Obsah
- 1 Co je solární baterie
- 2 Zařízení
- 3 Typy prvků pro moduly
- Krystal
- Film
- 4 Z toho, co je možné udělat heliopanel doma
- Z diod
- Z tranzistorů
- 5 Racionální rozmístění baterií
- 6. Jak vypočítat požadovaný výkon
- Spotřeba energie
- Kapacita AB (dobíjecí baterie) a výkon střídače
- Požadovaný počet buněk
- 7 Jak sbírat solární baterii vlastníma rukama
- Materiály a nástroje
- Výpočet rámu
- Výroba krabičky
- Pájení prvků a montáž modulů
- Výroba soustruhu
- 8 Instalace baterií
- 9 Údržba modulů
- 10 Jakmile jsou výdaje uhrazeny
1 Co je solární baterie
Solární baterie je panel složený z fotobuňek, které jsou vzájemně propojeny.Přímá přeměna solární energie na elektrický proud. V závislosti na systémovém zařízení se elektrická energie akumuluje nebo okamžitě přechází na dodávku energie budov, mechanismů a spotřebičů.
Solární baterie se skládá z fotobuňek, které jsou propojeny
Doporučujeme vám přečíst
- Instalace hranic vlastními rukama - zpřesníme spiknutí
- Děláme tesařskou lavici vlastníma rukama
- Provádíme větrání ve sklepě vlastníma rukama
Nejjednodušší fotobuňky používaly téměř každý. Jsou zabudovány do kalkulaček, baterek, baterií pro elektronické přístroje, zahradních lamp. To však není omezené. Jsou zde elektrická vozidla s dobíjením ze slunce, ve vesmíru je to jeden z hlavních zdrojů energie.
V zemích se spoustou slunečných dnů jsou baterie instalovány na střechách budov a využívány pro vytápění a ohřev vody. Tento typ se nazývá sběratelé, přeměňují energii slunce na teplo.
Dodávka elektřiny do celých měst a měst se často vyskytuje pouze na úkor tohoto druhu energie. Budují se solární elektrárny. ZvláštníByly distribuovány v USA, Japonsku a Německu.
2 Zařízení
Základem solární baterie je fenomén fotoelektrického efektu, otevřený ve dvacátém století A. Enshteinem. Ukázalo se, že v některých látkách dochází při působení slunečního záření nebo jiných látek k separaci nabitých částic. Tento objev vedl v roce 1953 k vytvoření prvního heliomodulu.
Materiálem pro výrobu prvků jsou polovodiče - kombinované desky dvou materiálů s rozdílnou vodivostí.Pro jejich výrobu se často používá polykrystalický nebo monokrystalický křemík s různými přísadami.
Pod vlivem slunečního světla v jedné vrstvě dochází k přebytku elektronů a v druhé je jejich nedostatek. "Přebytečné" elektrony přecházejí do oblasti s jejich nedostatkem, tento proces se nazýval pn křižovatka.
Solární článek se skládá ze dvou polovodičových vrstev s různou vodivostí
.Mezi materiály, které tvoří přebytek a nedostatek elektronů, je umístěna bariérová vrstva, která zabraňuje přechodu. To je nezbytné k tomu, aby se proud objevil pouze tehdy, když je zdroj energie spotřebován.
Fotony světla přicházejí na povrch, aby vyrazily elektrony a poskytly jim nezbytnou energii k překonání bariérové vrstvy. Záporné elektrony přecházejí z p-vodiče na n-vodič, zatímco kladné vedou zpětnou cestu.
Vzhledem k vodivosti polovodičových materiálů je možné vytvořit řízený pohyb elektronů. To vytváří elektrický proud.
Prvky jsou zapojeny do série, tvořící panel ve větší nebo menší oblasti, která se nazývá baterie. Tyto baterie mohou být přímo připojeny ke zdroji napájení. Ale protože sluneční aktivita se během dne mění a v noci se zastaví vůbec, používá akumulátory, akumulující energii v nepřítomnosti slunečního světla.
V tomto případě je nezbytnou součástí řídicí jednotka. Slouží ke sledování nabití akumulátoru a při úplném nabití akumulátor vypne.
Sluneční proud produkovaný solárním článkem je konstantní, pro jeho použití musí být přeměněn na střídavý. To slouží jako střídač.
Protože všechny elektrické spotřebiče, které spotřebovávají energii, jsou určeny pro určité napětí, systém potřebuje stabilizátor, který poskytuje požadované hodnoty.
Mezi heliumodule a spotřebitelem jsou instalovány další zařízení
Pouze za přítomnosti všech těchto složek lze získat funkční systém, zásobovat spotřebitele energií a nehrozí, že by je vyřadil z provozu.
3 Typy prvků pro moduly
Existují tři hlavní typy solárních panelů: polykrystalický, monokrystalický a tenký film. Často jsou všechny tři typy vyrobeny ze silikonu s různými přísadami. Také se používají telurid kadmia a selenid měďnatý-kadmium, zejména pro výrobu filmových panelů. Tyto přísady zvyšují účinnost buněk o 5-10%.
Krystal
Nejoblíbenější jsou monokrystalické. Jsou vyrobeny z monokrystalů,mají jednotnou strukturu. Tyto desky mají tvar mnohoúhelníku nebo obdélníku s rozřezanými rohy.
Jednokrystalická buňka má tvar obdélníku se zkosenými úhly
.Baterie sestavená z monokrystalických prvků má ve srovnání s jinými typy vysoký výkon, její účinnost je 13%.Je lehká a kompaktní, nebojí se mírného ohybu, může být instalována na nerovném povrchu, životnost 30 let.
Mezi nevýhody patří výrazné snížení výkonu v oblacích až do úplného zastavení výroby energie. Totéž se stane, když je ztmavený, v noci nebude baterie fungovat.
Polykrystalická buňka má obdélníkový tvar, který umožňuje montáž panelu bez mezer
Polykrystalické výrobky se vyrábějí litím, obdélníkového nebo čtvercového tvaru a heterogenní struktury.Jejich účinnost je nižší než monokrystalická, účinnost je pouze 7–9%, ale pokles výroby v oblacích, prachu nebo soumraku je zanedbatelný.
Používají se proto při uspořádání pouličního osvětlení a častěji se používají klibiny. Náklady na tyto desky jsou nižší než náklady na jednotlivé krystaly, životnost 20 let.
Film
Tokco film nebo ohebné prvky jsou vyrobeny z amorfního křemíkového tvaru. Flexibilita panelů je činí mobilními, otáčejícími se válci, které mohou vzít s sebou na výlet a mají nezávislý zdroj energie kdekoli. Tato vlastnost umožňuje jejich montáž na zakřivené plochy.
Filmová baterie je vyrobena z amorfního křemíku
.Účinností jsou fóliové panely nižší než krystalické dvakrát, aby se vytvořilo stejné množství dvojité povrchové baterie. Ano, a odolnost filmu se neliší - v prvních 2 letech klesá jejich účinnost o 20-40%.
Ale v oblacích nebo stmívání je výkon energie snížen pouze o 10-15%. Nepochybnou výhodou je jejich relativní lacinost.
4 Z toho, co můžete dělat heliopanel doma
Navzdory všem výhodám průmyslových baterií je jejich hlavní nevýhodou vysoká cena. Tomuto problému se lze vyhnout tím, že z materiálu vytvoříte nejjednodušší panel vlastními rukama.
Z diod
Dioda je krystal v plastovém pouzdře, které působí jako čočka. Soustřeďuje sluneční paprsky na vodič, což vede k elektrickému proudu. Spojením velkého počtu diod získáme solární baterii. Karton můžete použít jako desku.
Problém spočívá v tom, že výkon přijímané energie je malý, pro výrobu dostatečného množství bude zapotřebí velký počet diod. Finanční a pracovní náklady na takovou baterii daleko převyšují továrnu a její výkon je pro ni mnohem nižší.
Kromě toho výroba prudce klesá se stmíváním osvětlení. Ano a diody se chovají nesprávně - často je nedobrovolná záře. To znamená, že diody samy spotřebovávají vyrobenou energii. Závěr naznačuje: neefektivní.
Tranzistory
Stejně jako u diod je i hlavní prvek tranzistoru krystalický. Ale je uzavřen v kovovém pouzdře, nenechá si ujít slunce. Pro výrobu baterie je víko karoserie odříznuto kovovým nožem.
Nízkoenergetickou baterii lze montovat z tranzistorů
Poté se prvky upevní na desku textolitu nebo jiného materiálu vhodného pro úlohu desky a vzájemně se propojí. Tímto způsobem můžete sbírat baterii, která má dostatek energie pro provoz baterky nebo rádia, ale vysoký výkon, který očekáváte od tohoto zařízení, nestojí za to.
Jako zdroj nízké energetické energie je však naprosto vhodné. Zejména pokud vás přitahuje samotný proces tvorby a ne příliš důležitý praktický přínos z výsledku.
Řemeslníci navrhují použití CD disků a dokonce i měděných desek jako fotobuňek. Přenosné nabíjení telefonu je snadné z fotobuňek ze zahradních baterek.
Nejlepším řešením bude nákup hotových desek. Některé internetové stránky prodávají moduly s malou výrobní mezerou za přijatelnou cenu, jsou velmi vhodné pro použití.
5 Racionální rozmístění baterií
Umístění modulů do značné míry závisí na tom, kolik energie bude systém generovat. Čím více paprsků se dostane na fotobuňky, tím více energie bude produkovat. Pro optimální umístění musí být splněny následující podmínky:
Umístění slunečníků na střechu vám umožní ušetřit místo
.Důležité! Síla proudu akumulátoru je dána výkonem nejslabšího prvku. I malý stín na jednom modulu může snížit výkon systému z 10 na 50%.
6. Jak vypočítat požadovaný výkon
Před zahájením montáže baterie je nutné určit potřebný výkon. To závisí na počtu zakoupených buněk a celkové ploše hotových baterií.
Systém může být buď samostatný (vlastní domov) nebo kombinace, která kombinuje energii slunce a tradičního zdroje.
Výpočet se skládá ze tří kroků:
Spotřeba energie
Pro autonomní systém může být určen elektroměrem. Celkové množství spotřebované energie měsíčně se dělí počtem dní a průměrnou denní spotřebou.
Je-li z baterie požadována pouze část přístroje, zjistěte jejich výkon pomocí pasu nebo označení na přístroji. Vynásobte přijaté hodnoty počtem hodin práce za den. Po získání hodnot pro všechna zařízení obdržíte průměrnou denní spotřebu.
Kapacita AB (dobíjecí baterie) a výkon střídače
Systém AB pro solární systémy musí vydržet velký počet cyklů vypouštění a vypouštění, mít nízký samočinný výboj, vydržet velký nabíjecí proud, pracovat při vysokých a nízkých teplotách a zároveň vyžadovat minimální údržbu.Tyto parametry jsou optimální pro olověnou kyselinu AB.
Dalším důležitým ukazatelem je kapacita, maximální poplatek, který může přijímat a ukládat baterii. Nedostatečná kapacita se zvyšuje připojením AB paralelně, postupně nebo kombinací obou spojení.
Nalezení požadované částky AB pomůže vypočítat. Zvažme to pro koncentraci energetické rezervy na 1 den v AB s kapacitou 200 A. h a napětí 12 Vt.
Předpokládejme, že denní požadavek je 4800 Art. hodin, výstupní napětí 24 Vt. Mějte na paměti, že ztráty na střídači budou 20%, zavedeme korekční faktor 1,2.
4800: 24x1,2 = 240 A. ročně
Hloubka vybití AB by neměla býtpřekročit 30-40%, zvažte to.
240x0,4 = 600 A. rok
Získaná hodnota je trojnásobek kapacity baterie, takže pro požadované množství materiálu potřebujete 3 AB, zapojené paralelně. Ale zároveň napětí baterie 12 V, zvýšit dvakrát, bude potřebovat další 3 AB, zapojené do série.
Pro příjem napětí 48 V zapojte paralelně dva paralelní řetězce 4 AB
Střídač se používá k převodu stejnosměrného proudu na střídavý.Zvolte to při maximálním zatížení.U některých zařízení je velikost spouštěcího proudu mnohem vyšší než jmenovitá hodnota. Tento ukazatel je zohledněn. V ostatních případech se berou v úvahu jmenovité hodnoty.
Má hodnotu a tvar napětí. Nejlepší možností je čistý sinusoid. U zařízení, která jsou necitlivá na rozdíly napětí, se vejde čtvercový tvar. Měla by také brát v úvahu možnost přepnutí přístroje z AB přímo na solární články.
Požadovaný počet buněk
Indexy slunečního záření se v různých oblastech značně liší. Pro správný výpočet potřebujete znát tato čísla pro vaši lokalitu, data lze snadno vyhledat na internetu nebo v meteorologické stanici.
Tabulka o ozáření podle měsíců pro jednotlivé regiony
Insolace závisí nejen na sezóně, ale také na úhlu sklonu baterie
Při výpočtu se vztahují k nejnižším hodnotám slunečního záření během roku, v opačném případě baterie nevytváří dostatek energie.
Předpokládejme minimální sazby - v lednu 0,69, maximum - v červenci 5,09.
Korekční faktor pro zimní čas - 0,7, pro léto - 0,5.
Požadované množství energie je 4800 W.H.
Jeden panel má výkon 260 W, napětí 24 v
Ztráty na AB a střídači jsou 20%.
Vypočítáme spotřebu s ohledem na ztráty: 4800? 1,2 = 5760 W · h = 5,76 kWt.
Definujte výkonnost jednoho panelu.
V létě: 0,5? 260 až 5,09 = 661,7, t.t.
V zimě: 0,7? 260 až 0,69 = 125,5 T.
Vypočítejte požadovaný počet baterií vydělením spotřeby energie výkonem panelu.
V létě: 5760 /661,7 = 8,7 ks.
V zimě: 5760 /125,5 = 45,8 ks.
Ukazuje se, že pro plnou podporu bude v zimě trvat pětkrát více modulů než v létě. Proto stojí za to instalovat více baterií najednou nebo předvídat hybridní systém napájení na zimu.
7 Jak sestavit solární baterii vlastníma rukama
Sestava se skládá z několika fází: výroba skříně, pájení prvků, montáž systému a jeho instalace. Než začnete, zásobte se vším, co potřebujete.
Baterie se skládá z několika vrstev
Materiály a nástroje
- fotobuňky;
- ploché vodiče;
- tok alkoholové kalafuny;
- páječku;
- hliníkový profil;
- hliníkové rohy;
- hardware;
- silikonový tmel;
- kovový nůž;
- šroubovák;
- sklo, plexiglas nebo plexiglas;
- diody;
- měřenízařízení
Fotočlánky je lépe objednat spolu s vodiči, jsou speciálně určeny pro tento účel. Další vodiče mají větší křehkost, což může být problém v pájení a montáži. Jsou zde buňky s již pájenými vodiči. Stojí více, ale významně šetří čas a náklady na práci.
Koupit omítky s vodiči, zkrátí pracovní dobu
Rám karoserie je obvykle vyroben z hliníkového rohu, ale je možné použít dřevěné kolejnice nebo tyče čtvercového průřezu 2 ^ 2. Tato možnost je méně příznivá, protože neposkytuje dostatečnou ochranu proti povětrnostním vlivům.
Pro průhledný panel vyberte materiál s minimálním indexem lomu. Jakákoliv překážka ve směru paprsků zvyšuje energetické ztráty. Je žádoucí, aby materiál prošel jako infračervené záření.
Důležité! Čím více panel nefunguje, tím méně energie vyrábí.
Výpočet rámu
Rozměry rámu se vypočítají na základě velikosti buněk. Mezi sousedními prvky je důležité předpovídat malou vzdálenost 3-5 mm a brát v úvahu šířku rámu tak, aby se nepřekrýval s hranami prvků.
Články jsou vyráběny v různých velikostech, zvažují se možnosti 36 desek o rozměrech 81x150 mm. Prvky jsou ve 4 řadách, 9 kusů v jednom. Na základě těchto údajů jsou rozměry rámu 835x690 mm.
Výroba krabičky
Rám baterie je vyroben z hliníkového profilu a je upevněn v rozích
Vložte průhlednou desku do rámu
Pájení prvků a montáž modulů
Pokud jsou položky zakoupeny bez kontaktů, musí být nejprve připájeny na každou desku. K tomu je třeba rozříznout vodič na identické segmenty.
Pájení vodičů ke každé desce
Při instalaci pravidelně kontrolujte výkon modulů
Položte řady prvků na průhledný podklad a otočte mezi nimisami
Video: pájení a montáž solárního modulu
Baterie je připravena, zbývá nainstalovat. Pro lepší výkon můžete vytvořit tracker.
Výroba otočného mechanismu
Nejjednodušší mechanismus otáčení se snadno vyrábí sám. Princip jeho práce je založen na systému vyvážení.
Pokud jde oúnik vody, váha nádoby se sníží a okraj panelu se zvedne a otočí baterii na slunci. Hodnota díry bude muset být určena experimentálně.
Nejjednodušší slunečný tracker je vyroben podle principu vodních hodin
Vše, co potřebujete, je nalít vodu do nádrže ráno. Taková konstrukce není instalována na střeše, a pro zahradu nebo trávník před domem, to je docela vhodné. Existují i další, složitější návrhy trackerů, ale budou vyžadovat spoustu výdajů.
Video: jak vytvořit elektronický solární sledovač sami
8 Instalace baterií
Na střeše je panel namontován na nosník z hliníkového profilu nebo jiného materiálu
Posílení modulu lze také na vertikální podporu
Nyní můžete vyzkoušet a používat bezplatnou elektřinu.
9 Údržba modulů
Solární panely nevyžadují zvláštní údržbu, protože nemají žádné pohyblivéčástí Pro jejich normální fungování stačí čas od času vyčistit povrch od nečistot, prachu a ptačího trusu.
Opláchněte baterii ze zahradní hadice a při vysokém tlaku vody ani nemusíte stoupat na střechu. Sledujte dostupnost dalšího vybavení.
10 Jakmile jsou výdaje uhrazeny
Neměli bychom očekávat okamžité přínosy ze systému zásobování sluneční energií. Průměrná návratnost je pro autonomní domácí systém asi 10 let.
Čím více budete spotřebovávat energii, tím dříve budou vaše výdaje splaceny. Koneckonců, pro malé, a pro velkou spotřebu, nákup doplňkového vybavení: baterie, střídač, regulátor, a zanechávají malou část nákladů.
Vezměte v úvahu jak životnost zařízení, tak samotných panelů, aby je nemusely měnit dříve, než se vyplatí.
Navzdory všem nedostatkům a nedostatkům je budoucnost sluneční energie. Slunce se týká obnovitelných zdrojů energie a bude trvat nejméně dalších 5 000 let. Věda tak nestojí, objevují se nové materiály pro fotobuňky s mnohem větší účinností. Takže brzy budou cenově dostupnější. Ale teď můžete použít sluneční energii.
