Zelf zonnepanelen maken voor een woonhuis. DIY zonnepaneel voor thuis

De wens om het energievoorzieningssysteem van een woonhuis efficiënter, zuiniger en milieuvriendelijker te maken, dwingt ons op zoek te gaan naar nieuwe energiebronnen. Een manier om te moderniseren is het installeren van zonnepanelen die zonne-energie kunnen omzetten in elektriciteit. Er is een geweldig alternatief voor dure apparatuur - een doe-het-zelf-zonnebatterij die elke maand geld bespaart op het gezinsbudget. We zullen het vandaag hebben over hoe je zoiets kunt bouwen. We benoemen alle valkuilen en vertellen je hoe je ze kunt omzeilen.

Zie de video voor algemene informatie over de ontwerpkenmerken van zonnepanelen:

Ontwikkeling van een project voor zonne-energiesystemen

Ontwerp is noodzakelijk voor een meer succesvolle plaatsing van panelen op het dak van het huis. Hoe meer zonlicht het oppervlak van de batterijen raakt en hoe hoger hun intensiteit, hoe meer energie ze zullen produceren. Voor installatie heeft u de zuidkant van het dak nodig. Idealiter vallen de balken in een hoek van 90 graden, dus u moet bepalen in welke specifieke positie de werking van de modules meer voordeel oplevert.

Feit is dat een zelfgemaakte zonnebatterij, in tegenstelling tot de fabrieksbatterij, geen speciale bewegingssensoren en concentrators heeft. Om de hellingshoek te wijzigen, is het mogelijk om een ​​mechanisme op handmatige bediening te maken. Hiermee kunt u modules bijna verticaal in winterperiode wanneer de zon laag aan de horizon staat, en laat ze zakken in de zomer wanneer de zonnewende op zijn hoogtepunt is. De verticale winteropstelling heeft ook een beschermende functie: het voorkomt de ophoping van sneeuw en ijs op de panelen, wat de levensduur van de modules verlengt.

De energie-efficiëntie van een modulair ontwerp kan worden verhoogd door het creëren van eenvoudigste mechanisme: bediening, waarmee u de hoek van de batterij kunt wijzigen, afhankelijk van het seizoen en zelfs het tijdstip van de dag

Heeft mogelijk versterking nodig voordat batterijen worden geplaatst dakconstructie, aangezien een set van meerdere panelen een vrij grote massa heeft. Het is noodzakelijk om de belasting op het dak te berekenen, rekening houdend met de ernst van niet alleen zonnepanelen, maar ook de sneeuwlaag. Het gewicht van het systeem hangt grotendeels af van de materialen die bij de fabricage zijn gebruikt.

Het aantal panelen en hun grootte worden berekend op basis van het benodigde vermogen. Zo produceert 1 m² module ongeveer 120 W, wat zelfs voor volwaardige woonverlichting niet genoeg is. Ongeveer 1 kW energie met 10 m² panelen zal de werking mogelijk maken verlichtingsarmaturen, televisie en computer. Respectievelijk, zonne-ontwerp met een oppervlakte van 20m² zal voldoen aan de behoeften van een gezin van 3 personen. Ongeveer deze afmetingen moeten worden berekend als een privéwoning bedoeld is voor permanente bewoning.

productie zonne-accu eindigt niet noodzakelijk bij de eerste montage, in de toekomst is het mogelijk om de elementen te vergroten, waardoor de efficiëntie van de apparatuur wordt verhoogd

Varianten van modules voor zelfmontage

Het belangrijkste doel van een zonnepaneel is om zonne-energie op te wekken en om te zetten in elektriciteit. De resulterende elektrische stroom is een stroom van vrije elektronen die vrijkomen door lichtgolven. Voor zelf montage mono- en polykristallijne converters zijn de beste optie, omdat analogen van een ander type - amorf - gedurende de eerste twee jaar hun vermogen met 20-40% verminderen.

Standaard eenkristalelementen zijn 3 x 6 inch groot en zijn nogal kwetsbaar, dus ze moeten met uiterste zorg en precisie worden gehanteerd.

Verschillende soorten siliciumwafels hebben hun voor- en nadelen. Polykristallijne modules hebben bijvoorbeeld een vrij lage efficiëntie - tot 9%, terwijl de efficiëntie van monokristallijne wafels 13% bereikt. De eerste behouden hun kracht, zelfs bij bewolkt weer, maar gaan gemiddeld 10 jaar mee, de kracht van de laatste daalt sterk op bewolkte dagen, maar ze functioneren 25 jaar perfect.

Een zelfgemaakt apparaat moet functioneel en betrouwbaar zijn, dus het is beter om een ​​deel van de onderdelen kant-en-klaar aan te schaffen. Voordat je een zonnepaneel op maat maakt, kijk je eerst op eBay, waar je een enorm aanbod aan modules kunt vinden met weinig afval. Lichtbreuk heeft geen invloed op de kwaliteit van het werk, maar het verlaagt de kosten van de panelen aanzienlijk. Stel dat een monokristallijne zonnecelmodule, die zich op een glasvezelplaat bevindt, iets meer dan $ 15 kost, en een polykristallijne set van 72 stuks kost ongeveer $ 90.

Het beste kant-en-klare versie zonnecel - een paneel met geleiders waarvoor alleen een seriële verbinding nodig is. Modules zonder geleiders zijn goedkoper, maar verhogen de montagetijd van de batterij meerdere keren

Instructies voor het maken van een zonnebatterij

Er zijn veel mogelijkheden om zonnepanelen zelf te monteren. Technologie is afhankelijk van de hoeveelheid: zonnepanelen, vooraf gekocht, en aanvullende materialen die nodig zijn om de zaak te maken. Het is belangrijk om te onthouden: hoe groter het totale oppervlak van de panelen, hoe krachtiger de apparatuur, maar tegelijkertijd neemt ook het gewicht van de constructie toe. In één batterij wordt aanbevolen om dezelfde modules te gebruiken, omdat de huidige equivalentie gelijk is aan de indicatoren van de kleinste van de cellen.

Montage van het modulaire frame

Het ontwerp van de modules, evenals hun afmetingen, kan willekeurig zijn, dus in plaats van getallen, moet u zich concentreren op de foto en een individuele optie kiezen die geschikt is voor specifieke berekeningen.

De goedkoopste zonnecellen zijn panelen zonder geleiders. Om ze klaar te maken voor batterijmontage, moet u eerst de geleiders solderen, wat een lang en nauwgezet proces is.

Om een ​​behuizing te maken waarin zonnecellen worden bevestigd, is het noodzakelijk om het volgende materiaal en gereedschap voor te bereiden:

• platen multiplex van de geselecteerde maat;
• lage latten voor zijkanten;
• lijm universeel of voor hout;
• hoeken en schroeven voor bevestigingsmiddelen;
• oefening;
• vezelplaat;
• stukjes plexiglas;
• kleurstof.

We nemen een stuk triplex, dat de rol van de basis zal spelen, en lijmen lage zijkanten langs de omtrek. De lamellen langs de randen van de plaat mogen de zonnecellen niet blokkeren, zorg er dus voor dat hun hoogte niet groter is dan ¾ inch. Voor de betrouwbaarheid schroeven we elke gelijmde rail bovendien vast met zelftappende schroeven en kunnen de hoeken worden bevestigd met metalen hoeken.

Een houten frame is de meest betaalbare optie voor het huisvesten van zonnecellen. Het kan worden vervangen door een aluminium hoekframe of een gekocht frame + glasset.

Voor ventilatie boren we gaten in het onderste deel van de behuizing en langs de zijkanten. Er mogen geen gaten in het deksel zitten, omdat hierdoor vocht dreigt binnen te dringen. De elementen worden bevestigd aan vezelplaatplaten, die kunnen worden vervangen door elk soortgelijk materiaal, de belangrijkste voorwaarde is dat het geen elektriciteit mag geleiden.

Over het gehele oppervlak van de ondergrond moeten kleine gaatjes voor ventilatie worden geboord, inclusief de zijkanten en de middenrail. Hiermee kunt u het vocht- en drukniveau in het frame regelen.

We hebben het deksel uit plexiglas gesneden en aangepast aan de grootte van de behuizing. Gewoon glas is te kwetsbaar om op een dak te plaatsen. Om de houten delen te beschermen, gebruiken we speciale impregnatie of verf, die moet worden gebruikt om het frame en de ondergrond van alle kanten te behandelen. Het is niet erg als de schaduw van de verf van het frame wordt gecombineerd met de kleur van de dakbedekking.

Schilderen heeft niet zozeer een esthetische als wel een beschermende functie. Elk deel moet worden bedekt met minimaal 2-3 verflagen, zodat het hout in de toekomst niet kromtrekt door vochtige lucht of oververhitting

Installatie van zonnecellen

We leggen alle zonnepanelen in even rijen op het substraat met de achterkant naar boven om de geleiders te solderen. Om te werken, heb je een soldeerbout en soldeer nodig. Soldeerplaatsen moeten eerst met een speciaal potlood worden bewerkt. Om te beginnen kun je op twee elementen oefenen door ze in serie te verbinden. In dezelfde volgorde, in een ketting, verbinden we alle elementen op het substraat, het resultaat zou een "slang" moeten zijn.

We installeren elk element strikt volgens de opmaak en zorgen ervoor dat de geleiders van aangrenzende elementen elkaar kruisen op de soldeerpunten

Nadat u alle elementen hebt aangesloten, draait u ze voorzichtig voorkant omhoog. Als er veel modules zijn, moet je assistenten uitnodigen, omdat het nogal moeilijk is om de gesoldeerde elementen te draaien zonder ze alleen te beschadigen. Maar daarvoor smeren we de modules in met lijm om ze stevig op het paneel te bevestigen. Het is beter om siliconenkit als lijm te gebruiken en deze moet strikt in het midden van het element worden aangebracht, op één punt en niet langs de randen. Dit is nodig om de platen te beschermen tegen breuk als er plotseling een lichte vervorming van de basis optreedt. Een plaat triplex kan door veranderingen in de vochtigheid doorzakken of opzwellen, en stabiel verlijmde stukken zullen eenvoudig barsten en falen.

Door de modules op de ondergrond te bevestigen, kunt u het paneel testen en de functionaliteit controleren. Vervolgens plaatsen we de basis in een kant-en-klaar frame en bevestigen deze langs de randen met schroeven. Om te voorkomen dat de batterij via de zonnebatterij ontlaadt, installeren we een blokkeerdiode op het paneel en fixeren we deze met een kit.

Om kettingen te verbinden, kunt u gebruik maken van koperdraad of kabelvlecht, die elk element aan beide kanten bevestigen, en dan met dichtingsproduct worden bevestigd;

Proefonderzoek helpt bij het maken van voorlopige berekeningen. In dit geval bleken ze correct te zijn - in de zon zonder belasting produceert de batterij 18,88 V

Bovenstaande geïnstalleerde elementen afgedekt met een beschermend scherm van plexiglas. Voordat we het repareren, controleren we opnieuw de prestaties van de constructie. Je kunt trouwens modules testen tijdens het hele proces van installeren en solderen, in groepen van meerdere stuks. We zorgen ervoor dat de kit volledig uitdroogt, omdat de dampen het plexiglas kunnen bedekken met een ondoorzichtige film. We rusten de uitgangsdraad uit met een tweepolige connector zodat de controller in de toekomst kan worden gebruikt.

Eén paneel is gemonteerd en klaar voor gebruik. Alle apparatuur, inclusief items die online zijn gekocht, kost $ 105

Fotovoltaïsche systemen van een privéwoning

Elektrische energievoorzieningssystemen voor woningen die gebruikmaken van zonnecellen kunnen worden onderverdeeld in 3 typen:

• autonoom;
• hybride;
• batterijloos.

Als het huis is aangesloten op het centrale elektriciteitsnet, is een gemengd systeem de beste optie: overdag wordt stroom geleverd door zonnepanelen en 's nachts door batterijen. Het centrale netwerk is in dit geval een reserve. Wanneer het niet mogelijk is om verbinding te maken met de centrale stroomvoorziening, wordt deze vervangen door brandstofgeneratoren - benzine of diesel.

De regelaar is op dit moment nodig om kortsluiting te voorkomen maximale lading, batterij - voor energieopslag, omvormer - voor distributie en levering aan de consument

Bij het kiezen van de meest succesvolle optie moet u rekening houden met het tijdstip van de dag waarop het maximale energieverbruik optreedt. In particuliere woningen valt de piekperiode 's avonds als de zon al onder is, dus het zou logisch zijn om ofwel een aansluiting op het openbare net ofwel extra gebruik van generatoren te gebruiken, aangezien zonne-energie overdag wordt geleverd.

Fotovoltaïsche voedingssystemen maken gebruik van netwerken met zowel gelijk- als wisselstroom, waarbij de tweede optie geschikt is om apparaten op een afstand van meer dan 15 m te plaatsen

Voor zomerbewoners, wier werktijden vaak samenvallen met daglicht, is een zonne-energiebesparend systeem geschikt, dat begint te werken bij zonsopgang en 's avonds eindigt.

Inhoud:

Veiligheid comfortabele omstandigheden woonplaats in moderne appartementen en particuliere woningen kunnen niet zonder elektrische energie, waarvan de behoefte voortdurend toeneemt. De prijzen voor deze energiebron stijgen echter ook met voldoende regelmaat. Dienovereenkomstig stijgen ook de totale kosten voor het onderhouden van huisvesting. Daarom wordt een doe-het-zelf-zonnebatterij voor een privéwoning, samen met andere alternatieve elektriciteitsbronnen, steeds relevanter. Deze methode maakt het mogelijk om het object niet-vluchtig te maken in het licht van constante prijsstijgingen en stroomuitval.

Efficiëntie van zonnepanelen

Het probleem van autonome stroomvoorziening van apparaten en apparatuur in particuliere woningen wordt al lang overwogen. Een van de opties voor alternatieve voeding is zonne-energie geworden, wat in moderne omstandigheden vond brede toepassing in de praktijk. De enige factor: twijfelachtig en controverse, is het rendement van zonnepanelen, dat niet altijd aan de verwachtingen voldoet.

De werking van zonnepanelen is direct afhankelijk van de hoeveelheid zonne-energie. Zo zullen de batterijen het meest efficiënt zijn in regio's waar zonnige dagen heersen. zelfs in de ideaal het batterijrendement is slechts 40% en in reële omstandigheden is dit cijfer veel lager. Een andere voorwaarde voor normaal gebruik is de beschikbaarheid van significante gebieden voor de installatie van autonome zonnestelsels. als voor landhuis is dit geen serieus probleem, dan moeten appartementseigenaren veel extra technische problemen oplossen.

Apparaat en werkingsprincipe

Zonnecellen zijn gebaseerd op het vermogen van zonnecellen om zonne-energie om te zetten in elektrische energie. Alles bij elkaar zijn ze geassembleerd in de vorm van een meercellig veld, verenigd in een gemeenschappelijk systeem. De werking van zonne-energie verandert elke cel in een bron van elektrische stroom, die wordt opgevangen en opgeslagen in batterijen. De afmetingen van het totale gebied van een dergelijk veld hebben rechtstreeks invloed op de kracht van het hele apparaat. Dat wil zeggen, met een toename van het aantal fotocellen, neemt de hoeveelheid opgewekte elektriciteit dienovereenkomstig toe.

Dit betekent helemaal niet dat benodigde hoeveelheid Elektriciteit kan alleen over zeer grote oppervlakten worden opgewekt. Er zijn veel kleine huishoudelijke apparaten die zonne-energie gebruiken - rekenmachines, zaklampen en andere apparaten.

In het moderne landhuizen Verlichtingsarmaturen op zonne-energie worden steeds populairder. Deze eenvoudige en kosteneffectieve apparaten verlichten tuinpaden, terrassen en andere noodzakelijke plaatsen. 'S Nachts wordt de elektriciteit gebruikt die overdag is opgeslagen als de zon schijnt. Door het gebruik van zuinige lampen kunt u de verzamelde elektriciteit voor een lange tijd besteden. De oplossing van de belangrijkste problemen van de energievoorziening wordt uitgevoerd met behulp van andere, krachtigere systemen waarmee voldoende elektriciteit kan worden opgewekt.

De belangrijkste soorten zonnepanelen

Voordat u begint met het maken van uw eigen zonnepanelen, is het raadzaam om vertrouwd te raken met de belangrijkste typen om de meest geschikte optie voor uzelf te kiezen.

Alle omvormers voor zonne-energie zijn onderverdeeld in film en silicium, in overeenstemming met hun apparaat en ontwerpkenmerken. De eerste optie wordt vertegenwoordigd door dunne-filmbatterijen, waarbij de converters worden gemaakt in de vorm van een film die is gemaakt met behulp van een speciale technologie. Deze structuren worden ook wel polymeer genoemd. Ze kunnen op elke beschikbare locatie worden geïnstalleerd, maar ze nemen veel ruimte in beslag en hebben een lage coëfficiënt van nuttige actie. Zelfs gemiddelde bewolking kan de efficiëntie van filmapparaten in één keer met 20% verminderen.

Siliciumbatterijen worden weergegeven door drie typen:

• . Het ontwerp bestaat uit talrijke cellen met ingebouwde siliciumtransducers. Ze zijn samengevoegd en gevuld met siliconen. Gemakkelijk te gebruiken, lichtgewicht, flexibel, waterdicht. Maar om de effectieve werking van dergelijke batterijen te garanderen, is blootstelling aan direct zonlicht vereist. Ondanks het relatief hoge rendement - tot 22%, kan de elektriciteitsopwekking bij het begin van bewolking aanzienlijk afnemen of helemaal stoppen.
• . In vergelijking met monokristallijne hebben ze meer converters in de cellen geplaatst. Hun installatie is in verschillende richtingen gemaakt, wat de efficiëntie van het werk aanzienlijk verhoogt, zelfs bij weinig licht. Deze batterijen worden het meest gebruikt, vooral in stedelijke gebieden.
• amorf. Ze hebben een laag rendement - slechts 6%. Ze worden echter als zeer veelbelovend beschouwd, vanwege het vermogen om de lichtstroom vele malen meer te absorberen dan de eerste twee typen.

Alle overwogen typen zonnecellen worden in de fabriek vervaardigd, dus hun prijs is nog steeds erg hoog. In dit opzicht kunt u proberen zelf een zonnebatterij te maken met goedkope materialen.

De keuze van materialen en onderdelen voor de vervaardiging van een zonnebatterij

Omdat de hoge kosten van autonome zonne-energiebronnen ze ontoegankelijk maken voor wijdverbreid gebruik, kunnen thuiswerkers proberen de fabricage van zonnepanelen met hun eigen handen te organiseren uit geïmproviseerde materialen. Er moet aan worden herinnerd dat het bij de vervaardiging van de batterij onmogelijk is om alleen met geïmproviseerde materialen te werken. U zult zeker fabrieksonderdelen moeten kopen, ook al zijn het geen nieuwe.

De structuur van de omzetter van zonne-energie omvat verschillende basiselementen. Allereerst is dit de batterij van een bepaald type, die hierboven al is besproken. Vervolgens komt de batterijcontroller, die het laadniveau van de batterijen regelt door de ontvangen elektrische stroom. Het volgende element zijn batterijen die elektriciteit opslaan. Zonder falen, een transformerende gelijkstroom in een variabele. Alle huishoudelijke apparaten met een vermogen van 220 volt kunnen dus normaal werken.

Elk van deze elementen kan vrij worden gekocht op de elektronicamarkt. Als er bepaalde theoretische kennis en praktische vaardigheden zijn, kunnen de meeste ervan onafhankelijk worden verzameld door: typische schema's, inclusief zonnecontroller. Om het vermogen van de omvormer te berekenen, moet u weten voor welk doel deze zal worden gebruikt. Het kan alleen verlichting of verwarming zijn, evenals volledige voorziening in de behoeften van de faciliteit. In dit verband zullen materialen en componenten worden geselecteerd.

Wanneer u met uw eigen handen een zonnebatterij maakt, moet u niet alleen beslissen over het vermogen, maar ook over de bedrijfsspanning van het netwerk. Feit is dat netwerken op zonne-energie kunnen werken op gelijk- of wisselstroom. De laatste optie verdient meer de voorkeur, omdat hiermee elektriciteit over een afstand van meer dan 15 meter naar de verbruikers kan worden gedistribueerd. Bij gebruik van polykristallijne batterijen haalt u vanaf één vierkante meter gemiddeld zo’n 120 watt in één uur. Dat wil zeggen, om 300 kW per maand te verkrijgen, zijn zonnepanelen nodig met een totale oppervlakte van 20 m2. Dit is hoeveel een gewoon gezin van 3-4 personen uitgeeft.

Zonnepanelen worden gebruikt in particuliere huizen en zomerhuisjes, die elk 36 elementen bevatten. Het vermogen van één paneel is ongeveer 65W. In een klein privéhuis of landhuis zijn 15 panelen voldoende, die elektrisch vermogen tot 5 kW per uur kunnen genereren. Na het uitvoeren van voorlopige berekeningen, kunt u conversieplaten kopen. Het is acceptabel om beschadigde artikelen te kopen met kleine defecten die alleen van invloed zijn op uiterlijk batterijen. In werkende staat kan elk element ongeveer 19 V leveren.

Productie van zonnepanelen

Nadat alle materialen en onderdelen zijn voorbereid, kunt u beginnen met het monteren van de converters. Bij het solderen van de elementen is het noodzakelijk om binnen 5 mm een ​​uitzettingsvoeg tussen de elementen te voorzien. Solderen moet heel voorzichtig en voorzichtig zijn. Als de platen bijvoorbeeld niet bedraad zijn, moeten ze handmatig worden gesoldeerd. Om te werken heb je een soldeerbout van 60 watt nodig, waarop een conventionele gloeilamp van 100 watt in serie is geschakeld.

Alle platen zijn opeenvolgend aan elkaar gesoldeerd. De platen worden gekenmerkt door een verhoogde kwetsbaarheid, dus het wordt aanbevolen om ze met een frame te solderen. Tijdens het desolderen worden diodes samen met fotografische platen in het circuit gestoken, die de fotocellen beschermen tegen ontlading wanneer het lichtniveau afneemt of volledige duisternis invalt. Hiertoe worden de helften van het paneel gecombineerd in een gemeenschappelijke bus, die op zijn beurt wordt uitgevoerd naar het klemmenblok, waardoor het middelpunt wordt gecreëerd. Dezelfde diodes beschermen de accu's tegen ontladen 's nachts.

Een van de belangrijkste voorwaarden voor een efficiënte werking van batterijen is het hoogwaardig solderen van alle punten en knooppunten. Alvorens de ondergrond te installeren, moeten deze plaatsen worden getest. Om stroom uit te voeren, wordt aanbevolen om geleiders met een kleine doorsnede te gebruiken, bijvoorbeeld een luidsprekerkabel in siliconenisolatie. Alle draden zijn vastgezet met kit. Daarna wordt het materiaal geselecteerd voor het oppervlak waarop de platen worden bevestigd. De meest geschikte eigenschappen zijn glas, dat veel beter licht doorlaat dan carbonaat of plexiglas.

Bij het maken van een zonnebatterij van geïmproviseerde middelen, moet je voor de doos zorgen. Meestal wordt de doos gemaakt van een houten balk of een aluminium hoek, waarna er glas op de kit wordt geplaatst. Het afdichtmiddel moet alle oneffenheden opvullen en vervolgens volledig drogen. Hierdoor komt er geen stof binnen en worden fotografische platen tijdens het gebruik niet verontreinigd.

Vervolgens wordt op het glas een plaat met gesoldeerde fotocellen geplaatst. Het kan worden opgelost verschillende manieren echter het meest beste opties transparante epoxyhars of kit worden overwogen. Epoxyhars bedekt gelijkmatig het gehele oppervlak van het glas, waarna er transducers op worden geïnstalleerd. Bij gebruik van afdichtmiddel wordt de bevestiging uitgevoerd met punten in het midden van elk element. Aan het einde van de montage moet een verzegelde behuizing worden verkregen, waarin de zonnebatterij wordt geplaatst. Afgewerkt apparaat zal ongeveer 18-19 volt afgeven, wat voldoende is om de batterij op 12 volt op te laden.

Mogelijkheid tot huisverwarming

Nadat de zelfgemaakte zonnebatterij is gemonteerd, zal elke eigenaar hem zeker in actie willen testen. Het belangrijkste probleem is de verwarming van het huis, daarom worden allereerst de mogelijkheden van verwarming met zonne-energie gecontroleerd.

Voor verwarming worden zonnecollectoren gebruikt. Met behulp van een vacuümcollector wordt zonlicht omgezet in warmte. Dunne glazen buisjes zijn gevuld met een vloeistof die wordt verwarmd door de zon en warmte afgeeft aan het water dat in de opslagtank is geplaatst. In ons geval is deze methode niet geschikt, omdat: we zijn aan het praten uitsluitend over het omzetten van zonne-energie in elektrische energie.

Het hangt allemaal af van de kracht van het gebruikte apparaat. In ieder geval zal het grootste deel van de ontvangen energie worden besteed aan het verwarmen van het water in de ketel. Als 100 liter water wordt verwarmd tot 70-80 graden, duurt het ongeveer 4 uur. Het elektriciteitsverbruik van een waterkoker met verwarmingselementen van 2 kW zal 8 kW bedragen. Bij het opwekken van elektriciteit van 5 kW per uur zijn er geen problemen. Met een batterijoppervlak van minder dan 10 m2 wordt het verwarmen van een privéhuis met hun hulp echter onmogelijk.

Als grondstof wordt kwartszand gebruikt met een hoog massagehalte aan siliciumdioxide (SiO 2). Het ondergaat een meertrapszuivering om zuurstof te verwijderen. Gebeurt door smelten bij hoge temperatuur en synthese met toevoeging van chemicaliën.

Groeiende kristallen.

Gezuiverd silicium is slechts verspreide stukjes. Om de structuur te stroomlijnen, worden kristallen gekweekt met behulp van de Czochralski-methode. Het gaat als volgt: stukjes silicium worden in een kroes geplaatst, waar ze worden verwarmd en gesmolten. Een zaadje wordt in de smelt neergelaten - om zo te zeggen een monster van het toekomstige kristal. Atomen, gerangschikt in een duidelijke structuur, groeien laag voor laag op het zaad. Het groeiproces is lang, maar als resultaat wordt een groot, mooi en vooral homogeen kristal gevormd.

Behandeling.

Deze fase begint met het meten, kalibreren en verwerken van een enkel kristal om de gewenste vorm te geven. Het feit is dat wanneer de smeltkroes in dwarsdoorsnede wordt achtergelaten, deze een ronde vorm heeft, wat niet erg handig is voor verder werk. Daarom krijgt het een pseudo-vierkante vorm. Verder wordt het bewerkte monokristal met staaldraden in siliciumcarbide suspensie of met diamant geïmpregneerde draad gesneden tot platen met een dikte van 250-300 micron. Ze worden schoongemaakt, gecontroleerd op huwelijk en de hoeveelheid geproduceerde energie.

Creatie van een fotovoltaïsche cel.

Om silicium energie te laten opwekken, worden er boor (B) en fosfor (P) aan toegevoegd. Hierdoor ontvangt de fosforlaag vrije elektronen (n-type zijde), de boorzijde ontvangt de afwezigheid van elektronen, d.w.z. gaten (p-type zijde). Hierdoor ontstaat tussen fosfor en boor p-n splitsing. Wanneer het licht op de cel valt, van atoomrooster gaten en elektronen zullen worden uitgeschakeld, nadat ze op het grondgebied van het elektrische veld zijn verschenen, verspreiden ze zich in de richting van hun lading. Als je een externe geleider bevestigt, zullen ze proberen gaten op een ander deel van de plaat te compenseren, spanning en stroom verschijnen. Het is voor zijn ontwikkeling dat geleiders aan beide zijden van de plaat worden gesoldeerd.

Montage van modules.

De platen worden eerst tot kettingen verbonden en vervolgens tot blokken. Gewoonlijk heeft één plaat een vermogen van 2 W en een spanning van 0,6 V. Hoe meer cellen er zijn, hoe krachtiger de batterij zal zijn. Hun seriële verbinding geeft een bepaald spanningsniveau, parallel verhoogt de sterkte van de resulterende stroom. Om de vereiste elektrische parameters van de gehele module te bereiken, worden in serie en parallel geschakelde elementen gecombineerd. De cellen zijn dan bedekt beschermfolie, overgezet op glas en geplaatst in een rechthoekig frame, vast aansluitdoos. De voltooide module doorstaat de laatste test - de meting van stroom-spanningskarakteristieken. Alles kan gebruikt worden!

Alvorens te creëren, heeft de auteur veel gelezen over het gebruik van hernieuwbare alternatieve energie, en vooral werd hij aangetrokken door het gebruik van zonne-energie met behulp van zonnepanelen, omdat de methode de eenvoudigste is en de panelen geen speciaal onderhoud vereisen tijdens het gebruik. Het enige negatieve was dat de prijs van fabrieksmodellen van zonnepanelen erg hoog is. Daarom besloot de auteur ze zelf te maken.

Overweeg de belangrijkste fasen van het modelleren en maken van zonnepanelen.

De auteur bestelde de belangrijkste elementen voor het maken van zonnepanelen via eBay. De belangrijkste set elementen kwam uit op een bedrag van ongeveer $ 100, en de epoxyhars, die al bij het bedrijf in St. Petersburg was besteld, kwam uit op 1.300 roebel per kilogram. Het glas waarop alles was bevestigd, kwam uit op 350 roebel per stuk.

Het belangrijkste doel van de auteur was om thuis hoogwaardige zonnepanelen te maken die er normaal uit zullen zien en erg lang meegaan. Het is om deze reden dat de auteur niet heeft bespaard op optische epoxyhars en op de elementen zelf.

Zo zag een set van alle basiselementen voor het monteren van een zonnepaneel eruit. Compleet met de hoofdset waren ook banden en een potlood met flux, die nodig zijn bij het solderen van de elementen:

En hier is een foto van die heel speciale optische supertransparant epoxyhars:

Om de transparante epoxyhars te testen, evenals de snelheid van zijn uitharding, heeft de auteur het eerst op slechts één element aangebracht. Onderstaande afbeelding toont het resultaat van deze actie.

Hierdoor bleek de transparantie ideaal en was de prijs van epoxyhars volledig gerechtvaardigd.

Geïnspireerd door zo'n hoogwaardig resultaat, ging de auteur door met het samenvoegen van alle elementen tot een zonnepaneel.
Maar voordat de hoofdelementen werden gesoldeerd, werd besloten om een ​​basis te maken waarop deze elementen zouden worden bevestigd, zodat het tijdens het soldeerproces al mogelijk zou zijn om zich te concentreren op bepaalde afmetingen van het toekomstige paneel.

Van een hoek is een aluminium frame gemaakt. Vervolgens heeft de auteur een laag aangebracht siliconenkit en geplaatst glas. Het resultaat was een gesloten frame voor de fotocellen van het toekomstige zonnepaneel.

Terwijl het frame aan het drogen was, ging de auteur verder met het solderen van de elementen.

Er werd 250 gram epoxyhars bereid, die de auteur in een gelijkmatige laag over het gehele oppervlak op het glas aanbracht. Al in deze hars heb ik alle 36 elementen in de volgorde van rijen geïnstalleerd, waarna ik ze aan elkaar heb gesoldeerd.

In dit stadium deed zich het eerste probleem voor dat de auteur niet meteen opmerkte. De elementen zelf bleken niet helemaal vlak te zijn, maar licht gebogen naar de randen toe, dus om ze stevig met hars aan het glas te bevestigen, moesten ze voorzichtig met zware voorwerpen worden aangedrukt en wachten tot ze kleven, dit proces duurde een veel moeite, aangezien de elementen voor het zonnepaneel zelf erg kwetsbaar zijn. Om deze reden heeft de auteur besloten om de elementen direct in het frame te solderen, en niet van tevoren. Inderdaad, bij het overbrengen van een reeds gesoldeerde structuur van elementen op glas, neemt het risico van beschadiging van de gesoldeerde elementen vele malen toe. Bovendien biedt het bevestigen van de elementen aan het glas vóór het solderen een aantal voordelen met betrekking tot het esthetische uiterlijk van het paneel zelf. Dankzij deze aanpak waren er geen luchtbellen meer onder de elementen en zag de hele structuur er uiteindelijk monolithisch uit.

Hier is een foto van de reeds gemonteerde panelen:

Daarna ging hij verder met het testen van het zonnepaneel. Om dit te doen plaatste hij het met fotocellen in het zonlicht en mat hij de kortsluitstroom, waarvan de sterkte 3,6 A was. Het was dit cijfer dat werd vermeld in de kenmerken van de elementen, en daarom was het paneel correct gemonteerd en functioneert het volledig.

Hieronder een foto van de achterkant van het zonnepaneel. Zoals u kunt zien, zijn alle elementen beschermd tegen: natuurlijk fenomeen omgeving (regen, sneeuw, wind, vuil), wat een lange levensduur garandeert.

De panelen zijn zelfs bestand tegen dergelijke hagel:

De verslechtering van het milieu, stijgende energieprijzen, het verlangen naar autonomie en onafhankelijkheid van de grillen van staatslieden - het zijn slechts enkele factoren die ervoor zorgen dat de meest geharde inwoners hun dromerige blikken opzij draaien. alternatieve bronnen energie. Voor de meeste van onze landgenoten blijven gedachten over "groene" energie een vaststaand idee - ze beïnvloeden hoge prijzen op apparatuur en, als gevolg daarvan, de onrendabiliteit van de onderneming. Maar niemand verbiedt het immers om zelf een installatie te maken voor het verkrijgen van gratis energie! Vandaag zullen we het hebben over hoe we een zonnebatterij met onze eigen handen kunnen bouwen en de vooruitzichten voor gebruik in het dagelijks leven zullen overwegen.

Zonnebatterij: wat is het?

De mensheid staat in vuur en vlam met het idee van transformatie zonnestraling in elektrische energie sinds de jaren 1930. Het was toen dat wetenschappers van de Academie van Wetenschappen van de USSR de oprichting aankondigden van halfgeleider koper-thalliumkristallen, waarin, onder invloed van lichtstralen, een elektrische stroom begon te stromen. Tegenwoordig staat dit fenomeen bekend als het foto-elektrisch effect en wordt het veel gebruikt in zowel zonne-energiecentrales als in een verscheidenheid aan sensoren.

De eerste zonnepanelen zijn bekend sinds de jaren 50 van de vorige eeuw.

De stroomsterkte van één fotocel wordt gemeten in microampères, daarom worden ze, om een ​​significant elektrisch vermogen te verkrijgen, gecombineerd tot blokken. Veel van deze modules vormen de basis van een zonnebatterij (SB), waarmee verschillende elektronische apparaten. Als we het hebben over een voltooid apparaat dat kan worden geïnstalleerd onder open lucht, dan is het juister om te spreken van een zonnepaneel (SP) met een structuur die de montage van fotovoltaïsche modules beschermt tegen externe factoren.

Het moet gezegd worden dat de efficiëntie van de eerste elektrische zonnestelsels niet eens 10% bereikte - zowel de tekortkomingen van de halfgeleidertechnologie als de fatale verliezen in verband met de reflectie, verstrooiing of absorptie van de aangetaste lichtstroom. Decennia van hard werk van wetenschappers hebben hun vruchten afgeworpen, en vandaag bereikt de efficiëntie van de modernste zonnepanelen 26%. Wat betreft veelbelovende ontwikkelingen, hier is het zelfs nog hoger - tot 46%! Natuurlijk kan een oplettende lezer bezwaar maken dat andere stroomgeneratoren werken met een energie-efficiëntie van 95-98%. Toch mogen we niet vergeten dat we het hebben over volledig gratis energie, waarvan de waarde op een zonnige dag meer dan 100 watt per vierkante meter bedraagt. m aardoppervlak per seconde.

Moderne zonnepanelen wekken op industriële schaal elektriciteit op

De elektriciteit die wordt verkregen met behulp van zonnepanelen kan op dezelfde manier worden gebruikt als die welke wordt verkregen bij conventionele energiecentrales - voor het aandrijven van verschillende elektronische apparaten, verlichting, verwarming, enz. Het enige verschil is dat de output van de foto-elektronische module een constante, geen wisselstroom, is juist een voordeel. Het punt is dat elk zonnestelsel alleen overdag werkt, en zijn kracht hangt sterk af van de hoogte van de zon boven de horizon. Omdat de SB 's nachts niet kan werken, moet elektriciteit worden opgeslagen in batterijen, en dat zijn allemaal bronnen van gelijkstroom.

Apparaat en werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van een elektrische batterij is gebaseerd op dergelijke: fysieke verschijnselen zoals halfgeleiding en foto-elektrisch effect. In het hart van elke zonnecel bevinden zich halfgeleiders, waarvan de atomen geen elektronen hebben (p-type geleidbaarheid), of er een overmaat van hebben (n-type). Met andere woorden, er wordt een tweelaagse structuur gebruikt met een n-laag als kathode en een p-laag als anode. Omdat de houdkrachten van de "extra" elektroden in de n-laag verzwakt zijn (de atomen hebben niet genoeg energie voor hen), worden ze gemakkelijk van hun plaats geslagen wanneer ze worden gebombardeerd door lichtfotonen. Verder bewegen de elektronen in de vrije "gaten" van de p-laag en keren via de aangesloten elektrische belasting (of batterij) terug naar de kathode - dit is hoe de elektrische stroom vloeit, veroorzaakt door de stroom van zonnestraling.

De omzetting van zonne-energie in elektrische energie is mogelijk dankzij het foto-elektrisch effect, dat Einstein in zijn werken beschreef.

Zoals hierboven vermeld, is de energie van één fotocel extreem klein, dus worden ze gecombineerd tot modules. Door meerdere van dergelijke blokken in serie te schakelen, wordt de batterijspanning verhoogd en parallel wordt de stroom verhoogd. Door de elektrische parameters van één cel te kennen, is het dus mogelijk om een ​​batterij met het vereiste vermogen samen te stellen.

De elektriciteit die van de zonnebatterij wordt ontvangen, kan worden opgeslagen in batterijen en kan, na te zijn omgezet naar een spanning van 220 V, worden gebruikt om conventionele huishoudelijke apparaten van stroom te voorzien.

Ter bescherming tegen atmosferische actie worden halfgeleidermodules in een stijf frame geïnstalleerd en bedekt met glas met verhoogde lichttransmissie. Aangezien zonne-energie alleen overdag kan worden gebruikt, worden batterijen gebruikt voor de accumulatie ervan - u kunt hun lading naar behoefte gebruiken. Omvormers worden gebruikt om de spanning te verhogen en aan te passen aan de behoeften van huishoudelijke apparaten.

Video: hoe een zonnepaneel werkt

Classificatie van fotovoltaïsche modules

Tegenwoordig verloopt de productie van zonnepanelen op twee parallelle manieren. Enerzijds zijn er fotovoltaïsche modules op basis van silicium op de markt en anderzijds filmmodules gemaakt met zeldzame aardelementen, moderne polymeren en organische halfgeleiders.

Silicium zonnecellen die tegenwoordig populair zijn, zijn onderverdeeld in verschillende typen:

• monokristallijn;
• polykristallijn;
• amorf.

Voor gebruik in zelfgemaakte zonnepanelen kunt u het beste polykristallijne siliciummodules gebruiken. Hoewel de efficiëntie van deze laatste lager is dan die van eenkristalelementen, wordt hun prestatie niet zo sterk beïnvloed door oppervlakteverontreiniging, lage bewolking of de invalshoek van zonlicht.

Het is niet moeilijk om polykristallijne siliciummodules te onderscheiden van monokristallijne modules - de eerste hebben een aansteker blauwe tint met uitgesproken "ijzige" patronen op het oppervlak. Bovendien kan het type fotovoltaïsche platen worden bepaald door hun vorm - een enkel kristal heeft afgeronde randen, terwijl zijn naaste concurrent (polykristal) een uitgesproken rechthoek is.

Wat betreft amorfe siliciumbatterijen, deze zijn nog minder afhankelijk van: weersomstandigheden en door hun flexibiliteit zijn ze praktisch niet onderhevig aan het risico van beschadiging tijdens de montage. Hun gebruik voor eigen doeleinden is echter beperkt als een vrij lage vermogensdichtheid per 1 vierkante meter oppervlak, en vanwege de hoge kosten.

Silicium zonnecellen zijn de meest voorkomende klasse van elektrische fotoplaten, dus ze worden het meest gebruikt om zelfgemaakte apparaten te maken.

De opkomst van fotovoltaïsche filmmodules is zowel te wijten aan de noodzaak om de kosten van zonnepanelen te verlagen als aan de noodzaak om productievere en duurzamere systemen te krijgen. Tegenwoordig beheerst de industrie de productie van dunne zonnemodules op basis van:

• cadmiumtelluride met een efficiëntie tot 12% en een kostprijs van 1 W is 20-30% lager dan die van eenkristallen;
• koper en indiumselenide - efficiëntie 15-20%;
• polymeerverbindingen - dikte tot 100 nm, met efficiëntie - tot 6%.

Het is nog te vroeg om te praten over de mogelijkheid om met filmmodules zelf een elektrisch zonnestation te bouwen. Ondanks de betaalbare kosten zijn slechts enkele bedrijven betrokken bij de productie van telluride-cadmium-, polymeer- en koper-indiumfotocellen.

Zulke voordelen van filmfotocellen, zoals hoge efficiëntie en mechanische sterkte, stellen ons in staat om met het volste vertrouwen te zeggen dat ze de toekomst van zonne-energie zijn

Hoewel u batterijen die met filmtechnologie zijn gemaakt in de uitverkoop kunt vinden, worden ze voor het grootste deel gepresenteerd in de vorm Afgemaakte producten. We zijn ook geïnteresseerd in losse modules waaruit je een goedkoop zelfgemaakt zonnepaneel kunt bouwen - die zijn nog schaars op de markt.

Samenvatting van Zonne-efficiëntie elementen die door de industrie worden geproduceerd, worden in de tabel weergegeven.

Tabel: Rendement van moderne zonnepanelen

Waar kan ik fotocellen krijgen en kunnen ze worden vervangen door iets anders?

Monokristallijne of polykristallijne wafels kopen die geschikt zijn voor het samenstellen van een zonnepaneel is tegenwoordig geen probleem. Het probleem is dat het hele idee zelfgemaakte generator gratis elektriciteit impliceert een resultaat dat veel goedkoper zal zijn dan de fabriekstegenhanger. Koop je fotovoltaïsche modules ter plaatse, dan kun je niet veel besparen.

Op buitenlandse handelsvloeren worden zonnecellen gepresenteerd in een breed scala- je kunt zowel een enkel product kopen als een set van alles wat nodig is voor het monteren en aansluiten van een zonnebatterij

Voor een redelijke prijs zijn zonnecellen te vinden op buitenlandse marktplaatsen, zoals eBay of AliExpress.. Daar worden ze gepresenteerd in een breed assortiment en tegen zeer betaalbare prijzen. Voor ons project zijn bijvoorbeeld gangbare polykristallijne platen van 3x6 inch geschikt. Onder ideale omstandigheden kunnen ze een elektrische stroom opwekken met een spanning van 0,5 V en een vermogen tot 3 A, dat wil zeggen 1,5 W elektrisch vermogen.

Als je graag zoveel mogelijk wilt besparen of proberen eigen krachten, dan is het niet nodig om meteen goede, hele modules te kopen - je kunt rondkomen met ondermaatse modules. Allemaal op dezelfde eBay of AliExpress kun je sets platen vinden met kleine scheurtjes, afgebroken hoeken en andere defecten - de zogenaamde "B" -klasse producten. Op de specificaties: ah fotocellen, externe schade heeft geen invloed, wat niet gezegd kan worden over de prijs - defecte onderdelen kunnen 2-3 keer goedkoper worden gekocht dan die met een presentatie. Daarom is het rationeel om ze te gebruiken om de technologie op hun eerste zonnepaneel te testen.

Wanneer u foto-elektronische modules kiest, ziet u elementen verschillende types en maat. Denk niet dat hoe groter hun oppervlak, hoe hoger de spanning die ze produceren. Dit is niet waar. Elementen van hetzelfde type wekken dezelfde spanning op, ongeacht de grootte. Wat niet gezegd kan worden over de kracht van de stroom - hier is de grootte cruciaal.

Hoewel het mogelijk is om een ​​verouderde componentenbasis als fotocellen te gebruiken, hebben de geopende diodes en transistors een te lage spanning en stroomsterkte - duizenden van dergelijke apparaten zijn nodig

Ik wil je meteen waarschuwen dat het geen zin heeft om tussen verschillende geïmproviseerde elektronische apparaten naar een analoog te zoeken. Ja, je kunt een werkende foto-elektronische module krijgen van krachtige diodes of transistors van een oude radio of tv. En maak zelfs een batterij door meerdere van deze elementen in een ketting te verbinden. Het zal echter niet mogelijk zijn om iets krachtigers dan een rekenmachine of een LED-zaklamp van stroom te voorzien met zo'n "zonnepaneel" vanwege de te zwakke technische kenmerken van een enkele module.

Het principe van het berekenen van het batterijvermogen

Voor berekening: vereist vermogen zelfgemaakt elektrisch zonnestelsel, u moet het maandelijkse elektriciteitsverbruik weten. Het is het gemakkelijkst om deze parameter te bepalen - de hoeveelheid verbruikte elektriciteit in kilowattuur kan per meter worden bekeken of worden bepaald door te kijken naar de rekeningen die het energieverkoopbedrijf regelmatig verzendt. Dus als de kosten bijvoorbeeld 200 kWh zijn, dan moet de zonnebatterij ongeveer 7 kWh elektriciteit per dag opwekken.

Bij berekeningen moet er rekening mee worden gehouden dat zonnepanelen alleen overdag elektriciteit opwekken en dat hun prestaties zowel afhankelijk zijn van de hoek van de zon boven de horizon als van de weersomstandigheden. Gemiddeld wordt tot 70% van de totale hoeveelheid energie opgewekt van 9.00 tot 16.00 uur, en zelfs bij een lichte bewolking of waas daalt het vermogen van de panelen 2-3 keer. Als de lucht bedekt is met stevige wolken, kun je in het beste geval 5-7% van de maximale capaciteit van het zonnestelsel krijgen.

Volgens de energie-efficiëntiegrafiek van de zonnebatterij is te zien dat het grootste deel van de opgewekte energie valt op de tijd van 9 tot 16 uur.

Gezien al het bovenstaande kan worden berekend dat om onder ideale omstandigheden 7 kWh energie te produceren, je een array van panelen nodig hebt met een vermogen van minimaal 1 kW. Als we rekening houden met de productiviteitsdaling die gepaard gaat met een verandering in de invalshoek van stralen, weersfactoren, evenals verliezen in batterijen en energieomzetters, dan moet dit cijfer met ten minste 50-70 procent worden verhoogd. Houden we rekening met de bovenste indicator, dan is voor dit voorbeeld een zonnepaneel met een vermogen van 1,7 kW nodig.

Verdere berekening hangt af van welke fotocellen zullen worden gebruikt. Neem bijvoorbeeld de eerder genoemde 3˝×6˝ polykristallijne cellen (oppervlakte 0,0046 m²) met een spanning van 5 V en een stroomsterkte tot 3 A. Voor het verzamelen van een reeks fotovoltaïsche cellen met een uitgangsspanning van 12 V en een stroom van 1.700 W / 12 V = 141 A, moet u 24 elementen op een rij aansluiten (met een seriële verbinding kunt u de spanning optellen) en 141 A / 3 A = 47 van dergelijke rijen gebruiken (1.128 platen) . Het batterijgebied met de meest dichte plaatsing is 1128 x 0,0046 = 5,2 vierkante meter. m

Om zonne-energie te accumuleren en om te zetten in de gebruikelijke 220 volt, hebt u een reeks batterijen, een laadregelaar en een step-up-omvormer nodig

Om elektriciteit te accumuleren, worden batterijen met een spanning van 12 V, 24 V of 48 V gebruikt, en hun capaciteit zou voldoende moeten zijn om dezelfde 7 kWh energie op te vangen. Als we de gewone 12 volt loodaccu's nemen (verre van de meest) de beste optie), dan moet hun capaciteit minimaal 7.000 Wh / 12 V = 583 Ah zijn, dat wil zeggen drie grote accu's van elk 200 Ah. Houd er rekening mee dat de efficiëntie van batterijen niet meer dan 80% is, en ook dat wanneer de spanning door een omvormer wordt omgezet naar 220 V, er 15 tot 20% energie verloren gaat. Daarom moet u ten minste één meer van dezelfde batterij kopen om alle verliezen te compenseren.

Op de vraag naar de mogelijkheid om elektrische zonnepanelen te gebruiken voor verwarming

Zoals je misschien al hebt opgemerkt, wordt de uitdrukking "zonnebatterij" of "zonnepaneel" voortdurend genoemd in de context van een elektrisch apparaat. Dat gebeurde niet toevallig, aangezien andere zonnepanelen of batterijen - geocollectoren - vaak op dezelfde manier worden genoemd.

Meerdere zonnecollectoren kunnen een huis voorzien heet water en draagt ​​een deel van de stookkosten

De mogelijkheid om de energie van zonnestraling direct om te zetten in warmte kan de productiviteit van dergelijke installaties aanzienlijk verhogen. Zo hebben moderne geocollectoren met een selectieve coating van vacuümbuizen een efficiëntie van 70-80% en kunnen ze zowel in warmwatervoorzieningssystemen als voor ruimteverwarming worden gebruikt.

Het ontwerp van de zonnecollector met vacuümbuizen minimaliseert de warmteoverdracht naar de externe omgeving

Terugkomend op de vraag of een elektrisch zonnepaneel kan worden gebruikt voor stroomvoorziening verwarmingstoestellen Laten we eens kijken hoeveel warmte er nodig is, bijvoorbeeld voor een huis van 70 vierkante meter. meter. Gebaseerd op standaardaanbevelingen van 100 W warmte per vierkante meter. m van het oppervlak van de kamer, krijgen we de kosten van 7 kW energie per uur, of ongeveer 70 kWh per dag (verwarmingstoestellen zullen immers niet altijd worden ingeschakeld).

Dat wil zeggen, 10 zelfgemaakte batterijen met een totale oppervlakte van 52 m². Stel je een kolos voor van pakweg 4 m breed en meer dan 13 m lang, en een blok 12 volt accu's met een totale capaciteit van 7200 ampère-uur? Zo'n systeem zal niet eens in staat zijn zelfvoorzienend te worden voordat de levensduur van de batterij is uitgeput. Zoals u ziet, is het nog te vroeg om te spreken over de wenselijkheid van het gebruik van zonnepanelen voor verwarmingsdoeleinden.

Een plaats kiezen voor het installeren van een elektrisch zonnepaneel

Het is noodzakelijk om een ​​plaats te kiezen waar het zonnepaneel in de ontwerpfase zal worden geïnstalleerd. Dit kan een dakhelling op het zuiden zijn of een open ruimte op buitenwijk. Dit laatste verdient natuurlijk de voorkeur om verschillende redenen:

• het onderaan geïnstalleerde zonnepaneel is gemakkelijker te onderhouden;
• op de grond is het gemakkelijker om het roterende apparaat te monteren;
• extra belasting op het dak en de schade tijdens de installatie van het zonnestelsel is uitgesloten.

De installatieplaats van het elektrische paneel moet de hele dag open zijn voor zonlicht, dus er mogen geen bomen of gebouwen in de buurt zijn waarvan de schaduw op het oppervlak zou kunnen vallen.

Houd bij het kiezen van een plaats om een ​​zonnestelsel te installeren rekening met de mogelijkheid om zonnepanelen te beschaduwen door omringende objecten.

De tweede omstandigheid, die ons dwingt om naar een dergelijke locatie te zoeken voordat de zonnebatterij wordt gemonteerd, houdt verband met het bepalen van de afmetingen van het paneel. Door het apparaat met onze eigen handen in elkaar te zetten, kunnen we vrij flexibel zijn bij het kiezen van de afmetingen. Hierdoor krijgt u een installatie die perfect in het exterieur past.

Laten we beginnen met het maken van een zonnebatterij met onze eigen handen

Nadat u alle nodige berekeningen hebt gemaakt en een plaats hebt gekozen voor het installeren van een zonnebatterij, kunt u beginnen met de productie ervan.

Wat is er nodig op het werk?

Naast de aangekochte zonnecellen heeft u bij het bouwen van een elektrisch zonnepaneel de volgende materialen nodig:

• koperdraad;
• soldeer;
• speciale banden voor het aansluiten van de uitgangen van fotocellen;
• Schottky-diodes, ontworpen voor de maximale stroom van één cel;
• soldeer;
• houten latten of aluminium hoeken;
• multiplex of OSB;
• Vezelplaat of ander onbuigzaam diëlektrisch plaatmateriaal;
• plexiglas (u kunt polycarbonaat, ontspiegeld ultrahelder glas of IR-absorberend vensterglas met een dikte van minimaal 4 mm gebruiken);
• siliconenkit;
• zelftappende schroeven;
• antibacteriële impregnering voor hout;
• Olieverf.

Kies bij het kiezen van glas voor een zonnepaneel voor IR-absorberende kwaliteiten met maximale lichttransmissie en minimale lichtreflectie.

Om te werken, heb je deze eenvoudige tool nodig:

• soldeerbout;
• ijzerzaag of decoupeerzaag;
• een set schroevendraaiers of een schroevendraaier;
• verf kwasten.

Als er een extra beugel of draaisteun onder het zonnepaneel wordt gebouwd, moet de lijst met materialen en gereedschappen dienovereenkomstig worden aangevuld houten balk of metalen hoeken, stalen staaf, lasapparaat enz. Bij het installeren van de SB op de grond kan de site worden gebetonneerd of betegeld.

Instructies voor de voortgang van het werk

Beschouw als voorbeeld het proces van het bouwen van een elektrisch zonnestelsel van de 3x6-inch zonnecellen die hierboven zijn beschouwd met een spanning van 0,5 V en een stroomsterkte tot 3A. Om een ​​12 volt accu op te laden, is het noodzakelijk dat onze accu minimaal 18 V "afgeeft", dat wil zeggen dat er 36 platen nodig zijn. De montage dient in fasen te gebeuren, anders zijn fouten in het werk niet te vermijden. Er moet aan worden herinnerd dat eventuele wijzigingen, evenals overmatige manipulaties met fotocellen, deze kunnen beschadigen - deze apparaten worden gekenmerkt door verhoogde kwetsbaarheid.

Om een ​​volwaardige zonnebatterij te maken, heb je enkele tientallen fotocellen nodig.

Kast fabricage

De behuizing van de zonnebatterij is een platte doos, aan de ene kant gesloten met multiplex en aan de andere - Helder glas. Voor de vervaardiging van het frame kunt u zowel aluminium hoeken als houten latten gebruiken. De tweede optie is gemakkelijker om mee te werken, dus voor de vervaardiging van uw eerste paneel raden we aan deze te kiezen.

Wanneer u begint met het bouwen van een zonnepaneel, maak dan een kleine tekening - in de toekomst zal dit helpen om tijd te besparen en fouten met afmetingen te voorkomen

Van de rails met een doorsnede van 20x20 mm wordt een rechthoekig frame met buitenafmetingen van 118x58 cm samengesteld, versterkt met één dwarsbalk.

De behuizing van de zonnebatterij is een houten schild met zijkanten die niet meer dan 2 cm hoog zijn - in dit geval zullen ze de fotocellen niet bedekken

In de onderste uiteinden van het lichaam, evenals in de afstandsbalk, boren ze ventilatie apparaten. Ze zullen de interne holte communiceren met de atmosfeer, zodat het glas niet beslaat met binnen. Daarna wordt een rechthoek uit de plexiglasplaat gesneden, overeenkomend met de buitenafmetingen van het frame.

De gaten in de rails worden gebruikt voor ventilatie. innerlijke ruimte panelen

De achterkant van de doos is genaaid met multiplex of OSB. Het lichaam is behandeld met een antisepticum en geverfd met olieverf.

Beschermen houten doos door atmosferische invloeden is het beschilderd met olieverf

Afhankelijk van de grootte van de interne holtes van het lichaam, worden 2 substraten voor fotocellen uitgesneden. Het gebruik ervan tijdens de installatie van platen maakt het werk niet alleen gemakkelijker, maar vermindert ook het risico op schade aan kwetsbaar glas. Voor substraten kunt u elk dicht materiaal nemen - vezelplaat, textoliet, enz. Het belangrijkste is dat het geen elektrische stroom geleidt en goed bestand is tegen hitte.

Elk geschikt diëlektricum kan worden gebruikt als ondergrond voor fotocellen, bijvoorbeeld geperforeerde vezelplaat

Plaatmontage

De montage van de platen begint met het uitpakken. Vaak worden ze voor de veiligheid van fotocellen verzameld in een stapel en gevuld met paraffine. In dit geval worden de producten ondergedompeld in een bak met water en verwarmd in een waterbad. Nadat de paraffine is gesmolten, moeten de platen van elkaar worden gescheiden en goed worden gedroogd.

Het verwijderen van was uit het platenpakket kan het beste in een waterbad. De methode die in de figuur wordt getoond, is bewezen: op de beste manier- bij het koken beginnen de platen te trillen en raken ze elkaar

De fotocellen zijn zo op het substraat geplaatst dat hun leidingen in de goede richting zijn gericht. In ons geval zijn alle 36 platen in serie geschakeld - dit stelt ons in staat om de 18 V te "winnen" die we nodig hebben. Voor een gemakkelijke installatie moeten 6 platen worden gesoldeerd, waarbij 6 afzonderlijke kettingen worden verkregen.

Voor het solderen worden de fotocellen in kettingen van de vereiste lengte gelegd.

Als u het principe van het vormen van zonnepanelen kent, kunt u eenvoudig de vereiste spanning en stroomsterkte selecteren. Alles is heel eenvoudig: eerst wordt een groep in serie geschakelde platen samengesteld, die de gewenste spanning zullen geven. Daarna worden de afzonderlijke blokken parallel geschakeld - in dit geval wordt hun huidige sterkte samengevat. U kunt dus een paneel met elk vermogen krijgen.

Soldeer wordt aangebracht op de geleidende paden van de fotocellen en de onderdelen worden met elkaar verbonden door middel van een low-power soldeerbout.

Wees bij het kopen van goedkopere fotovoltaïsche cellen zonder kabels voorbereid op het moeizame werk van het solderen van geleiders

Nadat alle zes de groepen zijn verzameld, moet een druppel siliconenkit op het midden van elke plaat worden aangebracht. De fotocelstrengen worden vervolgens afgerold en zorgvuldig op het substraat gelijmd.

Gebruik siliconenkit of rubberlijm om de fotocellen op de ondergrond te fixeren.

Een Schottky-diode is gesoldeerd aan de positieve pool van elke ketting - het zal de batterij beschermen tegen ontladen door het paneel 's nachts of tijdens zware bewolking. Met behulp van een speciale bus of kopervlecht worden afzonderlijke blokken in een enkel circuit aangesloten.

In het elektrische aansluitschema zijn de elementen van het zonnepaneel omcirkeld met een stippellijn

Bij een seriële aansluiting moet de positieve klem worden aangesloten op het negatieve contact en bij een parallelle aansluiting op die met dezelfde naam.

Platen in de carrosserie installeren

De op de ondergrond gemonteerde fotocellen worden in de behuizing geplaatst en met zelftappende schroeven op het triplex bevestigd. Afzonderlijke delen van de zonnebatterij zijn met elkaar verbonden door een koperen geleider. Het kan door een van de ventilatiegaten in de dwarsbalk worden geleid - zodat er geen interferentie is bij het installeren van het glas.

Een meeraderige kabel is gesoldeerd aan de "plus" en "min", die door een gat in de onderkant van de behuizing naar buiten wordt gebracht - het is nodig om het paneel op de batterij aan te sluiten. Om schade aan de platen te voorkomen, is de kabel stevig aan het houten frame bevestigd.

Na het installeren van de platen worden alle scharnierende elementen bevestigd met hete lijm of kit.

Van bovenaf is de zonnebatterij bedekt met een plaat van plexiglas, die wordt bevestigd met hoeken of zelftappende schroeven. Om de fotocellen te beschermen tegen vocht, wordt tussen het frame en het glas een laag siliconenkit aangebracht. Hierop kan de montage als compleet worden beschouwd - u kunt de zonnebatterij naar het dak brengen en deze aansluiten op de verbruikers.

Na het leggen en bevestigen van de glasafdekking is het zonnepaneel klaar voor gebruik.

De efficiëntie van de zonnebatterij hangt af van de oriëntatie op de zon - het maximale vermogen wordt bereikt wanneer de zonnestralen in een rechte hoek vallen. Om de productiviteit van de installatie te verhogen, wordt deze op een zwenkframe geplaatst. Dit ontwerp is een houten of metalen frame gemonteerd op een draaibare horizontale as.

Voor maximale efficiëntie Het zonnepaneel moet direct op de zon gericht zijn. Deze taak kan het beste worden afgehandeld door automatische installaties die zonne-trackers worden genoemd.

Om het frame te draaien en vast te zetten, kan het worden gebruikt als mechanische aandrijving (bijvoorbeeld kettingaandrijving), en een borgstang met getrapte aanpassing. De meest geavanceerde roterende apparaten zijn uitgerust met een rotatie-eenheid in het verticale vlak en een automatisch volgsysteem voor de zon. Dergelijke apparatuur kan worden geassembleerd met behulp van stappenmotoren en een moderne microcontroller, zoals Arduino.

Thuis een zonne-tracker bouwen is een uiterst moeilijke taak, dus meestal slagen ambachtslieden erin eenvoudig kader met schuin of vast frame

Het aansluiten van een zonnebatterij op een autonoom voedingssysteem moet gebeuren met behulp van een laadregelaar. Dit apparaat zal niet alleen de stromen van elektrische energie correct verdelen, maar ook voorkomen dat de batterij diep wordt ontladen, waardoor de levensduur wordt verlengd. Alle aansluitingen, ook de aansluiting van een 220 volt omvormer, dienen te worden gemaakt met koperdraden met een doorsnede van minimaal 3-4 vierkante meter. mm - dit voorkomt ohmse energieverliezen.

De laadregelaar van de zonnebatterij zorgt ervoor dat hij met maximale stroomoutput kan werken en de batterijen beschermt tegen overmatige ontlading.

Ten slotte zou ik willen aanbevelen dat u de zonnebatterij niet alleen controleert met indicatoren en instrumentpijlen. Houd er rekening mee dat vuil glas de prestaties van de plant met 50% of meer kan verminderen. Vergeet niet uit te voeren regelmatige schoonmaak, en een doe-het-zelf-installatie betaalt u volledig gratis kilowatt en vooral milieuvriendelijke energie terug.

Video: doe-het-zelf zonnepanelen montage

Tegenwoordig zijn er geen belemmeringen om een ​​zonnepaneel met uw eigen handen te monteren. Er zijn geen problemen met de aankoop van fotocellen, noch met de aankoop van een controller of energieomvormer. We hopen dat dit artikel je startpunt is op weg naar een autonoom huis, en dat je eindelijk aan de slag gaat. We wachten op uw vragen, ideeën en suggesties met betrekking tot het ontwerp en de verbetering van zonnepanelen. Tot ziens!

Gerelateerde berichten:

Geen gerelateerde vermeldingen gevonden.