Az önálló otthon gondolata sok tulajdonos elméjét izgatja vidéki nyaralók. És ez nem meglepő: évente kétszer drágulnak a rezsi, de közben - tessék, víz a lábad alatt, hő és napenergia. A természet maga ad nekünk mindent, amire szükségünk van, miért ne használnánk ki az ajándékait? Vegyük például kozmikus testünk energiáját. Ezek szó szerint ingyenes kilowattok, amelyeket akkor kaphat, ha saját kezűleg készít napelemeket. Természetesen lehet vásárolni, de a saját gyártás igen jelentős megtakarítás. Tehát kitaláljuk, hogyan készítsünk erőművet a házhoz.
Olvassa el a cikkben
- 1 A napelemek elrendezése és működése
- 2 A fotocellák típusai és jellemzőik
- 3 Milyen anyagok szükségesek a napelemek elkészítéséhez
- 4 Napelem a tervezéstől a beépítésig
- 4.1 előzetes tervezés
- 4.2 Hogyan állítsuk össze a fotocellákat egyetlen komplexummá
- 5 Hol a legjobb hely a napelem elhelyezésére?
A napelemek elrendezése és működése
Ha ismeri az iskolai fizika tanfolyamot, akkor valószínűleg ismeri a félvezetők kifejezést. Rájuk épül a napelemek munkája. A Homo sapiens felfedezte a szilíciumot, és ma ez a legtökéletesebb ismert félvezető. Amikor egy félvezető felső szilíciumlapkája felmelegszik, a felül lévő elektronok az alsó lapkához költöznek, de visszahúzódnak a megfelelő helyükre. Az összekötő vezetékeken keresztül találnak utat, és közben energiát adnak az akkumulátoroknak. Általánosságban elmondható, hogy az egész titok az elektronok mozgatásában és azok megfelelő irányba irányításában rejlik.
Hogyan van elrendezve a napelemes akkumulátor? Ezek valójában maguk a szilícium panelek, elektronenergia átalakító rendszerek, akkumulátorok ennek az energiának a megtakarítása és a további elemek, amelyek lehetővé teszik, hogy ezt az energiát a tulajdonos javára kinyerje. Átalakító blokkok, ezek is fotocellák, ezek is szilícium panelek - ezek félvezetők. A szilícium leválasztása történhet a már említett egykristályos módszerrel, vagy a működésben kevésbé hatékony polikristályos módszerrel.
Az energiatakarékosság érdekében elemekre lesz szükség, és kettőnek kell lennie (a második tartalékként működik). Az első akkumulátor gyűjti és küldi az energiát közvetlenül a fogyasztói eszközöknek, a második pedig az energiafelesleg tárolásához szükséges. Amint a hálózat feszültsége csökkenni kezd, a tartalék csatlakoztatva van.
A napelem komplexum önálló összeszerelésekor egyetlen elemet sem hagyhat figyelmen kívül. Mindegyikük, még a legkisebb is, fontos feladatot lát el. Itt például a diódák. Úgy tűnik, nincs rájuk annyira szükség, de valójában felelős feladatot látnak el, hogy megvédjék a blokkokat a túlmelegedéstől.
A fotocellák típusai és jellemzőik
szilícium panelek a napelemek esetében polikristályos és monokristályos. Nézzük meg, mi a különbség köztük, és melyek a leghatékonyabbak:
- A monokristályos cellák drágábbak társaiknál, mivel gyártásuk a legfejlettebb technológiák alkalmazását igényli. Az ilyen lemezek hatékonysága akár 25% is lehet, és legalább negyed évszázadig működhetnek. Ez egy nagyon tisztességes időszak az ilyen elemek számára. Ugyanakkor 25 év alatt csak körülbelül 5%-át veszítik el hatékonyságukból, ami nem jelentős. A monokristályos panelek a teljes felületen rögzítik a napenergiát, és továbbra is működnek felhős időben is. Valójában, bár ezek az akkumulátorok drágábbak, sokkal gyorsabban megtérülnek, mint a polikristályosak. Ráadásul kisebb mennyiségben is szükségesek, vagyis azért egy bizonyos mennyiségű áram megszerzése kevesebb helyet foglalhat a monokristályos szilícium napelemekkel.
- A polikristályos akkumulátorok gyengébbek a monokristályosaknál, már csak azért is, mert gyengébb minőségű szilíciumot használnak. A gyártási folyamat primitívebb, és ez közvetlenül befolyásolja a késztermék hatékonyságát. A polikristályos akkumulátorok gyakran egyszerűen monokristályos hulladéktermékekből készülnek. Kékes árnyalatúak, könnyen megkülönböztethetők. A polikristályos cellák 20%-kal kevésbé hatékonyak, és a hatásfok nem emelkedik 18% fölé. Kiderül, hogy a szükséges energiamennyiség kinyeréséhez nagy területre van szükség. De a nyilvánvalóan alacsony hatásfok ellenére a polikristályos napelemeket gyakrabban vásárolják. És ez nem csak az ára. Kitűnő eredményeket mutatnak felhős időben – jobbak, mint az egykristályok.
film akkumulátorok - újdonság a fotocellák piacán, amely egyelőre csak egyre népszerűbb. Ezeknek a paneleknek a költsége még mindig túl magas a tömeges kereslethez, de több okból is érdemes odafigyelni rájuk:
- A kadmium-tellurid alapú filmelemek olyan űrtechnológiák, amelyeket sikeresen teszteltek földönkívüli járműveken. Egy kis árnyalat még mindig jelen van - hevítéskor a kadmium mérgező füstöket bocsát ki. A napelemeknél minimálisak és gyakorlatilag biztonságosak a szabadban.
- De a CIGS-alapú elemek egy másik kérdés. Biztonságosak, mivel rézből, szelénből, indiumból és galliumból állnak. Ennek a típusnak az előnye a kiváló rugalmasság. És mellesleg ezt a típust aktívan használták az űrműholdakon is, és most mega népszerűvé vált az aktív turizmusra szánt termékek fogyasztói körében. A kisméretű CIGS napelemes tápegységek hatásfoka eléri a 20%-ot.
Egy másik típusú napelemes tárolás amorf akkumulátorok. Szilícium alapúak is, de speciális forró gőzpermetezéssel alkalmazzák, ami kiküszöböli a kristályok növekedését és jelentősen felgyorsítja a folyamatot. A legmodernebb amorf modulok 12%-os hatásfokot mutatnak, de eddig nem olyan népszerűek a magas költségük miatt. Az amorf modulok jelentős előnnyel rendelkeznek az összes többihez képest - még szélsőséges hőség és környezeti megvilágítás mellett is képesek működni.
A napelemek típusait elemezve arra a következtetésre juthatunk, hogy ma a legoptimálisabb választás az egykristályos napelemek lennének.
Milyen anyagok szükségesek a napelemek elkészítéséhez
Napelem összeszereléshez szüksége lesz a fotocellákon kívül forgácslap lapok vagy OSB, alumínium sarkok és sínek, nagy merevségű hablap, szilikon alapú tömítőanyag, kivezetések, tranzisztorok, diódák és vezetékek.
A munkához minimális szerszámkészletre van szüksége: forrasztópáka, csavarhúzók (lehetőleg csavarhúzó fúvókákkal), fém- és fafűrészek. Az akkumulátor hatékonyságának ellenőrzéséhez tesztelőre lesz szüksége.
A modulpanelek összeszerelése alumínium profil felhasználásával történik. Nem bölcs dolog különböző méretű akkumulátorokat vásárolni – ez megnehezíti az összeállítást. Ezenkívül egy ilyen összeszerelési lehetőség hátrányosan befolyásolja a komplexum hatékonyságát, mivel a maximális generált áramot a legkisebb modulok teljesítménye korlátozza.
A kerethez nemcsak alumínium síneket, hanem fát is használhat. Az alumíniumot azonban több okból is előnyben részesítik: nem fél a korróziótól, a rovaroktól, a rothadástól és a gombától. Nem szívja fel a vizet, mint a fa, és nem deformálódik eső vagy hóesés után. És ami a legfontosabb, az alumínium könnyű és erős – pont az, amire a kerethez szüksége van. Az alap a legjobb OSB: ezek a panelek szintén nem félnek a nedvességtől, különösen, ha bármilyen vízálló zománccal előfestettek.
Fontos a megfelelő védőüveg kiválasztása a napelemekhez. Több lehetőség is van: közönséges üveg, plexi, plexi ill polikarbonát. Mindezek olcsó lehetőségek, amelyek nem biztosítanak jó átlátszóságot, és így csökkentik a fotovoltaikus cellák hatékonyságát. Ha lehetséges, válasszon tükröződésmentes üveget - ez lesz a legjobb megoldás. Nincs lehetőség - akkor a szokásos üveg, amelyet ablakokhoz használnak.
Tömítőanyag szükséges a fotocellák üvegen történő rögzítéséhez. Az epoxivegyületet a legmegbízhatóbb lehetőségnek tekintik, de ez drága eszköz, ezért sokan szilikon megfelelőre cserélik.
Ami az akkumulátorokat illeti, csak egy tanács van: ne spóroljunk a minőségi készüléken. A jó akkumulátor sokkal tovább bírja, és méltónak mutatkozik a munkában. A napelemek áramforrásként való csatlakoztatásához 220 voltos konverterre vagy, ahogy más néven, inverterre van szükség.
És most arról, hogyan készítsünk napelemeket otthon.
Napelem a tervezéstől a beépítésig
Mielőtt folytatná a napelem összeszerelését, legalább minimálisan fel kell vázolnia a jövő diagramját eszközöket, csak akkor tudja, hogyan lehet önállóan összeállítani egy működőképes modult a modulokból panel.
előzetes tervezés
Hogyan csináld magad? Először is döntse el a jövőbeli szerkezet helyét. A legbiztosabb lépés az, hogy a komplexumot úgy alakítjuk ki, hogy a lejtését úgy tudjuk beállítani az akkumulátorok „követték” a napot a nap különböző szakaszaiban, sőt az évszaktól függően világítótestek.
Ez a megoldás megduplázza a komplex névleges teljesítményét. Ha az álló keretek mellett döntött, azokat 50-60 fokos dőlésszögben kell elhelyezni. De a mozgatható keretekhez télen 70 fokos, nyáron 30 fokos dőlésszög szükséges.
A tervezés második lényeges pontja a fotocellák számának meghatározása. Ehhez ismernie kell az egy tányérból keletkező energia mennyiségét és az igényét. Például: egy 1 négyzetméteres fotocella körülbelül 125 wattot termel. Egy kis ház energiaszükségletéhez minimum 2,5 kW szükséges. Tehát fontolja meg, hány panelre van szüksége, és gondolja át, hová és hogyan helyezze el őket.
Hogyan állítsuk össze a fotocellákat egyetlen komplexummá
A fotomodulokat közös komplexummá kell egyesíteni. Ehhez az egyes elemek érintkezőit a vezető vezetékekhez forrasztják. Hogyan kell helyesen csinálni:
- az összes csatlakoztatandó modul egy sík területen van elhelyezve (asztal, üveg);
- hogyan kell forrasztani: vezetékeket helyeznek az érintkezőkre. Ezt nagyon óvatosan kell megtenni, hogy ne sértse meg a törékeny lemezeket;
- egyes vezetékmodelleket már összekötő vezetékekkel együtt értékesítik. Ez jelentősen megkönnyíti a feladatot, így ha van választása, vegye ezeket;
- csak meg kell mérni a kapott komplex teljes áramát.
A következő lépés az akkumulátor keretének elkészítése. Valójában ez egy doboz, amelyben van egy OSB-ből vagy rétegelt lemezből készült alsó, alacsony oldalak és egy felső fedél - átlátszó üveg.
Készítsen elő akkora OSB-t vagy rétegelt lemezt, hogy elférjen az összes fotocella. Az alján több lyuk van kialakítva a szellőzéshez. Az oldalak a kerület mentén vannak rögzítve - ezek lehetnek fa vagy alumínium lécek. A sínek magassága 1,5-2 cm, nem több, különben árnyékot vetnek a fotocellákra.
Ezután a napelemeket arccal az üveghez kell helyezni. A modulok között körülbelül 5 mm távolságot kell hagyni. Ahhoz, hogy minden tökéletesen egyenletes legyen, előre megjelölheti az üveget.
Ezután a pozitív érintkezőket a pozitívokhoz, a mínuszokat a mínuszokhoz kötjük. A plusz elülső szélétől, a mínusz belülről kerül elhelyezésre.
A modulok fentről lefelé vannak csatlakoztatva, hogy a csatlakozás során véletlenül se sértse meg a fóliavékony elemeket. Minden függőleges sor egy közös buszra van forrasztva.
Mindegyik modul tömítőanyaggal van az üvegre ragasztva. Ezt óvatosan kell megtenni, mert később lehetetlen lesz javítani a fotocella tönkretétele nélkül. A tömítőanyagot kis mennyiségben közvetlenül az egyes fotocellák közepére kell felhordani.
Minden vezetéket tömítőanyaggal rögzítenek, majd összeállíthatja a keretet. Korábban habgumit helyeztek a doboz aljára, amely csillapítóként működik.
Hol a legjobb hely a napelem elhelyezésére?
Napelemes komplexum telepítéséhez a fakoronákkal nem árnyékolt helyek alkalmasak. Ha több modulunk van, akkor azokat úgy kell elhelyezni, hogy ne vessenek árnyékot egymásra.
A maximális hatékonyság érdekében a modulokat a napsugárzásra merőlegesen kell elhelyezni.
Ezen kívül egy hasznos videó a rögtönzött anyagokból történő összeszerelésről és a napelemek beszereléséről:
Alternatív áramforrást szeretne használni? Vagy már van napelem az otthonában? Oszd meg tapasztalataidat kommentben!
Hello, a nevem Andrey. Információs oldalakat vásárolok. Van…
és ha a felső habréteg nem törik el, akkor a lakkfelület nagymértékben csökkenti a higroszkópos ...
furcsa érvelés a lezárással kapcsolatban. Ha a rönköt tömítőanyaggal, habbal öntik le...
A 80-as években egy NPO-ban dolgozott, majd a kalapácszománcot szinterezték. Remek lett,...
Amíg nyáron vidéken éltem, sokféle szituációt láttam, és senki nem büntet meg senkit. Uh…
Moszkvában ekkora összegért nem találsz normális lakást. Még egy vidéki házhoz is, amely…
Köszönöm. Röviden és világosan...
Gokartozás. A gyerekeknek szeretnék segíteni! &nbs…
Most van egy nagyon érdekes és hatékony fűtési lehetőség - gipszkarton pas…
Minden elegáns, de a hangsúly mindig a racsnison van. És nekem például technológiailag nem p ...
igen, később nem hívja őket egész évben senki nem jelent meg, elkezdték hallani ...
És miért burkolja be először a házat párazáróval? mi a jelentése? Kondenzáció létrehozásához…