Pasidaryk pats saulės baterijos: prieinamas energijos šaltinis

Šiandien daugelis kaimo namų savininkų ieško alternatyvių elektros energijos šaltinių. Saulės baterijų montavimas pamažu populiarėja. Tačiau ne visi gali sau leisti įsigyti brangios įrangos. Todėl daugelis žmonių užduoda klausimą: kaip padaryti saulės baterijas savo rankomis? Teisingas atsakymas bus atskleistas šiame straipsnyje.

Kas yra saulės elementas?

Saulės elementas yra puslaidininkinis įtaisas, kuris saulės spinduliuotę paverčia elektros energija. Pagrindinis tokios sistemos uždavinys yra patikimas, ekonomiškas ir nenutrūkstamas energijos tiekimas namui. Tokius prietaisus patartina įrengti tose vietose, kur yra tiekimo iš pagrindinio elektros šaltinio sutrikimų.

Pagrindiniai saulės kolektoriaus privalumai yra šie:

• paprastas prietaiso montavimas, kuriam nereikia kabelių pritvirtinti prie atramų;
• sistemai nereikia daug laiko jos priežiūrai;
• elektros gamyba neturi žalingo poveikio aplinkai;
• konstrukcija neturi judančių dalių;
• tylus darbo režimas;
• elektros energijos tiekimas nepriklauso nuo skirstomojo tinklo;
• ilgas sistemos veikimo laikotarpis su minimaliomis sąnaudomis.

Saulės baterijos trūkumai:

• sistemos gamybos procesas yra labai sunkus;
• saulės kolektorius užima daug vietos;
• prietaisas yra labai jautrus nešvarumams;
• akumuliatorius neveikia naktį;
• prietaiso efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo oro sąlygų, būtent nuo saulėtų ir debesuotų dienų.

Saulės baterijos principas

Sistema veikia fotoelektriniais keitikliais, kurie yra sujungti tam tikra seka. Kiekvieną fotokonverterį sudaro dvi silicio plokštelės, kurios skiriasi laidumo tipu. Vienas yra padengtas fosforu, dėl kurio čia susidaro neigiamai įkrautų elektronų perteklius. Kita plokštė yra padengta boru, dėl kurio susidaro dalelės, kurių nėra neigiamų krūvių sluoksnyje, vadinamosios „skylės“.

Neišsenkančio alternatyvios energijos šaltinio veikimo principas yra toks: saulės spinduliai patenka į neigiamai įkrautą skydą, dėl kurio aktyviai susidaro papildomos „skylės“ ir elektronai. Fosforu padengtoje plokštėje yra elektrinis laukas, dėl kurio atsiranda potencialų skirtumas. Teigiamai įkrautos dalelės veržiasi į viršutinį, o neigiamai įkrautos - į apatinį. Kuriama nuolatinė įtampa. Pasirodo, kad vienas keitiklis veikia kaip baterija. Nuolatinė srovė susidaro grandinėje, kai prie jos prijungiama apkrova. Kiekviena baterija yra padengta plonomis vario gyslomis, kurios praleidžia srovę ir nukreipia ją pagal paskirtį.

Dabartinis stiprumas priklauso nuo tam tikrų parametrų:

• fotokonverterio dydis;
• insoliacijos lygis;
• fotoelementų tipas;
• įtaisų, kurie prijungti prie saulės kolektoriaus, bendros varžos.

Saulės baterijų veislės

Visos saulės baterijos gali būti silicio arba plėvelės. Silicio pagrindu pagamintos plokštės skirstomos į tipus:

• polikristalinis;
• monokristalinis;
• amorfinis.

Polikristalinis saulės elementas yra kvadratinis tamsiai mėlynos spalvos įtaisas. Jo paviršius įsiterpia į nevienaliečius silicio kristalus. Nepaisant mažo 18% efektyvumo, šis prietaisas gali generuoti srovę esant debesuotam orui, todėl jis yra būtinas tose vietose, kur vyrauja išsklaidyta saulės šviesa.

Monokristaliniai saulės energijos keitikliai yra juodos plokštės su išlenktais kampais, kurioms naudojamas grynas silicis. Visos prietaiso ląstelės yra nukreiptos viena kryptimi, o tai leidžia pasiekti maksimalų 25% efektyvumą. Tokių baterijų trūkumas yra tas, kad jų priekinė pusė visada turi būti nukreipta į saulę. Jei nespėjo pakilti, pasislėpė už debesų ir paskendo žemiau horizonto, saulės baterijos sukurs silpnos galios srovę. Tai pats brangiausias, bet ir produktyviausias prietaiso tipas.

Kiekviena amorfinė baterija susideda iš daugybės plonų silicio sluoksnių, kurie gaunami purškiant mažiausias medžiagos daleles ant stiklo, plastiko ar folijos. Tokie sluoksniai greitai perdega, o tai po šešių mėnesių sumažina prietaiso efektyvumą 15-20%. Tokių keitiklių efektyvumas yra tik 6%. Jie yra pigiausi ir gali veikti net esant debesuotam orui. Tačiau jų maksimalus tarnavimo laikas yra 2 metai.

Plėvelės baterijos gaminamos ne iš tvirto metalo ar stiklo pagrindo, o iš polimerinės plėvelės. Todėl jie gaminami ritiniais, o tai leidžia baterijas paskirstyti dideliems plotams. Dėl savo dizaino juos galima supjaustyti įvairių formų ir dydžių gabalėliais, o saulės skydus galima pastatyti ant namo stogo lygiais linkiais. Jie yra kompaktiški ir lengvi. Valcuotas skydelis bus daug pigesnis nei silicio, kurio gamybai naudojama brangi medžiaga. Tačiau šie modeliai yra mažiau galingi. Šiandien jų įsigyti yra gana sunku, nes gamyba tik vystosi.

Visose saulės baterijose, neatsižvelgiant į prietaiso tipą, yra valdikliai, stebintys skydelio įkrovimo būseną. Jie perskirsto gautą energiją, nukreipdami ją tiesiai į vartojimo šaltinį arba kaupdami ją akumuliatoriuje.

Saulės baterijos privačiam namui

Ši tradicinio elektros energijos tiekimo alternatyva yra labai praktiška. Be to, prietaiso kaina žymiai skiriasi nuo elektros energijos kainos.Savo rankomis pagaminęs saulės bateriją namui, jis galės optimizuoti energijos suvartojimą ir taip sumažinti savo grynųjų pinigų sąnaudas. Daugelis žmonių nori iš anksto suprasti, kiek kainuos saulės kolektorių įrengimas privačiam namui. Tam būtina atlikti išankstinius skaičiavimus, kurie nustato reikalingą įrangos galią ir jos veikimo sąlygas.

Pirmiausia turėtumėte apskaičiuoti sunaudojamos energijos kiekį, kuris yra būtinas būstui aprūpinti. Kurdami pilnavertę stotį, turėtumėte sutelkti dėmesį į 150–250 W baterijas; kaimo namui pakaks 50 W plokščių.

Dabar turėtumėte apskaičiuoti bendrą visų elektros prietaisų galią, atsižvelgdami į darbo laiką per dieną. Gauta vertė yra minimalus elektros energijos poreikis tam tikram namų ūkiui.

Ši vertė yra pagrindas vėlesniam saulės baterijų skaičiaus ir pagalbinės įrangos, į kurią įeina baterijos, keitikliai ir valdikliai, skaičiaus nustatymui.

Naudingas patarimas! Verta pridėti dar 20% viso elektros energijos poreikio, kuris išleidžiamas pačiose baterijose.

Svarbus aspektas yra insoliacija, tai yra saulės energijos kiekis, patenkantis į vieną skydo ploto vienetą. Kiekvienam konkrečiam regionui ši vertė yra individuali. Jį galite gauti specialioje literatūroje arba specializuotose meteorologinėse vietose.

Energijos norma padalijama iš insoliacijos vertės. Gautas skaičius turi būti padalytas iš bendros saulės įrenginio galios. Gauta vertė yra reikalingų baterijų skaičius. Čia svarbu gauti maksimalų plokščių skaičių. Iš tiesų, skirtingais mėnesiais saulės spindulių kiekis bus kitoks.

Naudingas patarimas! Kadangi insoliacija nuolat keičiasi, skaičiavimai turėtų būti atliekami kas mėnesį.

Pavyzdžiui, jei jums reikia žinoti, kiek saulės kolektorių reikia 100 kv.m. namui, kuriame stotis maitins apšvietimo lemputes, nešiojamąjį kompiuterį, televizorių, palydovinę anteną, Mikrobangų krosnelė ir elektrinė viryklė, turėtų būti atlikti visi aukščiau minėti skaičiavimai. Todėl saulės stoties galia bus maždaug lygi 1000 W, o tai reiškia, kad reikia naudoti 4 saulės baterijas, kurių galia 250 W.

Plokštė turėtų būti išdėstyta pietinėje stogo dalyje, kuri turėtų būti nepriekaištingos būklės ir galinti išlaikyti tvirtą apkrovą. Netoliese neturėtų būti medžių ar kitų objektų, kurie sukuria šešėlius.

Tokia sistema gali būti naudojama ne tik elektros tiekimui. Šildymas privataus namo saulės baterijomis įgauna didelį populiarumą. Tai leidžia jums atsisakyti brangios paslaugos, susijusios su centralizuotu dujų tiekimu, atsikratyti priklausomybės nuo komunalinių paslaugų ir gauti šilumos ištisus metus per ilgą saulės elektrinės tarnavimo laiką.

Tokią sistemą patartina įrengti tik tuose regionuose, kur saulė šviečia mažiausiai 20 dienų per mėnesį. Jei saulės nepakanka, kad sistema galėtų visiškai apšildyti namus, ją galima naudoti kaip papildomą nemokamą šaltinį. Tinkamai parinkta saulės kolektorių šildymo sistema atsipirks per 3-4 metus.

Saulės baterijos namams: vartotojų apžvalgos

Dėka daugybės teigiamų atsiliepimų apie alternatyvų elektros energijos šaltinį, galima išsklaidyti mitus, kurie vargina potencialius norinčius įrengti saulės elementai.

Daugelis žmonių mano, kad tokia brangi įranga neatsipirks per visą įrenginio tarnavimo laiką. Tačiau, kaip rodo praktika, teisingai sumontavus saulės baterijas, laikantis visų taisyklių, privatų namą galite aprūpinti elektra mažiausiai 25 metus. Ir įrangos kaina atsipirks per 3-4 metus.

Kitas mitas reiškia neefektyvų saulės baterijų veikimą esant debesuotam orui ar žiemą. Tačiau vartotojų nuomonės sutaria, kad saulės kolektoriai be debesų orą gali parodyti maksimalų aktyvumą saulės zenito metu. Bet kai saulė pasislėps už debesų, plokštės veiks, bet ne visiškai. Įrenginys visiškai nustoja veikti naktį, kai saulės nėra.

Saulės baterijų priešininkai teigia, kad saulės kolektoriai yra gana trapūs ir negali atlaikyti įvairių gamtos sukurtų apkrovų. Tačiau vartotojų atsiliepimai įrodo priešingai: saulės kolektorius gali atlaikyti net didelę krušą.

Susijęs straipsnis:

Saulės baterijos namams: rinkinio kaina ir montavimo galimybės

Saulės baterijų montavimo techniniai reikalavimai. Pasirinkimo ir montavimo ypatybės. Gamintojų apžvalga.

Kitas mitas susijęs su sniegu, kuris gali užblokuoti šviesos patekimą į sistemą. Tačiau čia pavojus yra šalna, prie kurios sniegas prilips ir sukels kliūtis. Norėdami to išvengti, galite pastatyti baterijas vertikaliai ant namo, tada galite išvengti daug sklandančios šviesos.

Paskutinis mitas susijęs su Kinijos saulės baterijų gamyba. Nepaisant labai tvirto produktų asortimento, gamyklos Kinijoje dažnai gamina aukštos kokybės prekes. Tai ypač pasakytina apie saulės kolektorių ir šilumos vamzdžių gamybą, kurių gamyba 90% sutelkta Kinijoje. Šie gaminiai pasižymi aukštomis techninėmis charakteristikomis ir yra sertifikuoti ne tik savo šalyje, bet ir Vokietijoje.

Daugybė teigiamų atsiliepimų internete įrodo, kad alternatyvus elektros energijos šaltinis yra naudingas ne tik privačiam namui. Daugelis butui sėkmingai naudoja saulės baterijas, kurios sumontuotos balkone. Jie gali būti pritvirtinti tiesiai ant stiklo arba stiklo rėme, kuris veiks kaip atspalvis.

3 kW saulės kolektorių komplektai vasaros rezidencijai nuo 60 000 rublių

Šalyje, kaip taisyklė, yra mažos galios elektros prietaisų, kur reikalingas ribotas baterijų skaičius ir trumpas jų naudojimo dažnis. Jei „dacha“ nėra centralizuoto maitinimo šaltinio, patartina įrengti saulės baterijų rinkinį, kuris nemokamai gamins elektrą. Tačiau norint gauti tokį neatlygintiną malonumą, iš pradžių turėsite išleisti reikalingų medžiagų pirkimui, kurių kaina atsipirks tik po kelerių metų.

1 kW elektros energijos gamybai reikalingas rinkinys, kurio galia didesnė kaip 200 W. Remiantis daugybe apžvalgų, saulės jėgainės namui kaimo name, kurio galia yra 800 W, gali užtikrinti visišką autonominį objekto maitinimą. Tokios sistemos kaina kainuos nuo 80 000 rublių.

Standartinį saulės elektrinių rinkinį vasarnamiams sudaro 200 W skydai, 40 A įkrovimo valdiklis, 3 kW keitiklis, dvi 200 A baterijos ir kitos pagalbinės dalys.Tokio rinkinio kaina prasideda nuo 60 000 rublių, o apytikslis atsipirkimo laikotarpis yra 3-5 metai. Tačiau tai yra pats pelningiausias būdas gaminti elektrą įrenginiams be centralizuoto maitinimo. Tai pigiau nei naudoti dyzelinį generatorių.

Savininkų teigimu, vasarnamyje esančius namus saulės baterijas geriau aprūpinti dviem ar keturiais moduliais, kurių kiekvienos galia yra 200 V. Tai priklauso nuo energijos vartotojų skaičiaus, jų naudojimo trukmės ir dažnumo. Jei talpos nepakanka, ją galima padidinti pridėjus saulės baterijas.

Daugelis žmonių tokį komplektą įsigyja privačiam sektoriui, kur yra centralizuotas maitinimo šaltinis, kaip papildomą energijos šaltinį. Daugybė saulės baterijų namų apžvalgų rodo, kad tokiu atveju galite žymiai sutaupyti mokėdami sąskaitas už elektrą.

Kaip pasidaryti saulės baterijas savo rankomis

Kai neįmanoma įsigyti paruoštos saulės energijos stoties, galite ją sukurti patys. Čia yra dvi galimybės: nusipirkite paruoštus modulius ir prijunkite juos prie akumuliatoriaus keitikliu arba patys lituokite skydą. Pirmasis surinkimo būdas yra greitas, bet brangesnis. Antrasis variantas reikalauja tam tikrų surinkėjo įgūdžių, kurie turi būti labai atsargūs su trapiais fotoelementais.

Norėdami savo namuose sukurti saulės baterijas savo namuose, turite paruošti tam tikras medžiagas.

Pirmasis pagrindinis komponentas kuriant saulės baterijas yra kokybiškų saulės elementų rinkinys. Šiandien galima įsigyti elementų, pagamintų iš polikristalinio arba monokristalinio silicio. Populiaresni yra naujausi saulės elementai, kurie idealiai tinka namų energijai tiekti.

Naudingas patarimas! Visus surinkimui reikalingus elementus reikėtų įsigyti iš vieno gamintojo. Kadangi skirtingų markių medžiagos labai skiriasi, tai apsunkins visos konstrukcijos surinkimą.

Fotoelementams sujungti reikalingas specialių laidininkų rinkinys. Būsimos baterijos korpuso gamybai tinka oro sąlygoms atsparūs aliuminio kampai. Korpuso dydis priklauso nuo fotoelementų skaičiaus. Kaip išorinę fotoelementų dangą geriau naudoti skaidrų polikarbonatą arba organinį stiklą, kurie apsaugo nuo infraraudonųjų spindulių prasiskverbimo. Kaip papildomų medžiagų jums reikės tvirtinimo detalių, varinių elektros laidų, „Schottky“ diodų, silikoninių vakuuminių stendų ir tvirtinimo detalių varžtų rinkinio.

Be FEP, savo namams turite įsigyti 12 V 200 V keitiklį, kuris nuolatinę srovę paverčia kintamąja. Norint kaupti ir lėtai vartoti elektrą, reikia poros gelio ar AGM baterijų. Ne mažiau svarbus elementas yra valdiklis, kuris yra būtinas norint atjungti akumuliatorių nuo akumuliatoriaus, kai jis visiškai įkraunamas, ir įjungti jį, kad gautumėte naują elektros energijos dalį.

Iš turimų įrankių galite savo rankomis surinkti saulės kolektorių. Tam tinka diodai, folija arba tranzistoriai. Saulės baterijos iš diodų darbas vyksta dėl maždaug 2,5 V įtampos esant tiesioginiams saulės spinduliams. Tačiau kai saulės nepakanka, šis rodiklis pradeda greitai kristi, o patys diodai pradeda vartoti energiją. Tokios baterijos naudojimas yra neveiksmingas.

Šilumos energijai gaminti labiau tinka folijos įtaisas. Be to, folija yra ideali medžiaga PVC substratui. Efektyviausias yra saulės elementas, sumontuotas iš tranzistorių. Kuo daugiau jų skaičius, tuo didesnė įrenginio galia.Kiekvieno tranzistoriaus viršutinė dalis turi būti nupjauta, išpilami milteliai. Prietaiso kaištis yra kontaktai. Ši baterija skirta maitinti telefoną. Rimtesniems įvykiams jo pajėgumų nepakanka.

Pasidaryk pats saulės kolektorius namams: nuosekli gaminimo instrukcija

Paruošę visus būtinus elementus, galite pereiti prie konstrukcijos surinkimo, kurį sudaro šie veiksmai:

1. Aliuminio kampų rėmo su žemomis pusėmis ir aparatūra sukūrimas, kurio dydis priklauso nuo keitiklių skaičiaus ir jų ploto. Čia reikia atsižvelgti į mažiausiai 5 mm atstumą tarp FEP.
2. Uždėkite sandariklį ant vidinių lentjuosčių kraštų.
3. Ant rėmo uždėkite skaidrios medžiagos lapą, tvirtai laikydamiesi klijų linijos.
4. Po to, kai sandariklis visiškai išdžiūvo, rėmą ir skaidrų paviršių pritvirtinkite aparatine įranga.
5. Padėkite visas baterijos fotoelementus neigiama puse į viršų ant lygaus paviršiaus.
6. Per litavimo įrankis prie kiekvieno FEP prijungti vienodo ilgio laidininkai. Tai patogiausia padaryti, kai modulis yra ant stiklo.
7. Visi elementai yra nuosekliai sujungti vienas su kitu „gyvatės“ pavidalu.
8. Atokiausi kontaktai turi būti lituojami prie magistralės (sidabro pločio laidininkas).
9. Norint, kad tamsoje nesumažėtų apšvietimo kokybė, būtina sukurti „vidurio taškus“ naudojant šunto diodus, kurie sumontuoti ant teigiamo gnybto. Tam tinka „Schottky“ diodai.
10. Ant skaidrio paviršiaus uždėkite fotoelementus su laidininkais.
11. Sutepkite visus FEP, išvesdami ir sujungdami laidus silikoniniais klijais.
12. Uždarykite konstrukciją galiniu skydeliu.
13. Prijunkite saulės kolektorių prie akumuliatoriaus, saulės įkrovos valdiklio ir keitiklio.

Naudingas patarimas! Norint išvengti trumpojo jungimo tarp apkrovos ir atskirų akumuliatoriaus elementų, reikia sumontuoti saugiklius.

Beveik kiekvienas namo savininkas nori gauti nemokamą elektrą. Saulės baterijų montavimas yra perspektyviausias pasirinkimas. Naudodami šį įrenginį galite sukurti pagrindinį (be centralizuoto maitinimo šaltinio) ir papildomą elektros energijos šaltinį. Sistema yra ekologiška ir patikima naudoti. Pagrindinis trūkumas yra brangi įranga. Tačiau jo kaina atsipirks per 3-5 metus.