Солнечные панели своими руками


Альтернативные источники энергии – оптимальный вариант для электроснабжения жилых домов в условиях неблагоприятной экономической ситуации.



Преимущества альтернативного электроснабжения:

  • Минимальное потребление электричества из центральной сети;
  • Практически полная автономность работы систем;
  • Обеспечение энергией жилища при любых условиях;
  • Экологичность установок;
  • Неограниченное увеличение мощности потребления в любой момент;
  • Возможность электроснабжения зданий в местности без благоустроенных инженерных сетей;
  • Возможность расширить мощность установки в любой момент.

Содержание:

  1. Выбор солнечных элементов для панелей;
  2. Технология сборки;
  3. Подключение и схема электроснабжения дома;
  4. Видео солнечные панели.


Выбор солнечных элементов для панелей

Чтобы определиться с выбором, необходимо знать конструкцию и физические процессы преобразования энергии света в электрическую.

Солнечные панели



Рис. 1 Солнечные панели

Состав радиатора:

  • Алюминиевый каркас;
  • Защитное стекло;
  • Пленка (для герметизации фотоэлементов);
  • Фотоячейка;
  • Распаячная конструкция, которая состоит из диодов и проводников.

Световые лучи проникают сквозь стекло и на фотоэлементах возникает фотоэлектирический эффект. Далее энергия света поступает к инвертору, где происходит преобразование одного вида энергии в другой. Снижение эффективности работы системы со временем связано с физическим разложение ламинирующего слоя, поэтому покупать, слишком дешевые материалы непроверенных производителей крайне не рекомендуется.

Существует три типа фотоэлементов: аморфные, поликристаллические и монокристаллические. Для выполнения систем собственными силами обычно используют элементы на основе кристаллов, которые не уменьшают свои характеристики во время облачной и пасмурной погоды. Средний срок службы панелей составляет 20 лет. При этом износ кристаллов составляет всего 10-12%. Аморфные конструкции значительно уступают по этому показателю (до 40%).


Технология сборки

Важно не только подобрать и приобрести необходимые материалы для возведения альтернативной электросети. Соблюдение технологии строительного процесса поможет в будущем использовать систему с максимальным КПД и избежать возникновения аварийных ситуаций и сбоев в работе. На стадии проектирования необходимо просчитать несущую способность крыши, стен и фундамента здания, определить, выдержит ли кровля суммарную массу радиаторов, подобрать размеры и их количество. Также необходимо проанализировать климатическую ситуацию в регионе, выбрать угол наклона панелей и наиболее выгодную схему подключения дома к альтернативному источнику питания.

Радиаторы устанавливаются с солнечной стороны. Это следует учесть как при проектировании жилого дома с нуля, так и при установке электроснабжающих конструкций на существующие строения.


Изготовление каркаса солнечной батареи

После приобретения всех материалов необходимо приступить к изготовлению каркаса радиатора. Каждая секция радиатора вмещает 36 фотоячеек, которые на выходе при полной выработке выдают 18 Вт.

Стандартный размер пластин составляет 69х83,5 см с уголком 3,5 см. С учетом зазоров 5 мм и применением фотоячеек 8,1х15 см на одну заготовку уходит 36 стандартных элементов. Соблюдение пространства между ячейками необходимо для исключения разлома фотоэлементов под действием перепада температур. Применение алюминиевых профилей не уступает заводским конструкциям.

Критерии выбора пластин:

  • Для одного проекта необходимо использовать одинаковые по размеру радиаторные конструкции (для исключения перетоков в сети);
  • Больший размер дает больший эффект, но с увеличением физических параметров масса также увеличивается;
  • Напряжение элементов любого размера всегда постоянно;
  • Большая площадь радиаторного блока позволяет получить больший ток.

Готовые каркасы также можно найти в продаже в любом специализированном магазине. Коэффициент светопропускания защитного стекла должен быть максимально приближен к 1. Оргстекло обладает наилучшими характеристиками по сравнению с аналогичными поликарбонатами. Благодаря отличной прозрачности система электроснабжения может работать с наибольшими техническими характеристиками. К тому же акрил позволяет осуществлять постоянный мониторинг за энергоэлементами. Существуют антиконденсатные типы стекол, которые в зимнее время не позволяют работать на полную мощность в тяжелых погодных условиях.


Подбор и пайка солнечных элементов

Готовые тепловые элементы стоят дороже в несколько раз аналогов, собранных вручную. Специализированные магазины предлагают множество изделий для самостоятельного монтажа систем альтернативного электроснабжения. Если монтаж конструкций осуществляется впервые, то лучшим вариантом являются готовые наборы с подробной инструкцией. Стандартный набор включает в себя:

  • Поликристаллические компоненты;
  • Проводники;
  • Фотоячейки;
  • Кислотный карандаш;
  • Диоды Шотке.

Изготовители предлагают разную компоновку и вариации наборов соответственно уровню подготовки строителей.

Присоединение проводов к фотоэлементу

Рис. 2 Присоединение проводов к фотоэлементу

Процесс пайки:

  • Нарезка проводника с помощью заготовки;
  • Подводка проводников к кремниевой поверхности;
  • Обработка рабочих поверхностей специальной кислотой;
  • Фиксация проводника с последующей пайкой.

Важно: фотоэлементы – хрупкий материал, следует учесть эту особенность: выбрать модели с припаянными проводниками либо найти профессионального паяльщика. Напыление проводников выдерживает не более 3 паек облегченным паяльником 25 Вт.

Рекомендации:

  • Дополнительный припой делается даже на готовых соединениях;
  • Работы следует проводить исключительно в допустимом диапазоне температур, чтобы не допустить лопание тепловых элементов;
  • Нельзя складывать батарейные блоки стопкой во избежание появления трещин;
  • Предварительно следует сделать разметку, чтобы равноудалено распределить все фотоячейки.


Сборка и пайка солнечной батареи

В качестве разметочного эталона применяют фанерный лист, на который монтажной лентой временно закрепляются фотоэлементы (рис. 3)

Размеченный фанерный лист

Рис.3 Размеченный фанерный лист

Порядок сборки:

  • Разложить элементы на чистую стеклянную поверхность;
  • Выдержать зазоры между фотоячейками и прижать грузиками;
  • Нанести припои и флюсы на соединительные части;
  • Произвести пайку элементов по стандартному типу: «минус» – лицевая сторона, «плюс» – оборотная;
  • Вывести контакты боковых элементов на серебряный проводник;
  • Установить клеммы на раме;
  • Установить шунтирующие диоды Шотке на каждую часть батарей для предотвращения процесса разрядки при ухудшении погодных условий;
  • Зафиксировать провода силиконом.

Устройство диодов Шотке позволяет свести к минимуму потери мощности общей питающей электросети. Вместо обычных проводов можно использовать акустические кабели с силиконовой изоляцией. Фотоэлементы можно соединять последовательно, при этом получается клетчатая сетка из фотоячеек.


Монтаж корпуса солнечной батареи

Порядок действий:

  • Выполняется каркас стандартного размера из алюминиевых уголков;
  • На рамке высверливают отверстия для креплений метиз;
  • На внутреннюю часть рамы плотным слоем наносится герметик;
  • В раму устанавливается защитная прозрачная панель из оргстекла или поликарбоната;
  • Фиксация защитного материала в каркасе;

Силикон должен полностью высохнуть во избежание появления пленки и деформаций.


Герметизация солнечной панели

Герметизация элементов необходима для повышения срока службы всех электрической системы. Несмотря на дополнительные затраты, изоляция солнечных элементов оправдана. Для выполнения работ используют эпоксидных компаунд либо силиконовый герметик. Применение компаундных материалов предпочтительнее, т.к. в этом случае создается надежный минимально тонкий и прочный слой.

Технологический процесс:

  • Подготовка технологической смеси;
  • Заливка стыков;

Нанесение герметика на поверхность

Рис. 4 Нанесение герметика на поверхность

  • Распределение герметика по поверхности;
  • Установка внешних панелей на солнечные элементы;
  • К монтажу системы приступают после подготовки панельных конструкций.

Чрезмерное количество герметика отрицательно сказывается на поглощении лучей поверхностью. Если возникают трудности со стандартным процессом герметизации, слой наносится только по краям конструкции. Мастики не применяются из-за большой вероятности нарушения целостности контактов.


Подключение и схема электроснабжения дома

Частные жилые дома подключаются к системе солнечных батарей трема способами:

  • Автономная фотоэлектрическая схема;
  • Безаккумуляторная система, подключенная к основной электросети;
  • Гибридная схема подключения (батарейно-сетевая).

Преимущество каждой схемы обусловлено техническими особенностями и характеристиками зданий, центральной электросети, климатическими условиями, величиной прогнозируемой нагрузки потребителя.

Наиболее экономичным вариантом является присоединение альтернативных источников электроэнергии без применения накопительных элементов. Питание от солнечных батарей осуществляется лишь днем, а в темное время суток главным источником является обычная центральная электрическая сеть. Применяется для электроснабжения административных и нежилых зданий.

Беззаккумуляторные схемы, подключаемые совместно с системой централизованного электроснабжения усложнены двумя факторами:

  • Не все местные сети организованы для аккумулирования электрической энергии потребителя;
  • Частые перепады напряжения.

Для жилых домов стандартной считают схему подключения с применением резервных накопителей и подключением в городской электромагистрали. В светлое время суток питание осуществляется напрямую от солнечных панелей, ночью – аккумуляторами, по истечении емкости – городскими сетями.

Выполнение монтажных работ

Рис. 5 Выполнение монтажных работ

В местности без централизованного электроснабжения и наличия традиционных источников энергии в качестве резервного источника электрической энергии используются автономные генераторы на мазуте и др.

Типовая схема установки солнечных панелей в частном жилом доме.

Для типичной схемы используют стандартную комплектацию и параметры оборудования системы электроснабжения здания солнечными батареями:

  • Источник бесперебойного питания (Iн=150 А);
  • Контролер разряда (Iн=40 А, Uн=150 А);
  • Аккумуляторные устройства (Сн=800 А/ч, Uн=12 А);
  • Солнечные панели мощностью Р=1 кВт;
  • Инвертор энергии (Рн=3 кВт, U=24-48 А).

На рисунке 6 изображена схема типичного подключения дома.

Батарейно-сетевая схема электроснабжения

Рис. 6 Батарейно-сетевая схема электроснабжения

  1. Солнечные батареи;
  2. Городские электросети;
  3. Инвертор;
  4. Счетчик электроэнергии;
  5. Нагрузка потребителя.

В качестве основного источника питания выступает солнце, лучи которого генерируют энергию на солнечных панелях. Инвертор преобразовывает энергию лучей в электрическую. Для предохранения перегрузки бытовой сети и коротких замыканий во время пиковых нагрузок предусмотрены контроллеры заряда. Часть преобразованной энергии, которая накапливается в батареях, система использует в темное время суток. Лишь по достижению низкой емкости аккумуляторов ток поступает из городских электросетей.

Для эффективной работы энергосистемы дома, необходимо произвести ряд расчетов – нагрузок, потерь, и выбрать оптимальных энергосберегающий вариант. После утверждения средней и максимальной суммарной мощности электроприборов жилища, составляют ведомости расходов материалов и оборудования (количество батарей и тип). Например, для полного обеспечения потребностей стандартного жилища с Ру=5 кВт необходимо 15 панелей по 65 Вт, чтобы покрывать выработку до 5 кВт/ч. Для максимально эффективной работы в тяжелых климатических условиях выбирают панели на поликристаллических модулях.


Видео солнечные панели

Солнечные батареи для дома, видео:

Как сделать солнечные панели своими руками, видео:




Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>


АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
это источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов
ИДЕЯ
Этот сайт был создан с той целью, чтобы следить за развитием альтернативной энергии. Этот сайт для тех, кто смотрит в будущее. Для тех, кто, не смотря на все сложности, верит в успех новой экологически чистой и неисчерпаемой энергии.
СОТРУДНИЧЕСТВО
Тем, кто также увлекается альтернативной энергетикой, желает поделиться опытом или задать вопрос, предлагаем писать на электронный адрес: info1@energya.by

© 2017 Альтернативные источники энергии Sitemap.xml