Com fer una bateria solar tu mateix: instruccions pas a pas

Bateria solar de bricolatge a partir de mitjans i materials improvisats a casa

Malgrat que vivim en un món modern i en ràpid desenvolupament, la compra i instal·lació de plaques solars segueix sent la part de la gent rica. El cost d'un panell, que només produirà 100 watts, varia de 6 a 8 mil rubles.Això sense comptar amb el fet que caldrà comprar condensadors, bateries, un controlador de càrrega, un inversor de xarxa, un convertidor i altres coses per separat. Però si no teniu molts fons, però voleu canviar a una font d'energia respectuosa amb el medi ambient, tenim alguna cosa per a vosaltres. bones notícies: panells solars es pot recollir a casa. I si seguiu totes les recomanacions, la seva eficiència no serà pitjor que la de la versió muntada comercialment. En aquesta part, veurem el muntatge pas a pas

També pararem atenció als materials a partir dels quals es poden muntar plaques solars.

De díodes

Aquest és un dels materials més pressupostaris. Si aneu a fer una bateria solar per a casa vostra amb díodes, recordeu que amb l'ajuda d'aquests components només es munten plaques solars petites que poden alimentar qualsevol aparell menor. Els díodes D223B són els més adequats. Són díodes d'estil soviètic, que són bons perquè tenen una caixa de vidre, per la seva mida tenen una gran densitat de muntatge i tenen un bon preu.

Després preparem la superfície per a la futura col·locació dels díodes. Pot ser un tauler de fusta o qualsevol altra superfície. Cal fer-hi forats en tota la seva zona, entre els forats caldrà observar una distància de 2 a 4 mm.

Després agafem els nostres díodes i els inserim amb cues d'alumini en aquests forats. Després d'això, les cues s'han de doblegar entre si i soldar-les perquè quan rebin energia solar, distribueixin l'electricitat en un "sistema".

La nostra primitiva cèl·lula solar de díode de vidre està preparada.A la sortida, pot proporcionar energia d'un parell de volts, que és un bon indicador per a un muntatge artesanal.

De transistors

Aquesta opció ja serà més seriosa que la del díode, però no deixa de ser un exemple de muntatge manual dur.

Per fer una bateria solar a partir de transistors, primer necessitareu els mateixos transistors. Afortunadament, es poden comprar a gairebé qualsevol mercat o a les botigues d'electrònica.

Després de la compra, haureu de tallar la coberta del transistor. Sota la tapa s'amaga l'element més important i necessari per a nosaltres: un cristall semiconductor.

A continuació, preparem el marc de la nostra bateria solar. Podeu utilitzar tant fusta com plàstic. El plàstic seria millor. Hi fem forats per a les sortides dels transistors.

A continuació, els inserim al marc i els soldem entre ells, observant les normes d'"entrada-sortida".

A la sortida, aquesta bateria pot proporcionar prou energia per dur a terme el treball, per exemple, una calculadora o una bombeta de díode petita. Un cop més, aquest panell solar es munta per diversió i no representa un element seriós de "font d'alimentació".

De llaunes d'alumini

Aquesta opció ja és més seriosa que les dues primeres. Aquesta és també una manera increïblement barata i eficient d'aconseguir energia. L'únic és que a la sortida serà molt més que en les variants de díodes i transistors, i no serà elèctric, sinó tèrmic. Tot el que necessiteu és un gran nombre de llaunes d'alumini i un estoig. El cos de fusta funciona bé. En aquest cas, la part davantera s'ha de cobrir amb plexiglàs. Sense ell, la bateria no funcionarà amb eficàcia.

A continuació, amb eines, es fan tres forats al fons de cada pot.A la part superior, al seu torn, es fa un tall en forma d'estrella. Els extrems lliures es dobleguen cap a l'exterior, cosa que és necessària per tal que es produeixi una millor turbulència de l'aire escalfat.

Després d'aquestes manipulacions, els bancs es dobleguen en línies longitudinals (tubes) al cos de la nostra bateria.

A continuació, es col·loca una capa d'aïllament (llana mineral) entre les canonades i les parets/paret posterior. A continuació, el col·lector es tanca amb policarbonat cel·lular transparent.

Quines cèl·lules fotovoltaiques són més adequades per a un panell solar i on les puc trobar

Els panells solars casolans sempre estaran un pas per darrere dels seus homòlegs de fàbrica, i per diversos motius. En primer lloc, fabricants coneguts seleccionen acuradament les fotocèl·lules, eliminant les cèl·lules amb paràmetres inestables o reduïts. En segon lloc, a la fabricació de bateries solars, s'utilitza un vidre especial amb una transmissió de la llum més gran i una reflectivitat reduïda; és gairebé impossible trobar-ho a la venda. I en tercer lloc, abans de procedir a la producció en sèrie, tots els paràmetres dels dissenys industrials es posen a prova mitjançant models matemàtics. Com a resultat, es minimitza l'efecte de l'escalfament de les cèl·lules sobre l'eficiència de la bateria, es millora el sistema d'eliminació de calor, es troba la secció transversal òptima de les barres de connexió, s'estudien maneres de reduir la taxa de degradació de les fotocel·lules, etc. impossible resoldre aquests problemes sense un laboratori equipat i les qualificacions adequades.

casolana de baix cost plaques solars permet construir una instal·lació, que us permet abandonar completament els serveis de les empreses energètiques

No obstant això, els panells solars de bricolatge mostren bons resultats de rendiment i no estan tan lluny dels homòlegs industrials. Pel que fa al preu, aquí tenim un guany de més de dues vegades, és a dir, amb el mateix cost, els productes casolans donaran el doble d'electricitat.

Tenint en compte tot l'anterior, sorgeix una imatge de quines cèl·lules solars són adequades per a les nostres condicions. Els de pel·lícula desapareixen per falta de venda, i els amorfs per una vida útil curta i una baixa eficiència. Queden cèl·lules de silici cristal·lí. He de dir que en el primer dispositiu casolà és millor utilitzar "policristalls" més barats. I només després d'executar la tecnologia i haver "omplert la mà", hauríeu de canviar a cèl·lules de cristall únic.

Les cèl·lules fotovoltaiques barates són adequades per funcionar en tecnologies, així com dispositius d'alta qualitat, es poden comprar a les sales de comerç estrangers

Pel que fa a la qüestió d'on aconseguir cèl·lules solars barates, es poden trobar a plataformes de comerç exterior com Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon, etc. Allà es venen tant en forma de fotocèl·lules individuals de diferents mides i rendiment, com Kits preparats per muntar plaques solars de qualsevol potència.

És possible substituir les plaques fotovoltaiques per una altra cosa?

És rar que un mestre de casa no tingui una caixa de tresor amb components de ràdio antics. Però els díodes i transistors dels antics receptors i televisors segueixen sent els mateixos semiconductors amb unions p-n, que, quan s'il·luminen per la llum solar, generen corrent. Aprofitant aquestes propietats i connectant diversos dispositius semiconductors, podeu fer una bateria solar real.

Per a la fabricació d'una bateria solar de baixa potència, podeu utilitzar l'antic element base dels dispositius semiconductors

El lector atent es preguntarà immediatament quina és la captura. Per què pagar per cèl·lules mono o policristalines de fàbrica, si podeu utilitzar el que hi ha literalment sota els vostres peus. Com sempre, el diable està en els detalls. El fet és que els transistors de germani més potents permeten obtenir una tensió de no més de 0,2 V al sol brillant a una intensitat de corrent mesurada en microamperes. Per aconseguir els paràmetres que produeix una fotocèl·lula plana de silici, necessitareu diverses desenes o fins i tot centenars de semiconductors. Una bateria feta amb components de ràdio antics només és bona per carregar una llanterna LED de càmping o una bateria petita de telèfon mòbil. Per a la implementació de projectes més grans, les cèl·lules solars adquirides són indispensables.

Treball independent

com fer una bateria solar

Vull dir-ho de seguida: no espereu que pugueu construir vosaltres mateixos un dispositiu que cobreixi completament totes les despeses de la casa i proporcioni electricitat a l'edifici de 220 volts. Les dimensions d'aquesta instal·lació serien enormes, perquè una placa genera un corrent elèctric amb una tensió de només 0,5 V. L'òptim per als productes casolans és una tensió nominal de 18 volts. Ens centrarem en aquest indicador a l'hora de calcular el nombre de fotocèl·lules necessàries per a la bateria.

Per a una millor fixació, posem els costats a la cola i els cargol amb cargols autorroscants. Per facilitar la soldadura dels blocs, dividim la caixa en dues parts mitjançant una barra fixada al centre de la caixa.

Què cal tenir en compte a l'hora d'escollir fotocèl·lules?

Per a la fabricació d'aquestes cèl·lules solars, hi ha dos tipus de cèl·lules solars: de silici policristalí i monocristal·lí. Tanmateix, en muntar-los a casa amb les vostres pròpies mans, heu de saber que l'eficiència del primer disseny és superior a la del segon: un 17,5% enfront del 15%.

Això us permetrà entendre quant necessiteu per comprar cèl·lules solars i quant espai necessiteu per instal·lar les bateries. També és important l'angle del panell, que hauria d'estar al costat més assolellat de la casa.

És important que l'angle d'inclinació es pugui canviar perquè els panells improvisats s'utilitzin de manera més eficient.

Les fotocèl·lules es connecten mitjançant conductors soldats a elles tant en sèrie com en paral·lel, la qual cosa augmenta la intensitat de la tensió i del corrent, i també permet obtenir energia encara que un dels seus elements estigui danyat.

En els panells solars, a més dels conductors, hi ha semiconductors que els protegeixen del sobreescalfament: díodes. De fet, a les fosques, el disseny absorbeix activament l'energia acumulada a causa de la bateria, que és una bateria de plom convencional.

Energia solar en benefici de les persones

Els portadors d'energia d'hidrocarburs s'atreveixen a esgotar-se, i el seu ús no sempre es produeix en processos tecnològics nets. Per tant, observem una contaminació constant del medi on viuen les persones.

L'ús de fonts alternatives d'energia elèctrica salvarà el medi ambient per a les generacions futures. L'ús de l'energia solar té una sèrie d'avantatges:

• potencial inesgotable. La lluminària és capaç de satisfer les necessitats d'una persona en qualsevol quantitat d'energia neta que necessiti;
• energia de silenci.La transformació de la llum solar en energia elèctrica té lloc en un silenci total. Aquest és un factor important que distingeix aquest procés d'altres mètodes d'obtenció d'energia elèctrica;
• llum lliure. Els raigs del sol penetren arreu i escalfen tots els habitants de forma gratuïta. Un cop s'ha invertit diners en la compra de plaques solars, es pot garantir al propietari el funcionament del mòdul durant vint anys.

Per què la gent comença a pensar en les energies alternatives?

Perquè volen tenir una font d'alimentació de recanvi.

Abans de començar a construir una bateria solar amb les vostres pròpies mans a casa, heu de definir clarament per a què es fa el treball. Si es fa per estalviar diners, heu d'entendre que la recuperació d'una construcció feta per vosaltres mateixos amb mitjans improvisats depèn del cost dels materials utilitzats. D'altra banda, l'estalvi en consumibles comporta una disminució de la vida útil. Per tant, cal buscar el "mitjà daurat".

En l'opció més pressupostària, necessitareu:

• cantonada d'alumini;
• vidre;
• fotocèl·lules i conductors;
• díodes i material de marc;
• segellador;
• multímetre;
• soldador;
• llauna;
• flux;
• pneumàtics per soldar;
• segellador
• cargols;
• pintura i trena per a aïllament de cables.

Dispositiu

Al nucli dispositius de bateries solars rau el fenomen de l'efecte fotoelèctric, descobert al segle XX per A. Einstein. Va resultar que en algunes substàncies, sota l'acció de la llum solar o d'altres substàncies, es desprenen partícules carregades. Aquest descobriment va portar l'any 1953 a la creació del primer mòdul solar.

El material per a la fabricació d'elements són semiconductors: plaques combinades de dos materials amb conductivitat diferent.Molt sovint, per a la seva fabricació s'utilitza silici policristalí o monocristal·lí amb diversos additius.

Sota la influència de la llum solar, apareix un excés d'electrons en una capa i la seva deficiència en l'altra. Els electrons "extra" entren a la zona amb la seva manca, aquest procés s'anomena transició p-n.

La cèl·lula solar consta de dues capes semiconductors amb conductivitat diferent

Entre els materials que formen un excés i una escassetat d'electrons, es col·loca una capa barrera que impedeix la transició. Això és necessari perquè el corrent es produeixi només quan hi ha una font de consum d'energia.

Els fotons de llum que toquen la superfície eliminan els electrons i els subministren l'energia necessària per superar la capa barrera. Els electrons negatius passen del conductor p al conductor n, i els electrons positius fan el camí contrari.

A causa de la diferent conductivitat dels materials semiconductors, és possible crear un moviment dirigit d'electrons. Així, es genera un corrent elèctric.

Els elements estan connectats en sèrie entre si, formant un panell d'una àrea més gran o més petita, que s'anomena bateria. Aquestes bateries es poden connectar directament a la font de consum. Però com que l'activitat solar canvia durant el dia i s'atura completament a la nit, s'utilitzen bateries que acumulen energia durant l'absència de llum solar.

Un component necessari en aquest cas és el controlador. Serveix per controlar la càrrega de la bateria i apaga la bateria quan està completament carregada.

El corrent generat per la bateria solar és constant, per utilitzar-lo s'ha de convertir en corrent altern. Per a això serveix un inversor.

Com que tots els aparells elèctrics que consumeixen energia estan dissenyats per a una determinada tensió, cal un estabilitzador al sistema per proporcionar els valors desitjats.

S'instal·len dispositius addicionals entre el mòdul solar i el consumidor

Només si tots aquests components estan presents, és possible obtenir un sistema funcional que subministra energia als consumidors i no amenaci amb desactivar-los.

Disseny del sistema i selecció del lloc

El disseny del sistema solar inclou càlculs de la mida requerida de la placa solar. Com s'ha esmentat anteriorment, la mida de la bateria sol estar limitada per cèl·lules fotovoltaiques cares.

La cèl·lula solar s'ha d'instal·lar a un angle determinat, la qual cosa garantiria la màxima exposició de les hòsties de silici a la llum solar. La millor opció són les bateries que poden canviar l'angle d'inclinació.

El lloc d'instal·lació de plaques solars pot ser el més divers: a terra, a inclinat o pla el terrat de la casa, als terrats dels safareigs.

L'única condició és que la bateria s'ha de col·locar al costat assolellat de la parcel·la o casa, no ombrejada per l'alta copa d'arbres. En aquest cas, l'angle òptim d'inclinació s'ha de calcular mitjançant la fórmula o amb una calculadora especialitzada.

L'angle d'inclinació dependrà de la ubicació de la casa, l'estació i el clima. És desitjable que la bateria tingui la capacitat de canviar l'angle d'inclinació després dels canvis estacionals de l'alçada del sol, perquè. funcionen amb més eficàcia quan els raigs del sol cauen estrictament perpendiculars a la superfície.

Per a la part europea dels països de la CEI, l'angle d'inclinació estacionari recomanat és de 50 - 60 º.Si el disseny preveu un dispositiu per canviar l'angle d'inclinació, a l'hivern és millor col·locar les bateries a 70 º de l'horitzó, a l'estiu en un angle de 30 º

Els càlculs mostren que 1 metre quadrat del sistema solar permet obtenir 120 watts. Per tant, mitjançant càlculs, es pot establir que per tal de dotar una família mitjana d'electricitat per un import de 300 kW al mes, es requereix un sistema solar d'almenys 20 metres quadrats.

Serà problemàtic instal·lar immediatament aquest sistema solar. Però fins i tot instal·lar una bateria de 5 metres ajudarà a estalviar energia i contribuirà modestament a l'ecologia del nostre planeta. També us recomanem que us familiaritzeu amb el principi de càlcul del nombre necessari de plaques solars.

La bateria solar es pot utilitzar com a font d'energia de reserva en cas de tancament freqüent de la font d'alimentació centralitzada. Per a la commutació automàtica, és necessari proporcionar un sistema d'alimentació ininterrompuda.

Aquest sistema és convenient perquè quan s'utilitza una font d'electricitat tradicional, l'acumulador del sistema solar es carrega simultàniament. L'equip que serveix la bateria solar es troba a l'interior de la casa, per la qual cosa cal disposar d'una habitació especial per a aquesta.

Quan col·loqueu les bateries en un terrat inclinat de la casa, no us oblideu de l'angle del panell, ideal quan la bateria té un dispositiu per canviar l'angle de la temporada.

Instal·lació i connexió de la bateria solar als consumidors

Per una sèrie de raons panell solar casolà és un dispositiu bastant fràgil, per tant, requereix la disposició d'un marc de suport fiable.L'opció ideal seria un disseny que us permeti orientar la font d'electricitat gratuïta en els dos plans, però la complexitat d'aquest sistema és sovint un argument fort a favor d'un sistema inclinat simple. És un marc mòbil que es pot ajustar a qualsevol angle de la lluminària. A continuació es presenta una de les opcions per a un marc enderrocat d'una barra de fusta. Podeu utilitzar cantonades metàl·liques, canonades, pneumàtics, etc. per a la seva fabricació, tot el que teniu a mà.

Dibuix del marc del panell solar

Per connectar el panell solar a les bateries, necessiteu un controlador de càrrega. Aquest dispositiu controlarà el grau de càrrega i descàrrega de les bateries, controlarà la sortida de corrent i canviarà a la xarxa elèctrica en cas de caiguda de tensió important. El dispositiu de la potència requerida i la funcionalitat requerida es pot comprar als mateixos punts de venda on es venen fotocèl·lules. Pel que fa a la font d'alimentació dels consumidors domèstics, això requerirà transformar la tensió de baixa tensió a 220 V. Un altre dispositiu, l'inversor, ho fa amb èxit. He de dir que la indústria nacional produeix dispositius fiables amb bones característiques de rendiment, de manera que el convertidor es pot comprar al moment; en aquest cas, una garantia "real" serà un avantatge.

Una bateria solar no serà suficient per a una font d'alimentació completa a casa: també necessitareu bateries, un controlador de càrrega i un inversor.

Tot sobre el muntatge de cèl·lules solars

Quan acabeu el marc, comenceu a muntar les fotocèl·lules.Per als principiants, s'aconsella començar creant una bateria petita, deixant alguns panells per substituir en cas de dany. durant la soldadura. Aquestes parts formen 4 files (12 elements cadascuna).

La potència total màxima hauria de ser d'uns 85 watts:

• si s'utilitzen moltes cel·les per a la bateria, al principi s'han d'ordenar pel nombre de volts produïts. En cas contrari, l'element amb menys volts serà la resistència;
• els elements es col·loquen al marc amb el revers, és a dir. per la superfície frontal. A continuació, prepareu un soldador, flux, alcohol, hisops de cotó;
• després procediu a la soldadura. El procés de soldadura es realitza amb cura, ja que amb una força forta els elements es poden danyar. els conductors de connexió d'un element es col·loquen de manera que travessen els punts de soldadura del revers de l'altre element;
• en la següent etapa, passen a soldar un pneumàtic de dos mil·límetres a les cèl·lules solars: el procés és senzill, però força rutinari. La mida del pneumàtic es determina en funció de l'amplada dels dos elements i la distància entre ells (0,5-1 cm). Tots els altres pneumàtics es mesuren segons la longitud del primer.
• Ara, després d'haver humit un cotó amb alcohol, desgreixeu els llocs on es soldarà el pneumàtic. A continuació, aquests llocs es dibuixen amb un llapis, que no és necessari per a un pneumàtic que ja està enllaunat. A continuació, el pneumàtic es solda amb cura amb un soldador. No cal afegir soldadura: hi ha prou soldadura al bus per a una soldadura d'alta qualitat.
• El més important és que no hi ha sortints que, quan es col·loquen sobre el vidre, puguin danyar els elements. Els punts de soldadura es tornen a netejar amb un cotó humitejat amb alcohol per eliminar les restes de la soldadura. Així, tots els elements estan soldats;
• quan tots els pneumàtics estan soldats, soldem la part posterior dels panells: desengreixeu el lloc de la futura soldadura, apliqueu flux, soldeu, elimineu els residus de soldadura. Perquè la connexió sigui en sèrie, el primer bus (al primer element de la primera cinta) ha de sortir de sota, al segon - estar a dalt, al tercer - tornar a sortir per sota, etc.;
• quan tots els elements estan soldats (muntats en cintes), es procedeix a desgreixar el vidre, sobre el qual després es col·loquen, sense oblidar de deixar una distància de 0,5 a 1 cm entre files;
• quan totes les fotocèl·lules estan soldades, és el torn d'enganxar-les al marc, per la qual cosa s'aplica una gota de segellador de silicona al revers de cadascun dels elements, que garantirà un encolat fiable. Després d'unir els elements al vidre, comproven el corrent, així com els panells de sobreescalfament. Si n'hi ha, és millor substituir-los;
• un cop acabat el treball, és obligatori embolicar-los amb un enrotllament per a un cable de coure, que els connectarà. Podeu enganxar-lo amb el mateix segellador;
• queda una mica abans d'acabar el treball, per segellar els elements, per als quals es cobreixen amb silicona. N'hi ha prou amb dues llaunes de 300 mil·lilitres. La dificultat per a molts sorgeix amb la seva distribució uniforme, ja que la silicona és bastant gruixuda. Després de l'aplicació, ha de passar almenys 8 hores;
• es recomana provar el panell solar abans de segellar per assegurar-se que la soldadura és d'alta qualitat. Si les possibilitats financeres ho permeten, es poden utilitzar compostos en lloc de segellador barat. Primer, fixant el sistema al llarg de les vores i després al mig. Ompliu l'espai entre les "cintes" de les fotocèl·lules. Afegint laca acrílica al segellador, cobreixi la part posterior amb la barreja.
• També és adequada la pel·lícula 751, destinada a enganxar aplicacions a màquines publicitàries). Cal col·locar la pel·lícula de manera uniforme, perquè. no es pot canviar res més endavant. Si no es troba plana, la pel·lícula no s'ha d'arrencar, perquè. les fotocèl·lules estan trencades. Amb molta cura, eliminant gradualment la capa de la pel·lícula, s'alinea des del centre fins a les vores, pressionant lleugerament;
• les plaques s'uneixen al marc amb cargols situats als rails.

Aquest disseny en temps assolellat serà capaç de produir 70-85 watts per hora.

Farciment amb silicona

Això es pot considerar acabat muntatge a casa bateria solar. Amb l'arribada d'aquesta a la casa, s'obté una energia respectuosa amb el medi ambient, que redueix el consum d'energia de fonts tradicionals que tenen un efecte negatiu sobre el medi ambient i són perjudicials per a la salut.

Vídeo: Com fer un panell solar a casa

Com utilitzar paper d'alumini

El paper d'alumini també es pot utilitzar per crear una font d'energia, però, proporcionarà poca energia. És adequat un paper d'alumini normal de 45 cm quadrats, que s'ha de rentar amb aigua i sabó per eliminar qualsevol greix. Aquí teniu una guia pas a pas:

1. Amb la pell, eliminem qualsevol tipus de corrosió.
2. Posem una làmina de paper d'alumini a una estufa elèctrica amb una potència d'1,1 kW i escalfem fins que hi apareguin taques de color vermell ataronjat. Si s'escalfa més, les taques es tornaran negres, cosa que indicarà la formació d'òxid de coure.
3. Continuem escalfant 30 minuts més perquè la pel·lícula d'òxid esdevingui el gruix desitjat. Apagueu el cremador i deixeu que el full es refredi. Refredant-se lentament, l'òxid comença a allunyar-se. Sota aigua corrent, eliminem l'òxid restant sense doblegar ni danyar la làmina i una fina capa d'òxid.
4. De nou, talleu el mateix tros de paper d'alumini, de la mida del primer.
5. Agafem una ampolla de plàstic, tallem el coll i hi posem les dues peces, subjectant-les amb pinces. S'han de col·locar de manera que no es connectin. A la peça que hem escalfat, dibuixem un terminal negatiu i al segon un de positiu.

Aboqueu la solució salina a l'ampolla de manera que quedin aproximadament 2,5 cm fins a la vora dels elèctrodes.

Diagrama de panells solars de làmina

La bateria per regalar està a punt.

Per descomptat, aquest dispositiu casolà no és suficient per proporcionar una llar, però es pot utilitzar per recarregar petits aparells elèctrics o com a font d'alimentació de ràdio.

Bateria solar: com funciona

Després que Einstein descrigués l'efecte fotoelèctric, es va revelar al món tota la simplicitat d'un fenomen físic aparentment complex. Es basa en una substància els àtoms individuals de la qual es troben en un estat inestable. Quan són "bombardejats" per fotons de llum, els electrons són expulsats de les seves òrbites: aquestes són les fonts actuals.

Durant gairebé mig segle, l'efecte fotoelèctric no va tenir cap aplicació pràctica per una raó senzilla: no hi havia tecnologia per obtenir materials amb una estructura atòmica inestable. Les perspectives per a més investigacions van aparèixer només amb el descobriment dels semiconductors. Els àtoms d'aquests materials tenen un excés d'electrons (n-conductivitat) o experimenten una escassetat (p-conductivitat). Quan s'utilitza una estructura de dues capes amb una capa de tipus n (càtode) i una capa de tipus p (ànode), el "bombardament" de fotons lleugers elimina electrons dels àtoms de la capa n. Deixant els seus llocs, es dirigeixen a les òrbites lliures dels àtoms de la capa p i després tornen a les seves posicions originals a través de la càrrega connectada.Probablement, cadascun de vosaltres sap que el moviment dels electrons en un circuit tancat és un corrent elèctric. Però és possible fer que els electrons es moguin no pel camp magnètic, com en els generadors elèctrics, sinó pel flux de partícules de radiació solar.

El panell solar funciona gràcies a l'efecte fotoelèctric, que es va descobrir a principis del segle XIX.

La generació d'electricitat en semiconductors depèn directament de la quantitat d'energia solar, de manera que les fotocèl·lules no només s'instal·len a l'exterior, sinó que també intenten orientar la seva superfície perpendicularment als raigs incidents. I per tal de protegir les cèl·lules de danys mecànics i influències atmosfèriques, es munten sobre una base rígida i protegides amb vidre des de dalt.

Característiques de la fotocèl·lula

El principi de funcionament del generador es basa en les propietats d'alguns materials sota la influència de la llum per produir electrons. S'han desenvolupat diversos tipus de panells que contenen silici:

Els monocristal·lins són els més rígids, pesats i trencadissos. Amb una alta eficiència, almenys el 14%, els anàlegs moderns són més potents, el rendiment és de fins al 35%.

Policristal·lí és més fort que homogeni, més lleuger, més fort. Pel que fa a la potència i les propietats, són inferiors als cristalls simples: l'eficiència del panell no és superior al 9%, la vida útil és de 20 anys.

D'altra banda, els cristalls orientats de manera diferent produeixen electrons sota llum dispersa:

• en condicions d'ombra;
• mig ennuvolat;
• crepuscle.

Amorf - flexible, de pel·lícula fina, lleugera. Eficiència fins al 100%, vida útil d'almenys 15 anys.

Depenent del grau d'il·luminació, un ordre de magnitud més car que el monocristal·lí. Fàcil de muntar, durador.Es cusen a bosses, motxilles, armilles, s'utilitzen per recarregar aparells.

Per als generadors solars domèstics, s'utilitzen el primer i el segon, els tercers pagaran massa temps. És millor muntar el transductor a partir de panells tipus B: es tracta de transductors amb petits defectes: vores estellades, rascades.

No afecten la qualitat del generador acabat. Els panells marcats amb "B" són 2-3 vegades més barats que els homòlegs de primera classe.

Disjuntors

En el circuit d'una central solar, com en el circuit de qualsevol altra font d'electricitat potent, cal instal·lar protecció contra curtcircuits. En primer lloc, els autòmats o fusibles han de protegir els cables d'alimentació procedents bateries a l'inversor.

Leo2
Usuari de FORUMHOUSE

Si tanca alguna cosa a l'inversor, no està lluny del foc. Un dels requisits dels sistemes de bateries és la presència d'un disjuntor de corrent continu o un enllaç fusible en almenys un dels cables i el més a prop possible dels terminals de la bateria.

A més, la protecció es col·loca al circuit de la bateria i del controlador. Tampoc s'ha de descuidar la protecció de col·lectius individuals de consumidors (consumidors de corrent continu, electrodomèstics, etc.). Però aquesta ja és una regla per construir qualsevol sistema d'alimentació.

La màquina instal·lada entre la bateria i el controlador ha de tenir una gran marge actual errors d'encendit. En altres paraules, la protecció no hauria de funcionar per accident (quan augmenta la càrrega). Motiu: si s'aplica tensió a l'entrada del controlador (des de l'SB), en aquest moment no es pot desconnectar la bateria. Això pot provocar una fallada del dispositiu.

Procés de construcció pas a pas

Per construir un panell necessitareu:

• Cantons d'alumini.
• Fusta contraxapada, tauler de fibra o aglomerat.
• Segellador.
• Recobriment protector transparent (plexiglàs o vidre amb baix contingut en ferro, temperat).
• Panells solars.
• Bus per soldar SE (idealment) o una trena d'un cable, un cable.
• Cable.
• Tornavís.
• Cargols autorroscants, cantonades i altres maquinari.
• Serra per a metalls.

Muntatge del marc

Quan hàgiu decidit quina mida ha de tenir el panell, retalleu una plantilla de cartró, col·loqueu-hi elements de silicona, deixant un buit entre ells de 3-5 mm. El silici és un material molt trencadís, aquest buit és necessari perquè les plaques no s'esquerdin durant l'escalfament i el refredament. A continuació, talleu la plantilla a mida i procediu a muntar el marc d'alumini. Podeu superposar o encaixar les parts, però per a aquestes últimes cal tallar el material a 45 graus, per això és convenient utilitzar una caixa d'ingletes. No oblideu enganxar el vidre protector abans de muntar el panell solar.

Soldadura de placa

Al revers de les plaques, s'aplica una capa de metall de color plata. Es pot conservar amb flux àcid. Pre-estanya el cable o l'autobús. L'autobús és un conductor pla. Si això no està disponible, podeu utilitzar una trena de cable o un cable prim.

A continuació, heu d'aplicar el flux a la capa metàl·lica de silici amb un raspall, untar una gota de soldadura amb moviments ràpids del soldador, quan la superfície es torna més uniforme i brillant: el contacte està llaunat. Alguns fan servir un llapis de flux. No ho he provat, però sembla que funcionen bé. Soldar POS-61 - adequat per a la soldadura. Connectant les plaques en sèrie augmenta la tensió de sortida, connectant grups en paral·lel augmenta el corrent de sortida.

Aquí hi ha dues recomanacions:

1. No sobreescalfeu! Per no danyar la placa i el contacte, no es pot demorar molt de temps amb un soldador, per a això cal un soldador amb una potència de 30 a 60 W, amb una punta termocapacitiva (és a dir, més gruixuda). ).
2. No et dividis! Les plaques són molt primes i fràgils. Durant la soldadura, col·loqueu les plaques sobre cartró suau i gruixut, plàstic escuma, penofol, un drap, al final. Això reduirà la probabilitat de trencar-se quan es pressiona amb un soldador o es gira els elements.

A més, cal instal·lar un díode Schottky. Si voleu evitar el corrent invers de la bateria a la nit, es pot instal·lar un díode entre la bateria i la bateria. Els fabricants no posen gens díodes.

Muntatge de panells

La coberta posterior pot ser de plàstic, fusta contraxapada i altres materials de làmina. Perforar forats a la seva zona per a la circulació de l'aire, mentre que totes les connexions elèctriques s'han d'omplir de segellador per evitar la corrosió. Després del muntatge, cal instal·lar-lo en una estructura estacionària de suport. És millor preveure la possibilitat d'ajustar l'angle d'inclinació; això ajudarà a aconseguir una potència òptima en diferents estacions, ajustant la posició sota el sol.

Llaunes d'alumini com a productor d'energia tèrmica

Una versió més seriosa de la bateria és un sistema de conversió d'energia solar en energia tèrmica, que es basa en llaunes d'alumini de diferents begudes. Per a una instal·lació, es necessitaran aproximadament 170-240 peces.

La seqüència d'instal·lació consta de diverses etapes:

• rentat a fons dels pots;
• retallar la part superior i inferior;
• mòduls de connexió en forma de canonades amb cola;
• pintar pots amb pintura negra per atraure millor l'energia solar;
• muntar el cos del panell (la fusta és ideal);
• col·locar material de làmina al substrat del marc (és millor utilitzar-lo amb una capa aïllant, com ara isolon);
• fixació de canonades de llauna amb col·locació paral·lela;
• col·locació de plexiglàs a la part superior dels mòduls, segellament de juntes.

En l'etapa final, es connecta un ventilador d'aire. Proporciona el moviment del refrigerant en el sistema. Aquest generador no produeix electricitat, però en un hivern càlid reduirà significativament el cost d'escalfar l'habitació.

Tot i la presència de diverses subtileses en el procés tecnològic, per muntar un solar Bateria de bricolatge des de mitjans improvisats està disponible per a tothom que estigui familiaritzat amb els fonaments bàsics de la física. Els principals assistents en aquesta matèria són la literatura tècnica i l'assessorament d'experts que volen compartir la seva pròpia experiència als fòrums.

La viabilitat d'un panell solar casolà

Entendre aquestes propietats físiques del silici us ajudarà a construir el vostre propi panell solar. Per començar, cal preparar-se.

En qualsevol cas, sempre es demana una font de reserva d'electricitat. A més, el cost d'un quilowatt solar és significativament més baix que l'electricitat tradicional. Per descomptat, moltes persones volen comprar i instal·lar panells solars fets a fàbrica. El preu de tot el conjunt d'equips per a una central elèctrica domèstica espanta. Per tant, la pregunta és molt rellevant: com muntar un panell solar tu mateix?

Un enfocament més competent és calcular la quantitat d'energia generada per un mòdul:

W = k*Pw*E/1000

On:

• E és la quantitat d'insolació solar durant un període de temps conegut;
• k - coeficient de formació a l'estiu - 0,5, a l'hivern - 0,7;
• Pw és la potència d'un dispositiu.

A partir del consum total d'energia previst i de les dades calculades, es calcula el consum total d'energia elèctrica.

Ara, si el resultat es divideix pel rendiment estimat d'una fotocèl·lula, al final obtenim el nombre de mòduls necessari.

Conclusió

Els productes casolans, com una bateria solar domèstica, són una tasca seriosa que, a més dels costos econòmics i de temps, també requerirà un coneixement mínim dels fonaments de l'enginyeria elèctrica. Però si hi ha ganes i perseverança, es pot estar bastant segur de l'èxit de la pregunta que es planteja.

En qualsevol cas, l'ús de la radiació solar promet grans perspectives. Les estadístiques ens diuen que 4,2 kWh d'energia solar al dia cauen en 1 m2 de la superfície terrestre! I això equival a estalviar gairebé un barril de cru per any. Així que podem dir amb confiança que el futur pertany a les energies alternatives.