sunt conectate la controler în paralel, atunci în acest caz fiecare lanț serial este conectat la circuitul comun printr-o diodă de izolare. Acest lucru vă permite să evitați pierderile din cauza nepotrivirii lanțurilor seriale individuale și să protejați suplimentar bateria de descărcare pe timp de noapte (dacă, brusc, controlerul se defectează).

Diodele sunt selectate în funcție de doi parametri principali: curentul maxim care va curge în direcția înainte (curent înainte) și tensiunea inversă. Tensiunea maximă de curent invers (Urev.max.) nu ar trebui să conducă la defectarea diodei. În acest caz, caracteristicile de performanță ale diodei ar trebui să depășească ușor ratingul panoului (de aproximativ 1,3 - 1,5 ori).

Dar există un truc aici.

Max94 Utilizator FORUMHOUSE

Nu există Schottky-uri normale pentru tensiuni înalte. Aceștia sunt doar stâlpi cu o cădere de curent continuu. Așa că este mai bine să luați cele obișnuite de la Urev. Max ≈ 30...100V.

Instalarea panourilor

Cum se montează corect panourile și unde să le instaleze? Răspunsurile la aceste întrebări depind de designul SB și de capacitățile proprietarului lor. Singurul lucru de care ar trebui să aibă grijă toată lumea, fără excepție, este menținerea unghiului de înclinare. Pentru fiecare regiune acest unghi va fi diferit și depinde direct de latitudinea zonei.

În medie, iarna unghiul de înclinare ar trebui să fie cu 10°...15° mai mare decât valoarea optimă, vara - cu aceeași cantitate - mai mic. poate fi vizualizat in sectiunea FORUMHOUSE.

Secțiunea conductorului

În conformitate cu postulatele ingineriei electrice, o secțiune transversală prea mică a conductorului poate duce la supraîncălzire și chiar la incendiu. Prea mare nu este rău, dar va duce la o creștere nerezonabilă a costului sistemului autonom. Prin urmare, sarcina creatorului său este să găsească un „mijloc de aur”.

Să începem cu faptul că conductoarele cele mai groase ar trebui instalate în circuitul care conectează bateria la invertor (apropo, cu cât această secțiune este mai scurtă, cu atât mai bine). Aici curg curenții mari.

Conductoarele care conectează panourile la invertor, precum și conectează panourile între ele, pot fi selectate cu o secțiune transversală mică. Este posibil să existe o tensiune relativ ridicată în aceste secțiuni ale circuitului, dar va exista întotdeauna un curent scăzut.

HeliosHouse Utilizator FORUMHOUSE

16 mm² nu este necesar și 10 mm² nu este necesar. 4 este mai mult decât suficient. Un fir „gros” va fi necesar doar în circuitul invertorului; secțiunea transversală trebuie selectată în funcție de puterea curentă.

„Gros” și „subțire” sunt concepte flexibile, așa că să nu ne abatem de la standarde.

Având în vedere că în prezent este interzisă folosirea conductorilor de aluminiu în sistemele de alimentare cu energie electrică a locuinței, datele tabelare se aplică conductoarelor de cupru cu clorură de polivinil sau izolație din cauciuc.

De asemenea, atunci când alegeți conductorii, trebuie să acordați atenție recomandărilor producătorilor de invertoare, controlere și alte dispozitive implicate în sistem.

Întrerupătoare automate

În circuitul unei centrale solare, ca și în circuitul oricărei alte surse puternice de energie electrică, este necesar să se instaleze protecție împotriva scurtcircuitelor. În primul rând, întreruptoarele sau circuitele de siguranță trebuie să protejeze cablurile de alimentare care merg de la baterii la invertor.

Leo2 Utilizator FORUMHOUSE

Dacă ceva scurtează în invertor, atunci nu este departe de un incendiu. Una dintre cerințele pentru sistemele de baterii este prezența unui întrerupător de curent continuu sau a unei legături de siguranță pe cel puțin unul dintre fire și cât mai aproape posibil de bornele bateriei.

În plus, protecția este plasată în circuitul bateriei și controlerului. Nu neglija nici protecția. grupuri separate consumatori (consumatori DC, aparate electrocasnice etc.). Dar aceasta este deja o regulă pentru construirea oricărui sistem de alimentare cu energie.

Mașina instalată între baterie și controler trebuie să aibă o marjă mare de rată de aprindere. Cu alte cuvinte, protecția nu trebuie să funcționeze accidental (atunci când sarcina crește). Motiv: dacă este furnizată tensiune la intrarea controlerului (de la sursa de alimentare), atunci în acest moment bateria nu poate fi deconectată de la aceasta. Acest lucru poate cauza funcționarea defectuoasă a dispozitivului.

Procedura de conectare

Circuitul electric este asamblat în următoarea ordine:

1. Conectarea controlerului la baterie.
2. Conexiune la controlerul panoului solar.
3. Conectarea la controlerul unui grup de consumatori DC.
4. Conectarea invertorului la baterii.
5. Conectarea sarcinii la ieșirea invertorului.

Această secvență de conectare va ajuta la protejarea controlerului și a invertorului împotriva deteriorării.

Puteți învăța de la participanții portalului nostru vizitând subiectul corespunzător. Pentru cei care sunt serios interesați, recomandăm să viziteze o altă secțiune utilă dedicată împărtășirii experienței în acest domeniu. În concluzie, vă prezentăm atenției un videoclip care vă va spune cum să instalați și să conectați corect panourile solare.

Trăind în stilul „organic”, o idee atât de populară în ultimii ani, presupune o „relație” armonioasă între o persoană și mediu. Piesa de poticnire pentru orice abordare ecologică este utilizarea mineralelor pentru energie.

Emisiile de substanțe toxice și dioxid de carbon în atmosferă eliberate în timpul arderii combustibililor fosili omoară treptat planeta. Prin urmare, conceptul de „energie verde” care nu dăunează mediu, este baza de bază a multor tehnologii energetice noi. Una dintre aceste domenii de obținere a energiei ecologice este tehnologia de transformare a luminii solare în curent electric. Da, așa e, vom vorbi despre panouri solare și despre posibilitatea instalării sistemelor autonome de alimentare cu energie într-o casă de țară.

În prezent, centrale electrice producție industrială pe bază de panouri solare, utilizate pentru furnizarea completă de energie și căldură a unei cabane, a costat cel puțin 15-20 de mii de dolari cu o durată de viață garantată de aproximativ 25 de ani. Costul oricărui sistem cu heliu în recalcularea raportului dintre durata de viață garantată și costurile medii anuale de întreținere a utilităților casă de țară destul de ridicat: în primul rând, în prezent, costul mediu al energiei solare este comparabil cu achiziționarea de resurse energetice din rețelele electrice centrale și, în al doilea rând, sunt necesare investiții de capital unice pentru instalarea sistemului.

De obicei, se obișnuiește separarea sistemelor solare destinate furnizării de căldură și energie. În primul caz, se folosește tehnologia colector solar, în al doilea - efectul fotoelectric pentru generarea de curent electric în panourile solare. Vrem să vorbim despre posibilitatea de a realiza singur panouri solare.

Tehnologie asamblate manual Sistemul de energie solară este destul de simplu și accesibil. Aproape fiecare rus poate asambla sisteme energetice individuale cu eficiență ridicată la costuri relativ mici. Este profitabil, accesibil și chiar la modă.

Selectarea celulelor solare pentru un panou solar

Când începeți să fabricați un sistem solar, trebuie să acordați atenție faptului că, cu asamblarea individuală, nu este nevoie de o instalare unică a unui sistem complet funcțional, acesta poate fi extins treptat. Dacă prima experiență a avut succes, atunci are sens să extindem funcționalitatea sistemului solar.

În esență, o baterie solară este un generator care funcționează pe baza efectului fotovoltaic și transformă energia solară în energie electrică. Quantele de lumină care lovesc o placă de siliciu scot un electron din ultima orbită atomică a siliciului. Acest efect creează un număr suficient de electroni liberi pentru a forma un flux de curent electric.

Înainte de asamblarea bateriei, trebuie să decideți asupra tipului de convertor fotoelectric și anume: monocristalin, policristalin și amorf. Pentru a asambla singur o baterie solară, alegeți module solare monocristaline și policristaline disponibile în comerț.

Sus: module monocristaline fără contacte lipite. Jos: module policristaline cu contacte lipite

Panourile pe bază de siliciu policristalin au o eficiență destul de scăzută (7-9%), dar acest dezavantaj este compensat de faptul că policristalele practic nu reduc puterea pe vreme înnorată și înnorat, durabilitatea garantată a unor astfel de elemente este de aproximativ 10 ani; Panourile pe bază de siliciu monocristalin au o eficiență de aproximativ 13% cu o durată de viață de aproximativ 25 de ani, dar aceste elemente reduc mult puterea în absența razelor directe ale soarelui. Indicatori de eficiență ai cristalelor de siliciu din diferiți producători poate varia semnificativ. Pe baza practicii de funcționare a centralelor solare în condiții de teren, putem spune că durata de viață a modulelor monocristaline este de peste 30 de ani, iar pentru modulele policristaline - mai mult de 20 de ani. Mai mult, pe toată perioada de funcționare, pierderea de putere pentru celulele siliciu mono- și policristaline nu este mai mare de 10%, în timp ce pentru bateriile amorfe cu film subțire puterea scade cu 10-40% în primii doi ani.

Celule solare Evergreen cu contacte într-un set de 300 buc.

La licitația eBay puteți achiziționa un kit de celule solare pentru asamblarea unei baterii solare de 36 și 72 de celule solare. Astfel de seturi sunt disponibile pentru vânzare și în Rusia. De regulă, pentru auto-asamblarea panourilor solare se folosesc module solare de tip B, adică module respinse pentru producție industrială. Aceste module nu-și pierd caracteristicile de performanță și sunt mult mai ieftine. Unii furnizori oferă module solare pe o placă din fibră de sticlă, ceea ce presupune un nivel ridicat de etanșare a elementelor și, în consecință, fiabilitate.

Nume	Caracteristici	Cost, $
Everbright Solar Cells (Ebay) fără contacte	policristalin, set - 36 buc., 81x150 mm, 1,75 W (0,5 V), 3A, randament (%) - 13 într-un set cu diode și acid pentru lipire în creion	$46.00 8,95 USD transport
Celule solare (nou în SUA)	monocristalin, 156x156 mm, 81x150 mm, 4W (0,5 V), 8A, randament (%) - 16,7-17,9	$7.50
	monocristalin, 153x138 mm, U rece. cursa - 21,6V, I scurt. adjunct - 94 mA, P - 1,53W, randament (%) - 13	$15.50
Celule solare pe o placă din fibră de sticlă	policristalin, 116x116 mm, U rece. cursa - 7.2V, I scurt. adjunct - 275 mA., P - 1,5W, randament (%) - 10	$14.50
		$87.12 Livrare de 9,25 USD
Celule solare (Ebay) fără contacte	policristalin, set - 72 buc., 81x150 mm 1.8W	$56.11 Livrare de 9,25 USD
Celule solare (Ebay) cu contacte	monocristalin, set - 40 buc., 152x152 mm	$87.25 Livrare de 14,99 USD

Dezvoltarea unui proiect de sistem energetic cu heliu

Proiectarea unui viitor sistem solar depinde în mare măsură de metoda de instalare și instalare a acestuia. Panourile solare trebuie instalate în unghi pentru a asigura expunerea directă razele solareîn unghi drept. Performanța unui panou solar depinde în mare măsură de intensitatea energiei luminoase, precum și de unghiul de incidență al razelor solare. Amplasarea bateriei solare în raport cu soarele și unghiul de înclinare depind de locația geografică a sistemului de heliu și de perioada anului.

De sus în jos: Panourile solare monocristaline (80 wați fiecare) la dacha sunt instalate aproape vertical (iarna). Panourile solare monocristaline din tara au un unghi mai mic (arcuri Sistem mecanic de control al unghiului bateriei solare).

Sistemele solare industriale sunt adesea echipate cu senzori care asigură mișcarea de rotație a panoului solar în direcția de mișcare a razelor solare, precum și oglinzi concentratoare solare. În sistemele individuale, astfel de elemente complică și măresc semnificativ costul sistemului și, prin urmare, nu sunt utilizate. Poate fi utilizat un sistem mecanic simplu de control al unghiului de înclinare. ÎN ora de iarna panourile solare trebuie instalate aproape vertical, acest lucru protejează, de asemenea, panoul de acumularea de zăpadă și înghețarea structurii.

Schema de calcul al unghiului de inclinare al unui panou solar in functie de perioada anului

Panourile solare sunt instalate cu partea însorită clădirilor pentru a furniza cantitatea maximă de energie solară disponibilă în timpul orelor de lumină. În funcție de locația dvs. geografică și de nivelul solstițiului, se calculează unghiul bateriei care este cel mai potrivit pentru locația dvs.

Dacă designul devine mai complex, este posibil să se creeze un sistem de control al unghiului de înclinare a bateriei solare în funcție de perioada anului și unghiul de rotație al panoului în funcție de momentul zilei. Eficiența energetică a unui astfel de sistem va fi mai mare.

Atunci când proiectați un sistem solar care va fi instalat pe acoperișul unei case, este necesar să aflați dacă structura acoperișului mentine greutatea necesara. Dezvoltarea independentă a proiectului implică calcularea sarcinii acoperișului ținând cont de greutatea stratului de zăpadă în timpul iernii.

Selectarea unghiului optim de înclinare static pentru un sistem solar de acoperiș de tip monocristalin

Pentru fabricarea panourilor solare, puteți alege diverse materiale De greutate specifică si alte caracteristici. La alegerea materialelor de construcție, este necesar să se țină cont de temperatura maximă admisă de încălzire a celulei solare, deoarece temperatura unui modul solar care funcționează la putere maximă nu trebuie să depășească 250C. Odată ce temperatura de vârf este depășită, modulul solar își pierde brusc capacitatea de a converti lumina solară în curent electric. Sistemele solare gata făcute pentru uz individual, de regulă, nu necesită răcirea celulelor solare. Fabricarea de tip bricolaj poate implica răcirea sistemului solar sau controlul unghiului panoului solar pentru a asigura temperatura funcțională a modulului, precum și alegerea unui material transparent adecvat care absoarbe radiația IR.

Proiectarea corectă a sistemului solar vă permite să furnizați puterea necesară a bateriei solare, care va fi apropiată de cea nominală. La calcularea unei structuri, trebuie avut în vedere faptul că elementele de același tip dau aceeași tensiune, indiferent de dimensiunea elementelor. Mai mult, puterea actuală a elementelor de dimensiuni mari va fi mai mare, dar bateria va fi și mult mai grea. Pentru fabricarea unui sistem solar, se iau întotdeauna module solare de aceeași dimensiune, deoarece curentul maxim va fi limitat de curentul maxim al elementului mic.

Calculele arată că, în medie, într-o zi senină și însorită, nu puteți obține mai mult de 120 W de putere de la 1 m de panou solar. O astfel de putere nici măcar nu va alimenta un computer. Un sistem de 10 m furnizează mai mult de 1 kW de energie și poate furniza energie electrică pentru funcționarea aparatelor electrocasnice de bază: lămpi, televizor, calculator. Pentru o familie de 3-4 persoane este nevoie de aproximativ 200-300 kW pe lună, deci sistem solar, instalat cu latura de sud, 20 m în dimensiune poate satisface pe deplin nevoile energetice ale familiei.

Dacă luăm în considerare datele statistice medii privind alimentarea cu energie a unei clădiri rezidențiale individuale, atunci: consumul zilnic de energie este de 3 kWh, radiația solară din primăvară până în toamnă este de 4 kWh/m pe zi, consumul de putere de vârf este de 3 kW (când este pornit). ). maşină de spălat, frigider, fier de călcat și ceainic electric). Pentru a optimiza consumul de energie pentru iluminatul din interiorul casei, este important să folosiți lămpi AC cu consum redus de energie - LED și fluorescente.

Realizarea unui cadru de baterie solară

Un colț de aluminiu este folosit ca cadru al bateriei solare. La licitația eBay puteți achiziționa rame gata făcute pentru panouri solare. Acoperirea transparentă este selectată după bunul plac, pe baza caracteristicilor necesare unui proiect dat.

Kit cadru panou solar cu sticlă, începând de la 33 USD

Când selectați transparent material de protectie De asemenea, vă puteți concentra asupra următoarelor caracteristici ale materialelor:

Material	Indicele de refracție	Transmisia luminii, %	Greutate specifică g/cm 3	Dimensiunea foii, mm	Grosimea, mm	Cost, rub./m2
Aer	1,0002926	—	—	—	—	—
Sticlă	1,43-2,17	92-99	3,168	—	—	—
Plexiglas	1,51	92-93	1,19	3040x2040	3	960.00
Policarbonat	1,59	până la 92	0,198	3050 x 2050	2	600.00
Plexiglas	1,491	92	1,19	2050x1500	11	640.00
Sticla minerala	1,52-1,9	98	1,40	—	—	—

Dacă luăm în considerare indicele de refracție al luminii drept criteriu de alegere a unui material. Plexiglasul are cel mai mic indice de refracție, o opțiune mai ieftină pentru materialul transparent este plexiglasul domestic, iar policarbonatul este mai puțin potrivit. Policarbonatul cu un strat anti-condens este disponibil pentru vânzare, acest material oferă și un nivel ridicat de protecție termică. Atunci când alegeți materiale transparente bazate pe greutatea specifică și capacitatea de a absorbi spectrul IR, policarbonatul va fi cel mai bun. Cele mai bune materiale transparente pentru panourile solare includ cele cu transmisie ridicată a luminii.

Atunci când faceți o baterie solară, este important să alegeți materiale transparente, care nu transmit spectrul IR și, astfel, reduc încălzirea elementelor din siliciu, care își pierd puterea la temperaturi peste 250C. În industrie, se folosesc ochelari speciale cu un strat de oxid de metal. Sticla ideala pentru panouri solare este considerata a fi un material care transmite intregul spectru cu exceptia domeniului infrarosu.

Diagrama absorbției radiațiilor UV și IR de către diverse ochelari.
a) sticlă obișnuită, b) sticlă cu absorbție IR, c) duplex cu absorbție termică și sticlă obișnuită.

Absorbția maximă a spectrului IR va oferi protecție sticla silicata cu oxid de fier (Fe 2 O 3), dar are o tentă verzuie. Spectrul IR este bine absorbit de orice sticlă minerală, cu excepția plexiglasului și plexiglasului aparțin clasei sticlelor organice. Sticla minerală este mai rezistentă la deteriorarea suprafeței, dar este foarte scumpă și nu este disponibilă. Pentru panourile solare se foloseste si sticla speciala antireflex, ultratransparenta, care transmite pana la 98% din spectru. Această sticlă presupune, de asemenea, absorbția majorității spectrului IR.

Alegerea optimă a caracteristicilor optice și spectrale ale sticlei crește semnificativ eficiența de fotoconversie a panoului solar.

Panou solar în carcasă din plexiglas

Multe ateliere de panouri solare recomandă utilizarea plexiglasului pentru panourile din față și din spate. Acest lucru permite inspecția contactului. Cu toate acestea, o structură de plexiglas cu greu poate fi numită complet etanșată, capabilă să asigure funcționarea neîntreruptă a panoului timp de 20 de ani de funcționare.

Instalarea carcasei bateriei solare

Clasa de master arată cum se face un panou solar din 36 de celule solare policristaline de 81x150 mm. Pe baza acestor dimensiuni, puteți calcula dimensiunea viitoarei baterii solare. Când se calculează dimensiunile, este important să se facă o distanță mică între elemente, care va ține cont de modificarea dimensiunii bazei sub influența atmosferică, adică ar trebui să existe 3-5 mm între elemente. Dimensiunea rezultată a piesei de prelucrat ar trebui să fie de 835x690 mm, cu o lățime a colțului de 35 mm.

	Un panou solar de casă realizat folosind un profil de aluminiu este cel mai asemănător cu un panou solar fabricat din fabrică. Acest lucru asigură un grad ridicat de etanșeitate și rezistență structurală.
	Pentru fabricație se ia un colț din aluminiu și se realizează semifabricate de cadru de 835x690 mm. Pentru a permite fixarea feroneriei, trebuie făcute găuri în cadru.
	Sigilantul siliconic este aplicat de două ori pe interiorul colțului.
	Asigurați-vă că nu există spații goale. Etanșeitatea și durabilitatea bateriei depind de calitatea aplicării sigilantului.
	Apoi, în cadru este plasată o foaie transparentă din materialul selectat: policarbonat, plexiglas, plexiglas, sticlă antireflex. Este important să lăsați siliconul să se usuce în aer liber, altfel vaporii vor crea o peliculă pe elemente.
	Sticla trebuie presată și fixată cu grijă.
	Pentru a atașa în siguranță sticla de protecție, veți avea nevoie de hardware. Trebuie să fixați 4 colțuri ale cadrului și să plasați două feronerie în jurul perimetrului pe partea lungă a cadrului și o feronerie pe partea scurtă.
	Feroneria se fixează cu șuruburi.
	Șuruburile sunt strânse bine folosind o șurubelniță.
	Rama bateriei solare este gata. Înainte de atașarea celulelor solare, este necesar să curățați geamul de praf.

Alegerea și lipirea celulelor solare

În prezent, licitația eBay oferă o gamă largă de produse pentru a face singur panouri solare.

Setul de celule solare include un set de 36 de celule de siliciu policristalin, cabluri de celule și bare colectoare, diode Schottke și un stilou cu acid de lipit.

Deoarece o baterie solară făcută de dvs. este de aproape 4 ori mai ieftină decât una gata făcută, să o faceți singur este o economie semnificativă de costuri. Puteți cumpăra celule solare de pe eBay care au defecte, dar rămân încă funcționale, astfel încât costul unui panou solar poate fi redus semnificativ dacă puteți dona suplimentar aspect baterii.

Fotocelulele deteriorate nu își pierd funcționalitatea

Pentru prima dvs. experiență, este mai bine să cumpărați kituri pentru fabricarea de panouri solare, sunt disponibile pentru vânzare celule solare cu conductori lipiți. Lipirea contactelor este un proces destul de complex, a cărui complexitate este agravată de fragilitatea celulelor solare.

Dacă ați achiziționat elemente din silicon fără conductori, trebuie mai întâi să lipiți contactele.

	Așa arată o celulă de siliciu policristalin fără conductori.
	Conductoarele sunt tăiate folosind un semifabricat de carton.
	Este necesar să se așeze cu grijă conductorul pe fotocelula.
	Aplicați acid de lipit și lipiți pe zona de lipit. Pentru comoditate, conductorul este fixat pe o parte cu un obiect greu.
	În această poziție, este necesar să lipiți cu atenție conductorul la fotocelula. În timpul lipirii, nu apăsați pe cristal deoarece este foarte fragil.

Lipirea elementelor este o muncă destul de minuțioasă. Dacă nu puteți obține o conexiune normală, trebuie să repetați lucrul. Conform standardelor, acoperirea cu argint pe un conductor trebuie să reziste la 3 cicluri de lipire în condiții termice acceptabile, dar în practică te confrunți cu faptul că învelișul este distrus. Distrugerea placajului cu argint are loc din cauza folosirii fiarelor de lipit cu putere nereglementată (65W), acest lucru poate fi evitat dacă reduceți puterea în felul următor - trebuie să porniți o priză cu un bec de 100 W în serie cu lipirea. fier. Puterea nominală a unui fier de lipit nereglementat este prea mare pentru lipirea contactelor din silicon.

Chiar dacă vânzătorii de conductori susțin că există lipire pe conector, este mai bine să o aplicați suplimentar. Când lipiți, încercați să manipulați cu atenție elementele cu o forță minimă; Nu stivuiți elementele într-o stivă; greutatea poate cauza crăparea elementelor inferioare.

Asamblarea și lipirea unei baterii solare

La prima auto-asamblare Este mai bine să folosiți un substrat de marcare pentru bateria solară, care va ajuta la poziționarea elementelor exact la o anumită distanță unele de altele (5 mm).

Substrat de marcare pentru celulele bateriei solare

Baza este realizată dintr-o foaie de placaj cu marcaje de colț. După lipire, o bucată de bandă de montare este atașată la fiecare element pe partea din spate, doar apăsați panoul din spate pe bandă și toate elementele sunt transferate.

Banda de montare utilizată pentru montarea pe spatele celulei solare

Cu acest tip de fixare, elementele în sine nu sunt sigilate suplimentar, se pot extinde liber sub influența temperaturii, acest lucru nu va deteriora bateria solară și nici nu va rupe contactele și elementele. Numai părțile de legătură ale structurii pot fi sigilate. Acest tip de prindere este mai potrivit pentru prototipuri, dar cu greu poate garanta funcționarea pe termen lung în teren.

Planul de asamblare secvențială a bateriei arată astfel:

	Așezați elementele pe suprafata de sticla. Trebuie să existe o distanță între elemente, care să permită modificări libere ale dimensiunii fără a deteriora structura. Elementele trebuie presate cu greutăți.
	Efectuăm lipirea conform schemei electrice de mai jos. Căile „pozitive” care transportă curent sunt situate pe partea din față a elementelor, cele „negative” - pe partea din spate. Înainte de lipire, trebuie să aplicați flux și lipire, apoi lipiți cu grijă contactele de argint.
	Toate celulele solare sunt conectate folosind acest principiu.
	Contactele elementelor exterioare sunt scoase la magistrală, respectiv, la „plus” și, respectiv, „minus”. Autobuzul folosește conductorul de argint mai larg găsit în kitul Solar Cells. De asemenea, vă recomandăm să eliminați punctul „de mijloc” cu ajutorul acestuia, sunt instalate două diode de șunt.
	Terminalul este instalat și pe exteriorul cadrului.
	Așa arată diagrama elementelor de legătură fără un punct de mijloc afișat.
	Așa arată borna cu punctul „de mijloc” afișat. Punctul „de mijloc” vă permite să instalați o diodă shunt pe fiecare jumătate a bateriei, ceea ce va împiedica descărcarea bateriei atunci când lumina scade sau o jumătate se întunecă.
	Fotografia prezintă o diodă de bypass pe ieșirea „pozitivă”, rezistă la descărcarea bateriilor prin baterie pe timp de noapte și la descărcarea altor baterii în timpul întunericului parțial. Cel mai adesea, diodele Schottke sunt folosite ca diode shunt. Ele asigură o pierdere mai mică în puterea totală a circuitului electric. Un cablu acustic din izolație siliconică poate fi folosit ca fire de transport de curent. Pentru izolare, puteți folosi tuburi de sub picurare. Toate firele trebuie fixate ferm cu silicon.
	Elementele pot fi conectate în serie (vezi foto), și nu printr-o magistrală comună, apoi rândurile 2 și 4 trebuie rotite cu 1800 față de rândul 1.

Principalele probleme în asamblarea unui panou solar sunt legate de calitatea contactelor de lipit, așa că experții sugerează testarea acestuia înainte de sigilarea panoului.

Testarea panoului înainte de etanșare, tensiune de rețea 14 volți, putere de vârf 65 W

Testarea se poate face după lipirea fiecărui grup de elemente. Dacă acordați atenție fotografiilor din clasa de master, atunci partea mesei de sub elementele solare este tăiată. Acest lucru a fost făcut în mod intenționat pentru a determina funcționalitatea rețelei electrice după lipirea contactelor.

Sigilarea panoului solar

Etanșarea panourilor solare cu autoproducție- Aceasta este cea mai controversată problemă în rândul experților. Pe de o parte, panourile de etanșare sunt necesare pentru a crește durabilitatea, este întotdeauna utilizat în producția industrială. Pentru etanșare, experții străini recomandă utilizarea compusului epoxidic „Sylgard 184”, care conferă o suprafață transparentă polimerizată foarte elastică. Costul „Sylgard 184” pe eBay este de aproximativ 40 USD.

Etanșant cu un grad ridicat de elasticitate „Sylgard 184”

Pe de altă parte, dacă nu doriți să suportați costuri suplimentare, este foarte posibil să utilizați sigilant siliconic. Cu toate acestea, în acest caz, nu ar trebui să umpleți complet elementele pentru a le evita posibile daune in timpul functionarii. În acest caz, elementele pot fi atașate de panoul din spate folosind silicon și doar marginile structurii pot fi sigilate. Este dificil de spus cât de eficientă este o astfel de etanșare, dar nu recomandăm utilizarea masticurilor de hidroizolație nerecomandate, probabilitatea de rupere a contactelor și a elementelor este foarte mare.

	Înainte de a începe sigilarea, este necesar să pregătiți amestecul Sylgard 184.
	În primul rând, îmbinările elementelor sunt umplute. Amestecul trebuie să se stabilească pentru a fixa elementele pe sticlă.
	După fixarea elementelor, se realizează un strat continuu de polimerizare de etanșant elastic, acesta poate fi distribuit cu ajutorul unei pensule.
	Așa arată suprafața după aplicarea sigilantului. Stratul de etanșare trebuie să se usuce. După uscare completă, puteți acoperi panoul solar cu panoul din spate.
	Așa arată partea frontală a unui panou solar de casă după etanșare.

Schema alimentării casei

Sistemele de alimentare cu energie electrică pentru locuințe care utilizează panouri solare sunt de obicei numite sisteme fotovoltaice, adică sisteme care generează energie folosind efectul fotoelectric. Pentru clădirile rezidențiale individuale sunt considerate trei sisteme fotovoltaice: un sistem autonom de alimentare cu energie, un sistem fotovoltaic hibrid cu rețea de baterii, un sistem fotovoltaic fără baterie conectat la sistem central alimentare cu energie.

Fiecare dintre sisteme are propriul său scop și avantaje, dar cel mai adesea în cladiri rezidentiale se folosesc sisteme fotovoltaice cu baterii de rezervă și racordare la o rețea electrică centralizată. Rețeaua electrică este alimentată cu panouri solare, în întuneric din baterii, iar când acestea sunt descărcate - din rețeaua electrică centrală. În zonele îndepărtate unde nu există o rețea centrală, generatoarele de combustibil lichid sunt folosite ca sursă de rezervă de alimentare cu energie.

O alternativă mai economică la un sistem hibrid de alimentare cu rețea de baterii ar fi un sistem solar fără baterie conectat la rețeaua centrală. Electricitatea este furnizată din panouri solare, iar noaptea rețeaua este alimentată de la rețeaua centrală. O astfel de rețea este mai aplicabilă pentru instituții, deoarece în clădirile rezidențiale cea mai mare parte a energiei este consumată seara.

Diagrame a trei tipuri de sisteme fotovoltaice

Să luăm în considerare instalație tipică sistem fotovoltaic baterie-rețea. Panourile solare, care sunt conectate printr-o cutie de joncțiune, acționează ca un generator de energie electrică. În continuare, în rețea este instalat un regulator de încărcare solară pentru a evita scurtcircuitele în timpul sarcinii de vârf. Energia electrică se acumulează în bateriile de rezervă și este, de asemenea, furnizată consumatorilor prin intermediul unui invertor: iluminat, aparate electrocasnice, aragaz electric si eventual folosit pentru incalzirea apei. Pentru a instala un sistem de încălzire, este mai eficient să folosiți colectoare solare, care aparțin tehnologiei solare alternative.

Sistem fotovoltaic hibrid baterie-rețea cu curent alternativ

Există două tipuri de rețele electrice utilizate în sistemele fotovoltaice: DC și AC. Utilizarea unei rețele de curent alternativ vă permite să plasați consumatorii electrici la o distanță care depășește 10-15 m, precum și să asigurați o sarcină de rețea nelimitată condiționat.

Pentru o clădire rezidențială privată, se folosesc de obicei următoarele componente ale unui sistem fotovoltaic:

• puterea totală a panourilor solare ar trebui să fie de 1000 W, acestea vor asigura o generație de aproximativ 5 kWh;
• baterii cu o capacitate totală de 800 A/h la o tensiune de 12 V;
• invertorul trebuie să aibă o putere nominală de 3 kW cu o sarcină de vârf de până la 6 kW, tensiune de intrare 24-48 V;
• regulator de descărcare solară 40-50 A la o tensiune de 24 V;
• sursă alimentare neîntreruptibilă pentru a furniza o încărcare pe termen scurt cu un curent de până la 150 A.

Astfel, pentru un sistem de alimentare cu energie fotovoltaică veți avea nevoie de 15 panouri cu 36 de elemente, un exemplu de asamblare al cărora este dat în master class. Fiecare panou oferă o putere totală de 65 de wați. Bateriile solare bazate pe monocristale vor fi mai puternice. De exemplu, un panou solar de 40 de monocristale are o putere de vârf de 160 W, dar astfel de panouri sunt sensibile la vremea înnorată. În acest caz, panourile solare bazate pe module policristaline sunt optime pentru utilizare în partea de nord a Rusiei.

Această secțiune conține experiențele diferitelor persoane în realizarea de panouri solare acasă. Diverse abordări, modele și metode de fabricație. Încercări și erori, concluzii și opinii. În timp, vor fi adăugate și alte informații despre subiect. De exemplu, despre controlere, circuite și metode de conectare și încărcare a bateriilor, diverse moduri organizarea și optimizarea consumului de energie și alte lucruri care pot fi utile în chestiunile de utilizare a energiei solare.

>

Panou solar DIY, elemente de etanșare cu rășină epoxidică

Fabricarea a două panouri solare folosind rășină optică transparentă. Baza este obișnuită geam, cadru din aluminiu, sticla lipita cu sigilant siliconic. Rezultatul sunt panouri durabile și ieftine cu elemente complet etanșe.

>

Panou de casa pe plexiglas

Elementele din acest panou solar sunt cuprinse între două foi de plexiglas. Spatele este de 4 mm, iar foaia din față este de 2 mm. Panoul a fost asamblat cu bandă de montare; elementele din interior sunt ținute de mici bucăți din această bandă;

>

Elemente de etanșare cu etanșant siliconic convențional

Un mic reportaj foto despre fabricarea unui panou solar și etanșarea elementelor folosind un etanșant siliconic ieftin obișnuit. Panoul este realizat cu o tensiune ceva mai mare decat de obicei in loc de 36 de elemente, panoul are patru randuri de 12 elemente pentru un total de 48 de elemente.

>

Panou solar de casă umplut cu rășină epoxidică

Un panou solar de casă (mai precis, 3 bucăți) dintr-o fotografie a modulelor electrice 125*125*150, achiziționat de la întreprinderea OJSC „PHMZ”. Particularitatea acestui panou solar este că elementele sunt umplute cu rășină epoxidică obișnuită. Structura pe care sunt atașate panourile este portabilă și poate fi rotită la 360 de grade, deși s-a dovedit a fi grea, dar destul de fiabilă.

>

Electrificarea unei case dintr-o așezare folosind panouri solare de casă

Prima parte a unei povești foto mari despre alimentarea autonomă cu energie a unei case dintr-o așezare bazată pe panouri solare de casă realizate din rame din lemn. Realizarea primului panou din elemente pe unul vechi rama ferestreiși primele ei teste.

>

A doua parte, realizarea unui nou panou

Al doilea panou a fost realizat pe o sticlă mare în care au fost amplasate simultan două seturi pentru celule solare. Elementele au fost, de asemenea, atașate de sticlă folosind bandă. Sticla finită cu elemente lipite a fost introdusă într-o cutie de lemn, dar mai întâi a fost întinsă o peliculă peste cutie și sticla a fost introdusă cu ea, aceasta pentru a proteja partea din spate de umiditate.

>

Partea 3, Cablajul casei și actualizările sistemului

Acum, că a devenit clar că sistemul funcționează, apropo, acum este format din 7 panouri, s-a ajuns la cablajul intern din jurul casei. Pentru baterii, s-a realizat un raft sub tavan pentru a reduce lungimea firului de la panouri, iar firul în sine a fost îngroșat pentru a reduce pierderile.

În zilele noastre, nu numai specialiștii sunt implicați în energia alternativă. Opțiunile pentru sursele de alimentare autonome sunt, de asemenea, de interes pentru pasionații care sunt familiarizați cu echipamentele electrice și radio. În ceea ce privește bateriile solare, principala dificultate în implementarea proiectului este prețul ridicat al acestora. Și dacă considerați că pentru o casă privată veți avea nevoie de mai multe panouri, atunci un oarecare scepticism în ceea ce privește utilizarea lor în viața de zi cu zi devine de înțeles.

Deși există o soluție bună pentru cei care sunt obișnuiți să facă totul cu propriile mâini - să asambleze o baterie solară din panouri separate. De exemplu, cele chinezești, care sunt relativ ieftine.

Din experiența lor aplicare practică putem concluziona că îndeplinesc pe deplin așteptările maestrului. Și dacă vă concentrați pe un kit de clasa B (produse mai ieftine), atunci se realizează economii semnificative atunci când asamblați singur sursa de alimentare.

Pentru a obține o probă de 145 W cu o tensiune totală de 18 V, va trebui să plătiți aproximativ 3.100 de ruble pentru panouri chinezești (36 de bucăți) (dacă sunt achiziționate prin Internet, de exemplu, pe Alibaba, Ebay) față de 6.180 (costul a unui analog gata făcut al producției industriale). Se pare că are sens să petreci timp și să faci o astfel de baterie.

Nu numai chinezești, ci toate panourile solare sunt împărțite în mono- (mai scumpe) și policristaline (amorfe). Care este diferența? Fără a intra în tehnologia de fabricație, este suficient să subliniem că primele se caracterizează printr-o structură omogenă. Prin urmare, eficiența lor este mai mare decât cea a analogilor amorfi (aproximativ 25% față de 18%) și sunt mai scumpe.

Din punct de vedere vizual, ele pot fi distinse prin forma lor (prezentată în figură) și nuanța de albastru. Panourile monocristaline sunt puțin mai întunecate. Ei bine, dacă are sens să economisiți energie, va trebui să decideți singur. În plus, trebuie luat în considerare faptul că producția de panouri policristaline ieftine în China este realizată în principal de companii mici care economisesc literalmente pe orice, inclusiv materii prime. Acest lucru afectează în mod direct nu numai costul, ci și calitatea produsului.

Toate fotocelulele sunt conectate într-un singur lanț energetic prin conductori. În funcție de tipul de panouri, acestea pot fi deja fixate pe loc sau lipsă. Aceasta înseamnă că va trebui să le lipiți singur. Toate mostrele cristaline sunt destul de fragile și trebuie manipulate cu grijă extremă.

Dacă nu aveți abilitățile necesare pentru a lucra cu un fier de lipit, atunci este mai bine să cumpărați panouri de clasa A (mai scumpe). Când cumpărați analogi ieftini (B), este recomandabil să luați cel puțin unul pe stoc. Practica de asamblare a panourilor solare arată că deteriorarea nu poate fi evitată, așadar panou suplimentar neapărat necesar.

Atunci când determinați numărul necesar de fotocelule, vă puteți baza pe astfel de date. 1 m² de panouri asigură aproximativ 0,12 kW/oră de energie electrică. Statisticile consumului de energie arată că pentru o familie mică (4 persoane) este suficient aproximativ 280 - 320 kW pe lună.

Panourile solare sunt vândute în două versiuni posibile - cu un strat de ceară (pentru a proteja împotriva deteriorării în timpul transportului) și fără acesta. Dacă panourile au un strat de protecție, acestea vor trebui pregătite pentru asamblare.

Ce trebuie făcut?

• Despachetează mărfurile.
• Încărcați kitul în apă fierbinte. Temperatura aproximativă – 90±5 0С. Principalul lucru este că nu este apă clocotită, altfel panourile vor fi parțial deformate.
• Mostre separate. Semnele că ceara s-a topit sunt vizibile vizual.
• Procesați fiecare panou. Tehnologia este simplă - scufundați-le alternativ în apă fierbinte cu săpun, apoi curățați. Procedura de „spălare” continuă până când nu mai rămân urme de ceară pe suprafață.
• Uscat. Panourile trebuie așezate țesătură moale. De exemplu, pe o față de masă terry.

Ordin de asamblare

Specificații de fabricație a cadrului

În esență, este tradițional cadru simplu, materialul pentru care este selectat în funcție de locația bateriei. De obicei, pe site-urile web tematice este indicat colțul din aluminiu sau lemnul. Recomandabilitatea utilizării acestora din urmă (cu tot respectul pentru autorii articolelor) ridică anumite îndoieli. Motivul principal sunt caracteristicile oricărui copac. Constă din conținutul de umiditate, indiferent de gradul de uscare.

Indiferent de câte procente ar fi, răsucirea și chiar crăparea lemnului nu pot fi evitate. Având în vedere fragilitatea panourilor, aceasta nu este cu siguranță o opțiune. Acest gen de lucruri, chiar dacă sunt atașate la o fereastră din interiorul unei clădiri, nu vor dura mult.

Instalarea bateriei

Dimensiunile cadrului sunt selectate pe baza parametrilor liniari ai panourilor. Orientare orizontală sau verticală - aceasta depinde de specificul instalării bateriei și nu are o importanță fundamentală.

O foaie de sticlă sau policarbonat (nu celulară, ci monolitică) este atașată de cadru. Îndeplinește o funcție de protecție, protejând fotocelulele de distrugerea mecanică.

Pe acesta se aplică picături de etanșant siliconic, din interiorul cadrului (în centrul panourilor), sau se întinde cu un strat subțire. Recomandările pentru utilizarea rășinii (epoxidice) sunt cu greu demne de atenție, deoarece în acest caz nu se vorbește despre menținerea bateriei.

Numărul calculat de panouri este plasat în cadru (asamblarea se face în prealabil). Se dă o tensiune de aproximativ 0,5 V (o mică abatere a valorii nominale nu contează). Aici este important să nu confundați unde este partea din față a produselor și unde este spatele.

Spatele este acoperit cu un covor moale, detașabil. Pentru a o face singur, puteți lua cauciuc spumă (4 cm, cel puțin) și folie P/E. Marginile sale sunt legate cu bandă sau lipite (dacă aveți o mașină specială).

Munca nu se termină aici. Între sticlă (policarbonat) și panouri vor rămâne bule de aer, ceea ce reduce eficiența panoului solar. Ele trebuie eliminate. Pentru a face acest lucru, material dens este așezat pe covoraș. De exemplu, un fragment selectat în funcție de dimensiunea cadrului, placaj gros (multi-strat).

Deasupra este o sarcină a cărei greutate este suficientă pentru a apăsa ușor panourile. Bateria este lăsată în această poziție cel puțin o jumătate de zi. Aici ar trebui să vă concentrați pe dimensiunile și distribuția uniformă a sarcinii.

După acest timp, îndoirea, placajul și covorașul sunt demontate. Nu puteți atașa imediat bateria la locul de instalare. Va dura ceva mai mult timp pentru ca materialul de etanșare să se usuce complet.

În loc de covoraș, puteți folosi un alt substrat moale. De exemplu, rumeguș, așchii.

Etapa finală este realizarea peretelui din spate și punerea lui la loc. Pentru a face acest lucru, utilizați PAL, Fibră, placaj, dar întotdeauna cu același suport pentru a proteja panourile de deformare.

Caracteristicile ansamblului circuitului

Plăcile de lipit este un proces complex care necesită o atenție minuțioasă și atentă. Este mai bine să lucrați cu un fier de lipit de putere redusă (24 - 36 W). Dacă utilizați 65, care este obișnuit în viața de zi cu zi, atunci ar trebui să fie pornit printr-o rezistență limitatoare. Cea mai simplă opțiune– conectarea în serie a unui bec de 100 wați.

Dar asta nu este tot. Este necesar să se prevină autodescărcarea bateriei (noaptea, pe vreme nefavorabilă). Acest lucru este asigurat de includerea diodelor semiconductoare în circuit. Este indicat să folosiți ca conductor (pentru borne) un cablu acustic, care se fixează și pe panou cu material de etanșare.

Opțiunea unei baterii solare cu film (există una) nu este luată în considerare. În ciuda unor avantaje, are o serie de dezavantaje semnificative– randament scazut si necesitatea instalarii pe suprafețe mari. Această soluție este inacceptabilă pentru o casă privată.