Izrađujemo solarnu bateriju vlastitim rukama. Upute za samostalnu montažu solarne baterije od jeftinih kineskih panela DIY komplet solarnih baterija

Vlastito napajanje pomoći će iu nedostatku centralizirana mreža(u udaljenim i teško dostupnim krajevima, na selu, u planinarenju), te pri izgradnji ekološki prihvatljivijeg pristupa potrošnji prirodnih resursa.

Nije teško sastaviti vlastitu solarnu stanicu, ona sadrži samo četiri komponente:

• solarni paneli;
• punjenje baterije;
• kontrolor;
• pretvarač.

Sve ih je lako pronaći i naručiti putem internetskih trgovina. Ali kako napraviti solarnu elektranu vlastitim rukama kako biste stvorili punopravni autonomni sustav napajanja kod kuće? Najprije je potrebno prikupiti podatke o vašim potrebama, mogućnostima područja na kojem će solarna stanica raditi te napraviti sve potrebne izračune za odabir komponenti.

Kako izračunati broj solarnih panela

Odabir solarne stanice započinje pronalaženjem informacija o insolaciji u vašem području – količini sunčeve energije koja dospije na površinu zemlje (mjereno u vatima po kvadratnom metru). Ovi podaci mogu se naći u posebnim vremenskim referentnim knjigama ili na Internetu. Obično se insolacija označava zasebno za svaki mjesec, jer razina jako ovisi o godišnjem dobu. Ako planirate koristiti solarnu stanicu tijekom cijele godine, tada se morate kretati prema mjesecima s najnižim stopama.

Zatim morate izračunati svoje potrebe za električnom energijom za svaki mjesec. Imajte na umu da za autonomni sustav napajanja igra ulogu ne samo učinkovitost skladištenja energije, već i njegova ekonomična upotreba. Manje potrebe značajno će uštedjeti pri kupnji solarnih panela i stvaranju proračunske verzije solarne elektrane vlastitim rukama.

Usporedite svoje potrebe za električnom energijom s razinom insolacije u vašem području i saznat ćete koja je površina solarnih panela potrebna za vašu solarnu stanicu. Imajte na umu da je učinkovitost panela samo 12-14%. Uvijek idite na najniži rezultat.

Dakle, ako je razina insolacije u najnepovoljnijem mjesecu u vašem području 20 kWh / m², tada će uz učinkovitost od 12% jedna ploča od 0,7 m² generirati 1,68 kWh. Vaša potreba za energijom je, na primjer, 80 kWh mjesečno. To znači da će u najnesolarnijem mjesecu 48 panela (80/1,68) moći zadovoljiti ovu potrebu. Više o tome kako odabrati solarne panele možete pročitati u našem prethodnom.

Kako postaviti solarnu ploču

Za najbolju učinkovitost postavite solarnu ploču tako da sunčeve zrake padaju na nju pod kutom od 90 stupnjeva. Budući da se sunce neprestano kreće po nebu, ovdje postoje dva rješenja:

• Dinamička postavka. Koristite servo za okretanje solarne ploče dok se sunce kreće nebom. Servo pogon omogućit će vam prikupljanje 50% više energije od statične instalacije.
• Stacionarna instalacija. Da biste izvukli maksimalnu korist od fiksnog položaja solarnog panela, potrebno je pronaći kut ugradnje pod kojim će panel skupljati najveću moguću količinu sunčevih zraka. Za rad tijekom cijele godine, ovaj se kut izračunava pomoću formule +15 stupnjeva u odnosu na geografsku širinu područja. Za ljetne mjesece to je -15 stupnjeva u odnosu na geografsku širinu područja.

Kako odabrati regulator punjenja

Još jedan način da sami sastavite solarnu elektranu kako bi radila učinkovito je korištenje iste, koja vam omogućuje praćenje maksimalnih točaka snage (eng. MPPT). Takav kontroler može akumulirati energiju čak iu uvjetima slabog osvjetljenja i nastaviti je opskrbljivati ​​baterijom na optimalan način.

Dakle, iz solarnih panela energija se dovodi u bateriju. To omogućuje skladištenje energije tako da se može koristiti čak i u nedostatku sunčeve svjetlosti. Osim toga, baterije izglađuju neravnomjerno napajanje, na primjer, pri jakom vjetru ili oblačnim uvjetima.

Da biste odabrali i instalirali bateriju za kućnu solarnu elektranu vlastitim rukama, morate uzeti u obzir dva parametra:

• Vrlo je važno da struja punjenja (iz panela) ne prelazi 10% razine nazivnog kapaciteta za kisele baterije i 30% za alkalne uređaje.
• Dizajn pretvarača s niskim naponom.

Razmotrite indikatore samopražnjenja akumulatora (ne pokazuju ih uvijek proizvođači). Na primjer, uređaji s kiselinom se pune svakih šest mjeseci kako bi se izbjegao kvar.

Kako odabrati pretvarač

Opis parametara i obveznih funkcija idealnog pretvarača:

• sinusoidni signal s izobličenjem ne većim od tri posto;
• kada je opterećenje priključeno, amplituda napona se mijenja za najviše deset posto;
• dvostruka pretvorba struje - izravna i izmjenična;
• dio za analognu izmjeničnu pretvorbu s dobrim transformatorom;
• obrana od kratki spoj;
• rezerva preopterećenja.

Kada modelirate električni sustav vašeg doma, grupirajte trošila tako da različite vrste potrošača napajaju različiti pretvarači.

Heliostanice su funkcionalan alternativni način opskrbe kuće energijom. Ali nije u svim regijama insolacija dovoljna za povrat solarne opreme i za punu opskrbu električnom energijom. Ponekad treba obratiti pozornost na hibridne solarne elektrane, koje također možete izgraditi vlastitim rukama, ali gdje drugdje solarni paneli mogu postojati vjetroturbine, kao i dizel ili čak benzinski generatori.

Ako samo želite pokušati “ukrotiti” sunčevu energiju, ali niste spremni potpuno promijeniti napajanje svog doma, napravite mini solarnu elektranu vlastitim rukama. Sastojat će se od nekoliko solarnih panela, baterije i kontrolera. Sve će to stati u kofer, ali će vam osigurati energiju u slučaju iznenadnog nestanka struje, putovanja na selo ili u prirodu. Proračuni i odabir komponenti provode se prema istom principu kao i za punopravnu kućnu stanicu.

Dobivanje električne energije iz alternativnih izvora energije vrlo je skupo. Na primjer, korištenje solarne energije pri kupnji gotove opreme morat će potrošiti značajnu količinu novca. Ali danas je moguće sastaviti solarne ploče vlastitim rukama za ljetnu rezidenciju ili privatnu kuću od gotovih fotonaponskih ćelija ili drugih improviziranih materijala. I prije nego što počnete kupovati potrebne komponente i dizajnirati strukturu, morate razumjeti što je solarna baterija i kako radi.

Solarna baterija: što je to i kako radi

Ljudi koji se prvi put susreću s ovim zadatkom odmah imaju pitanja: "Kako sastaviti solarnu bateriju?" ili "Kako napraviti solarnu bateriju?". Ali nakon proučavanja uređaja i principa njegovog rada, problemi s implementacijom ovog projekta nestaju sami od sebe. Uostalom, dizajn i princip rada su jednostavni i ne bi trebali stvarati poteškoće pri stvaranju izvora energije kod kuće.

Solarna baterija (SB) - to su fotoelektrični pretvarači energije koju emitira Sunce u električnu energiju, koji su povezani u obliku niza elemenata i zatvoreni u zaštitnu strukturu. Pretvarači - silicijski poluvodički elementi za generiranje istosmjerna struja . Proizvode se u tri vrste:

• Monokristalni;
• polikristalni;
• Amorfni (tanki film).

Načelo rada uređaja temelji se na fotoelektrični efekt. Sunčeva svjetlost, koja pada na fotoćelije, izbacuje slobodne elektrone iz posljednjih orbita svakog atoma silicijske pločice. kreće se veliki broj slobodni elektroni između elektroda baterije stvaraju istosmjernu struju. Nadalje, pretvara se u izmjeničnu struju za elektrifikaciju kuće.

Izbor fotoćelija

Prije početka projektantski rad da biste izradili ploču kod kuće, morate odabrati jednu od tri vrste pretvarača sunčeve energije. Da biste odabrali odgovarajuće elemente, morate znati njihove tehničke karakteristike:

• Monokristalni. Učinkovitost ovih ploča je 12–14%. Međutim, oni su osjetljivi na količinu svjetlosti koja ulazi. Mala naoblaka značajno smanjuje količinu proizvedene električne energije. Vijek trajanja do 30 godina.
• Polikristalni. Ovi elementi mogu proizvesti učinkovitost od 7-9%. Ali na njih ne utječe kvaliteta osvjetljenja i oni su u stanju isporučiti istu količinu struje u oblačnom, pa čak i oblačnom vremenu. Operativno razdoblje - 20 godina.
• amorfan. Proizvedeno od fleksibilnog silicija. Oni proizvode učinkovitost od oko 10%. Količina proizvedene električne energije ne smanjuje se zbog kvalitete vremena. Ali skupa i složena proizvodnja ih otežava nabavu.

Za samostalnu proizvodnju SB-ova možete kupiti pretvarače tipa B (drugi razred). To uključuje ćelije s malim nedostacima, čak i ako zamijenite neke komponente, cijena baterija bit će 2-3 puta manja od tržišne cijene, zahvaljujući tome uštedite svoj novac.

Za opskrbu privatne kuće električnom energijom iz alternativnog izvora energije, prve dvije vrste ploča su najprikladnije.

Izbor i dizajn mjesta

Baterije je najbolje postaviti prema principu: što viši to bolji. Izvrsno mjesto bi bio krov kuće, ne dobiva sjenu od drveća ili drugih zgrada. Ako struktura stropova ne dopušta izdržavanje težine instalacije, tada bi mjesto trebalo odabrati u području vikendice, koja najviše percipira zračenje sunca.

Sastavljene ploče moraju biti postavljene pod takvim kutom da sunčeve zrake padale su što okomitije na silicijeve ćelije. Idealna opcija bila bi mogućnost ispravljanja cijele instalacije u smjeru sunca.

Izrada baterije vlastitim rukama

Nećete moći osigurati kuću ili vikendicu električnom energijom od 220 V iz solarne baterije, jer. veličina takve baterije bit će ogromna. Jedna ploča stvara električnu struju napona 0,5 V. Najbolja opcija SB se smatra s nazivnim naponom od 18 V. Na temelju toga izračunava se potreban broj fotoćelija za uređaj.

Sastavljanje okvira

Prije svega, potrebna je domaća solarna baterija zaštitni okvir (kutija). Može se izraditi od aluminijskih uglova 30x30 mm ili od drvenih šipki kod kuće. Korištenje metalni profil na jednoj od polica, turpijom se uklanja skošenje pod kutom od 45 stupnjeva, a druga polica je odrezana pod istim kutom. Dijelovi okvira izrezani na potrebne dimenzije s obrađenim krajevima uvijaju se pomoću uglova izrađenih od istog materijala. Na gotov okvir na silikon se lijepi zaštitno staklo.

Lemljenje ploča

Kada lemite elemente kod kuće, morate to znati za povećanje napona moraju biti povezani sukcesivno, i za povećanje struje - paralelno. Kremene pločice se polažu na staklo, ostavljajući između njih razmak od 5 mm sa svake strane. Ovaj razmak je neophodan za kompenzaciju moguće toplinske ekspanzije elemenata tijekom zagrijavanja. Pretvarači imaju dvije staze: s jedne strane, " plus", s drugim - " minus". Svi dijelovi su spojeni u seriju u jedan krug. Zatim se vodiči iz posljednjih komponenti kruga izlaze na zajedničku sabirnicu.

Kako bi se izbjeglo samopražnjenje uređaja noću ili po oblačnom vremenu, stručnjaci preporučuju instaliranje 31DQ03 Schottky diode ili ekvivalenta na kontaktu iz "srednje" točke.

Nakon završetka lemljenja s multimetrom, morate provjeriti izlazni napon, koji bi trebao biti 18-19 V kako biste u potpunosti osigurali struju privatnoj kući.

Montaža ploče

Zatim se zalemljeni pretvarači postavljaju u gotovo kućište silikon se nanosi na središte svakog elementa od kremena, a odozgo je prekriven podlogom od vlaknaste ploče za njihovu fiksaciju. Nakon toga, struktura je zatvorena poklopcem, i svi spojevi su zapečaćeni brtvilom ili silikonom. Gotova ploča montirana je na držač ili okvir.

Solarni paneli od improviziranih materijala

Osim sastavljanja SB-ova od kupljenih fotoćelija, mogu se sastaviti od improviziranih materijala koje ima svaki radioamater: tranzistori, diode i folija.

tranzistorska baterija

Za ove svrhe najprikladniji su dijelovi Tranzistori tipa KT ili P. Unutra je prilično velika silicijski poluvodički element, potrebnih za proizvodnju električne energije. Nakon što ste pokupili potreban broj radio komponenti, potrebno je odrezati metalni poklopac s njih. Da biste to učinili, morate ga stegnuti u tesk i pažljivo odrezati gornji dio pilom za metal. Unutra možete vidjeti ploču koja će služiti kao fotoćelija.

Tranzistor za bateriju s odrezanim poklopcem

Svi ovi dijelovi imaju tri kontakta: bazu, emiter i kolektor. Prilikom sastavljanja SB potrebno je odabrati kolektorski spoj zbog najveće potencijalne razlike.

Montaža se izvodi na ravnoj ravnini od bilo kojeg dielektričnog materijala. Morate lemiti tranzistore u zasebnim serijskim krugovima., a ovi lanci, zauzvrat povezati paralelno.

Izračun gotovog izvora struje može se napraviti iz karakteristika radio komponenti. Jedan tranzistor proizvodi napon od 0,35 V i struju kratkog spoja od 0,25 μA.

Diodna baterija

Diodna solarna ćelija D223B zapravo može postati izvor električne energije. Ove diode su najvišeg napona i izrađeni su u staklenoj vitrini, prekrivenoj bojom. Napon na izlazu gotovog proizvoda može se odrediti iz izračuna da jedna dioda na suncu stvara 350 mV.

1. Potreban broj radio komponenti stavimo u posudu i napunimo je acetonom ili drugim otapalom i ostavimo nekoliko sati.
2. Zatim, morate uzeti tanjur odgovarajuća veličina od ne metalni materijal i oznake za lemljenje komponenti napajanja.
3. Jednom mokra, boja se može lako ostrugati.
4. Naoružani multimetrom, na suncu ili ispod žarulje, određujemo pozitivni kontakt i savijamo ga. Diode su lemljene okomito, jer u ovom položaju kristal najbolje može proizvesti električnu energiju iz energije sunca. Stoga na izlazu dobivamo maksimalni napon koji će solarna baterija generirati.

Uz dvije gore opisane metode, napajanje se može sastaviti od folije. Domaća solarna baterija, izrađena prema upute korak po korak, opisan u nastavku, moći će proizvesti električnu energiju, iako vrlo male snage:

1. Za DIY trebat će vam bakrena folija 45 četvornih vidi Izrezani komad se obrađuje u sapunskoj otopini kako bi se uklonila masnoća s površine. Također je poželjno oprati ruke kako ne biste ostavili masne mrlje.
2. Potreban Emery uklonite zaštitni oksidni film i bilo koje druge vrste korozije iz ravnine rezanja.
3. List folije stavlja se na plamenik električnog štednjaka snage najmanje 1,1 kW i zagrijava do stvaranja crveno-narančastih mrlja. Daljnjim zagrijavanjem nastali oksidi se pretvaraju u bakrov oksid. O tome svjedoči crna boja površine komada.
4. Nakon stvaranja oksida zagrijavanje se mora nastaviti unutar 30 minuta kako bi se stvorio oksidni film dovoljne debljine.
5. Proces prženja se zaustavlja, a lim se hladi zajedno s pećnicom. Uz sporo hlađenje, bakar i oksid se hlade različitim brzinama, što olakšava njihovo odlijepljenje.
6. Pod tekućom vodom oksidni ostatak se uklanja. U tom slučaju nemoguće je savijati lim i mehanički otkidati male komadiće kako se ne bi oštetio tanki sloj oksida.
7. Drugi list je izrezan prema veličini prvog.
8. U plastičnu bocu zapremine 2-5 litara sa prerezanim vratom treba staviti dva komada folije. Učvrstite ih krokodilskim kopčama. Treba ih postaviti tako da se nije spojio.
9. Na obrađeni komad spojen je negativni izvod, a na drugi pozitivni izvod.
10. Otopina soli se ulije u staklenku. Njegovo razina treba biti 2,5 cm ispod gornjeg ruba elektroda. Za pripremu smjese 2-4 žlice soli(ovisno o volumenu boce) otopiti u maloj količini vode.

Svi solarni paneli nisu prikladni za opskrbu električnom energijom ljetne kuće ili privatne kuće zbog svoje niske snage. Ali mogu poslužiti kao izvor energije za radio ili puniti male električne uređaje.

Slični Videi

Alternativna energija sada se bavi ne samo stručnjacima. Mogućnosti za autonomne izvore energije također su od interesa za amatere koji su prijatelji s elektrotehnikom i radiotehnikom. Što se tiče solarnih panela, glavna poteškoća u provedbi projekta je njihova visoka cijena. A ako uzmemo u obzir da je za privatnu kuću potrebno nekoliko ploča, onda postaje razumljiv neki skepticizam u pogledu njihove upotrebe u svakodnevnom životu.

Iako postoji dobro rješenje za one koji su navikli sve raditi vlastitim rukama - sastaviti solarnu bateriju iz zasebnih ploča. Na primjer, kineski, koji su relativno jeftini.

Na temelju iskustva njihove praktične primjene, možemo zaključiti da u potpunosti ispunjavaju očekivanja majstora. A ako se usredotočite na komplet klase B (jeftiniji proizvodi), tada uštedite s samomontaža napajanje se postiže značajno.

Da biste dobili uzorak od 145 W s ukupnim naponom od 18 V, morat ćete platiti oko 3.100 rubalja za kineske ploče (36 komada) (ako se kupuju putem interneta, na primjer, na Alibabi, Ebayu) u odnosu na 6.180 (trošak gotovog analoga industrijske proizvodnje). Ispada da ima smisla potrošiti vrijeme i napraviti takvu bateriju.

Ne samo kineski, već se svi solarni paneli dijele na mono- (skuplje) i polikristalne (amorfne). Koja je razlika? Ne ulazeći u tehnologiju izrade, dovoljno je istaknuti da prve karakterizira homogena struktura. Stoga je njihova učinkovitost veća od učinkovitosti amorfnih analoga (oko 25% u odnosu na 18%) i skuplji su.

Vizualno se mogu razlikovati po obliku (prikazanom na slici) i nijansi plave boje. Monokristalne ploče su nešto tamnije. Pa, ima li smisla štedjeti na struji, morat ćete sami odlučiti. Osim toga, treba uzeti u obzir da proizvodnju jeftinih polikristalnih ploča u Kini uglavnom provode male tvrtke koje štede doslovno na svemu, uključujući sirovine. To izravno utječe ne samo na cijenu, već i na kvalitetu proizvoda.

Sve fotoćelije povezane su vodičima u jedan energetski lanac. Ovisno o vrsti ploča, one mogu biti već pričvršćene ili nedostaju. Dakle, morat ćete ih lemiti vlastitim rukama. Svi kristalni uzorci prilično su krhki i njima se mora rukovati iznimno pažljivo.

Ako nemate odgovarajuće vještine lemljenja, bolje je kupiti ploče klase A (skuplje). Kada kupujete jeftine analoge (B), preporučljivo je uzeti barem jedan na zalihi. Praksa montaže solarnih panela pokazuje da se oštećenja ne mogu izbjeći, pa će svakako biti potreban dodatni panel.

Prilikom određivanja potrebnog broja fotoćelija, možete se usredotočiti na takve podatke. 1 m² panela daje približno 0,12 kWh električne energije. Statistika potrošnje energije pokazuje da je za malu obitelj (4 osobe) dovoljno oko 280 - 320 kW mjesečno.

Solarni paneli se prodaju u dva komada opcije- s premazom od voska (za zaštitu od oštećenja tijekom transporta) i bez njega. Ako su ploče sa zaštitni sloj, tada će se morati pripremiti za montažu.

Što treba učiniti?

• Raspakirajte robu.
• Stavite komplet u Vruća voda. Približna temperatura - 90 ± 5 0S. Glavna stvar je da ne smije biti kipuća voda, inače su ploče djelomično deformirane.
• Odvojite uzorke. Znakovi da se vosak otopio vidljivi su vizualno.
• Obradite svaku ploču. Tehnologija je jednostavna - naizmjenično ih uranjati u vruću sapunastu vodu, a zatim očistiti. Postupak "pranja" se nastavlja sve dok na površini ne nestanu tragovi voska.
• Suha. Ploče treba položiti na meku krpu. Na primjer, na frotirnom stolnjaku.

Montažni red

Specifičnosti proizvodnje okvira

Zapravo, ovo je tradicionalni jednostavan okvir, čiji se materijal odabire ovisno o položaju baterije. Obično tematska mjesta označavaju aluminijski kut ili drvo. Svrsishodnost korištenja potonjeg (uz dužno poštovanje prema autorima članaka) izaziva određene sumnje. Glavni razlog je u svojstvima svakog stabla. Leži u sadržaju vlage, bez obzira na stupanj sušenja.

Koliko god postotaka bilo, ne može se izbjeći uvijanje, pa čak ni pucanje stabla. S obzirom na krhkost panela - definitivno nije opcija. Dugo ovo, čak i kada je pričvršćeno na prozor unutar zgrade, neće trajati.

Ugradnja baterije

Dimenzije okvira odabiru se na temelju linearnih parametara ploča. Vodoravna orijentacija ili okomita - ovisi o specifičnostima instalacije baterije i u načelu nije bitno.

Staklo ili polikarbonatni list (ne ćelijski, već monolitni) pričvršćen je na okvir. Obavlja zaštitnu funkciju, štiteći fotoćelije od mehaničkih oštećenja.

na njemu, sa unutra okvira, nanose se kapi silikonskog brtvila (u središte ploča) ili se razmazuje u najtanjem sloju. Preporuke za upotrebu smole (epoksi) jedva da su vrijedne pažnje, jer u ovom slučaju nema potrebe govoriti o održavanju baterije.

Procijenjeni broj ploča postavlja se u okvir (montaža se vrši unaprijed). Jedan daje napon reda veličine 0,5 V (neznatno odstupanje u nazivu se ne računa). Važno je ne brkati gdje je prednja strana proizvoda, a gdje stražnja strana.

Stražnja strana je zatvorena mekom podlogom koja se može skinuti. Da biste ga napravili vlastitim rukama, možete uzeti pjenastu gumu (najmanje 4 cm) i polietilenski film. Njegovi rubovi su spojeni ljepljivom trakom ili lemljeni (ako postoji poseban stroj).

Posao tu nije kraj. Između stakla (polikarbonata) i panela će ostati mjehurići zraka, što će smanjiti učinkovitost solarnog panela. Moraju se ukloniti. Da biste to učinili, na prostirku je položen gusti materijal. Na primjer, fragment, usklađen s veličinom okvira, debela (višeslojna) šperploča.

Iznad - teret čija je težina dovoljna da lagano pritisne ploče. U ovom položaju baterija stoji najmanje pola dana. Ovdje se trebate usredotočiti na njegove dimenzije i ravnomjernu raspodjelu tereta.

Nakon tog vremena, ugnjetavanje, šperploča i prostirka se demontiraju. Nemoguće je odmah popraviti bateriju na mjestu ugradnje. Trebat će još neko vrijeme da se brtvilo potpuno osuši.

Umjesto prostirke, možete koristiti drugu meku podlogu. Na primjer, piljevina, strugotine.

Posljednja faza je izrada stražnjeg zida i njegova ugradnja na mjesto. Za to se uzimaju iverica, vlaknasta ploča, šperploča, ali uvijek s istom podlogom za zaštitu ploča od deformacije.

Značajke sklopa sklopa

Lemljenje ploča je složen proces koji zahtijeva mukotrpan rad i pažnju. Bolje je raditi s lemilom male snage (24 - 36 W). Ako se koristi 65 uobičajeni u svakodnevnom životu, tada ga treba uključiti kroz ograničavajući otpor. Najjednostavnija opcija- serijsko spajanje žarulje od "sto vata".

Ali to nije sve. Potrebno je isključiti samopražnjenje baterije (noću, u lošem vremenu). To je osigurano uključivanjem p / p dioda u krug. Preporučljivo je koristiti akustični kabel kao vodič (za vodove), koji je također pričvršćen na ploču brtvilom.

Opcija filmske solarne baterije (postoji jedna) ne dolazi u obzir. Unatoč nekim prednostima, ima niz značajnih nedostataka - niska učinkovitost i potreba za polaganjem na velikim površinama. Za privatnu kuću rješenje je neprihvatljivo.

Organski život, tako popularna ideja u posljednjih godina, podrazumijeva skladan „odnos“ osobe s okolinom. Kamen spoticanja svakog ekološkog pristupa je korištenje minerala za energiju.

Emisije otrovnih tvari i ugljičnog dioksida u atmosferu, koji se oslobađaju izgaranjem fosilnih goriva, postupno ubijaju planet. Dakle, koncept "zelene energije", koji ne šteti okoliš, osnovna je osnova mnogih novih energetskih tehnologija. Jedno od takvih područja za dobivanje ekološki prihvatljive energije je tehnologija pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu struju. Da, tako je, razgovarat ćemo o solarnim pločama i mogućnosti instaliranja autonomnih sustava napajanja u seoskoj kući.

Trenutačno industrijske elektrane temeljene na solarnim pločama, koje se koriste za punu opskrbu vikendice energijom i toplinom, koštaju najmanje 15-20 tisuća dolara sa zajamčenim vijekom trajanja od oko 25 godina. Trošak bilo kojeg helijskog sustava u smislu omjera zajamčenog radnog vijeka i prosječnog godišnjeg troška komunalno održavanje seoska kuća prilično visoka: prvo, danas je prosječna cijena solarne energije razmjerna kupnji izvora energije iz središnje energetske mreže, i drugo, jednokratna kapitalna ulaganja za instaliranje sustava.

Obično je uobičajeno odvojiti solarne sustave za opskrbu toplinom i električnom energijom. U prvom slučaju koristi se tehnologija solarni kolektor, u drugom - fotoelektrični učinak za stvaranje električne struje u solarnim pločama. Želimo razgovarati o prilici samoproizvodnja solarne baterije.

Tehnologija ručne montaže solarnog sustava je vrlo jednostavna i pristupačna. Gotovo svaki Rus može sastaviti pojedinačne energetske sustave visoke učinkovitosti uz relativno niske troškove. Profitabilan je, pristupačan i čak moderan.

Odabir solarnih ćelija za solarnu ploču

Pri započinjanju izrade solarnog sustava potrebno je obratiti pozornost da kod pojedinačne montaže nema potrebe za jednokratnom ugradnjom potpuno funkcionalnog sustava, on se može graditi postupno. Ako se prvo iskustvo pokazalo uspješnim, onda ima smisla proširiti funkcionalnost solarnog sustava.

U svojoj jezgri, solarna baterija je generator koji radi na temelju fotonaponskog efekta i pretvara sunčevu energiju u električnu. Svjetlosni kvanti koji pogađaju silicijsku pločicu izbacuju elektron iz silicijeve posljednje atomske orbite. Ovaj učinak stvara dovoljan broj slobodnih elektrona koji tvore tok električne struje.

Prije sastavljanja baterije potrebno je odlučiti o vrsti fotoelektričnog pretvarača, i to: monokristalni, polikristalni i amorfni. Za samomontažu solarne baterije odabiru se komercijalno dostupni monokristalni i polikristalni solarni moduli.

Vrh: monokristalni moduli bez lemljenih kontakata. Donji dio: Polikristalni moduli s lemljenim kontaktima

Paneli na bazi polikristalnog silicija imaju prilično nisku učinkovitost (7-9%), ali ovaj nedostatak nadoknađuje činjenica da polikristalni silicij praktički ne smanjuje snagu u oblačnom i oblačnom vremenu, jamstveni vijek takvih elemenata je oko 10 godina. Paneli na bazi monokristalnog silicija imaju učinkovitost od oko 13% s vijekom trajanja od oko 25 godina, ali ovi elementi uvelike smanjuju snagu u nedostatku izravne sunčeve svjetlosti. Pokazatelji učinkovitosti kristala silicija iz različitih proizvođača može značajno varirati. Prema praksi solarnih elektrana na terenu, može se govoriti o životnom vijeku monokristalnih modula više od 30 godina, a za polikristalne module - više od 20 godina. Štoviše, tijekom cijelog razdoblja rada gubitak snage u silicijskim mono- i polikristalnim ćelijama nije veći od 10%, dok se u tankoslojnim amorfnim baterijama snaga smanjuje za 10-40% u prve dvije godine.

Solarne ćelije Evergreen solarne ćelije s kontaktima u setu od 300 kom.

Na eBay aukciji možete kupiti komplet solarnih ćelija za sastavljanje solarnog niza od 36 i 72 solarne ćelije. Takvi setovi dostupni su za prodaju u Rusiji. U pravilu se za samomontažu solarnih panela koriste solarni moduli tipa B, odnosno moduli koji su odbijeni u industrijskoj proizvodnji. Ovi moduli ne gube svoje performanse i puno su jeftiniji. Neki dobavljači nude solarne module na pločama od stakloplastike, koje visoka razina nepropusnost elemenata i, shodno tome, pouzdanost.

Izrada projekta helijskog energetskog sustava

Dizajn budućeg solarnog sustava uvelike ovisi o načinu njegove instalacije i postavljanja. Solarne ploče treba postaviti pod kutom kako bi se osiguralo da izravna sunčeva svjetlost pada pod pravim kutom. Performanse solarnog panela uvelike ovise o intenzitetu svjetlosne energije, kao i kutu upadanja sunčevih zraka. Položaj solarne baterije u odnosu na sunce i kut nagiba ovisi o zemljopisnom položaju helijskog sustava i dobu godine.

Od vrha do dna: monokristalni solarni paneli (svaki po 80 vata) u seoskoj kući postavljeni su gotovo okomito (zima). Monokristalni solarni paneli u zemlji imaju manji kut (opruga) Mehanički sustav za kontrolu kuta solarne baterije.

Industrijski solarni sustavi često su opremljeni senzorima koji osiguravaju rotacijsko kretanje solarne ploče u smjeru kretanja sunčevih zraka, kao i zrcalima koja koncentriraju sunčevu svjetlost. U pojedinim sustavima takvi elementi značajno kompliciraju i poskupljuju sustav, te se stoga ne koriste. Može se koristiti najjednostavniji mehanički sustav kontrole kuta nagiba. NA zimsko vrijeme solarne ploče treba postaviti gotovo okomito, to također štiti ploču od nakupljanja snijega i zaleđivanja strukture.

Shema za izračunavanje kuta nagiba solarne ploče ovisno o dobu godine

Solarni paneli postavljeni su na sunčanoj strani zgrade kako bi se osigurala maksimalna količina sunčeve energije dostupne tijekom dana. Ovisno o geografskom položaju i razini solsticija, izračunava se kut baterije koji je najprikladniji za vašu lokaciju.

Uz složenost dizajna, moguće je stvoriti sustav za kontrolu kuta nagiba solarne baterije ovisno o sezoni i kuta rotacije panela ovisno o dobu dana. Energetska učinkovitost takvog sustava bit će veća.

Prilikom projektiranja solarnog sustava koji će biti instaliran na krovu kuće, nužno je saznati hoće li krovna konstrukcija podržava potrebnu težinu. Samostalni razvoj projekta uključuje izračun opterećenja krova, uzimajući u obzir težinu snježnog pokrivača zimi.

Odabir optimalnog statičkog kuta nagiba za krovni solarni sustav monokristalnog tipa

Za proizvodnju solarnih panela možete birati raznih materijala na specifična gravitacija i druge karakteristike. Prilikom odabira materijala izrade potrebno je voditi računa o maksimalno dopuštenoj temperaturi zagrijavanja solarne ćelije, jer temperatura solarnog modula koji radi punim kapacitetom ne bi smjela prelaziti 250C. Kada se prekorači vršna temperatura, solarni modul dramatično gubi sposobnost pretvaranja sunčeve svjetlosti u električnu struju. Gotovi solarni sustavi za individualnu uporabu u pravilu ne zahtijevaju hlađenje solarnih ćelija. Proizvodnja „uradi sam“ može uključivati ​​hlađenje solarnog sustava ili kontrolu kuta solarnog panela kako bi se osigurala funkcionalna temperatura modula, kao i odabir odgovarajućeg prozirnog materijala koji apsorbira IC zračenje.

Kompetentan dizajn solarnog sustava omogućuje vam da osigurate potrebnu snagu solarne baterije, koja će biti blizu nominalne. Pri proračunu konstrukcije mora se voditi računa da elementi iste vrste daju isto naprezanje, bez obzira na veličinu elemenata. Štoviše, trenutna snaga ćelija velikih dimenzija bit će veća, ali će baterija također biti mnogo teža. Za izradu solarnog sustava uvijek se uzimaju solarni moduli iste veličine, jer će maksimalna struja biti ograničena maksimalnom strujom malog elementa.

Izračuni pokazuju da se u prosjeku, za vedrog sunčanog dana, iz 1 m solarne ploče ne može dobiti više od 120 W snage. Takva snaga neće osigurati ni rad računala. Sustav od 10 m daje više od 1 kW energije i može opskrbiti strujom glavne kućanske aparate: svjetiljke, TV, računalo. Za obitelj od 3-4 osobe potrebno je oko 200-300 kW mjesečno, dakle Sunčev sustav, postavljen na južnoj strani, veličine 20 m može u potpunosti zadovoljiti energetske potrebe obitelji.

Ako uzmemo u obzir prosječne statističke podatke o opskrbi električnom energijom pojedine stambene zgrade, tada: dnevna potrošnja energije je 3 kWh, sunčevo zračenje od proljeća do jeseni - 4 kWh / m dnevno, vršna potrošnja energije - 3 kW (kada je uključeno perilica za rublje, hladnjak, glačalo i kuhalo za vodu). Kako bi se optimizirala potrošnja energije za rasvjetu unutar doma, važno je koristiti niskoenergetske AC svjetiljke – LED i fluorescentne.

Izrada okvira solarne baterije

Kao okvir solarne baterije koristi se aluminijski kut. Na ebayu možete kupiti gotove okvire za solarne panele. Prozirni premaz odabire se po želji, na temelju karakteristika koje su potrebne za ovaj dizajn.

Komplet okvira od solarnog stakla već od 33 USD

Prilikom odabira prozirnog zaštitnog materijala također se možete usredotočiti na sljedeće karakteristike materijal:

Ako indeks loma svjetlosti uzmemo u obzir kao kriterij za izbor materijala. Pleksiglas ima najniži indeks loma, domaći pleksiglas je jeftinija opcija za prozirni materijal, a polikarbonat je manje prikladan. U prodaji je dostupan polikarbonat s premazom protiv kondenzacije, a ovaj materijal također pruža visoku razinu toplinske zaštite. Kod odabira prozirnih materijala s obzirom na specifičnu težinu i sposobnost apsorpcije IC spektra, polikarbonat će biti najbolji. Najbolji transparentni materijali za solarne panele su materijali s visokom propusnošću svjetlosti.

Pri izradi solarne baterije važno je odabrati prozirne materijale koji ne propuštaju IR spektar i na taj način smanjuju zagrijavanje silicijevih ćelija koje gube snagu na temperaturama iznad 250C. U industriji se koriste posebna stakla s oksidno-metalnim premazom. Idealnim staklom za solarne panele smatra se onaj materijal koji propušta cijeli spektar osim IR područja.

Shema apsorpcije UV i IR zračenja različitim staklima.
a) normalno staklo, b) IR staklo, c) duplex s toplinsko apsorbirajućim i normalnim staklom.

Maksimalna apsorpcija IR spektra osigurat će zaštitno silikatno staklo sa željeznim oksidom (Fe 2 O 3), ali ima zelenkastu nijansu. IC spektar dobro upija svako mineralno staklo, osim kvarca, pleksiglas i pleksiglas pripadaju klasi organskih stakala. Mineralno staklo je otpornije na površinska oštećenja, ali je vrlo skupo i nedostupno. Za solarne ploče također se koristi posebno antirefleksno ultra prozirno staklo koje propušta do 98% spektra. Također, ovo staklo preuzima apsorpciju većeg dijela IR spektra.

Optimalan izbor optičkih i spektralnih karakteristika stakla značajno povećava učinkovitost fotokonverzije solarnog panela.

Solarni panel u kućištu od pleksiglasa

Mnoge radionice za solarne ploče preporučuju korištenje pleksiglasa za prednje i stražnje ploče. To omogućuje pregled kontakta. Međutim, struktura od pleksiglasa teško se može nazvati potpuno hermetičkom, sposobnom osigurati nesmetan rad ploče tijekom 20 godina rada.

Montaža kućišta solarne ploče

Master class prikazuje izradu solarne ploče od 36 polikristalnih solarnih ćelija dimenzija 81x150 mm. Na temelju ovih dimenzija možete izračunati dimenzije buduće solarne baterije. Prilikom proračuna dimenzija važno je napraviti mali razmak između elemenata, koji će uzeti u obzir promjenu dimenzija baze pod atmosferskim utjecajem, odnosno između elemenata treba biti 3-5 mm. Rezultirajuća veličina obratka trebala bi biti 835x690 mm sa širinom kuta od 35 mm.

	Domaći solarni panel napravljen korištenjem aluminijski profil, najsličnije tvornički izrađenoj solarnoj ploči. To osigurava visok stupanj nepropusnosti i čvrstoće strukture.
	Za proizvodnju se uzima aluminijski ugao i izrađuju se praznine okvira 835x690 mm. Da biste mogli pričvrstiti okove, potrebno je napraviti rupe u okviru.
	S unutarnje strane kuta nanosi se dva puta silikonsko brtvilo.
	Pazite da nema praznih mjesta. Nepropusnost i trajnost baterije ovisi o kvaliteti nanošenja brtvila.
	Zatim se u okvir postavlja prozirna ploča od odabranog materijala: polikarbonat, pleksiglas, pleksiglas, antirefleksno staklo. Važno je pustiti silikon da se osuši na otvorenom inače će pare stvoriti film na elementima.
	Staklo mora biti pažljivo pritisnuto i fiksirano.
	Za pouzdano pričvršćivanje zaštitnog stakla trebat će vam hardver. Potrebno je učvrstiti 4 kuta okvira i postaviti dva okova na dužu stranu okvira i jedan okov na kraću stranu duž perimetra.
	Hardver je fiksiran vijcima.
	Vijci su čvrsto zategnuti odvijačem.
	Okvir solarne baterije je spreman. Prije montaže solarnih ćelija potrebno je očistiti staklo od prašine.

Izbor i lemljenje solarnih ćelija

Trenutačno aukcija Ebay predstavlja veliki izbor proizvoda za samostalnu proizvodnju solarnih panela.

Komplet solarnih ćelija uključuje set od 36 polisilikonskih ćelija, ćelijske vodiče i sabirnice, Schottkeove diode i kiselinski štapić za lemljenje

Budući da je solarna baterija "uradi sam" gotovo 4 puta jeftinija od gotove, samostalna proizvodnja je značajna ušteda. Neispravne solarne ćelije možete kupiti na eBayu, ali one ne gube svoju funkcionalnost, tako da se cijena solarnog panela može značajno smanjiti ako možete dodatno žrtvovati izgled baterije.

Oštećene fotoćelije ne gube svoju funkcionalnost

U prvom iskustvu, bolje je kupiti setove za proizvodnju solarnih panela; solarne ćelije s lemljenim vodičima su komercijalno dostupne. Lemljenje kontakata prilično je kompliciran proces, a složenost je pogoršana krhkošću solarnih ćelija.

Ako ste kupili silikonske ćelije bez vodiča, prvo morate lemiti kontakte.

	Ovako izgleda element polikristalnog silicija bez vodiča.
	Vodiči su izrezani pomoću kartonske praznine.
	Potrebno je pažljivo postaviti vodič na fotoćeliju.
	Nanesite lemnu kiselinu i lem na mjesto lemljenja. Radi praktičnosti, vodič je fiksiran s jedne strane teškim predmetom.
	U tom položaju pažljivo zalemite vodič na fotoćeliju. Tijekom lemljenja nemojte pritiskati kristal jer je vrlo krhak.

Lemljenje elemenata prilično je mukotrpan posao. Ako ne možete uspostaviti normalnu vezu, morate ponoviti rad. Prema standardima, srebrni premaz na vodiču mora izdržati 3 ciklusa lemljenja u dopuštenim toplinskim uvjetima, u praksi se susrećete s činjenicom da se premaz uništi. Uništavanje posrebrenja nastaje zbog upotrebe lemilica s nereguliranom snagom (65W), to se može izbjeći smanjenjem snage na sljedeći način - potrebno je upaliti uložak sa žaruljom od 100W u seriji s lemilicom. Snaga nepodesivog lemilice je previsoka za lemljenje silikonskih kontakata.

Čak i ako prodavači vodiča tvrde da na konektoru ima lema, bolje ga je dodatno nanijeti. Tijekom lemljenja pokušajte pažljivo rukovati elementima, s minimalnim naporom koji pucaju; nemojte slagati elemente u paket, težina donjih elemenata može puknuti.

Montaža i lemljenje solarne baterije

Kada prvi put sastavljate solarnu bateriju, bolje je koristiti podlogu za označavanje koja će vam pomoći da ravnomjerno postavite elemente na određenu udaljenost jedan od drugog (5 mm).

Podloga za označavanje solarnih ćelija

Baza je izrađena od šperploče s oznakama na kutovima. Nakon lemljenja, na svaki element se sa stražnje strane pričvrsti komadić montažne trake, dovoljno je pritisnuti stražnju ploču na ljepljivu traku i svi elementi su prebačeni.

Montažna traka koja se koristi za montažu, na stražnjoj strani solarne ćelije

Kod ove vrste pričvršćivanja sami elementi nisu dodatno zabrtvljeni, mogu se slobodno širiti pod utjecajem temperature, pri čemu neće doći do oštećenja solarne baterije i loma kontakata i elemenata. Zabrtviti se mogu samo spojni dijelovi konstrukcije. Ova vrsta montaže je prikladnija za prototipove, ali teško može jamčiti dugotrajan rad na terenu.

Sekvencijalni plan sastavljanja baterije izgleda ovako:

	Postavljamo elemente na staklenu površinu. Između elemenata mora postojati razmak koji podrazumijeva slobodnu promjenu veličine bez ugrožavanja strukture. Elemente je potrebno pritisnuti utezima.
	Lemimo prema donjoj shemi ožičenja. "Plus" staze s strujom nalaze se na prednjoj strani elemenata, "minus" - na stražnjoj strani. Prije lemljenja morate nanijeti fluks i lem, a zatim pažljivo zalemiti srebrne kontakte.
	Sve solarne ćelije spojene su prema ovom principu.
	Kontakti ekstremnih elemenata izlaze na sabirnicu, odnosno na "plus" i "minus". Sabirnica koristi širi srebrni vodič, koji je dostupan u kompletu solarnih ćelija. Također preporučujemo da izdvojite "srednju" točku, uz pomoć koje se postavljaju dvije dodatne shunt diode.
	Terminal je također instaliran na vanjskoj strani okvira.
	Ovako izgleda dijagram veze elemenata bez izvedenog središta.
	Ovako izgleda terminalna traka s izvučenom "srednjom" točkom. “Srednja” točka vam omogućuje da na svaku polovicu baterije stavite po jednu shunt diodu, koja će spriječiti pražnjenje baterije kada se osvjetljenje smanji ili se jedna polovica zatamni.
	Na fotografiji je prikazana shunt dioda na "pozitivnom" izlazu, otporna je na pražnjenje baterija kroz bateriju noću i pražnjenje drugih baterija tijekom djelomičnog zamračenja. Češće se Schottke diode koriste kao shunt diode. Daju manji gubitak ukupne snage električnog kruga. Mogu se koristiti kao vodeće žice akustični kabel u silikonskoj izolaciji. Za izolaciju možete koristiti cijevi ispod kapaljke. Sve žice moraju biti čvrsto pričvršćene silikonom.
	Elementi se mogu spojiti u seriju (vidi sliku), a ne kroz zajedničku sabirnicu, tada se 2. i 4. red moraju zakrenuti za 1800 u odnosu na 1. red.

Glavni problemi sastavljanja solarne ploče povezani su s kvalitetom lemljenih kontakata, pa stručnjaci predlažu testiranje prije brtvljenja ploče.

Ispitivanje ploče prije brtvljenja, mrežni napon 14 volti, vršna snaga 65 W

Ispitivanje se može provesti nakon lemljenja svake skupine elemenata. Ako obratite pozornost na fotografije u majstorskoj klasi, tada je dio stola ispod solarnih elemenata izrezan. Ovo je učinjeno namjerno kako bi se odredila izvedba električna mreža nakon lemljenja kontakata.

Brtvljenje solarnih panela

Brtvljenje solarnih panela u samoproizvodnji najkontroverznije je pitanje među stručnjacima. S jedne strane, brtvljenje ploča je neophodno za povećanje trajnosti, uvijek se koristi kada industrijska proizvodnja. Za brtvljenje strani stručnjaci preporučuju korištenje epoksidne mase Sylgard 184 koja daje prozirnu, polimeriziranu, visoko elastičnu površinu. Cijena "Sylgard 184" na Ebayu je oko 40 dolara.

Brtvilo sa visok stupanj elastičnost "Sylgard 184"

S druge strane, ako ne želite imati dodatne troškove, sasvim je moguće koristiti silikonsko brtvilo. Međutim, u ovom slučaju nije potrebno potpuno ispuniti elemente kako bi se izbjeglo njihovo moguće oštećenje tijekom rada. U tom slučaju, elementi se mogu pričvrstiti na stražnju ploču pomoću silikona i mogu se zabrtviti samo rubovi strukture. Teško je reći koliko je učinkovito takvo brtvljenje, ali ne preporučujemo korištenje nepreporučenih hidroizolacijskih mastika, vjerojatnost lomljenja kontakata i elemenata je vrlo visoka.

	Prije početka brtvljenja potrebno je pripremiti smjesu "Sylgard 184".
	Prvo se izlijevaju spojevi elemenata. Smjesa se treba stvrdnuti da pričvrsti elemente za staklo.
	Nakon fiksiranja elemenata izrađuje se kontinuirani polimerizirajući sloj elastičnog brtvila, koji se može rasporediti četkom.
	Ovako izgleda površina nakon nanošenja brtvila. Brtveni sloj mora se osušiti. Nakon potpunog sušenja, možete zatvoriti solarnu ploču stražnjom pločom.
	Ovako izgleda prednja strana solarne ploče kućne izrade nakon brtvljenja.

Shema napajanja kuće

Sustavi napajanja kuća pomoću solarnih panela obično se nazivaju fotonaponski sustavi, odnosno sustavi koji omogućuju proizvodnju energije korištenjem fotonaponskog efekta. Za pojedinačne stambene zgrade razmatraju se tri fotonaponska sustava: autonomni sustav napajanja, hibridni fotonaponski sustav s baterijskom mrežom, fotonaponski sustav bez baterija spojen na središnji sustav napajanje.

Svaki od sustava ima svoju namjenu i prednosti, ali najčešće u stambene zgrade koristiti fotonaponske sustave s rezervnim baterijama i priključkom na centraliziranu električnu mrežu. Energetsku mrežu napajaju solarni paneli, u mraku iz baterija, a kada su ispražnjene iz centralne električne mreže. U teško dostupnim područjima gdje nema centralne mreže, generatori na tekuće gorivo koriste se kao rezervni izvor napajanja.

Ekonomičnija alternativa hibridnom sustavu napajanja baterija-mreža bio bi solarni sustav bez baterija spojen na središnju električnu mrežu. Električna energija se opskrbljuje iz solarnih panela, a noću se mreža napaja iz centralne mreže. Takva je mreža primjenjivija za institucije, jer se u stambenim zgradama većina energije troši u večernjim satima.

Dijagrami tri vrste fotonaponskih sustava

Razmotrimo tipičnu instalaciju fotonaponskog sustava s baterijskom mrežom. Solarni paneli djeluju kao generator električne energije, a spojeni su preko razvodne kutije. Zatim se u mrežu postavlja solarni regulator punjenja kako bi se izbjegli kratki spojevi pri vršnom opterećenju. Električna energija se skladišti u pomoćnim baterijama, a također se preko invertera dovodi do potrošača: rasvjete, kućanskih aparata, električnog štednjaka i, eventualno, koristi se za zagrijavanje vode. Za ugradnju sustava grijanja učinkovitije je koristiti solarne kolektore koji pripadaju alternativnoj solarnoj tehnologiji.

Hibridni baterijsko-mrežni fotonaponski sustav s izmjeničnom strujom

Postoje dvije vrste električnih mreža koje se koriste u fotonaponskim sustavima: DC i AC. Korištenje mreže izmjenične struje omogućuje postavljanje električnih potrošača na udaljenosti većoj od 10-15 m, kao i uvjetno neograničeno opterećenje mreže.

Za privatnu stambenu zgradu obično se koriste sljedeće komponente fotonaponskog sustava:

• ukupna snaga solarnih panela trebala bi biti 1000 W, oni će osigurati proizvodnju od oko 5 kWh;
• baterije ukupnog kapaciteta 800 A / h pri naponu od 12 V;
• pretvarač mora imati nazivnu snagu 3 kW s vršnim opterećenjem do 6 kW, ulazni napon 24-48 V;
• solarni regulator pražnjenja 40-50 A na 24 V;
• neprekidno napajanje za kratkotrajno punjenje strujom do 150 A.

Dakle, za fotonaponski sustav napajanja trebat će vam 15 panela s 36 elemenata, čiji je primjer montaže dan u majstorskoj klasi. Svaki panel daje ukupnu snagu od 65 vata. Snažniji će biti solarni paneli na monokristalima. Na primjer, solarni panel od 40 monokristala ima vršnu snagu od 160 W, ali su takvi paneli osjetljivi na oblačno i oblačno vrijeme. U ovom slučaju, solarni paneli temeljeni na polikristalnim modulima optimalni su za korištenje u sjevernom dijelu Rusije.

Već više od desetljeća čovječanstvo je u potrazi za alternativnim izvorima energije koji mogu barem djelomično zamijeniti postojeće. A od svih danas najviše obećavaju dvije: energija vjetra i sunca.

Istina, ni jedan ni drugi ne mogu osigurati kontinuiranu proizvodnju. To je zbog nedosljednosti ruže vjetrova i dnevnih vremenskih i sezonskih kolebanja intenziteta sunčevog toka.

Današnja energetska industrija nudi tri glavne metode dobivanja električna energija, ali svi su na ovaj ili onaj način štetni za okoliš:

• Energetika goriva- ekološki najzagađeniji, praćen značajnim emisijama ugljičnog dioksida, čađe i beskorisne topline u atmosferu, uzrokujući smanjenje ozonskog omotača. Ekstrakcija goriva za njega također uzrokuje značajnu štetu prirodi.
• hidroenergija povezana je s vrlo značajnim promjenama krajolika, plavljenjem korisnih zemljišta, nanošenjem štete ribljim resursima.
• Nuklearna elektrana- ekološki najprihvatljiviji od tri, ali zahtijeva vrlo značajne troškove za održavanje sigurnosti. Svaka nezgoda može biti povezana s dugotrajnom nepopravljivom štetom u prirodi. Osim toga, zahtijeva posebne mjere za zbrinjavanje otpadnog goriva.

Strogo govoreći, postoji više načina dobivanja električne energije iz sunčevog zračenja, ali većina njih koristi njegovu međupretvorbu u mehaničku, rotirajući osovinu generatora, pa tek onda u električnu energiju.

Takve elektrane postoje, koriste Stirlingove motore s vanjskim izgaranjem, imaju dobru učinkovitost, ali imaju i značajan nedostatak: da bi se prikupilo što više sunčeve energije, potrebno je proizvesti golema parabolična zrcala sa sustavima za praćenje položaj sunca.

Moram reći da postoje rješenja za poboljšanje situacije, ali su sva prilično skupa.

Postoje metode koje omogućuju izravnu pretvorbu svjetlosne energije u električnu struju. I premda je fenomen fotoelektričnog efekta u poluvodiču selena otkriven već 1876. godine, tek 1953. godine, izumom silicijske fotoćelije, postalo je moguće stvoriti solarne panele za proizvodnju električne energije.

U to se vrijeme već pojavila teorija koja je omogućila objašnjenje svojstava poluvodiča i stvaranje praktične tehnologije za njihovu industrijsku proizvodnju. Do danas je to rezultiralo pravom revolucijom poluvodiča.

Rad solarne baterije temelji se na fotoelektričnom efektu poluvodiča. p-n spoj, koja je u biti konvencionalna silicijska dioda. Na njegovim zaključcima, kada se osvijetli, pojavljuje se fotoemf od 0,5 ~ 0,55 V.

Kod korištenja električnih generatora i baterija potrebno je voditi računa o razlikama koje postoje između. Spajanjem trofaznog elektromotora na odgovarajuću mrežu možete utrostručiti njegovu izlaznu snagu.

Slijedeći određene smjernice, minimalni trošak prema resursima i vremenu, moguće je izraditi energetski dio visokofrekventnog impulsnog pretvarača za domaće potrebe. Možete proučiti strukturne i shematske dijagrame takvih izvora napajanja.

Strukturno, svaki element solarne baterije izrađen je u obliku silicijske pločice s površinom od nekoliko cm 2, na kojoj se formira mnoštvo takvih fotodioda povezanih u jedan krug. Svaka takva ploča je zaseban modul, koji daje određeni napon i struju pod sunčevom svjetlošću.

Spajanjem takvih modula u bateriju i njihovim kombiniranjem u paralelno-serijsku vezu može se dobiti širok raspon vrijednosti izlazne snage.

Glavni nedostaci solarnih panela:

• Velika neujednačenost i nepravilnost proizvodnje energije, ovisno o vremenskim prilikama i sezonskoj visini sunca.
• Ograničenje snage cijele baterije ako je barem jedan njezin dio zasjenjen.
• Ovisnost o smjeru sunca u različito doba dana. Za najučinkovitije korištenje baterije potrebno je osigurati njenu stalnu orijentaciju prema suncu.
• U vezi s navedenim, potreba za skladištenjem energije. Najveća potrošnja energije događa se u vrijeme kada je njezina proizvodnja minimalna.
• Velika površina potrebna za izgradnju dovoljnog kapaciteta.
• Krhkost dizajna baterije, potreba za stalnim čišćenjem njezine površine od prljavštine, snijega itd.
• Solarni moduli najučinkovitije rade na 25°C. Tijekom rada, sunce ih zagrijava mnogo više visoka temperatura, uvelike smanjujući njihovu učinkovitost. Kako bi učinkovitost bila na optimalnoj razini, potrebno je osigurati hlađenje baterije.

Treba napomenuti da je razvoj solarnih ćelija korištenjem najnoviji materijali i tehnologije. To vam omogućuje da postupno uklonite nedostatke svojstvene solarnim panelima ili smanjite njihov utjecaj. Dakle, učinkovitost najnovijih ćelija koje koriste organske i polimerne module već doseže 35%, a očekuje se da će doseći 90%, što omogućuje dobivanje mnogo više snage s istom veličinom baterije ili, uz očuvanje energetske učinkovitosti, značajno smanjite veličinu baterije.