Kā pats izgatavot saules bateriju: soli pa solim

Vēlme padarīt privātmājas energoapgādes sistēmu efektīvāku, ekonomiskāku un tīrāku no vides viedokļa liek mums meklēt jaunus enerģijas avotus. Viena no modernizācijas metodēm ir saules paneļu uzstādīšana, kas spēj pārvērst saules enerģiju elektriskā strāvā. Ir lieliska alternatīva dārgam aprīkojumam - dariet-pats-saules baterija, kas ļaus jums ietaupīt naudu katru mēnesi no ģimenes budžeta. Mēs šodien runāsim par to, kā izveidot šādu lietu. Apzīmējiet visas nepilnības un pastāstiet, kā tām apiet.

Lai iegūtu vispārīgu informāciju par saules paneļu dizaina īpašībām, skatiet videoklipu:

Saules enerģijas sistēmas projekta izstrāde

Projektēšana ir nepieciešama veiksmīgākai paneļu novietošanai uz mājas jumta. Jo vairāk saules gaismas, kas nonāk bateriju virsmā, un jo augstāka ir to intensitāte, jo vairāk enerģijas tie ražos. Lai uzstādītu, jums ir nepieciešams jumta dienvidu puse. Ideālā gadījumā stariem vajadzētu nokrist 90 grādu leņķī, tāpēc jums vajadzētu noteikt, kurā pozīcijā moduļu darbība būs noderīgāka.

Fakts ir tāds, ka mājās gatavotam saules akumulatoram, atšķirībā no rūpnīcas, nav īpašu kustības sensoru un centrmezglu. Lai mainītu slīpuma leņķi, ir iespējams izgatavot mehānismu manuālai vadībai. Tas ļaus jums uzstādīt moduļus gandrīz vertikāli ziemā, kad saule ir zema virs horizonta, un nolaist tos vasarā, kad saulgrieži sasniedz maksimumu. Vertikālajam ziemas režīmam ir arī aizsardzības funkcija: tas novērš sniega un ledus uzkrāšanos paneļos, kas pagarina moduļu kalpošanas laiku.

Modulāra dizaina energoefektivitāti var palielināt, ja izveidojat vienkāršu vadības mehānismu, kas ļauj mainīt akumulatora leņķi atkarībā no gada laika un pat diennakts laika.

Var būt nepieciešams nostiprināt jumta konstrukciju pirms akumulatoru uzstādīšanas, jo vairāku paneļu komplektam ir diezgan liela masa. Ir jāaprēķina slodze uz jumtu, ņemot vērā ne tikai saules paneļu, bet arī sniega slāņa smagumu. Sistēmas svars lielā mērā ir atkarīgs no materiāliem, ko izmanto tā ražošanā.

Paneļu skaits un to lielums tiek aprēķināts, pamatojoties uz nepieciešamo jaudu. Piemēram, 1 m² moduļa rada aptuveni 120 vati, ar to nepietiek pat pilnīgai dzīvojamo telpu apgaismošanai. Aptuveni 1 kW enerģijas ar 10 m² paneļiem ļaus darbināt apgaismes ķermeņus, televizoru un datoru. Attiecīgi 20 m² saules struktūra nodrošinās 3 cilvēku ģimenes vajadzības.Aptuveni ar šādiem izmēriem jāatskaita, ja privātmāja ir paredzēta pastāvīgai dzīvesvietai.

Saules baterijas izgatavošana ne vienmēr beidzas ar sākotnējo montāžu, nākotnē ir iespējams palielināt elementus, tādējādi palielinot aprīkojuma efektivitāti

Pašmontāžas moduļa iespējas

Saules paneļa galvenais mērķis ir enerģijas iegūšana no saules gaismas un pārveidot to elektriskajā enerģijā. Iegūtā elektriskā strāva ir brīvo elektronu plūsma, ko atbrīvo gaismas viļņi. Pašmontāžai vislabākais ir mono- un polikristāliskie pārveidotāji, jo cita veida analogi - amorfi - pirmajos divos gados samazina to jaudu par 20–40%.

Standarta monokristāliskie elementi ir 3 x 6 collas un ar diezgan trauslu struktūru, tāpēc jums ar tiem jāstrādā ārkārtīgi uzmanīgi un precīzi

Dažādiem silīcija vafeļu veidiem ir savi plusi un mīnusi. Piemēram, polikristāliskie moduļi atšķiras ar diezgan zemu efektivitāti - līdz 9%, savukārt viena kristāla plākšņu efektivitāte sasniedz 13%. Pirmie saglabā jaudas rādītājus pat mākoņainā laikā, bet kalpo vidēji 10 gadus, pēdējiem jauda strauji pazeminās mākoņainās dienās, taču tie labi darbojas jau 25 gadus.

Mājas apstākļos ražotai ierīcei jābūt funkcionētai un uzticamai, tāpēc dažas no detaļām vislabāk iegādāties gatavas. Pirms saules baterijas izgatavošanas individuālā projektā, ieskatieties eBay vietnē, kur varat atrast milzīgu moduļu izvēli ar nelieliem defektiem. Nelieli bojājumi neietekmē darba kvalitāti, bet ievērojami samazina paneļu izmaksas. Pieņemsim, ka vienšūnas saules bateriju modulis, kas atrodas uz stiklplasta dēļa, maksā nedaudz vairāk par 15 USD, un polikristālisks komplekts, kas sastāv no 72 gabaliem, maksā apmēram 90 USD.

Vislabākais saules baterijas pabeigšanas variants ir panelis ar vadītājiem, kuriem nepieciešams tikai seriāls savienojums. Moduļi bez vadītājiem ir lētāki, taču akumulatora montāžas laiku palielina vairākas reizes

Saules instrukcijas

Saules paneļu montāžai ir daudz iespēju. Tehnoloģija ir atkarīga no iepriekš iegādāto saules bateriju skaita un no papildu materiāliem, kas nepieciešami korpusa ražošanai. Ir svarīgi atcerēties: jo lielāks ir kopējais paneļu laukums, jo jaudīgāks ir aprīkojums, bet tajā pašā laikā pieaug konstrukcijas svars. Vienā akumulatorā ieteicams izmantot tos pašus moduļus, jo pašreizējā ekvivalence tiek pielīdzināta mazāko elementu vērtībām.

Modulāra rāmja montāža

Moduļu dizains, kā arī to izmēri var būt patvaļīgi, tāpēc ciparu vietā jums jākoncentrējas uz fotoattēlu un jāizvēlas jebkura individuāla opcija, kas piemērota konkrētiem aprēķiniem.

Lētākās saules baterijas ir paneļi bez vadītājiem. Lai viņi būtu gatavi akumulatora salikšanai, vispirms ir jāizkausē vadītāji, un tas ir ilgs un rūpīgs process

Lai izgatavotu korpusu, kurā tiks nostiprinātas saules baterijas, ir nepieciešams sagatavot šādu materiālu un instrumentu:

• izvēlētā izmēra saplākšņa loksnes;
• zemas sliedes sāniem;
• universāla vai koka līme;
• stūri un pašvītņojošās skrūves armatūrai;
• urbis;
• kokšķiedru plātņu dēļi;
• plexiglass gabali;
• krāsot.

Mēs ņemam saplākšņa gabalu, kas spēlēs pamatnes lomu, un līmējam zemas malas pa perimetru. Līstes, kas atrodas uz lapas malām, nedrīkst bloķēt saules baterijas, tāpēc pārliecinieties, ka to augstums nepārsniedz ¾ collas. Uzticamībai katrs līmētais sliedes ir papildus pieskrūvēts ar skrūvēm, un stūrus var piestiprināt ar metāla stūriem.

Koka rāmis ir vispieejamākā iespēja saules bateriju ievietošanai. To var aizstāt ar alumīnija stūra rāmi vai ar iegādātu rāmja komplektu + stiklu

Ventilācijai urbt caurumus korpusa apakšējā daļā un gar sāniem. Vākā nedrīkst būt atveres, jo tas apdraud mitrumu. Elementu stiprināšana tiks veikta uz kokšķiedru plātņu loksnēm, kuras var aizstāt ar jebkuru līdzīgu materiālu, galvenais nosacījums ir tas, ka tam nevajadzētu vadīt elektrisko strāvu.

Visā pamatnes laukumā, ieskaitot sānus un vidējo sliedi, jāizurbj mazi ventilācijas caurumi. Tas ļaus jums pielāgot mitruma un spiediena līmeni rāmja iekšpusē

Mēs izgriezām vāku no plexiglass, pielāgojot to lietas izmēriem. Parastais stikls ir pārāk trausls, lai derētu uz jumta. Lai aizsargātu koka detaļas, mēs izmantojam īpašu piesūcināšanu vai krāsu, kas jāizmanto, lai apstrādātu rāmi un pamatni no visām pusēm. Nav slikti, ja liemeņa krāsas nokrāsu apvieno ar jumta seguma krāsu.

Glezna pilda ne tik daudz estētisku, cik aizsargājošu funkciju. Katra daļa jāpārklāj ar vismaz 2-3 krāsas slāņiem, lai nākotnē koksne neviļotos no mitra gaisa vai pārkaršanas

Saules bateriju uzstādīšana

Mēs visus saules moduļus izkārtojam vienmērīgās rindās uz pamatnes ar aizmugures pusi uz augšu, lai pievadītu vadītājus. Lai strādātu, jums ir nepieciešams lodāmurs un lodēt. Lodēšanas vietas vispirms jāapstrādā ar īpašu zīmuli. Iesācējiem jūs varat trenēties uz diviem elementiem, savienojot tos virknē. Arī secīgi ķēdē mēs savienojam visus pamatnes elementus, rezultātam vajadzētu būt “čūskai”.

Mēs iestatām katru elementu stingri saskaņā ar marķējumu un pārliecinieties, ka kaimiņu elementu vadītāji krustojas lodēšanas vietās

Pēc visu elementu savienošanas uzmanīgi pagrieziet tos uz augšu. Ja moduļu ir daudz, jums būs jāaicina palīgi, jo ir diezgan grūti pagriezt lodētus elementus, tos nesabojājot. Bet pirms tam mēs iesmērējam moduļus ar līmi, lai tos stingri piestiprinātu pie paneļa. Kā līmi ir labāk izmantot silikona hermētiķi, un tas stingri jāpieliek elementa centrā, vienā punktā, nevis gar malām. Tas ir nepieciešams, lai pasargātu plāksnes no bojājumiem, ja notiek neliela pamatnes deformācija. Saplākšņa loksne mitruma izmaiņu dēļ var saliekties vai uzbriest, un stabili savienoti elementi vienkārši saplaisā un neizdodas.

Kad moduļi ir nostiprināti uz pamatnes, varat pārbaudīt paneļa darbību un pārbaudīt tā funkcionalitāti. Tad pamatne tiek ievietota jau gatavajā rāmī un piestiprināta malās ar skrūvēm. Lai novērstu akumulatora izlādi caur saules paneli, uz paneļa mēs uzstādām bloķēšanas diodi, nostiprinot to ar hermētiķi.

Lai savienotu ķēdes, varat izmantot vara stieples vai kabeļu apvalku, kas katru elementu piestiprina abās pusēs un pēc tam piestiprina ar hermētiķi.

Izmēģinājumu pārbaude ļauj veikt provizoriskus aprēķinus. Šajā gadījumā tie izrādījās patiesi - saulē bez slodzes akumulators rada 18,88 V

Uzstādīto elementu virspusē mēs pārklājam ar aizsargājošu ekrānu no plexiglass. Pirms tā nostiprināšanas mēs vēlreiz pārbaudām struktūras darbināmību. Starp citu, jūs varat pārbaudīt moduļus visa uzstādīšanas un lodēšanas procesa laikā, pa vairākiem gabaliem. Mēs pārliecināmies, ka hermētiķis ir pilnībā izžuvis, jo tā iztvaikošana var pārklāt plexiglass ar necaurspīdīgu plēvi. Mēs aprīkojam izejas vadu ar divu kontaktu savienotāju, lai nākotnē varētu izmantot kontrolieri.

Viens panelis ir salikts un pilnībā gatavs darbam. Viss aprīkojums, ieskaitot internetā iegādātās preces, maksā 105 USD

Privātmājas fotoelektriskās sistēmas

Mājas elektroapgādes sistēmas, kurās izmanto saules baterijas, var iedalīt 3 veidos:

• autonoms;
• hibrīds;
• bez akumulatora.

Ja māja ir savienota ar centrālo elektrotīklu, labākais risinājums būtu jaukta sistēma: dienas laikā strāvu piegādā no saules paneļiem, bet naktī - no baterijām. Centrālais tīkls šajā gadījumā ir rezerve. Kad nav iespējams izveidot savienojumu ar centrālo barošanas avotu, tas tiek aizstāts ar degvielas ģeneratoriem - benzīnu vai dīzeļdegvielu.

Kontrolieris ir nepieciešams, lai novērstu īssavienojumus maksimālās slodzes laikā, akumulators - lai uzkrātu enerģiju, invertors - lai to izplatītu un piegādātu patērētājam.

Izvēloties veiksmīgāko variantu, jums jāņem vērā dienas laiks, kurā notiek maksimālais enerģijas patēriņš. Privātmājās pīķa periods iekrīt vakarā, kad saule jau ir norietējusi, tāpēc būtu loģiski izmantot vai nu pieslēgumu kopējam tīklam, vai arī ģeneratoru papildu izmantošanu, jo dienas laikā saules enerģija tiek piegādāta.

Fotoelektriskās barošanas sistēmās tiek izmantoti tīkli gan ar līdzstrāvu, gan ar maiņstrāvu, un otrā iespēja ir piemērota ierīču novietošanai vairāk nekā 15 m attālumā

Vasaras iedzīvotājiem, kuru darbības režīms bieži sakrīt ar vasaras laiku, ir piemērota saules enerģijas taupīšanas sistēma, kas sāk darboties līdz ar saullēktu un beidzas vakarā.