Hoe u met uw eigen handen een zonnebatterij maakt: instructies voor zelfmontage

Zonnepanelen zijn een energiebron die gebruikt kan worden om elektriciteit of warmte op te wekken voor een laagbouw. Maar zonnepanelen zijn duur en onbereikbaar voor de meeste inwoners van ons land. Bent u het eens?

Het is een andere zaak als je zelf een zonnebatterij maakt: de kosten worden aanzienlijk verlaagd en dit ontwerp werkt niet slechter dan een industrieel geproduceerd paneel. Daarom, als u serieus overweegt een alternatieve elektriciteitsbron aan te schaffen, probeer deze dan zelf te maken - het is niet erg moeilijk.

In dit artikel wordt de productie van zonnepanelen besproken. Wij vertellen u welke materialen en gereedschappen u hiervoor nodig heeft. En iets lager vindt u stapsgewijze instructies met illustraties die de voortgang van het werk duidelijk aantonen.

Kort over het apparaat en de werking

Zonne-energie kan worden omgezet in warmte, wanneer de energiedrager een koelvloeistof is, of in elektriciteit, opgevangen in batterijen. De batterij is een generator die werkt volgens het principe van het foto-elektrisch effect.

De omzetting van zonne-energie in elektriciteit vindt plaats nadat de zonnestralen de fotocelplaten raken, die het grootste deel van de batterij vormen.

In dit geval ‘laten’ lichtkwanta hun elektronen vrij uit extreme banen. Deze vrije elektronen produceren een elektrische stroom die door de controller gaat en zich ophoopt in de batterij, en van daaruit naar de energieverbruikers gaat.

Siliciumelementen fungeren als fotocelplaten. Een siliciumwafel is aan één zijde bedekt met een dun laagje fosfor of boor, een passief chemisch element.

Op deze plek komt onder invloed van zonlicht een groot aantal elektronen vrij, die door de fosforfilm worden vastgehouden en niet uit elkaar vliegen.

Op het oppervlak van de plaat bevinden zich metalen "sporen" waarop vrije elektronen zich op één lijn bevinden en een geordende beweging vormen, d.w.z. elektriciteit.

Hoe meer van dergelijke siliciumwafels-fotocellen, hoe meer elektrische stroom kan worden verkregen. Lees meer over het werkingsprincipe van een zonnebatterij Verder.

De bovenste laag van fotocelplaten is bedekt met een laag die reflectie van zonlicht door de platen voorkomt, waardoor hun efficiëntie toeneemt

Materialen voor het maken van een zonneplaat

Wanneer u begint met het bouwen van een zonnebatterij, moet u de volgende materialen in voorraad hebben:

• silicaatplaten-fotocellen;
• spaanplaatplaten, aluminium hoeken en latten;
• hardschuimrubber 1,5-2,5 cm dik;
• een transparant element dat fungeert als basis voor siliciumwafels;
• schroeven, zelftappende schroeven;
• siliconenkit voor buitengebruik;
• elektrische draden, diodes, terminals.

De hoeveelheid benodigde materialen is afhankelijk van de grootte van uw batterij, die meestal wordt beperkt door het aantal beschikbare zonnecellen. Het gereedschap dat je nodig hebt is: een schroevendraaier of een set schroevendraaiers, een ijzerzaag voor metaal en hout, een soldeerbout. Om de voltooide batterij te testen, heeft u een ampèremetertester nodig.

Laten we nu de belangrijkste materialen in meer detail bekijken.

Siliciumwafels of zonnecellen

Fotocellen voor batterijen zijn er in drie soorten:

• polykristallijn;
• monokristallijn;
• amorf.

Polykristallijne wafels worden gekenmerkt door een laag rendement. De omvang van het gunstige effect bedraagt ​​ongeveer 10 - 12%, maar dit cijfer neemt in de loop van de tijd niet af. De levensduur van polykristallen is 10 jaar.

Een zonnebatterij wordt samengesteld uit modules, die op hun beurt zijn opgebouwd uit foto-elektrische omzetters. Batterijen met stijve siliciumzonnecellen zijn een soort sandwich met opeenvolgende lagen gemonteerd in een aluminium profiel

Monokristallijne zonnecellen hebben een hoger rendement (13-25%) en een lange levensduur (ruim 25 jaar). Na verloop van tijd neemt de efficiëntie van enkele kristallen echter af.

Monokristallijne converters worden geproduceerd door kunstmatig gegroeide kristallen te zagen, wat de hoogste fotogeleiding en productiviteit verklaart.

Filmfotoconverters worden geproduceerd door een dunne laag amorf silicium op een flexibel polymeeroppervlak aan te brengen

Flexibele batterijen met amorf silicium zijn de nieuwste. Hun foto-elektrische omzetter wordt op een polymeerbasis gespoten of gesmolten. Het rendement ligt rond de 5 - 6%, maar foliesystemen zijn uiterst eenvoudig te installeren.

Filmsystemen met amorfe fotoconverters zijn relatief recent verschenen. Dit is een uiterst eenvoudig en extreem goedkoop type, maar verliest sneller consumentenkwaliteiten dan zijn rivalen.

Het is niet praktisch om fotocellen van verschillende afmetingen te gebruiken. In dit geval wordt de maximale stroom die door de batterijen wordt geproduceerd, beperkt door de stroom van het kleinste element. Dit betekent dat grotere platen niet op volle capaciteit zullen werken.

Vraag bij de aanschaf van zonnecellen de verkoper naar de leveringsmethode; de ​​meeste verkopers gebruiken de waxmethode om de vernietiging van kwetsbare elementen te voorkomen

Meestal worden voor zelfgemaakte batterijen mono- en polykristallijne fotocellen van 3x6 inch gebruikt, die kunnen worden besteld in online winkels zoals E-bye.

De kosten van fotocellen zijn vrij hoog, maar veel winkels verkopen zogenaamde elementen van groep B. Producten die in deze groep zijn ingedeeld, zijn defect, maar geschikt voor gebruik, en hun kosten zijn 40-60% lager dan die van standaardplaten.

De meeste online winkels verkopen fotovoltaïsche cellen in sets van 36 of 72 fotovoltaïsche conversieplaten. Om individuele modules op een batterij aan te sluiten, zijn bussen nodig en zijn er terminals nodig om verbinding te maken met het systeem.

Frame en transparant element

Het frame voor het toekomstige paneel kan worden gemaakt van houten latten of aluminium hoeken.

De tweede optie verdient om een ​​aantal redenen meer de voorkeur:

• Aluminium is een lichtgewicht metaal dat geen noemenswaardige belasting uitoefent op de ondersteunende structuur waarop de batterij zal worden geïnstalleerd.
• Wanneer een anticorrosiebehandeling wordt uitgevoerd, is aluminium niet gevoelig voor roest.
• Neemt geen vocht uit de omgeving op en rot niet.

Bij het kiezen van een transparant element moet u letten op parameters zoals de brekingsindex van zonlicht en het vermogen om infraroodstraling te absorberen.

De efficiëntie van fotocellen zal rechtstreeks afhangen van de eerste indicator: hoe lager de brekingsindex, hoe hoger de efficiëntie van siliciumwafels.

De minimale reflectiecoëfficiënt is voor plexiglas of de goedkopere versie ervan: plexiglas. De brekingsindex van polycarbonaat is iets lager.

De waarde van de tweede indicator bepaalt of de siliciumzonnecellen zelf opwarmen of niet. Hoe minder de platen worden blootgesteld aan hitte, hoe langer ze meegaan. IR-straling wordt het beste geabsorbeerd door speciaal warmte-absorberend plexiglas en glas met IR-absorptie. Iets erger is gewoon glas.

Indien mogelijk zou de beste optie zijn om ontspiegeld transparant glas als transparant element te gebruiken.

In termen van de verhouding tussen kosten, lichtbreking en IR-stralingsabsorptie is plexiglas de beste optie voor de vervaardiging van zonnepanelen

Systeemontwerp en locatieselectie

Het zonnestelselproject omvat berekeningen van de benodigde grootte van de zonneplaat. Zoals hierboven vermeld, wordt de batterijgrootte meestal beperkt door dure zonnecellen.

De zonnebatterij moet onder een bepaalde hoek worden geïnstalleerd, zodat de siliciumwafels maximaal aan zonlicht worden blootgesteld. De beste optie zijn batterijen die de hellingshoek kunnen veranderen.

De plaatsingslocatie voor zonnepanelen kan zeer divers zijn: op de grond, op een schuin of plat dak van een woning, op de daken van bijkeukens.

De enige voorwaarde is dat de batterij aan de zonnige kant van het perceel of huis wordt geplaatst en niet in de schaduw van de hoge boomkroon. In dit geval moet de optimale hellingshoek worden berekend met behulp van een formule of met behulp van een gespecialiseerde rekenmachine.

De hellingshoek is afhankelijk van de locatie van het huis, de tijd van het jaar en het klimaat. Het is wenselijk dat de batterij de mogelijkheid heeft om de hellingshoek te veranderen als gevolg van seizoensveranderingen in de hoogte van de zon, omdat Ze werken het meest effectief wanneer de zonnestralen strikt loodrecht op het oppervlak vallen.

Voor het Europese deel van de GOS-landen is de aanbevolen stationaire kantelhoek 50 - 60 º. Als het ontwerp een apparaat biedt om de hellingshoek te veranderen, is het in de winter beter om de batterijen op 70 º ten opzichte van de horizon te plaatsen, in de zomer in een hoek van 30 º

Uit berekeningen blijkt dat 1 vierkante meter zonnestelsel het mogelijk maakt om 120 W te verkrijgen. Daarom kan door middel van berekeningen worden vastgesteld dat om het gemiddelde gezin van elektriciteit van 300 kW per maand te voorzien, een zonnesysteem van minimaal 20 vierkante meter nodig is.

Het zal problematisch zijn om zo'n zonnestelsel onmiddellijk te installeren. Maar zelfs het installeren van een batterij van 5 meter zal helpen elektriciteit te besparen en een bescheiden bijdrage te leveren aan de ecologie van onze planeet. We raden u ook aan om vertrouwd te raken met het principe van het berekenen van de benodigde hoeveelheid zonnepanelen.

Een zonnebatterij kan worden gebruikt als back-up-energiebron tijdens frequente uitval van de gecentraliseerde stroomvoorziening. Voor automatisch schakelen is het noodzakelijk om een ​​ononderbroken stroomvoorzieningssysteem te voorzien.

Een dergelijk systeem is handig omdat bij gebruik van een traditionele elektriciteitsbron het opladen tegelijkertijd wordt uitgevoerd batterij van het zonnestelsel. De apparatuur die de zonnebatterij onderhoudt, bevindt zich in het huis, dus er moet een speciale ruimte voor worden voorzien.

Wanneer u batterijen op het schuine dak van een huis plaatst, vergeet dan de hellingshoek van het paneel niet; de ideale optie is wanneer de batterij een apparaat heeft om de hellingshoek seizoensgebonden te veranderen

Stap voor stap een zonnepaneel installeren

Nadat u een plaats heeft gekozen om het zonnepaneel en de apparatuur voor het onderhoud van het zonnestelsel te plaatsen, en nadat u alle benodigde materialen en gereedschappen bij de hand heeft, kunt u beginnen met het installeren van de batterij.

Tijdens de installatie is het noodzakelijk om veiligheidsmaatregelen in acht te nemen, vooral tijdens de uitvoering installatie van een afgewerkt paneel op het dak van het huis. Laten we eens kijken naar een stapsgewijs algoritme voor het maken van een zonnebatterij.

Stap #1 - soldeercontacten van siliciumwafels

De installatie van een zelfgemaakte zonnebatterij begint vaak met het solderen van de geleiders van fotocellen. Als je de mogelijkheid hebt, kun je natuurlijk het beste meteen fotocellen met geleiders kopen, omdat Solderen is een zeer moeilijke en nauwgezette klus die veel tijd kost.

Het solderen wordt als volgt uitgevoerd:

1. Er wordt een siliciumfotocel zonder geleiders en een metalen geleiderstrip genomen.
2. De geleiders worden gesneden met behulp van een kartonnen plano, hun lengte is 2 keer groter dan de grootte van de siliciumwafel.
3. De geleider wordt zorgvuldig op de plaat gelegd. Er zijn twee geleiders per element.
4. Het is noodzakelijk om zuur aan te brengen op de plaats waar wordt gesoldeerd om met een soldeerbout te werken.
5. Soldeer met een soldeerbout en bevestig de geleider voorzichtig aan de plaat.

Tijdens het soldeerproces kun je geen druk uitoefenen op het silicaatelement, omdat het is erg kwetsbaar en kan breken! Als je het geluk hebt fotocellen met kant-en-klare contacten te hebben gekocht, dan bespaar je jezelf van lang en complex werk door meteen door te gaan met het maken van het frame voor de toekomstige batterij.

Het solderen van contacten voor defecte fotocellen van groep B gebeurt op dezelfde manier en in dezelfde richting als voor hele platen

Stap 2 - een frame maken voor een zonnebatterij

Het frame is de plaats waar de fotocellen worden geïnstalleerd. Voor het maken van het frame worden aluminium hoeken en latten genomen, waaruit de frames worden gemaakt. De aanbevolen hoekmaat is 70-90 mm.

Aan de binnenkant van de metalen hoeken wordt siliconenkit aangebracht. De hoeken moeten zorgvuldig worden afgedicht, de duurzaamheid van de hele constructie hangt hiervan af.

Nadat het aluminium frame gereed is, gaan we over tot de vervaardiging van de achterbehuizing. De achterkast is een houten kist van spaanplaat met lage zijkanten.

Hoge zijkanten zorgen voor een schaduw op de fotocellen, dus hun hoogte mag niet groter zijn dan 2 cm. De zijkanten worden vastgeschroefd met zelftappende schroeven en een schroevendraaier.

Aan de onderkant van de kast zijn ventilatiegaten gemaakt van spaanplaat. De afstand tussen de gaten bedraagt ​​ongeveer 10 cm.In het aluminium frame is een transparant element (plexiglas, ontspiegeld glas, plexiglas) gemonteerd.

Het transparante element wordt geperst en gefixeerd, de bevestiging wordt uitgevoerd met behulp van hardware: 4 in de hoeken, evenals 2 aan de lange en 1 aan de korte zijde van het frame. Hardware is bevestigd met schroeven.

Het frame voor de zonnebatterij is klaar en u kunt doorgaan met het belangrijkste deel: de installatie van fotocellen. Vóór de installatie is het noodzakelijk om het plexiglas te reinigen van stof en te ontvetten met een alcoholhoudende vloeistof.

Stap #3 - installatie van siliciumwafels-fotocellen

Het monteren en solderen van siliciumwafels is het meest tijdrovende onderdeel van het maken van een doe-het-zelf-zonnepaneel. Eerst plaatsen we de fotocellen op het plexiglas met de blauwe platen naar beneden gericht.

Als dit de eerste keer is dat u een batterij monteert, kunt u een markeerpad gebruiken om de platen precies op een kleine (3-5 mm) afstand van elkaar te positioneren.

1. We solderen de fotocellen volgens het volgende elektrische schema: “+” sporen bevinden zich aan de voorkant van de plaat, “-” - aan de achterkant. Breng vóór het solderen voorzichtig vloeimiddel aan en soldeer om de contacten te verbinden.
2. We solderen alle fotocellen opeenvolgend in rijen van boven naar beneden. De rijen moeten dan ook met elkaar verbonden worden.
3. Laten we beginnen met het lijmen van de fotocellen. Om dit te doen, brengt u een kleine hoeveelheid afdichtmiddel aan op het midden van elke siliciumwafel.
4. We draaien de resulterende kettingen met fotocellen ondersteboven (waar de blauwe platen zijn) en plaatsen de platen volgens de markeringen die we eerder hebben gemaakt. Druk voorzichtig op elke plaat om deze op zijn plaats te bevestigen.
5. We verbinden de contacten van de buitenste fotocellen met de bus, respectievelijk “+” en “-“.Het wordt aanbevolen om voor de bus een bredere zilveren geleider te gebruiken.
6. De zonnebatterij moet zijn uitgerust met een blokkeerdiode, die is verbonden met de contacten en voorkomt dat de batterijen 's nachts door de constructie worden ontladen.
7. We boren gaten in de onderkant van het frame om de draden naar buiten te brengen.

De draden moeten zo aan het frame worden bevestigd dat ze niet bungelen, dit kan met siliconenkit.

Stap 4 - Test de batterij voordat u deze verzegelt

Het testen van het zonnepaneel moet worden uitgevoerd voordat het wordt afgedicht, om fouten die vaak optreden tijdens het solderen te kunnen elimineren. Het is het beste om te testen na het solderen van elke rij elementen - dit maakt het veel gemakkelijker om te detecteren waar de contacten slecht zijn aangesloten.

Voor het testen heeft u een gewone huishoudelijke ampèremeter nodig. Metingen moeten worden uitgevoerd op een zonnige dag om 13-14 uur, de zon mag niet door wolken worden verborgen.

Wij nemen de accu mee naar buiten en plaatsen deze conform de vooraf berekende hellingshoek. We sluiten de ampèremeter aan op de batterijcontacten en meten de kortsluitstroom.

Het punt van testen is dat het bedrijfsvermogen van de elektrische stroom 0,5-1,0 A lager moet zijn dan de kortsluitstroom. De meetwaarden van het apparaat moeten hoger zijn dan 4,5 A, wat de functionaliteit van de zonnebatterij aangeeft.

Als de tester lagere waarden geeft, is ergens de volgorde van het aansluiten van de fotocellen waarschijnlijk verbroken.

Meestal zelfgemaakt zonne-accu, opgebouwd uit fotocellen van groep B, levert meetwaarden op van 5-10 A, wat 10-20% lager is dan die van industrieel geproduceerde zonnepanelen.

Stap #5 - het afdichten van de fotocellen die in de behuizing zijn geplaatst

Het verzegelen kan alleen worden gedaan nadat is gecontroleerd of de batterij werkt. Voor afdichting is het het beste om een ​​epoxyverbinding te gebruiken, maar aangezien het materiaalverbruik groot zal zijn en de kosten ongeveer 40-45 dollar bedragen. Als het een beetje duur is, kunt u in plaats daarvan hetzelfde siliconenkit gebruiken.

Geef bij het gebruik van siliconenkit de voorkeur aan degene waarvan de verpakking aangeeft dat deze geschikt is voor gebruik bij temperaturen onder het vriespunt

Er zijn twee afdichtingsmethoden:

• volledige vulling, wanneer de panelen zijn gevuld met kit;
• het aanbrengen van afdichtmiddel op de ruimte tussen de fotocellen en op de buitenste elementen.

In het eerste geval zal afdichting betrouwbaarder zijn. Na het gieten moet het afdichtmiddel uitharden. Vervolgens wordt er plexiglas bovenop geplaatst en strak tegen de met siliconen gecoate platen gedrukt.

Om schokabsorptie en extra bescherming tussen het achteroppervlak van de fotocellen en het spaanplaatframe te bieden, adviseren veel vakmensen een hardschuimkussen van 1,5-2,5 cm breed te installeren.

Dit is niet nodig, maar wel raadzaam, aangezien siliciumwafels vrij kwetsbaar zijn en gemakkelijk beschadigd raken.

Na het plaatsen van het plexiglas wordt er een gewicht op de constructie geplaatst, onder invloed waarvan luchtbellen eruit worden geperst. De zonnebatterij is klaar en kan na herhaaldelijk testen op een vooraf geselecteerde locatie worden geïnstalleerd en aangesloten op het zonnesysteem van uw huis.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Review van fotocellen besteld bij een Chinese online winkel:

Video-instructies voor het maken van een zonnebatterij:

Met uw eigen handen een zonnebatterij maken is geen gemakkelijke taak. Het rendement van de meeste van deze batterijen is 10-20% lager dan dat van industrieel geproduceerde panelen. Het belangrijkste bij het ontwerpen van een zonnebatterij is het correct kiezen en installeren van de fotocellen.

Probeer niet meteen een enorm paneel te maken. Probeer eerst een klein apparaat te bouwen om alle nuances van dit proces te begrijpen.

Heb jij praktische vaardigheden in het maken van zonnepanelen? Deel uw ervaringen met bezoekers van onze site - schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Daar kunt u vragen stellen over het onderwerp van het artikel.