Panele słoneczne robią to samodzielnie. Urządzenie to panel słoneczny. Jak zrobić baterię słoneczną do domu lub ogrodu

Komfort życia w domach i mieszkaniach nowoczesnej osoby na przestrzeni lat wymaga coraz większej ilości energii elektrycznej. Jednak w nowoczesnych warunkach koszty każdej jednostki elektryczności stale rosną, co w konsekwencji wpływa na koszty. Dlatego kwestia przejścia na alternatywne źródła energii elektrycznej jest najbardziej paląca. Jednym ze sposobów zapewnienia niezależności w wytwarzaniu energii elektrycznej jest możliwość korzystania z paneli słonecznych w domu do tych celów.

Skuteczna alternatywa czy powszechne nieporozumienie?

Dyskusja na temat autonomicznego zasilania urządzeń gospodarstwa domowego i oświetlenia w domach korzystających z energii słonecznej trwa już od połowy ubiegłego wieku. Rozwój technologii i ogólny postęp umożliwiły przybliżenie tej technologii do przeciętnego konsumenta. Stwierdzenie, że używanie paneli słonecznych w domu byłoby dość skutecznym sposobem zastąpienia tradycyjnych sieci energetycznych, można by uznać za niepodważalne, gdyby nie kilka znaczących "ale".

Głównym wymogiem dla efektywności wykorzystania akumulatorów helowych jest ilość energii słonecznej. Urządzenie baterii słonecznej pozwala nam efektywnie wykorzystać energię naszej oprawy tylko w regionach, w których jest słonecznie przez większą część roku. Należy również wziąć pod uwagę szerokość geograficzną, na której zamontowane są panele słoneczne - im większa szerokość geograficzna, tym mniej energii ma słońce. Idealnie, wydajność można osiągnąć na poziomie około 40%. Ale to jest idealne, ale w praktyce wszystko jest trochę inne.

Kolejny punkt, na który należy zwrócić uwagę - potrzeba użycia wystarczająco dużych powierzchni, pozwalając na zamontowanie samodzielnych paneli słonecznych. Jeśli akumulatory mają zostać umieszczone w letnim domku, wiejskim domu, domku letniskowym, to nie będzie problemów, ale życie w budynkach mieszkalnych będzie musiało myśleć o tym poważnie.

Bateria słoneczna - co to jest?

Urządzenie baterii słonecznej opiera się na zdolności ogniw słonecznych do zamiany energii słonecznej na energię elektryczną. Zjednoczeni we wspólny system, przetworniki te tworzą pole wielokomórkowe, z którego każda komórka, pod wpływem energii słonecznej, staje się źródłem prądu elektrycznego, który następnie gromadzony jest w specjalnych urządzeniach - bateriach. Oczywiście moc takiego urządzenia jest tym większa, im większe pole. Oznacza to, że im więcej fotokomórek, tym więcej energii elektrycznej jest w stanie wyprodukować.

Nie oznacza to jednak, że tylko olbrzymie obszary, w których możliwa jest instalacja paneli słonecznych, mogą zapewnić niezbędną energię elektryczną. Istnieje wiele gadżetów, które mają zdolność pracy nie tylko ze zwykłymi autonomicznymi źródłami zasilania - bateriami, akumulatorami - ale także z wykorzystaniem energii słonecznej. W projektowaniu takich urządzeń montuje się przenośne panele słoneczne, które umożliwiają zarówno ładowanie urządzenia, jak i pracę autonomiczną. Na przykład zwykły kalkulator kieszonkowy: w słoneczną pogodę, kładąc go na stole, można zapewnić ładowanie akumulatora, które przedłuża jego żywotność na wiele lat. Istnieje masa różnych urządzeń, w których stosowane są takie baterie: są to latarki, latarki itp.

Na obszarach podmiejskich i podmiejskich modne ostatnio stało się używanie latarek zasilanych energią słoneczną do oświetlenia. Ekonomiczne i nieskomplikowane urządzenie zapewnia oświetlenie wzdłuż ścieżek ogrodowych, na tarasach i we wszystkich niezbędnych miejscach, wykorzystując energię elektryczną nagromadzoną w ciągu dnia, gdy świeci słońce. Ekonomiczne lampy oświetleniowe są w stanie zużywać tę energię przez długi czas, co zapewnia duże zainteresowanie takimi urządzeniami. Oświetlenie słoneczne stosowane jest w domach, domkach i pomieszczeniach gospodarczych.

Rodzaje autonomicznych paneli słonecznych

Istnieją dwa rodzaje konwerterów energii słonecznej, spowodowane przez sam akumulator - film i krzem. Pierwszy typ obejmuje cienkowarstwowe baterie, w których konwertery są folią wykonaną specjalną technologią. Nazywane są również polimerami. Takie baterie są instalowane w każdym dostępnym miejscu, ale mają kilka wad: potrzebują dużo miejsca, niskiej wydajności, a nawet przy przeciętnym zachmurzeniu, ich wydajność energetyczna spada o 20 procent.

Ogniwa słoneczne typu krzemowego są urządzeniami monokrystalicznymi i polikrystalicznymi, jak również bezpostaciowymi panelami krzemowymi. Baterie monokrystaliczne składają się z zestawu ogniw, w których zintegrowane są konwertery krzemowe, połączone z ogólnym schematem i wypełnione silikonem. Łatwy w obsłudze, o wysokiej (do 22%) wydajności, wodoodporny, lekki i elastyczny, ale wymaga bezpośredniego strumienia słonecznego dla wydajnej pracy. Pochmurna pogoda może spowodować całkowite zaprzestanie wytwarzania energii.

Baterie polikrystaliczne z monokryształów różnią się liczbą przetworników umieszczonych w każdej komórce i instalowanych w różnych kierunkach, co zapewnia ich sprawne działanie nawet w rozproszonym świetle. Jest to najczęstszy rodzaj baterii, która jest używana w środowisku miejskim, chociaż ich wydajność jest nieco niższa niż w przypadku monokryształów.

Amorficzne źródła krzemu, pomimo niskiej efektywności energetycznej - około 6%, są jednak uważane za bardziej obiecujące. Pochłaniają strumień słoneczny dwadzieścia razy więcej niż krzem i są znacznie bardziej skuteczne w pochmurne dni.

Wszystko to są urządzenia przemysłowe, które mają swoją własną, a obecnie mało demokratyczną cenę. Czy możliwe jest zbieranie paneli słonecznych własnymi rękami?

Ogólna zasada doboru i układu części do paneli słonecznych

W związku z najnowszymi wymogami w zakresie produkcji energii elektrycznej, które mają na celu zastąpienie tradycyjnych surowców wykorzystywanych w jej produkcji, temat źródeł energii słonecznej staje się coraz bardziej praktyczny. Masowa produkcja elementów do budowy własnej sieci elektrycznej oferuje konsumentowi różne opcje zapewnienia autonomicznej energii elektrycznej. Ale obecnie koszt autonomicznego źródła energii słonecznej jest wystarczająco wysoki i niedostępny dla masowego odbiorcy.

Ale to nie znaczy, że nie możesz zrobić paneli słonecznych własnymi rękami. W takim przypadku wystarczy zdecydować o sposobie montażu takiego urządzenia. Lub, nabywając poszczególne elementy, montując je niezależnie lub wykonując wszystkie części składowe własnymi rękami.

Co w rzeczywistości składa się z systemu energetycznego opartego na konwersji energii słonecznej na prąd elektryczny? Głównym, ale nie ostatnim z jego elementów, jest bateria słoneczna, której konstrukcja została rozważona powyżej. Drugim elementem na schemacie jest sterownik baterii słonecznej, którego zadaniem jest kontrolowanie ładowania akumulatorów prądem elektrycznym uzyskanym w bateriach słonecznych. Kolejną częścią domowej elektrowni słonecznej jest bateria elektryczna, w której gromadzi się energia elektryczna. Ostatnim elementem "słonecznego" obwodu elektrycznego będzie falownik, który pozwoli na otrzymanie prądu o małym napięciu dla urządzeń gospodarstwa domowego o mocy 220 V.

Biorąc pod uwagę każdy element domowej elektrowni słonecznej osobno, można zauważyć, że każdy element można kupić w sieci detalicznej, na aukcjach elektronicznych itp. Lub zmontować ręcznie. Nawet kontroler panelu słonecznego może być wykonany ręcznie z pewnymi umiejętnościami i wiedzą teoretyczną.

Teraz dla zadań, które stawia się przed własną elektrownią. Są proste i złożone w tym samym czasie. Ich prostota polega na tym, że energia słoneczna jest wykorzystywana do określonych celów: oświetlenie, ogrzewanie lub pełne zaspokojenie potrzeb domu. Trudność - w prawidłowym obliczeniu wymaganej mocy i odpowiedni dobór części składowych.

Jak zbudować panel słoneczny

Teraz możesz znaleźć wiele sugestii na temat tego, jak iz tego, co możesz zebrać panele słoneczne. Istnieje wiele sposobów i możesz wybrać według swoich preferencji. W niniejszym materiale omówiono podstawowe zasady, z których należy korzystać przy wytwarzaniu baterii słonecznych własnymi rękami.

Przede wszystkim musisz zdecydować o mocy, jaką potrzebujesz, i zdecydować, ile napięcia będzie działało w sieci. Istnieją dwie opcje dla sieci na energię słoneczną - z prądem stałym i naprzemiennym. Prąd przemienny bardziej korzystnie ze względu na możliwość rozstawienia odbiorników energii elektrycznej na znacznej odległości - ponad 15 metrów. To tylko dla małego domu. Nie zagłębiając się w obliczenia i rozpoczynając od doświadczeń tych, którzy już używają energii słonecznej w swoich daczach, można śmiało powiedzieć, że na szerokościach geograficznych Moskwy - i schodząc na południe, wskaźniki te będą oczywiście wyższe - jeden metr kwadratowy paneli słonecznych może wytwarzają do 120 watów na godzinę. Dzieje się tak, jeśli zespół używa elementów polikrystalicznych. Są bardziej atrakcyjne w cenie. A całkowita moc jest dość realistyczna do określenia, zsumowując całkowity pobór mocy każdego urządzenia elektrycznego. W przybliżeniu możemy powiedzieć, że dla rodziny 3-4 osób, zajmuje około 300 kilowatów na miesiąc, które można uzyskać z paneli słonecznych o powierzchni 20 metrów kwadratowych. metrów

Można również znaleźć opis sieci na energię słoneczną, korzystając z paneli 36 elementów. Każdy z paneli ma moc około 65 watów. Panel słoneczny dla daczy lub małego prywatnego domu może składać się z 15 takich paneli, które są w stanie wytworzyć do 5 kW na godzinę całkowitej mocy elektrycznej, o własnej mocy 1 kW.

DIY panele słoneczne

A teraz o tym, jak zrobić panel słoneczny. Pierwszą rzeczą do zakupu będzie zestaw płyt konwersyjnych, których liczba zależy od mocy domowej elektrowni słonecznej. Na jedną baterię potrzeba 36 sztuk. Możesz użyć zestawu ogniw słonecznych, a także kupić uszkodzone przedmioty lub z wadami - wpłynie to tylko na wygląd baterii. Jeśli pracują, wtedy moc wyjściowa będzie prawie 19 woltów. Muszą być przylutowane ze względu na rozszerzenie - pozostawiając między nimi szczelinę do pięciu milimetrów. Wykonanie panelu słonecznego własnymi rękami wymaga najwyższej staranności przy lutowaniu fotoplate. Jeżeli płyty zostały zakupione bez przewodów, należy je przylutować ręcznie. Proces jest złożony i odpowiedzialny. Jeśli prace wykonywane są przy pomocy lutownicy 60 W, najlepiej podłączyć do niej zwykłą 100-watową żarówkę.

Układ ogniw słonecznych jest bardzo prosty - każda płytka jest lutowana do drugiej w szeregu. Warto zauważyć, że płytki są bardzo kruche, a ich lutowanie korzystnie wykonuje się przy użyciu pewnego rodzaju ramy. Oddzielając fotopłyty należy pamiętać, że diody bezpieczeństwa powinny być włożone w obwód, aby zapobiec rozładowaniu się fotoelektrycznych ogniw podczas ściemniania lub ściemniania. W tym celu połówki magistrali panelu są wyprowadzane do bloku zacisków, tworząc punkt środkowy. Diody te zapobiegają również rozładowaniu baterii w nocy.

Jakość lutowania jest podstawowym warunkiem bezbłędnego działania ogniw słonecznych. Przed instalacją podłoża należy przetestować wszystkie punkty lutowania. Zaleca się usuwanie prądu za pomocą przewodów o małym przekroju. Na przykład kabel głośnikowy z izolacją silikonową. Wszystkie przewody muszą być uszczelnione.

Następnie należy określić powierzchnię, na której zostaną zamontowane te płyty. Raczej z materiałem do jego produkcji. Najbardziej odpowiednie i łatwo dostępne szkło to takie, które ma maksymalną przepustowość. strumień światła w porównaniu do pleksi lub węglanu.

Następnym krokiem jest stworzenie pudełka. Aby to zrobić, użyj aluminiowego narożnika lub drewnianej belki. Szkło umieszcza się na ramie na uszczelniaczu - wskazane jest dokładne wypełnienie wszystkich nierówności. Należy zauważyć, że szczeliwo musi całkowicie wyschnąć - w celu uniknięcia zanieczyszczenia fotopłytek. Następnie na szybie montuje się gotowy arkusz zgrzewanych fotokomórek. Sposób mocowania może być inny, ale panele słoneczne dla domu, których opinie są powszechne, zostały ustalone głównie za pomocą przezroczystej żywicy epoksydowej lub uszczelniacza. Jeśli żywicę epoksydową nakłada się równomiernie na całą powierzchnię szkła, po czym umieszcza się na niej przetworniki, wówczas szczeliwo mocuje się głównie na kropli w środku każdego elementu.

W przypadku zastosowanego podłoża zastosowano inny materiał, który również montuje się na szczeliwie. Może to być płyta wiórowa o małej grubości lub arkusz płyty pilśniowej. Chociaż możesz ponownie zalać i epoksydować. Pojemnik na baterie musi być uszczelniony. Panel słoneczny "zrób to sam", którego schemat montażu został omówiony powyżej, da 18-19 woltów, zapewniając ładowanie 12-woltowej baterii.

Czy mogę wykonać kalkulator energii słonecznej własnymi rękami?

Rzemieślnicy posiadający rozległą wiedzę na temat elektroniki mogą sprawić, że ogniwa fotowoltaiczne przekształcą energię słoneczną w energię elektryczną i niezależnie. Aby to zrobić, użyj diod krzemowych, a raczej ich kryształów, uwalnianych z budynków. Proces ten jest czasochłonny, a aby go uruchomić lub nie, każdy decyduje sam. Możesz wziąć diody używane w obwodach mostu prostowników i stabilizatorów napięcia - D226, KD202, D7 i innych. diody półprzewodnikowe kryształ, gdy uderzy go światło słoneczne obecne źródło tak jak płyta fotograficzna. Ale dotarcie do niego i niezniszczenie go jest dość skomplikowanym i żmudnym procesem.

Każdy, kto zdecyduje się samodzielnie stworzyć elementy dla konwertera powinien pamiętać: jeśli udało się dokładnie rozebrać i przylutować akumulator składający się tylko z dwudziestu diod KD202 zgodnie z obwodem 5 grup połączonych równolegle, można uzyskać napięcie około 2 V z prądem do 0, 8 Ampere. Ta moc wystarcza tylko do zasilania małego odbiornika radiowego, który ma tylko jeden lub dwa tranzystory w swoim obwodzie. Ale aby zrobić z nich pełnowartościową baterię słoneczną do daczy, trzeba bardzo się postarać. Ogromna praca, duże powierzchnie, uciążliwa konstrukcja sprawiają, że zawód ten jest mało obiecujący. Ale w przypadku małych urządzeń i gadżetów jest to odpowiedni projekt, który może być wykonany przez każdego, kto lubi robić elektrotechnikę.

Czy mogę używać diod LED do paneli słonecznych?

Panel słoneczny LED to czysta fikcja. Niemal niemożliwe jest zamontowanie nawet małej mikropaneli słonecznej z diod LED. Raczej możesz tworzyć, ale czy warto? Przy pomocy światła słonecznego jest całkiem możliwe, aby uzyskać około 1,5 woltów napięcia na diodzie LED, ale moc generowanego prądu jest bardzo mała, a do wygenerowania potrzebne jest tylko bardzo silne słońce. A jednak - kiedy napięcie jest do niego przyłożone, sama dioda emituje energię promieniowania, czyli świeci. Tak więc ci z jego kolegów, na których światło słoneczne ma więcej mocy, wytworzą elektryczność, którą sama LED zużyje. Wszystko jest poprawne i proste. Zrozumienie w tym samym czasie, jakie diody LED produkują i które zużywają energię, jest po prostu niemożliwe. Nawet jeśli użyjesz dziesiątek tysięcy diod LED - a to jest niepraktyczne i nieekonomiczne - nie będzie sensu.

Ogrzewamy dom energią słoneczną

Jeśli rzeczywiście wspomniano już o realnej możliwości dostarczania urządzeń domowych z "prądem słonecznym", istnieją dwie możliwości ogrzewania domu za pomocą energii słonecznej. Aby używać paneli słonecznych do ogrzewania domu, musisz znać niektóre wymagania, które są wymagane do tego zadania.

W pierwszym przykładzie wykonania wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania odbywa się za pośrednictwem innego systemu niż zwykła sieć elektryczna. Urządzenie do ogrzewania domu wykorzystującego energię słoneczną nazywa się układem słonecznym i składa się z kilku urządzeń. Głównym urządzeniem roboczym jest kolektor próżniowy, który zamienia światło słoneczne w ciepło. Składa się z zestawu szklanych rurek o małej średnicy, w których umieszcza się ciecz o bardzo niskim progu ogrzewania. Po podgrzaniu ten płyn dalej przekazuje ciepło do wody w zbiorniku o objętości co najmniej 300 litrów wody. Następnie ta podgrzana woda jest podawana do paneli grzewczych wykonanych z cienkich rur miedzianych, które z kolei wydzielają ciepło, ogrzewając powietrze w pomieszczeniu. Zamiast paneli można oczywiście używać tradycyjnych grzejników, ale ich wydajność jest znacznie niższa.

Oczywiście można również użyć paneli słonecznych do ogrzewania, ale w tym przypadku musisz zgodzić się, że podgrzewanie wody w kotle za pomocą elementów grzewczych będzie wymagało lwią część energii generowanej przez baterie. Proste obliczenia pokazują, że podgrzewanie kotła 100 litrami wody do 70-80 ⁰C zajmuje około 4 godzin. W tym czasie kocioł wodny z grzałkami o mocy 2 kW zużyje około 8 kW. Jeśli panele słoneczne w całkowitej mocy mogą wytworzyć do 5 kW na godzinę, wtedy nie będzie problemów z zaopatrzeniem w energię w domu. Ale jeśli panele słoneczne mają powierzchnię mniejszą niż 10 metrów kwadratowych. metrów, taka moc do pełnego zaopatrzenia w energię elektryczną nie zadziała.

Zastosowanie kolektora próżniowego do ogrzewania domu jest uzasadnione w przypadku, gdy jest to pełnoprawny dom mieszkalny. Schemat działania takiego heliosystemu zapewnia ciepło dla całego mieszkania w ciągu całego roku.

A jednak działa!

W końcu panele słoneczne, samodzielnie złożone przez entuzjastów, są całkiem realnymi źródłami zasilania. A jeśli używasz 12-woltowych baterii z prądem co najmniej 800 A / h w obwodzie, sprzęt do konwersji napięcia z niskiego na wysoki - inwertery, a także 24 V kontrolerów napięcia z prądem roboczym do 50 Amperów i prostym "nieprzerwanym zasilaniem" z prądem 150 Ampere, otrzymujesz bardzo przyzwoitą elektrownię zasilaną energią słoneczną, która jest w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne mieszkańców prywatnego domu. Oczywiście w określonych warunkach pogodowych.