איך להכין סוללה סולארית במו ידיך: הוראות להרכבה עצמית

פאנלים סולאריים הם מקור אנרגיה שיכול לשמש לייצור חשמל או חום לבניין נמוך. אבל פאנלים סולאריים יקרים ואינם נגישים לרוב תושבי ארצנו. אתה מסכים?

זה עניין אחר כשאתה מייצר סוללה סולארית בעצמך - העלויות מופחתות באופן משמעותי, והעיצוב הזה עובד לא יותר גרוע מפאנל מיוצר תעשייתית. לכן, אם אתם חושבים ברצינות על רכישת מקור חשמל חלופי, נסו להכין אותו בעצמכם – זה לא מאוד קשה.

מאמר זה ידון בייצור פאנלים סולאריים. אנו אגיד לך אילו חומרים וכלים תצטרך לשם כך. וקצת למטה תמצאו הוראות שלב אחר שלב עם איורים המדגימים בבירור את התקדמות העבודה.

בקצרה על המכשיר והתפעול

ניתן להמיר אנרגיה סולארית לחום, כאשר נושא האנרגיה הוא נוזל קירור, או לחשמל, שנאסף בסוללות. הסוללה היא גנרטור הפועל על עיקרון האפקט הפוטואלקטרי.

הפיכת אנרגיית השמש לחשמל מתרחשת לאחר שקרני השמש פוגעות בלוחות הפוטו-תא, שהם החלק העיקרי של הסוללה.

במקרה זה, קוונטות האור "משחררות" את האלקטרונים שלהן ממסלולים קיצוניים. האלקטרונים החופשיים הללו מייצרים זרם חשמלי שעובר דרך הבקר ומצטבר בסוללה, ומשם הוא עובר לצרכני האנרגיה.

אלמנטים של סיליקון פועלים כלוחות פוטו. רקיקת סיליקון מצופה בצד אחד בשכבה דקה של זרחן או בורון, יסוד כימי פסיבי.

במקום זה, בהשפעת אור השמש, משתחרר מספר רב של אלקטרונים, אשר נשמרים על ידי סרט הזרחן ואינם מתעופפים זה מזה.

על פני הלוח יש "מסילות" מתכת שעליהן מסתדרים אלקטרונים חופשיים, ויוצרים תנועה מסודרת, כלומר. חַשְׁמַל.

ככל שיש יותר פרוסות סיליקון-פוטו-תאים כאלה, כך ניתן להשיג יותר זרם חשמלי. קראו עוד על עקרון הפעולה של סוללה סולארית נוסף.

השכבה העליונה של לוחות תא פוטו מכוסה בשכבה המונעת השתקפות אור השמש מהצלחות, ומגבירה את יעילותן

חומרים ליצירת פלטה סולארית

כאשר מתחילים לבנות סוללה סולארית, עליך להצטייד בחומרים הבאים:

• צלחות סיליקט-פוטו-תאים;
• יריעות סיבית, פינות ודקים מאלומיניום;
• גומי קצף קשה בעובי 1.5-2.5 ס"מ;
• אלמנט שקוף המשמש כבסיס לפרוסות סיליקון;
• ברגים, ברגים הקשה עצמית;
• איטום סיליקון לשימוש חיצוני;
• חוטי חשמל, דיודות, מסופים.

כמות החומרים הנדרשת תלויה בגודל הסוללה שלך, המוגבלת לרוב על ידי מספר התאים הסולאריים הזמינים. הכלים שתצטרכו הם: מברג או סט מברגים, מסור מתכת ועץ, מלחם. כדי לבדוק את הסוללה המוגמרת, תזדקק לבודק מד זרם.

עכשיו בואו נסתכל על החומרים החשובים ביותר ביתר פירוט.

פרוסות סיליקון או תאים סולאריים

תאי פוטו לסוללות מגיעים בשלושה סוגים:

• רב גבישי;
• חד גבישי;
• גָלוּם.

פרוסות פוליבריסטליות מתאפיינות ביעילות נמוכה. גודל ההשפעה המיטיבה הוא בערך 10 - 12%, אך נתון זה אינו פוחת עם הזמן. חיי השירות של polycrystals הוא 10 שנים.

סוללה סולארית מורכבת ממודולים, אשר בתורם מורכבים ממירים פוטואלקטריים. סוללות עם תאים סולאריים מסיליקון קשיחים הם מעין סנדוויץ' עם שכבות עוקבות המורכבות בפרופיל אלומיניום

תאים סולאריים חד-גבישיים מתהדרים ביעילות גבוהה יותר - 13-25% ובחיי שירות ארוכים - מעל 25 שנים. עם זאת, עם הזמן, היעילות של גבישים בודדים יורדת.

ממירים מונו-גבישיים מיוצרים על ידי ניסור גבישים שגדלו באופן מלאכותי, מה שמסביר את הפוטומוליכות והפרודוקטיביות הגבוהות ביותר.

ממירי צילום סרטים מיוצרים על ידי הנחת שכבה דקה של סיליקון אמורפי על משטח גמיש פולימרי

סוללות גמישות עם סיליקון אמורפי הן העדכניות ביותר. הממיר הפוטואלקטרי שלהם מרוסס או מותך על בסיס פולימרי. היעילות היא בסביבות 5 - 6%, אך מערכות סרטים קלות ביותר להתקנה.

מערכות סרטים עם ממירי פוטו אמורפיים הופיעו לאחרונה יחסית. מדובר בסוג פשוט במיוחד וזול במיוחד, אך הוא מאבד את איכויות הצרכן מהר יותר מיריביו.

זה לא מעשי להשתמש בתאי פוטו בגדלים שונים. במקרה זה, הזרם המרבי המיוצר על ידי הסוללות יוגבל על ידי הזרם של האלמנט הקטן ביותר. המשמעות היא שצלחות גדולות יותר לא יעבדו בתפוקה מלאה.

בעת רכישת תאים סולאריים, שאלו את המוכר על שיטת המשלוח; רוב המוכרים משתמשים בשיטת השעווה כדי למנוע הרס של אלמנטים שבירים

לרוב, עבור סוללות תוצרת בית, נעשה שימוש בתאי פוטו מונו ופולי-גבישיים בגודל 3x6 אינץ', אותם ניתן להזמין בחנויות מקוונות כמו E-bye.

העלות של תאי פוטו די גבוהה, אבל חנויות רבות מוכרות מה שנקרא אלמנטים מקבוצה B. מוצרים המסווגים בקבוצה זו פגומים, אך מתאימים לשימוש, ועלותם נמוכה ב-40-60% מזו של צלחות סטנדרטיות.

רוב החנויות המקוונות מוכרות תאים פוטו-וולטאיים בסטים של 36 או 72 לוחות המרה פוטו-וולטאיים. כדי לחבר מודולים בודדים לסוללה, יידרשו אוטובוסים, ויהיה צורך במסופים כדי להתחבר למערכת.

מסגרת ואלמנט שקוף

המסגרת לפאנל העתידי יכולה להיות עשויה מלוחות עץ או פינות אלומיניום.

האפשרות השנייה עדיפה יותר ממספר סיבות:

• האלומיניום היא מתכת קלת משקל שאינה מעמיסה עומס משמעותי על המבנה התומך עליו מתוכננת להתקין את הסוללה.
• כאשר מתבצע טיפול נגד קורוזיה, אלומיניום אינו רגיש לחלודה.
• אינו סופג לחות מהסביבה ואינו נרקב.

בבחירת אלמנט שקוף יש לשים לב לפרמטרים כמו מקדם השבירה של אור השמש ויכולת לספוג קרינה אינפרא אדומה.

היעילות של תאי פוטו תהיה תלויה ישירות באינדיקטור הראשון: ככל שמקדם השבירה נמוך יותר, כך היעילות של פרוסות סיליקון גבוהה יותר.

מקדם ההחזר המינימלי הוא לפרספקס או לגרסה הזולה שלו - פרספקס. מקדם השבירה של פוליקרבונט מעט נמוך יותר.

הערך של המחוון השני קובע אם התאים הסולאריים של הסיליקון עצמם יתחממו או לא. ככל שהצלחות חשופות פחות לחום, כך הן יחזיקו מעמד זמן רב יותר. קרינת IR נספגת בצורה הטובה ביותר על ידי פרספקס מיוחד סופג חום וזכוכית עם בליעת IR. קצת יותר גרוע זה זכוכית רגילה.

אם אפשר, האפשרות הטובה ביותר תהיה להשתמש בזכוכית שקופה אנטי-רפלקטיבית כאלמנט שקוף.

מבחינת היחס בין עלות לשבירת אור וספיגת קרינת IR, פרספקס היא האפשרות הטובה ביותר לייצור פאנלים סולאריים

עיצוב מערכת ובחירת אתר

פרויקט המערכת הסולארית כולל חישובים של הגודל הנדרש של הפלטה הסולארית. כפי שצוין לעיל, גודל הסוללה מוגבל בדרך כלל על ידי תאים סולאריים יקרים.

יש להתקין את הסוללה הסולארית בזווית מסוימת, שתבטיח חשיפה מקסימלית של פרוסות הסיליקון לאור השמש. האפשרות הטובה ביותר היא סוללות שיכולות לשנות את זווית הנטייה.

מיקום ההתקנה של פלטות סולאריות יכול להיות מגוון מאוד: על הקרקע, על גג משופע או שטוח של בית, על גגות חדרי שירות.

התנאי היחיד הוא שהסוללה חייבת להיות מוצבת בצד שטוף השמש של האתר או הבית, לא מוצל על ידי כתר העצים הגבוה. במקרה זה, יש לחשב את זווית הנטייה האופטימלית באמצעות נוסחה או באמצעות מחשבון מיוחד.

זווית הנטייה תהיה תלויה במיקום הבית, בזמן השנה ובאקלים. רצוי שלסוללה תהיה יכולת לשנות את זווית הנטייה בעקבות שינויים עונתיים בגובה השמש, כיון הם פועלים בצורה היעילה ביותר כאשר קרני השמש נופלות במאונך לחלוטין לפני השטח.

עבור החלק האירופי של מדינות חבר העמים, זווית ההטיה הנייחת המומלצת היא 50 - 60 מעלות. אם העיצוב מספק מכשיר לשינוי זווית הנטייה, אז בחורף עדיף למקם את הסוללות ב-70 מעלות לאופק, בקיץ בזווית של 30 מעלות.

חישובים מראים כי 1 מטר מרובע של מערכת סולארית מאפשר להשיג 120 W. לכן, באמצעות חישובים, ניתן לקבוע שכדי לספק למשפחה הממוצעת חשמל בהיקף של 300 קילוואט לחודש, נדרשת מערכת סולארית של לפחות 20 מ"ר.

זה יהיה בעייתי להתקין מיד מערכת סולארית כזו. אבל אפילו התקנת סוללה של 5 מטר תעזור לחסוך באנרגיה ולתרום תרומה צנועה לאקולוגיה של הפלנטה שלנו. אנו גם ממליצים לך להכיר את העיקרון של חישוב הכמות הנדרשת פנלים סולאריים.

סוללה סולארית יכולה לשמש כמקור אנרגיה גיבוי במהלך הפסקות תכופות של אספקת החשמל המרכזית. עבור מיתוג אוטומטי יש צורך לספק מערכת אל-פסק.

מערכת כזו נוחה בכך שכאשר משתמשים במקור חשמל מסורתי, הטעינה מתבצעת במקביל סוללת מערכת סולארית. הציוד המשרת את המצבר הסולארי ממוקם בתוך הבית ולכן יש צורך להקצות לו חדר מיוחד.

כאשר מניחים סוללות על הגג המשופע של הבית, אל תשכח את זווית הנטייה של הפאנל; האפשרות האידיאלית היא כאשר לסוללה יש מכשיר לשינוי עונתי של זווית הנטייה

התקנת פאנל סולארי צעד אחר צעד

לאחר שבחרתם מקום למקם את הפאנל הסולארי וציוד לשירות המערכת הסולארית, כמו גם את כל החומרים והכלים הנדרשים זמינים, תוכלו להתחיל בהתקנת המצבר.

במהלך ההתקנה, יש צורך להקפיד על אמצעי זהירות, במיוחד בעת ביצוע התקנה של פאנל מוגמר על גג הבית. בואו נסתכל על אלגוריתם שלב אחר שלב כיצד ליצור סוללה סולארית.

שלב מס' 1 - הלחמת מגעים של פרוסות סיליקון

התקנה של סוללה סולארית תוצרת בית מתחילה לעתים קרובות בהלחמת מוליכים של תאי פוטו. כמובן, אם יש לך את ההזדמנות, עדיף לקנות photocells עם מוליכים מיד, כי הלחמה היא עבודה מאוד קשה וקפדנית שלוקחת הרבה זמן.

ההלחמה מתבצעת באופן הבא:

1. נלקחים צללית סיליקון ללא מוליכים ופס מוליך מתכת.
2. המוליכים נחתכים באמצעות ריק מקרטון, אורכם גדול פי 2 מגודל פרוסת הסיליקון.
3. המנצח מונח בקפידה על הצלחת. ישנם שני מוליכים לכל אלמנט.
4. יש צורך למרוח חומצה על המקום בו תתבצע הלחמה לעבודה עם מלחם.
5. הלחמה באמצעות מלחם, חיבור בזהירות את המוליך לצלחת.

במהלך תהליך ההלחמה, אתה לא יכול להפעיל לחץ על אלמנט הסיליקט, כי זה מאוד שביר ויכול להישבר! אם התמזל מזלך שרכשת תאי פוטו עם אנשי קשר מוכנים, תחסוך מעצמך עבודה ארוכה ומורכבת על ידי מעבר ישר להכנת המסגרת עבור הסוללה העתידית.

הלחמה של מגעים עבור תאי פוטו פגומים מקבוצה B מתבצעת באותו אופן ובאותו כיוון כמו עבור לוחות שלמים

שלב מס' 2 - הכנת מסגרת לסוללה סולארית

המסגרת היא המקום בו יותקנו תאי הפוטו. להכנת המסגרת נלקחות פינות ודקים מאלומיניום, מהם עשויות המסגרות. גודל הפינה המומלץ הוא 70-90 מ"מ.

איטום סיליקון מוחל בחלק הפנימי של פינות המתכת. יש לאטום את הפינות בזהירות, עמידות המבנה כולו תלויה בכך.

לאחר שמסגרת האלומיניום מוכנה, אנו ממשיכים לייצור הבית האחורי. המארז האחורי הוא קופסת עץ עשויה סיבית עם דפנות נמוכות.

דפנות גבוהות ייצרו צל על תאי הפוטו, ולכן גובהם לא יעלה על 2 ס"מ. הדפנות מוברגות באמצעות ברגים עם הקשה עצמית ומברג.

חורי אוורור עשויים מלוח סיבית בתחתית המארז. המרחק בין החורים הוא כ-10 ס"מ.במסגרת האלומיניום מותקן אלמנט שקוף (פרספקס, זכוכית אנטי-רפלקטיבית, פרספקס).

האלמנט השקוף נלחץ ומקובע, הידוק שלו מתבצע באמצעות חומרה: 4 בפינות, וכן 2 בצד הארוך ו-1 בצד הקצר של המסגרת. החומרה מחוברת עם ברגים.

המסגרת לסוללה הסולארית מוכנה וניתן להמשיך לחלק החשוב ביותר - התקנת תאי פוטו. לפני ההתקנה, יש צורך לנקות את הפרספקס מאבק ולהסיר שומנים בנוזל המכיל אלכוהול.

שלב מס' 3 - התקנת פרוסות סיליקון-פוטו-תאים

הרכבה והלחמה של פרוסות סיליקון היא החלק הגוזל ביותר ביצירת פאנל סולארי עשה זאת בעצמך. ראשית, אנו מניחים את תאי הפוטו על הפרספקס כשהלוחות הכחולים כלפי מטה.

אם זו הפעם הראשונה שאתה מרכיב סוללה, אתה יכול להשתמש במשטח סימון כדי למקם את הלוחות בדיוק במרחק קטן (3-5 מ"מ) אחד מהשני.

1. אנו מלחמים את תאי הפוטו לפי התרשים החשמלי הבא: מסלולי "+" ממוקמים בצד הקדמי של הצלחת, "-" - מאחור. לפני ההלחמה, יש למרוח שטף והלחמה בזהירות כדי לחבר את המגעים.
2. אנו מלחמים את כל תאי הפוטו ברצף בשורות מלמעלה למטה. לאחר מכן יש לחבר את השורות גם זו לזו.
3. בואו נתחיל להדביק את תאי הפוטו. לשם כך, מרחו כמות קטנה של חומר איטום במרכז כל רקיקת סיליקון.
4. אנחנו הופכים את השרשראות המתקבלות עם תאי פוטו הפוך (היכן שהלוחות הכחולים) ומניחים את הלוחות לפי הסימונים שעשינו קודם. לחץ בעדינות על כל צלחת כדי לאבטח אותה במקומה.
5. אנו מחברים את המגעים של תאי הפוטו החיצוניים לאוטובוס, בהתאמה "+" ו- "-".מומלץ להשתמש במוליך כסף רחב יותר לאוטובוס.
6. הסוללה הסולארית חייבת להיות מצוידת בדיודה חוסמת, המחוברת למגעים ומונעת את התרוקנות הסוללות דרך המבנה בלילה.
7. אנו קודחים חורים בתחתית המסגרת כדי להוציא את החוטים החוצה.

יש לחבר את החוטים למסגרת כדי שלא ישתלשלו, ניתן לעשות זאת באמצעות איטום סיליקון.

שלב מס' 4 - בדוק את הסוללה לפני איטום

יש לבצע בדיקה של הפנל הסולארי לפני איטום, על מנת שניתן יהיה לבטל תקלות המתעוררות פעמים רבות במהלך ההלחמה. עדיף לבדוק לאחר הלחמת כל שורה של אלמנטים - זה מקל הרבה יותר לזהות היכן המגעים מחוברים בצורה גרועה.

לבדיקה תצטרך מד זרם ביתי רגיל. יש לבצע מדידות ביום שמש בין 13-14 שעות, השמש לא צריכה להיות מוסתרת בעננים.

אנו מוציאים את הסוללה החוצה ומתקינים אותה בהתאם לזווית הנטייה שחושבה קודם לכן. אנו מחברים את מד הזרם למגעי הסוללה ומודדים את זרם הקצר.

נקודת הבדיקה היא שעוצמת ההפעלה של הזרם החשמלי צריכה להיות נמוכה ב-0.5-1.0 A מזרם הקצר. קריאות המכשיר צריכות להיות מעל 4.5 A, מה שמציין את הפונקציונליות של הסוללה הסולארית.

אם הבוחן נותן קריאות נמוכות יותר, אז איפשהו כנראה רצף החיבור של תאי הפוטו נשבר.

בדרך כלל תוצרת בית סוללה סולארית, שנבנה מתאי פוטו של קבוצה B, מייצרת קריאות של 5-10 A, הנמוכות ב-10-20% מזו של פאנלים סולאריים המיוצרים בתעשייה.

שלב מס' 5 - איטום תאי הפוטו המוצבים במארז

איטום יכול להיעשות רק לאחר ווידוא שהסוללה פועלת. לאיטום עדיף להשתמש בתרכובת אפוקסי, אך בהתחשב בעובדה שצריכת החומרים תהיה גדולה ועלותה היא כ-40-45 דולר. אם זה קצת יקר, אז אתה יכול להשתמש באותו איטום סיליקון במקום.

בשימוש באיטום סיליקון יש להעדיף את זה שאריזתו מציינת שהוא מתאים לשימוש בטמפרטורות מתחת לאפס

ישנן שתי שיטות איטום:

• מילוי מלא, כאשר הלוחות מלאים באיטום;
• מריחת חומר איטום על המרווח שבין תאי הפוטו ועל האלמנטים החיצוניים.

במקרה הראשון, האיטום יהיה אמין יותר. לאחר המזיגה, האיטום צריך להתקבע. לאחר מכן מותקן פרספקס מלמעלה ונלחץ בחוזקה כנגד הלוחות המצופים בסיליקון.

כדי לספק בלימת זעזועים והגנה נוספת בין המשטח האחורי של תאי הפוטו למסגרת הסיבית, בעלי מלאכה רבים ממליצים להתקין כרית קצף קשיחה ברוחב 1.5-2.5 ס"מ.

זה לא הכרחי, אבל רצוי, בהתחשב בכך שפוסות סיליקון שבריריות למדי ונפגעות בקלות.

לאחר התקנת הפרספקס, מניחים על המבנה משקולת, שבהשפעתה נסחטות החוצה בועות אוויר. הסוללה הסולארית מוכנה ולאחר בדיקות חוזרות ניתן להתקין אותה במקום שנבחר מראש ולחבר אותה למערכת הסולארית של ביתכם.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

סקירה של תאי צילום שהוזמנו מחנות מקוונת סינית:

הוראות וידאו להכנת סוללה סולארית:

הכנת סוללה סולארית במו ידיכם אינה משימה קלה. היעילות של רוב הסוללות הללו נמוכה ב-10-20% מזו של לוחות המיוצרים בתעשייה. הדבר החשוב ביותר בעת תכנון סוללה סולארית הוא לבחור ולהתקין את תאי הפוטו בצורה נכונה.

אל תנסה ליצור פאנל ענק מיד. נסה לבנות תחילה מכשיר קטן כדי להבין את כל הניואנסים של תהליך זה.

האם יש לך מיומנויות מעשיות ביצירת פאנלים סולאריים? אנא שתף ​​את החוויה שלך עם המבקרים באתר שלנו - כתוב הערות בבלוק למטה. שם תוכלו לשאול שאלות על נושא המאמר.