Como soldar células solares. Como fazer uma bateria solar com suas próprias mãos: instruções para auto-montagem. Partes que compõem uma bateria solar

O princípio básico do dispositivo é que, com a ajuda de fotocélulas, ele converte a energia solar em eletricidade. A tecnologia envolve a combinação de tais elementos em um complexo. Depois que a energia é processada, a eletricidade vai para baterias especiais.

Neste artigo, entenderemos por que as pessoas estão instalando cada vez mais painéis solares com as próprias mãos.

Uma bateria solar caseira é um método progressivo de economia, porque você não apenas receberá eletricidade (isso será fornecido por células solares), mas também não gastará grandes quantias na compra de baterias.

Todo o processo não é complicado, o principal aqui é uma sequência clara de ações. Nós vamos ajudá-lo com isso, vamos começar.

A quantidade de eletricidade que você terá dependerá do tamanho do seu módulo solar.

Como funciona

Para começar, vamos nos familiarizar com as sutilezas que o processo tecnológico possui. Os fotodiodos são montados em uma placa de silício (ou cobre). Quando a luz os atinge, uma foto-emf é formada em suas saídas. Para fazer uma bateria solar com suas próprias mãos, você precisa combinar essas placas (sua combinação é chamada de módulo).

O valor aproximado da energia gerada por uma dessas placas é de 0,5 a 0,55 V. Você não deve definir metas muito grandes, porque para obter 220 volts você precisa de uma bateria de proporções impressionantes. Uma tarefa mais realista é obter 12-24 volts. Eles serão processados ​​por outras células solares.

Essa energia é capaz de encher 12 baterias com eletricidade. Os principais elementos que o design possui:

1. painel solar que vai gerar energia
2. baterias de armazenamento de energia
3. inversor para conversão de energia de baixa tensão em padrão

É necessário criar painéis solares caseiros com base nos cálculos da energia necessária para uma determinada sala. Para cada prédio, o valor será individual. Em primeiro lugar, calcule quantas baterias você precisará para seus propósitos. O número de baterias depende do tamanho do painel solar.

Para criar uma bateria solar de alta qualidade em casa, você precisará comprar um inversor. Este importante elemento de design não é fabricado de forma independente. Ao comprar, guie-se pelas necessidades de suas instalações (o valor mínimo recomendado é de 1-2 kW).

Escolha de fotocélulas

O dispositivo de bateria solar no mercado moderno é apresentado na forma de duas opções - a montagem de uma bateria solar é possível a partir de silício monocristalino e policristalino:

• os primeiros têm uma eficiência de 13% (são caracterizados por baixa eficiência quando está nublado lá fora);
• os últimos têm uma eficiência menor - 9%, mas funcionam bem em condições climáticas adversas.

De acordo com o conselho de especialistas, para montar uma bateria solar com suas próprias mãos, a segunda opção será suficiente.

As fotocélulas que você usará para fazer painéis solares com suas próprias mãos devem ser compradas no mesmo tamanho. Caso contrário, a eletricidade que eles gerarão ficará limitada à menor célula.

Outros materiais

Para obter painéis solares caseiros, você precisará de:

1. estrutura (pode ser feita de madeira, alumínio)
2. fotocélulas
3. substrato feito de acordo com os padrões da placa de fibra
4. vidro (plexiglas é usado como alternativa)
5. condutores
6. diodos

Selecionando um local de instalação

Ao escolher um local ao montar os painéis solares com as próprias mãos, você precisa ser guiado pelo princípio principal - os raios do sol devem atingir a estrutura o mais perpendicularmente possível.

O local mais popular que as células solares têm é o telhado de uma sala. Em geral, recomenda-se instalar o mais alto possível. Como alternativa, existem locais onde os raios caem mais ativamente.

Processo de instalação

quadro

Na questão de como montar uma bateria solar com as próprias mãos, a primeira coisa a começar é montar o quadro. Ele fornecerá às células solares o nível de proteção necessário. Para isso você vai precisar de:

1. cantos em alumínio (30x30)
2. blocos de madeira são usados ​​como alternativa

A primeira opção é mais comum e eficaz. Como ferramenta, você precisará de um arquivo. Em uma das prateleiras com ele, você precisa chanfrar. Isso deve ser feito em um ângulo de 45 graus. Com base no mesmo ângulo de inclinação, corte a segunda prateleira.

Quando os elementos do quadro são processados, eles são torcidos usando quadrados. O material dos quadrados deve corresponder ao material da moldura.

Depois disso, vem a etapa final - uma moldura completamente acabada é complementada por um vidro protetor. Monte-o usando silicone.

Soldagem de placas

Fazer uma bateria solar com as próprias mãos requer atenção especial nesta etapa. A primeira coisa que a tecnologia de produção exige é uma compreensão do princípio básico ao soldar:

• a conexão em série aumentará a tensão;
• conexão paralela aumenta a força da corrente.

O circuito da bateria solar implica uma folga de 5 mm ao instalar wafers de silício no vidro. É estritamente recomendado observar este valor, pois é necessário para extinguir a expansão térmica das partes estruturais durante o aquecimento.

É fácil entender os conversores, pois seu dispositivo implica apenas duas faixas (mais e menos). Elementos para painéis solares devem ser conectados em série em uma cadeia.

Recomenda-se não se limitar ao número necessário de painéis. O processo de fabricação de painéis solares pode trazer surpresas inesperadas - danos aos painéis durante a instalação (são frágeis e não tão difíceis de fazer mesmo com todos os cuidados). Por esse motivo, armazene alguns painéis sobressalentes.

Após a conclusão dessas obras, resta trazer os condutores para um ônibus comum.

Agora você precisa entender como verificar a bateria solar e a tensão que ela dará na saída. Para esses fins, um multímetro é usado. O indicador ideal que uma bateria caseira deve ter é de 18 a 19 volts.

Montagem do painel

Um painel solar caseiro nesta fase de fabricação é uma etapa particularmente crucial. Após a conclusão do trabalho com o gabinete, é necessário colocar os conversores que foram soldados anteriormente nele. Em seguida, para montar a bateria solar, são realizados os seguintes passos:

• silicone é aplicado aos elementos de silicone (no centro)
• para garantir uma fixação confiável, o substrato (placa de fibra) é coberto na parte superior
• então você precisa fechar a estrutura com uma tampa
• vedação da junta (use selante ou, alternativamente, silicone)

Quando todas as etapas estiverem concluídas e o painel estiver em sua forma final, ele deve ser montado em uma moldura ou suporte.

bateria de transistor

Uma bateria solar faça você mesmo a partir de materiais improvisados ​​é montada usando diodos e transistores, de papel alumínio.

Se você decidir fazer um projeto usando um transistor, preste atenção exclusivamente a esses tipos - KT, P. Esta será a escolha mais ideal devido aos semicondutores ideais para a produção de energia elétrica.

Depois de decidir sobre o número necessário de componentes de rádio, a tampa de metal é removida deles. Depois de prender o componente de rádio em uma morsa, corte cuidadosamente a parte superior. Para esses fins, uma serra para metal é adequada. A placa que fica na parte interna servirá como fotocélula.

Ações futuras:

1. a montagem deve ocorrer em uma superfície que tenha propriedades dielétricas
2. usamos uma junção coletora (é caracterizada pela maior diferença de potencial, ao contrário da base e do emissor)
3. soldagem do transistor ocorre em um circuito serial separado
4. as correntes devem ser conectadas em paralelo

Indicadores de tensão de saída de um transistor usando os semicondutores indicados:

• 0,35 volts
• intensidade da corrente no curto-circuito é 0,25 μA

Assim, a partir de meios improvisados, você pode criar painéis eficazes com suas próprias mãos.

Usamos diodos

Com a montagem adequada, uma bateria de diodo solar para uma casa particular ou chalé de verão também pode ser muito eficaz. A geração de tensão de um diodo é de 350 mV.

Para usar corretamente o diodo com suas próprias mãos em um design semelhante, decida antecipadamente o número ideal de componentes de rádio. Essa produção de painéis solares exige colocá-los em um recipiente para processamento com acetona para iniciar o trabalho.

Outros solventes podem ser usados ​​como alternativa à acetona. Deixe os componentes do rádio nessa posição por pelo menos algumas horas.

Esses painéis solares para casa com as próprias mãos são feitos de acordo com as seguintes etapas:

1. fazemos marcações na placa, que indicarão os locais para soldar os elementos da fonte de alimentação
2. imersão permite que você remova facilmente a tinta
3. é necessário dobrar o contato positivo (para isso usamos um multímetro)

A fabricação de células solares deste tipo requer soldagem vertical de diodos para máxima eficiência na obtenção de tensão. A prática confirma que esta é a posição mais ideal para o cristal.

célula solar de folha

Esta técnica distingue-se por indicadores de potência muito mais baixos em comparação com os anteriores. As células solares de folha são produzidas de acordo com instruções claras - a folha de cobre (45 m²) é útil para começar. Você precisa remover toda a gordura dele:

• use água com sabão
• lave bem as mãos para evitar a formação de manchas de gordura

A próxima etapa do processamento é a eliminação da corrosão, uma película protetora de óxido que está localizada no plano de corte. Isso é fácil de fazer usando uma lixa comum.

A folha de papel alumínio deve ser aquecida a tal ponto que as manchas vermelho-alaranjadas comecem a ser vistas. O fim deste processo pode ser considerado a adoção de uma cor preta pela superfície.

Isso indica a formação de óxido de cobre. É melhor fazer isso no queimador de um fogão elétrico. O indicador mínimo de sua potência deve ser de 1,1 kW.

Para obter um filme de óxido com espessura ideal, a partir do momento em que o óxido é formado, a chapa deve ser aquecida por mais meia hora. Após esta fritura, você pode prosseguir para as próximas etapas:

1. ocorre esfoliação do óxido, todo o seu resíduo é removido por lavagem com água pura
2. qualquer deformação da folha, flexão, tentativas de remover o óxido por meios mecânicos são excluídos
3. corte outra folha, com base nos parâmetros do anterior
4. corte o gargalo de uma garrafa de plástico (de 2 a 5 l.)
5. colocamos dois pedaços de papel alumínio, após o que os fixamos
6. qualquer contato entre essas peças é excluído
7. terminal com menos para uma peça usinada, com mais para outra
8. o frasco é preenchido com uma solução especial

A borda superior deve estar separada dos eletrodos por 2,5 cm. Para preparar a mistura, você precisará de algumas colheres de sal. Sua quantidade deve ser proporcional ao volume do recipiente.

Célula solar de transistor, célula solar de LED e outras variedades provaram sua eficácia ao longo dos anos de prática. Um ventilador movido a energia solar também será produtivo.

O uso de tipos de silício e cobre está sendo cada vez mais usado por nossos compatriotas. Agora você também sabe quais equipamentos são necessários para a produção de painéis solares, como fabricar independentemente a célula solar necessária e realizar um cálculo de alta qualidade da seção transversal.

Com a ajuda do conhecimento adquirido, você pode facilmente fazer painéis solares por conta própria, use o painel solar para casas e casas de verão de forma extremamente eficiente - veja por si mesmo!

A deterioração do meio ambiente, o aumento dos preços da energia, o desejo de autonomia e independência dos caprichos dos estadistas - esses são apenas alguns fatores que fazem os habitantes mais endurecidos voltarem seus olhares sonhadores para fontes alternativas de energia. Para a maioria de nossos compatriotas, os pensamentos sobre energia "verde" continuam sendo uma ideia fixa - os altos preços dos equipamentos afetam e, como resultado, a não lucratividade da ideia. Mas afinal, ninguém proíbe fazer uma instalação para obter energia gratuita por conta própria! Hoje vamos falar sobre como construir uma bateria solar com nossas próprias mãos e considerar as perspectivas de seu uso na vida cotidiana.

Bateria solar: o que é

A humanidade está em chamas com a ideia de transformar a radiação solar em energia elétrica desde os anos 30 do século passado. Foi então que cientistas da Academia de Ciências da URSS anunciaram a criação de cristais semicondutores de cobre-tálio, nos quais, sob a ação de raios de luz, uma corrente elétrica começou a fluir. Hoje, esse fenômeno é conhecido como efeito fotoelétrico e é amplamente utilizado tanto em usinas solares quanto em diversos sensores.

Os primeiros painéis solares são conhecidos desde os anos 50 do século passado.

A intensidade da corrente de uma fotocélula é medida em microamperes, portanto, para obter qualquer potência elétrica significativa, elas são combinadas em blocos. Muitos desses módulos formam a base de uma bateria solar (SB), que pode ser usada para conectar vários dispositivos eletrônicos. Se falamos de um dispositivo acabado que pode ser instalado ao ar livre, é mais correto falar de um painel solar (SP) com um design que protege a montagem de módulos fotovoltaicos de fatores externos.

Deve-se dizer que a eficiência dos primeiros sistemas solares elétricos não chegou a 10% - tanto as deficiências da tecnologia de semicondutores quanto as perdas fatais associadas à reflexão, dispersão ou absorção do fluxo de luz afetado. Décadas de trabalho duro de cientistas valeram a pena, e hoje a eficiência dos painéis solares mais modernos chega a 26%. Quanto a desenvolvimentos promissores, aqui é ainda maior - até 46%! Claro, um leitor atento pode objetar que outros geradores de energia operam com uma eficiência energética de 95-98%. No entanto, não devemos esquecer que estamos falando de energia totalmente gratuita, cujo valor em um dia ensolarado excede 100 watts por metro quadrado. m da superfície terrestre por segundo.

Painéis solares modernos geram eletricidade em escala industrial

A eletricidade obtida com a ajuda de painéis solares pode ser usada de forma semelhante à obtida em usinas convencionais - para alimentar vários dispositivos eletrônicos, iluminação, aquecimento, etc. A única diferença é que a saída do módulo fotoeletrônico tem uma potência constante, não uma corrente alternada, é realmente uma vantagem. O fato é que qualquer sistema solar funciona apenas durante o dia, e seu poder depende muito da altura do sol acima do horizonte. Como o SB não pode funcionar à noite, a eletricidade deve ser armazenada em baterias, e todas são apenas fontes de corrente contínua.

Dispositivo e princípio de operação

O princípio de operação de uma bateria elétrica é baseado em fenômenos físicos como a semicondutividade e o efeito fotoelétrico. No coração de qualquer célula solar estão os semicondutores, cujos átomos não possuem elétrons (condutividade do tipo p) ou têm excesso deles (tipo n). Em outras palavras, uma estrutura de duas camadas é usada com uma camada n como cátodo e uma camada p como ânodo. Como as forças de retenção dos eletrodos "extras" na camada n são enfraquecidas (os átomos não têm energia suficiente para eles), eles são facilmente arrancados de seus lugares quando bombardeados por fótons de luz. Além disso, os elétrons se movem para os "buracos" livres da camada p e através da carga elétrica conectada (ou bateria) retornam ao cátodo - é assim que a corrente elétrica flui, provocada pelo fluxo de radiação solar.

A conversão da energia solar em energia elétrica é possível devido ao efeito fotoelétrico, que Einstein descreveu em seus trabalhos.

Como observado acima, a energia de uma fotocélula é extremamente pequena, então elas são combinadas em módulos. Ao conectar vários desses blocos em série, a tensão da bateria aumenta e, em paralelo, a corrente aumenta. Assim, conhecendo os parâmetros elétricos de uma célula, é possível montar uma bateria com a potência necessária.

A eletricidade recebida da bateria solar pode ser armazenada em baterias e, depois de convertida para uma tensão de 220 V, pode ser usada para alimentar eletrodomésticos convencionais.

Para proteger contra a ação atmosférica, os módulos semicondutores são instalados em uma estrutura rígida e cobertos com vidro com maior transmissão de luz. Como a energia solar só pode ser usada durante o dia, as baterias são usadas para seu acúmulo - você pode gastar sua carga conforme necessário. Os inversores são usados ​​para aumentar a tensão e adaptá-la às necessidades dos eletrodomésticos.

Vídeo: como funciona um painel solar

Classificação de módulos fotovoltaicos

Hoje, a produção de painéis solares ocorre de duas maneiras paralelas. Por um lado, existem no mercado módulos fotovoltaicos à base de silício e, por outro, módulos de filme criados com elementos de terras raras, polímeros modernos e semicondutores orgânicos.

As células solares de silício populares hoje são divididas em vários tipos:

• monocristalino;
• policristalino;
• amorfo.

Para uso em painéis solares caseiros, é melhor usar módulos de silício policristalino. Embora a eficiência destes últimos seja inferior à dos elementos monocristais, seu desempenho não é tão fortemente afetado pela contaminação da superfície, baixa nebulosidade ou ângulo de incidência da luz solar.

Não é difícil distinguir os módulos de silício policristalino dos monocristalinos - os primeiros têm um tom azul mais claro com padrões "gelados" pronunciados na superfície. Além disso, o tipo de placas fotovoltaicas pode ser determinado por sua forma - um único cristal possui bordas arredondadas, enquanto seu concorrente mais próximo (policristal) é um retângulo pronunciado.

Quanto às baterias de silício amorfo, elas são ainda menos dependentes das condições climáticas e, devido à sua flexibilidade, praticamente não estão sujeitas a riscos de danos durante a montagem. No entanto, seu uso para fins próprios é limitado tanto por uma densidade de potência bastante baixa por 1 metro quadrado de superfície quanto por seu alto custo.

As células solares de silício são a classe mais comum de fotoplacas elétricas, por isso são mais usadas para fazer dispositivos caseiros.

O surgimento dos módulos fotovoltaicos de filme se deve tanto à necessidade de reduzir o custo dos painéis solares, quanto à necessidade de obter sistemas mais produtivos e duráveis. Hoje, a indústria está dominando a produção de módulos solares finos com base em:

• o telureto de cádmio com eficiência de até 12% e custo de 1 W é 20–30% menor que o dos monocristais;
• seleneto de cobre e índio - eficiência 15–20%;
• compostos poliméricos - espessura de até 100 nm, com eficiência - até 6%.

Ainda é cedo para falar sobre a possibilidade de usar módulos de filme para construir uma estação solar elétrica com as próprias mãos. Apesar do custo acessível, poucas empresas estão envolvidas na fabricação de fotocélulas de telureto-cádmio, polímero e cobre-índio.

Tais vantagens das fotocélulas de filme como alta eficiência e resistência mecânica nos permitem dizer com total confiança que elas são o futuro da energia solar

Embora você possa encontrar baterias criadas com tecnologia de filme à venda, na maioria das vezes elas são apresentadas na forma de produtos acabados. Também estamos interessados ​​em módulos individuais a partir dos quais você pode construir um painel solar caseiro barato - eles ainda estão em falta no mercado.

Dados resumidos sobre a eficiência das células solares, que são produzidas pela indústria, são apresentados na tabela.

Tabela: Eficiência dos painéis solares modernos

Onde posso obter fotocélulas e elas podem ser substituídas por outra coisa

Comprar wafers monocristalinos ou policristalinos adequados para montar um painel solar não é um problema hoje. A questão é que a própria ideia de um gerador caseiro de eletricidade gratuita implica em um resultado que será muito mais barato que o equivalente de fábrica. Se você comprar módulos fotovoltaicos no local, não poderá economizar muito.

Nos pregões estrangeiros, as células solares são apresentadas em uma ampla gama - você pode comprar um único produto e um conjunto de tudo o que é necessário para montar e conectar uma bateria solar

Por um preço razoável, as células solares podem ser encontradas em mercados estrangeiros, como eBay ou AliExpress.. Lá eles são apresentados em uma ampla gama e a preços muito acessíveis. Para o nosso projeto, por exemplo, são adequadas placas policristalinas comuns de 3x6 polegadas. Em condições ideais, podem gerar uma corrente elétrica com tensão de 0,5 V e potência de até 3 A, ou seja, 1,5 W de potência elétrica.

Se você está queimando com o desejo de economizar o máximo possível ou tentar sua própria força, não há necessidade de comprar imediatamente bons módulos inteiros - você pode sobreviver com os de baixa qualidade. Todos no mesmo eBay ou AliExpress, você encontra conjuntos de placas com pequenas rachaduras, cantos lascados e outros defeitos - os chamados produtos classe "B". Danos externos não afetam as características técnicas das fotocélulas, o que não pode ser dito sobre o preço - peças defeituosas podem ser compradas 2-3 vezes mais baratas do que aquelas que têm apresentação. É por isso que é racional usá-los para testar a tecnologia em seu primeiro painel solar.

Ao escolher os módulos fotoeletrônicos, você verá elementos de vários tipos e tamanhos. Não pense que quanto maior a área de superfície, maior a voltagem que eles produzem. Isso não é verdade. Elementos do mesmo tipo geram a mesma tensão independentemente do tamanho. O que não pode ser dito sobre a força da corrente - aqui o tamanho é crucial.

Embora seja possível usar uma base de componentes obsoletos como fotocélulas, os diodos e transistores abertos têm tensão e intensidade de corrente muito baixas - serão necessários milhares desses dispositivos

Imediatamente quero avisá-lo que não faz sentido procurar um análogo entre vários dispositivos eletrônicos improvisados. Sim, você pode obter um módulo fotoeletrônico em funcionamento a partir de poderosos diodos ou transistores retirados de um rádio ou TV antigo. E até faça uma bateria conectando vários desses elementos em uma corrente. No entanto, não será possível alimentar nada mais poderoso do que uma calculadora ou uma lanterna LED com esse “painel solar” devido às características técnicas muito fracas de um único módulo.

O princípio do cálculo da energia da bateria

Para calcular a potência necessária de um sistema solar elétrico caseiro, você precisa conhecer o consumo mensal de eletricidade. É mais fácil determinar esse parâmetro - a quantidade de eletricidade consumida em quilowatts-hora pode ser visualizada pelo medidor ou encontrada observando as contas que a empresa de vendas de energia envia regularmente. Assim, se os custos forem, por exemplo, 200 kWh, a bateria solar deverá gerar cerca de 7 kWh de eletricidade por dia.

Nos cálculos, deve-se levar em consideração que os painéis solares geram eletricidade apenas durante o dia e seu desempenho depende tanto do ângulo do Sol acima do horizonte quanto das condições climáticas. Em média, até 70% da quantidade total de energia é gerada das 9h às 16h e, mesmo na presença de uma leve nebulosidade ou neblina, a potência dos painéis cai de 2 a 3 vezes. Se o céu estiver coberto de nuvens sólidas, na melhor das hipóteses, você poderá obter de 5 a 7% da capacidade máxima do sistema solar.

De acordo com o gráfico de eficiência energética da bateria solar, verifica-se que a maior parte da energia gerada recai no horário das 9 às 16 horas.

Diante de todos os itens acima, pode-se calcular que para produzir 7 kWh de energia em condições ideais, você precisa de um conjunto de painéis com potência de pelo menos 1 kW. Se levarmos em conta a diminuição da produtividade associada a uma mudança no ângulo de incidência dos raios, fatores climáticos, bem como perdas em baterias e conversores de energia, esse número deve ser aumentado em pelo menos 50 a 70%. Se levarmos em conta o indicador superior, para este exemplo, será necessário um painel solar com potência de 1,7 kW.

O cálculo posterior depende de quais fotocélulas serão usadas. Por exemplo, tome as células policristalinas de 3˝×6˝ mencionadas anteriormente (área de 0,0046 m²) com uma tensão de 5 V e uma corrente de até 3 A. Para coletar um conjunto de células fotovoltaicas com uma tensão de saída de 12 V e uma corrente de 1.700 W / 12 V = 141 A, você precisará conectar 24 elementos em uma linha (uma conexão serial permite somar a tensão) e usar 141 A / 3 A = 47 dessas linhas (1.128 placas) . A área da bateria com a colocação mais densa será 1128 x 0,0046 = 5,2 sq. m

Para acumular e transformar a energia solar nos usuais 220 volts, você precisará de um conjunto de baterias, um controlador de carga e um inversor step-up

Para acumular eletricidade, são utilizadas baterias com tensão de 12 V, 24 V ou 48 V, e sua capacidade deve ser suficiente para acomodar os mesmos 7 kWh de energia. Se você pegar baterias comuns de chumbo de 12 volts (longe de ser a melhor opção), sua capacidade deve ser de pelo menos 7.000 Wh / 12 V = 583 Ah, ou seja, três baterias grandes de 200 amperes-hora cada. Deve-se ter em mente que a eficiência das baterias não é superior a 80% e também que quando a tensão é convertida por um inversor para 220 V, de 15 a 20% de energia será perdida. Portanto, você terá que comprar pelo menos mais uma bateria da mesma para compensar todas as perdas.

À questão da possibilidade de utilização de painéis solares elétricos para aquecimento

Como você já deve ter notado, a frase “bateria solar” ou “painel solar” é constantemente mencionada no contexto de um dispositivo elétrico. Isso não foi feito por acaso, já que outros painéis solares ou baterias - geocoletores - costumam ser chamados da mesma maneira.

Vários coletores solares poderão fornecer água quente à casa e assumir parte dos custos de aquecimento

A capacidade de converter diretamente a energia da radiação solar diretamente em calor pode aumentar significativamente a produtividade dessas instalações. Assim, os geocoletores modernos com revestimento seletivo de tubos de vácuo têm uma eficiência de 70 a 80% e podem ser usados ​​tanto em sistemas de abastecimento de água quente quanto para aquecimento de ambientes.

O design do coletor solar com tubos de vácuo minimiza a transferência de calor para o ambiente externo

Voltando à questão de saber se é possível usar um painel solar elétrico para alimentar aparelhos de aquecimento, vamos considerar quanto calor é necessário, por exemplo, para uma casa de 70 metros quadrados. metros. Com base nas recomendações padrão de 100 W de calor por 1 sq. m da área da sala, obtemos o custo de 7 kW de energia por hora, ou aproximadamente 70 kWh por dia (afinal, os aparelhos de aquecimento não serão ligados o tempo todo).

Ou seja, 10 baterias de fabricação própria com área total de 52 m². Imagine um colosso, digamos, com 4 m de largura e mais de 13 m de comprimento, além de um bloco de baterias de 12 volts com capacidade total de 7200 amperes-hora? Tal sistema não será capaz de alcançar a autossuficiência antes que a vida da bateria se esgote. Como você pode ver, ainda é muito cedo para falar sobre a conveniência do uso de painéis solares para fins de aquecimento.

Escolhendo um local para instalar um painel solar elétrico

É necessário escolher um local onde o painel solar será instalado na fase de projeto. Pode ser uma inclinação do telhado voltada para o sul ou uma área aberta em um terreno rural. O último, é claro, é preferível por várias razões:

• o painel solar instalado na parte inferior é mais fácil de manter;
• no chão é mais fácil montar o dispositivo rotativo;
• carga adicional no telhado e seus danos durante a instalação do sistema solar são excluídos.

O local de instalação do quadro elétrico deve estar aberto à luz do sol durante todo o dia, para que não haja árvores ou prédios próximos, cuja sombra possa cair em sua superfície.

Ao escolher um local para instalar um sistema solar, certifique-se de levar em consideração a possibilidade de sombrear os painéis solares pelos objetos ao redor.

A segunda circunstância, que nos obriga a procurar tal local antes de montar a bateria solar, está relacionada com a determinação das dimensões do painel. Ao montar o dispositivo com nossas próprias mãos, podemos ser bastante flexíveis na escolha de suas dimensões. Como resultado, você pode obter uma instalação que se encaixa perfeitamente no exterior.

Vamos começar a fazer uma bateria solar com nossas próprias mãos

Tendo feito todos os cálculos necessários e decidido um local para instalar uma bateria solar, você pode começar a fabricá-la.

O que será necessário no trabalho

Além das células solares adquiridas, ao construir um painel solar elétrico, você precisará dos seguintes materiais:

• fio trançado de cobre;
• solda;
• pneus especiais para conectar as saídas das fotocélulas;
• Diodos Schottky, projetados para a corrente máxima de uma célula;
• solda;
• ripas de madeira ou cantos de alumínio;
• compensado ou OSB;
• Placa de fibra ou outro material dielétrico de folha rígida;
• plexiglass (você pode usar policarbonato, vidro ultra claro antirreflexo ou vidro de janela absorvente de infravermelho com espessura de pelo menos 4 mm);
• selante de silicone;
• parafusos autorroscantes;
• impregnação antibacteriana para madeira;
• Pintura a óleo.

Ao escolher o vidro para um painel solar, você deve escolher graus de absorção de IR com transmissão de luz máxima e reflexão de luz mínima.

Para funcionar, você precisa desta ferramenta simples:

• ferro de solda;
• serra ou quebra-cabeça;
• um conjunto de chaves de fenda ou uma chave de fenda;
• pincéis de pintura.

Se um suporte adicional ou suporte giratório for construído sob o painel solar, então, a lista de materiais e ferramentas deve ser reabastecida com uma viga de madeira ou cantos de metal, barra de aço, máquina de solda, etc. Ao instalar o painel solar em o solo, o local pode ser concretado ou ladrilhado.

Instruções para o andamento do trabalho

Como exemplo, considere o processo de construção de um sistema solar elétrico a partir das células solares de 3x6 polegadas consideradas acima com uma tensão de 0,5 V e uma corrente de até 3A. Para carregar uma bateria de 12 volts, é necessário que nossa bateria “dê” pelo menos 18 V, ou seja, são necessárias 36 placas. A montagem deve ser realizada em etapas, caso contrário, erros no trabalho não podem ser evitados. Deve-se lembrar que quaisquer alterações, bem como manipulações excessivas com fotocélulas, podem danificá-las - esses dispositivos são caracterizados por maior fragilidade.

Para fazer uma bateria solar completa, você precisará de várias dezenas de fotocélulas.

Fabricação de caixas

A caixa da bateria solar é uma caixa plana fechada com compensado de um lado e vidro transparente do outro. Para a fabricação do quadro, você pode usar cantos de alumínio e ripas de madeira. A segunda opção é mais fácil de trabalhar, portanto, para a fabricação do seu primeiro painel, recomendamos escolhê-la.

Ao começar a construir um painel solar, faça um pequeno desenho - no futuro isso ajudará a economizar tempo e evitar erros com dimensões

A partir dos trilhos com seção de 20x20 mm, é montada uma estrutura retangular com dimensões externas de 118x58 cm, reforçada com uma travessa.

A caixa da bateria solar é um escudo de madeira com lados não superiores a 2 cm de altura - neste caso, eles não obscurecerão as fotocélulas

Dispositivos de ventilação são perfurados nas extremidades inferiores da carcaça, bem como na barra espaçadora. Eles comunicarão a cavidade interna com a atmosfera, para que o vidro não embace por dentro. Depois disso, um retângulo é recortado da folha de Plexiglas, correspondendo às dimensões externas da moldura.

Furos feitos nos trilhos servem para ventilar o espaço interno do painel

O verso da caixa é costurado com compensado ou OSB. O corpo é tratado com um anti-séptico e pintado com tinta a óleo.

Para proteger a caixa de madeira das influências atmosféricas, ela é pintada com tinta a óleo.

De acordo com o tamanho das cavidades internas do corpo, são cortados 2 substratos para fotocélulas. Seu uso durante a instalação de placas não apenas tornará o trabalho mais conveniente, mas também reduzirá o risco de danos ao vidro frágil. Para substratos, você pode pegar qualquer material denso - painel de fibra, textolite, etc. O principal é que ele não conduz corrente elétrica e resiste bem ao calor.

Qualquer dielétrico adequado pode ser usado como substrato para fotocélulas, por exemplo, placa de fibra perfurada

Montagem da Placa

A montagem das placas começa com a desembalagem. Muitas vezes, para a segurança das fotocélulas, elas são coletadas em uma pilha e preenchidas com parafina. Nesse caso, os produtos são imersos em um recipiente com água e aquecidos em banho-maria. Depois que a parafina estiver derretida, as placas devem ser separadas umas das outras e bem secas.

A remoção da cera do pacote de placas é melhor feita em banho-maria. O método mostrado na figura não se provou da melhor maneira - ao ferver, as placas começam a vibrar e se chocam

As fotocélulas são dispostas no substrato de tal forma que seus condutores são direcionados na direção correta. No nosso caso, todas as 36 placas são conectadas em série - isso nos permitirá “ganhar” os 18 V que precisamos. Para facilitar a instalação, 6 placas devem ser soldadas, obtendo 6 correntes separadas.

Antes da soldagem, as fotocélulas são dispostas em cadeias com o comprimento necessário.

Conhecendo o princípio de formação de painéis solares, você pode selecionar facilmente a tensão e a intensidade da corrente necessárias. Tudo é muito simples: primeiro, é montado um grupo de placas conectadas em série, que fornecerá a tensão desejada. Depois disso, os blocos individuais são conectados em paralelo - neste caso, sua força atual será somada. Assim, você pode obter um painel de qualquer potência.

A solda é aplicada nos caminhos condutores das fotocélulas e as peças são conectadas umas às outras usando um ferro de solda de baixa potência.

Ao comprar células fotovoltaicas mais baratas sem cabos, esteja preparado para o trabalho meticuloso dos condutores de solda

Após a coleta de todos os seis grupos, uma gota de selante de silicone deve ser aplicada no centro de cada placa. Os cordões de fotocélulas são então desdobrados e cuidadosamente colados ao substrato.

Para fixar as fotocélulas no substrato, use selante de silicone ou cola de borracha.

Um diodo Schottky é soldado ao terminal positivo de cada corrente - ele protegerá a bateria de ser descarregada através do painel à noite ou durante a cobertura de nuvens pesadas. Usando um barramento especial ou trança de cobre, os blocos individuais são conectados em um único circuito.

No diagrama de conexão elétrica, os elementos do painel solar são circulados com uma linha pontilhada

Com conexão serial, a saída positiva deve ser conectada ao contato negativo, e com conexão paralela, ao de mesmo nome.

Instalação de placas no corpo

As fotocélulas montadas no substrato são colocadas na caixa e fixadas ao compensado por meio de parafusos autorroscantes. Partes separadas da bateria solar são conectadas umas às outras por um condutor de cobre. Ele pode ser passado por um dos orifícios de ventilação na travessa - para que não haja interferência ao instalar o vidro.

Um cabo multi-core é soldado ao “mais” e “menos”, que é retirado através de um orifício na parte inferior do gabinete - será necessário conectar o painel à bateria. Para evitar danos às placas, o cabo é firmemente fixado à estrutura de madeira.

Após a instalação das placas, todos os elementos articulados são fixados com cola quente ou selante.

De cima, a bateria solar é coberta com uma folha de plexiglass, que é fixada com cantos ou parafusos autorroscantes. Para proteger as fotocélulas da umidade, uma camada de selante de silicone é aplicada entre a moldura e o vidro. Sobre isso, a montagem pode ser considerada completa - você pode levar a bateria solar ao telhado e conectá-la aos consumidores.

Depois de colocar e fixar a tampa de vidro, o painel solar está pronto para operação.

A eficiência da bateria solar depende de sua orientação ao sol - a potência máxima é alcançada quando os raios do sol incidem em ângulo reto. Para aumentar a produtividade da instalação, ele é colocado em uma estrutura giratória. Este design é uma estrutura de madeira ou metal montada em um eixo horizontal giratório.

Para máxima eficiência, o painel solar deve ser orientado diretamente para o Sol. Esta tarefa é melhor realizada por instalações automáticas chamadas rastreadores solares.

Para girar e fixar o quadro, você pode usar um acionamento mecânico (por exemplo, um acionamento por corrente) ou uma barra de retenção ajustável em etapas. Os dispositivos rotativos mais avançados estão equipados com uma unidade de rotação no plano vertical e um sistema automático de rastreamento do Sol. Tais equipamentos podem ser montados utilizando motores de passo e um microcontrolador moderno, como o Arduino.

Construir um rastreador solar em casa é uma tarefa extremamente difícil, então na maioria das vezes os artesãos se dão bem com uma estrutura simples com uma estrutura inclinada ou fixa

A conexão de uma bateria solar a um sistema autônomo de fornecimento de energia deve ser feita usando um controlador de carga. Este dispositivo não apenas distribuirá corretamente os fluxos de energia elétrica, mas também impedirá a descarga profunda da bateria, aumentando sua vida útil. Todas as conexões, incluindo a conexão de um inversor de 220 volts, devem ser feitas com fios de cobre com seção transversal de pelo menos 3-4 metros quadrados. mm - isso evitará perdas de energia ôhmica.

O controlador de carga da bateria solar permitirá que ele funcione com a saída máxima de corrente e proteja as baterias contra descarga excessiva.

Por fim, gostaria de recomendar que você monitore a bateria solar não apenas por indicadores e setas de instrumentos. Esteja ciente de que o vidro sujo pode reduzir o desempenho da planta em 50% ou mais. Não se esqueça de realizar a limpeza regular, e uma instalação do tipo faça você mesmo o recompensará com quilowatts de energia totalmente gratuita e, o mais importante, ecologicamente correta.

Vídeo: montagem do painel solar faça você mesmo

Hoje, não há barreiras para montar um painel solar com suas próprias mãos. Não há problemas nem com a compra de fotocélulas, nem com a compra de um controlador ou conversor de energia. Esperamos que este artigo seja seu ponto de partida no caminho para uma casa autônoma e você finalmente comece a trabalhar. Estaremos à espera de suas perguntas, ideias e sugestões sobre o projeto e melhoria de painéis solares. Vejo você em breve!

Postagens relacionadas:

Nenhuma entrada relacionada encontrada.

A demanda por fontes alternativas de energia está aumentando a cada dia. Os artesãos estão dominando ativamente maneiras de fazer uma bateria solar com suas próprias mãos.

Estágio preparatório: o que você precisa saber sobre painéis solares

Para a autofabricação de uma bateria solar, você pode usar os dois espaços em branco especialmente comprados e aproveitar ao máximo o material disponível em sua oficina em casa - diodos, transistores, papel alumínio.

Os painéis solares não podem, na maioria dos casos, substituir uma usina de energia completa e fornecer uma tensão operacional de 220 V para a operação de aparelhos elétricos potentes. As limitações surgem devido ao seu alto custo e grande área de espaço livre para instalação.

Muitas vezes, eles são usados ​​​​como fonte adicional de energia e para casas de verão não eletrificadas.

A eficiência dos painéis solares depende das condições climáticas, da intensidade do fluxo de luz solar, do ângulo de incidência do fluxo de luz.

Um pequeno número de dias claros em uma determinada região, um forte sombreamento do terreno, pode ser o motivo da não rentabilidade econômica da nova instalação: o período de retorno será maior que a vida útil (até 30 anos).

O local para instalação de uma bateria solar em sua casa deve ser bem iluminado, preferencialmente localizado acima do nível do solo (no telhado), e a própria estrutura deve ser capaz de corrigir sua posição no espaço para que os raios do sol incidam perpendicularmente à superfície as fotocélulas.

Como construir seu próprio painel solar

Para montar um painel solar você precisa:

• Faça uma moldura - uma moldura de cantos de alumínio ou ripas de madeira. Você pode escolher qualquer forma do corpo e, portanto, a forma da bateria solar. É necessário preparar um substrato de fibra e um vidro protetor em tamanho.
• Soldar células solares. A etapa mais crucial: a eficiência final da bateria depende da qualidade da soldagem. 3. Coloque a placa na estrutura e sele-a - a etapa final do trabalho.

A parte principal da bateria solar são as fotocélulas, que convertem a energia da luz do dia em energia elétrica.

A indústria produz 3 tipos de chapas: monocristalina, policristalina e filme fino (amorfo). Apenas os 2 primeiros são acessíveis e são adquiridos como espaços em branco para futuros experimentos caseiros.

A diferença entre eles está na eficiência - até 14% e 9%, respectivamente, durabilidade - 30 e 20 anos de serviço, e sensibilidade à intensidade da luz solar.

Apenas baterias com condutores policristalinos não reduzem a geração de energia em tempo nublado.

Faz sentido comprar fotocélulas de segunda classe com desconto - elas não são adequadas para fins industriais e os defeitos existentes não prejudicam a qualidade dos produtos caseiros.

As fotocélulas compradas precisam ser soldadas juntas. Um elemento separado fornece tensão de 0,5 V, geralmente os artesãos domésticos são guiados pela tensão nominal do produto acabado 18 V.

Ao combinar o circuito corretamente, é fácil alcançar as propriedades desejadas do consumidor: uma conexão paralela aumenta a força da corrente, uma conexão em série aumenta a tensão.

Na área de trabalho deve haver um ferro de solda, fluxo e solda. Fio de estanho, sem fluxo ácido, deixando um mínimo de traços gordurosos.

As pastilhas de silício são colocadas no vidro protetor, deixando uma folga de 5 mm: quando aquecidas, as fotocélulas se expandem. Ao soldar, é importante observar a polaridade - faixas com sinal negativo e positivo não são difíceis de distinguir.

Observação!

É melhor comprar células solares com condutores planos já soldados às células solares e apenas combiná-las em um circuito. Os elementos extremos da cadeia são enviados para um barramento comum.

Além disso, um diodo Schottky 31DQ03 ou similar deve ser soldado para evitar que a bateria se autodescarregue quando inativa.

O núcleo da bateria solar está pronto, resta colocá-lo no estojo preparado. Depois disso, uma gota de selante resistente ao calor é aplicada no centro de cada fotocélula individual (se houver várias gotas, a placa pode estourar ao expandir com o aquecimento) e cuidadosamente coberta com um substrato e depois com uma tampa.

Com a ajuda do silicone, as juntas devem ser seladas e o produto está pronto, o que pode ser uma alternativa às fotocélulas industriais

Fotos de painéis solares de componentes de rádio improvisados ​​surpreendem com sua originalidade, embora as características técnicas não sejam muito impressionantes.

Observação!

Para a produção de eletricidade doméstica, você pode usar uma variedade de materiais:

• Transistores do tipo KT ou P, dentro dos quais há um elemento de silício semicondutor. Uma tampa de metal é cortada deles e a placa aberta é capaz de desempenhar as funções de uma fotocélula, sua tensão é de 0,35 V.
• Diodos D223B. Suas vantagens sobre os outros são uma tensão de 0,35 V com tamanho compacto, um estojo conveniente, fácil limpeza de tinta desnecessária com acetona para trabalhos subsequentes.
• Folha de cobre.

Para adquirir as propriedades de conversão de energia solar em energia elétrica, é necessário realizar um processamento especial:

• Desengordurar.
• Trate com lixa para remover a película protetora de óxido e possível corrosão. Acenda em um queimador de gás até formar óxido de cobre - a placa muda de cor para preto e aquece depois disso por meia hora.
• A peça de trabalho, após resfriamento lento, é lavada suavemente em água corrente para remover a película preta.

O semicondutor desejado é uma placa com uma fina camada de óxido de cobre. Ao contrário das duas primeiras opções, o trabalho de solda não é necessário aqui para trabalhos adicionais.

É necessário colocar uma solução salina 2 pedaços de papel alumínio do mesmo tamanho, mas com propriedades diferentes - a versão processada e a original.

Eles não devem se tocar, prender com "crocodilos" com fios. Pólo positivo - ao cobre puro, negativo - ao óxido. A solução salina em um recipiente transparente não atinge o topo das placas em 2-3 cm.

Nem todo mundo pode comprar painéis solares em vista do preço bastante alto sem dor para o orçamento familiar. Mostre-se na criatividade técnica, agrade a casa e surpreenda os convidados com os resultados do seu trabalho.

Observação!

foto de bateria solar faça você mesmo

Uma bateria solar é um dispositivo que permite gerar eletricidade usando células fotovoltaicas especiais. Ajuda a reduzir significativamente o custo da eletricidade e obter sua fonte inesgotável. Tal instalação não só pode ser comprada pronta, mas também feita à mão. Um painel solar para uma casa no setor privado é a solução perfeita para evitar quedas frequentes de energia.

Informação geral

Antes de fazer uma bateria solar em casa, você precisa estudar detalhadamente sua estrutura, princípio de funcionamento, vantagens e desvantagens. Com essas informações, você pode escolher os componentes certos que funcionarão por um longo tempo e serão úteis.

Dispositivo e princípio de operação

Projetos de todos os tipos funcionam com base na conversão da energia emitida pela estrela mais próxima em energia elétrica. Isso acontece graças a fotocélulas especiais, que são combinadas em uma matriz e formam uma estrutura comum. Elementos semicondutores de silício são usados ​​como conversores de energia.

O princípio de funcionamento do painel solar:

1. A luz vinda do sol atinge as fotocélulas.
2. Ele elimina elétrons livres das últimas órbitas de todos os átomos de silício.
3. Por causa disso, aparece um grande número de elétrons livres, que começam a se mover rápida e aleatoriamente entre os eletrodos.
4. O resultado deste processo é a geração de corrente contínua.
5. Em seguida, é rapidamente convertido em CA e entregue ao dispositivo receptor.
6. Ele distribui a eletricidade gerada por toda a casa.

Vantagens e desvantagens

Os painéis solares DIY têm várias vantagens sobre os projetos de fábrica e outras fontes de energia. Graças a isso, os dispositivos estão ganhando popularidade rapidamente e são usados ​​em todo o mundo.

Entre os aspectos positivos dos painéis solares deve-se destacar o seguinte:

Apesar do grande número de vantagens, os painéis solares também apresentam desvantagens. Eles devem ser levados em consideração antes de iniciar a fabricação da estrutura e sua instalação.

As desvantagens incluem o seguinte:

Para que a estrutura acabada desempenhe suas funções de forma qualitativa e forneça às pessoas uma quantidade suficiente de eletricidade, é necessário fabricá-la adequadamente. Para fazer isso, você precisa levar em consideração muitos fatores e escolher apenas materiais de alta qualidade.

Requisitos principais

Antes de fazer uma bateria solar com suas próprias mãos, você precisa realizar várias medidas preparatórias e estudar cuidadosamente todos os requisitos do dispositivo. Isso ajudará a obter uma instalação funcional e simplificar o processo de instalação.

Para que o painel solar funcione em seu potencial máximo, os seguintes requisitos devem ser atendidos:

Materiais e ferramentas

As partes mais importantes do dispositivo são as fotocélulas. Os fabricantes oferecem aos clientes apenas 2 de suas variedades: monocristalino (eficiência de até 13%) e silício policristalino (eficiência de até 9%).

A primeira opção é adequada apenas para trabalhar em clima ensolarado e a segunda - em qualquer. Os condutores são outros elementos importantes do projeto. Eles são usados ​​para conectar fotocélulas umas às outras.

Para confecção de painéis Você vai precisar dos seguintes materiais e ferramentas:

Procedimento

Para fazer painéis solares com suas próprias mãos em casa, você deve seguir a sequência de ações. Somente neste caso, você pode evitar erros e alcançar o resultado desejado.

O processo de fabricação do painel é simples e consiste nos seguintes passos:

1. Um conjunto de células solares de poli ou monocristal é retirado e as peças são montadas em um projeto comum. Seu número é determinado com base nos requisitos dos proprietários da casa.
2. Contornos são aplicados às fotocélulas, condutores soldados formados a partir de estanho. Esta operação é realizada em uma superfície plana de vidro usando um ferro de solda.
3. De acordo com um circuito elétrico pré-preparado, todas as células são conectadas umas às outras. Neste caso, os diodos shunt devem ser conectados. A opção ideal para um painel solar seria usar diodos Schottky para evitar que o painel descarregue à noite.
4. A estrutura da célula é movida para o espaço aberto e testada quanto ao desempenho. Na ausência de problemas, você pode começar a montar o quadro.
5. Para estes fins, são utilizados cantos de alumínio especiais, que são fixados aos elementos da carroceria com a ajuda de ferragens.
6. Uma fina camada de selante de silicone é aplicada nas partes internas dos trilhos e distribuída uniformemente.
7. Uma folha de plexiglass ou policarbonato é colocada sobre ela e pressionada firmemente contra o contorno da armação.
8. O design é deixado por várias horas para que o selante de silicone seque completamente.
9. Assim que esse processo é concluído, a folha transparente é anexada adicionalmente ao corpo com a ajuda de hardware.
10. Fotocélulas selecionadas com condutores são colocadas ao longo de toda a parte interna da superfície resultante. É importante deixar uma pequena distância (cerca de 5 milímetros) entre as células adjacentes. Para simplificar este procedimento, você pode pré-aplicar a marcação necessária.
11. As células instaladas são fixadas com segurança à estrutura usando silicone de montagem e o painel é completamente selado. Tudo isso ajudará a aumentar a vida útil da bateria solar.
12. O produto é deixado secar a mistura aplicada e adquire sua forma final.

Produtos de materiais improvisados

Uma bateria solar pode ser montada não apenas com materiais caros, mas também com materiais improvisados. O design final, embora seja menos eficiente, economizará um pouco de eletricidade.

Esta é uma das opções mais fáceis e acessíveis para fazer um painel solar caseiro. O dispositivo será baseado em diodos de baixa tensão, que são feitos em uma caixa de vidro.

A bateria é feita de acordo com a seguinte sequência de ações:

folha de cobre

Se você precisar obter uma pequena quantidade de eletricidade, poderá fazer um painel solar a partir de uma folha comum.

O design final terá baixo consumo de energia, portanto, só pode ser usado para alimentar dispositivos pequenos.

Instrução passo a passo:

latas de cerveja

Este método simples de fazer uma bateria não requer grandes custos financeiros. Com ele, você pode obter uma pequena quantidade de eletricidade, o que reduzirá um pouco os custos.

Procedimento:

Um painel solar de fabricação própria é um dispositivo maravilhoso que permite reduzir os custos de energia. Com sua fabricação adequada e o cumprimento de todas as recomendações, você pode fazer um produto de qualidade que funcionará por muitos anos.