L'idée d'une maison autonome excite l'esprit de nombreux propriétaires chalets. Et ce n'est pas surprenant: le prix des services publics augmente deux fois par an, mais en attendant - ça y est, de l'eau sous vos pieds, de la chaleur thermique et énergie solaire. La nature elle-même nous donne tout ce dont nous avons besoin, alors pourquoi ne pas profiter de ses dons? Prenons, par exemple, l'énergie de notre corps cosmique. Ce sont littéralement des kilowatts gratuits que vous pouvez obtenir si vous fabriquez des panneaux solaires de vos propres mains. Vous pouvez acheter, bien sûr, mais l'autoproduction est des économies importantes. Voyons donc comment fabriquer une centrale électrique pour la maison.
A lire dans l'article
- 1 Comment les panneaux solaires sont disposés et fonctionnent
- 2 Types de photocellules et leurs caractéristiques
- 3 Quels matériaux sont nécessaires pour créer des panneaux solaires
- 4 Batterie solaire de la conception à l'inclusion
- 4.1 planification préalable
- 4.2 Comment assembler des photocellules en un seul complexe
- 5 Quel est le meilleur endroit pour mettre un panneau solaire
Comment les panneaux solaires sont disposés et fonctionnent
Si vous connaissez le cours de physique de l'école, vous connaissez probablement un terme tel que les semi-conducteurs. C'est sur eux que s'édifie le travail des panneaux solaires. Homo sapiens a découvert le silicium, et c'est aujourd'hui le semi-conducteur le plus parfait connu. Lorsque la plaquette de silicium supérieure d'un semi-conducteur chauffe, les électrons du haut se déplacent vers la plaquette inférieure, mais sont ramenés à leur place légitime. Ils trouvent leur chemin à travers les fils de connexion et donnent de l'énergie aux batteries en cours de route. En général, tout le secret réside dans le déplacement des électrons et dans leur direction dans la bonne direction.
Comment est arrangée une batterie solaire? Il s'agit en fait des panneaux de silicium eux-mêmes, des systèmes de conversion d'énergie électronique, des batteries pour économiser cette énergie et des éléments supplémentaires qui permettent d'extraire cette énergie au profit du propriétaire. Des blocs de convertisseurs, ce sont aussi des photocellules, ce sont aussi des panneaux de silicium - ce sont des semi-conducteurs. Le silicium peut être déposé par la méthode monocristalline, qui a déjà été mentionnée, ou par la méthode polycristalline, moins efficace en fonctionnement.
Pour économiser de l'énergie, vous aurez besoin de piles, et il devrait y en avoir deux (la seconde sert de secours). La première batterie collecte et envoie l'énergie directement aux appareils de consommation, et la seconde est nécessaire pour stocker l'excédent de cette énergie. Dès que la tension du réseau commence à chuter, la réserve est connectée.
Lors de l'auto-assemblage d'un complexe de panneaux solaires, vous ne pouvez négliger aucun élément. Chacun d'eux, même le plus petit, accomplit une tâche importante. Ici, par exemple, les diodes. Il semblerait qu'ils ne soient pas si nécessaires, mais en fait, ils remplissent la tâche responsable de protéger les blocs contre la surchauffe.
Types de photocellules et leurs caractéristiques
panneaux de silicium pour les panneaux solaires sont polycristallins et monocristallins. Voyons quelles sont leurs différences et lesquelles sont les plus efficaces:
- Les cellules monocristallines sont plus chères que leurs homologues, car leur fabrication nécessite l'utilisation des technologies les plus avancées. De telles plaques ont une efficacité allant jusqu'à 25% et peuvent fonctionner pendant au moins un quart de siècle. C'est un moment très décent pour de tels éléments. Dans le même temps, dans 25 ans, ils ne perdront qu'environ 5% de leur efficacité, ce qui n'est pas significatif. Les panneaux monocristallins captent l'énergie solaire sur toute la surface et continuent de fonctionner même par temps nuageux. En effet, bien que ces batteries soient plus chères, elles s'amortissent beaucoup plus rapidement que les batteries polycristallines. De plus, ils sont nécessaires en plus petites quantités, c'est-à-dire pour obtenir une certaine quantité d'électricité vous pouvez occuper moins d'espace avec des cellules solaires en silicium monocristallin.
- Les batteries polycristallines sont inférieures aux batteries monocristallines, ne serait-ce que parce qu'elles utilisent du silicium de moindre qualité. Le processus de fabrication est plus primitif, ce qui affecte directement l'efficacité du produit fini. Souvent, les batteries polycristallines sont simplement fabriquées à partir de déchets monocristallins. Ils ont une teinte bleutée, ils sont faciles à distinguer. Les cellules polycristallines sont 20 % moins efficaces et le rendement ne dépasse pas 18 %. Il s'avère qu'une grande surface est nécessaire pour extraire la quantité d'énergie requise. Mais, malgré le rendement évidemment faible, les cellules solaires polycristallines sont achetées plus souvent. Et ce n'est pas seulement le prix. Ils montrent d'excellents résultats par temps nuageux - mieux que les monocristaux.
piles de films - une nouveauté sur le marché des photocellules, qui ne fait que gagner en popularité jusqu'à présent. Le coût de ces panneaux est encore trop élevé pour une demande de masse, mais vous devez y prêter attention pour plusieurs raisons :
- Les éléments cinématographiques à base de tellurure de cadmium sont des technologies spatiales qui ont été testées avec succès sur des véhicules extraterrestres. Une petite nuance est toujours présente - lorsqu'il est chauffé, le cadmium émet des fumées toxiques. Dans les panneaux solaires, ils sont minimes et pratiquement sans danger à l'extérieur.
- Mais les éléments basés sur CIGS sont une autre affaire. Ils sont sûrs car ils sont composés de cuivre, de sélénium, d'indium et de gallium. L'avantage de ce type est une excellente flexibilité. Et, soit dit en passant, ce type a également été activement utilisé sur les satellites spatiaux, et maintenant il est devenu très populaire parmi les consommateurs de produits pour le tourisme actif. L'efficacité des petites alimentations solaires CIGS atteint 20%.
Un autre type de stockage solaire piles amorphes. Ils sont également à base de silicium, mais il est appliqué par une méthode spéciale de pulvérisation à la vapeur chaude, qui élimine la croissance des cristaux et accélère considérablement le processus. Les modules amorphes les plus modernes affichent une efficacité de 12%, mais jusqu'à présent, ils ne sont pas si populaires en raison de leur coût élevé. Les modules amorphes ont un avantage significatif sur tous les autres - ils sont capables de fonctionner même sous une chaleur extrême et un éclairage ambiant.
En analysant les types de cellules solaires, nous pouvons conclure qu'aujourd'hui, le choix le plus optimal serait les cellules solaires monocristallines.
Quels matériaux sont nécessaires pour créer des panneaux solaires
Pour l'assemblage de panneaux solaires il vous faudra, en plus des photocellules, feuilles d'aggloméré ou OSB, coins et rails en aluminium, feuille de mousse haute rigidité, mastic à base de silicone, bornes, transistor, diodes et fils.
Pour travailler, vous avez besoin d'un minimum d'outils: un fer à souder, des tournevis (de préférence un tournevis avec des buses), des scies à métaux pour le métal et le bois. Pour vérifier l'efficacité de la batterie, vous aurez besoin d'un testeur.
Les panneaux de module sont assemblés à l'aide d'un profilé en aluminium. Il n'est pas judicieux d'acheter des piles de différentes tailles - cela vous empêchera de tout assembler. De plus, une telle option d'assemblage affectera négativement l'efficacité du complexe, car le courant maximal généré sera limité par les performances des plus petits modules.
Pour le cadre, vous pouvez utiliser non seulement des rails en aluminium, mais également du bois. Cependant, l'aluminium est préféré pour plusieurs raisons: il ne craint pas la corrosion, les insectes, la pourriture et les champignons. Il n'absorbe pas l'eau comme le bois et ne se déforme pas après la pluie ou la neige. Et surtout, l'aluminium est léger et solide - exactement ce dont vous avez besoin pour le cadre. La base est la meilleure OSB: ces panneaux ne craignent pas non plus l'humidité, surtout s'ils sont pré-peints avec un émail imperméable.
Il est important de choisir le bon verre de protection pour les panneaux solaires. Il existe plusieurs options: verre ordinaire, plexiglas, plexiglas ou polycarbonate. Ce sont toutes des options bon marché qui n'offrent pas une bonne transparence et réduisent ainsi l'efficacité des cellules photovoltaïques. Si possible, choisissez un verre antireflet - ce sera la meilleure option. Aucune possibilité - alors le verre ordinaire, qui est utilisé pour les fenêtres.
Un scellant est nécessaire pour fixer les photocellules sur le verre. Un composé époxy est considéré comme l'option la plus fiable, mais il s'agit d'un outil coûteux, de sorte que de nombreuses personnes le remplacent par un homologue en silicone.
Quant aux piles, un seul conseil: ne lésinez pas sur un appareil de qualité. Une bonne batterie durera beaucoup plus longtemps et se montrera digne au travail. Pour connecter des panneaux solaires comme source d'alimentation, vous aurez besoin d'un convertisseur de 220 volts ou, comme on l'appelle aussi, d'un onduleur.
Et maintenant, comment fabriquer des panneaux solaires à la maison.
Batterie solaire de la conception à l'inclusion
Avant de procéder à l'assemblage de la batterie solaire, vous devez au moins esquisser au minimum un schéma du futur appareils, ce n'est qu'alors que vous saurez comment assembler indépendamment un module réalisable à partir de modules panneau.
planification préalable
Comment le faire soi-même? Tout d'abord, décidez de l'emplacement de la future structure. L'étape la plus sûre est de réaliser le complexe de manière à pouvoir ajuster sa pente de manière à ce que les batteries "suivaient" le soleil à différents moments de la journée et même selon l'emplacement saisonnier luminaires.
Cette solution doublera la puissance nominale du complexe. Si vous avez opté pour des cadres fixes, ils doivent être placés à une inclinaison de 50 à 60 degrés. Mais les cadres mobiles nécessitent une pente de 70 degrés en hiver et de 30 degrés en été.
Le deuxième point essentiel de la planification est la détermination du nombre de photocellules. Pour ce faire, vous devez connaître la quantité d'énergie générée par une plaque et votre besoin. Par exemple: une cellule photoélectrique d'une superficie de 1 mètre carré génère environ 125 watts. Pour obtenir de l'énergie pour les besoins d'une petite maison, un minimum de 2,5 kW est requis. Réfléchissez donc au nombre de panneaux dont vous avez besoin et réfléchissez à où et comment les placer.
Comment assembler des photocellules en un seul complexe
Les photomodules doivent être combinés dans un complexe commun. Pour ce faire, les contacts de chaque élément sont soudés aux fils conducteurs. Comment bien faire :
- tous les modules que vous connecterez sont disposés sur une surface plane (table, vitre) ;
- comment souder: des conducteurs sont appliqués sur les contacts. Cela doit être fait très soigneusement afin de ne pas endommager les plaques fragiles;
- certains modèles de conducteurs sont déjà vendus avec des fils de connexion. Cela rend la tâche beaucoup plus facile, donc si vous avez le choix, prenez-les ;
- il ne reste plus qu'à mesurer le courant total du complexe résultant.
L'étape suivante consiste à fabriquer un cadre pour la batterie. En fait, il s'agit d'une boîte dans laquelle se trouvent un fond en OSB ou en contreplaqué, des côtés bas et un couvercle supérieur - verre transparent.
Préparez un OSB ou un contreplaqué suffisamment grand pour contenir toutes les photocellules. A sa base, plusieurs trous sont pratiqués pour la ventilation. Les côtés sont fixés autour du périmètre - il peut s'agir de lattes de bois ou d'aluminium. La hauteur des rails est de 1,5 à 2 cm, pas plus, sinon ils projetteront une ombre sur les photocellules.
Ensuite, les cellules solaires sont placées face au verre. Une distance d'environ 5 mm est laissée entre les modules. Pour que tout soit parfaitement homogène, vous pouvez pré-marquer le verre.
Ensuite, respectivement, les contacts positifs sont connectés aux positifs, les moins aux moins. Plus est placé à partir du bord avant, moins - de l'intérieur.
Les modules sont connectés de haut en bas afin que vous n'endommagez pas par inadvertance les éléments minces lors de la connexion. Toutes les rangées verticales sont soudées à un bus commun.
Chaque module est collé au verre avec un mastic. Cela doit être fait avec précaution, car il sera impossible de le réparer plus tard sans détruire la photocellule. Le mastic est appliqué en petite quantité directement au centre de chaque photocellule.
Tous les fils sont fixés avec du mastic, après quoi vous pouvez assembler le cadre. Auparavant, du caoutchouc mousse est posé au fond de la boîte, qui servira d'amortisseur.
Quel est le meilleur endroit pour mettre un panneau solaire
Pour l'installation d'un complexe solaire, les endroits non ombragés par les cimes des arbres conviennent. Si vous avez plusieurs modules, ils doivent être placés de manière à ne pas projeter d'ombres les uns sur les autres.
Pour une efficacité maximale, les modules doivent être placés perpendiculairement aux rayons du soleil.
En outre, une vidéo utile sur l'assemblage à partir de matériaux improvisés et l'installation de panneaux solaires :
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