Cách tự làm pin mặt trời: hướng dẫn từng bước

Mong muốn làm cho hệ thống cung cấp năng lượng của một ngôi nhà tư nhân hiệu quả hơn, kinh tế và sạch hơn từ quan điểm môi trường khiến chúng ta tìm kiếm các nguồn năng lượng mới. Một trong những phương pháp hiện đại hóa là lắp đặt các tấm pin mặt trời có khả năng chuyển đổi năng lượng của mặt trời thành dòng điện. Có một sự thay thế tuyệt vời cho các thiết bị đắt tiền - pin mặt trời tự làm sẽ cho phép bạn tiết kiệm tiền mỗi tháng từ ngân sách gia đình. Chúng ta sẽ nói về cách xây dựng một thứ như vậy ngày hôm nay. Biểu thị tất cả những cạm bẫy và cho bạn biết làm thế nào để có được xung quanh chúng.

Để biết thông tin chung về các tính năng thiết kế của các tấm pin mặt trời, xem video:

Phát triển dự án hệ thống năng lượng mặt trời

Thiết kế là cần thiết để bố trí thành công hơn các tấm trên mái nhà. Càng nhiều ánh sáng mặt trời chiếu vào bề mặt của pin và cường độ của chúng càng cao, chúng sẽ tạo ra càng nhiều năng lượng. Để cài đặt, bạn cần phía nam của mái nhà. Lý tưởng nhất là các tia nên rơi ở góc 90 độ, vì vậy bạn nên xác định vị trí nào hoạt động của các mô-đun sẽ hữu ích hơn.

Thực tế là pin mặt trời tự chế tạo, không giống như pin của nhà máy, không có cảm biến chuyển động và trung tâm đặc biệt. Để thay đổi góc nghiêng, có thể chế tạo một cơ chế điều khiển bằng tay. Nó sẽ cho phép bạn cài đặt các mô-đun gần như theo chiều dọc vào mùa đông, khi mặt trời thấp trên đường chân trời và hạ thấp chúng vào mùa hè, khi hạ chí lên đến đỉnh điểm. Sự sắp xếp mùa đông theo chiều dọc cũng có chức năng bảo vệ: nó ngăn chặn sự tích tụ của băng tuyết trên các tấm, giúp kéo dài tuổi thọ của các mô-đun.

Hiệu quả năng lượng của thiết kế mô-đun có thể tăng lên nếu bạn tạo một cơ chế điều khiển đơn giản cho phép bạn thay đổi góc của pin tùy thuộc vào thời gian trong năm và thậm chí thời gian trong ngày

Có thể cần phải tăng cường cấu trúc mái trước khi lắp đặt pin, vì một bộ gồm nhiều tấm có khối lượng khá lớn. Cần phải tính toán tải trọng trên mái nhà, có tính đến mức độ nghiêm trọng của không chỉ các tấm pin mặt trời, mà cả lớp tuyết. Trọng lượng của hệ thống chủ yếu phụ thuộc vào các vật liệu được sử dụng trong sản xuất của nó.

Số lượng bảng và kích thước của chúng được tính toán dựa trên công suất cần thiết. Ví dụ, 1 mét vuông của một mô-đun tạo ra khoảng 120 watt, điều này là không đủ ngay cả đối với ánh sáng đầy đủ của các khu dân cư. Khoảng 1 kW năng lượng với 10 m2 bảng điều khiển sẽ cho phép hoạt động của các thiết bị chiếu sáng, TV và máy tính. Theo đó, một cấu trúc năng lượng mặt trời 20 mét vuông sẽ cung cấp cho nhu cầu của một gia đình 3 người.Khoảng kích thước như vậy nên được tính nếu nhà riêng được dành cho thường trú.

Việc sản xuất pin mặt trời không nhất thiết phải kết thúc với việc lắp ráp ban đầu, trong tương lai có thể tăng các yếu tố, do đó làm tăng hiệu quả của thiết bị

Tùy chọn mô-đun tự lắp ráp

Mục đích chính của bảng điều khiển năng lượng mặt trời là tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng điện. Dòng điện kết quả là một dòng các electron tự do được giải phóng bởi sóng ánh sáng. Đối với tự lắp ráp, bộ chuyển đổi đơn và đa tinh thể là lựa chọn tốt nhất, vì các chất tương tự thuộc loại khác - vô định hình - giảm công suất của chúng xuống 20-40% trong hai năm đầu.

Các phần tử đơn tinh thể tiêu chuẩn có kích thước 3 x 6 inch và có cấu trúc khá mỏng manh, vì vậy bạn cần phải làm việc với chúng cực kỳ cẩn thận và chính xác

Các loại tấm silicon khác nhau có ưu và nhược điểm của chúng. Ví dụ, các mô-đun đa tinh thể được đặc trưng bởi hiệu suất khá thấp - lên tới 9%, trong khi hiệu suất của các tấm đơn tinh thể đạt tới 13%. Các chỉ số giữ lại trước đây ngay cả trong thời tiết nhiều mây, nhưng phục vụ trung bình 10 năm, sức mạnh của sau giảm mạnh vào những ngày nhiều mây, nhưng chúng hoạt động hoàn hảo trong 25 năm.

Một thiết bị sản xuất tại nhà phải có chức năng và đáng tin cậy, vì vậy một số bộ phận được mua sẵn làm tốt nhất. Trước khi bạn tạo ra pin mặt trời cho một dự án riêng lẻ, hãy xem trang web eBay, nơi bạn có thể tìm thấy một lựa chọn lớn các mô-đun với các khiếm khuyết nhỏ. Thiệt hại nhẹ không ảnh hưởng đến chất lượng công việc, nhưng làm giảm đáng kể chi phí của các tấm. Giả sử một mô-đun Solar Cells đơn bào, nằm trên một tấm sợi thủy tinh, có giá hơn 15 đô la một chút, và một bộ đa tinh thể gồm 72 mảnh có giá khoảng 90 đô la.

Tùy chọn hoàn thành tốt nhất cho pin mặt trời là một bảng điều khiển với các dây dẫn chỉ cần kết nối nối tiếp. Các mô-đun không có dây dẫn rẻ hơn, nhưng tăng thời gian lắp ráp pin lên nhiều lần

Hướng dẫn năng lượng mặt trời

Có nhiều lựa chọn để tự lắp ráp các tấm pin mặt trời. Công nghệ phụ thuộc vào lượng pin mặt trời được mua trước và các vật liệu bổ sung cần thiết cho việc sản xuất nhà ở. Điều quan trọng cần nhớ là: tổng diện tích của các tấm càng lớn, thiết bị càng mạnh, nhưng đồng thời trọng lượng của cấu trúc tăng lên. Trong cùng một loại pin, nên sử dụng cùng các mô-đun, vì tính tương đương hiện tại bằng hiệu suất của các phần tử nhỏ hơn.

Lắp ráp khung mô-đun

Thiết kế của các mô-đun, cũng như kích thước của chúng, có thể tùy ý, do đó, thay vì số, bạn nên tập trung vào ảnh và chọn bất kỳ tùy chọn riêng nào phù hợp cho các tính toán cụ thể.

Pin mặt trời rẻ nhất là các tấm không có dây dẫn. Để làm cho chúng sẵn sàng để lắp ráp pin, trước tiên bạn phải hàn các dây dẫn, và đây là một quá trình lâu dài và khó khăn

Để làm cho trường hợp, bên trong các pin mặt trời sẽ được cố định, cần phải chuẩn bị các vật liệu và công cụ sau đây:

• tấm gỗ dán có kích thước được lựa chọn;
• đường ray thấp cho các bên;
• keo phổ thông hoặc gỗ;
• góc và vít tự khai thác cho vật cố định;
• máy khoan;
• ván sợi;
• miếng mica;
• Sơn.

Chúng tôi lấy một miếng gỗ dán, sẽ đóng vai trò của đế, và dán các cạnh thấp dọc theo chu vi. Các thanh trên các cạnh của tấm không được chặn các pin mặt trời, vì vậy hãy đảm bảo rằng chiều cao của chúng không vượt quá ¾ inch. Đối với độ tin cậy, mỗi đường ray được dán thêm vít bằng vít, và các góc có thể được gắn chặt với các góc kim loại.

Một khung gỗ là lựa chọn hợp lý nhất để đặt pin mặt trời. Nó có thể được thay thế bằng một khung từ một góc nhôm hoặc bằng một bộ khung + kính đã mua

Để thông gió, khoan lỗ ở phần dưới của cơ thể và dọc theo hai bên. Không nên có bất kỳ lỗ mở nào trong nắp, vì điều này đe dọa độ ẩm. Việc buộc chặt các phần tử sẽ được thực hiện trên các tấm ván sợi, có thể thay thế bằng bất kỳ vật liệu tương tự nào, điều kiện chính là nó không nên dẫn dòng điện.

Các lỗ thông gió nhỏ phải được khoan trên toàn bộ diện tích của chất nền, bao gồm các mặt và đường ray giữa. Nó sẽ cho phép bạn điều chỉnh mức độ ẩm và áp suất bên trong khung

Chúng tôi cắt vỏ ra khỏi tấm mica, điều chỉnh nó theo kích thước của vỏ. Kính thông thường quá mỏng manh để lắp trên mái nhà. Để bảo vệ các bộ phận bằng gỗ, chúng tôi sử dụng tẩm hoặc sơn đặc biệt, nên được sử dụng để xử lý khung và chất nền từ mọi phía. Không tệ nếu màu sơn của khung sẽ được kết hợp với màu của tấm lợp.

Tranh thực hiện không quá nhiều chức năng thẩm mỹ như một bảo vệ. Mỗi phần nên được phủ ít nhất 2-3 lớp sơn, để trong tương lai gỗ không bị cong vênh do không khí ẩm hoặc quá nóng

Lắp đặt pin mặt trời

Chúng tôi bố trí tất cả các mô-đun năng lượng mặt trời thành các hàng chẵn trên đế với mặt sau hướng lên để hàn các dây dẫn. Để làm việc, bạn cần một hàn sắt và hàn. Nơi hàn trước tiên phải được xử lý bằng bút chì đặc biệt. Để bắt đầu, bạn có thể thực hành trên hai yếu tố bằng cách kết nối chúng theo chuỗi. Cũng theo trình tự, trong một chuỗi, chúng tôi kết nối tất cả các yếu tố trên đế, kết quả sẽ là một con rắn rắn.

Chúng tôi cài đặt từng phần tử theo đúng dấu và đảm bảo rằng các dây dẫn của các phần tử lân cận giao nhau tại các vị trí hàn

Có kết nối tất cả các yếu tố, nhẹ nhàng xoay chúng lên trên. Nếu có nhiều mô-đun, bạn sẽ phải mời người trợ giúp, vì khá khó để xoay các phần tử hàn mà không làm hỏng chúng. Nhưng trước đó, chúng tôi bôi các mô-đun bằng keo để cố định chúng trên bảng điều khiển. Tốt hơn là sử dụng keo silicone làm keo, và nó nên được áp dụng nghiêm ngặt ở trung tâm của phần tử, tại một điểm, và không dọc theo các cạnh. Điều này là cần thiết để bảo vệ các tấm khỏi bị hư hại nếu xảy ra biến dạng nhẹ của đế. Một tấm gỗ dán có thể uốn cong hoặc phồng lên do thay đổi độ ẩm, và các yếu tố liên kết ổn định sẽ chỉ đơn giản là nứt và thất bại.

Đã sửa các mô-đun trên đế, bạn có thể kiểm tra chạy bảng điều khiển và kiểm tra chức năng. Sau đó, chúng tôi đặt cơ sở trong khung đã hoàn thành và cố định nó dọc theo các cạnh bằng ốc vít. Để ngăn việc xả pin qua bảng điều khiển năng lượng mặt trời, chúng tôi cài đặt một diode chặn trên bảng điều khiển, sửa chữa nó bằng chất bịt kín.

Để kết nối các chuỗi, bạn có thể sử dụng dây đồng hoặc vỏ cáp, cố định từng phần tử ở cả hai bên, sau đó được cố định bằng keo

Thử nghiệm giúp thực hiện các tính toán sơ bộ. Trong trường hợp này, chúng hóa ra là sự thật - dưới ánh mặt trời không tải, pin tạo ra 18,88 V

Trên đầu trang của các yếu tố được cài đặt, chúng tôi che bằng một màn hình bảo vệ từ tấm mica. Trước khi sửa nó, chúng tôi lại kiểm tra khả năng hoạt động của cấu trúc. Nhân tiện, bạn có thể kiểm tra các mô-đun trong toàn bộ quá trình cài đặt và hàn, theo nhóm nhiều mảnh. Chúng tôi đảm bảo rằng chất bịt kín đã khô hoàn toàn, vì sự bay hơi của nó có thể bao phủ tấm mica bằng một lớp màng mờ. Chúng tôi trang bị dây đầu ra với đầu nối hai chân để bạn có thể sử dụng bộ điều khiển trong tương lai.

Một bảng điều khiển được lắp ráp và hoàn toàn sẵn sàng cho công việc. Tất cả các thiết bị, bao gồm các mặt hàng được mua trên Internet, có giá 105 đô la

Hệ thống quang điện của một ngôi nhà tư nhân

Hệ thống cung cấp năng lượng điện trong nhà sử dụng pin mặt trời có thể được chia thành 3 loại:

• tự chủ;
• hỗn hợp;
• không có pin

Nếu ngôi nhà được kết nối với lưới điện trung tâm, thì một hệ thống hỗn hợp sẽ là lựa chọn tốt nhất: vào ban ngày thực phẩm được cung cấp từ các tấm pin mặt trời và vào ban đêm - từ pin. Mạng trung tâm trong trường hợp này là một dự trữ. Khi không thể kết nối với nguồn điện trung tâm, nó được thay thế bằng máy phát điện nhiên liệu - xăng hoặc dầu diesel.

Bộ điều khiển là cần thiết để ngăn ngừa đoản mạch tại thời điểm tải tối đa, pin - để lưu trữ năng lượng, biến tần - để phân phối và cung cấp cho người tiêu dùng

Khi chọn tùy chọn thành công nhất, bạn nên xem xét thời gian trong ngày xảy ra mức tiêu thụ năng lượng tối đa. Trong nhà riêng, thời kỳ cao điểm rơi vào buổi tối, khi mặt trời đã lặn, do đó, sẽ hợp lý khi sử dụng kết nối với mạng chung hoặc sử dụng thêm máy phát điện, vì năng lượng mặt trời được cung cấp vào ban ngày.

Trong các hệ thống cung cấp năng lượng quang điện, các mạng có cả dòng điện một chiều và xoay chiều được sử dụng và tùy chọn thứ hai phù hợp để đặt các thiết bị ở khoảng cách hơn 15 m

Đối với cư dân mùa hè, có chế độ hoạt động thường trùng với giờ ban ngày, hệ thống tiết kiệm năng lượng mặt trời là phù hợp, bắt đầu hoạt động cùng với mặt trời mọc và kết thúc vào buổi tối.