Ma sok vidéki ház tulajdonos alternatív áramforrást keres. A napelemek telepítése fokozatosan egyre népszerűbb. Azonban nem mindenki engedheti meg magának, hogy drága berendezéseket vásároljon. Ezért sokan felteszik a kérdést: hogyan lehet napelemeket készíteni saját kezűleg? A helyes válasz kiderül ebben a cikkben.
Napelem - olyan eszköz, amely a napenergiát egyenárammá alakítja
A napelem egy félvezető eszköz, amely a napsugárzást elektromos energiává alakítja. Az ilyen rendszer fő feladata a ház megbízható, gazdaságos és zavartalan áramellátása. Célszerű ilyen eszközöket olyan területekre telepíteni, ahol a fő áramforrásból történő áramellátás megszakad.
A naperőmű éjszaka és felhős napokon nem működik hatékonyan, míg az áramfogyasztás csúcsa pontosan az esti órákban következik be
A napelem fő előnyei:
a készülék egyszerű telepítése, amelyhez nincs szükség kábelek fektetésére a támaszokhoz;
a rendszer karbantartása nem igényel sok időt;
a villamosenergia-termelés nincs káros hatással a környezetre;
a szerkezetnek nincsenek mozgó alkatrészei;
csendes üzemmód;
az áramellátás nem függ az elosztóhálózattól;
a rendszer hosszú ideig tartó működése minimális költség mellett.
A napelem hátrányai:
a rendszer gyártási folyamata nagyon fárasztó;
a napelem sok helyet foglal el;
a készülék nagyon érzékeny a szennyeződésre;
az akkumulátor nem működik éjszaka;
a készülék hatékonysága közvetlenül függ az időjárási viszonyoktól, nevezetesen a napos és felhős napokon.
Télen érdemes gondoskodni a napelemek fagy és hótisztításának lehetőségéről.
A napelem elve
A rendszer fotoelektromos átalakítókkal működik, amelyeket meghatározott sorrendben csatlakoztatnak. Minden fotokonverter két szilícium ostyából áll, amelyek különböznek a vezetőképesség típusától. Az egyiket foszfor borítja, ennek eredményeként negatív töltésű elektronfelesleg keletkezik itt. A másik lemezt bór borítja, amely részecskék képződéséhez vezet, amelyek hiányoznak a negatív töltések rétegéből, az úgynevezett "lyukakból".
Az alternatív energia kimeríthetetlen forrásának működési elve a következő: a napfény negatív töltésű panelt ér el, ami további "lyukak" és elektronok aktív képződéséhez vezet. A foszfor bevonatú panelen elektromos mező van, amely miatt potenciálkülönbség jelenik meg. Pozitívan töltött részecskék rohannak a felső rétegbe, a negatív töltésűek pedig az alsó rétegbe. Állandó feszültség keletkezik. Kiderült, hogy az egyik átalakító úgy működik, mint egy akkumulátor. Az áramkör egyenáramot generál, amikor terhelés van rá kapcsolva. Minden akkumulátort vékony réz erek borítanak, amelyek áramot visznek, és rendeltetésükre irányítják.
Az aktuális erősség bizonyos paraméterektől függ:
a fotokonverter mérete;
insolációs szint;
fotocella típusa;
a napelemhez csatlakoztatott eszközök teljes ellenállása.
Napelemek csatlakoztatása és működési diagramja
A napelemek fajtái
Minden napelem lehet szilícium vagy film. A szilícium alapú panelek típusokra vannak felosztva:
polikristályos;
monokristályos;
amorf.
A polikristályos napelem sötétkék négyzet alakú eszköz. Felületét inhomogén szilíciumkristályok tarkítják. Az alacsony, 18% -os hatékonyság ellenére ez az eszköz felhős időben áramot képes előállítani, ami nélkülözhetetlenné teszi azokat a területeken, ahol szórt napfény uralkodik.
A monokristályos napenergia-átalakítók ferde sarkú fekete panelek, amelyekhez tiszta szilíciumot használnak. A készülék minden cellája egy irányba van irányítva, ami lehetővé teszi a 25% -os maximális hatékonyság elérését. Az ilyen elemek hátránya, hogy elülső oldaluknak mindig a nap felé kell nézniük. Ha nem sikerült felemelkednie, a felhők mögé bújt és a láthatár alá süllyedt, a napelemek gyenge energiát fognak produkálni. Ez a legdrágább, de a legtermelékenyebb készüléktípus is.
A rugalmas napelem egyszerűen használható - könnyen felerősíthető az egyenetlen tetőterületekre
Minden amorf elem sok vékony szilíciumrétegből áll, amelyeket úgy kapnak, hogy a legkisebb anyagrészecskéket üvegre, műanyagra vagy fóliára szórják. Az ilyen rétegek gyorsan kiégnek, ami hat hónap elteltével a készülék hatékonyságának 15-20% -os csökkenéséhez vezet. Az ilyen átalakítók hatékonysága csak 6%. A legolcsóbbak, és felhős időben is működhetnek. A maximális élettartamuk azonban 2 év.
A filmelemek nem szilárd fém vagy üveg hordozón, hanem polimer fólián alapulnak. Ezért tekercsben állítják elő őket, ami lehetővé teszi az elemek nagy területeken történő szétterítését. Kialakításuk miatt különféle formájú és méretű darabokra vághatók, a ház tetejére pedig napkollektorok helyezhetők el sima ívekkel. Kompaktak és könnyűek. A hengerelt panel sokkal olcsóbb lesz, mint egy szilícium, amelynek előállításához drága anyagot használnak. Ezek a modellek azonban kevésbé hatékonyak. Ma meglehetősen nehéz megszerezni őket, mivel a termelés csak fejlődik.
Az összes napelem, a készülék típusától függetlenül, vezérlőkkel van ellátva, amelyek figyelemmel kísérik a panel töltöttségi állapotát. Újra elosztják a beérkezett energiát, közvetlenül a fogyasztás forrására irányítják, vagy az akkumulátorban tárolják.
Helyhez kötött napelemeket csak a ház napos oldaláról szereljen fel.
Napelemek egy magánházhoz
Ez a hagyományos áramellátás alternatívája nagyon praktikus. Ezenkívül a készülék ára jelentősen eltér a villamos energia költségeitől.Miután a tulajdonos saját kezével készített napelemet a házhoz, képes lesz optimalizálni az energiafogyasztást, és ezáltal csökkenteni saját készpénzköltségeit. Sokan előre meg akarják érteni, mennyibe kerül a napelemek telepítése egy magánházhoz. Ehhez előzetes számításokat kell végezni, amelyek meghatározzák a berendezés szükséges teljesítményét és működésének feltételeit.
Először az elfogyasztott energia mennyiségének kiszámításával kell kezdeni, amely a lakás biztosításához szükséges. Teljes értékű állomás létrehozásakor érdemes a 150-250 W-os elemekre összpontosítani, egy vidéki ház számára 50 W-os panelek elegendőek lesznek.
Most ki kell számolnia az összes elektromos készülék teljes teljesítményét, figyelembe véve a napi üzemidőt. Az így kapott érték az adott háztartás minimális villamosenergia-szükséglete.
A napelemek egy alternatív villamosenergia-termelési módot jelentenek, amely megszünteti a közműerőmű szolgáltatásait
Ez az érték képezi az alapját a napelemek és a kiegészítő berendezések számának későbbi meghatározásának, amely magában foglalja az elemeket, invertereket és vezérlőket.
Hasznos tanácsok!Érdemes további 20% -kal hozzáadni a teljes villamosenergia-igényt, amelyet maguk az elemek töltenek el.
Fontos szempont az insoláció, vagyis a napenergia mennyisége, amely a panel egyetlen egységére esik. Ez az érték minden egyes régió esetében egyedi. Megkaphatja a szakirodalomban vagy a speciális meteorológiai helyszíneken.
Az energianormát elosztjuk az insolációs értékkel. Az így kapott értéket el kell osztani a napelemes létesítmény teljes teljesítményével. Az így kapott érték a szükséges elemek száma. Fontos, hogy itt kapja meg a panelek maximális számát. Valójában a különböző hónapokban a napfény mennyisége más lesz.
A szolárállomás telepítése előtt érdemes megbizonyosodni arról, hogy az képes-e kielégíteni a ház összes készülékének igényeit.
Hasznos tanácsok!Mivel az insoláció folyamatosan változik, havonta kell elvégezni a számításokat.
Például, ha meg kell tudni, hogy hány napelemre van szükség egy 100 négyzetméteres házhoz, ahol az állomás villanykörtéket, laptopot, TV-t, parabolaantennát működtet, mikrohullámú sütő és elektromos tűzhely, az összes fenti számítást el kell végezni. Ennek eredményeként a szolárállomás teljesítménye megközelítőleg 1000 W lesz, ami 4 db 250 W teljesítményű napelem használatát jelenti.
A panelt a tető déli részén kell elhelyezni, amelynek tökéletes állapotban kell lennie, és képesnek kell lennie jelentős terhelés elviselésére. A közelben nem lehet olyan fa vagy más árnyékot létrehozó tárgy.
Egy ilyen rendszert nemcsak áramellátásra lehet használni. Nagy népszerűségnek örvend egy magánház napelemekkel történő fűtése. Ez lehetővé teszi, hogy megszabaduljon a centralizált gázellátáshoz kapcsolódó drága szolgáltatástól, megszabaduljon a közüzemi függéstől, és egész évben hőhöz jusson a naperőmű hosszú élettartama alatt.
A ház fűtőelemeihez csatlakoztatott szolárállomás működésének elve
Egy ilyen rendszer telepítése csak azoknak a régióknak ajánlott, ahol havonta legalább 20 napon süt a nap. Ha a nap nem elegendő ahhoz, hogy a rendszer teljes mértékben felmelegítse az otthont, további ingyenes forrásként felhasználható. A megfelelően megválasztott napelemes fűtési rendszer 3-4 év alatt megtérül.
Az alternatív áramforrásról szóló számos pozitív értékelésnek köszönhetően eloszlathatók azok a mítoszok, amelyek zavarják a telepíteni vágyókat napelemek.
Sokan úgy gondolják, hogy az ilyen drága berendezések nem fogják megtérülni a telepítés teljes élettartama alatt. Azonban, amint a gyakorlat azt mutatja, a napelemek helyes beépítésével, az összes szabály betartásával legalább 25 évig biztosíthatja a magánház áramellátását. A felszerelés költsége pedig 3-4 év múlva megtérül.
Meg kell jegyezni, hogy a fogyasztók véleménye a napenergiáról többnyire pozitív.
A következő mítosz a napelemek hatástalan működését sugallja felhős időben vagy télen. A fogyasztók véleménye azonban egyetért abban, hogy a napkollektorok felhőtlen időben képesek maximális aktivitást mutatni a nap zenitje alatt. De amikor a nap a felhők mögé bújik, a panelek működni fognak, de nem teljesen. A telepítés éjjel teljesen leáll, ha egyáltalán nincs napfény.
A napelemek ellenzői azzal érvelnek, hogy a napkollektorok meglehetősen törékenyek és nem képesek ellenállni a természet által létrehozott különféle terheléseknek. A fogyasztói vélemények azonban ennek ellenkezőjét bizonyítják: a napelem még a nagy jégesőnek is ellenáll.
A napelemek telepítésének műszaki követelményei. A kiválasztás és a telepítés jellemzői. A gyártók áttekintése.
A következő mítosz a hóra vonatkozik, amely megakadályozhatja a fény hozzáférését a rendszerhez. Azonban itt a veszély a fagy, amelyhez a hó ragaszkodik és akadályokat hoz létre. Ennek elkerülése érdekében az elemeket függőlegesen helyezheti el a házon, majd elkerülheti a sok sikló fényt.
Az utolsó mítosz pedig a napelemek kínai gyártásával kapcsolatos. A nagyon erős termékválaszték ellenére a kínai gyárak gyakran kiváló minőségű termékeket gyártanak. Ez különösen igaz a napkollektorok és hőcsövek gyártására, amelyek gyártása 90% -ban Kínában koncentrálódik. Ezek a termékek magas műszaki jellemzőkkel rendelkeznek, és nemcsak saját országukban, hanem Németországban is tanúsítvánnyal rendelkeznek.
Számos pozitív vélemény az interneten bizonyítja, hogy az alternatív áramforrás nemcsak a magánház számára jó. Sokan sikeresen használják a napelemeket egy erkélyre telepített lakáshoz. Rögzíthetők közvetlenül az üvegre vagy az üvegkeretbe, amelyek színezésként működnek.
Egyes felhasználók azzal érvelnek, hogy a szolárállomás teljes mértékben fedezni tudja az összes villamosenergia-költséget - a kis háztartási készülékektől a fűtési és vízmelegítési rendszerig.
3 kW-os napelemkészletek nyári rezidenciához 60 000 rubeltől
Az országban általában vannak alacsony fogyasztású elektromos készülékek, ahol korlátozott számú elemre és használatuk kis gyakoriságára van szükség. Ha nincs központosított tápegység a dachánál, akkor célszerű olyan napelemeket telepíteni, amelyek ingyen termelnek áramot. Ahhoz azonban, hogy ilyen örömöt élvezhessen, eleinte pénzt kell költenie a szükséges anyagok megvásárlására, amelyek költsége csak néhány év múlva térül meg.
1 kW villamos energia előállításához 200 W-nál nagyobb teljesítményű készletre van szükség. Számos vélemény szerint a vidéki ház 800 W teljesítményű házának naperőművei képesek teljes önálló áramellátást biztosítani egy objektum számára. Egy ilyen rendszer költsége 80 000 rubelbe kerül.
A nyaralók szolárerőműveinek alapkészlete 200 W-os panelekből, 40 A-os töltésszabályozóból, 3 kW-os inverterből, két 200 A-es elemből és egyéb kiegészítő alkatrészekből áll.Az ilyen készlet ára 60 000 rubeltől indul, és a hozzávetőleges megtérülési idő 3-5 év. Ez azonban a legjövedelmezőbb módja a centralizált áramellátás nélküli létesítmények villamosenergia-termelésének. Olcsóbb, mint egy dízelgenerátor használata.
A szolárállomás elemei
A tulajdonosok véleménye szerint jobb, ha egy nyaraló otthonának napelemeit két vagy négy, egyenként 200 V teljesítményű modullal látják el. Ez az energiafogyasztók számától, használatuk időtartamától és gyakoriságától függ. Ha a kapacitás nem elegendő, napelemek hozzáadásával növelhető.
Sokan vásárolnak ilyen készletet a magánszektor számára, ahol központi áramellátás van, további energiaforrásként. Az otthoni napelemek számos véleménye azt jelzi, hogy ebben az esetben jelentősen megtakaríthatja az áramszámlák kifizetését.
Hogyan készítsünk napelemeket saját kezűleg
Ha nem lehet kész napelemet vásárolni, akkor saját maga hozhatja létre. Két lehetőség van itt: vásároljon kész modulokat, és csatlakoztassa azokat inverteres akkumulátorhoz, vagy saját maga forrassza meg a panelt. Az első szerelési módszer gyors, de drágább. A második lehetőség az összeszerelő bizonyos képességeit igényli, akinek rendkívül óvatosnak kell lennie a törékeny fotocellákkal.
Négy napelem összesen 2 voltos áramot termel
Ha saját kezűleg szeretne napelemet készíteni otthona számára, elő kell készítenie bizonyos anyagokat.
A napelemek létrehozásának első fő alkotóeleme a kiváló minőségű napelemek összessége. Ma lehetőség van polikristályos vagy monokristályos szilíciumból készült elemek megvásárlására. Népszerűbbek a legújabb napelemek, amelyek ideálisak otthoni áramellátáshoz.
Hasznos tanácsok!Az összeszereléshez szükséges összes elemet egy gyártótól kell megvásárolni. Mivel a különböző márkák anyagai jelentősen különböznek egymástól, ami megnehezíti az egész szerkezet összeállítását.
A fotocellák csatlakoztatásához speciális vezetőkre van szükség. A leendő akkumulátor házának gyártásához időjárásnak ellenálló alumínium sarkok alkalmasak. A tok mérete a fotocellák számától függ. A napelemek külső bevonataként jobb átlátszó polikarbonátot vagy plexit használni, amelyek megakadályozzák az infravörös sugarak behatolását. Kiegészítő anyagként szüksége lesz rögzítőelemekre, réz elektromos vezetékekre, Schottky diódákra, szilikon vákuum állványokra és egy csavar készletre a rögzítőkhöz.
Hulladékanyagokból össze lehet állítani egy napelemet, de egy ilyen elem hatékonysága nem lesz magas
A FEP mellett vásárolnia kell egy 12 V-os 200 V-os invertert otthonába, amely az egyenáramot váltakozóvá alakítja. Az áram tárolásához és lassú fogyasztásához pár gél vagy AGM elemre van szükség. Ugyanilyen fontos elem az a vezérlő, amely szükséges az akkumulátor teljes töltés közbeni kihúzásához és bekapcsolásához, hogy új áramot kapjon.
A rendelkezésre álló eszközökből saját kezűleg is összeállíthat egy napelemet. Ehhez diódák, fólia vagy tranzisztorok alkalmasak. A diódákból származó napelem akkumulátora kb. 2,5 V feszültség hatására következik be közvetlen napfény alatt. Ha azonban a nap nem elegendő, ez a mutató gyorsan csökken, és maguk a diódák is energiát fogyasztanak. Az ilyen akkumulátor használata nem hatékony.
A fólia készülék alkalmasabb hőenergia előállítására. Ezenkívül a fólia ideális anyag a PVC aljzathoz. A leghatékonyabb egy tranzisztorokból összeállított napelem. Minél több a számuk, annál nagyobb az eszköz teljesítménye.Minden tranzisztor felső részét le kell vágni, port kell önteni. Az eszköz csapja az érintkezők. Ezt az akkumulátort a telefon töltésének táplálására tervezték. Komolyabb eseményekhez a kapacitása nem elegendő.
A napelem egy hosszú távú pénzbefektetésnek tekinthető, amely megtérül, és a jövőben nyereséges lesz
DIY napelemek házhoz: lépésről-lépésre elkészítésre vonatkozó utasítások
Miután elkészítette az összes szükséges elemet, folytathatja a szerkezet összeállítását, amely a következő lépésekből áll:
Alumínium sarkokból álló keret létrehozása alacsony oldalakkal és hardverrel, amelynek mérete a konverterek számától és területétől függ. Itt a FEP közötti távolságot legalább 5 mm-rel kell figyelembe venni.
Vigyen fel tömítőanyagot a lécek belső széleire.
Helyezzen egy átlátszó anyagú lapot a keretre, szilárdan tapadjon a ragasztóvonalhoz.
Miután a tömítőanyag teljesen megszáradt, hardverrel rögzítse a keretet és az átlátszó felületet.
Helyezze az akkumulátor összes fotocelláját negatív oldalával felfelé egy sima felületre.
Keresztül forrasztó szerszám azonos hosszúságú vezetők vannak csatlakoztatva minden FEP-hez. Ez akkor a legkényelmesebb, ha a modul az üvegen van.
Minden elem sorban kapcsolódik egymáshoz "kígyó" formájában.
A legkülső érintkezőket meg kell forrasztani a buszhoz (ezüst széles vezető).
A sötét megvilágítás minőségének romlásának megakadályozása érdekében a pozitív terminálra szerelt söntdiódák segítségével "középpontokat" kell létrehozni. Erre a Schottky diódák alkalmasak.
Helyezze a fotocellákat vezetőkkel egy átlátszó felületre.
Kenje meg az összes FEP-t, kivezetve és összekötve a vezetékeket szilikon ragasztóval.
Zárja le a szerkezetet a hátlappal.
Csatlakoztassa a napelemet az akkumulátorhoz, a szolár töltésszabályozóhoz és az inverterhez.
Egyszerű napelem kapcsolási rajz
Hasznos tanácsok!A terhelés és az egyes elemcellák közötti rövidzárlat elkerülése érdekében biztosítékokat kell felszerelni.
Szinte minden háztulajdonos ingyen áramot szeretne. A napelemek telepítése a legéletképesebb megoldás. Ennek az eszköznek a segítségével lehetséges egy fő (központi áramellátás nélkül) és egy további áramforrás létrehozása. A rendszer környezetbarát és megbízhatóan használható. A fő hátrány a drága berendezések. Ennek költsége azonban 3-5 éven belül megtérül.
