Die Vorstellung eines in sich geschlossenen Eigenheims begeistert viele Eigentümer Landhäuser. Und das ist nicht verwunderlich: Die Nebenkosten steigen zweimal im Jahr, aber inzwischen - hier ist es, Wasser unter den Füßen, thermische Hitze und Solarenergie. Die Natur selbst gibt uns alles, was wir brauchen, also warum nicht ihre Gaben nutzen? Nehmen Sie zum Beispiel die Energie unseres kosmischen Körpers. Dies sind buchstäblich kostenlose Kilowatt, die Sie erhalten können, wenn Sie Sonnenkollektoren mit Ihren eigenen Händen herstellen. Kann man natürlich kaufen, aber Eigenproduktion ist erhebliche Einsparungen. Lassen Sie uns also herausfinden, wie man ein Kraftwerk für das Haus baut.
Lesen Sie im Artikel
- 1 Wie Sonnenkollektoren angeordnet sind und funktionieren
- 2 Arten von Lichtschranken und ihre Eigenschaften
- 3 Welche Materialien werden benötigt, um Sonnenkollektoren herzustellen
- 4 Solarbatterie vom Design bis zur Integration
- 4.1 Vorausplanung
- 4.2 So bauen Sie Fotozellen zu einem einzigen Komplex zusammen
- 5 Wo ist der beste Ort, um ein Solarpanel zu platzieren
Wie Sonnenkollektoren angeordnet sind und funktionieren
Wenn Sie mit dem Schulphysikkurs vertraut sind, dann kennen Sie wahrscheinlich einen Begriff wie Halbleiter. Auf ihnen wird die Arbeit von Sonnenkollektoren aufgebaut. Homo sapiens entdeckte Silizium, und heute ist es der perfekteste bekannte Halbleiter. Wenn sich der obere Siliziumwafer eines Halbleiters erwärmt, bewegen sich die Elektronen an der Oberseite zum unteren Wafer, werden aber an ihren rechtmäßigen Platz zurückgezogen. Sie finden ihren Weg durch die Verbindungsdrähte und geben unterwegs Energie an die Batterien weiter. Im Allgemeinen besteht das ganze Geheimnis darin, Elektronen zu bewegen und sie in die richtige Richtung zu lenken.
Wie ist eine Solarbatterie aufgebaut? Dies sind in der Tat die Siliziumplatten selbst, Elektronenenergieumwandlungssysteme, Batterien für Einsparung dieser Energie und zusätzlicher Elemente, die es Ihnen ermöglichen, diese Energie zum Nutzen des Eigentümers zu extrahieren. Umrichterblöcke, sie sind auch Fotozellen, sie sind auch Siliziumplatten - das sind Halbleiter. Silizium kann nach dem bereits erwähnten Einkristallverfahren oder nach dem im Betrieb weniger effizienten polykristallinen Verfahren abgeschieden werden.
Um Energie zu sparen, benötigen Sie Batterien, und davon sollten zwei vorhanden sein (die zweite dient als Backup). Die erste Batterie sammelt und sendet Energie direkt an Verbrauchsgeräte, und die zweite wird benötigt, um den Überschuss dieser Energie zu speichern. Sobald die Spannung im Netz zu sinken beginnt, wird die Reserve zugeschaltet.
Bei der Selbstmontage eines Solarmodulkomplexes dürfen Sie keine Elemente vernachlässigen. Jeder von ihnen, auch der kleinste, erfüllt eine wichtige Aufgabe. Hier zum Beispiel Dioden. Es scheint, dass sie nicht so benötigt werden, aber tatsächlich erfüllen sie die verantwortungsvolle Aufgabe, Blöcke vor Überhitzung zu schützen.
Arten von Lichtschranken und ihre Eigenschaften
Silikonplatten für Sonnenkollektoren sind polykristallin und monokristallin. Lassen Sie uns herausfinden, was ihre Unterschiede sind und welche am effektivsten sind:
- Monokristalline Zellen sind teurer als ihre Gegenstücke, da ihre Herstellung den Einsatz modernster Technologien erfordert. Solche Platten haben einen Wirkungsgrad von bis zu 25 % und können mindestens ein Vierteljahrhundert arbeiten. Dies ist eine sehr anständige Zeit für solche Elemente. Gleichzeitig verlieren sie in 25 Jahren nur etwa 5% ihrer Wirksamkeit, was nicht signifikant ist. Monokristalline Module fangen Sonnenenergie über die gesamte Oberfläche ein und arbeiten auch bei bewölktem Wetter weiter. Obwohl diese Batterien teurer sind, amortisieren sie sich viel schneller als polykristalline. Außerdem werden sie in kleineren Mengen benötigt, also z eine bestimmte Menge Strom zu bekommen Mit monokristallinen Silizium-Solarzellen können Sie weniger Platz beanspruchen.
- Polykristalline Batterien sind monokristallinen unterlegen, schon allein deshalb, weil sie minderwertiges Silizium verwenden. Der Herstellungsprozess ist primitiver, was sich direkt auf die Wirksamkeit des fertigen Produkts auswirkt. Häufig werden polykristalline Batterien einfach aus monokristallinen Abfallprodukten hergestellt. Sie haben einen bläulichen Farbton, sie sind leicht zu unterscheiden. Polykristalline Zellen haben einen um 20 % geringeren Wirkungsgrad und der Wirkungsgrad steigt nicht über 18 %. Es stellt sich heraus, dass eine große Fläche benötigt wird, um die erforderliche Energiemenge zu extrahieren. Doch trotz der offensichtlich geringen Effizienz werden polykristalline Solarzellen immer häufiger gekauft. Und es ist nicht nur der Preis. Sie zeigen hervorragende Ergebnisse bei bewölktem Wetter - besser als Einkristalle.
Film Batterien - eine Neuheit auf dem Markt der Fotozellen, die bisher nur an Popularität gewinnt. Die Kosten für diese Panels sind für eine Massennachfrage immer noch zu hoch, aber Sie sollten aus mehreren Gründen darauf achten:
- Folienelemente auf Basis von Cadmiumtellurid sind Weltraumtechnologien, die erfolgreich an außerirdischen Fahrzeugen getestet wurden. Eine kleine Nuance ist immer noch vorhanden - Cadmium gibt beim Erhitzen giftige Dämpfe ab. In Sonnenkollektoren sind sie im Freien minimal und praktisch sicher.
- Aber CIGS-basierte Elemente sind eine andere Sache. Sie sind sicher, da sie aus Kupfer, Selen, Indium und Gallium bestehen. Der Vorteil dieses Typs ist eine hervorragende Flexibilität. Übrigens wurde dieser Typ auch aktiv auf Weltraumsatelliten eingesetzt und ist jetzt bei Verbrauchern von Produkten für den Aktivtourismus sehr beliebt. Der Wirkungsgrad kleiner CIGS-Solarstromversorgungen erreicht 20 %.
Eine andere Art von Solarspeicher amorphe Batterien. Sie basieren ebenfalls auf Silizium, werden jedoch durch ein spezielles Verfahren des Heißdampfspritzens aufgetragen, das das Wachstum von Kristallen verhindert und den Prozess erheblich beschleunigt. Die modernsten amorphen Module weisen einen Wirkungsgrad von 12 % auf, sind aber aufgrund ihrer hohen Kosten bisher nicht so beliebt. Amorphe Module haben gegenüber allen anderen einen entscheidenden Vorteil – sie können auch bei extremer Hitze und Umgebungslicht funktionieren.
Aus der Analyse der Solarzellentypen können wir schließen, dass heute die optimale Wahl Einkristall-Solarzellen wären.
Welche Materialien werden benötigt, um Sonnenkollektoren herzustellen
Für die Montage von Solarmodulen Sie benötigen zusätzlich zu Lichtschranken Spanplatten oder OSB, Aluminiumecken und -schienen, Schaumstoffplatte mit hoher Steifigkeit, Dichtungsmittel auf Silikonbasis, Klemmen, Transistor, Dioden und Drähte.
Zum Arbeiten benötigen Sie ein Minimum an Werkzeugen: einen Lötkolben, Schraubendreher (vorzugsweise einen Schraubendreher mit Düsen), Bügelsägen für Metall und Holz. Um die Leistungsfähigkeit der Batterie zu überprüfen, benötigen Sie einen Tester.
Modulplatten werden aus einem Aluminiumprofil zusammengesetzt. Es ist nicht ratsam, Batterien unterschiedlicher Größe zu kaufen - dies macht es Ihnen schwer, alles zusammenzufügen. Darüber hinaus beeinträchtigt eine solche Montageoption die Effizienz des Komplexes, da der maximal erzeugte Strom durch die Leistung der kleinsten Module begrenzt wird.
Für den Rahmen können Sie nicht nur Aluminiumschienen, sondern auch Holz verwenden. Aluminium wird jedoch aus mehreren Gründen bevorzugt: Es hat keine Angst vor Korrosion, Insekten, Fäulnis und Pilzbefall. Es nimmt kein Wasser auf wie Holz und verformt sich nicht nach Regen oder Schneefall. Und vor allem ist Aluminium leicht und stark – genau das, was Sie für den Rahmen brauchen. Die Basis ist am besten OSB: Diese Platten haben auch keine Angst vor Feuchtigkeit, besonders wenn sie mit wasserfester Emaille vorlackiert sind.
Es ist wichtig, das richtige Schutzglas für Solarmodule zu wählen. Es gibt mehrere Möglichkeiten: gewöhnliches Glas, Plexiglas, Plexiglas oder Polycarbonat. All dies sind billige Optionen, die keine gute Transparenz bieten und somit die Effizienz von Photovoltaikzellen verringern. Wählen Sie nach Möglichkeit entspiegeltes Glas - dies ist die beste Option. Keine Möglichkeit - dann normales Glas, das für Fenster verwendet wird.
Dichtmittel wird benötigt, um die Fotozellen auf dem Glas zu befestigen. Eine Epoxidverbindung gilt als die zuverlässigste Option, aber dies ist ein teures Werkzeug, so dass viele Leute es durch ein Silikongegenstück ersetzen.
Was die Batterien betrifft, gibt es nur einen Ratschlag: Sparen Sie nicht an einem Qualitätsgerät. Eine gute Batterie wird viel länger halten und sich in der Arbeit als würdig erweisen. Um Solarmodule als Stromquelle anzuschließen, benötigen Sie einen 220-Volt-Konverter oder, wie er auch genannt wird, einen Wechselrichter.
Und jetzt darüber, wie man zu Hause Sonnenkollektoren herstellt.
Solarbatterie vom Design bis zur Integration
Bevor Sie mit der Montage der Solarbatterie fortfahren, müssen Sie zumindest minimal ein Diagramm der Zukunft skizzieren erst dann wissen Sie, wie Sie aus Modulen selbstständig ein funktionsfähiges Modul zusammenbauen Tafel.
Vorausplanung
Wie macht man es selbst? Entscheiden Sie sich zunächst für den Standort der zukünftigen Struktur. Der sicherste Schritt ist, den Komplex so zu gestalten, dass Sie seine Neigung so anpassen können Batterien „folgten“ der Sonne zu unterschiedlichen Tageszeiten und sogar je nach saisonalem Standort Koryphäen.
Diese Lösung wird die Nennleistung des Komplexes verdoppeln. Wenn Sie sich für stationäre Rahmen entschieden haben, müssen diese mit einer Neigung von 50-60 Grad aufgestellt werden. Aber die beweglichen Rahmen erfordern eine Neigung von 70 Grad im Winter und 30 Grad im Sommer.
Der zweite wesentliche Planungspunkt ist die Festlegung der Anzahl der Lichtschranken. Dazu müssen Sie die von einer Platte erzeugte Energiemenge und Ihren Bedarf kennen. Beispiel: Eine Fotozelle mit einer Fläche von 1 Quadratmeter erzeugt etwa 125 Watt. Um Energie für den Bedarf eines kleinen Hauses zu gewinnen, sind mindestens 2,5 kW erforderlich. Überlegen Sie also, wie viele Paneele Sie benötigen, und überlegen Sie, wo und wie Sie sie platzieren.
So bauen Sie Fotozellen zu einem einzigen Komplex zusammen
Fotomodule müssen zu einem gemeinsamen Komplex kombiniert werden. Dazu werden die Kontakte jedes Elements mit den Leiterdrähten verlötet. So machen Sie es richtig:
- Alle Module, die Sie anschließen werden, werden auf einer ebenen Fläche (Tisch, Glas) ausgelegt;
- wie man lötet: leiter werden auf die kontakte aufgebracht. Dies muss sehr sorgfältig durchgeführt werden, um die zerbrechlichen Platten nicht zu beschädigen;
- Einige Leitermodelle werden bereits mit Anschlussdrähten verkauft. Das macht die Aufgabe viel einfacher, wenn Sie also die Wahl haben, nehmen Sie diese;
- es bleibt nur noch der Gesamtstrom aus dem resultierenden Komplex zu messen.
Der nächste Schritt ist, einen Rahmen für die Batterie zu machen. Tatsächlich handelt es sich um eine Kiste, in der sich ein Boden aus OSB oder Sperrholz, niedrige Seiten und eine obere Abdeckung aus transparentem Glas befinden.
Bereiten Sie OSB oder Sperrholz vor, das groß genug ist, um alle Fotozellen aufzunehmen. An seiner Basis sind mehrere Löcher zur Belüftung angebracht. Um den Umfang herum sind Seiten angebracht - dies können Holz- oder Aluminiumlatten sein. Die Höhe der Schienen beträgt 1,5–2 cm, nicht mehr, da sie sonst einen Schatten auf die Fotozellen werfen.
Als nächstes werden die Solarzellen dem Glas zugewandt platziert. Zwischen den Modulen verbleibt ein Abstand von ca. 5 mm. Damit alles perfekt gleichmäßig wird, können Sie das Glas vormarkieren.
Dann werden jeweils die positiven Kontakte mit den positiven, die Minuskontakte mit den Minuskontakten verbunden. Plus wird von der Vorderkante platziert, Minus - von innen.
Die Module werden von oben nach unten verbunden, damit Sie beim Verbinden nicht versehentlich hauchdünne Elemente beschädigen. Alle vertikalen Reihen sind an einen gemeinsamen Bus gelötet.
Jedes Modul wird mit einem Dichtmittel auf das Glas geklebt. Dies muss sorgfältig durchgeführt werden, da eine spätere Reparatur ohne Zerstörung der Fotozelle nicht möglich ist. Dichtmittel wird in einer kleinen Menge direkt auf die Mitte jeder Fotozelle aufgetragen.
Alle Drähte werden mit Dichtmittel befestigt, danach können Sie den Rahmen zusammenbauen. Zuvor wird Schaumgummi auf den Boden der Box gelegt, der als Dämpfer wirkt.
Wo ist der beste Ort, um ein Solarpanel zu platzieren
Für die Installation einer Solaranlage eignen sich Orte, die nicht von Baumkronen beschattet werden. Wenn Sie mehrere Module haben, müssen diese so platziert werden, dass sie sich nicht gegenseitig verschatten.
Für maximale Effizienz sollten die Module senkrecht zu den Sonnenstrahlen stehen.
Außerdem ein nützliches Video zum Zusammenbauen aus improvisierten Materialien und zum Installieren von Sonnenkollektoren:
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Hallo, mein Name ist Andrei. Ich kaufe Informationsseiten. Es gibt…
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