Kendi elinizle güneş pili nasıl yapılır: kendi kendine montaj talimatları

Güneş panelleri, az katlı bir bina için elektrik veya ısı üretmek için kullanılabilecek bir enerji kaynağıdır. Ancak güneş panelleri pahalıdır ve ülkemizde yaşayanların çoğu için erişilemez. Katılıyor musun?

Güneş pilini kendiniz yaptığınızda başka bir konu - maliyetler önemli ölçüde azalır ve bu tasarım endüstriyel olarak üretilmiş bir panelden daha kötü çalışmaz. Bu nedenle, alternatif bir elektrik kaynağı satın almayı ciddi olarak düşünüyorsanız, bunu kendiniz yapmaya çalışın - bu çok zor değil.

Bu yazıda güneş panellerinin imalatı ele alınacaktır. Bunun için hangi malzeme ve araçlara ihtiyacınız olacağını size anlatacağız. Ve biraz daha aşağıda, işin ilerleyişini açıkça gösteren resimlerle birlikte adım adım talimatlar bulacaksınız.

Cihaz ve çalışma hakkında kısaca

Enerji taşıyıcısı soğutucu sıvı olduğunda güneş enerjisi ısıya veya pillerde toplanan elektriğe dönüştürülebilir. Pil, fotoelektrik etki prensibiyle çalışan bir jeneratördür.

Güneş enerjisinin elektriğe dönüşümü, güneş ışınlarının akünün ana parçası olan fotosel plakalarına çarpmasıyla gerçekleşir.

Bu durumda ışık kuantumu, elektronlarını aşırı yörüngelerden “serbest bırakır”. Bu serbest elektronlar, kontrolörden geçen ve pilde biriken bir elektrik akımı üretir ve buradan da enerji tüketicilerine gider.

Silikon elemanlar fotosel plakaları görevi görür. Silikon levhanın bir tarafı pasif bir kimyasal element olan ince bir fosfor veya bor tabakasıyla kaplanır.

Bu yerde, güneş ışığının etkisi altında, fosfor filmi tarafından tutulan ve dağılmayan çok sayıda elektron açığa çıkar.

Plakanın yüzeyinde serbest elektronların sıralandığı, düzenli bir hareket oluşturan metal "izler" vardır; elektrik.

Bu tür silikon levhalar-fotoseller ne kadar fazla olursa, o kadar fazla elektrik akımı elde edilebilir. Güneş pilinin çalışma prensibi hakkında daha fazla bilgi edinin Daha öte.

Fotoselli plakaların üst tabakası güneş ışığının plakalardan yansımasını engelleyen bir katman ile kaplanarak verimliliği artırılmaktadır.

Güneş paneli oluşturmak için malzemeler

Güneş pili oluşturmaya başladığınızda aşağıdaki malzemeleri stoklamanız gerekir:

• silikat plakalar-fotoseller;
• sunta levhalar, alüminyum köşeler ve çıtalar;
• 1,5-2,5 cm kalınlığında sert köpük kauçuk;
• silikon plakalar için taban görevi gören şeffaf bir eleman;
• vidalar, kendinden kılavuzlu vidalar;
• dış mekan kullanımı için silikon dolgu macunu;
• elektrik kabloları, diyotlar, terminaller.

Gerekli malzeme miktarı pilinizin boyutuna bağlıdır ve çoğunlukla mevcut güneş pillerinin sayısıyla sınırlıdır. İhtiyacınız olan aletler şunlardır: bir tornavida veya bir tornavida seti, metal ve ahşap için demir testeresi, bir havya. Bitmiş pili test etmek için bir ampermetre test cihazına ihtiyacınız olacaktır.

Şimdi en önemli malzemelere daha detaylı bakalım.

Silikon levhalar veya güneş pilleri

Piller için fotoseller üç tiptedir:

• polikristalin;
• monokristalin;
• amorf.

Polikristalin levhalar düşük verimlilik ile karakterize edilir. Yararlı etkinin boyutu %10 – 12 civarındadır ancak bu rakam zamanla azalmaz. Polikristallerin servis ömrü 10 yıldır.

Bir güneş pili, fotoelektrik dönüştürücülerden oluşan modüllerden monte edilir. Sert silikon güneş pillerine sahip piller, alüminyum profil üzerine monte edilmiş ardışık katmanlardan oluşan bir tür sandviçtir.

Monokristal güneş pilleri %13-25 oranında daha yüksek bir verimliliğe ve 25 yılı aşkın bir hizmet ömrüne sahiptir. Ancak zamanla tek kristallerin verimliliği azalır.

Monokristal dönüştürücüler yapay olarak büyütülmüş kristallerin kesilmesiyle üretilir, bu da en yüksek fotoiletkenliği ve üretkenliği açıklar.

Film fotodönüştürücüler, polimer esnek bir yüzey üzerine ince bir amorf silikon tabakasının biriktirilmesiyle üretilir.

Amorf silikonlu esnek piller en son çıkanlardır. Fotoelektrik dönüştürücüleri bir polimer taban üzerine püskürtülür veya eritilir. Verimlilik %5 – 6 civarındadır ancak film sistemlerinin kurulumu son derece kolaydır.

Amorf fotodönüştürücülere sahip film sistemleri nispeten yakın zamanda ortaya çıkmıştır. Bu son derece basit ve son derece ucuz bir türdür ancak tüketici niteliklerini rakiplerinden daha hızlı kaybeder.

Farklı boyutlardaki fotosellerin kullanılması pratik değildir. Bu durumda pillerin ürettiği maksimum akım en küçük elemanın akımı ile sınırlı olacaktır. Bu, daha büyük plakaların tam kapasitede çalışmayacağı anlamına gelir.

Güneş pilleri satın alırken satıcıya teslimat yöntemini sorun; çoğu satıcı, kırılgan elemanların tahrip olmasını önlemek için cilalama yöntemini kullanır.

Çoğu zaman, ev yapımı piller için, E-bye gibi çevrimiçi mağazalarda sipariş edilebilen 3x6 inç ölçülerindeki mono ve polikristalin fotoseller kullanılır.

Fotosellerin maliyeti oldukça yüksektir, ancak birçok mağaza B grubunun sözde elemanlarını satmaktadır. Bu grupta sınıflandırılan ürünler kusurlu ancak kullanıma uygundur ve maliyetleri standart plakalara göre% 40-60 daha düşüktür.

Çoğu çevrimiçi mağaza, fotovoltaik hücreleri 36 veya 72 fotovoltaik dönüşüm plakasından oluşan setler halinde satmaktadır. Bireysel modülleri bir aküye bağlamak için veri yolları gerekli olacak ve sisteme bağlanmak için terminallere ihtiyaç duyulacaktır.

Çerçeve ve şeffaf öğe

Gelecekteki panelin çerçevesi ahşap çıtalardan veya alüminyum köşelerden yapılabilir.

İkinci seçenek birçok nedenden dolayı daha çok tercih edilir:

• Alüminyum, pilin takılması planlanan destek yapısına önemli bir yük getirmeyen hafif bir metaldir.
• Korozyon önleyici işlem yapıldığında alüminyum paslanmaya karşı duyarlı değildir.
• Ortamdan nem almaz ve çürümez.

Şeffaf bir eleman seçerken güneş ışığının kırılma indeksi ve kızılötesi radyasyonu absorbe etme yeteneği gibi parametrelere dikkat etmeniz gerekir.

Fotosellerin verimliliği doğrudan ilk göstergeye bağlı olacaktır: kırılma indisi ne kadar düşükse, silikon levhaların verimliliği o kadar yüksek olur.

Minimum yansıma katsayısı pleksiglas veya daha ucuz versiyonu olan pleksiglas içindir. Polikarbonatın kırılma indeksi biraz daha düşüktür.

İkinci göstergenin değeri silikon güneş pillerinin ısınıp ısınmayacağını belirler. Plakalar ne kadar az ısıya maruz kalırsa o kadar uzun ömürlü olur. IR radyasyonu en iyi şekilde özel ısı emici pleksiglas ve IR emilimli cam tarafından emilir. Biraz daha kötüsü sıradan camdır.

Mümkünse en iyi seçenek, şeffaf eleman olarak yansıma önleyici şeffaf cam kullanmak olacaktır.

Maliyetin ışık kırılması ve IR radyasyon emilimi oranı açısından pleksiglas, güneş panellerinin üretimi için en iyi seçenektir

Sistem tasarımı ve yer seçimi

Güneş sistemi projesi, güneş panelinin gerekli boyutunun hesaplamalarını içerir. Yukarıda bahsedildiği gibi pil boyutu genellikle pahalı güneş pilleri nedeniyle sınırlıdır.

Güneş pili, silikon levhaların güneş ışığına maksimum düzeyde maruz kalmasını sağlayacak şekilde belirli bir açıyla kurulmalıdır. En iyi seçenek eğim açısını değiştirebilen pillerdir.

Güneş panellerinin kurulum yeri çok çeşitli olabilir: zeminde, bir evin eğimli veya düz çatısında, hizmet odalarının çatılarında.

Tek koşul, pilin, ağaçların yüksek taçlarının gölgesinde değil, sitenin veya evin güneşli tarafına yerleştirilmesi gerektiğidir. Bu durumda, optimum eğim açısı bir formül veya özel bir hesap makinesi kullanılarak hesaplanmalıdır.

Eğim açısı evin konumuna, yılın zamanına ve iklime bağlı olacaktır. Pilin güneşin yüksekliğindeki mevsimsel değişikliklere göre eğim açısını değiştirebilme özelliğine sahip olması arzu edilir, çünkü Güneş ışınları yüzeye kesinlikle dik düştüğünde en etkili şekilde çalışırlar.

BDT ülkelerinin Avrupa kısmı için önerilen sabit eğim açısı 50 - 60 º'dir. Tasarım eğim açısını değiştirmek için bir cihaz sağlıyorsa, kışın pilleri ufka 70 °, yazın ise 30 ° açıyla yerleştirmek daha iyidir.

Hesaplamalar, 1 metrekare güneş enerjisi sisteminin 120 W elde edilmesini mümkün kıldığını gösteriyor. Dolayısıyla yapılan hesaplamalarla ortalama bir aileye ayda 300 kW elektrik sağlamak için en az 20 metrekarelik bir güneş enerjisi sisteminin gerekli olduğu tespit edilebilir.

Böyle bir güneş enerjisi sistemini hemen kurmak sorunlu olacaktır. Ancak 5 metrelik bir pilin takılması bile elektrik tasarrufuna yardımcı olacak ve gezegenimizin ekolojisine mütevazı bir katkı sağlayacaktır. Ayrıca gerekli miktarı hesaplama ilkesini öğrenmenizi de tavsiye ederiz. Solar paneller.

Merkezi güç kaynağının sık sık kesintiye uğradığı durumlarda güneş pili yedek enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Otomatik anahtarlama için kesintisiz bir güç kaynağı sisteminin sağlanması gereklidir.

Böyle bir sistem, geleneksel bir elektrik kaynağı kullanıldığında şarjın aynı anda gerçekleştirilmesi açısından uygundur. güneş sistemi pili. Güneş piline hizmet veren ekipman evin içinde yer aldığından, bunun için özel bir oda sağlanması gerekmektedir.

Pilleri bir evin eğimli çatısına yerleştirirken, panelin eğim açısını unutmayın; ideal seçenek, pilin mevsimsel olarak eğim açısını değiştirmek için bir cihaza sahip olmasıdır.

Adım adım güneş paneli kurulumu

Güneş panelinin yerleştirileceği yeri ve güneş sistemine bakım yapmak için gereken ekipmanı seçtikten sonra gerekli tüm malzeme ve araçları hazır bulundurduktan sonra pili takmaya başlayabilirsiniz.

Kurulum sırasında, özellikle kurulum sırasında güvenlik önlemlerine uymak gerekir. bitmiş bir panelin montajı evin çatısında. Güneş pilinin nasıl yapılacağına dair adım adım bir algoritmaya bakalım.

Adım #1 - silikon levhaların lehimleme kontakları

Ev yapımı bir güneş pilinin montajı genellikle fotosel iletkenlerinin lehimlenmesiyle başlar. Elbette imkanınız varsa iletkenli fotoselleri hemen satın almak en iyisi çünkü Lehimleme çok zaman alan, çok zor ve özenli bir iştir.

Lehimleme şu şekilde gerçekleştirilir:

1. İletkensiz silikon fotosel ve metal iletken şerit alınır.
2. İletkenler bir karton boşluk kullanılarak kesilir, uzunlukları silikon levhanın boyutundan 2 kat daha fazladır.
3. İletken plakanın üzerine dikkatlice yerleştirilmiştir. Her elemanda iki iletken vardır.
4. Havya ile çalışabilmek için lehim yapılacak yere asit uygulanması gerekmektedir.
5. İletkeni dikkatlice plakaya bağlayarak bir havya kullanarak lehimleyin.

Lehimleme işlemi sırasında silikat elemana baskı yapamazsınız çünkü çok kırılgandır ve kırılabilir! Hazır kontaklara sahip fotoseller satın alacak kadar şanslıysanız, doğrudan gelecekteki pilin çerçevesini oluşturmaya geçerek kendinizi uzun ve karmaşık çalışmalardan kurtaracaksınız.

B grubunun arızalı fotoselleri için kontakların lehimlenmesi, bütün plakalarla aynı şekilde ve aynı yönde gerçekleştirilir.

Adım #2 - Güneş pili için çerçeve yapımı

Çerçeve fotosellerin takılacağı yerdir. Çerçeveyi yapmak için çerçevelerin yapıldığı alüminyum köşeler ve çıtalar alınır. Önerilen köşe boyutu 70-90 mm'dir.

Metal köşelerin iç kısmına silikon dolgu uygulanır. Köşeler dikkatlice kapatılmalıdır, tüm yapının dayanıklılığı buna bağlıdır.

Alüminyum çerçeve hazır olduktan sonra arka kasanın imalatına geçiyoruz. Arka kasa, alçak kenarlı suntadan yapılmış ahşap bir kutudur.

Yüksek kenarlar fotosellerin üzerinde gölge oluşturacağından yükseklikleri 2 cm'yi geçmemelidir Kenarlar kendinden kılavuzlu vidalar ve tornavida kullanılarak vidalanır.

Kutu kasasının alt kısmında suntadan havalandırma delikleri yapılmıştır. Delikler arasındaki mesafe yaklaşık 10 cm'dir.Alüminyum çerçeveye şeffaf bir eleman (pleksiglas, yansıma önleyici cam, pleksiglas) yerleştirilmiştir.

Şeffaf eleman preslenir ve sabitlenir, sabitlenmesi donanım kullanılarak gerçekleştirilir: köşelerde 4, çerçevenin uzun tarafında 2 ve kısa tarafında 1. Donanım vidalarla tutturulur.

Güneş pilinin çerçevesi hazır ve en önemli kısım olan fotosellerin kurulumuna geçebilirsiniz. Kurulumdan önce pleksiglasın tozdan temizlenmesi ve alkol içeren bir sıvı ile yağdan arındırılması gerekir.

Adım #3 - silikon levhaların-fotosellerin kurulumu

Silikon levhaların montajı ve lehimlenmesi, DIY güneş paneli oluşturmanın en çok zaman alan kısmıdır. Öncelikle fotoselleri mavi plakalar aşağıya bakacak şekilde pleksiglas üzerine yerleştiriyoruz.

Bir pili ilk kez monte ediyorsanız, plakaları birbirinden tam olarak küçük (3-5 mm) bir mesafeye konumlandırmak için bir işaretleme pedi kullanabilirsiniz.

1. Fotoselleri aşağıdaki elektrik şemasına göre lehimliyoruz: “+” izler plakanın ön tarafında, “-” - arka tarafta bulunur. Lehimlemeden önce kontakları bağlamak için akı ve lehimi dikkatlice uygulayın.
2. Tüm fotoselleri yukarıdan aşağıya sıra halinde lehimliyoruz. Daha sonra satırların da birbirine bağlanması gerekir.
3. Fotoselleri yapıştırmaya başlayalım. Bunu yapmak için her silikon levhanın ortasına az miktarda dolgu macunu uygulayın.
4. Ortaya çıkan fotoselli zincirleri ters çevirip (mavi plakaların olduğu yere) plakaları daha önce yaptığımız işaretlere göre yerleştiriyoruz. Yerine sabitlemek için her plakaya hafifçe bastırın.
5. Dış fotosellerin kontaklarını sırasıyla “+” ve “-“ veriyoluna bağlarız.Otobüs için daha geniş bir gümüş iletken kullanılması tavsiye edilir.
6. Güneş pili, kontaklara bağlanan ve pillerin gece boyunca yapıdan boşalmasını önleyen bir engelleme diyotu ile donatılmalıdır.
7. Telleri dışarı çıkarmak için çerçevenin alt kısmına delikler açıyoruz.

Tellerin sarkmaması için çerçeveye tutturulması gerekir, bu silikon dolgu kullanılarak yapılabilir.

Adım #4 – Kapatmadan Önce Pili Test Edin

Lehimleme sırasında sıklıkla ortaya çıkan hataları ortadan kaldırabilmek için, güneş panelinin testinin kapatılmadan önce yapılması gerekir. Her bir eleman sırasını lehimledikten sonra test etmek en iyisidir - bu, kontakların nerede zayıf bağlandığını tespit etmeyi çok daha kolaylaştırır.

Test için normal bir ev ampermetresine ihtiyacınız olacak. Ölçümler güneşli bir günde saat 13-14'te yapılmalı, güneş bulutlar tarafından gizlenmemelidir.

Pili dışarıya çıkarıp önceden hesaplanan eğim açısına göre takıyoruz. Ampermetreyi akü kontaklarına bağlayıp kısa devre akımını ölçüyoruz.

Testin amacı elektrik akımının çalışma gücünün kısa devre akımından 0,5-1,0 A daha düşük olmasıdır. Cihaz okumaları, güneş pilinin işlevselliğini gösteren 4,5 A'nın üzerinde olmalıdır.

Test cihazı daha düşük okumalar verirse, fotoselleri bağlama sırası muhtemelen bir yerde bozulmuştur.

Genellikle ev yapımı Güneş piliB grubu fotosellerden üretilen güneş panelleri, endüstriyel olarak üretilen güneş panellerinden %10-20 daha düşük olan 5-10 A okumalar üretir.

Adım #5 - Muhafazaya yerleştirilen fotosellerin kapatılması

Sızdırmazlık ancak akünün çalıştığından emin olunduktan sonra yapılabilir. Sızdırmazlık için bir epoksi bileşiği kullanmak en iyisidir, ancak malzeme tüketiminin büyük olacağı ve maliyetinin yaklaşık 40-45 dolar olacağı göz önüne alındığında. Eğer biraz pahalıysa onun yerine aynı silikonu kullanabilirsiniz.

Silikon dolgu macunu kullanırken, ambalajında ​​sıfırın altındaki sıcaklıklarda kullanıma uygun olduğu belirtilen ürünü tercih edin.

İki sızdırmazlık yöntemi vardır:

• paneller sızdırmazlık maddesi ile doldurulduğunda tam doldurma;
• fotosellerin arasındaki boşluğa ve dış elemanlara sızdırmazlık maddesi uygulanması.

İlk durumda sızdırmazlık daha güvenilir olacaktır. Döküldükten sonra dolgu macununun sertleşmesi gerekir. Daha sonra üstüne pleksiglas yerleştirilir ve silikon kaplı plakalara sıkıca bastırılır.

Fotosellerin arka yüzeyi ile sunta çerçeve arasında şok emilimi ve ek koruma sağlamak için birçok usta, 1,5-2,5 cm genişliğinde sert bir köpük ped takılmasını tavsiye ediyor.

Bu gerekli değildir ancak silikon levhaların oldukça kırılgan olduğu ve kolayca zarar görebileceği göz önüne alındığında tavsiye edilir.

Pleksiglas yerleştirildikten sonra yapıya, hava kabarcıklarının sıkıştırıldığı bir ağırlık yerleştirilir. Güneş pili hazırdır ve tekrarlanan testlerden sonra önceden seçilen bir yere kurulabilir ve evinizin güneş enerjisi sistemine bağlanabilir.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Çin'deki bir çevrimiçi mağazadan sipariş edilen fotosellerin incelemesi:

Güneş pili yapmak için video talimatları:

Kendi elinizle güneş pili yapmak kolay bir iş değildir. Bu pillerin çoğunun verimliliği endüstriyel olarak üretilen panellere göre %10-20 daha düşüktür. Güneş pili tasarlarken en önemli şey fotoselleri doğru seçip monte etmektir.

Hemen büyük bir panel oluşturmaya çalışmayın. Bu sürecin tüm nüanslarını anlamak için önce küçük bir cihaz oluşturmayı deneyin.

Güneş panelleri oluşturma konusunda pratik becerileriniz var mı? Lütfen deneyiminizi sitemizi ziyaret edenlerle paylaşın - aşağıdaki bloğa yorumlarınızı yazın. Orada makalenin konusuyla ilgili sorular sorabilirsiniz.