Kuinka tehdä aurinkoakku omin käsin: ohjeet itsekokoonpanoon

Aurinkopaneelit ovat energialähde, jota voidaan käyttää sähkön tai lämmön tuottamiseen matalassa rakennuksessa. Mutta aurinkopaneelit ovat kalliita, eivätkä ne ole useimpien maamme asukkaiden saatavilla. Oletko samaa mieltä?

Se on toinen asia, kun teet aurinkopariston itse - kustannukset pienenevät huomattavasti, ja tämä muotoilu ei toimi huonommin kuin teollisesti valmistettu paneeli. Siksi, jos harkitset vakavasti vaihtoehtoisen sähkölähteen ostamista, yritä tehdä se itse - se ei ole kovin vaikeaa.

Tässä artikkelissa käsitellään aurinkopaneelien valmistusta. Kerromme sinulle, mitä materiaaleja ja työkaluja tarvitset tähän. Ja hieman alempana löydät vaiheittaiset ohjeet kuvilla, jotka osoittavat selkeästi työn edistymisen.

Lyhyesti laitteesta ja toiminnasta

Aurinkoenergia voidaan muuttaa lämmöksi, kun energian kantaja on jäähdytysneste, tai sähköksi, joka kerätään akkuihin. Akku on generaattori, joka toimii valosähköisen vaikutuksen periaatteella.

Aurinkoenergian muuntaminen sähköksi tapahtuu sen jälkeen, kun auringonsäteet osuvat valokennolevyihin, jotka ovat akun pääosa.

Tässä tapauksessa valokvantit "vapauttavat" elektroninsa äärimmäisiltä kiertoradoilta. Nämä vapaat elektronit tuottavat sähkövirran, joka kulkee ohjaimen läpi ja kerääntyy akkuun, josta se menee energiankuluttajille.

Piielementit toimivat valokennolevyinä. Piikiekko on päällystetty toiselta puolelta ohuella kerroksella fosforia tai booria, joka on passiivinen kemiallinen alkuaine.

Tässä paikassa auringonvalon vaikutuksesta vapautuu suuri määrä elektroneja, jotka fosforikalvo pidättää ja jotka eivät lennä erilleen.

Levyn pinnalla on metallisia "raitoja", joilla vapaat elektronit asettuvat riviin muodostaen järjestetyn liikkeen, ts. sähköä.

Mitä enemmän tällaisia ​​piikiekkoja-valokennoja, sitä enemmän sähkövirtaa voidaan saada. Lue lisää aurinkopariston toimintaperiaatteesta Edelleen.

Valokennolevyjen yläkerros on peitetty kerroksella, joka estää auringonvalon heijastumisen levyistä ja lisää niiden tehokkuutta

Materiaalit aurinkolevyn luomiseen

Kun aloitat aurinkopariston rakentamisen, sinun on hankittava seuraavat materiaalit:

• silikaattilevyt-valokennot;
• lastulevyt, alumiiniset kulmat ja säleet;
• kova vaahtokumi 1,5-2,5 cm paksu;
• läpinäkyvä elementti, joka toimii piikiekkojen pohjana;
• ruuvit, itsekierteittävät ruuvit;
• silikonitiiviste ulkokäyttöön;
• sähköjohdot, diodit, liittimet.

Tarvittavien materiaalien määrä riippuu akun koosta, jota useimmiten rajoittaa käytettävissä olevien aurinkokennojen määrä. Tarvitset seuraavat työkalut: ruuvimeisseli tai ruuvimeisselisarja, rautasaha metallille ja puulle, juotoskolvi. Valmiin akun testaamiseen tarvitset ampeerimittarin.

Katsotaanpa nyt tärkeimpiä materiaaleja yksityiskohtaisemmin.

Piikiekot tai aurinkokennot

Akkujen valokennoja on kolmea tyyppiä:

• monikiteinen;
• yksikiteinen;
• amorfinen.

Monikiteisille kiekoille on ominaista alhainen hyötysuhde. Edullisen vaikutuksen koko on noin 10 - 12%, mutta tämä luku ei vähene ajan myötä. Monikiteiden käyttöikä on 10 vuotta.

Aurinkoakku kootaan moduuleista, jotka puolestaan ​​koostuvat valosähköisistä muuntimista. Akut, joissa on jäykät piiaurinkokennot ovat eräänlainen sandwich, jossa peräkkäiset kerrokset on asennettu alumiiniprofiiliin

Yksikiteisillä aurinkokennoilla on korkeampi hyötysuhde - 13-25% ja pitkä käyttöikä - yli 25 vuotta. Ajan myötä yksittäiskiteiden tehokkuus kuitenkin laskee.

Yksikiteiset muuntimet valmistetaan sahaamalla keinotekoisesti kasvatettuja kiteitä, mikä selittää korkeimman valonjohtavuuden ja tuottavuuden.

Filmivalomuuntimia valmistetaan kerrostamalla ohut kerros amorfista piitä joustavalle polymeeripinnalle

Joustavat paristot amorfisella piillä ovat uusimpia. Niiden valosähköinen muunnin ruiskutetaan tai sulatetaan polymeeripohjaan. Tehokkuus on noin 5 - 6 %, mutta kalvojärjestelmät on erittäin helppo asentaa.

Amorfisilla valomuuntimilla varustetut filmijärjestelmät ovat ilmestyneet suhteellisen äskettäin. Tämä on erittäin yksinkertainen ja erittäin halpa tyyppi, mutta se menettää kuluttajaominaisuudet nopeammin kuin kilpailijansa.

Ei ole käytännöllistä käyttää erikokoisia valokennoja. Tässä tapauksessa akkujen tuottamaa maksimivirtaa rajoittaa pienimmän elementin virta. Tämä tarkoittaa, että suuremmat levyt eivät toimi täydellä kapasiteetilla.

Kun ostat aurinkokennoja, kysy myyjältä toimitustapa, useimmat myyjät käyttävät vahausmenetelmää estääkseen herkkien elementtien tuhoutumisen

Useimmiten kotitekoisissa akuissa käytetään mono- ja monikiteisiä valokennoja, joiden mitat ovat 3x6 tuumaa, joita voi tilata verkkokaupoista, kuten E-bye.

Valokennojen hinta on melko korkea, mutta monissa kaupoissa myydään ns. ryhmän B elementtejä. Tähän ryhmään luokitellut tuotteet ovat viallisia, mutta käyttökelpoisia ja niiden hinta on 40-60 % alhaisempi kuin vakiolevyjen.

Useimmat verkkokaupat myyvät aurinkokennoja 36 tai 72 aurinkosähkömuunnoslevyn sarjoina. Yksittäisten moduulien liittämiseksi akkuun tarvitaan väyliä ja liitäntöjä järjestelmään.

Kehys ja läpinäkyvä elementti

Tulevan paneelin kehys voidaan valmistaa puisista säleistä tai alumiinikulmista.

Toinen vaihtoehto on parempi useista syistä:

• Alumiini on kevytmetalli, joka ei kuormita merkittävästi tukirakennetta, johon akku on tarkoitus asentaa.
• Kun ruosteenestokäsittely suoritetaan, alumiini ei ole herkkä ruosteelle.
• Ei ime kosteutta ympäristöstä eikä mätäne.

Kun valitset läpinäkyvän elementin, sinun on kiinnitettävä huomiota sellaisiin parametreihin kuin auringonvalon taitekerroin ja kyky absorboida infrapunasäteilyä.

Valokennojen tehokkuus riippuu suoraan ensimmäisestä indikaattorista: mitä pienempi taitekerroin, sitä korkeampi piikiekkojen hyötysuhde.

Pienin heijastuskerroin on pleksilasilla tai sen halvemmalla versiolla - pleksilasilla. Polykarbonaatin taitekerroin on hieman pienempi.

Toisen indikaattorin arvo määrittää, lämpenevätkö piiaurinkokennot itse vai eivät. Mitä vähemmän levyt altistuvat lämmölle, sitä pidempään ne kestävät. IR-säteilyä absorboi parhaiten erityinen lämpöä vaimentava pleksi ja lasi IR-absorptiolla. Hieman huonompi on tavallinen lasi.

Jos mahdollista, paras vaihtoehto olisi käyttää läpinäkyvänä elementtinä heijastamatonta läpinäkyvää lasia.

Kustannussuhteen valon taittumiseen ja IR-säteilyn absorptioon nähden pleksilasi on paras vaihtoehto aurinkopaneelien valmistukseen

Järjestelmäsuunnittelu ja paikan valinta

Aurinkokuntaprojekti sisältää laskelmat tarvittavasta aurinkolevyn koosta. Kuten edellä mainittiin, akun kokoa rajoittavat yleensä kalliit aurinkokennot.

Aurinkoakku tulee asentaa tiettyyn kulmaan, mikä takaa piikiekkojen maksimaalisen altistuksen auringonvalolle. Paras vaihtoehto on akut, jotka voivat muuttaa kaltevuuskulmaa.

Aurinkolevyjen asennuspaikka voi olla hyvin monipuolinen: maassa, talon kaltevalla tai tasaisella katolla, kodinhoitohuoneiden katoilla.

Ainoa ehto on, että akku on sijoitettava tontin tai talon aurinkoiselle puolelle, ei korkean puun latvun varjostamiseen. Tässä tapauksessa optimaalinen kaltevuuskulma on laskettava käyttämällä kaavaa tai käyttämällä erikoistunutta laskinta.

Kaltevuuskulma riippuu talon sijainnista, vuodenajasta ja ilmastosta. On toivottavaa, että akulla on kyky muuttaa kaltevuuskulmaa auringon korkeuden vuodenaikojen muutosten seurauksena, koska Ne toimivat tehokkaimmin, kun auringonsäteet putoavat tiukasti kohtisuoraan pintaan nähden.

IVY-maiden Euroopan osassa suositeltu kiinteä kallistuskulma on 50 - 60 º. Jos malli tarjoaa laitteen kaltevuuskulman muuttamiseksi, talvella on parempi sijoittaa akut 70 º horisonttiin nähden, kesällä 30 º kulmaan.

Laskelmat osoittavat, että 1 neliömetri aurinkokunta mahdollistaa 120 W:n tehon. Siksi laskelmien avulla voidaan todeta, että keskimääräisen perheen sähkön tuottamiseen 300 kW kuukaudessa tarvitaan vähintään 20 neliömetrin aurinkokunta.

On ongelmallista asentaa välittömästi tällainen aurinkojärjestelmä. Mutta jopa 5-metrisen akun asentaminen auttaa säästämään sähköä ja myötävaikuttaa vaatimattomasti planeettamme ekologiaan. Suosittelemme myös tutustumaan tarvittavan määrän laskentaperiaatteeseen aurinkopaneelit.

Aurinkoakkua voidaan käyttää varaenergialähteenä toistuvien keskitetyn virransyötön katkosten aikana. Automaattista kytkentää varten on tarpeen tarjota keskeytymätön virransyöttöjärjestelmä.

Tällainen järjestelmä on kätevä siinä mielessä, että perinteistä sähkönlähdettä käytettäessä lataus suoritetaan samanaikaisesti aurinkojärjestelmän akku. Aurinkoakkua palvelevat laitteet sijaitsevat talon sisällä, joten sille on varattava erityinen huone.

Kun asetat akkuja talon kaltevalle katolle, älä unohda paneelin kaltevuuskulmaa; ihanteellinen vaihtoehto on, kun akussa on laite kaltevuuskulman kausiluon muuttamiseen

Aurinkopaneelin asennus askel askeleelta

Kun olet valinnut aurinkopaneelin ja aurinkojärjestelmän huoltolaitteiden sijoituspaikan sekä kun kaikki tarvittavat materiaalit ja työkalut ovat saatavilla, voit aloittaa akun asennuksen.

Asennuksen aikana on noudatettava turvatoimenpiteitä, erityisesti suoritettaessa valmiin paneelin asennus talon katolla. Katsotaanpa vaiheittaista algoritmia aurinkopariston tekemiseen.

Vaihe 1 - piikiekkojen juotoskoskettimet

Kotitekoisen aurinkopariston asennus alkaa usein valokennojen johtimien juottamalla. Tietenkin, jos sinulla on mahdollisuus, on parasta ostaa valokennot johtimilla heti, koska Juottaminen on erittäin vaikea ja huolellinen työ, joka vie paljon aikaa.

Juotos suoritetaan seuraavasti:

1. Otetaan piivalokenno ilman johtimia ja metallijohdinnauha.
2. Johtimet leikataan pahviaihiolla, niiden pituus on 2 kertaa suurempi kuin piikiekon koko.
3. Johdin asetetaan huolellisesti levylle. Yhdessä elementissä on kaksi johdinta.
4. On tarpeen levittää happoa paikkaan, jossa juotetaan, jotta se voi työskennellä juotosraudalla.
5. Juota juotosraudalla kiinnittämällä johdin varovasti levyyn.

Juotosprosessin aikana et voi painaa silikaattielementtiä, koska se on erittäin hauras ja voi rikkoutua! Jos olet onnekas hankkiaksesi valokennot valmiilla kontakteilla, säästät pitkältä ja monimutkaiselta työltä siirtymällä suoraan tulevan akun kehyksen valmistukseen.

Ryhmän B viallisten valokennojen koskettimien juottaminen suoritetaan samalla tavalla ja samaan suuntaan kuin kokonaisille levyille

Vaihe 2 - kehyksen teko aurinkoakulle

Kehys on paikka, johon valokennot asennetaan. Kehyksen valmistamiseksi otetaan alumiiniset kulmat ja säleet, joista kehykset valmistetaan. Suositeltu kulman koko on 70-90 mm.

Silikonitiiviste levitetään metallikulmien sisäpuolelle. Kulmat tulee tiivistää huolellisesti, tästä riippuu koko rakenteen kestävyys.

Kun alumiinirunko on valmis, jatkamme takakotelon valmistusta. Takakotelo on lastulevystä valmistettu puulaatikko, jossa on matalat sivut.

Korkeat sivut luovat varjon valokennoille, joten niiden korkeus ei saa ylittää 2 cm. Sivut ruuvataan itseporautuvilla ruuveilla ja ruuvimeisselillä.

Tuuletusaukot on valmistettu lastulevystä kotelon pohjassa. Reikien välinen etäisyys on noin 10 cm.Alumiinirunkoon on asennettu läpinäkyvä elementti (pleksilasi, heijastuksenestolasi, pleksilasi).

Läpinäkyvä elementti puristetaan ja kiinnitetään, sen kiinnitys suoritetaan laitteistolla: 4 kulmissa sekä 2 rungon pitkällä ja 1 lyhyellä sivulla. Laitteet kiinnitetään ruuveilla.

Aurinkoakun runko on valmis ja voit siirtyä tärkeimpään osaan - valokennojen asennukseen. Ennen asennusta on tarpeen puhdistaa pleksi pölystä ja poistaa se alkoholipitoisella nesteellä.

Vaihe 3 - piikiekkojen-valokennojen asennus

Piikiekkojen asentaminen ja juottaminen on aikaa vievin osa aurinkopaneelien luomisessa. Ensin asetamme valokennot pleksilasille siniset levyt alaspäin.

Jos tämä on ensimmäinen kerta, kun kokoat akkua, voit käyttää merkintälevyä sijoittamaan levyt tarkalleen pienen (3-5 mm) etäisyydelle toisistaan.

1. Juotamme valokennot seuraavan sähkökaavion mukaan: "+"-kiskot sijaitsevat levyn etupuolella, "-" - takana. Ennen juottamista liitä koskettimet huolellisesti juoksuteella ja juottamalla.
2. Juotamme kaikki valokennot peräkkäin riveissä ylhäältä alas. Rivit on tällöin myös liitettävä toisiinsa.
3. Aloitetaan valokennojen liimaaminen. Levitä tätä varten pieni määrä tiivisteainetta jokaisen piikiekon keskelle.
4. Käännämme tuloksena saadut ketjut valokennoilla ylösalaisin (missä siniset levyt ovat) ja asetamme levyt aiemmin tekemiemme merkintöjen mukaan. Paina kutakin levyä varovasti kiinnittääksesi ne paikoilleen.
5. Yhdistämme ulompien valokennojen koskettimet väylään, vastaavasti “+” ja “-”.Väylässä on suositeltavaa käyttää leveämpää hopeajohdinta.
6. Aurinkoakku tulee varustaa sulkudiodilla, joka on kytketty koskettimiin ja estää akkujen purkamisen rakenteen läpi yöllä.
7. Poraamme rungon pohjaan reikiä, jotta johdot saadaan ulos.

Johdot on kiinnitettävä runkoon niin, että ne eivät roikkuu; tämä voidaan tehdä silikonitiivisteellä.

Vaihe 4 - Testaa akku ennen sulkemista

Aurinkopaneelin testaus on suoritettava ennen sen tiivistämistä, jotta juottamisen aikana usein ilmenevät viat voidaan poistaa. On parasta testata jokaisen elementtirivin juottamisen jälkeen - tämä helpottaa huomattavasti kosketinten huonosti kytkeytymisen havaitsemista.

Testausta varten tarvitset tavallisen kotitalousampeerimittarin. Mittaukset tulee tehdä aurinkoisena päivänä klo 13-14, aurinkoa ei saa piilottaa pilviin.

Otamme akun ulos ja asennamme sen aiemmin lasketun kaltevuuskulman mukaisesti. Kytkemme ampeerimittarin akun koskettimiin ja mittaamme oikosulkuvirran.

Testauksen tarkoitus on, että sähkövirran käyttötehon tulee olla 0,5-1,0 A pienempi kuin oikosulkuvirta. Laitteen lukemien tulee olla yli 4,5 A, mikä kertoo aurinkopariston toimivuudesta.

Jos testeri antaa pienempiä lukemia, niin jossain valokennojen kytkentäjärjestys on todennäköisesti katkennut.

Yleensä kotitekoinen aurinko akkuryhmän B valokennoista valmistettu, tuottaa 5-10 A lukemat, mikä on 10-20 % pienempi kuin teollisesti tuotettujen aurinkopaneelien lukemat.

Vaihe 5 - koteloon asetettujen valokennojen tiivistäminen

Tiivistys voidaan tehdä vasta, kun on varmistettu, että akku toimii. Tiivistykseen on parasta käyttää epoksiseosta, mutta koska materiaalin kulutus on suuri ja sen hinta on noin 40-45 dollaria. Jos se on vähän kallis, voit käyttää sen sijaan samaa silikonitiivistettä.

Kun käytät silikonitiivistettä, valitse se, jonka pakkauksesta käy ilmi, että se soveltuu käytettäväksi pakkasessa

On olemassa kaksi tiivistysmenetelmää:

• täysi täyttö, kun paneelit on täytetty tiivisteaineella;
• levitetään tiivistettä valokennojen väliseen tilaan ja ulkoelementteihin.

Ensimmäisessä tapauksessa tiivistys on luotettavampi. Kaatamisen jälkeen tiivisteen tulee kovettua. Sitten päälle asennetaan pleksi ja painetaan tiukasti silikonipinnoitettuja levyjä vasten.

Iskunvaimennuksen ja lisäsuojan tarjoamiseksi valokennojen takapinnan ja lastulevykehyksen välillä monet käsityöläiset suosittelevat 1,5-2,5 cm leveän kovan vaahtomuovityynyn asentamista.

Tämä ei ole välttämätöntä, mutta se on suositeltavaa, koska piikiekot ovat melko hauraita ja helposti vaurioituvia.

Pleksilasin asennuksen jälkeen rakenteeseen asetetaan paino, jonka vaikutuksesta ilmakuplat puristuvat ulos. Aurinkoakku on valmis ja sen voi toistuvan testauksen jälkeen asentaa ennalta valittuun paikkaan ja liittää kotisi aurinkokuntaan.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Katsaus kiinalaisesta verkkokaupasta tilattuihin valokennoihin:

Video-ohjeet aurinkopariston tekemiseen:

Aurinkoakun valmistaminen omin käsin ei ole helppo tehtävä. Useimpien näiden akkujen hyötysuhde on 10-20 % pienempi kuin teollisesti valmistettujen paneelien. Aurinkoakkua suunniteltaessa tärkeintä on valita ja asentaa valokennot oikein.

Älä yritä luoda valtavaa paneelia heti. Yritä ensin rakentaa pieni laite ymmärtääksesi kaikki tämän prosessin vivahteet.

Onko sinulla käytännön taitoja aurinkopaneelien luomisessa? Jaa kokemuksesi sivustomme vierailijoiden kanssa - kirjoita kommentit alla olevaan lohkoon. Siellä voit esittää kysymyksiä artikkelin aiheesta.