Zariadenia na výrobu solárnych panelov. Technológia výroby

Získavanie elektriny z alternatívnych zdrojov energie je veľmi nákladné úsilie. Napríklad využívanie solárnej energie pri nákupe hotového zariadenia si vyžiada značné množstvo peňazí. Ale v súčasnosti je možné zostaviť solárne panely vlastnými rukami pre letný dom alebo súkromný dom z hotových solárnych článkov alebo iných dostupných materiálov. A predtým, ako začnete nakupovať potrebné komponenty a navrhovať štruktúru, musíte pochopiť, čo je solárna batéria a jej princíp fungovania.

Solárna batéria: čo to je a ako to funguje?

Ľudia, ktorí čelia tejto úlohe prvýkrát, majú okamžite otázky: „Ako zostaviť solárnu batériu? alebo "Ako vyrobiť solárny panel?" Po preštudovaní zariadenia a princípu jeho fungovania však problémy s realizáciou tohto projektu samy zmiznú. Koniec koncov, dizajn a princíp činnosti sú jednoduché a nemali by spôsobovať ťažkosti pri vytváraní zdroja energie doma.

Solárna batéria (SB) - sú to fotovoltaické meniče energie vyžarovanej slnkom na elektrickú energiu, ktoré sú spojené vo forme poľa prvkov a uzavreté v ochrannej konštrukcii. Konvertory - polovodičové prvky vyrobené z kremíka na generáciu priamy prúd . Vyrábajú sa v troch typoch:

  • monokryštalický;
  • polykryštalické;
  • Amorfný (tenký film).

Princíp činnosti zariadenia je založený na fotoelektrický efekt. slnečné svetlo, dopadajúce na fotobunky, vyraďujú voľné elektróny z posledných obežných dráh každého atómu kremíkového plátku. Sťahovanie veľká kvantita Voľné elektróny medzi elektródami batérie produkujú jednosmerný prúd. Ďalej sa prevedie na striedavý prúd pre elektrifikáciu domácnosti.

Výber fotobuniek

Pred začiatkom dizajnérske práce Ak chcete vytvoriť panel doma, musíte si vybrať jeden z troch typov konvertorov solárnej energie. Na výber vhodných prvkov potrebujete poznať ich technické vlastnosti:

  • Monokryštalický. Účinnosť týchto dosiek je 12-14%. Sú však citlivé na množstvo prichádzajúceho svetla. Svetlé oblaky výrazne znižujú množstvo vyrobenej elektriny. Životnosť až 30 rokov.
  • Polykryštalický. Tieto prvky sú schopné poskytnúť účinnosť 7-9%. Nie sú však ovplyvnené kvalitou osvetlenia a sú schopné dodávať rovnaké množstvo prúdu v zamračenom a dokonca aj zamračenom počasí. Doba prevádzky - 20 rokov.
  • Amorfný. Vyrobené z pružného silikónu. Dosahujú účinnosť okolo 10 %. Množstvo vyrobenej elektriny neznižuje kvalita počasia. Ale drahá a zložitá výroba sťažuje ich získanie.

Na vlastnú výrobu SB si môžete zakúpiť prevodníky typu B (druhá trieda). Patria sem prvky s menšími chybami, aj keď sú niektoré komponenty vymenené, cena batérií bude 2-3 krát nižšia ako trhová cena, vďaka tomu ušetríte.

Na zabezpečenie súkromného domu elektrinou z alternatívneho zdroja energie sú najvhodnejšie prvé dva typy dosiek.

Výber a dizajn lokality

Je lepšie umiestniť batérie podľa princípu: čím vyššie, tým lepšie. Skvelým miestom by bola strecha domu, ktorá nebude zatienená stromami alebo inými budovami. Ak konštrukcia stropov neumožňuje uniesť hmotnosť inštalácie, umiestnenie by sa malo zvoliť v oblasti chaty, ktorá dostáva najviac žiarenia zo slnka.

Zmontované panely musia byť umiestnené v takom uhle, aby slnečné lúče dopadali čo najkolmejšie na kremíkové prvky. Ideálna možnosť Celú inštaláciu bude možné upraviť v smere za slnkom.

Výroba vlastnej batérie

220 V elektrinu zo solárnej batérie nebudete môcť zabezpečiť svojmu domu či chate, pretože... Veľkosť takejto batérie bude obrovská. Jedna platňa generuje elektriny s napätím 0,5V. Najlepšia možnosť považovaný za SB s menovité napätie 18 V. Na základe toho sa vypočíta požadované množstvo fotobunky pre zariadenie.

Zostava rámu

Po prvé, domáca solárna batéria potrebuje ochranný rám (kryt). Môže byť vyrobený z hliníkových rohov 30x30 mm alebo z drevených blokov doma. Použitím kovový profil Na jednej z políc sa odstráni skosenie pilníkom pod uhlom 45 stupňov a druhá polica sa odreže pod rovnakým uhlom. Časti rámu, narezané na požadovanú veľkosť s opracovanými koncami, sú skrútené pomocou štvorcov z rovnakého materiálu. Na hotový rám je pomocou silikónu prilepené ochranné sklo.

Spájkovacie dosky

Pri spájkovaní prvkov doma to musíte vedieť na zvýšenie napätia je potrebné pripojiť postupne, a pre zvýšenie sily prúdu - paralelný. Pazúrikové dosky sa položia na sklo, pričom medzi nimi na každej strane zostáva medzera 5 mm. Táto medzera je potrebná na tlmenie možnej tepelnej rozťažnosti prvkov pri zahrievaní. Prevodníky majú dve stopy: na jednej strane " plus", s iným -" mínus" Všetky časti sú zapojené do série do jedného obvodu. Potom sú vodiče z posledných komponentov reťaze vyvedené na spoločnú zbernicu.

Aby sa predišlo samovybíjaniu zariadenia v noci alebo pri zamračenom počasí, odborníci odporúčajú nainštalovať Schottkyho diódu 31DQ03 alebo analóg na kontakt zo „stredného“ bodu.

Po dokončení spájkovacích prác pomocou multimetra skontrolujte výstupné napätie, ktoré by malo byť 18–19 V, aby plne zásobovalo súkromný dom elektrickou energiou.

Montáž panelu

Spájkované meniče sa potom umiestnia do hotového krytu Silikón je aplikovaný do stredu každého kamienkového prvku a na vrchu je pokrytá podložkou z drevovláknitej dosky na ich upevnenie. Potom sa konštrukcia uzavrie vekom a všetky spoje sú utesnené tmelom alebo silikónom. Hotový panel je namontovaný na držiaku alebo ráme.

Solárne batérie zo šrotu

Okrem montáže SB zo zakúpených fotobuniek sa dajú poskladať z odpadových materiálov, ktoré má každý rádioamatér: tranzistory, diódy a fólie.

Tranzistorová batéria

Na tieto účely sú najvhodnejšie diely Tranzistory typu KT alebo P. V ich vnútri je pomerne veľký kremíkový polovodičový článok, potrebné na výrobu elektriny. Po výbere požadovaného počtu rádiových komponentov ich musíte odrezať kovový kryt. Aby ste to dosiahli, musíte ho upnúť do príchytky a pomocou pílky opatrne odrezať hornú časť. Vo vnútri môžete vidieť tanier, ktorý bude slúžiť ako fotobunka.

Tranzistor na batériu s odpíleným uzáverom

Všetky tieto časti majú tri kontakty: základňu, žiarič a kolektor. Pri montáži SB je potrebné zvoliť kolektorovú križovatku kvôli najväčšiemu rozdielu potenciálov.

Montáž sa vykonáva na rovnej rovine z akéhokoľvek dielektrického materiálu. Tranzistory je potrebné prispájkovať do samostatných sériových obvodov, a tieto reťaze zasa pripojiť paralelne.

Výpočet hotového zdroja prúdu možno vykonať z charakteristík rádiových komponentov. Jeden tranzistor produkuje napätie 0,35 V a prúd so skratom 0,25 μA.

Diódová batéria

Solárna batéria vyrobená z diód D223B sa skutočne môže stať zdrojom elektrického prúdu. Tieto diódy majú najvyššie napätie a sú vyrobené v sklenenej vitríne potiahnutej farbou. Výstupné napätie hotového výrobku sa dá určiť z výpočtu, že jedna dióda na slnku generuje 350 mV.

  1. Umiestnite požadovaný počet rádiových komponentov do nádoby, naplňte ju acetónom alebo iným rozpúšťadlom a nechajte niekoľko hodín pôsobiť.
  2. Potom musíte odobrať tanier požadovanej veľkosti kovový materiál a urobte značky na spájkovanie komponentov napájacieho zdroja.
  3. Po nasiaknutí sa farba dá ľahko zoškrabať.
  4. Vyzbrojení multimetrom, na slnku alebo pod žiarovkou určujeme kladný kontakt a ohýbame ho. Diódy sú spájkované vertikálne, pretože V tejto polohe kryštál najlepšie generuje elektrinu zo slnečnej energie. Preto na výstupe dostaneme maximálne napätie, ktoré solárna batéria vygeneruje.

Okrem dvoch vyššie opísaných spôsobov môže byť zdroj energie zostavený z fólie. Domáca solárna batéria vyrobená podľa pokyny krok za krokom, opísaný nižšie, bude schopný poskytnúť elektrinu, aj keď s veľmi nízkym výkonom:

  1. Pre domáce budete potrebovať medená fólia plocha 45m2. cm Odrezaný kus sa spracuje v mydlovom roztoku na odstránenie tuku z povrchu. Je tiež vhodné umyť si ruky, aby ste nezanechali mastné škvrny.
  2. Emery je potrebný odstráňte ochranný oxidový film a akýkoľvek iný typ korózie z roviny rezu.
  3. Na horák elektrického sporáka s výkonom najmenej 1,1 kW sa položí list fólie a zahrieva sa, kým sa nevytvoria červenooranžové škvrny. Pri ďalšom zahrievaní sa výsledné oxidy premenia na oxid medi. Svedčí o tom čierna farba povrchu kusu.
  4. Po vytvorení oxidu sa musí pokračovať v zahrievaní do 30 minút aby sa vytvoril oxidový film dostatočnej hrúbky.
  5. Pečenie sa zastaví a plech vychladne spolu so sporákom. Pri pomalom chladení sa meď a oxid ochladzujú pri rôznych rýchlostiach, čo uľahčuje odlepenie.
  6. Pod tečúcou vodou zvyšky oxidov sú odstránené. V tomto prípade by ste nemali ohýbať list a mechanicky odtrhávať malé kúsky, aby ste nepoškodili tenkú vrstvu oxidu.
  7. Druhý list sa odreže na veľkosť prvého.
  8. Vložte dva kusy fólie do 2-5 litrovej plastovej fľaše s odrezaným hrdlom. Zaistite ich krokosvorkami. Musia byť umiestnené tak, aby boli nepripojilo sa.
  9. Záporná svorka je pripojená k spracovanému kusu a kladná svorka je pripojená k druhému kusu.
  10. Do nádoby sa naleje soľný roztok. Jeho hladina by mala byť 2,5 cm pod horným okrajom elektród. Na prípravu zmesi 2-4 lyžice soli(v závislosti od objemu fľaštičky) rozpustite v malom množstve vody.

Všetky solárne panely nie sú vhodné na zásobovanie chaty alebo privátu elektrickou energiou pre ich nízky výkon. Môžu však slúžiť ako zdroj energie pre rádiá alebo nabíjanie malých elektrospotrebičov.

Video k téme

Ľudstvo už desaťročia hľadá alternatívne zdroje energie, ktoré môžu aspoň čiastočne nahradiť tie existujúce. A najsľubnejšie zo všetkých sa dnes zdajú dve: veterná a slnečná energia.

Pravda, ani jedno, ani druhé nedokáže zabezpečiť nepretržitú výrobu. Je to spôsobené premenlivosťou veternej ružice a dennými-poveternostnými-sezónnymi výkyvmi intenzity slnečného toku.

Dnešná energetika ponúka tri hlavné spôsoby získavania elektrická energia, ale všetky sú tak či onak škodlivé pre životné prostredie:

  • Palivový priemysel elektrickej energie- najviac znečisťujúce životné prostredie, sprevádzané významnými emisiami oxidu uhličitého, sadzí a neužitočného tepla do atmosféry, čo spôsobuje zmenšenie ozónovej vrstvy. Ťažba palivových zdrojov pre ňu tiež výrazne poškodzuje životné prostredie.
  • Vodná energia je spojená s veľmi významnými zmenami krajiny, zaplavovaním úžitkovej pôdy a spôsobuje škody na rybolovných zdrojoch.
  • Jadrová energia- najšetrnejší k životnému prostrediu z troch, ale vyžaduje veľmi značné výdavky zachovať bezpečnosť. Každá nehoda môže byť spojená so spôsobením nenapraviteľného, ​​dlhodobého poškodenia prírody. Okrem toho si vyžaduje osobitné opatrenia na likvidáciu odpadu z použitých palív.

Prísne vzaté, existuje niekoľko spôsobov, ako získať elektrinu zo slnečného žiarenia, ale väčšina z nich využíva jeho medzipremenu na mechanickú energiu, otáčanie hriadeľa generátora a až potom na elektrickú energiu.

Takéto elektrárne existujú, používajú Stirlingove motory s vonkajším spaľovaním, majú dobrú účinnosť, ale majú aj značnú nevýhodu: aby sa zhromaždilo čo najviac energie slnečného žiarenia, je potrebné vyrobiť obrovské parabolické zrkadlá so systémami na sledovanie postavenie slnka.

Treba povedať, že riešenia na zlepšenie situácie existujú, no všetky sú dosť drahé.

Existujú metódy, ktoré umožňujú priamu premenu svetelnej energie na elektrický prúd. A hoci fenomén fotoelektrického javu v polovodičovom seléne bol objavený už v roku 1876, až v roku 1953, s vynálezom kremíkovej fotobunky, vznikla reálna možnosť vytvorenia solárne panely na výrobu elektriny.

V tejto dobe už vznikala teória, ktorá umožnila vysvetliť vlastnosti polovodičov a vytvoriť praktickú technológiu ich priemyselnej výroby. Dodnes to viedlo k skutočnej revolúcii v oblasti polovodičov.

Prevádzka solárnej batérie je založená na fenoméne polovodičového fotoelektrického javu p-n križovatka, čo je v podstate obyčajná kremíková dióda. Pri rozsvietení sa na jeho svorkách objaví fotovoltaické napätie 0,5~0,55 V.

Pri používaní elektrických generátorov a batérií je potrebné vziať do úvahy rozdiely, ktoré medzi nimi existujú. Pripája sa trojfázový elektromotor do vhodnej siete, jeho výstupný výkon sa môže strojnásobiť.

Pri dodržaní určitých odporúčaní, s minimálnymi nákladmi na zdroje a čas, môžete vyrobiť výkonovú časť vysokofrekvenčného impulzného meniča pre domáce potreby. Môžete si preštudovať štrukturálne a obvodové schémy takýchto napájacích zdrojov.

Štrukturálne je každý prvok solárnej batérie vyrobený vo forme kremíkového plátku s plochou niekoľkých cm2, na ktorom je vytvorených veľa takýchto fotodiód spojených do jedného obvodu. Každá takáto doska je samostatný modul, ktorý pri vystavení slnečnému žiareniu produkuje určité napätie a prúd.

Pripojením takýchto modulov do batérie a kombináciou ich paralelného sériového pripojenia môžete získať široký rozsah hodnôt výstupného výkonu.

Hlavné nevýhody solárnych panelov:

  • Veľká nerovnomernosť a nepravidelnosť výdaja energie v závislosti od počasia a sezónnej výšky slnka.
  • Obmedzí výkon celej batérie, ak je aspoň jedna jej časť zatienená.
  • Závislosť od smeru slnka v rôznych časoch dňa. Aby ste batériu využívali čo najefektívnejšie, musíte zabezpečiť, aby bola vždy nasmerovaná na slnko.
  • V súvislosti s vyššie uvedeným aj potreba skladovania energie. Najväčšia spotreba energie nastáva v čase, keď je jej produkcia minimálna.
  • Veľká plocha potrebná pre konštrukciu s dostatočným výkonom.
  • Krehkosť dizajnu batérie, potreba neustáleho čistenia jej povrchu od nečistôt, snehu atď.
  • Solárne moduly fungujú najefektívnejšie pri 25 °C. Počas prevádzky sa zohrievajú od slnka oveľa viac vysoká teplota, čo výrazne znižuje ich účinnosť. Aby sa zachovala optimálna účinnosť, musí sa batéria udržiavať v chlade.

Je potrebné poznamenať, že vývoj solárnych článkov pomocou najnovšie materiály a technológie. To vám umožní postupne odstrániť nevýhody solárnych panelov alebo znížiť ich vplyv. Účinnosť najnovších článkov využívajúcich organické a polymérové ​​moduly teda už dosiahla 35 % a očakáva sa dosiahnutie 90 %, čo umožňuje získať oveľa viac energie pri rovnakých rozmeroch batérie, alebo pri zachovaní energetickej účinnosti, výrazne zmenšiť rozmery batérie.

Mimochodom, priemerná účinnosť motora automobilu nepresahuje 35%, čo naznačuje, že solárne panely sú dosť účinné.

Dochádza k vývoju prvkov založených na nanotechnológii, ktoré pracujú rovnako efektívne pri rôznych uhloch dopadajúceho svetla, čo eliminuje potrebu ich umiestňovania.

Dnes teda môžeme hovoriť o výhodách solárnych panelov v porovnaní s inými zdrojmi energie:

  • Žiadne mechanické premeny energie alebo pohyblivé časti.
  • Minimálne prevádzkové náklady.
  • Životnosť 30 ~ 50 rokov.
  • Tichá prevádzka, žiadne škodlivé emisie. Šetrnosť k životnému prostrediu.
  • Mobilita. Batéria pre napájanie notebooku a nabíjanie batérie pre LED baterka Dobre sa zmestí do malého batohu.
  • Nezávislosť od prítomnosti zdrojov konštantného prúdu. Možnosť dobiť batérie moderných vychytávok v teréne.
  • Nenáročné na vonkajšie faktory. Solárne články je možné umiestniť kdekoľvek, na akúkoľvek krajinu, pokiaľ dostávajú dostatok slnečného svetla.

V rovníkových oblastiach Zeme je priemerný tok slnečnej energie v priemere 1,9 kW/m2. IN stredný pruh V Rusku je to v rozmedzí 0,7~1,0 kW/m2. Účinnosť klasickej kremíkovej fotobunky nepresahuje 13 %.

Ako ukazujú experimentálne údaje, ak je obdĺžniková platňa nasmerovaná svojou rovinou na juh, do bodu slnečného maxima, potom počas 12-hodinového slnečného dňa nedosiahne v dôsledku zmeny viac ako 42 % celkového svetelného toku. v jeho uhle dopadu.

To znamená, že pri priemernom solárnom toku 1 kW/m2 možno 13 % účinnosť batérie a jej celkovú účinnosť 42 % získať za 12 hodín nie viac ako 1 000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh alebo 0,6 kWh za deň od 1 m2. To je pod podmienkou plného slnečného dňa, v zamračenom počasí - oveľa menej a v zimné mesiace Túto hodnotu je potrebné vydeliť ďalšími 3.

Ak vezmeme do úvahy straty pri konverzii napätia, automatizačný obvod, ktorý poskytuje optimálny nabíjací prúd pre batérie a chráni ich pred prebitím, a ďalšie prvky, možno za základ brať údaj 0,5 kWh/m 2 . S touto energiou udržíte nabíjací prúd batérie 3 A pri napätí 13,8 V po dobu 12 hodín.

Teda nabiť úplne vybitý autobatérie s kapacitou 60 Ah budete potrebovať solárny panel 2 m2 a pre 50 Ah - približne 1,5 m2.

Na získanie takéhoto výkonu si môžete zakúpiť hotové panely vyrábané v rozsahu elektrického výkonu 10~300 W. Napríklad jeden 100 W panel na 12-hodinové denné svietenie pri zohľadnení koeficientu 42 % poskytne 0,5 kWh.

Taký panelák vyrobené v Číne vyrobený z monokryštalického kremíka s veľmi dobrými vlastnosťami teraz stojí na trhu asi 6 400 rubľov. Menej účinné na otvorenom slnku, ale s lepším výkonom v zamračenom počasí, polykryštalické - 5 000 rubľov.

Ak máte určité zručnosti pri inštalácii a spájkovaní elektronických zariadení, môžete sa pokúsiť zostaviť takúto solárnu batériu sami. Zároveň by ste nemali počítať s veľmi veľkým nárastom ceny, navyše hotové panely majú továrenskú kvalitu, a to ako samotné prvky, tak aj ich montáž.

Predaj takýchto panelov však nie je organizovaný všade a ich preprava si vyžaduje veľmi prísne podmienky a bude dosť drahá. Navyše, pri vlastnej výrobe je možné, počnúc malými, postupne pridávať moduly a zvyšovať výstupný výkon.

Výber materiálov na vytvorenie panelu

Čínske internetové obchody, ako aj eBay ponúkajú široký výber položiek pre vlastnoručný solárne batérie s ľubovoľnými parametrami.

Ešte v nedávnej minulosti si domáci robotníci kupovali platne, ktoré boli pri výrobe odmietnuté, mali triesky či iné vady, no boli výrazne lacnejšie. Sú pomerne účinné, ale majú mierne znížený výkon. Vzhľadom na neustály pokles cien je to teraz sotva vhodné. Koniec koncov, stratou v priemere 10% výkonu strácame aj v efektívnej ploche panelu. Áno a vzhľad Batéria pozostávajúca z plátov s rozbitými kúskami vyzerá celkom provizórne.

Takéto moduly si môžete zakúpiť aj v ruských internetových obchodoch, napríklad molotok.ru ponúka polykryštalické prvky s prevádzkovými parametrami na svetelný tok 1,0 kW/m2:

  • Napätie: nečinný pohyb- 0,55 V, pracovný - 0,5 V.
  • Prúd: skrat - 1,5 A, pracovný - 1,2 A.
  • Prevádzkový výkon - 0,62 W.
  • Rozmery - 52x77 mm.
  • Cena 29 rubľov.
Rada: Je potrebné vziať do úvahy, že prvky sú veľmi krehké a niektoré z nich sa môžu pri preprave poškodiť, preto si pri objednávaní poskytnite určitú rezervu na ich množstvo.

Výroba solárnej batérie pre váš domov vlastnými rukami

Na výrobu solárneho panelu potrebujeme vhodný rám, ktorý si vyrobíte sami alebo si ho zoberiete už hotový. Najlepším materiálom na to je dural, nepodlieha korózii, nebojí sa vlhkosti a je odolný. Pri vhodnom spracovaní a lakovaní je oceľ a dokonca aj drevo vhodné na ochranu pred zrážkami.

Rada: Nerobte panel veľmi veľké veľkosti: bude nepohodlné zostavovať prvky, inštalovať a udržiavať. Navyše, malé panely majú nízky vietor a možno ich pohodlnejšie umiestniť v požadovaných uhloch.

Vypočítame komponenty

Rozhodnime sa o rozmeroch nášho rámu. Na nabíjanie 12-voltovej kyselinovej batérie je potrebné prevádzkové napätie najmenej 13,8 V ako základ, aby sme to dosiahli, musíme zapojiť 15 V / 0,5 V = 30 prvkov.

Tip: Výstup solárneho panelu by mal byť prepojený s batériou cez ochrannú diódu, aby sa zabránilo jej samovybíjaniu cez solárne články v noci. Takže výstup nášho panelu bude: 15 V – 0,7 V = 14,3 V.

Aby sme získali nabíjací prúd 3,6 A, musíme paralelne spojiť tri takéto reťaze, čiže 30 x 3 = 90 prvkov. Bude nás to stáť 90 x 29 rubľov. = 2610 rub.

Tip: Prvky solárnych panelov sú zapojené paralelne a sériovo. Je potrebné zachovať rovnosť v počte prvkov v každom sekvenčnom reťazci.

Týmto prúdom vieme zabezpečiť štandardný režim nabíjania pre úplne vybitý akumulátor s kapacitou 3,6 x 10 = 36 Ah.

V skutočnosti bude toto číslo menšie kvôli nerovnomernému slnečnému žiareniu počas dňa. Na nabitie štandardnej 60 Ah autobatérie teda budeme musieť paralelne zapojiť dva takéto panely.

Tento panel nám môže poskytnúť elektrický výkon 90 x 0,62 W ≈ 56 W.

Alebo počas 12-hodinového slnečného dňa, berúc do úvahy korekčný faktor 42 % 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.

Umiestnime naše prvky do 6 radov po 15 kusov. Na inštaláciu všetkých prvkov potrebujeme povrch:

  • Dĺžka - 15 x 52 = 780 mm.
  • Šírka - 77 x 6 = 462 mm.

Aby sme mohli voľne umiestniť všetky dosky, vezmeme rozmery nášho rámu: 900 × 500 mm.

Tip: Ak existuje pripravené rámy s inými rozmermi môžete prepočítať počet prvkov v súlade s vyššie uvedenými obrysmi, vybrať prvky iných štandardných veľkostí, pokúsiť sa ich umiestniť a kombinovať dĺžku a šírku riadkov.

Budeme tiež potrebovať:

  • Elektrická spájkovačka 40W.
  • Spájka, kolofónia.
  • Inštalačný drôt.
  • Silikónový tmel.
  • Obojstranná lepiaca páska.

Etapy výroby

Na inštaláciu panelu je potrebné pripraviť úroveň pracovisko dostatočná plocha s pohodlným prístupom zo všetkých strán. Samotné dosky prvkov je lepšie umiestniť oddelene na stranu, kde budú chránené pred náhodnými nárazmi a pádmi. Mali by ste ich brať opatrne, jeden po druhom.

Prúdové zariadenia zlepšujú bezpečnosť vášho domáceho elektrického systému tým, že znižujú pravdepodobnosť úrazu elektrickým prúdom a požiarov. Podrobný úvod do charakteristických vlastností odlišné typy prepínače diferenciálny prúd vám povie pre byty a domy.

Pri používaní elektromera nastávajú situácie, keď je potrebné ho vymeniť a znova pripojiť - o tom si môžete prečítať.

Na výrobu panelu zvyčajne používajú metódu lepenia dosiek z prvkov vopred spájkovaných do jedného obvodu na plochý základný substrát. Ponúkame ďalšiu možnosť:

  1. Vložíme do rámu, dobre upevníme a okraje zalepíme sklom alebo kúskom plexiskla.
  2. Dosky prvkov naň rozložíme v príslušnom poradí a prilepíme ich obojstrannou páskou: pracovná strana k sklu, spájkovanie vedie k zadnej strane rámu.
  3. Položením rámu na stôl sklom nadol pohodlne prispájkujeme vývody prvkov. Vykonávame elektrická inštalácia podľa vybraného schému zapojenia inklúzie.
  4. Dosky na zadnej strane nakoniec zlepíme páskou.
  5. Dali sme nejaký druh tlmiacej podložky: listová guma, lepenka, drevovláknitá doska atď.
  6. Zadnú stenu vložíme do rámu a utesníme.

Ak chcete, namiesto zadnej steny môžete rám na zadnej strane vyplniť nejakou zmesou, napríklad epoxidom. Je pravda, že to eliminuje možnosť demontáže a opravy panelu.

Jedna 50 W batéria samozrejme nestačí na napájanie ani malého domu. Ale s jeho pomocou je už možné v ňom realizovať osvetlenie pomocou moderných LED svietidiel.

Pre pohodlnú existenciu mestského obyvateľa sú teraz potrebné minimálne 4 kWh elektriny za deň. Pre rodinu - podľa počtu jej členov.

V dôsledku toho solárna batéria súkromného domu pre rodinu z traja ľudia by mala poskytovať 12 kWh. Ak má byť dom zásobovaný elektrinou len zo slnečnej energie, budeme potrebovať solárnu batériu s plochou minimálne 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.

Túto energiu je potrebné skladovať v batériách s kapacitou 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, alebo približne 16 batériách po 60 Ah.

Pre bežnú prevádzku batérie so solárnym panelom a jeho ochranou bude potrebný regulátor nabíjania.

Na konverziu 12 V DC na 220 V AC budete potrebovať invertor. Aj keď už teraz je na trhu dostatočné množstvo elektrických zariadení pre napätie 12 alebo 24 V.

Tip: V nízkonapäťových napájacích sieťach pracujú prúdy s výrazne vyššími hodnotami, takže pri zapájaní do výkonného zariadenia by ste mali zvoliť vodič s príslušným prierezom. Zapojenie pre siete s meničom sa vykonáva podľa obvyklého obvodu 220 V.

Vyvodzovanie záverov

Podlieha akumulácii a racionálnemu využívaniu energie, dnes netradičné druhy Elektrárenské spoločnosti začínajú vytvárať výrazný nárast celkového objemu svojej produkcie. Niekto by mohol dokonca namietať, že sa postupne stávajú tradičnými.

Vzhľadom na výrazne znížené V poslednej dobeúroveň spotreby energie modernej domáce prístroje, využitie úspory energie svietidlá a výrazne zvýšená účinnosť solárnych panelov nových technológií, môžeme povedať, že teraz sú schopné poskytnúť elektrinu malému súkromný dom v južných krajinách s veľkým počtom slnečné dni za rok.

V Rusku sa môžu dobre použiť ako záložné alebo dodatočné zdroje energie v systémoch kombinovaného napájania, a ak sa ich účinnosť zvýši aspoň na 70%, bude celkom možné ich použiť ako hlavných dodávateľov elektriny.

Video o tom, ako si sami vyrobiť zariadenie na zber slnečnej energie

Pri premýšľaní o myšlienke začať podnikať môžu podnikatelia venovať pozornosť „inovačným“ oblastiam, ktoré sa na spotrebiteľskom trhu len začínajú rozvíjať. Pre podnikateľa to prináša značné riziká – je dôležité si všetko dôkladne premyslieť, aby na začiatku nevyhorel. Jednou z týchto oblastí je výroba solárnych panelov. A ak na zahraničnom trhu takéto výrobky už dlho používajú obyčajní ľudia, potom sú pre našich krajanov zvláštnou novinkou. Solárne panely Ruská výroba ponúka nie viac ako tucet výrobcov. To znamená, že máte šancu dobyť tento smer

Naše obchodné hodnotenie:

Počiatočné investície - od 300 000 rubľov.

Sýtosť trhu je nízka.

Náročnosť začatia podnikania je 5/10.

Solárne batérie sú produkty, ktoré vám umožňujú „brať“ slnečnú energiu na ohrev vody, vykurovanie miestností a prevádzku zariadení. Skvelá možnosť pre dačo a vidiecke domy, čo vám umožní ušetriť na pripájaní komunikácií a platení účtov za elektrinu a plyn. Približným ukazovateľom výkonu je, že 1 m2 takéhoto kolektora dokáže za hodinu ohriať 100 litrov vody.
Pred vypracovaním podrobného podnikateľského plánu by nebolo na škodu preštudovať si trh a pochopiť, či je vôbec výhodné začať podnikať v tomto smere v konkrétnom regióne. Otvoriť závod na výrobu solárnych panelov v oblastiach, kde značnú časť roka svieti slnko, bude rentabilné – až potom budú produkty na trhu žiadané. Nečudo – ako budú môcť ľudia využívať slnečnú energiu tam, kde sú polárne noci? Analyzujte aj úroveň konkurencie. Je však nepravdepodobné, že by tu boli nejaké problémy - výroba solárnych panelov v Rusku nie je vôbec rozvinutá.

Podnikanie je ziskové z niekoľkých dôvodov:

  • nízke počiatočné náklady,
  • jednoduchosť technológie,
  • veľké možnosti rozvoja,
  • obrovský predajný trh.

Napriek mnohým výhodám si výroba a predaj solárnych panelov bude vyžadovať premyslenú marketingovú stratégiu. A práve novinka produktu na trhu spôsobí problémy – na predaj zberateľov bude treba vynaložiť veľké úsilie. ale dobrá kvalita produkty budú slúžiť ako najlepšia reklama.

Je možné vyrobiť solárne panely svojpomocne?

Technológia výroby solárnych panelov je pomerne zložitá. Pri organizovaní podnikania je lepšie zapojiť špecialistu, ktorý pozná fyziku a elektromechaniku. A aj keď „konzultant“ bude musieť zaplatiť, pomôže vytvoriť ziskový podnik.

Prvé ťažkosti sa objavia vo fáze výberu surovín. Na výrobu produktov budete potrebovať nasledujúce materiály:

  • poly- a monokryštalický kremík,
  • hliníkové rámy,
  • komôrkový polypropylén,
  • komôrkový polykarbonát,
  • drôty,
  • elektrické meniče.

Výroba solárnych panelov ako podnikania môže byť postavená iným spôsobom - objednáte si hotové „diely“ od spoločností tretích strán a pred inštaláciou ich jednoducho zložíte. V tomto prípade nemusíte míňať peniaze na zložité vybavenie. Čakajú však ďalšie ťažkosti – rastúce ceny hotové výrobky, pretože vysokokvalitné diely stoja veľa. Ak ste plánovali takýto vývoj pre váš budúci podnik, nadviažte kontakty so spoľahlivými dodávateľmi, aby ste získali komponenty pre batérie Vysoká kvalita.

Solárne panely pre domácnosť sa vyrábajú pomocou niekoľkých technológií. A kremíková metóda sa stala najviac študovanou zo všetkých. Pozostáva z nasledujúcich krokov:

  • Rezanie kremíkových plátkov a ich čistenie.
  • Leptanie povrchu kremíkového plátku a jeho štruktúrovanie.
  • Nanášanie fosforu na platňu a jej spaľovanie.
  • Aplikácia antireflexnej vrstvy.
  • Povrchová metalizácia.
  • Sušenie platní.
  • Pripojenie elektrických kontaktov na prednej strane kolektora.
  • Zarovnanie tanierov.
  • Rámovanie dosiek hliníkovými rámami.
  • Testovanie hotového kolektora.

Aké vybavenie bude potrebné?

Ďalšia vec, ktorú musí podnikateľ po preštudovaní technológie urobiť, je nákup zariadenia na výrobu solárnych panelov. Len úplná automatizácia výroby nám umožní dodávať na trh produkty vysokej kvality. Zároveň budú náklady nižšie, ako keby ste sa rozhodli pracovať na zakúpených dieloch.

Na organizáciu domáceho podnikania vám postačí „štandardná“ súprava remeselníka – elektrická vŕtačka, priamočiare píly, píly, vodováha.

Ak chcete získať hybrid solárne panely, budete potrebovať výrobnú linku pozostávajúcu z nasledujúcich zariadení:

  • laserový rezací stroj,
  • laminátor,
  • rámovací stroj,
  • stroj na čistenie povrchu dosiek,
  • "kontrolné" tabuľky,
  • stroje na testovanie kolektorov pod vysokým napätím.

Bude ťažké získať výrobnú linku v Rusku - naše továrne zatiaľ nevyrábajú takéto high-tech stroje. Ostáva už len hľadať dodávateľov v zahraničí – biznismeni si často objednávajú linky z Európy a Číny. Cena zariadení na výrobu solárnych panelov sa značne líši v závislosti od výkonu a konfigurácie. Ázijskú líniu nízkej produktivity si môžete kúpiť nie menej ako 5 000 000 rubľov. A to je ďaleko od limitu - existujú plne vybavené továrne, ktorých cena dosahuje 10 000 000 rubľov.

Je vhodné postarať sa o vytvorenie vlastného vozového parku. Týmto spôsobom ponúknete zákazníkom doručovaciu službu a sami si nainštalujete objednané batérie. Bude to oveľa výnosnejšie ako zakaždým si prenajať vozidlo tretej strany.

Pri kúpe stroja na solárne panely sa opýtajte predajcu, či ponúka služby uvedenia do prevádzky a inštalácie linky - to značne zjednoduší záležitosť. S najväčšou pravdepodobnosťou však budete musieť za „službu“ zaplatiť navyše.

Požiadavky na priestory a nábor zamestnancov

A ak nepotrebujete zostavovať panely z jednotlivých častí veľké plochy, potom sa v prípade plnohodnotného podniku bez prenájmu dielne nezaobídete. Aj tu sú potrebné investície, keďže územie treba dôkladne pripraviť, aby technológia prebiehala podľa všetkých pravidiel. Bude sa vyžadovať - ventilačné systémy, kúrenie, vodovod, trojfázová elektrina, dezinfekčné zariadenia. Dielňa musí byť udržiavaná v čistote, pretože sa bude vykonávať vysoko presná práca technické práce. Vyžaduje sa plocha najmenej 300 m2.

Domáce podnikanie môžete prevádzkovať z vlastnej garáže. Po dokončení objednávky prejdete na miesto inštalácie kolektora.

Flexibilné solárne panely musia byť vyrábané pod prísnym dohľadom odborníka. Do výroby pozvite okrem pracovného personálu aj kvalifikovaných zamestnancov, ktorí majú skúsenosti s prácou so zložitými zariadeniami. Ale nájsť špecialistov, ktorí už v podobných dielňach v Rusku pracovali, bude takmer nemožné – pokiaľ nepozvete ľudí zo zahraničia.

Ziskovosť plánovaného podnikania

Ak chcete otvoriť firmu na montáž solárnych panelov, nebudete potrebovať veľa investícií - od 300 000 rubľov. Ale ak hovoríme o plnohodnotnom podniku, potom sa investície zvýšia desaťnásobne - z 5 500 000 rubľov. Potom budete musieť do podnikania prilákať investorov tretích strán, čo je veľmi ťažké vzhľadom na novosť smeru - nie každý bude súhlasiť s tým, že dá svoje peniaze.

Náklady sa začnú vyplácať, keď sa vytvoria predajné kanály a produkty sa stanú populárnymi v určitom regióne (a potom aj za jeho hranicami). Trhová cena solárnych panelov ruskej výroby je najmenej 20 000 rubľov za kolektor s rozlohou 2 m2. Zároveň sú ich náklady o 50 - 100% nižšie - vynikajúce ukazovatele ziskovosti! Pridajte k príjmom náklady na inštalačné služby - a to je najmenej ďalších 30 000 - 50 000 rubľov na objednávku. Stanovte si teda cieľ propagovať svoje produkty na trhu.

A ak spočiatku nebudú prakticky žiadni ľudia ochotní kupovať solárne panely ruskej výroby kvôli novinke produktu a minimu recenzií od spotrebiteľov, potom sa ich popularita časom len zvýši. Na propagáciu svojho podniku využite všetky reklamné príležitosti – inzerciu v časopisoch a novinách, webovú stránku na internete, reklamu v TV a rádiu, telefonovanie potenciálnym zákazníkom. Na reklamu sa vynaložia značné výdavky - tieto investície sa však úplne vyplatia, ak reklama začne „fungovať“ a pritiahne záujemcov.

Globálny príspevok Ruska k výrobe fotovoltaických elektrární je dnes nie viac ako 1%, pričom solárna fotoenergia je jedným z najrýchlejšie rastúcich odvetví svetovej ekonomiky (globálna miera rastu – 30-50 % ročne). Zároveň v našej krajine stále neexistujú žiadne laboratóriá, ktoré by to vykonávali testovanie a certifikácia solárnych článkov a modulov podľa medzinárodných štandardov. Preto je pre Európu, pokiaľ ide o solárnu energiu, Rusko stále „prázdnym miestom“.

Stojí za zmienku, že solárne batérie sa vyznačujú množstvom nepopierateľných výhod:

  • fotovoltaické elektrárne (FV) sú vďaka modulárnej konštrukcii najšetrnejšie k životnému prostrediu a ľahko sa stavajú;
  • FES sa vyznačujú vysokou spoľahlivosťou (stále sú zdrojom energie pre takmer všetky satelity na obežnej dráhe Zeme, pretože fungujú bez porúch a nevyžadujú takmer žiadnu údržbu);
  • nízke prevádzkové náklady (kvôli absencii pohyblivých častí FES nevyžadujú špeciálnu údržbu);
  • šetrnosť k životnému prostrediu (ide o tiché a čisté moduly, pri ich prevádzke nedochádza k spaľovaniu paliva);
  • modularita (vďaka tejto vlastnosti môžu solárne elektrárne dosahovať úplne odlišné veľkosti v závislosti od potreby elektriny);
  • dlhá životnosť (pracuje až 30 rokov);
  • nízke stavebné náklady (zvyčajne sa solárne elektrárne stavajú blízko spotrebiteľa, t.j. nie je potrebné predlžovať elektrické vedenie na veľké vzdialenosti, nie je potrebné kupovať transformátory);
  • nezávislosť FES od zmien cien energií.

Solárne panely sú obľúbené najmä v južných krajinách, kde sa inštalujú priamo na strechy obytných budov. Môžeme vymenovať niekoľko hlavných "solárne parky": PEX Solar Park v Španielsku s výkonom 30 MW, schopný napájať až 16 000 domácností, Solar Park v Bavorsku s výkonom 11 MW a v Lipsku s výkonom 5 MW, v Portugalsku s výkonom 11 MW, v Južnej Kórei s výkonom 4 MW a v Izraeli - o 100 MW.

Dnes ich je viacero technológie výroby solárnych článkov na základe použitia konkrétneho materiálu pri výrobe dosky. Je to založené na rozdielnej absorpcii rôzne materiály slnečné žiarenie.

Medzi bežne používané materiály patrí mono- a polykryštalický kremík, ako aj GaAs, CdTe, amorfný kremík a mnohé ďalšie. V súlade s vybraným materiálom sa používa určitá technológia, ktorá sa líši vo výrobných fázach a súbore zariadení.

Najčastejšie sa používa ako surovina monokryštalický a polykryštalický kremík. Účinnosť dosiek na báze tohto materiálu sa pohybuje od 13 do 18 % (v súčasnosti sa poprední výrobcovia solárnych panelov snažia zvýšiť účinnosť na 19 %). Takéto dosky sú veľmi krehké a vyžadujú dodatočnú ochranu, ale sú oveľa lacnejšie ako dosky vyrobené z iných materiálov.

Technológia tenkého filmu založené na použití materiálov ako CdTe, GaAs alebo amorfný kremík. Účinnosť takýchto platní tiež nepresahuje 20 %, aj keď v budúcnosti sa plánuje jej zvýšenie na 22 %. V závislosti od použitého substrátu sa takéto batérie môžu ohýbať, sú veľmi odolné voči mechanickému namáhaniu a sú utesnené. Ich cena je vyššia ako cena kremíkových systémov.

Dnes je výroba solárnych panelov v priemyselnom meradle Je nákladovo najefektívnejšie vykonávať pomocou kremíkovej technológie, je to najviac študovaná výrobná technológia, ktorá poskytuje najvyšší výnos.

Nižšie je uvedený diagram výroby solárnych článkov na báze multikryštalického kremíka. Tento reťazec pozostáva z nasledujúcich fáz:

  • Príprava kremíkovej dosky, jej čistenie po rezaní, umývanie;
  • Štruktúrovanie povrchu platne, vytvorenie topológie na jej povrchu, leptanie;
  • Legovanie, aplikácia fosforu;
  • Difúzia fosforu, spaľovanie;
  • Vytvorenie P-n križovatky, jej izolácia, odstránenie nepotrebných vrstiev;
  • Aplikácia antireflexnej SiN vrstvy;
  • Metalizácia (vytvorenie kovových kontaktov na zadnej strane dosky pomocou sieťotlače);
  • Sušenie a pálenie;
  • Vytváranie kontaktov na prednej strane dosky;
  • Zarovnanie tanierov;
  • Kontrola a testovanie.

Zariadenia pre každý stupeň dodávajú európske a americké spoločnosti - RENA, Roth&Rau, DESPATCH, BACCINI, MANZ- jeden zo svetových lídrov vo výrobe zariadení v odbore solárna energia.

V súčasnosti sú alternatívne zdroje energie veľmi módne a obľúbené najmä medzi majiteľmi vidieckych chát alebo súkromných domov. Takéto zariadenie však často stojí veľa peňazí a nie každý si môže dovoliť kúpiť solárne panely pre svoj dom. Preto je výroba solárnych panelov vlastnými rukami veľmi dôležitá. Ako si teda môžete vyrobiť solárne panely sami?

Vlastnosti solárnych panelov

Solárny článok je polovodičová štruktúra, ktorá je schopná premieňať slnečné žiarenie na elektrinu. To vám umožní poskytnúť vášmu domu ekonomické, spoľahlivé a hlavne neprerušované napájanie. Predovšetkým to platí pre ťažko dostupné oblasti, ako aj tam, kde dochádza k častým výpadkom prúdu z hlavného zdroja.

Tento alternatívny zdroj energie je celkom praktický, pretože na rozdiel od tradičného zdroja energie stojí oveľa menej. Výroba solárnych panelov vlastnými rukami vám umožňuje nielen optimalizovať spotrebu energie, ale aj šetriť peniaze.

Výhody

Solárne batérie majú nasledujúce výhody:

  • jednoduchá inštalácia vďaka tomu, že nie je potrebné položiť kábel k podperám;
  • výroba elektriny je absolútne neškodná životné prostredie;
  • nie sú žiadne pohyblivé časti;
  • elektrická energia sa dodáva nezávisle od distribučnej siete;
  • minimálny čas strávený údržbou systému;
  • nízka hmotnosť batérií;
  • tichá prevádzka;
  • dlhá životnosť pri minimálnych nákladoch.

Nedostatky

Napriek pomerne významným výhodám majú solárne panely aj svoje nevýhody, ako napríklad:

  • zložitosť výrobného procesu;
  • citlivosť na znečistenie;
  • na efektívnu prácu solárne panely sú ovplyvnené poveternostnými podmienkami (slnečné alebo zamračené dni);
  • takýto dizajn vyžaduje veľa priestoru;
  • Batérie v noci nefungujú.

Požiadavky na solárnu batériu

Každý môže nainštalovať solárne panely v súkromnom dome. Aby však takýto dizajn DIY priniesol maximálne výhody, mali by sa brať do úvahy jeho vlastnosti. Na solárnu batériu platia nasledujúce požiadavky:

Materiály potrebné na výrobu solárnej batérie vlastnými rukami

Ak nie je možné zakúpiť solárne panely, môžete si ich vyrobiť sami. Na začiatku je potrebné rozhodnúť o materiáli, z ktorých budú vyrobené.

Na vytvorenie panelov budú potrebné vysokokvalitné fotobunky. Výrobcovia dnes ponúkajú tieto typy zariadení:

  • prvky vyrobené z monokryštalického kremíka majú účinnosť až 13 %, ale v zamračenom počasí nie sú dostatočne účinné;
  • Fotobunky vyrobené z polykryštalického kremíka majú účinnosť až 9% a môžu pracovať za slnečných aj zamračených dní.

Na napájanie vášho domova je najlepšie použiť polykryštály, ktoré sú dostupné v súpravách.

Je dôležité vedieť, že všetko potrebné na montáž Bunky je najlepšie zakúpiť od jedného výrobcu, keďže produkty rôznych značiek majú výrazné rozdiely v účinnosti produktov. To môže spôsobiť ďalšie ťažkosti pri montáži, spôsobiť náklady v dôsledku prevádzky a solárna batéria bude mať nízky výkon.

Na výrobu solárneho panelu z improvizovaných materiálov budete potrebovať špeciálne vodiče určené na pripojenie fotobuniek.

Telo budúceho dizajnu je najlepšie vyrobené z hliníkových rohov, ktoré majú nízku hmotnosť. Môžete tiež použiť materiál, ako je drevo. Ale vzhľadom na to, že konštrukcia bude vždy vystavená atmosférickým vplyvom, jej životnosť sa zníži.

Rozmery telesa panelu závisia od počtu fotobuniek.

Vonkajšie prekrytie fotobuniek môže byť z plexiskla alebo priehľadného polykarbonátu. Používa sa aj tvrdené sklo, ktoré neprepúšťa infračervené lúče.

Na výrobu solárnej batérie vlastnými rukami teda budete potrebovať nasledujúce materiály:

  • fotobunky v súprave;
  • upevňovací materiál;
  • medené elektrické drôty s vysokým výkonom;
  • silikónové vákuové stojany;
  • spájkovacie zariadenia;
  • hliníkové rohy;
  • Schottke diódy;
  • priehľadná fólia z polykarbonátu alebo plexiskla;
  • sada skrutiek na upevnenie.

Takéto materiály je možné zakúpiť v obchode so stavebnými materiálmi alebo v internetovom obchode.

Ako vyrobiť solárne panely vlastnými rukami?

Aby ste mohli panely vyrobiť vlastnými rukami, musíte zhromaždiť požadované materiály. Solárna batéria pre dom sa zostavuje v nasledujúcom poradí.

Ak chcete správne vyrobiť solárne panely vlastnými rukami, musíte dodržiavať nasledujúce odporúčania:

Každý človek sníva o tom, že dostane zadarmo elektrinu vo svojom dome a tento sen je možný. Výrobou solárnych panelov vlastnými rukami si môžete vychutnať ďalší zdroj elektriny. V čom Tento dizajn nepoškodzuje životné prostredie Navyše je veľmi spoľahlivý a lacný.