Vsebina
- 1 Kaj je solarna baterija
- 2 naprava
- 3 Vrste elementov za module
- kristal
- Film
- 4 Iz tega, kar je mogoče narediti heliopanel doma
- Od diode
- Iz tranzistorjev
- 5 Racionalna namestitev baterij
- 6. Kako izračunati zahtevano moč
- Poraba energije
- Kapaciteta AB (akumulatorska baterija) in moč pretvornika
- Zahtevano število celic
- 7 Kako zbirati solarne baterije z lastnimi rokami
- Materiali in orodja
- Izračun okvira
- Izdelava škatle
- Spajkanje elementov in sestavljanje modulov
- Izdelava obračalnega mehanizma
- 8 Nameščanje baterij
- 9 Vzdrževanje modulov
- 10 Takoj, ko se stroški povrnejo
1 Kaj je solarna baterija
Solarna baterija je plošča, ki jo sestavljajo fotocelice, ki so med seboj povezane.Sončno energijo neposredno pretvori v električni tok. Glede na sistemsko napravo se električna energija akumulira ali takoj preide na oskrbo z energijo zgradb, mehanizmov in naprav.
Solarna baterija je sestavljena iz fotocelic, ki so med seboj povezane
.Priporočamo, da si preberete
- Namestitev meja z lastnimi rokami - naredimo parcelo bolj natančno
- S svojimi rokami izdelamo mizarsko klop
- Z lastnimi rokami naredimo prezračevanje v kleti
Najenostavnejše fotocelice se uporabljajo skoraj vsak. Vgrajene so v kalkulatorje, svetilke, akumulatorske baterije za elektronske pripomočke, vrtne luči. Toda to ni omejeno. Obstajajo električna vozila s polnjenjem od sonca, v vesolju pa je eden glavnih virov energije.
V državah z veliko sončnih dni so baterije nameščene na strehah stavb in se uporabljajo za ogrevanje in ogrevanje vode. Ta tip se imenuje zbiralci, ki pretvarjajo energijo sonca v toploto.
Dobava električne energije celotnim mestom se pogosto zgodi le na račun te vrste energije. Gradijo se sončne elektrarne. PosebnoRazdeljeni so bili v ZDA, na Japonskem in v Nemčiji.
2 naprava
Osnova sončne baterije je fenomen fotoelektričnega učinka, ki ga je v 20. stoletju odprl A. Enshtein. Izkazalo se je, da v nekaterih snoveh, pod vplivom sončne svetlobe ali drugih snovi, obstaja ločitev nabitih delcev. To odkritje je leta 1953 pripeljalo do ustanovitve prvega heliomodula.
Material za izdelavo elementov so polprevodniki - kombinirane plošče iz dveh materialov z različno prevodnostjo.Pogosto se za njihovo izdelavo uporabljajo polikristalni ali monokristalni silicij z različnimi dodatki.
Pod vplivom sončne svetlobe v enem sloju je presežek elektronov, v drugem pa njihovo pomanjkanje. "Presežni" elektroni prehajajo v območje s svojim pomanjkanjem, ta proces se je imenoval pn spoj.
Sončna celica je sestavljena iz dveh polprevodniških plasti spremenljive prevodnosti
.Med materiali, ki sestavljajo presežek in pomanjkanje elektronov, je postavljena pregradna plast, ki preprečuje prehod. To je potrebno, da se tok pojavi samo, če obstaja vir porabe energije.
Fotoni svetlobe pridejo na površje, da izločijo elektrone in jim zagotovijo potrebno energijo za premagovanje pregradne plasti. Negativni elektroni prehajajo iz p-prevodnika v n-prevodnik, medtem ko pozitivni prenašajo povratno pot.
Zaradi prevodnosti polprevodniških materialov je mogoče ustvariti usmerjeno gibanje elektronov. To ustvarja električni tok.
Elementi so povezani v serijo in tvorijo ploščo v večjem ali manjšem območju, ki se imenuje baterija. Te baterije so lahko neposredno priključene na vir napajanja. Ampak ker se sončna aktivnost spreminja čez dan, in ponoči se sploh ustavi, uporablja akumulatorje, akumulira energijo v odsotnosti sončne svetlobe.
V tem primeru je potrebna komponenta krmilnik. Služi za nadzor napolnjenosti baterije in onemogoči akumulator, ko je popolnoma napolnjen.
Sončni tok, ki ga proizvaja sončna celica, je konstanten, zato ga je treba pretvoriti v izmenično. To služi kot pretvornik.
Ker so vse električne naprave, ki porabljajo energijo, zasnovane za določeno napetost, sistem potrebuje stabilizator, ki zagotavlja zahtevane vrednosti.
Med heliumodulom in potrošnikom so nameščene dodatne naprave
.Samo v prisotnosti vseh teh sestavnih delov se lahko dobi funkcionalen sistem, ki oskrbuje potrošnike z energijo in ne ogroža, da bi jih uničil.
3 Vrste elementov za module
Obstajajo tri glavne vrste sončnih kolektorjev: polikristalni, monokristalni in tanki. Pogosto so vse tri vrste izdelane iz silicija z različnimi dodatki. Uporabljajo se tudi kadmijev telurid in bakrov-kadmijev selenid, zlasti za proizvodnjo filmskih plošč. Ti dodatki povečajo učinkovitost celic za 5-10%.
Crystal
Najbolj priljubljeni so monokristalni. Narejene so iz enokristalov,imajo enotno strukturo. Takšne plošče imajo obliko poligona ali pravokotnika z izrezanimi vogali.
Monokristalna celica ima obliko pravokotnika s kotnimi stožci
Baterija, sestavljena iz monokristalnih elementov, ima v primerjavi z drugimi tipi visoko zmogljivost, učinkovitost pa je 13%.Je lahka in kompaktna, ne boji se rahlega ovinka, lahko je nameščena na neravnih površinah, življenjska doba 30 let.
Slabosti vključujejo znatno zmanjšanje moči v oblaku, do popolnega prenehanja proizvodnje energije. Enako se zgodi, ko se zatemni, ponoči baterija ne bo delovala.
Polikristalna celica ima pravokotno obliko, ki omogoča sestavljanje plošče brez prostorov
.Polikristalni proizvodi so narejeni z ulivanjem s pravokotno ali kvadratno obliko in heterogeno strukturo.Njihova učinkovitost je nižja od monokristalne, učinkovitost je le 7-9%, vendar je upad proizvodnje med oblaki, prahom ali mrakom neznaten.
Zato se uporabljajo pri urejanju ulične razsvetljave in se pogosteje uporabljajo kulibine. Stroški teh plošč so nižji od posameznih kristalov, življenjska doba 20 let.
FilmTokko folija ali upogljivi elementi so izdelani iz amorfne oblike silicija. Fleksibilnost panelov jih naredi mobilne, zavrtijo zvitke, ki jih lahko popeljejo s seboj na potovanje in imajo kjerkoli neodvisen vir energije. Ta lastnost omogoča pritrditev na krivocrtne površine.
Filmska baterija je izdelana iz amorfnega silicija
.Zaradi učinkovitosti so filmske plošče dvakrat slabše od kristalinične, da se proizvede enaka količina dvojne baterije. Da, trajnost filma se ne razlikuje - v prvih dveh letih se njihova učinkovitost zmanjša za 20-40%.
Toda v oblaku ali zatemnitvi se proizvodnja energije zmanjša le za 10-15%. Nedvomna prednost se lahko šteje za njihovo relativno poceni ponudbo.
4 Od tega, kar lahko počneš heliopanel doma
Kljub vsem prednostim industrijskih baterij je njihova glavna pomanjkljivost visoka cena. Tej težavi se lahko izognemo tako, da iz materialov naredimo najpreprostejšo ploščo z lastnimi rokami.
Od diode
Dioda je kristal v plastičnem ohišju, ki deluje kot leča. Koncentrira sončne žarke na vodnik, kar povzroči električni tok. S priključitvijo velikega števila diod dobimo sončno baterijo. Karton lahko uporabite kot desko.
Težava je v tem, da je moč sprejete energije majhna, da bo za proizvodnjo zadostnih količin potrebno veliko število diod. Finančni in delovni stroški takšne baterije daleč presegajo tovarno in moč je veliko slabša od nje.
Poleg tega proizvodnja močno upada z zatemnitvijo osvetlitve. Da, in same diode se obnašajo nepravilno - pogosto je prisiljen sijaj. To pomeni, da same diode porabijo proizvedeno energijo. Sklep sam predlaga: neučinkovito.
Tranzistorji
Kot pri diodah je glavni element tranzistorja kristaliničen. Ampak on je zaprt v kovinski kovček, ne zamudi sonca. Za izdelavo baterije je pokrov telesa odrezan s kovinskim nožem.
Iz tranzistorjev je mogoče sestaviti baterijo z nizko porabo
Nato se elementi pritrdijo na ploščico tekstolita ali drugega materiala, primernega za vlogo plošče, in se med seboj povežejo. Na ta način lahko zberete baterijo, ki ima dovolj energije za delovanje svetilke ali radia, toda visoka moč, ki jo pričakujete od te naprave, ni vredna.
Kot vir energije z nizko porabo energije pa je popolnoma primerno. Še posebej, če vas pritegne proces samega ustvarjanja in ni zelo pomembna praktična korist od rezultata.
Obrtniki predlagajo uporabo CD-plošč in celo bakrenih plošč kot fotocelic. Prenosno polnjenje za telefon je enostavno izdelati iz fotocelic iz vrtnih baterij.
Najboljša rešitev bo nakup dokončanih plošč. Nekatere internetne strani prodajajo module z majhno proizvodno vrzeljo po dostopni ceni, zelo primerne za uporabo.
5 Racionalna namestitev baterij
Namestitev modulov je v veliki meri odvisna od tega, koliko energije bo sistem proizvedel. Več sončnih žarkov bo pritekalo na fotocelice, bolj bodo proizvajali energijo. Za optimalno lokacijo morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji:
Namestitev senčnikov na strehi omogoča prihranek prostora
.Pomembno! Moč akumulatorskega toka je določena z zmogljivostjo najšibkejšega elementa. Tudi majhna senca na enem modulu lahko zmanjša zmogljivost sistema s 10 na 50%.
6. Kako izračunati zahtevano moč
Preden nadaljujete z montažo baterije, je treba določiti potrebno moč. To je odvisno od števila kupljenih celic in skupne površine končnih baterij.
Sistem je lahko samostojen (samostojni dom) ali kombinacija, ki združuje sončno energijo in tradicionalni vir.
Izračun je sestavljen iz treh korakov:
Poraba energije
Za avtonomni sistem se lahko določi z vašim električnim števcem. Skupna količina porabljene energije na mesec je deljena s številom dni in povprečno dnevno porabo.
Če se od akumulatorja zahteva le del naprave, ugotovite njihovo moč z potnim listom ali oznako na napravi. Dobljene vrednosti pomnožite s številom delovnih ur na dan. Po pridobitvi vrednosti za vse naprave boste dobili povprečno dnevno porabo.
Zmogljivost AB (akumulatorska baterija) in moč pretvornika
AB za solarne sisteme mora prenesti veliko število ciklov praznjenja in praznjenja, imeti nizko samoizpraznitev, prenesti velik polnilni tok, delovati pri visokih in nizkih temperaturah, medtem ko zahteva minimalno vzdrževanje.Ti parametri so optimalni za svinčeve AB.
Drug pomemben kazalnik je zmogljivost, najvišja cena, ki jo lahko sprejme in shrani baterija. Nezadostna zmogljivost se poveča z vzporednim povezovanjem AB, zaporedno ali kombiniranjem obeh povezav.
Iskanje potrebne količine AB bo pomagalo izračunati. Poglejmo to za koncentracijo rezerve energije za 1 dan v AB z zmogljivostjo 200 A.h in napetostjo 12 Vt.
Denimo, da je dnevna zahteva 4800 čl. uro, izhodna napetost 24 Vt. Upoštevajte, da bodo izgube na pretvorniku 20%, uvedli bomo korekcijski faktor 1,2.
4800: 24x1.2 = 240 A. letno
Globina praznjenja AB ne bi smela bitipreseči 30-40%, upoštevajte to.
240x0.4 = 600 A. leto
Dobljena vrednost je trikratna zmogljivost baterije, zato za zahtevano količino zalog potrebujete 3 AB, ki so povezani vzporedno. Ampak ob istem času bo napetost akumulatorja 12 V, da jo dvakrat povečate, potrebovala še 3 AB, priključene zaporedno.
Za sprejem napetosti 48 V se vzporedno povežeta dve vzporedni verigi 4 AB
Pretvornik se uporablja za pretvorbo enosmernega tokokroga v izmenični.Izberemo pri največji obremenitvi.Pri nekaterih napravah je velikost začetnega toka veliko višja od nazivne vrednosti. Ta kazalnik se upošteva. V drugih primerih se upoštevajo nominalne vrednosti.
Ima vrednost in obliko napetosti. Najboljša možnost je čisti sinusoid. Za naprave, ki so neobčutljive na napetostne razlike, bo ustrezala kvadratna oblika. Upoštevati je treba tudi možnost preklopa naprave z AB neposredno na sončne celice.
Zahtevano število celic
Indeksi insolacije se na različnih področjih zelo razlikujejo. Za pravilen izračun morate poznati te številke za vašo lokacijo, podatke je mogoče enostavno najti na internetu ali v meteorološki postaji.
Tabela osončenosti po mesecih za različne regije
\ t
Osončenje ni odvisno samo od letnega časa, ampak tudi od nagiba akumulatorja
.Pri izračunu se nanašajo na najnižje vrednosti osončenja med letom, sicer v tem obdobju akumulator ne bo proizvedel dovolj energije.
Predpostavimo najnižje stopnje - v januarju, 0,69, najvišje - v juliju, 5,09.
Korekcijski faktor za zimski čas - 0,7, za poletje - 0,5.
Potrebna količina energije je 4800 W.H.
Ena plošča ima moč 260 W, napetost 24 in
.Izgube na AB in pretvorniku so 20%.
Izračunamo porabo ob upoštevanju izgub: 4800 × 1,2 = 5760 W · h = 5,76 kWt.
Določite zmogljivost ene plošče.
Poleti: 0,5? 260? 5.09 = 661.7 ut.
Pozimi: 0,7? 260 ± 0,69 = 125,5 T.
Izračunajte potrebno število baterij tako, da porabo energije delite z zmogljivostjo plošče.
Poleti: 5760 /661,7 = 8,7 kosov.
Pozimi: 5760 /125,5 = 45,8 kosov.
Izkazalo se je, da bo za polno podporo pozimi potrebnih petkrat več modulov kot poleti. Zato je vredno namestiti več baterij naenkrat ali predvideti hibridni sistem oskrbe z električno energijo za zimo.
7 Kako sestaviti sončno baterijo z lastnimi rokami
Sklop je sestavljen iz več stopenj: izdelava ohišja, spajkanje elementov, sestava sistema in njegova namestitev. Preden začnete, si privoščite vse, kar potrebujete.
Baterija je sestavljena iz več plasti
.Materiali in orodja
- fotocelice;
- ploski vodniki;
- tok alkohol-kolofonije;
- spajkalnik;
- aluminijasti profil;
- aluminijasti vogali;
- strojna oprema;
- silikonsko tesnilno maso;
- kovinski nož;
- izvijač;
- steklo, pleksi steklo ali pleksi steklo;
- diode;
- merjenjenaprave
Fotocelice je bolje naročiti skupaj z vodniki, ki so posebej zasnovane za ta namen. Drugi vodniki imajo večjo krhkost, kar je lahko problem pri spajkanju in montaži. Obstajajo celice z že spajkanim vodnikom. Stanejo več, vendar bistveno prihranijo čas in stroške dela.
Nakup ometov s prevodniki, skrajša delovni čas
Okvir telesa je običajno izdelan iz aluminijastega kota, vendar je mogoče uporabiti lesene tirnice ali palice kvadratnega prereza 2h2. Ta možnost je manj ugodna, ker ne zagotavlja zadostne zaščite pred izpostavljenostjo ozračju.
Za prozorno ploščo izberite material z najmanjšim lomnim količnikom. Vsaka ovira na poti žarkov poveča izgubo energije. Zaželeno je, da material prehaja kot infrardeče sevanje.
Pomembno! Bolj ko se plošča pokvari, manj energije proizvaja.
Izračun okvira
Dimenzije okvirja se izračunajo na podlagi velikosti celic. Med sosednjimi elementi je pomembno predvideti majhno razdaljo 3-5 mm in upoštevati širino okvirja, tako da se ne prekrivajo robovi elementov.
Celice so izdelane v različnih velikostih, upoštevajte možnost 36 plošč, dimenzij 81x150 mm. Elementi so v 4 vrstah, 9 kosov v eni. Na podlagi teh podatkov so dimenzije okvirja 835x690 mm.
Izdelava škatle
Okvir za akumulator je izdelan iz aluminijastega profila in je pritrjen v vogalih
V okvir vstavite prozorno ploščo
Spajkanje elementov in sestavljanje modulov
Če se predmeti kupijo brez stikov, jih je treba najprej spajkati na vsako ploščo. V ta namen prerežite vodnik na enake segmente.
Spajkanje vodnikov na vsako ploščo
Pri nameščanju redno preverjajte delovanje modulov
Postavite vrstice elementov na prozorno podlago in zavijte medsebe
Video: spajkanje in vgradnja solarnega modula
Baterija je pripravljena, jo je treba namestiti. Za boljše delovanje lahko naredite sledilnik.
Izdelava obračalnega mehanizma
Najlažji mehanizem za obračanje je enostaven za izdelavo. Načelo njegovega dela temelji na protiutežnem sistemu.
Kolikoriztekanje vode, teža plovila se bo zmanjšala in rob plošče se bo dvignil, obrnil akumulator na soncu. Vrednost luknje bo treba določiti eksperimentalno.
Najlažji sončni sledilnik je narejen po načelu vodne ure
Vse, kar potrebujete, je zjutraj naliti vodo v rezervoar. Takšna zasnova ni nameščena na strehi, za vrt ali travnik pred hišo pa je zelo primerna. Obstajajo tudi druge, bolj zapletene zasnove sledilcev, ki pa zahtevajo veliko stroškov.
Video: kako sami narediti elektronski sončni sledilnik
8 Nameščanje baterij
Na strehi je plošča nameščena na oporo iz aluminijastega profila ali drugega materiala
Okrepiti modul lahko tudi na navpični opori
Zdaj lahko preizkusite in uporabite brezplačno elektriko.
9 Vzdrževanje modulov
Solarni paneli ne zahtevajo posebnega vzdrževanja, ker nimajo premičnih napravdelov Za njihovo normalno delovanje je dovolj, da občasno očistite površino pred umazanijo, prahom in ptičjim iztrebkom.
Akumulator izpirajte z vrtne cevi in pri visokem tlaku vode ni treba niti vzpenjati na streho. Spremljajte razpoložljivost dodatne opreme.
10 Takoj, ko se stroški povrnejo
Ne smemo pričakovati takojšnjih koristi od sistema oskrbe s sončno energijo. Njegovo povprečno vračilo je približno 10 let za avtonomni domači sistem.
Bolj ko porabite energijo, prej se bodo vaši stroški povrnili. Konec koncev, za majhne, in za veliko porabo, nakup dodatne opreme: baterijo, inverter, krmilnik, in pustite majhen del stroškov.
Upoštevati je treba življenjsko dobo opreme in samih plošč, tako da jih ni treba spreminjati, preden se izplačajo.
Kljub vsem pomanjkljivostim in pomanjkljivostim, prihodnost sončne energije. Sonce se nanaša na obnovljive vire energije in bo trajalo vsaj še 5.000 let. Znanost torej ne stoji na mestu, pojavljajo se novi materiali za fotocelice z veliko večjo učinkovitostjo. Tako bodo kmalu bolj cenovno dostopni. Zdaj lahko izkoristite sončno energijo.
