Idea samodzielnego domu ekscytuje wielu właścicieli wiejskie domki. I nie ma w tym nic dziwnego: ceny mediów rosną dwa razy w roku, a tymczasem – oto woda pod stopami, ciepło termiczne i energia słoneczna. Sama natura daje nam wszystko, czego potrzebujemy, dlaczego więc nie skorzystać z jej darów? Weźmy na przykład energię naszego kosmicznego ciała. Są to dosłownie darmowe kilowaty, które możesz zdobyć, jeśli wykonasz panele słoneczne własnymi rękami. Oczywiście można kupić, ale własna produkcja jest znaczne oszczędności. Zastanówmy się więc, jak zrobić elektrownię dla domu.
Przeczytaj w artykule
- 1 Jak są rozmieszczone i działają panele słoneczne
- 2 Rodzaje fotokomórek i ich cechy
- 3 Jakie materiały są potrzebne do stworzenia paneli słonecznych
- 4 Bateria słoneczna od projektu do włączenia
- 4.1 wcześniejsze planowanie
- 4.2 Jak zmontować fotokomórki w jeden kompleks
- 5 Gdzie najlepiej umieścić panel słoneczny
Jak są rozmieszczone i działają panele słoneczne
Jeśli znasz szkolny kurs fizyki, prawdopodobnie znasz taki termin, jak półprzewodniki. To na nich zbudowana jest praca paneli słonecznych. Homo sapiens odkrył krzem, a dziś jest on najdoskonalszym znanym półprzewodnikiem. Kiedy górna płytka krzemowa półprzewodnika nagrzewa się, elektrony na górze przesuwają się na dolną płytkę, ale są wciągane z powrotem na swoje właściwe miejsce. Odnajdują drogę przez przewody łączące i po drodze dostarczają energię do akumulatorów. Ogólnie cała tajemnica tkwi w poruszaniu elektronami i kierowaniu ich we właściwym kierunku.
Jak ułożona jest bateria słoneczna? Są to w rzeczywistości same panele krzemowe, systemy konwersji energii elektronowej, baterie do oszczędność tej energii i dodatkowe elementy, które pozwalają wydobyć tę energię z korzyścią dla właściciela. Bloki przetworników, to też fotokomórki, to też panele krzemowe – to półprzewodniki. Krzem można osadzać wspomnianą już metodą monokrystaliczną lub mniej wydajną w eksploatacji metodą polikrystaliczną.
Aby oszczędzać energię, będziesz potrzebować baterii, a powinny być dwie (druga działa jako zapasowa). Pierwsza bateria gromadzi i przesyła energię bezpośrednio do urządzeń poboru, a druga jest potrzebna do magazynowania nadmiaru tej energii. Gdy tylko napięcie w sieci zacznie spadać, rezerwa zostaje załączona.
Podczas samodzielnego montażu kompleksu paneli słonecznych nie można zaniedbać żadnych elementów. Każdy z nich, nawet najmniejszy, wykonuje ważne zadanie. Tutaj na przykład diody. Wydawałoby się, że nie są tak potrzebne, ale w rzeczywistości pełnią odpowiedzialne zadanie ochrony bloków przed przegrzaniem.
Rodzaje fotokomórek i ich cechy
panele silikonowe dla paneli słonecznych są polikrystaliczne i monokrystaliczne. Zastanówmy się, jakie są ich różnice i które są najskuteczniejsze:
- Ogniwa monokrystaliczne są droższe od ich odpowiedników, ponieważ ich produkcja wymaga zastosowania najbardziej zaawansowanych technologii. Takie płyty mają wydajność do 25% i mogą pracować przez co najmniej ćwierć wieku. To bardzo przyzwoity czas na takie elementy. Jednocześnie za 25 lat stracą tylko około 5% swojej skuteczności, co nie jest znaczące. Panele monokrystaliczne przechwytują energię słoneczną na całej powierzchni i kontynuują pracę nawet przy pochmurnej pogodzie. W rzeczywistości, chociaż te baterie są droższe, zwracają się znacznie szybciej niż te polikrystaliczne. Ponadto są wymagane w mniejszych ilościach, czyli do uzyskanie określonej ilości energii elektrycznej możesz zająć mniej miejsca dzięki monokrystalicznym krzemowym ogniwom słonecznym.
- Baterie polikrystaliczne są gorsze od monokrystalicznych, choćby dlatego, że wykorzystują krzem gorszej jakości. Proces produkcyjny jest bardziej prymitywny, a to bezpośrednio wpływa na efektywność gotowego produktu. Często baterie polikrystaliczne są po prostu wytwarzane z odpadów monokrystalicznych. Mają niebieskawy odcień, łatwo je odróżnić. Ogniwa polikrystaliczne są o 20% mniej wydajne, a sprawność nie przekracza 18%. Okazuje się, że do wydobycia wymaganej ilości energii potrzebna jest duża powierzchnia. Jednak pomimo oczywiście niskiej wydajności, polikrystaliczne ogniwa słoneczne są coraz częściej kupowane. I to nie tylko cena. Świetnie prezentują się przy pochmurnej pogodzie - lepsze niż monokryształy.
baterie filmowe - nowość na rynku fotokomórek, która na razie dopiero zyskuje na popularności. Koszt tych paneli jest wciąż zbyt wysoki jak na masowe zapotrzebowanie, ale warto zwrócić na nie uwagę z kilku powodów:
- Elementy filmowe na bazie tellurku kadmu to technologie kosmiczne, które z powodzeniem przetestowano na pojazdach pozaziemskich. Wciąż obecny jest mały niuans - kadm po podgrzaniu emituje toksyczne opary. W panelach słonecznych są minimalne i praktycznie bezpieczne na zewnątrz.
- Ale elementy oparte na CIGS to inna sprawa. Są bezpieczne, ponieważ składają się z miedzi, selenu, indu i galu. Zaletą tego typu jest doskonała elastyczność. Nawiasem mówiąc, ten typ był również aktywnie wykorzystywany na satelitach kosmicznych, a teraz stał się mega popularny wśród konsumentów produktów do turystyki aktywnej. Sprawność małych zasilaczy słonecznych CIGS sięga 20%.
Inny rodzaj magazynowania energii słonecznej baterie amorficzne. Oparte są również na krzemie, ale nakłada się go specjalną metodą natryskiwania gorącą parą, co eliminuje wzrost kryształów i znacznie przyspiesza proces. Najnowocześniejsze moduły amorficzne wykazują wydajność na poziomie 12%, jednak póki co nie są tak popularne ze względu na wysoki koszt. Moduły amorficzne mają znaczną przewagę nad wszystkimi innymi - są w stanie pracować nawet w ekstremalnych upałach i oświetleniu otoczenia.
Analizując rodzaje ogniw słonecznych możemy stwierdzić, że dziś najbardziej optymalnym wyborem byłyby ogniwa słoneczne monokryształowe.
Jakie materiały są potrzebne do stworzenia paneli słonecznych
Do montażu paneli słonecznych oprócz fotokomórek będziesz potrzebować, płyty wiórowe lub Płyta OSB, aluminiowe narożniki i szyny, płyta piankowa o wysokiej sztywności, szczeliwo na bazie silikonu, zaciski, tranzystor, diody i przewody.
Do pracy potrzebny jest minimalny zestaw narzędzi: lutownica, śrubokręty (najlepiej śrubokręt z końcówkami), piły do metalu i drewna. Aby sprawdzić wydajność baterii, będziesz potrzebować testera.
Panele modułowe są montowane za pomocą profilu aluminiowego. Nierozsądnie jest kupować baterie o różnych rozmiarach - utrudni to poskładanie wszystkiego w całość. Ponadto taka opcja montażu wpłynie niekorzystnie na wydajność kompleksu, ponieważ maksymalny generowany prąd będzie ograniczony wydajnością najmniejszych modułów.
Do ramy można wykorzystać nie tylko aluminiowe szyny, ale także drewno. Jednak aluminium jest preferowane z kilku powodów: nie boi się korozji, owadów, gnicia i grzybów. Nie chłonie wody jak drewno i nie odkształca się po deszczu czy śniegu. A co najważniejsze, aluminium jest lekkie i wytrzymałe – dokładnie to, czego potrzebujesz do ramy. Podstawą jest najlepsza płyta OSB: te panele również nie boją się wilgoci, zwłaszcza jeśli są wstępnie pomalowane wodoodporną emalią.
Ważne jest, aby dobrać odpowiednią szybę ochronną do paneli słonecznych. Istnieje kilka opcji: zwykłe szkło, pleksi, pleksi lub poliwęglan. Wszystko to są tanie opcje, które nie zapewniają dobrej przezroczystości, a tym samym zmniejszają wydajność ogniw fotowoltaicznych. Jeśli to możliwe, wybierz szkło antyrefleksyjne - będzie to najlepsza opcja. Brak możliwości - wtedy zwykłe szkło, które stosuje się do okien.
Do zamocowania fotokomórek na szkle potrzebny jest uszczelniacz. Związek epoksydowy jest uważany za najbardziej niezawodną opcję, ale jest to drogie narzędzie, więc wiele osób zastępuje go silikonowym odpowiednikiem.
Jeśli chodzi o baterie, jest tylko jedna rada: nie oszczędzaj na wysokiej jakości urządzeniu. Dobra bateria wytrzyma znacznie dłużej i okaże się godna w pracy. Aby podłączyć panele słoneczne jako źródło zasilania, potrzebujesz konwertera 220 woltów lub, jak to się nazywa, falownika.
A teraz o tym, jak zrobić panele słoneczne w domu.
Bateria słoneczna od projektu do włączenia
Przed przystąpieniem do montażu baterii słonecznej należy przynajmniej w minimalnym stopniu naszkicować schemat przyszłości urządzenia, tylko wtedy będziesz wiedział, jak samodzielnie złożyć działający moduł z modułów płyta.
wcześniejsze planowanie
Jak to zrobić samemu? Przede wszystkim zdecyduj o lokalizacji przyszłej konstrukcji. Najpewniejszym krokiem jest wykonanie kompleksu w taki sposób, aby można było dostosować jego nachylenie tak, aby baterie „podążały” za słońcem o różnych porach dnia, a nawet w zależności od sezonowej lokalizacji oprawy oświetleniowe.
To rozwiązanie podwoi moc znamionową kompleksu. Jeśli dokonałeś wyboru na korzyść ram stacjonarnych, należy je ustawić pod kątem 50-60 stopni. Ale ruchome ramy wymagają nachylenia 70 stopni zimą i 30 stopni latem.
Drugim istotnym punktem w planowaniu jest określenie liczby fotokomórek. Aby to zrobić, musisz znać ilość energii wytworzonej z jednej płyty i swoje potrzeby. Przykładowo: fotokomórka o powierzchni 1 metra kwadratowego generuje około 125 watów. Aby uzyskać energię na potrzeby małego domu wymagane jest minimum 2,5 kW. Zastanów się więc, ile paneli potrzebujesz i zastanów się, gdzie i jak je umieścić.
Jak zmontować fotokomórki w jeden kompleks
Fotomoduły należy połączyć w jeden kompleks. Aby to zrobić, styki każdego elementu są przylutowane do przewodów przewodzących. Jak zrobić to dobrze:
- wszystkie moduły, które połączysz, są ułożone na płaskiej powierzchni (stół, szkło);
- jak lutować: przewodniki są nakładane na styki. Należy to zrobić bardzo ostrożnie, aby nie uszkodzić delikatnych płyt;
- niektóre modele przewodów są już sprzedawane z przewodami łączącymi. To znacznie ułatwia zadanie, więc jeśli masz wybór, weź je;
- pozostaje tylko zmierzyć całkowity prąd z powstałego kompleksu.
Następnym krokiem jest wykonanie ramki na akumulator. W rzeczywistości jest to pudełko, w którym znajduje się dno wykonane z płyty OSB lub sklejki, dolne boki i górna pokrywa - przezroczyste szkło.
Przygotuj płytę OSB lub sklejkę wystarczająco dużą, aby zmieściły się wszystkie fotokomórki. U jego podstawy wykonano kilka otworów wentylacyjnych. Boki mocowane są na obwodzie - mogą to być listwy drewniane lub aluminiowe. Wysokość szyn wynosi 1,5–2 cm, nie więcej, w przeciwnym razie będą rzucać cień na fotokomórki.
Następnie ogniwa słoneczne są umieszczane przodem do szkła. Między modułami pozostaje odległość około 5 mm. Aby wszystko wyszło idealnie równo, możesz wstępnie oznaczyć szkło.
Następnie odpowiednio styki dodatnie są połączone z dodatnimi, minusy z minusami. Plus umieszczony jest od przedniej krawędzi, minus od wewnątrz.
Moduły są połączone od góry do dołu, aby podczas łączenia nie uszkodzić nieumyślnie cienkich elementów folii. Wszystkie pionowe rzędy są przylutowane do wspólnej szyny.
Każdy moduł jest przyklejany do szkła za pomocą uszczelniacza. Należy to zrobić ostrożnie, ponieważ nie da się go później naprawić bez zniszczenia fotokomórki. Uszczelniacz nakłada się w niewielkiej ilości bezpośrednio na środek każdej fotokomórki.
Wszystkie przewody są mocowane szczeliwem, po czym można zmontować ramę. Wcześniej na dnie pudełka układana jest guma piankowa, która będzie działać jak amortyzator.
Gdzie najlepiej umieścić panel słoneczny
Do instalacji kompleksu słonecznego odpowiednie są miejsca niezacienione przez korony drzew. Jeśli masz kilka modułów, należy je umieścić tak, aby nie rzucały na siebie cieni.
Aby uzyskać maksymalną wydajność, moduły powinny być umieszczone prostopadle do promieni słonecznych.
Dodatkowo przydatny film o montażu z improwizowanych materiałów i instalacji paneli słonecznych:
Czy chciałbyś użyć alternatywnego źródła zasilania? A może masz już w domu energię słoneczną? Podziel się swoim doświadczeniem w komentarzach!
Witam, nazywam się Andrey. Kupuję strony informacyjne. Jest…
a jeśli górna warstwa pianki nie jest pęknięta, to powierzchnia lakieru znacznie zmniejsza higroskopijność ...
dziwne rozumowanie dotyczące uszczelniania. Jeśli kłoda zostanie oblana szczeliwem, pianką ...
W latach 80. pracował w jednej organizacji pozarządowej, następnie spiekano emalię młotkową. Wyszło świetnie,...
Podczas gdy latem mieszkałem na wsi, widziałem wiele różnych sytuacji i nikt nikogo nie karał. Uch…
W Moskwie nie znajdziesz normalnego mieszkania za taką sumę. Nawet dla wiejskiego domu, który…
Dziękuję Ci. Krótko i wyraźnie...
Karting. Chcę pomóc dzieciom! &nb…
Teraz pojawiła się bardzo ciekawa i skuteczna opcja ogrzewania – płyta gipsowo-kartonowa pas…
Wszystko jest szykowne, ale nacisk kładziony jest zawsze na grzechotkę. A dla mnie np. technologicznie to nie p...
tak, nie zadzwonisz później przez cały rok nikt się nie pojawił, zaczęli słyszeć ...
I po co początkowo chować dom za pomocą paroizolacji? Jakie jest jego znaczenie? Aby stworzyć skondensowany…
