Renkantis modulį dažnai kyla klausimas: kuri saulės baterija geresnė – monokristalinė ar polikristalinė, o gal amorfinė? Juk mūsų amžiuje jie yra labiausiai paplitę. Buvo atlikta daug tyrimų, siekiant rasti atsakymą. Pažiūrėkime, ką parodė rezultatai.

***Efektyvumas ir tarnavimo laikas
Monokristaliniai elementai turi apie 17-22% naudingumo koeficientą, jų tarnavimo laikas yra mažiausiai 25 metai. Polikristalinių efektyvumas gali siekti 12-18%, jie taip pat tarnauja mažiausiai 25 metus. Amorfinių efektyvumas yra 6-8% ir mažėja daug greičiau nei kristalinių, jie veikia ne ilgiau kaip 10 metų.

***Temperatūros koeficientas
Realiomis naudojimo sąlygomis saulės baterijos įkaista, todėl vardinė galia sumažėja 15-25%. Vidutinis poli ir mono temperatūros koeficientas yra -0,45%, amorfinis -0,19%. Tai reiškia, kad temperatūrai pakilus 1°C nuo standartinių sąlygų, kristalinės baterijos bus mažiau produktyvios nei amorfinės.

*** Efektyvumo praradimas
Saulės monokristalinių ir polikristalinių modulių degradacija priklauso nuo pradinių elementų kokybės – kuo daugiau juose yra boro ir deguonies, tuo greičiau mažėja efektyvumas. Polisilicio plokštelėse yra mažiau deguonies, o monosilicio plokštelėse mažiau boro. Todėl esant vienodai medžiagai ir naudojimo sąlygoms, nėra ypatingo skirtumo tarp tų ir kitų modulių degradacijos laipsnio, vidutiniškai jis yra apie 1% per metus. Hidrintas silicis naudojamas amorfinių baterijų gamyboje. Vandenilio kiekį lemia greitesnis jo skaidymas. Taigi kristaliniai po 25 eksploatavimo metų suyra 20%, amorfiniai 2-3 kartus greičiau. Tačiau žemos kokybės modeliai pirmaisiais naudojimo metais gali prarasti efektyvumą 20%. Į tai verta atsižvelgti perkant.

*** Kaina
Čia pranašumas yra visiškai amorfinių modulių pusėje – jų kaina mažesnė nei kristalinių, dėl pigesnės gamybos. Antrą vietą užima poli, o mono yra brangiausia.

***Matmenys ir montavimo plotas
Monokristalinės baterijos yra kompaktiškesnės. Norint sukurti reikiamos galios masyvą, reikės mažiau plokščių, palyginti su kitais tipais. Taigi sumontuoti jie užims šiek tiek mažiau vietos. Tačiau pažanga nestovi vietoje, o pagal galios / ploto santykį polikristaliniai moduliai jau vejasi mono. Amorfinės vis dar atsilieka nuo jų – jų įrengimui prireiks 2,5 karto daugiau vietos.

*** Šviesos jautrumas
Čia pirmauja amorfinio silicio moduliai. Jie pasižymi geriausiu saulės energijos konversijos efektyvumu dėl elemento vandenilio kiekio. Todėl, palyginti su kristaliniais, prasto apšvietimo sąlygomis jie veikia efektyviau. Mono ir poli, esant prastam apšvietimui, veikia maždaug vienodai – jie labai reaguoja į šviesos intensyvumo pokyčius.

***Metinė produkcija
Išbandžius skirtingų gamintojų modulius, nustatyta, kad monokristaliniai per metus pagamina daugiau elektros energijos nei polikristaliniai. Ir jie, savo ruožtu, yra produktyvesni nei amorfiniai, nepaisant to, kad pastarieji generuoja energiją net esant silpnam apšvietimui.

Galima daryti išvadą, kad mono ir poli saulės baterijos turi nedidelių, bet svarbių skirtumų. Nors mono vis dar yra efektyvesnis ir jų grąža didesnė, poli vis tiek bus populiaresnis. Tiesa, tai priklauso nuo gaminio kokybės. Tačiau dauguma didelių saulės elektrinių surenkamos polimodulių pagrindu. Taip yra dėl to, kad investuotojai žiūri į bendrą projekto kainą ir atsipirkimo laikotarpį, o ne į maksimalų efektyvumą ir ilgaamžiškumą.

Dabar apie amorfines baterijas. Pradėkime nuo privalumų: jų gamybos būdas yra paprasčiausias ir mažo biudžeto, nes nereikia pjaustyti ir apdoroti silicio. Tai atsispindi mažoje galutinio produkto sąnaudoje. Jie nepretenzingi – montuojami bet kur, o ne išrankūs – nebijo dulkių ir debesuoto oro.

Tačiau amorfiniai moduliai turi ir trūkumų, kurie nusveria jų pranašumus: lyginant su aukščiau aprašytais tipais, jie turi mažiausią efektyvumą, jie greičiau genda – per mažiau nei 10 metų efektyvumas sumažėja 40%, o montavimui reikia daug vietos. .

Šiandien iš visų žmonijai žinomų alternatyvios energijos šaltinių populiariausi yra saulės baterijos, baterijos ir kiti saulės energijos pagrindu pagaminti generatoriai. Atsižvelgiant į dabartines energijos sąnaudas, daugeliui kyla klausimas, kur įsigyti saulės baterijų savo namams, kokios jų kainos ir ar yra paruoštų sprendimų. O kadangi valiutos kurso augimas tiesiogiai veikia gyventojų perkamąją galią, vis daugiau piliečių nori daugiau sužinoti apie Rusijoje pagamintas plokštes.

Kas yra saulės baterijos ir kaip jos naudojamos namuose?

Nepaisant to, kad toks energijos tiekimas namams gyvuoja jau daugiau nei 30 metų, šios srities specialistų nėra daug. Kodėl saulės baterijų naudojimas privačiam namui yra toks naudingas? Atsakymas paprastas: reikia susimokėti tik už įrangą ir montavimą, tada energijos nešiklis nemokamas! Tokiose šalyse kaip KLR, JAV, Prancūzija, Italija ir Vokietija, iki 30 % gyventojų montuoja baterijas ant stogo, kad galėtų mėgautis milijardais neišsenkančių kilovatų saulės energijos. Jei tai nemokama, kokia yra paslaptis?

Baterijos veikimo principas yra toks: įsivaizduokite puslaidininkius, pagamintus iš kristalų (pavyzdžiui, silicio), kurie šviesos kvantus paverčia elektros srovės komponentais. Skydelyje yra šimtai tūkstančių šių kristalų. Priklausomai nuo reikalingos galios, tokios aprėpties plotas svyruoja nuo kelių kvadratinių centimetrų (prisiminkite skaičiuotuvą) iki šimtų kvadratinių metrų – pavyzdžiui, orbitinėms stotims.

Nepaisant akivaizdaus prietaisų paprastumo, jų naudojimas Rusijoje yra labai ribotas – klimato, oro, metų ir paros laiko. Be to, kad sistema tiektų srovę į tinklą, turite įsigyti:

• akumuliatorius, kuris kaups energiją esant galios šuolių;
• keitiklis, kuris pavers nuolatinę srovę į kintamąją;
• akumuliatoriaus stebėjimo sistema.

Trumpai apie vartojimą

Vidutinė 4 asmenų šeima per mėnesį suvartoja 250–300 kW. Buitiniam naudojimui skirti saulės moduliai duoda vidutiniškai 100 vatų 1 kv. m per parą (esant giedram orui). Norint pilnai aprūpinti namą, reikia įrengti mažiausiai 30, idealiu atveju 40 sekcijų, kurios kainuos mažiausiai 10 000 USD. e. Tuo pačiu metu stogas turi būti orientuotas į pietus, o saulėtų dienų skaičius per mėnesį neturi būti vidutiniškai 18–20. Žemiau yra saulėtų dienų žemėlapis.

Išvada: saulės baterijos yra geras atsarginis elektros energijos šaltinis. Be to, reikia mokėti juos išsirinkti, kad užtektų galios patenkinti buitinius poreikius. Tačiau, nepaisant nelaimingų atsitikimų, jūsų namas visada bus tiekiamas elektra.

1. CJSC Telecom-STV skydeliai

Rusijos įmonė Telecom-STV (Zelenogradas) gamina produktus vidutiniškai 30% pigiau nei jų kolegos iš Vokietijos: kainos prasideda nuo 5600 rublių. vienai panelei 100 vatų. Šio gamintojo plokščių efektyvumas siekia iki 20-21%. Pagrindinis šios įmonės „lustas“ buvo patentuota iki 15 mm skersmens silicio plokštelių ir jų pagrindu sukurtų saulės modulių gamybos technologija.

Kokį CJSC „Telecom-STV“ akumuliatorių galima peržiūrėti? Populiariausias modelis vadinamas TSM, po kurio seka žymėjimas priklausomai nuo galios: nuo 15 iki 230 W (kaina apytikslė).

Pagrindinis gaminamų plokščių tipas yra monokristalinės, nors kiekvienas modelis gali būti pateikiamas ir daugiakristalinės (polikristalinės) formos. Kiekvienas tipas turi savų privalumų ir trūkumų (žr. lentelę).

Pasirinkimą, žinoma, riboja biudžetas, todėl ir toliau apžvelgsime kitus nebrangius ir patikimus Rusijos gamintojų įrenginius.

2. Hevel - augalas Chuvashia

Viena didžiausių saulės baterijų gamintojų Rusijoje yra bendrovė „Hevel“. 2017 metais bendrovė atnaujino gamybą ir perėjo nuo plonasluoksnės prie naujos heterostruktūrinės saulės modulių gamybos technologijos. Naujos kartos moduliai apjungia plonasluoksnių ir kristalinių technologijų privalumus, užtikrina efektyvų modulio veikimą aukštoje ir žemoje temperatūroje (nuo -50°С iki +85°С), taip pat išsklaidytos šviesos sąlygomis. Vidutinis saulės modulio efektyvumas yra 20%. Pagal šį rodiklį „Hevel Group of Companies“ moduliai patenka į geriausių pasaulio trejetuką. Modulio tarnavimo laikas yra mažiausiai 25 metai.

Kokią „Hevel“ bateriją galima laikyti pavyzdžiu? Čia yra lentelė su populiariausio heterostruktūrinio modulio parametrais:

3. Riazanės ZMKP

Riazanės keramikos-metalo prietaisų gamykla veikia nuo 1963 metų, tačiau nuo 2002 metų perėjo prie ISO 9001 tarptautinės kokybės kontrolės sistemos ir gamina plokštes griežtai pagal jos reikalavimus, taip pat pagal GOST 12.2.007-75 standartus.

Įmonės kainoraštyje galite rasti du dabartinius RZMP modelius, kurių galia 130 ir 220 W. Jų efektyvumas svyruoja nuo 12 iki 17,1%. Saulės elementai ant dažyto aliuminio pagrindo dedami nuosekliuoju jungimo būdu. Štai jų lyginamosios charakteristikos:

RZMP 130-T tinka autonominiam individualių patalpų, buitinės technikos (pvz. šildymo katilo) tiekimui. Atsarginiam viso namo tiekimui dažniau perkamas galingesnis, nuo 220 iki 240 W modelis. Jo kaina svyruoja nuo 13 200 iki 14 400 rublių. vienam moduliui.

4. Krasnodaro „Saturnas“

Kuban produkcijos plokštės gaminamos nuo 1971 metų, per šį laikotarpį įmonė pagamino daugiau nei 20 000 kvadratinių metrų produkcijos. Saturnas naudoja dvi savo įsisavintas gamybos technologijas – pagrįstą viename kristale išaugintu siliciu arba galio arsenidu su germanio substratu. Pastarosios pasižymi didžiausiu įmanomu našumu ir yra naudojamos tiekti svarbiausius įrenginius (degalines, nuolatinio ciklo įmones ir kt.)

Abiejų tipų moduliai gali būti gaminami ant bet kokio rėmo – nuo ​​tinklelio ir plėvelės iki metalo (anoduoto aliuminio) ir stygų tipų. Fotoelektriniai keitikliai gali būti:

• su poliruotu paviršiumi;
• su įmontuotais diodais;
• su aliuminio veidrodžiu.

Čia pateikiamos pagrindinės saulės elemento „Saturnas“ energetinės charakteristikos, priklausomai nuo tipo:

Šios charakteristikos yra svarbios bet kokio dydžio vežėjams: „Saturn“ įmonėje galite užsisakyti ir surenkamus modulius kotedžo stogui, ir miniatiūrines saulės baterijas jutikliams, keitikliams, elektros gaminiams, taip pat akumuliatoriams. Dėl kainų jums vadovausis tik pardavimo skyrius.

5 Saulės vėjas

Ši įmonė yra Ukrainoje. Rusijoje yra panaši įmonė, kuri veikia kaip investuotojas ir įgyvendintojas. „Solar Wind“ gamina saulės modulius, kurių galia nuo 1 iki 15 kW/h. Priklausomai nuo paskirties ir galios, modulyje gali būti nuo poros iki kelių dešimčių baterijų. Taigi 1000W akumuliatoriuje yra 5 moduliai, vienas 30A įkrovimo valdiklis, 150Ah baterija (2 vnt. komplekte) ir 1200V inverteris.Baterijos veikimo laikas iki 18 metų.

Patarimas: jei perkate "Solar Wind" įrangą, skirtą energijos tiekimui į gyvenamąjį namą ištisus metus, turėtumėte paimti bent 10 kW / h.

Norėdami susidaryti supratimą apie saulės vėjo fotovoltinių sistemų (Ukraina), kurių galia nuo 1000 iki 15000 W, galimybes, siūlome lyginamąją lentelę pagal 1 dienos suvartojimą.

6. Saulės baterijos "Quantum"

AE Kvant pirmoji pasiūlė gaminti dvipusio jautrumo silicio saulės elementus, taip pat pavienius galio arsenido kristalus. Šiandien populiariausias modelis yra Kvant KSM ir jo modifikacija KSM-180P. Tokios baterijos kaina neviršija 18 000 rublių, tarnavimo laikas siekia 40 metų.

Tačiau pateikiame visų modulių charakteristikas. Juos galima užsisakyti tiek mono-, tiek polikristaliniais variantais. Specifinė energetinė charakteristika yra aukštesnė vienkristalinėms plokštėms ir siekia 200 W/kv.m. Palyginti su užsienio kolegomis, Kvant yra optimalus dėl mažos kainos ir palyginti nedidelio efektyvumo sumažėjimo per visą tarnavimo laiką.

7. Sun Power – nešiojamos saulės baterijos

„Sun Power“ yra Ukrainoje ir dažniausiai garsėja savo nešiojamomis saulės sistemomis. Su jų pagalba jūs galite gauti elektros energiją net lauko sąlygomis. Šie kompleksai išsiskiria savo mobilumu, mažu dydžiu ir perkeliamumu. Jie turi USB išvestį ir galią iki 500 vatų.

Kitos „Sun Power“ nešiojamų plokščių savybės:

• tarnavimo laikas - iki 30 metų;
• turi tarptautinį CE RoHC sertifikatą;
• naujos kartos plokštes taip pat galima integruoti į fasadą ar stogą neprarandant estetikos.

Tokius sprendimus patogu naudoti autonominiame reklaminių stendų, kelių ir aikštelių apšvietime, maitinant kempingus ir priekabas, jachtas ir valtis.

8. Kvazar – dar vienas Ukrainos gamintojas

„Kvazar“ gamina platų fotovoltinės įrangos asortimentą, įskaitant saulės baterijas ir įkroviklius. Kvazar saulės baterijos yra pagamintos iš gamykloje išaugintų silicio kristalų ir turi sustiprintą aliuminio pagrindą. Kokybės garantija, kurią suteikia gamintojas, kelia nerimą – tik 10 metų. Tačiau elektroliuminescenciniai ir kiti laboratoriniai tyrimai patvirtina ilgesnį tarnavimo laiką – iki 25 metų.

Mūsų pasirinkimas: plokštės - KV175-200/24 ​​​​M (vieno kristalo), KV220-255M (taip pat mono), KV210-240P (poli versija), žymėjime skaičiai rodo įrenginio galią.

Baterijų kaina yra nuo 13 000 rublių. (apytiksliai) 150 vatų. Be saulės baterijų, „Kvazar“ gamina fotovoltinius keitiklius su 4 × 4–6 × 6 colių elementais, kurių efektyvumas siekia iki 18,7%.

9. Vitasvet LLC

Maskvos įmonė Vitasvet LLC gamina vieną pagrindinį SSI-LS200 P3 modelį keturiais galios variantais: nuo 225 iki 240 W. Kiekvienas modulis susideda iš 60 daugiakristalinių silicio plokštelių ir yra sumontuotas ant aliuminio profilio.

Štai pagrindiniai jų parametrai, gauti atliekant bandymus normaliomis 800 W/kv.m sąlygomis:

Kaina - 12 800 rublių. už 240W skydelį.

10. Augalas "Termotronas" (Brianskas)

Termotron įmonė gamina autonomines saulės energija varomas gatvių apšvietimo sistemas ir mini autonomines saulės stotis. Pirmieji tiekiami serijinių modulių pagrindu su aukštu polių atrama.

„Thermotron“ autonominių gatvių apšvietimo sistemų ypatybės:

• darbinės temperatūros diapazonas – -40…+50 °C;
• sijos atidarymo kampas - 135 x 90 laipsnių;
• garantuotas darbo laikas - 12 metų miesto sąlygomis;
• atramos aukštis - nuo 6 iki 11 m;
• galia - nuo 30 iki 160 vatų.

Autonominė stotis „Ecoterm“, kurią gamina gamykla, sudomins kaimo namų ir sklypų savininkus. Jis taip pat naudojamas ūkiuose, telefono stotyse, kaimo mokykloms, ligoninėms, parduotuvėms įrengti. Stotis maitinama 14,5 kW dyzeliniu generatoriumi. Sukurtos energijos kaina su 18 fotoapdorojimo elementų yra 5,12 rublio / kW, atsipirkimo laikotarpis iki 5 metų (stoties kainą pasitikrinkite pas gamintoją).

Išvada

Mes atlikome kelių pirmaujančių vadinamosios fotoenergijos pramonės įmonių Rusijoje ir Ukrainoje apžvalgą, kuri, tikimės, suteiks pirminį supratimą apie saulės baterijų panaudojimo galimybes ir leis priimti teisingą sprendimą. Tai ne visi prekių ženklai, tačiau populiariausi ir parduodami yra šie.

(Dar nėra įvertinimų)

Saulės baterijos yra energijos šaltinis, iš kurio galima gaminti elektrą ar šilumą mažaaukščiam pastatui. Tiesiog saulės baterijos brangiai kainuoja ir yra nepasiekiamos daugumai mūsų šalies gyventojų. Ar sutinki?

Kitas dalykas, kai saulės baterija gaminama rankomis – sąnaudos gerokai sumažėja, o tokia konstrukcija veikia ne prasčiau nei pramoninės gamybos skydas. Todėl jei rimtai galvojate apie alternatyvaus elektros šaltinio įsigijimą, pabandykite jį pasigaminti patys – tai nėra labai sunku.

Straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama saulės kolektorių gamybai. Mes jums pasakysime, kokių medžiagų ir įrankių tam reikės. O kiek žemiau rasite nuoseklias instrukcijas su iliustracijomis, kurios aiškiai parodo darbo eigą.

Saulės energiją galima paversti šilumine energija, kai energijos nešiklis yra šilumą pernešantis skystis, arba elektros energija, surinkta baterijose. Baterija yra generatorius, veikiantis fotoelektrinio efekto principu.

Saulės energija paverčiama elektros energija, kai saulės spinduliai patenka į fotoelementų plokštes, kurios yra pagrindinė akumuliatoriaus dalis.

Tuo pačiu metu šviesos kvantai „išleidžia“ savo elektronus iš ekstremalių orbitų. Šie laisvieji elektronai duoda elektros srovę, kuri praeina per valdiklį ir kaupiasi baterijoje, o iš ten patenka į energijos vartotojus.

Vaizdų galerija

Medžiagos saulės plokštei sukurti

Pradėdami statyti saulės bateriją, turite sukaupti šias medžiagas:

• silikatinės plokštės-fotoelementai;
• medžio drožlių plokštės lakštai, aliuminio kampai ir lentjuostės;
• kieta putų guma 1,5-2,5 cm storio;
• skaidrus elementas, kuris veikia kaip silicio plokštelių pagrindas;
• varžtai, savisriegiai;
• Silikono sandariklis, skirtas naudoti lauke;
• elektros laidai, diodai, gnybtai.

Reikalingų medžiagų kiekis priklauso nuo jūsų baterijos dydžio, kurį dažniausiai riboja turimų saulės elementų skaičius. Iš įrankių jums reikės: atsuktuvo arba atsuktuvų rinkinio, metalo ir medžio pjūklo, lituoklio. Norėdami išbandyti gatavą bateriją, jums reikia ampermetro testerio.

Dabar apsvarstykite svarbiausias medžiagas išsamiau.

Silicio plokštelės arba saulės elementai

Baterijų fotoelementai yra trijų tipų:

• polikristalinis;
• monokristalinis;
• amorfinis.

Polikristalinės plokštės pasižymi mažu efektyvumu. Naudingo veiksmo dydis yra apie 10 - 12%, tačiau laikui bėgant šis skaičius nemažėja. Polikristalų tarnavimo laikas yra 10 metų.

Saulės baterija surenkama iš modulių, kurie savo ruožtu yra sudaryti iš fotovoltinių keitiklių. Akumuliatoriai su standžiais silicio fotoelementais yra tam tikras sumuštinis su nuosekliais sluoksniais, pritvirtintais aliuminio profilyje.

Monokristaliniai saulės elementai gali pasigirti didesniu efektyvumu – 13-25% ir ilgu tarnavimo laiku – daugiau nei 25 metus. Tačiau laikui bėgant pavienių kristalų efektyvumas mažėja.

Vieno kristalo keitikliai gaunami pjaunant dirbtinai išaugintus kristalus, o tai paaiškina aukščiausią fotolaidumą ir našumą.

Plėvelės fotokonverteriai gaunami ant lankstaus polimero paviršiaus nusodinant ploną amorfinio silicio sluoksnį.

Lanksčios amorfinio silicio baterijos yra moderniausios. Jų fotoelektrinis keitiklis purškiamas arba suvirinamas ant polimero pagrindo. Efektyvumas apie 5 - 6%, tačiau plėvelines sistemas montuoti itin paprasta.

Filmų sistemos su amorfiniais fotokonverteriais atsirado palyginti neseniai. Tai itin paprastas ir kiek įmanoma pigesnis, tačiau vartotojiškas savybes prarandantis greičiau nei konkurentai.

Nepatartina naudoti skirtingų dydžių fotoelementų. Tokiu atveju didžiausią baterijų generuojamą srovę ribos mažiausio elemento srovė. Tai reiškia, kad didesnės plokštės neveiks visu pajėgumu.

Pirkdami saulės elementus pasiteiraukite pardavėjo apie pristatymo būdą, dauguma pardavėjų naudoja vaškavimo būdą, kad nesulūžtų trapūs elementai.

Dažniausiai namuose gaminamoms baterijoms naudojami 3x6 colių mono- ir polikristaliniai fotovoltiniai elementai, kuriuos galima užsisakyti tokiose internetinėse parduotuvėse kaip E-by.

Fotoelementų kaina yra gana didelė, tačiau daugelis parduotuvių prekiauja vadinamaisiais B grupės elementais. Šiai grupei priskirti gaminiai yra brokuoti, tačiau tinkami naudoti, jų savikaina 40-60% mažesnė nei standartinių plokščių.

Dauguma internetinių mažmenininkų parduoda PV elementus pakuotėse po 36 arba 72 PV konvertavimo plokštes. Autobusai reikalingi atskiriems moduliams sujungti į akumuliatorių, gnybtai bus reikalingi prijungimui prie sistemos.

Vaizdų galerija

Saulės baterija gali būti naudojama kaip atsarginis energijos šaltinis dažnai išjungiant centralizuotą maitinimo šaltinį. Automatiniam perjungimui būtina numatyti nepertraukiamo maitinimo sistemą.

Tokia sistema patogi tuo, kad naudojant tradicinį elektros energijos šaltinį, įkrovimas atliekamas vienu metu. Saulės bateriją aptarnaujanti įranga yra namo viduje, todėl jai būtina numatyti specialią patalpą.

Elektros tiekimas iš alternatyvių energijos šaltinių yra labai brangus. Pavyzdžiui, saulės energijos naudojimas perkant paruoštą įrangą turės išleisti nemažą pinigų sumą. Tačiau šiais laikais iš gatavų fotovoltinių elementų ar kitų improvizuotų medžiagų galima savo rankomis surinkti saulės baterijas vasarnamiui ar privačiam namui. Ir prieš pradėdami pirkti reikiamus komponentus ir projektuoti konstrukciją, turite suprasti, kas yra saulės baterija ir kaip ji veikia.

Saulės baterija: kas tai yra ir kaip ji veikia

Žmonėms, kurie pirmą kartą susiduria su šia užduotimi, iš karto kyla klausimų: „Kaip surinkti saulės bateriją? arba "Kaip pasidaryti saulės bateriją?". Tačiau ištyrus įrenginį ir jo veikimo principą, šio projekto įgyvendinimo problemos išnyksta savaime. Galų gale, dizainas ir veikimo principas yra paprasti ir neturėtų sukelti sunkumų kuriant maitinimo šaltinį namuose.

Saulės baterija (SB) - tai saulės skleidžiamos energijos fotoelektriniai keitikliai į elektros energiją, sujungti elementų masyvo pavidalu ir uždengti apsaugine konstrukcija. Keitikliai - silicio puslaidininkiniai elementai nuolatinės srovės generavimui. Jie gaminami trijų tipų:

• Monokristalinis;
• polikristalinis;
• Amorfinė (plona plėvelė).

Prietaiso veikimo principas pagrįstas fotoelektrinis efektas. Saulės šviesa, krintanti ant fotoelementų, išmuša laisvuosius elektronus iš kiekvieno silicio plokštelės atomo paskutinės orbitos. Daugelio laisvųjų elektronų judėjimas tarp akumuliatoriaus elektrodų sukuria nuolatinę srovę. Be to, jis paverčiamas kintamąja srove, kad būtų galima elektrifikuoti namą.

Fotoelementų pasirinkimas

Prieš pradedant projektavimo darbus, norint sukurti skydą namuose, reikia pasirinkti vieną iš trijų saulės energijos keitiklių tipų. Norėdami pasirinkti tinkamus elementus, turite žinoti jų technines charakteristikas:

• Monokristalinis. Šių plokščių efektyvumas yra 12–14%. Tačiau jie yra jautrūs patenkančios šviesos kiekiui. Nedidelis debesuotumas žymiai sumažina pagaminamos elektros energijos kiekį. Tarnavimo laikas iki 30 metų.
• Polikristalinis. Šie elementai gali sukurti 7–9% efektyvumą. Tačiau jiems įtakos neturi apšvietimo kokybė ir jie gali tiekti tiek pat srovės debesuotu ir net debesuotu oru. Eksploatacijos laikas - 20 metų.
• amorfinis. Pagaminta iš lankstaus silicio. Jų efektyvumas yra apie 10%. Pagamintos elektros kiekis nemažėja dėl oro kokybės. Tačiau dėl brangios ir sudėtingos gamybos jų sunku gauti.

Norėdami patys gaminti SB, galite įsigyti B tipo keitiklių (antros klasės). Tai apima elementus su nedideliais defektais, net jei pakeisite kai kuriuos komponentus, baterijų kaina bus 2-3 kartus mažesnė už rinkos kainą, todėl sutaupysite pinigų.

Norint aprūpinti privatų namą elektros energija iš alternatyvaus energijos šaltinio, geriausiai tinka pirmieji dviejų tipų plokštės.

Svetainės parinkimas ir dizainas

Baterijas geriausia dėti pagal principą: kuo aukščiau, tuo geriau. Puiki vieta būtų namo stogas, kuris negauna šešėlio nuo medžių ar kitų pastatų. Jei lubų konstrukcija neleidžia išlaikyti įrenginio svorio, vietą reikia pasirinkti kotedžo zonoje, kuri labiausiai suvokia saulės spinduliuotę.

Surinktos plokštės turi būti išdėstytos tokiu kampu, kad saulės spinduliai kiek įmanoma statmenai krito ant silicio elementų. Idealus variantas būtų galimybė koreguoti visą instaliaciją saulės kryptimi.

Baterijos gaminimas savo rankomis

Negalėsite aprūpinti namą ar kotedžą 220 V įtampos elektros energija iš saulės baterijos, nes. tokios baterijos dydis bus didžiulis. Viena plokštė generuoja elektros srovę, kurios įtampa yra 0,5 V. Geriausias variantas yra SB, kurio vardinė įtampa yra 18 V. Pagal tai apskaičiuojamas reikiamas įrenginio fotoelementų skaičius.

Rėmo surinkimas

Visų pirma, reikia naminės saulės baterijos apsauginis rėmas (kėbulas). Jis gali būti pagamintas iš aliuminio kampų 30x30 mm arba iš medinių strypų namuose. Naudojant metalinį profilį vienoje iš lentynų, 45 laipsnių kampu dilde nuimamas nusklembimas, o antroji lentyna nupjaunama tokiu pat kampu. Rėmo dalys, supjaustytos reikiamais matmenimis su apdirbtais galais, susukamos naudojant kvadratus iš tos pačios medžiagos. Ant gatavo rėmo ant silikono priklijuojamas apsauginis stiklas.

Plokščių litavimas

Lituodami elementus namuose, turite tai žinoti padidinti įtampą turi būti prijungtas paeiliui, ir už srovės padidėjimas - lygiagrečiai. Titnago plokštelės išdėliojamos ant stiklo, paliekant 5 mm tarpą iš abiejų pusių. Šis tarpas būtinas norint kompensuoti galimą elementų šiluminį plėtimąsi kaitinant. Keitikliai turi du takelius: viena vertus, " Pliusas", su kitu - " minusas“. Visos dalys nuosekliai sujungtos į vieną grandinę. Tada laidininkai iš paskutinių grandinės komponentų išvedami į bendrą magistralę.

Norint išvengti savaiminio įrenginio išsikrovimo naktį ar debesuotu oru, ekspertai rekomenduoja ant kontakto iš „vidurinio“ taško sumontuoti 31DQ03 Schottky diodą arba lygiavertį.

Baigę litavimo darbus su multimetru, turite patikrinti išėjimo įtampą, kuri turėtų būti 18-19 V, kad privatus namas būtų visiškai aprūpintas elektra.

Skydelių surinkimas

Tada į gatavą korpusą dedami lituoti keitikliai ant kiekvieno titnago elemento centro užtepamas silikonas, o iš viršaus padengtas medienos plaušų plokštės pagrindu jų tvirtinimui. Po to konstrukcija uždaroma dangteliu ir visos jungtys sandarinamos sandarikliu arba silikonu. Paruošta plokštė montuojama ant laikiklio arba rėmo.

Saulės baterijos iš improvizuotų medžiagų

Be SB surinkimo iš įsigytų fotoelementų, juos galima surinkti iš improvizuotų medžiagų, kurias turi bet kuris radijo mėgėjas: tranzistorių, diodų ir folijos.

tranzistoriaus baterija

Šiems tikslams tinkamiausios dalys yra KT tipo tranzistoriai arba P. Viduje yra gana didelis silicio puslaidininkinis elementas, reikalingos elektros energijai gaminti. Pasiėmus reikiamą radijo komponentų skaičių, reikia nuo jų nupjauti metalinį dangtelį. Norėdami tai padaryti, turite jį pritvirtinti prie stalo ir atsargiai nupjauti viršutinę dalį metaliniu pjūklu. Viduje galite pamatyti plokštelę, kuri tarnaus kaip fotoelementas.

Tranzistorius akumuliatoriui su nupjautu dangteliu

Visos šios dalys turi tris kontaktus: bazę, emiterį ir kolektorių. Surinkdami SB, turite pasirinkti kolektoriaus sandūrą dėl didžiausio potencialų skirtumo.

Surinkimas atliekamas plokščioje plokštumoje iš bet kokios dielektrinės medžiagos. Reikia lituoti tranzistorius atskirose serijinėse grandinėse., o šios grandinės savo ruožtu sujungti lygiagrečiai.

Galutinį srovės šaltinį galima apskaičiuoti pagal radijo komponentų charakteristikas. Vienas tranzistorius sukuria 0,35 V įtampą ir 0,25 μA trumpojo jungimo srovę.

Diodų baterija

Diodinis saulės elementas D223B iš tikrųjų gali tapti elektros energijos šaltiniu. Šie diodai yra aukščiausios įtampos ir yra gaminami stiklinėje, padengtoje dažais. Gatavo produkto išėjimo įtampą galima nustatyti apskaičiavus, kad vienas diodas saulėje generuoja 350 mV.

1. Į indą dedame reikiamą skaičių radijo komponentų ir užpilame acetonu ar kitu tirpikliu ir paliekame kelioms valandoms.
2. Tada reikia paimti tinkamo dydžio plokštę iš nemetalinės medžiagos ir pažymėti maitinimo šaltinio komponentų litavimui.
3. Sušlapus dažus galima lengvai nubraukti.
4. Apsiginklavę multimetru, saulėje ar po lempute, nustatome teigiamą kontaktą ir jį sulenkiame. Diodai lituojami vertikaliai, nes Šioje padėtyje kristalas geriausiai gali generuoti elektros energiją iš saulės energijos. Todėl išėjime gauname maksimalią įtampą, kurią generuos saulės baterija.

Be dviejų aukščiau aprašytų metodų, maitinimo šaltinį galima surinkti iš folijos. Namų gamybos saulės baterija, pagaminta pagal toliau aprašytas žingsnis po žingsnio instrukcijas, galės gaminti elektros energiją, nors ir labai mažos galios:

1. „Pasidaryk pats“ jums reikės vario folija 45 kv. žr.. Atpjautas gabalas apdorojamas muiluotu tirpalu, kad pašalintų riebalus nuo paviršiaus. Taip pat patartina nusiplauti rankas, kad neliktų riebalų dėmių.
2. Reikalingas Emery nuimkite apsauginę oksido plėvelę ir bet kokios kitos rūšies korozija nuo pjovimo plokštumos.
3. Ant ne mažesnės kaip 1,1 kW galios elektrinės viryklės degiklio uždedamas folijos lakštas ir kaitinamas, kol susidarys raudonai oranžinės dėmės. Toliau kaitinant, susidarę oksidai paverčiami vario oksidu. Tai liudija juoda kūrinio paviršiaus spalva.
4. Susidarius oksidui, kaitinimas turi būti tęsiamas per 30 minučių kad susidarytų pakankamo storio oksido plėvelė.
5. Kepimo procesas sustoja, o lakštas atvėsta kartu su orkaite. Lėtai aušinant, varis ir oksidas vėsta skirtingu greičiu, todėl pastarąjį lengva nulupti.
6. Po tekančiu vandeniu oksido likučiai pašalinami. Tokiu atveju neįmanoma sulenkti lakšto ir mechaniškai nuplėšti smulkių gabalėlių, kad nebūtų pažeistas plonas oksido sluoksnis.
7. Antrasis lapas supjaustomas pagal pirmojo dydį.
8. Į plastikinį 2–5 litrų tūrio butelį su nupjautu kaklu reikia įdėti du folijos gabalėlius. Pritvirtinkite juos krokodilo segtukais. Jie turi būti išdėstyti taip, kad jie neprisijungė.
9. Neigiamas gnybtas yra prijungtas prie apdorotos detalės, o teigiamas gnybtas yra prijungtas prie antrojo.
10. Į stiklainį pilamas druskos tirpalas. Jo lygis turi būti 2,5 cm žemiau viršutinio elektrodų krašto. Norėdami paruošti mišinį 2-4 šaukštai druskos(priklausomai nuo buteliuko tūrio) ištirpinti nedideliame kiekyje vandens.

Visos saulės baterijos dėl mažos galios netinka vasarnamiui ar privačiam namui aprūpinti elektra. Bet jie gali būti radijo imtuvų maitinimo šaltinis arba įkrauti mažus elektros prietaisus.

Susiję vaizdo įrašai

Saulės baterija – tai įrenginys, leidžiantis gaminti elektros energiją naudojant specialius fotovoltinius elementus. Tai padeda žymiai sumažinti elektros kainą ir gauti neišsenkantį jos šaltinį. Tokią instaliaciją galima ne tik nusipirkti gatavą, bet ir padaryti savo rankomis. Privataus sektoriaus namų saulės baterijos yra puikus sprendimas norint išvengti dažnų elektros energijos tiekimo sutrikimų.

Bendra informacija

Prieš gamindami saulės bateriją namuose, turite išsamiai išstudijuoti jo struktūrą, veikimo principą, privalumus ir trūkumus. Turėdami šią informaciją galėsite pasirinkti tinkamus komponentus, kurie veiks ilgai ir bus naudingi.

Įrenginys ir veikimo principas

Visų tipų konstrukcijos veikia remiantis artimiausios žvaigždės skleidžiamos energijos pavertimu elektros energija. Tai vyksta dėl specialių fotoelementų, kurie yra sujungti į masyvą ir sudaro bendrą struktūrą. Silicio puslaidininkiniai elementai naudojami kaip energijos keitikliai.

Saulės baterijos veikimo principas:

1. Iš saulės sklindanti šviesa patenka į fotoelementus.
2. Jis išmuša laisvuosius elektronus iš paskutinių visų silicio atomų orbitų.
3. Dėl šios priežasties atsiranda daug laisvųjų elektronų, kurie pradeda greitai ir atsitiktinai judėti tarp elektrodų.
4. Šio proceso rezultatas yra nuolatinės srovės generavimas.
5. Tada jis greitai konvertuojamas į kintamąją srovę ir pristatomas į priimantį įrenginį.
6. Jis paskirsto pagamintą elektros energiją visame name.

Privalumai ir trūkumai

„Pasidaryk pats“ saulės baterijos turi daug pranašumų, palyginti su gamykliniu dizainu ir kitais energijos šaltiniais. Dėl šios priežasties įrenginiai sparčiai populiarėja ir yra naudojami visame pasaulyje.

Tarp teigiamų saulės baterijų aspektų reikėtų pabrėžti šiuos dalykus:

Nepaisant daugybės privalumų, saulės baterijos turi ir trūkumų. Į juos reikia atsižvelgti prieš pradedant gaminti konstrukciją ir ją montuoti.

Trūkumai apima šiuos dalykus:

Kad gatava konstrukcija kokybiškai atliktų savo funkcijas ir aprūpintų žmones pakankamu kiekiu elektros, būtina ją tinkamai pagaminti. Norėdami tai padaryti, turite atsižvelgti į daugelį veiksnių ir pasirinkti tik aukštos kokybės medžiagas.

Pirminiai reikalavimai

Prieš gamindami saulės bateriją savo rankomis, turite atlikti keletą parengiamųjų priemonių ir atidžiai išnagrinėti visus įrenginiui keliamus reikalavimus. Tai padės tinkamai įdiegti ir supaprastins diegimo procesą.

Kad saulės baterija veiktų maksimaliu potencialu, turi būti įvykdyti šie reikalavimai:

Medžiagos ir įrankiai

Svarbiausios įrenginio dalys yra fotoelementai. Gamintojai pirkėjams siūlo tik 2 savo rūšis: monokristalinį (efektyvumas iki 13%) ir polikristalinį silicį (efektyvumas iki 9%).

Pirmasis variantas tinkamas dirbti tik saulėtu oru, o antrasis – bet kokiu. Laidininkai yra kiti svarbūs dizaino elementai. Jie naudojami fotoelementams sujungti vienas su kitu.

Skirtas plokščių gamybai Jums reikės šių medžiagų ir įrankių:

Procedūra

Norėdami savo rankomis pasigaminti saulės baterijas namuose, turite laikytis veiksmų sekos. Tik tokiu atveju galite išvengti klaidų ir pasiekti norimą rezultatą.

Plokštės gamybos procesas yra paprastas ir susideda iš šių žingsnių:

1. Paimamas poli- arba vieno kristalo saulės elementų rinkinys ir dalys surenkamos į bendrą dizainą. Jų skaičius nustatomas pagal namo savininkų reikalavimus.
2. Ant fotoelementų dedami kontūrai, iš skardos suformuoti lituojami laidininkai. Ši operacija atliekama ant plokščio stiklo paviršiaus, naudojant lituoklį.
3. Pagal iš anksto paruoštą elektros grandinę visos ląstelės yra sujungtos viena su kita. Tokiu atveju turi būti prijungti šunto diodai. Idealus variantas saulės kolektoriui būtų naudoti Schottky diodus, kad skydas neišsikrautų naktį.
4. Ląstelės struktūra perkeliama į atvirą erdvę ir patikrinama jos veikimas. Jei nėra problemų, galite pradėti montuoti rėmą.
5. Šiems tikslams naudojami specialūs aliuminio kampai, kurie aparatūros pagalba tvirtinami prie kėbulo elementų.
6. Ant vidinių bėgių dalių užtepamas plonas silikoninio sandariklio sluoksnis ir tolygiai paskirstomas.
7. Ant jo uždedamas organinio stiklo arba polikarbonato lakštas ir tvirtai prispaudžiamas prie rėmo kontūro.
8. Dizainas paliekamas keletą valandų, kad silikoninis sandariklis visiškai išdžiūtų.
9. Kai tik šis procesas bus baigtas, permatomas lakštas papildomai pritvirtinamas prie korpuso aparatūros pagalba.
10. Parinkti fotoelementai su laidininkais dedami palei visą vidinę gauto paviršiaus dalį. Svarbu palikti nedidelį atstumą (apie 5 milimetrus) tarp gretimų langelių. Norėdami supaprastinti šią procedūrą, galite iš anksto pritaikyti reikiamą žymėjimą.
11. Sumontuotos ląstelės tvirtai pritvirtinamos prie rėmo naudojant montavimo silikoną, o skydas yra visiškai sandarus. Visa tai padės pailginti saulės baterijos tarnavimo laiką.
12. Produktas paliekamas išdžiūti užteptą mišinį ir įgauna galutinę formą.

Gaminiai iš improvizuotų medžiagų

Saulės bateriją galima surinkti ne tik iš brangių medžiagų, bet ir iš improvizuotų. Užbaigtas dizainas, nors ir bus mažiau efektyvus, sutaupys šiek tiek elektros energijos.

Tai vienas iš paprasčiausių ir prieinamiausių variantų, kaip pasigaminti naminę saulės bateriją. Prietaisas bus pagrįstas žemos įtampos diodais, kurie gaminami stikliniame dėkle.

Baterija pagaminta laikantis šios veiksmų sekos:

vario folija

Jei jums reikia gauti nedidelį kiekį elektros energijos, galite pagaminti saulės bateriją iš įprastos folijos.

Baigta konstrukcija turės mažą galią, todėl ji gali būti naudojama tik mažiems įrenginiams maitinti.

Žingsnis po žingsnio instrukcija:

alaus skardinės

Šis paprastas akumuliatoriaus gamybos būdas nereikalauja didelių finansinių išlaidų. Su juo galite gauti nedidelį kiekį elektros energijos, o tai šiek tiek sumažins išlaidas.

Procedūra:

Savarankiškai pagaminta saulės baterija yra nuostabus įrenginys, leidžiantis sumažinti energijos sąnaudas. Tinkamai pagaminę ir laikydamiesi visų rekomendacijų, galite pagaminti kokybišką gaminį, kuris veiks daugelį metų.