Πώς να φτιάξετε μια ηλιακή μπαταρία: βήμα προς βήμα οδηγίες

Η επιθυμία να καταστεί το σύστημα παροχής ενέργειας μιας ιδιωτικής κατοικίας πιο αποτελεσματικό, οικονομικό και καθαρό από περιβαλλοντική άποψη μας κάνει να αναζητούμε νέες πηγές ενέργειας. Μία από τις μεθόδους εκσυγχρονισμού είναι η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών ικανών να μετατρέψουν την ενέργεια του ήλιου σε ηλεκτρικό ρεύμα. Υπάρχει μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για τον ακριβό εξοπλισμό - μια ηλιακή μπαταρία που θα σας επιτρέψει να εξοικονομείτε χρήματα κάθε μήνα από τον οικογενειακό προϋπολογισμό. Θα μιλήσουμε για το πώς να χτίσουμε κάτι τέτοιο σήμερα. Δείξτε όλες τις παγίδες και πείτε σας πώς να τις ξεπεράσετε.

Για γενικές πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των ηλιακών συλλεκτών, δείτε το βίντεο:

Ανάπτυξη έργου συστήματος ηλιακής ενέργειας

Ο σχεδιασμός είναι απαραίτητος για πιο επιτυχημένη τοποθέτηση πάνελ στην οροφή του σπιτιού. Όσο περισσότερο φως του ήλιου χτυπά την επιφάνεια των μπαταριών και όσο μεγαλύτερη είναι η έντασή τους, τόσο περισσότερη ενέργεια θα παράγουν. Για εγκατάσταση, χρειάζεστε τη νότια πλευρά της οροφής. Στην ιδανική περίπτωση, οι ακτίνες πρέπει να πέφτουν υπό γωνία 90 μοιρών, οπότε πρέπει να καθορίσετε σε ποια θέση θα είναι πιο χρήσιμη η λειτουργία των μονάδων.

Το γεγονός είναι ότι μια οικιακή ηλιακή μπαταρία, σε αντίθεση με την εργοστασιακή, δεν διαθέτει ειδικούς αισθητήρες κίνησης και πλήμνες. Για να αλλάξετε τη γωνία κλίσης, είναι δυνατόν να κατασκευαστεί ένας μηχανισμός χειροκίνητου ελέγχου. Θα σας επιτρέψει να εγκαταστήσετε τις μονάδες σχεδόν κάθετα το χειμώνα, όταν ο ήλιος είναι χαμηλός πάνω από τον ορίζοντα και θα τους χαμηλώσει το καλοκαίρι, όταν το ηλιοστάσιο φτάσει στο αποκορύφωμά του. Η κάθετη χειμερινή διάταξη έχει επίσης προστατευτική λειτουργία: αποτρέπει τη συσσώρευση χιονιού και πάγου στα πάνελ, γεγονός που παρατείνει τη διάρκεια ζωής των μονάδων.

Η ενεργειακή απόδοση ενός αρθρωτού σχεδιασμού μπορεί να αυξηθεί εάν δημιουργήσετε έναν απλό μηχανισμό ελέγχου που σας επιτρέπει να αλλάξετε τη γωνία της μπαταρίας ανάλογα με την ώρα του έτους και ακόμη και την ώρα της ημέρας

Μπορεί να είναι απαραίτητο να ενισχυθεί η δομή της οροφής πριν από την εγκατάσταση των μπαταριών, καθώς ένα σετ πολλών πάνελ έχει μια αρκετά μεγάλη μάζα. Είναι απαραίτητο να υπολογιστεί το φορτίο στην οροφή, λαμβάνοντας υπόψη τη σοβαρότητα όχι μόνο των ηλιακών συλλεκτών, αλλά και του στρώματος χιονιού. Το βάρος του συστήματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή του.

Ο αριθμός των πάνελ και το μέγεθός τους υπολογίζονται με βάση την απαιτούμενη ισχύ. Για παράδειγμα, 1 m² μιας μονάδας παράγει περίπου 120 watt, αυτό δεν αρκεί ακόμη και για τον πλήρη φωτισμό των οικιστικών χώρων. Περίπου 1 kW ενέργειας με 10 m² πάνελ θα επιτρέψει τη λειτουργία φωτιστικών, τηλεόρασης και υπολογιστή. Κατά συνέπεια, μια ηλιακή κατασκευή 20 m² θα καλύψει τις ανάγκες μιας οικογένειας 3 ατόμων.Περίπου σε τέτοια μεγέθη θα πρέπει να μετρηθούν εάν η ιδιωτική κατοικία προορίζεται για μόνιμη κατοικία.

Η κατασκευή μιας ηλιακής μπαταρίας δεν τελειώνει απαραίτητα με την αρχική συναρμολόγηση, στο μέλλον είναι δυνατή η αύξηση των στοιχείων, αυξάνοντας έτσι την αποδοτικότητα του εξοπλισμού

Επιλογές μονάδας αυτοσυναρμολόγησης

Ο κύριος σκοπός του ηλιακού συλλέκτη είναι η παραγωγή ενέργειας από το ηλιακό φως και η μετατροπή του σε ηλεκτρική ενέργεια. Το ηλεκτρικό ρεύμα που προκύπτει είναι ένα ρεύμα ελεύθερων ηλεκτρονίων που απελευθερώνονται από φωτεινά κύματα. Για αυτοσυναρμολόγηση, οι μονο- και πολυκρυσταλλικοί μετατροπείς είναι η καλύτερη επιλογή, καθώς ανάλογα ενός άλλου τύπου - άμορφα - μειώνουν την ισχύ τους κατά 20-40% κατά τα πρώτα δύο χρόνια.

Τα τυπικά μονοκρυσταλλικά στοιχεία είναι 3 x 6 ίντσες και έχουν μια αρκετά εύθραυστη δομή, οπότε πρέπει να συνεργαστείτε μαζί τους εξαιρετικά προσεκτικά και με ακρίβεια

Διαφορετικοί τύποι γκοφρετών πυριτίου έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Για παράδειγμα, οι πολυκρυσταλλικές μονάδες διαφέρουν σε αρκετά χαμηλή απόδοση - έως και 9%, ενώ η απόδοση των πλακών μονής κρυστάλλου φτάνει το 13%. Οι πρώτοι διατηρούν δείκτες ισχύος ακόμη και σε συννεφιά, αλλά εξυπηρετούν κατά μέσο όρο 10 χρόνια, η ισχύς του τελευταίου μειώνεται απότομα σε συννεφιασμένες ημέρες, αλλά λειτουργούν τέλεια για 25 χρόνια.

Μια οικιακή συσκευή πρέπει να είναι λειτουργική και αξιόπιστη, επομένως ορισμένα από τα ανταλλακτικά αγοράζονται καλύτερα έτοιμα. Προτού δημιουργήσετε μια ηλιακή μπαταρία σε ένα μεμονωμένο έργο, ανατρέξτε στον ιστότοπο του eBay, όπου μπορείτε να βρείτε μια τεράστια συλλογή από μονάδες με ελαττώματα. Η ελαφρά ζημιά δεν επηρεάζει την ποιότητα της εργασίας, αλλά μειώνει σημαντικά το κόστος των πάνελ. Ας υποθέσουμε ότι μια μονάδα Solar Cells ενός κυττάρου, που βρίσκεται σε έναν πίνακα από φίμπεργκλας, κοστίζει λίγο περισσότερο από 15 $ και ένα πολυκρυσταλλικό σετ 72 τεμαχίων κοστίζει περίπου 90 $.

Η καλύτερη επιλογή για ένα ηλιακό στοιχείο είναι ένας πίνακας με αγωγούς που απαιτούν μόνο σειριακή σύνδεση. Οι μονάδες χωρίς αγωγούς είναι φθηνότερες, αλλά αυξάνουν το χρόνο συναρμολόγησης της μπαταρίας κατά αρκετές φορές

Ηλιακές οδηγίες

Υπάρχουν πολλές επιλογές για αυτοσυναρμολόγηση των ηλιακών συλλεκτών. Η τεχνολογία εξαρτάται από τον αριθμό των ηλιακών κυψελών που αγοράστηκαν εκ των προτέρων, και από πρόσθετα υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή του περιβλήματος. Είναι σημαντικό να θυμάστε: όσο μεγαλύτερη είναι η συνολική επιφάνεια των πάνελ, τόσο πιο ισχυρός είναι ο εξοπλισμός, αλλά ταυτόχρονα αυξάνεται το βάρος της δομής. Σε μία μπαταρία, συνιστάται η χρήση των ίδιων μονάδων, καθώς η τρέχουσα ισοδυναμία ισούται με τις τιμές των μικρότερων στοιχείων.

Αρθρωτό συγκρότημα πλαισίου

Ο σχεδιασμός των ενοτήτων, καθώς και το μέγεθός τους, μπορεί να είναι αυθαίρετος, οπότε αντί για αριθμούς, θα πρέπει να εστιάσετε στη φωτογραφία και να επιλέξετε οποιαδήποτε μεμονωμένη επιλογή κατάλληλη για συγκεκριμένους υπολογισμούς.

Τα φθηνότερα ηλιακά στοιχεία είναι πάνελ χωρίς αγωγούς. Για να είναι έτοιμοι να συναρμολογήσουν την μπαταρία, πρέπει πρώτα να κολλήσετε τους αγωγούς και αυτή είναι μια μακρά και επίπονη διαδικασία

Για να γίνει η θήκη, μέσα στην οποία θα στερεωθούν τα ηλιακά κύτταρα, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε το ακόλουθο υλικό και εργαλείο:

• φύλλα κόντρα πλακέ του επιλεγμένου μεγέθους.
• χαμηλές ράγες για πλευρές.
• καθολική ή ξύλινη κόλλα.
• γωνίες και βίδες αυτοκόλλησης για προσάρτημα.
• τρυπάνι;
• σανίδες από ινοσανίδες
• κομμάτια πλεξιγκλάς.
• χρώμα.

Παίρνουμε ένα κομμάτι κόντρα πλακέ, το οποίο θα παίζει το ρόλο της βάσης και κολλάμε τις χαμηλές πλευρές κατά μήκος της περιμέτρου. Οι ράγες στα άκρα του φύλλου δεν πρέπει να φράζουν τα ηλιακά κελιά, οπότε βεβαιωθείτε ότι το ύψος τους δεν υπερβαίνει τις ίντσες. Για αξιοπιστία, κάθε κολλημένη ράγα βιδώνεται επιπλέον με βίδες και οι γωνίες μπορούν να στερεωθούν με μεταλλικές γωνίες.

Ένα ξύλινο πλαίσιο είναι η πιο προσιτή επιλογή για τοποθέτηση ηλιακών κυψελών. Μπορεί να αντικατασταθεί με ένα πλαίσιο από γωνία αλουμινίου ή με ένα σετ πλαισίου + γυαλιού

Για αερισμό, ανοίξτε τρύπες στο κάτω μέρος του σώματος και κατά μήκος των πλευρών. Δεν πρέπει να υπάρχουν ανοίγματα στο καπάκι, καθώς αυτό απειλεί την υγρασία. Η στερέωση των στοιχείων θα γίνει σε φύλλα από ινοσανίδες, τα οποία μπορούν να αντικατασταθούν με οποιοδήποτε παρόμοιο υλικό, η κύρια προϋπόθεση είναι ότι δεν πρέπει να αγωγεί ηλεκτρικό ρεύμα.

Πρέπει να τρυπήσετε μικρές οπές εξαερισμού σε ολόκληρη την περιοχή του υποστρώματος, συμπεριλαμβανομένων των πλευρών και της μεσαίας ράγας. Θα σας επιτρέψει να ρυθμίσετε το επίπεδο υγρασίας και πίεσης μέσα στο πλαίσιο

Κόψαμε το κάλυμμα από πλεξιγκλάς, προσαρμόζοντάς το στις διαστάσεις της θήκης. Το κανονικό γυαλί είναι πολύ εύθραυστο για να χωρέσει στην οροφή. Για την προστασία των ξύλινων εξαρτημάτων, χρησιμοποιούμε ειδικό εμποτισμό ή βαφή, το οποίο πρέπει να χρησιμοποιείται για την επεξεργασία του πλαισίου και του υποστρώματος από όλες τις πλευρές. Δεν είναι κακό εάν η απόχρωση του χρώματος του σφαγίου συνδυάζεται με το χρώμα της στέγης.

Η ζωγραφική δεν έχει τόσο αισθητική λειτουργία όσο προστατευτική. Κάθε μέρος πρέπει να καλύπτεται με τουλάχιστον 2-3 στρώσεις βαφής, έτσι ώστε στο μέλλον το ξύλο να μην παραμορφώνεται από υγρό αέρα ή υπερθέρμανση

Εγκατάσταση ηλιακών κυψελών

Σχεδιάζουμε όλες τις ηλιακές μονάδες σε ομαλές σειρές στο υπόστρωμα με την πίσω πλευρά προς τα πάνω για τη συγκόλληση των αγωγών. Για να δουλέψετε, χρειάζεστε κολλητήρι και κολλητήρι. Τα σημεία συγκόλλησης πρέπει πρώτα να υποστούν επεξεργασία με ειδικό μολύβι. Για αρχάριους, μπορείτε να εξασκηθείτε σε δύο στοιχεία συνδέοντάς τα σε σειρά. Επίσης διαδοχικά, σε μια αλυσίδα, συνδέουμε όλα τα στοιχεία στο υπόστρωμα, το αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι ένα «φίδι».

Εγκαθιστούμε κάθε στοιχείο αυστηρά σύμφωνα με τη σήμανση και διασφαλίζουμε ότι οι αγωγοί των γειτονικών στοιχείων τέμνονται στις θέσεις συγκόλλησης

Έχοντας συνδέσει όλα τα στοιχεία, περιστρέψτε τα απαλά προς τα πάνω. Εάν υπάρχουν πολλές ενότητες, θα πρέπει να προσκαλέσετε βοηθούς, καθώς είναι αρκετά δύσκολο να περιστρέψετε τα συγκολλημένα στοιχεία χωρίς να τα καταστρέψετε. Αλλά πριν από αυτό, λερώνουμε τις μονάδες με κόλλα για να τις στερεώσουμε σταθερά στον πίνακα. Είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε στεγανωτικό σιλικόνης ως κόλλα και πρέπει να εφαρμόζεται αυστηρά στο κέντρο του στοιχείου, σε ένα σημείο και όχι κατά μήκος των άκρων. Αυτό είναι απαραίτητο για την προστασία των πλακών από ζημιές σε περίπτωση ελαφράς παραμόρφωσης της βάσης. Ένα φύλλο κόντρα πλακέ μπορεί να λυγίσει ή να διογκωθεί λόγω αλλαγών στην υγρασία και τα σταθερά συγκολλημένα στοιχεία απλά θα σπάσουν και θα αποτύχουν.

Αφού στερεώσετε τις μονάδες στο υπόστρωμα, μπορείτε να δοκιμάσετε να εκτελέσετε τον πίνακα και να ελέγξετε τη λειτουργικότητα. Στη συνέχεια, βάζουμε τη βάση στο ήδη τελειωμένο πλαίσιο και την στερεώνουμε στις άκρες με βίδες. Για να αποτρέψουμε την αποφόρτιση της μπαταρίας μέσω του ηλιακού πλαισίου, εγκαθιστούμε μια δίοδο αποκλεισμού στον πίνακα, στερεώνοντάς την με στεγανωτικό.

Για να συνδέσετε τις αλυσίδες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα χαλκό σύρμα ή θήκη καλωδίου, τα οποία στερεώνουν κάθε στοιχείο και στις δύο πλευρές και στη συνέχεια στερεώνονται με στεγανωτικό

Η δοκιμαστική δοκιμή συμβάλλει στην πραγματοποίηση προκαταρκτικών υπολογισμών. Σε αυτήν την περίπτωση, αποδείχτηκαν αληθινά - στον ήλιο χωρίς φορτίο, η μπαταρία παράγει 18,88 V

Πάνω από τα εγκατεστημένα στοιχεία καλύπτουμε με προστατευτική οθόνη από πλεξιγκλάς. Πριν το διορθώσουμε, ελέγξουμε ξανά τη λειτουργικότητα της δομής. Παρεμπιπτόντως, μπορείτε να δοκιμάσετε τις μονάδες καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδικασίας εγκατάστασης και συγκόλλησης, σε ομάδες πολλών κομματιών. Βεβαιώνουμε ότι το στεγανωτικό έχει στεγνώσει εντελώς, καθώς η εξάτμισή του μπορεί να καλύψει το πλεξιγκλάς με μια αδιαφανή μεμβράνη. Εξοπλίζουμε το καλώδιο εξόδου με έναν σύνδεσμο δύο ακίδων, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ελεγκτή στο μέλλον.

Ένα πάνελ συναρμολογείται και είναι πλήρως έτοιμο για εργασία. Όλος ο εξοπλισμός, συμπεριλαμβανομένων των αντικειμένων που αγοράστηκαν στο Διαδίκτυο, κοστίζει 105 $

Φωτοβολταϊκά συστήματα ιδιωτικής κατοικίας

Τα ηλεκτρικά συστήματα τροφοδοσίας οικιακής ενέργειας που χρησιμοποιούν ηλιακά κύτταρα μπορούν να χωριστούν σε 3 τύπους:

• αυτονόμος;
• υβρίδιο;
• χωρίς μπαταρία.

Εάν το σπίτι είναι συνδεδεμένο με το κεντρικό δίκτυο, τότε ένα μικτό σύστημα θα ήταν η καλύτερη επιλογή: κατά τη διάρκεια της ημέρας το φαγητό τροφοδοτείται από ηλιακούς συλλέκτες και τη νύχτα - από μπαταρίες. Το κεντρικό δίκτυο σε αυτήν την περίπτωση είναι ένα αποθεματικό. Όταν δεν είναι δυνατή η σύνδεση με το κεντρικό τροφοδοτικό, αντικαθίσταται με γεννήτριες καυσίμου - βενζίνη ή ντίζελ.

Ο ελεγκτής απαιτείται για την αποφυγή βραχυκυκλωμάτων κατά το μέγιστο φορτίο, η μπαταρία - για αποθήκευση ενέργειας, μετατροπέας - για διανομή και παροχή στον καταναλωτή

Όταν επιλέγετε την πιο επιτυχημένη επιλογή, θα πρέπει να λάβετε υπόψη την ώρα της ημέρας κατά την οποία λαμβάνει χώρα η μέγιστη κατανάλωση ενέργειας. Σε ιδιωτικά σπίτια, η περίοδος αιχμής πέφτει το βράδυ, όταν ο ήλιος έχει ήδη βυθιστεί, οπότε θα ήταν λογικό να χρησιμοποιήσετε είτε σύνδεση σε κοινό δίκτυο είτε την πρόσθετη χρήση γεννητριών, καθώς η ηλιακή ενέργεια παρέχεται κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Σε φωτοβολταϊκά συστήματα τροφοδοσίας, χρησιμοποιούνται δίκτυα με συνεχές και εναλλασσόμενο ρεύμα και η δεύτερη επιλογή είναι κατάλληλη για τοποθέτηση συσκευών σε απόσταση μεγαλύτερη από 15 μέτρα

Για τους καλοκαιρινούς κατοίκους, των οποίων ο τρόπος λειτουργίας συμπίπτει συχνά με τις ώρες της ημέρας, είναι κατάλληλο ένα σύστημα ηλιακής εξοικονόμησης ενέργειας, το οποίο αρχίζει να λειτουργεί μαζί με την ανατολή του ηλίου και τελειώνει το βράδυ.