Udobnost življenja u kućama i apartmanima moderne osobe tijekom godina zahtijeva sve više i više struje. No, u modernim uvjetima, trošak svake jedinice električne energije stalno se povećava, što u skladu s tim utječe na troškove. Stoga je pitanje prelaska na alternativne izvore električne energije najhitnije. Jedan od načina da se osigura neovisnost u proizvodnji električne energije je mogućnost korištenja solarnih panela za dom u te svrhe.

DIY solarni paneli

Učinkovita alternativa ili uobičajena zabluda?

Razgovor o autonomnom napajanju kućanskih aparata i rasvjete u kućama koje koriste solarnu energiju traje od sredine prošlog stoljeća. Razvoj tehnologije i sveukupni napredak omogućili su približavanje ove tehnologije prosječnom potrošaču. Tvrdnja da bi korištenje solarnih panela za dom bila prilično učinkovit način zamjene tradicionalnih elektroenergetskih mreža može se smatrati neospornom ako ne bi bilo nekoliko značajnih “buts”.

Glavni zahtjev za učinkovitost uporabe helijskih baterija je količina sunčeve energije. Uređaj solarne baterije omogućuje nam da učinkovito koristimo energiju naše svjetiljke samo u regijama gdje je veći dio godine sunčan. Također je potrebno uzeti u obzir geografsku širinu na kojoj su postavljeni solarni paneli - što je veća širina, to je manja snaga sunca. U idealnom slučaju, učinkovitost se može postići na oko 40%. Ali to je idealno, ali u praksi je sve malo drugačije.

Sljedeća točka na koju bi trebali obratiti pozornost - potrebu za korištenjem dovoljno velikih područja, omogućujući vam da montirate samostalne solarne panele. Ako se baterije planira se staviti na ljetnikovac, ladanjska kuća, vikend, onda neće biti problema, ali žive u stambenim zgradama će morati razmišljati o tome ozbiljno.

Solarna baterija - što je to?

Solarni paneli za dom

Uređaj solarne baterije temelji se na sposobnosti solarnih ćelija da pretvore solarnu energiju u električnu energiju. Ujedinjene u zajednički sustav, ovi pretvornici stvaraju polje s više stanica, od kojih svaka stanica, pod utjecajem sunčeve energije, postaje izvor električne struje, koja se zatim akumulira u posebnim uređajima - baterijama. Naravno, snaga takvog uređaja je viša, to je polje veće. To jest, što je više fotocelija u njoj, to je više električne energije.

No, to ne znači da samo ogromna područja u kojima je moguće instaliranje solarnih panela može osigurati potrebnu električnu energiju. Postoje mnogi gadgeti koji imaju sposobnost rada ne samo iz uobičajenih autonomnih izvora napajanja - baterija, punjivih baterija - nego i energije sunca. U dizajnu takvih uređaja ugrađeni su prijenosni solarni paneli, koji omogućuju i punjenje uređaja i samostalan rad. Na primjer, uobičajeni džepni kalkulator: u sunčano vrijeme, stavljajući ga na stol, možete osigurati punjenje baterije, što produljuje njegov vijek trajanja za mnogo godina. Postoji masa raznih uređaja na kojima se koriste takve baterije: to su olovke za bljeskalicu, čari bljeskalice itd.

U prigradskim i prigradskim područjima nedavno je postalo moderno koristiti svjetiljke na solarnu energiju za osvjetljenje. Ekonomičan i jednostavan uređaj osigurava osvjetljenje po vrtnim stazama, na terasama i svim potrebnim mjestima, koristeći električnu energiju akumuliranu tijekom dana kada sja sunce. Ekonomične rasvjetne lampe mogu dugo vremena trošiti tu energiju, što osigurava veliki interes za takve uređaje. Solarna rasvjeta koristi se u kućama, kućama i pomoćnim prostorijama.

Vrste autonomnih solarnih panela

solarni uređaj Postoje dva tipa pretvarača solarne energije, uzrokovana uređajem same baterije - filmom i silicijumom. Prva vrsta uključuje tankoslojne baterije u kojima su pretvarači film napravljen posebnom tehnologijom. Oni se također nazivaju polimerni. Takve baterije se instaliraju na svim dostupnim mjestima, ali imaju nekoliko nedostataka: potrebno im je puno prostora, niske učinkovitosti, pa čak i uz prosječnu oblačnost, njihova energetska učinkovitost pada za 20 posto.

Solicijske ćelije silicijskog tipa su monokristalni i polikristalni uređaji, kao i amorfne silikonske ploče. Monokristalne baterije sastoje se od niza ćelija u koje su integrirani silicijski pretvarači, spojeni na opću shemu i napunjeni silikonom. Jednostavan za rukovanje, s visokom (do 22%) učinkovitošću, vodootporan, lagan i fleksibilan, ali zahtijeva izravni solarni tok za učinkovit rad. Oblačno vrijeme može uzrokovati potpuni prekid proizvodnje energije.

Polikristalne baterije iz jednog kristala razlikuju se po broju pretvarača smještenih u svakoj ćeliji i ugrađenim u različitim smjerovima, čime se osigurava njihovo učinkovito djelovanje iu difuznom svjetlu. To je najčešći tip akumulatora koji se koristi u urbanim sredinama, iako je njihova učinkovitost nešto niža od one u monokristalu.

Amorfni silicijski izvori energije, unatoč niskoj energetskoj učinkovitosti - oko 6%, ipak se smatraju obećavajućim. One apsorbiraju solarni tok dvadeset puta više od silicija i mnogo su učinkovitije u oblačnim danima.

Sve su to industrijski uređaji koji imaju svoju - a trenutno i ne baš demokratsku - cijenu. Je li moguće prikupiti solarne ploče vlastitim rukama?

Opći princip izbora i rasporeda dijelova za solarne panele

U vezi s najnovijim zahtjevima za proizvodnju električne energije, čiji je cilj prelazak s tradicionalnih sirovina koje se koriste u njegovoj proizvodnji, tema solarnih izvora energije postaje sve praktičnija. Masovna proizvodnja elemenata za stvaranje vlastite električne mreže potrošaču već nudi različite mogućnosti za pružanje autonomne električne energije. Ali za sada, trošak autonomnog izvora sunčeve energije je dovoljno visok i nepristupačan masovnom potrošaču.

Ali to ne znači da solarne panele ne možete napraviti vlastitim rukama. U ovom slučaju, samo trebate odlučiti o načinu sastavljanja takvog uređaja. Ili, stjecanje pojedinih elemenata, sastavljanje ih samostalno, ili izrada svih sastavnih dijelova vlastitim rukama.

solarna rasvjeta

Ono što se zapravo sastoji od elektroenergetskog sustava koji se temelji na pretvaranju solarne energije električna struja? Glavni, ali ne i posljednji od njegovih elemenata, je solarna baterija, čiji se dizajn razmatrao gore. Drugi element u shemi je regulator solarnih baterija, čiji je zadatak da kontrolira punjenje baterija električnom strujom dobivenom u solarnim baterijama. Sljedeći dio domaće solarne elektrane je električna baterija u kojoj se akumulira električna energija. I posljednji element "solarnog" električnog kruga bit će pretvarač, koji će omogućiti da se dobivena električna energija malog napona koristi za kućanske aparate veličine 220 V.

Uzimajući u obzir svaki element kućne solarne elektrane zasebno, može se vidjeti da se svaki element može kupiti u maloprodajnoj mreži, u elektroničkim dražbama, itd. Ili ručno. Čak i kontroler solarnih panela može se napraviti ručno s određenim vještinama i teoretskim znanjem.

Sada za zadatke koji se stavljaju ispred vlastite elektrane. One su jednostavne i složene u isto vrijeme. Njihova jednostavnost je da se solarna energija koristi za specifične svrhe: osvjetljenje, grijanje ili potpuno ispunjavanje potreba doma. Teškoća - u ispravnom izračunu potrebne snage i odgovarajućem odabiru sastavnih dijelova.

Stvaranje solarnog panela

Sada možete pronaći mnogo prijedloga o tome kako i od onoga što možete prikupiti solarne ploče. Postoji mnogo načina i možete odabrati prema svojim željama. Ovaj materijal raspravlja o osnovnim principima koje treba koristiti prilikom izrade solarnih baterija vlastitim rukama.

solarne baterije za davanje Prije svega, trebate odlučiti o snazi ​​koju trebate dobiti i odlučiti koliko će napona mreža raditi. Postoje dvije opcije za mreže na solarnu energiju - s istosmjernom strujom i izmjeničnom strujom. Izmjenična struja poželjnije zbog mogućnosti razdvajanja potrošača električne energije na znatnoj udaljenosti - više od 15 metara. Ovo je samo za malu kuću. Ne ulazeći dublje u izračune i ne polazeći od iskustva onih koji već koriste solarnu energiju na svojim dahama, može se sa sigurnošću reći da će na geografskoj širini Moskve - i spuštati se na jug - ovi pokazatelji, naravno, biti veći - jedan četvorni metar solarnih panela može proizvode do 120 vata na sat. To je ako se u montaži koriste polikristalni elementi. Oni su atraktivniji u cijeni. A ukupna snaga je sasvim realna za određivanje, zbrajajući svu potrošnju energije svakog pojedinog električnog uređaja. Približno možemo reći da za obitelj od 3-4 osobe, to traje oko 300 kilovata mjesečno, što se može dobiti od solarnih panela od 20 četvornih metara. metara.

Također možete pronaći opis mreža na solarnu energiju, koristeći panele od 36 elemenata. Svaka od ploča ima snagu od oko 65 vata. Solarni panel za dachu ili malu privatnu kuću može se sastojati od 15 takvih panela, koji mogu proizvoditi do 5 kW na sat ukupne električne energije, s vlastitom snagom od 1 kW.

DIY solarni paneli

A sada o tome kako napraviti solarni panel. Prva stvar koja će se kupiti bit će skup ploča za pretvorbu, čiji broj ovisi o snazi ​​domaće solarne elektrane. Za jednu bateriju trebat će 36 komada. Možete koristiti set solarnih ćelija, kao i kupiti oštećene predmete ili s oštećenjima - to će utjecati samo na izgled baterije. Ako rade, izlaz će biti gotovo 19 volti. Potrebno ih je zalemiti s obzirom na ekspanziju, ostavljajući razmak od pet milimetara između njih. Izrada solarne ploče vlastitim rukama zahtijeva najveću pažnju kod lemljenja fotoplata. Ako su ploče kupljene bez vodiča, moraju se zalemiti rukom. Proces je složen i odgovoran. Ako se rad obavlja pomoću lemilice od 60 W, najbolje je spojiti jednostavnu žarulju od 100 W u seriju s njim.

prijenosni solarni paneli Raspored solarnih ćelija je vrlo jednostavan - svaka ploča je zalemljena u drugu. Važno je napomenuti da su ploče vrlo lomljive, a njihovo lemljenje se poželjno izvodi pomoću neke vrste okvira. Prilikom razdvajanja fotoplata, potrebno je također zapamtiti da se sigurnosne diode moraju umetnuti u krug kako bi se spriječilo da se fotoelektrične ćelije isprazne tijekom zatamnjenja ili prigušivanja. Za to, pola sabirnice na ploči se šalje na blok terminala, stvarajući središnju točku. Ove diode također sprečavaju pražnjenje baterija noću.

Kvaliteta lemljenja je osnovni uvjet za besprijekoran rad solarnih ćelija. Prije ugradnje podloge potrebno je testirati sve točke lemljenja. Preporučuje se uklanjanje struje pomoću žica malog poprečnog presjeka. Na primjer, kabel zvučnika sa silikonskom izolacijom. Svi vodiči moraju biti zabrtvljeni.

Tada je potrebno odrediti površinu na koju će se montirati te ploče. Umjesto toga, s materijalom za njegovu proizvodnju. Najprikladnije i lako dostupno staklo je ono koje ima maksimalnu propusnost. svjetlosni tok u usporedbi s pleksiglasom ili karbonatom.

Sljedeći korak je napraviti kutiju. Za to koristite aluminijski kut ili drvenu gredu. Staklo se postavlja na okvir na brtvilu - preporučljivo je pažljivo ispuniti sve nepravilnosti. Treba napomenuti da se brtvilo mora potpuno osušiti - kako bi se izbjeglo onečišćenje fotoplata. Zatim se na staklo montira gotova ploča zavarenih fotoćelija. Način pričvršćivanja može biti drugačiji, ali solarni paneli za kuću, čije su recenzije uobičajeni, fiksirani su uglavnom uz pomoć transparentne epoksidne smole ili brtvila. Ako se epoksid nanosi ravnomjerno po cijeloj površini stakla, nakon čega se pretvarači postavljaju na njega, brtvilo se fiksira uglavnom na padu u sredini svakog elementa.

Za supstrat se koristi drugačiji materijal, koji je također montiran na brtvilo. To može biti iverica male debljine ili ploča od vlakana. Iako možete, opet, sipati i epoksid. Kućište baterije mora biti zatvoreno. Solarni panel "uradi sam", čija je montažna shema opisana gore, dat će 18-19 volti, osiguravajući punjenje 12-voltne baterije.

Mogu li vlastitim rukama napraviti pretvornik sunčeve energije?

Obrtnici s opsežnim poznavanjem elektronike mogu fotonaponske ćelije pretvoriti u električnu energiju i neovisno. Da biste to učinili, upotrijebite silikonske diode, odnosno njihove kristale, oslobođene iz zgrada. Ovaj proces oduzima mnogo vremena, a da bi ga pokrenuo ili ne, svi sami odlučuju. Možete uzeti diode koje se koriste u mostnim krugovima naponskih ispravljača i stabilizatora - D226, KD202, D7 i dr. poluvodičke diode kristal kad ga sunce udari trenutni izvor baš kao fotografska ploča. No, doći do njega i ne oštetiti ga je prilično kompliciran i mukotrpan proces.

Svatko tko se odluči samostalno izraditi elemente za konvertor treba imati na umu sljedeće: ako ste pažljivo rastavili i lemili bateriju koja se sastoji od samo dvadeset KD202 dioda prema krugu od 5 grupa paralelno spojenih, možete dobiti napon od oko 2 V s strujom do 0, 8 ampera. Ta je snaga dovoljna samo za napajanje malog radio prijemnika koji u svom krugu ima samo jedan ili dva tranzistora. No, kako bi ih napravili punom solarne baterije za dacha, morate probati vrlo teško. Ogroman posao, velika područja, glomazan dizajn čine ovo zanimanje bezizglednim. Ali za male aparate i uređaje, ovo je sasvim prikladan dizajn koji može napraviti svatko tko voli raditi elektrotehniku.

Mogu li koristiti LED diode za solarne panele?

LED solarni panel je čista fikcija. Gotovo je nemoguće sakupiti čak i mali solarni mikropanel iz LED dioda. Umjesto toga, možete stvoriti, ali je li vrijedno toga? Uz pomoć sunčeve svjetlosti, moguće je dobiti oko 1,5 volta napona na LED-u, ali je snaga generirane struje vrlo mala i potrebno je samo jako jako sunce da bi se generirala. Pa ipak - kad se napon primijeni, LED sama emitira energiju zračenja, tj. Svijetli. Dakle, oni njegovih bližnjih, na kojima sunčeva svjetlost ima više snage, proizvodit će električnu energiju, koju će sama LED potrošiti. Sve je ispravno i jednostavno. I u isto vrijeme razumjeti što LED-ovi proizvode i koji troše energiju jednostavno je nemoguće. Čak i ako koristite desetke tisuća LED dioda - a to je nepraktično i neekonomično - nema smisla.

Kuću zagrijavamo solarnom energijom

Ako je već spomenuta stvarna mogućnost pružanja kućanskih aparata "solarnom" strujom, postoje dvije mogućnosti za grijanje kuće solarnom energijom. A za korištenje solarnih panela za grijanje kuće, morate znati neke zahtjeve koji su potrebni za ovaj zadatak.

autonomni solarni paneli U prvoj izvedbi, korištenje solarne energije za zagrijavanje odvija se kroz drugačiji sustav od uobičajene električne mreže. Uređaj za grijanje kuće koji koristi solarnu energiju naziva se sunčev sustav i sastoji se od nekoliko uređaja. Glavni radni uređaj je vakuumski kolektor koji sunčevu svjetlost pretvara u toplinu. Sastoji se od niza staklenih cijevi malog promjera, u koje je postavljena tekućina s vrlo niskim pragom zagrijavanja. Kada se zagrije, ova tekućina dalje prenosi svoju toplinu na vodu u spremniku s volumenom od najmanje 300 litara vode. Tada se ova zagrijana voda dovodi do grijaćih ploča izrađenih od tankih bakrenih cijevi, koje, zauzvrat, daju toplinu, zagrijavajući zrak u prostoriji. Umjesto ploča, možete, naravno, koristiti tradicionalne radijatore, ali njihova učinkovitost je znatno niža.

Naravno, možete koristiti i solarne ploče za grijanje, ali u tom slučaju morate se složiti da će zagrijavanje vode u kotlu pomoću grijaćih elemenata zahtijevati najveći dio energije koju generiraju baterije. Jednostavni izračuni pokazuju da zagrijavanje kotla sa 100 litara vode na 70–80 ° C traje oko 4 sata. Za to vrijeme, bojler s vodom od 2 kW troši oko 8 kW. Ako ukupna snaga solarnih panela može proizvesti do 5 kW na sat, tada neće biti problema s opskrbom energijom u kući. Ali ako solarni paneli imaju površinu manju od 10 četvornih metara. metara, takva snaga za punu opskrbu električnom energijom neće raditi.

Korištenje vakuumskog kolektora za kućno grijanje opravdano je u slučaju kada je riječ o punopravnoj stambenoj kući. Shema rada takvog heliosustava osigurava toplinu cijelom stanu tijekom cijele godine.

A ipak radi!

Uostalom, solarni paneli, koji su sami sastavili entuzijasti, sasvim su stvarni izvori energije. A ako koristite 12-voltne baterije s strujom od najmanje 800 A / h u krugu, opremu za pretvaranje napona s niskog u visoki pretvarači, kao i 24-voltne regulatore napona s radnom strujom do 50 Amp i jednostavno 150 Ampere dobivate vrlo pristojnu elektranu na solarnu energiju, koja je u stanju zadovoljiti potrebe za električnom energijom stanovnika privatne kuće. Naravno, pod određenim vremenskim uvjetima.