Baterie solară DIY din folie. Panoul solar DIY, fabricarea și asamblarea acestuia. Realizarea unui cadru de panou solar

Probabil că nu există nicio persoană care nu ar dori să devină mai independentă. Abilitatea de a-ți gestiona complet propriul timp, de a călători fără a cunoaște limitele și distanțele și de a nu te gândi la probleme de locuințe și financiare - aceasta este ceea ce îți oferă un sentiment de adevărată libertate. Astăzi vom vorbi despre cum, folosind radiația solară, vă puteți elibera de povara dependenței energetice. După cum ați ghicit, vom vorbi despre panouri solare. Și pentru a fi mai precis, despre dacă este posibil să construiți o centrală solară adevărată cu propriile mâini.

Istoria creației și perspectivele de utilizare

Omenirea a cultivat ideea de a converti energia solară în electricitate de mult timp. Primele care au apărut au fost instalațiile solare termice, în care aburul supraîncălzit de razele solare concentrate făcea rotire turbinele generatoare. Conversia directă a devenit posibilă abia la mijlocul secolului al XIX-lea, după ce francezul Alexandre Edmond Baccarelle a descoperit efectul fotoelectric. Încercările de a crea o celulă solară funcțională bazată pe acest fenomen au fost încununate cu succes abia o jumătate de secol mai târziu, în laboratorul remarcabilului om de știință rus Alexander Stoletov. A fost posibil să se descrie pe deplin mecanismul efectului fotoelectric chiar și mai târziu - omenirea îi datorează asta lui Albert Einstein. Apropo, pentru această lucrare a primit Premiul Nobel.

Baccarelle, Stoletov și Einstein sunt oamenii de știință care au pus bazele energiei solare moderne.

Crearea primei fotocelule solare bazată pe siliciu cristalin a fost anunțată lumii de către angajații Bell Laboratories încă din aprilie 1954. Această dată, de fapt, este punctul de plecare al tehnologiei, care va putea deveni în curând un înlocuitor cu drepturi depline pentru combustibilul cu hidrocarburi.

Deoarece curentul unei celule fotovoltaice este de miliamperi, pentru a genera energie electrică de o putere suficientă, acestea trebuie conectate în structuri modulare. Protejat de influență externă rețele de fotocelule solare sunt o baterie solară (datorită formei sale plate, dispozitivul este adesea numit panou solar).

Transformarea radiației solare în energie electrică are perspective enorme, deoarece pentru fiecare metru pătrat al suprafeței pământului există o medie de 4,2 kW/oră de energie pe zi, ceea ce economisește aproape un baril de petrol pe an. Folosită inițial doar pentru industria spațială, tehnologia a devenit atât de comună deja în anii 80 ai secolului trecut, încât fotocelulele au început să fie folosite în scopuri casnice - ca sursă de energie pentru calculatoare, camere, lămpi etc. În același timp, „ serioase” au fost create instalaţii electrice solare. Atașate de acoperișurile caselor, au făcut posibilă abandonarea completă a electricității prin cablu. Astăzi putem observa nașterea centralelor electrice, care sunt câmpuri de mai mulți kilometri de panouri de siliciu. Puterea pe care o generează poate alimenta orașe întregi, așa că putem spune cu încredere că viitorul este energia solară.

Centralele solare moderne sunt câmpuri de mai mulți kilometri de fotocelule capabile să furnizeze energie electrică la zeci de mii de case.

Baterie solară: cum funcționează

După ce Einstein a descris efectul fotoelectric, întreaga simplitate a unui astfel de fenomen fizic aparent complex a fost dezvăluită lumii. Se bazează pe o substanță ai cărei atomi individuali sunt într-o stare instabilă. Când sunt „bombardați” de fotonii luminii, electronii sunt scoși din orbite - acestea sunt sursele de curent.

Timp de aproape o jumătate de secol efectul fotoelectric nu a avut aplicare practică dintr-un motiv simplu - nu exista o tehnologie pentru producerea de materiale cu o structură atomică instabilă. Perspectivele cercetărilor ulterioare au apărut doar odată cu descoperirea semiconductorilor. Atomii acestor materiale fie au un exces de electroni (n-conductivitate), fie îi lipsesc (p-conductivitate). Când se folosește o structură cu două straturi cu un strat de tip n (catod) și un strat de tip p (anod), bombardarea fotonilor de lumină scoate electronii din atomii din stratul n. Părăsindu-și locurile, se repezi în orbitele libere ale atomilor stratului p și apoi, prin sarcina conectată, revin la pozițiile lor inițiale. Probabil că fiecare dintre voi știe că mișcarea electronilor într-o buclă închisă este curent electric. Dar nu este posibil să forțați electronii să se miște datorită câmp magnetic, ca în generatoarele electrice, dar datorită fluxului de particule de radiație solară.

Panoul solar funcționează datorită efectului fotoelectric, care a fost descoperit la începutul secolului al XIX-lea.

Deoarece puterea unui singur modul fotovoltaic nu este suficientă pentru alimentarea dispozitivelor electronice, se folosește o conexiune în serie a mai multor celule pentru a obține tensiunea necesară. În ceea ce privește puterea curentului, aceasta este mărită prin conectarea în paralel a unui anumit număr de astfel de ansambluri.

Generarea de electricitate în semiconductori depinde direct de cantitate energie solară, astfel încât fotocelulele nu sunt instalate doar sub aer liber, dar încearcă și să-și orienteze suprafața perpendicular pe razele incidente. Și pentru a proteja celulele de deteriorare mecanică

si expunerea la intemperii, sunt montate pe o baza rigida si protejate cu sticla deasupra.

Clasificarea și caracteristicile fotocelulelor moderne

Prima celulă solară a fost realizată pe bază de seleniu (Se), dar eficiența scăzută (mai puțin de 1%), îmbătrânirea rapidă și activitatea chimică ridicată a celulelor solare cu seleniu au forțat căutarea altor materiale, mai ieftine și mai eficiente. Și au fost găsite sub formă de siliciu cristalin (Si). Deoarece acest element al tabelului periodic este un dielectric, conductivitatea sa a fost asigurată de incluziuni de diferite metale pământuri rare. În funcție de tehnologia de fabricație, există mai multe tipuri de fotocelule de siliciu:
monocristalin;
policristalin;

din Si amorf.

Primele sunt realizate prin tăierea celor mai subțiri straturi din lingouri de siliciu de cea mai înaltă puritate. În exterior, fotocelulele monocristaline arată ca niște plăci de sticlă albastru închis de o singură culoare cu o grilă de electrozi pronunțată. Eficiența lor ajunge la 19%, iar durata lor de viață este de până la 50 de ani. Și deși performanța panourilor realizate pe bază de monocristale scade treptat, există dovezi că bateriile fabricate cu mai bine de 40 de ani în urmă rămân operaționale și astăzi, furnizând până la 80% din puterea lor originală. Celulele solare monocristaline au o uniformă culoare închisă

În producția de celule solare policristaline, se folosește siliciu mai puțin pur, dar mai ieftin. Simplificarea tehnologiei afectează aspectul plăcilor - nu au o nuanță uniformă, ci un model mai deschis, care este format de limitele multor cristale. Eficiența unor astfel de celule solare este puțin mai mică decât cea a celor monocristaline - nu mai mult de 15%, iar durata de viață este de până la 25 de ani. Trebuie spus că scăderea indicatorilor de performanță de bază nu a afectat deloc popularitatea celulelor solare policristaline. Aceștia beneficiază de un preț mai mic și de o dependență mai mică de poluarea externă, norii de jos și orientarea către Soare.

Celulele solare policristaline au o nuanță albastră mai deschisă și un model neuniform - o consecință a faptului că structura lor constă din multe cristale

Pentru celulele solare din Si amorf, nu este folosită o structură cristalină, ci un strat foarte subțire de siliciu, care este pulverizat pe sticlă sau polimer. Deși această metodă de producție este cea mai ieftină, astfel de panouri au cea mai scurtă durată de viață, care este cauzată de decolorarea și degradarea stratului amorf la soare. De asemenea, acest tip de fotocelule nu este mulțumit de performanța sa - eficiența lor nu este mai mare de 9% și în timpul funcționării scade semnificativ. Utilizarea panourilor solare din siliciu amorf este justificată în deșerturi - activitatea solară ridicată compensează scăderea productivității, iar spațiile deschise nesfârșite fac posibilă amplasarea de centrale solare de orice dimensiune.

Capacitatea de a pulveriza o structură de siliciu pe orice suprafață face posibilă crearea de panouri solare flexibile

Dezvoltarea în continuare a tehnologiei de producție a celulelor fotovoltaice este determinată de nevoia de a reduce prețurile și de a îmbunătăți caracteristici de performanta. Fotocelulele de film au astăzi cea mai mare performanță și durabilitate:

pe baza de telurura de cadmiu;
din polimeri subțiri;
folosind seleniura de indiu si cupru.

Este prea devreme să vorbim despre posibilitatea utilizării fotocelulelor cu peliculă subțire în dispozitivele de casă. Astăzi, doar câteva dintre cele mai „avansate” companii din punct de vedere tehnologic sunt angajate în producția lor, așa că cel mai adesea celulele solare flexibile pot fi văzute ca parte a panourilor solare finite.

Care sunt cele mai bune celule fotovoltaice pentru o celulă solară și unde le puteți găsi?

Panourile solare de casă vor fi întotdeauna cu un pas în spatele omologilor lor din fabrică și există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, producătorii cunoscuți selectează cu atenție fotocelulele, eliminând celulele cu parametri instabili sau redusi. În al doilea rând, la fabricarea bateriilor electrice solare se utilizează sticlă specială cu transmisie sporită a luminii și reflectivitate redusă - este aproape imposibil să găsești acest lucru la vânzare. Și în al treilea rând, înainte de a începe producția în serie, toți parametrii desenelor industriale sunt testați folosind modele matematice. Ca urmare, efectul încălzirii celulelor asupra eficienței bateriei este minimizat, sistemul de îndepărtare a căldurii este îmbunătățit, se găsește secțiunea transversală optimă a barelor de conectare, sunt explorate modalități de reducere a ratei de degradare a fotocelulelor etc. Este imposibil. pentru a rezolva astfel de probleme fără un laborator echipat și calificări adecvate.

Costul scăzut al panourilor solare de casă face posibilă construirea unei instalații care vă permite să abandonați complet serviciile companiilor energetice

Cu toate acestea, panourile solare auto-fabricate arată rezultate bune de performanță și nu sunt atât de departe de omologii lor industriali. Cât despre preț, aici avem un câștig de peste două ori, adică la același cost, produsele de casă vor oferi de două ori mai multă energie electrică.

Luând în considerare toate cele de mai sus, apare o imagine a celulelor solare potrivite pentru condițiile noastre. Cele de film dispar din lipsa disponibilității la vânzare, iar cele amorfe - din cauza Pe termen scurt serviciu și eficiență scăzută. Ceea ce au rămas sunt celulele din siliciu cristalin. Trebuie spus că în primul dispozitiv de casă este mai bine să folosiți „policristale” mai ieftine. Și numai după ce ați testat tehnologia și ați înțeles-o, ar trebui să treceți la celule monocristaline.

Fotocelulele ieftine, substandard, sunt potrivite pentru testarea tehnologiilor - la fel ca dispozitivele de înaltă calitate, pot fi cumpărate pe platforme de tranzacționare străine

În ceea ce privește întrebarea de unde să obțineți celule solare ieftine, acestea pot fi găsite pe platforme de tranzacționare străine precum Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon etc. Acolo sunt vândute ambele sub formă de celule solare individuale. diferite dimensiuniși performanță, precum și kituri gata făcute pentru asamblarea panourilor solare de orice putere.

Vânzătorii oferă adesea așa-numitele celule solare de clasă „B”, care sunt celule solare mono- sau policristaline deteriorate. Așchiile mici, fisurile sau colțurile lipsă nu au practic niciun efect asupra performanței celulelor, dar vă permit să le achiziționați la un cost mult mai mic. Din acest motiv, acestea sunt cele mai profitabile de utilizat în dispozitivele de casă cu energie solară.

Este posibil să înlocuim plăcile fotovoltaice cu altceva?

Rar face cineva meșteșug acasă nu există nicio cutie prețuită cu componente radio vechi. Dar diodele și tranzistoarele de la receptoarele și televizoarele vechi sunt încă aceiași semiconductori cu joncțiuni p-n care produc curent atunci când sunt iluminate de lumina soarelui. Profitând de aceste proprietăți și conectând mai multe dispozitive semiconductoare, puteți realiza o baterie solară adevărată.

Pentru fabricarea de joasă putere baterie solară puteți utiliza vechiul element de bază a dispozitivelor semiconductoare

Un cititor atent va întreba imediat care este captura. De ce să plătești pentru celule mono- sau policristaline fabricate în fabrică când poți folosi ceea ce este literalmente sub picioarele tale. Ca întotdeauna, diavolul este în detalii. Faptul este că cele mai puternice tranzistoare cu germaniu vă permit să obțineți o tensiune de cel mult 0,2 V în lumina puternică a soarelui la un curent măsurat în microamperi. Pentru a atinge parametrii pe care îi produce o celulă solară cu siliciu plat, veți avea nevoie de câteva zeci sau chiar sute de semiconductori. O baterie fabricată din componente radio vechi este potrivită doar pentru încărcarea unei lanterne LED de camping sau a unei baterii mici telefon mobil. Pentru a implementa proiecte la scară mai mare, nu puteți face fără celule solare achiziționate.

La câtă putere te poți aștepta de la panourile solare?

Când vă gândiți să vă construiți propria centrală solară, toată lumea visează să renunțe complet la electricitatea prin cablu. Pentru a analiza realitatea acestei idei, să facem câteva calcule mici.

Aflarea consumului zilnic de energie electrică este ușor. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să priviți factura trimisă de organizația de furnizare a energiei și să împărțiți numărul de kilowați indicat acolo la numărul de zile din lună. De exemplu, dacă vi se oferă să plătiți pentru 330 kWh, aceasta înseamnă că consumul zilnic este de 330/30 = 11 kWh.

Graficul puterii bateriei solare în funcție de iluminare

În calculele dvs., ar trebui să țineți cont de faptul că panoul solar va genera energie electrică doar în timpul zilei, până la 70% din generare având loc între orele 9:00 și 16:00. În plus, eficiența dispozitivului depinde direct de unghiul de incidență razele solareși starea atmosferei.

Înnorarea ușoară sau ceața va reduce eficiența producției de curent a instalației solare de 2-3 ori, în timp ce un cer acoperit de nori continui va cauza o scădere a performanței de 15-20 de ori.

În condiții ideale, o baterie solară cu o capacitate de 11/7 = 1,6 kW ar fi suficientă pentru a genera 11 kWh de energie. Ținând cont de influența factorilor naturali, acest parametru ar trebui crescut cu aproximativ 40-50%. În plus, există un alt factor care ne obligă să creștem suprafața fotocelulelor utilizate. În primul rând, nu trebuie să uităm că bateria nu va funcționa noaptea, ceea ce înseamnă că veți avea nevoie baterii puternice . În al doilea rând, pentru nutriție aparate electrocasnice

aveți nevoie de o tensiune curentă de 220 V, deci veți avea nevoie de un convertor de tensiune puternic (invertor). Experții spun că pierderile la acumularea și transformarea energiei electrice ocupă până la 20-30% din cantitatea sa totală. Prin urmare, puterea reală a bateriei solare ar trebui să crească cu 60-80% din valoarea calculată. Luând o valoare a ineficienței de 70%, obținem puterea nominală a panoului nostru solar egală cu 1,6 + (1,6×0,7) = 2,7 kW. Utilizarea ansamblurilor cu curent ridicat baterii cu litiu

este una dintre cele mai elegante, dar nicidecum cea mai ieftină modalitate de a stoca electricitatea solară

Pentru a stoca energie electrică, veți avea nevoie de baterii de joasă tensiune proiectate pentru tensiuni de 12, 24 sau 48 V. Capacitatea acestora trebuie să fie proiectată pentru consumul zilnic de energie plus pierderile de transformare și conversie. În cazul nostru, vom avea nevoie de o serie de baterii concepute pentru a stoca 11 + (11 × 0,3) = 14,3 kW × oră de energie. Dacă utilizați baterii auto obișnuite de 12 volți, veți avea nevoie de un ansamblu de 14300 Wh / 12 V = 1200 Ah, adică șase baterii evaluate la 200 amperi-oră fiecare.

După cum puteți vedea, chiar și pentru a furniza energie electrică pentru nevoile casnice ale unei familii medii, veți avea nevoie de o instalație solar-electrică serioasă. În ceea ce privește utilizarea panourilor solare de casă pentru încălzire, în această etapă o astfel de idee nici măcar nu va atinge limitele autosuficienței, ca să nu mai vorbim de faptul că se poate salva ceva.

Dimensiunea bateriei depinde de puterea necesară și de dimensiunile surselor de curent. Atunci când îl alegeți pe acesta din urmă, veți acorda cu siguranță atenție varietății de fotocelule oferite. Pentru utilizarea în dispozitive de casă, cel mai convenabil este să alegeți celule solare de dimensiuni medii. De exemplu, panourile policristaline care măsoară 3x6 inci sunt proiectate pentru o tensiune de ieșire de 0,5 V și un curent de până la 3 A.

La fabricarea unei baterii solare, acestea vor fi conectate în serie în blocuri de 30 de bucăți, ceea ce va face posibilă obținerea tensiunii necesare încărcării unei baterii auto de 13–14 V (ținând cont de pierderi). Puterea maximă a unei astfel de unități este de 15 V × 3 A = 45 W. Pe baza acestei valori, nu va fi dificil de calculat câte elemente vor fi necesare pentru a construi panou solar puterea dată și determina dimensiunile acesteia. De exemplu, pentru a construi un solar de 180 de wați colector electric veți avea nevoie de 120 de fotocelule cu o suprafață totală de 2160 de metri pătrați. inci (1,4 mp).

Construirea unui panou solar de casă

Înainte de a începe fabricarea unui panou solar, ar trebui să rezolvați problemele de amplasare a acestuia, să calculați dimensiunile și să vă pregătiți materialele necesareși instrument.

Alegerea locației corecte de instalare este importantă

Deoarece panoul solar va fi realizat manual, raportul său de aspect poate fi oricare. Acest lucru este foarte convenabil, deoarece un dispozitiv de casă poate fi integrat cu mai mult succes în exteriorul sau designul acoperișului zona suburbana. Din același motiv, ar trebui să alegeți un loc pentru a instala bateria înainte de a începe activitățile de proiectare, amintindu-vă să luați în considerare mai mulți factori:

deschiderea locului la lumina soarelui în timpul zilei;
absența clădirilor umbrite și a copacilor înalți;
distanța minimă până la camera în care sunt instalate puterea de stocare și convertoarele.

Desigur, o baterie montată pe acoperiș arată mai organică, dar plasarea dispozitivului pe sol are mai multe avantaje. În acest caz, posibilitatea de deteriorare a materialelor de acoperiș la instalarea cadrului de susținere este eliminată, complexitatea instalării dispozitivului este redusă și devine posibilă modificarea în timp util a „unghiului de atac al razelor solare”. Și cel mai important, cu o plasare mai joasă va fi mult mai ușor să păstrați curată suprafața panoului solar. Și aceasta este o garanție că instalația va funcționa la capacitate maximă.

Montarea unui panou solar pe un acoperiș este determinată mai mult de constrângerile de spațiu decât de necesitate sau ușurință în utilizare.

De ce vei avea nevoie în timpul procesului de lucru

Când începeți să faceți un panou solar de casă, ar trebui să vă aprovizionați cu:

fotocelule;
sârmă de cupru toronată sau bare colectoare speciale pentru conectarea celulelor solare;
lipire;
Diode Schottky, proiectate pentru ieșirea de curent a unei fotocelule;
sticlă antireflex de înaltă calitate sau plexiglas;
lamele și placaj pentru realizarea unui cadru;
etanșant siliconic;
hardware;
vopsea si compoziție protectoare pentru prelucrarea suprafetelor din lemn.

În muncă, veți avea nevoie de cea mai simplă unealtă pe care un proprietar familial îl are întotdeauna la îndemână - un fier de lipit, un tăietor de sticlă, un ferăstrău, o șurubelniță, o perie de vopsea etc.

Instructiuni de fabricatie

Pentru a realiza prima baterie solară, cel mai bine este să folosiți fotocelule cu cabluri deja lipite - în acest caz, riscul de deteriorare a celulelor în timpul asamblarii este redus.

Cu toate acestea, dacă sunteți priceput cu un fier de lipit, puteți economisi niște bani cumpărând celule solare cu contacte deschise. Pentru a construi panoul pe care l-am uitat în exemplele de mai sus, veți avea nevoie de 120 de plăci. Folosind un raport de aspect de aproximativ 1:1, vor fi necesare 15 rânduri de fotocelule a câte 8 fiecare. În acest caz, putem conecta la fiecare două „coloane” în serie și putem conecta patru astfel de blocuri în paralel. Astfel, puteți evita firele încurcate și puteți obține o instalare lină și frumoasă. Sistem conexiuni electrice

centrală solară acasă

Cadru

Asamblarea unui panou solar ar trebui să înceapă întotdeauna cu realizarea carcasei. Pentru a face acest lucru, vom avea nevoie de colțuri din aluminiu sau șipci de lemn cu o înălțime de cel mult 25 mm - în acest caz nu vor arunca o umbră pe rândurile exterioare de fotocelule. Pe baza dimensiunilor celulelor noastre din silicon de 3 x 6 inchi (7,62 x 15,24 cm), dimensiunea cadrului ar trebui să fie de cel puțin 125 x 125 cm Dacă decideți să utilizați un raport de aspect diferit (de exemplu, 1:2). cadrul poate fi întărit în continuare cu o bară transversală din șipcă de aceeași secțiune.

Partea din spate a carcasei trebuie acoperită cu un placaj sau panou OSB, iar găurile de ventilație trebuie să fie găurite în capătul inferior al cadrului. Conexiunea dintre cavitatea internă a panoului și atmosferă va fi necesară pentru a egaliza umiditatea - în caz contrar, aburirea sticlei nu poate fi evitată. Pentru fabricarea unei carcase de panou solar, cel mai potrivit materiale simple

Un panou din plexiglas sau sticlă de înaltă calitate cu un grad ridicat de transparență este tăiat în funcție de dimensiunea exterioară a cadrului. În cazuri extreme, se poate folosi geamuri de până la 4 mm grosime. Pentru fixarea acestuia se pregătesc colțuri, în care se fac găuri pentru fixarea pe cadru. Când utilizați plexiglas, puteți face găuri direct în panoul transparent - acest lucru va simplifica asamblarea.

Pentru a proteja corpul de lemn al bateriei solare de umezeală și ciuperci, acesta este impregnat cu un compus antibacterian și vopsit cu vopsea în ulei.

Pentru a ușura asamblarea părții electrice, un substrat este tăiat din plăci de fibre sau alt material dielectric în funcție de dimensiunea interioară a cadrului. Pe viitor vor fi instalate fotocelule pe el.

Plăci de lipit

Înainte de a începe lipirea, ar trebui să „dați seama” de amplasarea fotocelulelor. În cazul nostru, vom avea nevoie de 4 matrice de celule a câte 30 de plăci fiecare și vor fi amplasate pe cincisprezece rânduri în carcasă. Un astfel de lanț lung va fi incomod pentru a lucra, iar riscul de deteriorare a plăcilor fragile de sticlă crește. Ar fi rațional să conectați câte 5 părți și să finalizați ansamblul final după ce fotocelulele sunt montate pe substrat.

Pentru comoditate, fotocelulele pot fi montate pe un substrat neconductiv din textolit, plexiglas sau plăci fibroase

După conectarea fiecărui lanț, ar trebui să verificați funcționalitatea acestuia. Pentru a face acest lucru, fiecare ansamblu este plasat sub lampă de masă. Înregistrând valorile curentului și tensiunii, puteți nu numai să monitorizați performanța modulelor, ci și să comparați parametrii acestora.

Pentru lipit folosim un fier de lipit de putere redusa (maximum 40 W) si lipit bun, cu punct de topire redus. Îl aplicăm în cantități mici pe părțile de plumb ale plăcilor, după care, respectând polaritatea conexiunii, conectăm părțile între ele.

Când lipiți fotocelulele, trebuie să aveți grijă extremă, deoarece aceste părți sunt foarte fragile.

După ce s-au adunat lanțurile individuale, le întoarcem cu spatele spre substrat și le lipim de suprafață folosind un etanșant siliconic. Fiecare unitate fotocelulă de 15 volți este echipată cu o diodă Schottky. Acest dispozitiv permite curentului să circule doar într-o singură direcție, astfel încât nu va permite bateriilor să se descarce atunci când tensiunea panoului solar este scăzută.

Conexiunea finală a șirurilor individuale de fotocelule se realizează conform celor de mai sus schema electrica. În aceste scopuri, puteți utiliza o magistrală specială sau un fir de cupru torsionat.

Elementele de suspendare ale bateriei solare trebuie fixate cu adeziv termofuzibil sau șuruburi autofiletante.

Asamblare panou

Substraturile cu fotocelule amplasate pe ele se așează în carcasă și se fixează cu șuruburi autofiletante. Dacă cadrul este întărit cu o traversă, atunci se fac mai multe găuriri în el pentru montarea firelor. Cablul care este scos este fixat în siguranță de cadru și lipit la bornele ansamblului. Pentru a evita confuzia cu polaritatea, cel mai bine este să folosiți fire în două culori, conectând terminalul roșu la „plus” al bateriei și cel albastru la „minus”. Un strat continuu de etanșant siliconic este aplicat de-a lungul conturului superior al cadrului, deasupra căruia este așezată sticla. După fixarea finală, asamblarea bateriei solare este considerată finalizată.

După ce sticla de protecție este instalată pe material de etanșare, panoul poate fi transportat la locul de instalare

Instalarea și conectarea unei baterii solare la consumatori

Din mai multe motive, un panou solar de casă este un dispozitiv destul de fragil și, prin urmare, necesită un cadru de susținere fiabil. Opțiune ideală va exista un design care va permite sursei de electricitate liberă să fie orientată în ambele planuri, dar complexitatea unui astfel de sistem este cel mai adesea un argument puternic în favoarea unui sistem înclinat simplu. Este un cadru mobil care poate fi setat în orice unghi față de lumină. Una dintre opțiunile pentru un cadru realizat din grinda de lemn, este prezentat mai jos. Îl poți folosi și pentru a-l face. colțuri metalice, tevi, anvelope etc. - tot ce este la indemana.

Desen cadrul bateriei solare

Pentru a conecta panoul solar la baterii, veți avea nevoie de un regulator de încărcare. Acest dispozitiv va monitoriza starea de încărcare și descărcare a bateriilor, va monitoriza ieșirea curentă și va comuta la alimentarea de la rețea în cazul unei căderi semnificative de tensiune. Un dispozitiv cu puterea necesară și funcționalitatea necesară poate fi achiziționat la același puncte de vânzare cu amănuntul unde se vând fotocelule. În ceea ce privește alimentarea consumatorilor casnici, aceasta va necesita transformarea tensiunii de joasă tensiune în 220 V. Un alt dispozitiv - un invertor - poate face față cu succes. Trebuie spus că industria autohtonă produce dispozitive fiabile, cu caracteristici bune de performanță, astfel încât convertorul poate fi achiziționat local - în acest caz, o garanție „reală” va fi un bonus.

O baterie solară nu va fi suficientă pentru a vă alimenta pe deplin casa - veți avea nevoie și de baterii, un controler de încărcare și un invertor

La vânzare puteți găsi invertoare de aceeași putere, care diferă de mai multe ori ca preț. Această împrăștiere se explică prin „puritatea” tensiunii de ieșire, adică o conditie necesara hrănirea individului dispozitive electrice. Convertizoarele cu așa-numita undă sinusoidală pură au un design mai complicat și, ca urmare, un cost mai mare.

Video: realizarea unui panou solar cu propriile mâini

Construirea unei centrale solare la domiciliu este o sarcină non-trivială și necesită atât costuri financiare, cât și de timp, precum și cunoștințe minime de inginerie electrică de bază. Când începeți asamblarea unui panou solar, ar trebui să respectați maximă atenție și acuratețe - numai în acest caz puteți conta pe o soluție de succes a problemei. În sfârșit, aș dori să vă reamintesc că contaminarea sticlei este unul dintre factorii care afectează productivitatea. Nu uitați să curățați suprafața panoului solar în timp util, altfel acesta nu va putea funcționa la capacitate maximă.

Astăzi, din ce în ce mai mulți oameni se gândesc la sursele alternative de energie. Un panou solar este un astfel de dispozitiv. Acesta este un set de baterii pentru transformarea energiei solare în electricitate. Ca și alte surse alternative, un astfel de dispozitiv este scump. Cu toate acestea, costul de instalare a bateriei poate fi redus dacă faceți singur dispozitivul. Articolul va spune și va arăta cu ajutorul unui videoclip cum să proiectați cu propriile mele mâini panou pentru generarea energiei solare acasă sau în alte condiții.

Principiul de funcționare al unei baterii solare

Soarele este o sursă liberă de energie. Trebuie doar să înveți cum să-l obții corect. Într-o zi fără nori, corpul ceresc „încarcă” pământul cu aproximativ 1000 W pe 1 metru pătrat. m. Acest lucru ar fi suficient pentru a satisface nevoile casnice ale locuitorilor planetei. Dar până acum dispozitivul pentru obținerea unei astfel de energie nu este foarte accesibil populației generale.

Un panou solar este o colecție de celule fotovoltaice. De fapt, sunt semiconductori, cel mai adesea din siliciu. Lumina lovește celula solară și este parțial absorbită de aceasta. Energia eliberează electroni. Câmpul electric prezent în fotocelula direcționează electronii - și acesta este curent. Elementele solare ale modulului sunt interconectate și aduse la un contact metalic, prin care energia rezultată este îndepărtată pentru uz extern.

Pentru a crea o baterie solară acasă, trebuie să aveți grijă de implementarea următoarelor teze:

Proiectați un modul care va primi și converti energie la costuri minime.
Furnizați puterea maximă posibilă (a se citi: eficiență) a sursei de alimentare.

Baterie solară pe acoperișul unei case

Pentru a asambla panoul solar veți avea nevoie de:

fotocelule;
sticlă sau plexiglas;
placaj, PAL sau colț din aluminiu;
etanșant;
fier de lipit de putere redusă;
anvelope de lipit, flux, cositor;
multimetrul

De unde să obțineți celule solare

Fotocelula este o parte cheie a viitoarei baterii solare. Găsirea și achiziționarea acestora la un cost adecvat este principala dificultate în proiectarea unei baterii solare. Există mai multe opțiuni disponibile:

Extrageți cristalele semiconductoare din diode și tranzistoare găsite în radiourile și televizoarele vechi.
Cumpărați de pe eBay sau AliExpress.
Cumpărați în magazinele autohtone, care cel mai adesea revind pur și simplu produse de pe AliExpress și eBay.

Celule solare

Prima metodă poate să nu necesite costuri financiare deloc, dar pentru o baterie mai mult sau mai puțin puternică trebuie să găsiți mai mult de o duzină de diode. În a doua opțiune, asigurați-vă că țineți cont de costul livrării, care poate costa câteva zeci de dolari. În plus, pentru a face achiziții în magazine online străine, trebuie să parcurgeți procedurile de înregistrare și conectarea unui card bancar. Cu toate acestea, conform recenziilor, va fi în continuare mai ieftin decât comandarea unei baterii la nivel local (a treia opțiune).

Sfaturi. Magazinele online vând adesea convertoare fotovoltaice care funcționează complet, care au fost respinse în timpul procesului de producție (așa-numitele de tip B). Costul lor este cu un ordin de mărime mai mic, dar eficiența lor este aceeași. Elementele sparte pot fi folosite și pentru a asambla un panou solar acasă.

Înainte de a începe să căutați celule solare, decideți asupra sarcinilor pe care le veți seta pentru baterie. Apoi, calculați puterea necesară. Pentru a face acest lucru, adunați încărcătura de dispozitive pe care le alimentați de la panoul solar. Selectați elemente pe baza acestei valori.

Tipuri de celule solare

Convertizoarele fotoelectrice sunt panouri mici cu laturi cuprinse între 38 și 156 mm. Pentru o putere mai mult sau mai puțin normală veți avea nevoie de cel puțin 35-50 de elemente. Pot fi cu sau fără conductori lipiți. Al doilea caz va cauza mai multe probleme cu un fier de lipit.

Panourile sunt foarte fragile. Vânzătorii vin cu moduri diferite protejați-le de crăpături și zgârieturi în timpul livrării. Dar chiar și astfel de măsuri nu salvează întotdeauna elementele. În timpul lucrului, șansa de a deteriora elementele este și mai mare: dacă le îndoiți, se pot sparge, dacă le stivuiți, se pot zgâria unul pe altul. Așchierea minoră nu va afecta în mare măsură puterea.

Există două tipuri cele mai populare de celule solare pe piață:

monocristalin;
monocristalină.

Cele policristaline au o durată de viață de aproximativ 20 de ani. Sunt destul de eficiente în complex conditiile meteo. Eficiență – 7-9%. Convertizoarele monocristaline sunt mai durabile (aproximativ 30 de ani) și au o eficiență mai mare (13%). Cu toate acestea, sunt prea sensibili la vremea rea: dacă soarele este ascuns de nori sau razele nu cad în unghi drept, eficiența scade semnificativ.

Tipuri de celule solare

Alegerea cadrului și lipirea elementelor

Panoul solar este o cutie de mică adâncime. Cel mai bine este să folosiți un colț din placaj sau aluminiu într-un mediu acasă, dar puteți folosi și un colț din aluminiu. Va oferi simultan suport și protecție pentru elemente. Pentru aceste scopuri, de exemplu, placajul de 9,5 mm este potrivit. Principalul lucru este că partea laterală nu ascunde elementele. Pentru fiabilitate, puteți împărți panoul în două părți.

Convertoarele fotoelectrice sunt de obicei plasate pe plexiglas sau pe altă suprafață. Este important ca acesta să nu transmită spectrul IR. Acest lucru este necesar pentru ca fotocelulele în sine să nu se încălzească. Sticla trebuie degresată înainte de a pune traductoarele pe ea. Lipirea se poate face inainte sau dupa instalarea fotocelulelor.

Procesul de lipire arată astfel:

Pe conductorii care vor fi lipiți, aplicați mai întâi flux și lipire.
Așezați celulele solare la suprafață, lăsând un spațiu de aproximativ 5 mm între ele.
Lipiți părțile exterioare de barele colectoare - acestea sunt conductoare mai late (sunt de obicei prezente în kituri cu fotocelule).
Tipăriți „-” și „+”. Pentru majoritatea elementelor, partea din față este polul negativ, iar partea din spate este polul pozitiv.
Desenați un „punct de mijloc” pentru a instala apoi diode shunt (diode Schottke) pentru fiecare jumătate a panoului - acestea nu vor permite descărcarea bateriei noaptea sau pe vreme înnorată.

Elemente panouri de etanșare

Elemente de etanșare și montaj panouri

Acest proces este etapa finală crearea unei surse de energie solară. Etanșarea este necesară pentru a reduce impact negativ mediu asupra elementelor. Un etanșant excelent (este folosit în străinătate) este un compus, dar nu este ieftin. Prin urmare, siliconul este potrivit și pentru un panou de acasă, dar este destul de gros. Începeți prin a fixa sistemul în mijloc și în lateral, apoi turnați substanța în spațiile dintre elemente. Pe revers, aplicați lac acrilic amestecat cu același silicon.

Sfaturi. Înainte de a începe etanșarea, verificați de două ori de bună calitate lipire - testați panoul. În caz contrar, va fi dificil să faci modificări mai târziu.

Panoul poate fi acționat în următoarele moduri:

Un invertor este inclus în ținta electrică, care va converti tensiunea DC de la panoul solar în AC.
Ținta electrică este echipată cu o baterie și un controler de încărcare a bateriei. Acestea acumulează energie din panoul solar în mod constant (în limita capacității bateriei), chiar și atunci când nu îl utilizați.

Rețineți: puteți crește oricând numărul de elemente prin extinderea panoului. Panoul solar va fi cel mai eficient doar în partea însorită a casei. Asigurați posibilitatea de rotație mecanică și schimbarea unghiului de înclinare, deoarece soarele se mișcă pe cer, uneori este acoperit de nori. De asemenea, pentru eficiență este important ca zăpada să nu se lipească de dispozitiv.

Realizarea unui panou solar cu propriile mâini: video

Bateria solară la dacha: fotografie

Astăzi este dificil să ne imaginăm o casă de țară sau chiar o mică vilă fără electricitate. Dar chiar dacă casa ta este conectată la o rețea electrică centralizată, poți încerca să reduci costurile cu electricitatea - și apoi într-o zi te gândești cum să faci panouri solare. De asemenea, puteți achiziționa un colector solar gata făcut, dar va costa mult mai mult decât unul de casă și să îl faceți singur este destul de simplu.

Baterie de casă

Conform calculelor, într-o zi însorită, un metru pătrat de panou solar generează aproximativ 120 W de energie electrică. În consecință, un panou de zece metri produce aproximativ un kilowatt. Într-o casă cu reședință permanentă a unei familii de 3-4 persoane se consumă lunar 300-350 kW de energie electrică. Prin urmare, dacă bateria solară devine principala sursă de energie, suprafata totala Captorul de raze solare trebuie să aibă cel puțin 20 de metri pătrați.

Ce este un colector solar și cum funcționează?

Prin design, un colector solar este doar un container în care sunt fixate multe plăci mici, foarte fragile - celule solare. Electricitatea pe care o generează reîncarcă bateria, care este sursa de energie.

Plăci fotografice

Plăcile fotografice vin în diferite dimensiuni și forme, dar:

Indiferent de forma si marime, elementele de acelasi tip genereaza aceeasi tensiune;
elementele cu o suprafață mai mare generează mai mult curent;
Puterea colectorului este calculată folosind formula „tensiunea ori curentul generat”.

Astfel, o baterie realizată din celule solare mari la aceeași tensiune va produce mai multă putere de curent decât una asamblată din cele mici, dar va fi mai grea și mai voluminoasă. O baterie cu celule mici permite un colector mai ușor. Dar pentru a obține puterea necesară, aria sa trebuie să fie mai mare.

Nu utilizați celule într-un singur panou solar dimensiuni diferite. Curentul maxim pe care îl veți obține de la acesta este limitat de curentul celei mai mici celule. Segmentele mai mari nu vor funcționa la capacitate maximă.

Materiale și unelte

Pentru a asambla o baterie solară acasă, aveți nevoie mai întâi de plăci fotografice. Setul de celule solare (din 36 și 72 de elemente), pe lângă plăcile în sine, include tot ce aveți nevoie pentru asamblare - conductori, bare colectoare, diode Schottky și un baston de lipit cu acid. Toate aceste componente pot fi achiziționate separat.

Puterea unei astfel de baterii este de 60 de wați; tensiune - 18 volți. Energia bateriei încărcate de la acesta este suficientă pentru câteva ore de funcționare a lămpilor, televizorului, încărcătoarelor de telefon etc. Pentru a reduce consumul de energie, instalați în casă lămpi fluorescente economice, mai degrabă decât cele obișnuite.

În magazinele online puteți găsi așa-numitele „module de tip B”. Astfel de panouri respinse în producție industrială, își păstrează toate proprietățile, dar sunt mult mai ieftine. Este de preferat să cumpărați plăci cu conductori deja lipiți - lipirea firelor este cea care necesită cel mai mult timp.

Procedura generala

În esență, carcasa colectorului solar este doar o cutie cu laturi joase care nu va ascunde plăcile fotografice atunci când razele cad în unghi. Se poate realiza pe baza unui cadru realizat din profil de aluminiu(partea de jos este o foaie de policarbonat, plexiglas etc.), sau poate fi realizat din placaj obișnuit de 10 mm și blocuri de lemn.

Colector solar cu cadru din lemn

De-a lungul perimetrului foaie de placaj lipiți și înșurubați în plus barele cu o secțiune transversală de 2 cm cu șuruburi. Este mai convenabil să montați plăcile nu într-o singură matrice, ci în grupuri de 18 bucăți. Pentru a face acest lucru, unghieți o bandă de despărțire în mijloc. Cutia este vopsita in interior si exterior cu vopsea impermeabila.
Folosind un burghiu de 6 mm, găuriți găuri de ventilație în partea inferioară a carcasei și în banda despărțitoare. Un fir care conectează părțile bateriei va trece prin unul dintre orificiile șinei despărțitoare se poate realiza ținând cont de grosimea firului.
Un „mozaic” de fragmente de celule este asamblat pe un substrat format din orice material subțire, dur și neconductor (de exemplu, PAL) și montat într-o carcasă. Videoclipuri despre asamblarea corectă pot fi găsite pe unele site-uri specializate. Înainte de asamblare, suportul este vopsit și pe ambele părți.
Mănunchiul comun de fire este scos din baterie printr-un orificiu din partea de jos, mai aproape de partea superioară. Pentru a preveni căderea lor din carcasă, este mai bine să legați firele într-un nod și să le asigurați cu material de etanșare. După ce s-a uscat, puteți atașa panoul de protecție superior. Dacă acoperiți și izolați bateria înainte ca siliconul să se usuce, pe suprafața interioară a ecranului de protecție se va forma o peliculă din vaporii acestuia, ceea ce reduce transparența ecranului.
Partea frontală a colectorului finit este acoperită cu plexiglas sau alt material transparent durabil. Fiecare parte a cadrului necesită o foaie separată. Sunt fixate cu șuruburi și izolate în jurul perimetrului cu etanșant siliconic.

Substrat (foaie din PAL perforata)

Cum să îndepărtați ceara de pe plăcile fotografice?

Deoarece celulele solare sunt foarte fragile, unii vânzători le umplu cu ceară înainte de expediere pentru a le proteja de șoc. Înainte de a începe să lucrați cu astfel de panouri, acestea trebuie curățate. Acest lucru se face folosind apă fierbinteși băi de săpun.

Pune fotocelule apa rece si incalziti-le incet, fara a le aduce la fierbere - la fierbere se vor bate unul impotriva celuilalt. Temperatură ridicată poate deteriora și contactele. Este convenabil să separați plăcile fotografice cu clești din plastic (nu metal) și o spatulă.

Plăcile separate sunt transferate într-un al doilea recipient cu apă cu săpun, unde sunt curățate cu grijă de reziduurile de ceară. După aceasta se spală în curat apă caldăși puneți pe un prosop să se usuce. O atenție deosebită trebuie acordată la manipularea plăcilor la care conductoarele sunt deja lipite: atunci când sunt separate, conductorii se pot rupe.

Instalare fotocelule

Instalarea începe prin desenarea unei „grile” pe suprafața de montare și pe substrat. Lipiți cruci mici din plastic, care sunt folosite pentru așezarea plăcilor, la colțurile fiecărei celule marcate de pe suprafața de montare. Apoi, plăcile nu se vor mișca în timpul instalării.

Așezați elementele partea din spate sus la o distanță de 3-5 milimetri unul de celălalt. Plăcile fotografice din fiecare grup de 18 piese trebuie conectate în serie. După aceasta, pentru a obține tensiunea specificată, grupurile sunt de asemenea conectate în serie. Dacă conectați plăcile și grupurile lor în paralel, curentul va fi mai mare și puterea va fi mai mică decât la o conexiune în serie.

Celule fotovoltaice montate pe un substrat

Pentru lipit, utilizați un fier de lipit de putere redusă și lipit cu tije cu miez de colofoniu. Punctul de lipit este lubrifiat cu un creion flux înainte de lipire. Plăcile foto sunt foarte subțiri și fragile, așa că nu puteți pune presiune pe fierul de lipit.

Un grup este lipit împreună în „lanțuri” de 6 elemente. Deoarece sunt conectate în serie, lanțul din mijloc trebuie rotit cu atenție la 180 de grade față de celelalte două. Dacă decideți să conectați lanțurile împreună cu o magistrală specială (fir plat larg), nu trebuie să întoarceți rândul din mijloc.

Schema de ansamblu a celulelor solare (conectarea lanțurilor prin autobuz)

De ce sunt necesare diode Schottky?

După cum sa menționat deja, Solar vinde kituri, pe lângă celulele solare în sine și materialele de lipit, includ așa-numitele diode Schottky (diode șunt). Care sunt acestea și este necesar să le instalați? Mai simplu spus, aceste diode împiedică descărcarea bateriei noaptea și pe vreme înnorată.

Se presupune că este recomandabil să lipiți o astfel de diodă la fiecare celulă, dar în practică este instalată pe întreaga baterie („minusul” diodei este lipit cu „plusul” bateriei). Cel mai optim este să instalați o diodă Schottky pe fiecare jumătate a bateriei descrise mai sus. Apoi, dacă o parte a acesteia este în umbră, a doua va continua să funcționeze. Este mai bine să instalați diode de bypass în interiorul bateriilor decât în afara bateriilor - acestea funcționează mai eficient la temperaturi mai ridicate.

Lipirea panourilor

Acum puteți lipi lanțurile de plăci pe substrat. Aplicați o perlă de etanșant siliconic în centrul fiecăreia dintre cele șase plăci din lanț. Întoarceți lanțul cu fața în sus și puneți-l pe marcaje. Apăsați ușor până când etanșantul „se fixează”. Lanțul este foarte flexibil, așa că pentru a nu rupe firele subțiri, este mai bine să-l răsturnăm împreună.

Atenție la etanșant! O picătură de etanșant în centrul plăcii o va lipi ferm de bază. Dar dacă aplicați adeziv pe toată suprafața plăcii, acesta se va rupe în timp. Acest lucru se întâmplă deoarece atunci când sunt încălzite și răcite, baza și plăcile se extind și se contractă diferit.

O altă modalitate de a lipi panoul rezultat pe substrat este să utilizați bandă de montare din polimer moale dublu, cum ar fi Rollfix. Este potrivit pentru utilizare în aer liber. Tăiați bucăți mici din bandă, care (la fel ca sigilantul) se așează în centrul plăcilor.

Sticla securizata

Cu cât materialul de protecție al bateriei solare este mai transparent, cu atât mai bine. Puteți folosi sticlă groasă obișnuită sau puteți lua parte dintr-o fereastră standard cu geam dublu pentru carcasa panoului solar. Dar sticla se poate sparge în timpul unei furtuni de grindină, iar schimbarea panoului de protecție de pe colector este destul de dificilă.

Cel mai bun material pentru un ecran de protecție este plexiglass sau plexiglas. Puteți asigura foaia cu etanșant siliconic sau puteți utiliza aceeași bandă de montare Rollfix. Vitrarii îl folosesc pentru a lipi sticla mod dificil, care vă permite să-l lipiți rapid și uniform.

Aplicați banda de montaj în jurul perimetrului cutiei, dar îndepărtați doar marginea protecției de pe stratul adeziv superior. Acum puneți o foaie de sticlă, plexiglas sau plexiglas, ridicați-o puțin și scoateți întreaga folie de protecție „de coadă”. Foaia va cădea la loc. Acum nu mai rămâne decât să etanșați îmbinările cu material de etanșare, iar bateria este gata.

Această secțiune conține experiență oameni diferiti pentru realizarea de panouri solare acasă. Diverse abordări, modele și metode de fabricație. Încercări și erori, concluzii și opinii. În timp, vor fi adăugate și alte informații despre subiect. De exemplu, despre controlere, circuite și metode de conectare și încărcare a bateriilor, diverse modalități de organizare și optimizare a consumului de energie și alte lucruri care pot fi utile în chestiunile de utilizare a energiei solare.

Panou solar DIY, elemente de etanșare cu rășină epoxidică

Fabricarea a două panouri solare folosind rășină optică transparentă. Baza este din sticlă obișnuită, rama este din aluminiu, sticla este lipită etanșant siliconic. Rezultatul sunt panouri durabile și ieftine cu elemente complet etanșe.

Panou de casă pe plexiglas

Elementele din acest panou solar sunt cuprinse între două foi de plexiglas. Spatele este de 4 mm, iar foaia din față este de 2 mm. Panoul a fost asamblat cu bandă de montare; elementele din interior sunt ținute de mici bucăți din această bandă;

Elemente de etanșare cu etanșant siliconic convențional

Un mic reportaj foto despre fabricarea unui panou solar și etanșarea elementelor folosind un etanșant siliconic ieftin obișnuit. Panoul este realizat cu o tensiune ceva mai mare decat de obicei in loc de 36 de elemente, panoul are patru randuri de 12 elemente pentru un total de 48 de elemente.

Panou solar de casă umplut cu rășină epoxidică

Un panou solar de casă (mai precis, 3 bucăți) dintr-o fotografie a modulelor electrice 125*125*150, achiziționat de la întreprinderea OJSC „PHMZ”. Particularitatea acestui panou solar este că elementele sunt umplute cu obișnuit rasina epoxidica. Structura pe care sunt atașate panourile este portabilă și poate fi rotită la 360 de grade, deși s-a dovedit a fi grea, dar destul de fiabilă.

Electrificarea unei case dintr-o așezare folosind panouri solare de casă

Prima parte a unei povești foto mari despre alimentarea autonomă cu energie a unei case dintr-o așezare bazată pe panouri solare de casă realizate din rame de lemn. Realizarea primului panou din elemente pe unul vechi rama ferestreiși primele ei teste.

A doua parte, realizarea unui nou panou

Al doilea panou a fost realizat pe o sticlă mare în care au fost amplasate simultan două seturi pentru celule solare. Elementele au fost, de asemenea, atașate de sticlă cu bandă. Sticla finită cu elemente lipite a fost introdusă într-o cutie de lemn, dar mai întâi a fost întinsă o peliculă peste cutie și sticla a fost introdusă cu ea, aceasta pentru a proteja partea din spate de umiditate.

Partea 3, Cablajul casei și actualizările sistemului

Acum că a devenit clar că sistemul funcționează, apropo, acum este format din 7 panouri, s-a ajuns la cablarea internă din jurul casei. Pentru baterii, s-a realizat un raft sub tavan pentru a reduce lungimea firului de la panouri, iar firul în sine a fost îngroșat pentru a reduce pierderile.

A trăi în stilul „organic”, o idee atât de populară în ultimii ani, presupune o „relație” armonioasă între o persoană și mediu. Piesa de poticnire pentru orice abordare ecologică este utilizarea mineralelor pentru energie.

Emisiile de substanțe toxice și dioxid de carbon în atmosferă eliberate în timpul arderii combustibililor fosili omoară treptat planeta. Prin urmare, conceptul de „energie verde” care nu dăunează mediu, este baza de bază a multor tehnologii energetice noi. Una dintre aceste domenii pentru obținerea de energie ecologică este tehnologia de transformare a razelor solare în curent electric. Da, așa e, vom vorbi despre panouri solare și despre posibilitatea instalării sistemelor autonome de alimentare cu energie într-o casă de țară.

În prezent, centralele industriale bazate pe panouri solare, folosite pentru a furniza energie și căldură integral unei cabane, costă cel puțin 15-20 de mii de dolari cu o durată de viață garantată de aproximativ 25 de ani. Costul oricărui sistem cu heliu se bazează pe raportul dintre durata de viață garantată și costul mediu anual de întreținere a utilităților casă de țară destul de ridicat: în primul rând, în prezent, costul mediu al energiei solare este comparabil cu achiziționarea de resurse energetice din rețelele electrice centrale și, în al doilea rând, sunt necesare investiții de capital unice pentru instalarea sistemului.

De obicei, se obișnuiește separarea sistemelor solare destinate furnizării de căldură și energie. Primul folosește tehnologia colectoarelor solare, al doilea folosește efectul fotovoltaic pentru a genera curent electric în panourile solare. Vrem să vorbim despre posibilitatea de a realiza singur panouri solare.

Tehnologia de asamblare manuală a unui sistem de energie solară este destul de simplă și accesibilă. Aproape fiecare rus poate asambla sisteme energetice individuale cu eficiență ridicată la costuri relativ mici. Este profitabil, accesibil și chiar la modă.

Selectarea celulelor solare pentru un panou solar

Când începeți să fabricați un sistem solar, trebuie să acordați atenție că, cu asamblarea individuală, nu este nevoie de o instalare unică a unui sistem complet funcțional, acesta poate fi extins treptat. Dacă prima experiență a avut succes, atunci are sens să extindem funcționalitatea sistemului solar.

În esență, o baterie solară este un generator care funcționează pe baza efectului fotovoltaic și transformă energia solară în energie electrică. Quantele de lumină care lovesc o placă de siliciu scot un electron din ultima orbită atomică a siliciului. Acest efect creează un număr suficient de electroni liberi pentru a forma un flux de curent electric.

Înainte de a asambla bateria, trebuie să decideți asupra tipului de convertor fotoelectric și anume: monocristalin, policristalin și amorf. Pentru auto-asamblarea unei baterii solare, alegeți cele monocristaline și policristaline disponibile în comerț. module solare.

Sus: module monocristaline fără contacte lipite. Jos: module policristaline cu contacte lipite

Panourile pe bază de siliciu policristalin au o eficiență destul de scăzută (7-9%), dar acest dezavantaj este compensat de faptul că policristalele practic nu reduc puterea pe vreme înnorată și înnorat, durabilitatea garantată a unor astfel de elemente este de aproximativ 10 ani; Panourile pe bază de siliciu monocristalin au o eficiență de aproximativ 13% cu o durată de viață de aproximativ 25 de ani, dar aceste elemente reduc mult puterea în absența razelor directe ale soarelui. Indicatorii de eficiență ai cristalelor de siliciu de la diferiți producători pot varia semnificativ. Conform practicii de lucru centrale solareîn condiții de teren, putem vorbi despre o durată de viață a modulelor monocristaline de peste 30 de ani, iar pentru modulele policristaline - mai mult de 20 de ani. Mai mult, pe toată perioada de funcționare, pierderea de putere pentru celulele siliciu mono- și policristaline nu este mai mare de 10%, în timp ce pentru bateriile amorfe cu film subțire puterea scade cu 10-40% în primii doi ani.

Celule solare Evergreen cu contacte într-un set de 300 buc.

La licitația eBay puteți achiziționa un kit de celule solare pentru asamblarea unei baterii solare de 36 și 72 de celule solare. Astfel de seturi sunt disponibile pentru vânzare și în Rusia. De regulă, pentru auto-asamblarea panourilor solare se folosesc module solare de tip B, adică module respinse în producția industrială. Aceste module nu-și pierd caracteristicile de performanță și sunt mult mai ieftine. Unii furnizori oferă module solare pe o placă din fibră de sticlă, ceea ce presupune nivel înalt etanșeitatea elementelor și, în consecință, fiabilitatea.

Nume	Caracteristici	Cost, $
Everbright Solar Cells (Ebay) fără contacte	policristalin, set - 36 buc., 81x150 mm, 1,75 W (0,5 V), 3A, randament (%) - 13 într-un set cu diode și acid pentru lipire în creion	$46.00 8,95 USD transport
Celule solare (nou în SUA)	monocristalin, 156x156 mm, 81x150 mm, 4W (0,5 V), 8A, randament (%) - 16,7-17,9	$7.50
	monocristalin, 153x138 mm, U rece. cursa - 21,6V, I scurt. adjunct - 94 mA, P - 1,53W, randament (%) - 13	$15.50
Celule solare pe o placă din fibră de sticlă	policristalin, 116x116 mm, U rece. cursa - 7.2V, I scurt. adjunct - 275 mA., P - 1.5W, randament (%) - 10	$14.50
		$87.12 Livrare de 9,25 USD
Celule solare (Ebay) fără contacte	policristalin, set - 72 buc., 81x150 mm 1.8W	$56.11 Livrare de 9,25 USD
Celule solare (Ebay) cu contacte	monocristalin, set - 40 buc., 152x152 mm	$87.25 Livrare de 14,99 USD

Dezvoltarea unui proiect de sistem energetic cu heliu

Proiectarea unui viitor sistem solar depinde în mare măsură de metoda de instalare și instalare a acestuia. Panourile solare trebuie instalate în unghi pentru a asigura lumina directă a soarelui în unghi drept. Performanța unui panou solar depinde în mare măsură de intensitatea energiei luminoase, precum și de unghiul de incidență al razelor solare. Amplasarea bateriei solare în raport cu soarele și unghiul de înclinare depind de locația geografică a sistemului de heliu și de perioada anului.

De sus în jos: Panourile solare monocristaline (80 wați fiecare) la dacha sunt instalate aproape vertical (iarna). Panourile solare monocristaline din tara au un unghi mai mic (arcuri Sistem mecanic de control al unghiului bateriei solare).

Sistemele solare industriale sunt adesea echipate cu senzori care asigură mișcarea de rotație a panoului solar în direcția de mișcare a razelor solare, precum și oglinzi concentratoare solare. În sistemele individuale, astfel de elemente complică și măresc semnificativ costul sistemului și, prin urmare, nu sunt utilizate. Poate fi utilizat un sistem mecanic simplu de control al unghiului de înclinare. În timpul iernii, panourile solare ar trebui să fie instalate aproape vertical, acest lucru protejează, de asemenea, panoul de acumularea de zăpadă și înghețarea structurii.

Schema de calcul al unghiului de inclinare al unui panou solar in functie de perioada anului

Panourile solare sunt instalate cu partea însorită clădirilor pentru a furniza cantitatea maximă de energie solară disponibilă în timpul orelor de lumină. În funcție de locația dvs. geografică și de nivelul solstițiului, se calculează unghiul bateriei care este cel mai potrivit pentru locația dvs.

Dacă designul devine mai complex, este posibil să se creeze un sistem de control al unghiului de înclinare a bateriei solare în funcție de perioada anului și unghiul de rotație al panoului în funcție de momentul zilei. Eficiența energetică a unui astfel de sistem va fi mai mare.

Atunci când proiectați un sistem solar care va fi instalat pe acoperișul unei case, este necesar să aflați dacă structura acoperișului poate suporta greutatea necesară. Dezvoltarea independentă a proiectului implică calcularea sarcinii acoperișului ținând cont de greutatea stratului de zăpadă în timpul iernii.

Selectarea unghiului optim de înclinare static pentru un sistem solar de acoperiș de tip monocristalin

Pentru fabricarea panourilor solare, puteți alege diverse materiale în funcție de greutate specifică si alte caracteristici. La alegerea materialelor de construcție, este necesar să se țină cont de temperatura maximă admisă de încălzire a celulei solare, deoarece temperatura unui modul solar care funcționează la putere maximă nu trebuie să depășească 250C. Odată ce temperatura de vârf este depășită, modulul solar își pierde brusc capacitatea de a converti lumina solară în curent electric. Sistemele solare gata făcute pentru uz individual, de regulă, nu necesită răcirea celulelor solare. Fabricarea de tip bricolaj poate implica răcirea sistemului solar sau controlul unghiului panoului solar pentru a asigura temperatura funcțională a modulului, precum și alegerea unui material transparent adecvat care absoarbe radiația IR.

Proiectarea corectă a sistemului solar vă permite să furnizați puterea necesară a bateriei solare, care va fi apropiată de cea nominală. La calcularea unei structuri, trebuie avut în vedere faptul că elementele de același tip dau aceeași solicitare, indiferent de dimensiunea elementelor. Mai mult, puterea actuală a elementelor de dimensiuni mari va fi mai mare, dar bateria va fi și mult mai grea. Pentru fabricarea unui sistem solar, se iau întotdeauna module solare de aceeași dimensiune, deoarece curentul maxim va fi limitat de curentul maxim al elementului mic.

Calculele arată că, în medie, într-o zi senină și însorită, nu se pot obține mai mult de 120 W de putere de la 1 m de panou solar. O astfel de putere nici măcar nu va alimenta un computer. Un sistem de 10 m furnizează mai mult de 1 kW de energie și poate furniza energie electrică pentru funcționarea aparatelor electrocasnice de bază: lămpi, televizor, calculator. Pentru o familie de 3-4 persoane este nevoie de aproximativ 200-300 kW pe lună, deci sistem solar, instalat pe latura de sud, cu o lungime de 20 m, poate satisface integral nevoile energetice ale familiei.

Dacă luăm în considerare datele statistice medii privind alimentarea cu energie a unei clădiri rezidențiale individuale, atunci: consumul zilnic de energie este de 3 kWh, radiația solară din primăvară până în toamnă este de 4 kWh/m pe zi, consumul de putere de vârf este de 3 kW (când este pornit). ). maşină de spălat, frigider, fier de călcat și ceainic electric). Pentru a optimiza consumul de energie pentru iluminatul din interiorul casei, este important să folosiți lămpi AC cu consum redus de energie - LED și fluorescente.

Realizarea unui cadru de baterie solară

Un colț de aluminiu este folosit ca cadru al bateriei solare. La licitația eBay puteți achiziționa rame gata făcute pentru panouri solare. Acoperirea transparentă este selectată după bunul plac, în funcție de caracteristicile necesare unui proiect dat.

Kit cadru panou solar cu sticlă, începând de la 33 USD

Atunci când alegeți un material de protecție transparent, vă puteți concentra și pe următoarele caracteristici ale materialului:

Material	Indicele de refracție	Transmisia luminii, %	Greutate specifică g/cm 3	Dimensiunea foii, mm	Grosimea, mm	Cost, rub./m2
Aer	1,0002926	—	—	—	—	—
Sticlă	1,43-2,17	92-99	3,168	—	—	—
Plexiglas	1,51	92-93	1,19	3040x2040	3	960.00
Policarbonat	1,59	până la 92	0,198	3050 x 2050	2	600.00
Plexiglas	1,491	92	1,19	2050x1500	11	640.00
Sticla minerala	1,52-1,9	98	1,40	—	—	—

Dacă luăm în considerare indicele de refracție al luminii drept criteriu de alegere a unui material. Plexiglasul are cel mai mic indice de refracție, o opțiune mai ieftină pentru materialul transparent este plexiglasul domestic, iar policarbonatul este mai puțin potrivit. Policarbonatul cu un strat anticondens este disponibil pentru vânzare, acest material oferă și un nivel ridicat de protecție termică. Atunci când alegeți materiale transparente bazate pe greutatea specifică și capacitatea de a absorbi spectrul IR, policarbonatul va fi cel mai bun. Cele mai bune materiale transparente pentru panourile solare includ cele cu transmisie ridicată a luminii.

Atunci când faceți o baterie solară, este important să alegeți materiale transparente, care nu transmit spectrul IR și, astfel, reduc încălzirea elementelor din siliciu, care își pierd puterea la temperaturi peste 250C. În industrie, se folosesc ochelari speciale cu un strat de oxid de metal. Sticla ideala pentru panouri solare este considerata a fi un material care transmite intregul spectru cu exceptia domeniului infrarosu.

Diagrama absorbției radiațiilor UV și IR de către diverse ochelari.
O) sticla obisnuita, b) sticlă cu absorbție IR, c) duplex cu sticlă termoabsorbantă și obișnuită.

Absorbția maximă a spectrului IR va fi asigurată de sticlă de protecție silicată cu oxid de fier (Fe 2 O 3), dar are o nuanță verzuie. Spectrul IR este bine absorbit de orice sticlă minerală, cu excepția plexiglasului și plexiglasului aparțin clasei sticlelor organice. Sticla minerală este mai rezistentă la deteriorarea suprafeței, dar este foarte scumpă și nu este disponibilă. Pentru panourile solare se foloseste si sticla speciala antireflex, ultra-transparenta, care transmite pana la 98% din spectru. Această sticlă presupune, de asemenea, absorbția majorității spectrului IR.

Alegerea optimă a caracteristicilor optice și spectrale ale sticlei crește semnificativ eficiența de fotoconversie a panoului solar.

Panou solar în carcasă din plexiglas

Multe ateliere de panouri solare recomandă utilizarea plexiglasului pentru panourile din față și din spate. Acest lucru permite inspecția contactului. Cu toate acestea, o structură de plexiglas cu greu poate fi numită complet etanșată, capabilă să asigure funcționarea neîntreruptă a panoului timp de 20 de ani de funcționare.

Instalarea carcasei bateriei solare

Clasa de master arată cum se face un panou solar din 36 de celule solare policristaline cu dimensiunile 81x150 mm. Pe baza acestor dimensiuni, puteți calcula dimensiunea viitoarei baterii solare. Când se calculează dimensiunile, este important să se facă o distanță mică între elemente, care va ține cont de modificarea dimensiunii bazei sub influența atmosferică, adică ar trebui să existe 3-5 mm între elemente. Dimensiunea rezultată a piesei de prelucrat ar trebui să fie de 835x690 mm, cu o lățime de colț de 35 mm.

	Un panou solar de casă realizat folosind un profil de aluminiu este cel mai asemănător cu un panou solar fabricat din fabrică. Acest lucru asigură un grad ridicat de etanșeitate și rezistență structurală.
	Pentru fabricație se ia un colț din aluminiu și se realizează semifabricate de cadru de 835x690 mm. Pentru a permite fixarea feroneriei, trebuie făcute găuri în cadru.
	Sigilantul siliconic este aplicat de două ori pe interiorul colțului.
	Asigurați-vă că nu există spații goale. Etanșeitatea și durabilitatea bateriei depind de calitatea aplicării sigilantului.
	Apoi, în cadru este plasată o foaie transparentă din materialul selectat: policarbonat, plexiglas, plexiglas, sticlă antireflex. Este important să lăsați siliconul să se usuce în aer liber, altfel vaporii vor crea o peliculă pe elemente.
	Sticla trebuie presată și fixată cu grijă.
	Pentru fixare sigură sticla de protectie veți avea nevoie de hardware. Trebuie să fixați cele 4 colțuri ale cadrului și să plasați două feronerie în jurul perimetrului pe partea lungă a cadrului și o feronerie pe partea scurtă.
	Feroneria se fixează cu șuruburi.

	Șuruburile se strâng bine folosind o șurubelniță.
	Rama bateriei solare este gata. Înainte de atașarea celulelor solare, este necesar să curățați geamul de praf.

Alegerea și lipirea celulelor solare

În prezent, licitația eBay oferă o gamă largă de produse pentru a realiza singur panouri solare.

Setul de celule solare include un set de 36 de celule de siliciu policristalin, cabluri de celule și bare colectoare, diode Schottke și un stilou cu acid de lipit.

Întrucât o baterie solară de bricolaj este de aproape 4 ori mai ieftină decât una gata făcută, să o faci singur reprezintă o economie semnificativă de costuri. Puteți cumpăra celule solare de pe eBay care au defecte, dar acestea nu își pierd funcționalitatea, astfel încât costul unui panou solar poate fi redus semnificativ dacă puteți dona suplimentar aspect baterii.

Fotocelulele deteriorate nu își pierd funcționalitatea

Pentru prima dvs. experiență, este mai bine să cumpărați kituri pentru fabricarea de panouri solare, sunt disponibile pentru vânzare celule solare cu conductori lipiți. Lipirea contactelor este un proces destul de complex, a cărui complexitate este agravată de fragilitatea celulelor solare.

Dacă ați achiziționat elemente din silicon fără conductori, trebuie mai întâi să lipiți contactele.

	Așa arată o celulă de siliciu policristalin fără conductori.
	Conductoarele sunt tăiate folosind un semifabricat de carton.
	Este necesar să se așeze cu grijă conductorul pe fotocelula.
	Aplicați acid de lipit și lipiți pe zona de lipit. Pentru comoditate, conductorul este fixat pe o parte cu un obiect greu.
	În această poziție, este necesar să lipiți cu atenție conductorul la fotocelula. În timpul lipirii, nu apăsați pe cristal deoarece este foarte fragil.

Lipirea elementelor este o muncă destul de minuțioasă. Dacă nu puteți obține o conexiune normală, trebuie să repetați lucrul. Conform standardelor, acoperirea cu argint pe un conductor trebuie să reziste la 3 cicluri de lipire în condiții termice acceptabile, dar în practică te confrunți cu faptul că învelișul este distrus. Distrugerea placajului cu argint are loc din cauza folosirii fiarelor de lipit cu putere nereglementată (65W), acest lucru poate fi evitat dacă reduceți puterea în felul următor - trebuie să porniți o priză cu un bec de 100 W în serie cu lipirea. fier. Puterea nominală a unui fier de lipit nereglementat este prea mare pentru lipirea contactelor din silicon.

Chiar dacă vânzătorii de conductori susțin că există lipire pe conector, este mai bine să o aplicați suplimentar. Când lipiți, încercați să manipulați cu atenție elementele cu o forță minimă; Nu stivuiți elementele într-o stivă; greutatea poate cauza crăparea elementelor inferioare.

Asamblarea și lipirea unei baterii solare

La prima auto-asamblare Este mai bine să folosiți un substrat de marcare pentru bateria solară, care va ajuta la poziționarea elementelor exact la o anumită distanță unele de altele (5 mm).

Substrat de marcare pentru celulele bateriei solare

Baza este realizată dintr-o foaie de placaj cu marcaje de colț. După lipire, o bucată de bandă de montare este atașată la fiecare element pe partea din spate, doar apăsați panoul din spate pe bandă și toate elementele sunt transferate.

Banda de montare utilizată pentru montarea pe spatele celulei solare

Cu acest tip de fixare, elementele în sine nu sunt sigilate suplimentar, se pot extinde liber sub influența temperaturii, acest lucru nu va deteriora bateria solară și nici nu va rupe contactele și elementele. Numai părțile de legătură ale structurii pot fi sigilate. Acest tip de prindere este mai potrivit pentru prototipuri, dar cu greu poate garanta funcționarea pe termen lung în teren.

Planul de asamblare secvențială a bateriei arată astfel:

	Așezați elementele pe o suprafață de sticlă. Trebuie să existe o distanță între elemente, care să permită modificări libere ale dimensiunii fără a deteriora structura. Elementele trebuie presate cu greutăți.
	Efectuăm lipirea conform schemei electrice de mai jos. Căile „pozitive” de transport de curent sunt situate pe partea din față a elementelor, cele „negative” - pe partea din spate. Înainte de lipire, trebuie să aplicați flux și lipire, apoi lipiți cu grijă contactele de argint.
	Toate celulele solare sunt conectate folosind acest principiu.
	Contactele elementelor exterioare sunt scoase la magistrală, respectiv, la „plus” și, respectiv, „minus”. Autobuzul folosește conductorul de argint mai larg găsit în kitul Solar Cells. De asemenea, vă recomandăm să eliminați punctul „de mijloc” cu ajutorul acestuia, sunt instalate două diode de șunt.
	Terminalul este de asemenea instalat cu exterior rame
	Așa arată diagrama elementelor de legătură fără un punct de mijloc afișat.
	Așa arată borna cu punctul „de mijloc” afișat. Punctul „de mijloc” vă permite să instalați o diodă shunt pe fiecare jumătate a bateriei, ceea ce va împiedica descărcarea bateriei atunci când lumina scade sau o jumătate se întunecă.
	Fotografia prezintă o diodă de bypass pe ieșirea „pozitivă”, rezistă la descărcarea bateriilor prin baterie pe timp de noapte și la descărcarea altor baterii în timpul întunericului parțial. Cel mai adesea, diodele Schottke sunt folosite ca diode shunt. Ele asigură o pierdere mai mică în puterea totală a circuitului electric. Poate fi folosit ca fire transportoare de curent cablu difuzorîn izolație din silicon. Pentru izolare, puteți folosi tuburi de sub picurare. Toate firele trebuie fixate ferm cu silicon.
	Elementele pot fi conectate în serie (vezi foto), și nu printr-o magistrală comună, apoi rândurile 2 și 4 trebuie rotite cu 1800 față de rândul 1.

Principalele probleme în asamblarea unui panou solar sunt legate de calitatea lipirii contactelor, așa că experții sugerează testarea lui înainte de a sigila panoul.

Testarea panoului înainte de etanșare, tensiune de rețea 14 volți, putere de vârf 65 W

Testarea se poate face după lipirea fiecărui grup de elemente. Dacă acordați atenție fotografiilor din clasa de master, atunci partea mesei de sub elementele solare este tăiată. Acest lucru se face în mod intenționat pentru a determina funcționalitatea reteaua electrica după lipirea contactelor.

Sigilarea panoului solar

Etanșarea panourilor solare cu autoproducție- Aceasta este cea mai controversată problemă în rândul experților. Pe de o parte, panourile de etanșare sunt necesare pentru a crește durabilitatea, este întotdeauna utilizat în producția industrială. Pentru etanșare, experții străini recomandă utilizarea compusului epoxidic „Sylgard 184”, care conferă o suprafață transparentă polimerizată foarte elastică. Costul „Sylgard 184” pe eBay este de aproximativ 40 USD.

Etanșant cu un grad ridicat de elasticitate „Sylgard 184”

Pe de altă parte, dacă nu doriți să suportați costuri suplimentare, este foarte posibil să utilizați sigilant siliconic. Cu toate acestea, în acest caz, nu trebuie să umpleți complet elementele pentru a evita posibila deteriorare a acestora în timpul funcționării. În acest caz, elementele pot fi atașate de panoul din spate folosind silicon și doar marginile structurii pot fi sigilate. Este dificil de spus cât de eficientă este o astfel de etanșare, dar nu recomandăm utilizarea masticurilor de hidroizolație nerecomandate, probabilitatea de rupere a contactelor și a elementelor este foarte mare.

	Înainte de a începe etanșarea, este necesar să pregătiți amestecul Sylgard 184.
	În primul rând, îmbinările elementelor sunt umplute. Amestecul trebuie să se stabilească pentru a fixa elementele pe sticlă.
	După fixarea elementelor, se realizează un strat continuu de polimerizare de etanșant elastic, acesta poate fi distribuit cu ajutorul unei pensule.
	Așa arată suprafața după aplicarea sigilantului. Stratul de etanșare trebuie să se usuce. După uscare completă, puteți acoperi panoul solar cu panoul din spate.
	Așa arată partea frontală a unui panou solar de casă după etanșare.

Schema alimentării casei

Sistemele de alimentare cu energie electrică pentru locuințe care folosesc panouri solare sunt de obicei numite sisteme fotovoltaice, adică sisteme care generează energie folosind efectul fotoelectric. Pentru clădirile rezidențiale individuale sunt luate în considerare trei sisteme fotovoltaice: sistem autonom alimentare cu energie, sistem fotovoltaic hibrid baterie-rețea, sistem fotovoltaic fără baterie conectat la sistemul central de alimentare cu energie.

Fiecare dintre sisteme are propriul său scop și avantaje, dar cel mai adesea în cladiri rezidentiale se folosesc sisteme fotovoltaice cu baterii de rezervă și racordare la o rețea electrică centralizată. Rețeaua electrică este alimentată cu panouri solare, în întuneric din baterii, iar când acestea sunt descărcate - din rețeaua centrală de energie. În zonele îndepărtate unde nu există o rețea centrală, generatoarele de combustibil lichid sunt folosite ca sursă de rezervă de alimentare cu energie.

O alternativă mai economică la un sistem hibrid de alimentare cu rețea de baterii ar fi un sistem solar fără baterie conectat la rețeaua centrală. Electricitatea este furnizată din panouri solare, iar noaptea rețeaua este alimentată de la rețeaua centrală. O astfel de rețea este mai aplicabilă pentru instituții, deoarece în clădirile rezidențiale cea mai mare parte a energiei este consumată seara.

Diagrame a trei tipuri de sisteme fotovoltaice

Să ne uităm la o instalație tipică de sistem fotovoltaic cu rețea de baterii. Panourile solare, care sunt conectate printr-o cutie de joncțiune, acționează ca un generator de electricitate. În continuare, în rețea este instalat un regulator de încărcare solară pentru a evita scurtcircuitele în timpul sarcinii de vârf. Energia electrică se acumulează în bateriile de rezervă și este, de asemenea, furnizată consumatorilor prin intermediul unui invertor: iluminat, aparate electrocasnice, aragaz electric si eventual folosit pentru incalzirea apei. Pentru a instala un sistem de încălzire, este mai eficient să folosiți colectoare solare, care aparțin tehnologiei solare alternative.

Sistem fotovoltaic hibrid baterie-rețea cu curent alternativ

Există două tipuri de rețele electrice utilizate în sistemele fotovoltaice: DC și AC. Utilizarea unei rețele de curent alternativ vă permite să plasați consumatorii electrici la o distanță care depășește 10-15 m, precum și să asigurați o sarcină de rețea nelimitată condiționat.

Pentru o clădire rezidențială privată, se folosesc de obicei următoarele componente ale unui sistem fotovoltaic:

puterea totală a panourilor solare ar trebui să fie de 1000 W, acestea vor asigura o generație de aproximativ 5 kWh;
baterii cu o capacitate totală de 800 A/h la o tensiune de 12 V;
invertorul trebuie să aibă o putere nominală de 3 kW cu o sarcină de vârf de până la 6 kW, tensiune de intrare 24-48 V;
regulator de descărcare solară 40-50 A la o tensiune de 24 V;
sursă alimentare neîntreruptibilă pentru a furniza o încărcare pe termen scurt cu un curent de până la 150 A.

Astfel, pentru un sistem de alimentare cu energie fotovoltaică veți avea nevoie de 15 panouri cu 36 de elemente, un exemplu al cărui asamblare este dat în master class. Fiecare panou oferă o putere totală de 65 de wați. Bateriile solare bazate pe monocristale vor fi mai puternice. De exemplu, un panou solar de 40 de monocristale are o putere de vârf de 160 W, dar astfel de panouri sunt sensibile la vremea înnorată. În acest caz, panourile solare bazate pe module policristaline sunt optime pentru utilizare în partea de nord a Rusiei.