Jak samemu wykonać baterię słoneczną: instrukcja krok po kroku

Chęć uczynienia systemu zasilania energią domu prywatnego bardziej wydajnym, ekonomicznym i czystym z ekologicznego punktu widzenia powoduje, że szukamy nowych źródeł energii. Jedną z metod modernizacji jest instalacja paneli słonecznych zdolnych do przekształcania energii słonecznej w prąd elektryczny. Istnieje świetna alternatywa dla drogiego sprzętu - samodzielna bateria słoneczna, która pozwoli Ci zaoszczędzić pieniądze co miesiąc z budżetu rodzinnego. Porozmawiamy dziś o tym, jak zbudować coś takiego. Oznacz wszystkie pułapki i powiedz, jak je ominąć.

Aby uzyskać ogólne informacje na temat cech konstrukcyjnych paneli słonecznych, zobacz wideo:

Opracowanie projektu systemu energii słonecznej

Projektowanie jest konieczne do bardziej skutecznego umieszczania paneli na dachu domu. Im więcej światła słonecznego pada na powierzchnię akumulatorów i im większa jest ich intensywność, tym więcej energii będą wytwarzać. Do instalacji potrzebna jest południowa strona dachu. Idealnie, promienie powinny padać pod kątem 90 stopni, więc powinieneś określić, w której pozycji działanie modułów będzie bardziej przydatne.

Faktem jest, że domowej roboty bateria słoneczna, w przeciwieństwie do fabrycznej, nie ma specjalnych czujników ruchu i piast. Aby zmienić kąt nachylenia, możliwe jest wyprodukowanie mechanizmu do sterowania ręcznego. Pozwoli to zainstalować moduły prawie pionowo w zimie, gdy słońce jest nisko nad horyzontem, i obniżyć je w lecie, gdy przesilenie osiągnie szczyt. Pionowy układ zimowy pełni również funkcję ochronną: zapobiega gromadzeniu się śniegu i lodu na panelach, co wydłuża żywotność modułów.

Efektywność energetyczna modułowej konstrukcji może zostać zwiększona, jeśli stworzysz prosty mechanizm sterowania, który pozwala zmienić kąt akumulatora w zależności od pory roku, a nawet pory dnia

Konieczne może być wzmocnienie konstrukcji dachu przed zainstalowaniem akumulatorów, ponieważ zestaw kilku paneli ma dość dużą masę. Konieczne jest obliczenie obciążenia dachu, biorąc pod uwagę dotkliwość nie tylko paneli słonecznych, ale także warstwy śniegu. Waga systemu w dużej mierze zależy od materiałów użytych do jego produkcji.

Liczbę paneli i ich rozmiar oblicza się na podstawie wymaganej mocy. Na przykład 1 m² modułu wytwarza około 120 watów, co nie wystarcza nawet do pełnego oświetlenia pomieszczeń mieszkalnych. Około 1 kW energii z 10 m² paneli pozwoli na działanie urządzeń oświetleniowych, telewizora i komputera. Odpowiednio, struktura słoneczna o powierzchni 20 m² zaspokoi potrzeby 3-osobowej rodziny.W przybliżeniu przy takich rozmiarach należy liczyć, jeśli prywatny dom przeznaczony jest na pobyt stały.

Produkcja baterii słonecznej niekoniecznie kończy się wraz z początkowym montażem, w przyszłości możliwe jest zwiększenie elementów, a tym samym zwiększenie wydajności sprzętu

Opcje modułu do samodzielnego montażu

Głównym celem panelu słonecznego jest generowanie energii ze światła słonecznego i przekształcanie jej w energię elektryczną. Powstały prąd elektryczny jest strumieniem wolnych elektronów uwalnianych przez fale świetlne. Do samodzielnego montażu konwertery mono- i polikrystaliczne są najlepszą opcją, ponieważ analogi innego typu - amorficzne - zmniejszają swoją moc o 20-40% w ciągu pierwszych dwóch lat.

Standardowe elementy monokrystaliczne mają wymiary 3 x 6 cali i mają raczej delikatną strukturę, dlatego musisz pracować z nimi niezwykle ostrożnie i dokładnie

Różne rodzaje płytek krzemowych mają swoje zalety i wady. Na przykład moduły polikrystaliczne różnią się raczej niską wydajnością - do 9%, podczas gdy wydajność płytek monokrystalicznych sięga 13%. Te pierwsze zachowują wskaźniki mocy nawet przy pochmurnej pogodzie, ale służą średnio 10 lat, moc tego drugiego gwałtownie spada w pochmurne dni, ale działają one idealnie przez 25 lat.

Domowe urządzenie musi być funkcjonalne i niezawodne, dlatego niektóre części najlepiej kupić w gotowej formie. Zanim wykonasz baterię słoneczną w indywidualnym projekcie, zajrzyj na stronę eBay, gdzie znajdziesz ogromny wybór modułów z drobnymi wadami. Niewielkie uszkodzenia nie wpływają na jakość pracy, ale znacznie obniżają koszty paneli. Załóżmy, że jednokomorowy moduł ogniw słonecznych, umieszczony na płycie z włókna szklanego, kosztuje nieco ponad 15 USD, a zestaw 72 elementów polikrystalicznych kosztuje około 90 USD.

Najlepiej wykończoną opcją dla ogniwa słonecznego jest panel z przewodnikami, które wymagają tylko połączenia szeregowego. Moduły bez przewodów są tańsze, ale kilkakrotnie wydłużają czas montażu akumulatora

Instrukcje słoneczne

Istnieje wiele opcji samodzielnego montażu paneli słonecznych. Technologia zależy od liczby zakupionych z góry ogniw słonecznych i dodatkowych materiałów potrzebnych do produkcji obudowy. Ważne jest, aby pamiętać: im większa całkowita powierzchnia paneli, tym mocniejszy sprzęt, ale jednocześnie rośnie ciężar konstrukcji. W tej samej baterii zaleca się stosowanie tych samych modułów, ponieważ bieżąca równoważność jest równa wydajności mniejszego elementu.

Modułowy zespół ramy

Konstrukcja modułów, a także ich rozmiary, mogą być dowolne, więc zamiast liczb powinieneś skupić się na zdjęciu i wybrać dowolną indywidualną opcję odpowiednią do konkretnych obliczeń.

Najtańsze ogniwa słoneczne to panele bez przewodników. Aby przygotować je do złożenia baterii, musisz najpierw lutować przewodniki, a jest to długi i żmudny proces

Aby zrobić obudowę, w której zostaną zamocowane ogniwa słoneczne, konieczne jest przygotowanie następującego materiału i narzędzia:

• arkusze sklejki o wybranym rozmiarze;
• niskie szyny na boki;
• klej uniwersalny lub do drewna;
• narożniki i wkręty samogwintujące do mocowania;
• wiercić;
• płyty pilśniowe;
• kawałki pleksi;
• farba.

Bierzemy kawałek sklejki, która będzie odgrywać rolę podstawy, i przyklejamy niskie boki wzdłuż obwodu. Lamele na krawędziach arkusza nie powinny blokować ogniw słonecznych, więc upewnij się, że ich wysokość nie przekracza 1/2 cala. Aby zapewnić niezawodność, każda klejona szyna jest dodatkowo przykręcona śrubami, a narożniki można przymocować metalowymi narożnikami.

Drewniana rama jest najtańszą opcją do umieszczania ogniw słonecznych. Można go zastąpić ramą z aluminiowego narożnika lub zakupionym zestawem ramka + szkło

W celu wentylacji wywierć otwory w dolnej części korpusu i po bokach. W pokrywie nie powinno być żadnych otworów, ponieważ zagraża to wilgoci. Mocowanie elementów zostanie wykonane na arkuszach z płyt pilśniowych, które można zastąpić dowolnym podobnym materiałem, głównym warunkiem jest to, że nie powinien przewodzić prądu elektrycznego.

Małe otwory wentylacyjne należy wywiercić na całej powierzchni podłoża, w tym na bokach i środkowej szynie. Umożliwi to dostosowanie poziomu wilgoci i ciśnienia wewnątrz ramy

Wycinamy wieko z pleksiglasu, dostosowując go do wymiarów skrzynki. Zwykłe szkło jest zbyt delikatne, aby zmieściło się na dachu. Aby zabezpieczyć drewniane elementy, używamy specjalnej impregnacji lub farby, którą należy stosować do obróbki ramy i podłoża ze wszystkich stron. Nieźle, jeśli odcień farby ramy zostanie połączony z kolorem pokrycia dachowego.

Malowanie pełni nie tyle funkcję estetyczną, co ochronną. Każda część powinna być pokryta co najmniej 2-3 warstwami farby, aby następnie drewno nie wypaczyło się z wilgotnego powietrza lub przegrzania

Instalacja ogniw słonecznych

Układamy wszystkie moduły słoneczne w równych rzędach na podłożu tyłem do góry, aby lutować przewody. Do pracy potrzebujesz lutownicy i lutu. Miejsca lutowania należy najpierw potraktować specjalnym ołówkiem. Na początek możesz ćwiczyć na dwóch elementach, łącząc je szeregowo. Również sekwencyjnie w łańcuchu łączymy wszystkie elementy na podłożu, wynikiem powinien być „wąż”.

Instalujemy każdy element ściśle zgodnie z oznaczeniem i upewniamy się, że przewody sąsiednich elementów przecinają się w miejscach lutowania

Po połączeniu wszystkich elementów delikatnie obróć je do góry. Jeśli jest dużo modułów, będziesz musiał zaprosić pomocników, ponieważ dość trudno jest obrócić lutowane elementy bez ich uszkodzenia. Ale wcześniej smarujemy moduły klejem, aby mocno przymocować je do panelu. Lepiej jest użyć uszczelniacza silikonowego jako kleju i należy go nakładać ściśle na środku elementu, w jednym punkcie, a nie wzdłuż krawędzi. Jest to konieczne, aby chronić płyty przed uszkodzeniem w przypadku niewielkiego odkształcenia podstawy. Arkusz sklejki może się zginać lub pęcznieć w wyniku zmian wilgotności, a stabilnie połączone elementy po prostu pękają i ulegają awarii.

Po zamocowaniu modułów na podłożu możesz przetestować panel i sprawdzić jego funkcjonalność. Następnie podstawa jest umieszczana w już ukończonej ramie i przymocowana do krawędzi za pomocą śrub. Aby zapobiec rozładowaniu baterii przez panel słoneczny, instalujemy diodę blokującą na panelu, mocując ją za pomocą szczeliwa.

Aby połączyć łańcuchy, możesz użyć drutu miedzianego lub osłony kabla, które mocują każdy element po obu stronach, a następnie są mocowane za pomocą szczeliwa

Testy próbne pomagają wykonać wstępne obliczenia. W tym przypadku okazały się prawdziwe - na słońcu bez obciążenia bateria wytwarza 18,88 V.

Na zamontowane elementy przykrywamy ekran ochronny z pleksiglasu. Przed naprawą ponownie sprawdzamy funkcjonalność konstrukcji. Nawiasem mówiąc, możesz testować moduły podczas całego procesu instalacji i lutowania, w grupach po kilka sztuk. Dbamy o to, aby szczeliwo całkowicie wyschło, ponieważ jego odparowanie może pokryć pleksi nieprzezroczystą folią. Przewód wyjściowy wyposażamy w dwubiegunowe złącze, abyś mógł używać kontrolera w przyszłości.

Jeden panel jest zmontowany i całkowicie gotowy do pracy. Cały sprzęt, w tym przedmioty zakupione w Internecie, kosztuje 105 USD

Systemy fotowoltaiczne prywatnego domu

Domowe systemy zasilania energią elektryczną za pomocą ogniw słonecznych można podzielić na 3 typy:

• autonomiczny;
• hybrydowy;
• bez baterii.

Jeśli dom jest podłączony do centralnej sieci elektrycznej, najlepszym rozwiązaniem byłby system mieszany: w ciągu dnia energia jest dostarczana z paneli słonecznych, aw nocy z baterii. Sieć centralna w tym przypadku jest rezerwą. Kiedy nie można podłączyć do centralnego źródła zasilania, zastępuje się go generatorami paliwa - benzyną lub olejem napędowym.

Sterownik jest potrzebny, aby zapobiec zwarciom w momencie maksymalnego obciążenia, akumulator - w celu magazynowania energii, falownik - w celu dystrybucji i dostarczenia go do odbiorcy

Wybierając najskuteczniejszą opcję, należy wziąć pod uwagę porę dnia, w której występuje maksymalne zużycie energii. W domach prywatnych okres szczytowy przypada wieczorem, kiedy słońce już zaszło, logiczne byłoby więc użycie połączenia ze wspólną siecią lub dodatkowego wykorzystania generatorów, ponieważ energia słoneczna jest dostarczana w ciągu dnia.

W fotowoltaicznych systemach zasilania stosuje się sieci z prądem stałym i przemiennym, a druga opcja nadaje się do umieszczania urządzeń w odległości większej niż 15 m

Dla letnich mieszkańców, których tryb pracy często pokrywa się z godzinami dziennymi, odpowiedni jest system oszczędzania energii słonecznej, który zaczyna działać wraz ze wschodem słońca i kończy się wieczorem.