Chanzo cha nishati ya jua ya DIY. Nishati ya jua nyumbani kwako: jinsi ya kutengeneza betri na mikono yako mwenyewe

Kwa kusudi hili, paneli za compact zilizopangwa tayari zinazalishwa na kuuzwa, zilizofanywa kwa namna ya makusanyiko yaliyopigwa haraka kwenye msingi wa kitambaa cha synthetic. Katikati ya Urusi, paneli kama hiyo yenye urefu wa cm 30x40 inaweza kutoa nguvu ndani ya 5 W kwa voltage ya 12 V.

Betri kubwa itaweza kutoa hadi wati 100 za nguvu ya umeme. Inaweza kuonekana kuwa hii sio sana, lakini inafaa kukumbuka kanuni ya operesheni ya ndogo: ndani yao mzigo mzima unaendeshwa kupitia kibadilishaji cha mapigo kutoka kwa betri ya betri, ambayo inashtakiwa kutoka kwa kinu cha nguvu cha chini. Hii inafanya uwezekano wa kutumia watumiaji wenye nguvu zaidi.

Kutumia kanuni sawa wakati wa kujenga mtambo wa umeme wa jua wa nyumbani hufanya faida zaidi kuliko turbine ya upepo: katika majira ya joto jua huangaza zaidi ya siku, tofauti na upepo wa fickle na mara nyingi haupo. Kwa sababu hii, betri zitaweza malipo kwa kasi zaidi wakati wa mchana, na jopo la jua yenyewe ni rahisi zaidi kufunga kuliko moja inayohitaji mlingoti wa juu.

Pia kuna umuhimu wa kutumia betri ya jua pekee kama chanzo cha nishati ya dharura. Kwa mfano, ikiwa boiler ya kupokanzwa gesi iliyo na pampu za mzunguko imewekwa katika nyumba ya kibinafsi, wakati usambazaji wa umeme umezimwa, unaweza kuwasha kupitia kibadilishaji cha kunde (inverter) kutoka kwa betri ambazo zimechajiwa kutoka kwa betri ya jua, kuweka mfumo wa joto hufanya kazi.

Hadithi ya TV juu ya mada hii

Watu zaidi na zaidi wanajitahidi kununua nyumba ziko mbali na vituo vya ustaarabu. Kuna sababu nyingi za hii, moja kuu ambayo labda ni mazingira. Sio siri kuwa maendeleo makubwa ya viwanda yana athari mbaya kwa mazingira. Lakini wakati wa kununua nyumba kama hiyo, unaweza kukabiliwa na ukosefu wa usambazaji wa umeme, bila ambayo maisha katika karne ya ishirini na moja hayawezi kufikiria.

Tatizo la kutoa nishati kwa jengo lililo mbali na vituo vya ustaarabu linaweza kutatuliwa kwa kufunga jenereta ya upepo. Hata hivyo, njia hii ni mbali na bora. Ili kuwepo na umeme wa kutosha kwa nyumba nzima, ufungaji wa windmill kubwa au kadhaa itahitajika, lakini hata katika kesi hii, usambazaji wa nishati utakuwa wa mara kwa mara, haupo katika hali ya hewa ya utulivu.

Ili kuhakikisha ugavi wa nishati imara nyumbani, suluhisho la ufanisi ni kuchanganya jenereta ya upepo na betri ya jua, lakini, kwa bahati mbaya, betri ni mbali na nafuu. Suluhisho la matatizo haya itakuwa kuzalisha betri ya jua kwa mikono yako mwenyewe, yenye uwezo wa kushindana kwa masharti sawa na yale ya kiwanda kwa suala la nguvu, lakini wakati huo huo hutofautiana nao kwa bei. Na kuna suluhisho kama hilo!

Kuanza, unahitaji kuamua ni nini betri ya jua. Katika msingi wake, ni chombo kilicho na safu ya vipengele vinavyobadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme. Neno "safu" linatumika katika kesi hii, kwa sababu ili kutoa kiasi cha kutosha cha nishati muhimu kwa usambazaji wa nishati ya jengo la makazi, idadi ya kutosha ya seli za jua itahitajika. Kutokana na udhaifu mkubwa wa vipengele, ni lazima kuunganishwa kwenye betri, ambayo huwapa ulinzi kutokana na uharibifu wa mitambo na kuchanganya nishati inayozalishwa. Kama unaweza kuona, hakuna kitu ngumu sana katika muundo wa msingi wa betri ya jua, kwa hivyo inawezekana kuifanya mwenyewe.

Kabla ya kuendelea moja kwa moja kwa hatua, ni desturi kufanya maandalizi ya kina ya kinadharia ili kuepuka matatizo na gharama zisizohitajika katika mchakato. Ni katika hatua hii kwamba washiriki wengi hukutana na kikwazo cha kwanza - karibu ukosefu kamili wa habari muhimu kutoka kwa mtazamo wa vitendo. Ni jambo hili ambalo linajenga uonekano wa mbali wa utata wa paneli za jua: kwa kuwa hakuna mtu anayewafanya wenyewe, inamaanisha kuwa ni ngumu. Walakini, kwa kutumia fikra za kimantiki, unaweza kufikia hitimisho zifuatazo:

• msingi wa uwezekano wa mchakato mzima upo katika upatikanaji seli za jua kwa bei nafuu

• ununuzi wa vipengele vipya hutolewa kutokana na gharama zao za juu na ugumu wa ununuzi kwa kiasi kinachohitajika.

• seli za jua ambazo ni mbovu au zilizoharibika zinaweza kununuliwa kwenye eBay na vyanzo vingine kwa bei ya chini sana kuliko mpya.

• vitu vyenye kasoro vinaweza kutumika chini ya hali fulani.

Kulingana na hitimisho lililotolewa, inakuwa wazi kuwa hatua inayofuata utengenezaji wa betri za jua itakuwa ununuzi wa seli zenye kasoro za jua. Kwa upande wetu, vitu vilinunuliwa kwenye eBay.

Seli za jua za monocrystalline zilizonunuliwa zilikuwa na ukubwa wa inchi 3x6, na kila moja ilizalisha kuhusu 0.5V ya nishati. Kwa hivyo, vipengele 36 vile vilivyounganishwa katika mfululizo vinazalisha jumla ya 18V, ambayo inatosha kurejesha betri ya 12V kwa ufanisi. Ikumbukwe kwamba seli za jua kama hizo ni dhaifu na dhaifu, kwa hivyo uwezekano wa wao kuharibiwa ikiwa utashughulikiwa bila uangalifu ni mkubwa sana.

Ili kuhakikisha ulinzi dhidi ya uharibifu wa mitambo, muuzaji aliweka nta ya vipande kumi na nane. Kwa upande mmoja, hii ni kipimo cha ufanisi ili kuepuka uharibifu wakati wa usafiri, kwa upande mwingine, ni matatizo yasiyo ya lazima, kwani kuondoa wax haiwezekani kuonekana kuwa kazi ya kupendeza na rahisi kwa mtu yeyote. Kwa hiyo, ikiwa inawezekana, ununuzi wa vipengele ambavyo havijawekwa na nta ni suluhisho bora. Ikiwa utazingatia vipengele vya mwanga vilivyoonyeshwa, utaona kuwa wana waendeshaji wa soldered. Hata katika kesi hii, italazimika kufanya kazi na chuma cha kutengeneza, na ukinunua vitu bila waendeshaji, kazi itakuwa mara nyingi zaidi.

Wakati huo huo, seti kadhaa za vitu ambazo hazijajazwa na nta zilinunuliwa kutoka kwa muuzaji mwingine. Zilikuja zimefungwa kwenye sanduku la plastiki na chips ndogo pande. Kwa upande wetu, chips hazikuwa suala la wasiwasi, kwa sababu hawakuwa na uwezo wa kupunguza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa kipengele kizima. Hata hivyo, wengine wanaweza kuwa wamepata matokeo mabaya zaidi kutokana na uharibifu wakati wa usafiri, ambayo ni jambo la kukumbuka. Vipengee vilivyonunuliwa vilitosha kuzalisha paneli mbili za jua, hata kwa ziada katika kesi ya uharibifu usiotarajiwa au kushindwa.

Bila shaka, katika utengenezaji wa betri ya jua, unaweza kutumia vipengele vingine vya mwanga, ambavyo vinapatikana kutoka kwa wauzaji katika aina mbalimbali za ukubwa na maumbo. Katika kesi hii, unahitaji kukumbuka mambo matatu:

1. Vipengele vya mwanga vya aina hiyo vinazalisha voltage sawa, bila kujali ukubwa na sura, hivyo idadi yao inayotakiwa itabaki bila kubadilika
2. Kizazi cha sasa kinategemea moja kwa moja ukubwa wa kipengele: kubwa hutoa zaidi ya sasa, ndogo - chini.
3. Nguvu ya jumla ya seli ya jua imedhamiriwa na voltage yake iliyozidishwa na sasa yake.

Kama unaweza kuona, matumizi ya vitu vya ukubwa mkubwa katika utengenezaji wa betri ya jua inaweza kutoa rating ya juu ya nguvu, lakini wakati huo huo itafanya betri yenyewe kuwa kubwa zaidi na nzito. Ikiwa seli ndogo hutumiwa, ukubwa na uzito wa betri iliyokamilishwa itapungua, lakini pato la nguvu pia litapungua. Haifai sana kutumia seli za jua za ukubwa tofauti katika betri moja, kwa kuwa sasa inayozalishwa na betri itakuwa sawa na sasa ya kipengele kidogo zaidi kutumika.

Seli za jua zilizonunuliwa kwa upande wetu, zenye ukubwa wa inchi 3x6, zilitoa mkondo wa takriban 3 amperes. Katika hali ya hewa ya jua, vipengele thelathini na sita vilivyounganishwa katika mfululizo vinaweza kutoa kuhusu 60 W ya nguvu. Takwimu sio ya kuvutia sana, lakini ni bora kuliko chochote. Inapaswa kuzingatiwa kuwa nguvu maalum itatolewa kila siku ya jua, malipo ya betri. Katika kesi ya kutumia umeme kwa taa za nguvu na vifaa na matumizi ya chini ya sasa, nguvu hii ni ya kutosha kabisa. Usisahau kuhusu jenereta ya upepo, ambayo pia hutoa nishati.

Baada ya kununua seli za jua, itakuwa ni wazo nzuri kuzificha kutoka kwa macho ya binadamu mahali salama, kulindwa kutoka kwa watoto na wanyama wa kipenzi, hadi wakati ambapo inawezekana kufunga moja kwa moja kwenye betri ya jua. Hili ni hitaji muhimu, kwa sababu ya udhaifu wa juu sana wa vitu na uwezekano wao wa deformation ya mitambo.

Kwa asili, nyumba ya betri ya jua sio kitu zaidi ya sanduku rahisi la kina. Sanduku lazima lifanywe kwa kina ili pande zake zisifanye vivuli wakati jua linapiga betri kwa pembe kubwa. Nyenzo inayotumika ni 3/8" plywood na 3/4" nene edging strips. Kwa kuegemea bora, itakuwa ni wazo nzuri kufunga pande kwa njia mbili - gluing na screwing. Ili kurahisisha soldering inayofuata ya vipengele, ni bora kugawanya betri katika sehemu mbili. Jukumu la kitenganishi hufanywa na kamba iliyo katikati ya droo.

Katika mchoro huu mdogo, unaweza kuona vipimo katika inchi (inchi 1 sawa na 2.54 cm) ya betri ya jua iliyotengenezwa kwa upande wetu. Shanga ziko kando ya kingo zote na katikati ya betri na unene wa inchi 3/4. Mchoro huu haudai kamwe kuwa kiwango cha kutengeneza betri; uliundwa badala ya matakwa ya kibinafsi. Vipimo vinatolewa kwa uwazi, lakini kimsingi wao, kama muundo, wanaweza kuwa tofauti. Usiogope kujaribu na inawezekana kabisa kwamba betri inaweza kugeuka kuwa bora zaidi kuliko katika kesi yetu.

Mtazamo wa nusu ya nyumba ya betri, ambayo kundi la kwanza la seli za jua litawekwa. Mashimo madogo unayoyaona kwenye pande sio zaidi ya mashimo ya uingizaji hewa. Zimeundwa ili kuondoa unyevu na kudumisha shinikizo sawa na shinikizo la anga ndani ya betri. Uangalifu hasa unapaswa kulipwa kwa eneo la mashimo ya uingizaji hewa katika sehemu ya chini ya kesi ya betri, kwa sababu eneo lao katika sehemu ya juu litasababisha ingress ya unyevu kupita kiasi kutoka nje. Mashimo lazima pia yafanywe kwenye ukanda ulio katikati.

Vipande viwili vilivyokatwa vya fiberboard vitatumika kama substrates, i.e. Seli za jua zitasakinishwa juu yao. Kama mbadala kwa fiberboard, nyenzo yoyote nyembamba ambayo ina rigidity ya juu na haifanyi sasa umeme inafaa.

Ili kulinda betri ya jua kutokana na athari za fujo za hali ya hewa na mazingira, plexiglass hutumiwa, ambayo lazima itumike kufunika upande wa mbele. Katika kesi hii, vipande viwili vilikatwa, lakini kipande kimoja kikubwa kinaweza kutumika. Matumizi ya glasi ya kawaida haipendekezi kwa sababu ya kuongezeka kwa udhaifu.

Msiba ulioje! Ili kuhakikisha kufunga kwa screws, iliamuliwa kuchimba mashimo karibu na makali. Ikiwa unatumia shinikizo kali wakati wa kuchimba visima, plexiglass inaweza kuvunja, ambayo ni nini kilichotokea kwa upande wetu. Shida ilitatuliwa kwa kuchimba shimo mpya karibu, na kipande kilichovunjika kiliwekwa tena kwenye gundi.

Baada ya hayo, sehemu zote za mbao za betri ya jua zilijenga katika tabaka kadhaa ili kuongeza ulinzi wa muundo kutoka kwa unyevu na ushawishi wa mazingira. Uchoraji ulifanyika ndani na nje. Rangi ya rangi, pamoja na aina, inaweza kutofautiana kwa anuwai; kwa upande wetu, tulitumia rangi ambayo ilikuwa inapatikana kwa idadi ya kutosha.

Substrates pia zilijenga pande zote mbili na katika tabaka kadhaa. Wakati wa kuchora substrate, tahadhari maalum inapaswa kulipwa; ikiwa uchoraji ni wa ubora duni, kuni inaweza kuanza kuzunguka kutokana na kufichuliwa na unyevu, ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa seli za jua zilizounganishwa nayo.
Sasa kwamba nyumba ya betri ya jua iko tayari na kukausha, ni wakati wa kuanza kuandaa vipengele.
Kama ilivyoelezwa hapo awali, kuondoa wax kutoka kwa vipengele sio kazi ya kupendeza. Kupitia majaribio na majaribio na makosa, njia ya ufanisi ilipatikana. Hata hivyo, mapendekezo ya kununua vitu visivyo na nta yanabaki sawa.

Ili kuyeyuka wax na kutenganisha vipengele kutoka kwa kila mmoja, unahitaji kuimarisha seli za jua katika maji ya moto. Katika kesi hiyo, uwezekano wa maji ya moto unapaswa kutengwa, kwa sababu kuchemsha kwa ukatili kunaweza kuharibu vipengele na kuharibu mawasiliano yao ya umeme. Ili kuepuka inapokanzwa kutofautiana, inashauriwa kuweka vipengele katika maji baridi na joto kwa upole. Unapaswa kukataa kuvuta vipengele kutoka kwenye sufuria na waendeshaji, kwani wanaweza kuvunja.

Picha hii inaonyesha toleo la mwisho la kiondoa nta. Nyuma upande wa kulia ni chombo cha kwanza kilichokusudiwa kuyeyusha nta. Katika sehemu ya mbele ya kushoto ni chombo cha maji ya moto ya sabuni, na kulia ni maji safi. Maji katika vyombo vyote ni moto sana, lakini chini ya maji ya moto. Mchakato rahisi wa kiteknolojia wa kuondoa nta ni kama ifuatavyo: unahitaji kuyeyusha nta kwenye chombo cha kwanza, kisha uhamishe kitu hicho kwa maji ya moto ya sabuni ili kuondoa mabaki ya nta, na mwishowe suuza na maji safi. Baada ya kusafisha nta, vitu lazima vikaushwe; ili kufanya hivyo, ziliwekwa kwenye kitambaa. Ikumbukwe kwamba kumwaga maji ya sabuni ndani ya mfereji wa maji machafu haikubaliki, kwani wax, wakati kilichopozwa, itaimarisha na kuifunga. Mchakato wa kusafisha husababisha karibu kuondolewa kabisa kwa nta kutoka kwa seli za jua. Nta iliyobaki haiwezi kuingilia kati na soldering au uendeshaji wa vipengele.

Seli za jua hukaushwa kwenye kitambaa baada ya kusafisha. Mara baada ya nta kuondolewa, vipengele vinakuwa tete zaidi, na kuwafanya kuwa vigumu zaidi kuhifadhi na kushughulikia. Inashauriwa kutozisafisha hadi zitakapohitajika kusanikishwa moja kwa moja kwenye safu ya jua.

Ili kurahisisha mchakato wa kufunga vipengele, inashauriwa kuanza kwa kuchora mesh kwenye msingi. Baada ya kuchora, vitu viliwekwa kwenye gridi ya taifa na upande wa nyuma juu ili kuziuza. Vipengele vyote kumi na nane vilivyo katika kila nusu viliunganishwa katika mfululizo, baada ya hapo nusu pia ziliunganishwa, pia kwa namna ya mfululizo, ili kupata voltage inayohitajika.

Mwanzoni, vipengele vya soldering pamoja vinaweza kuonekana kuwa vigumu, lakini baada ya muda inakuwa rahisi. Inashauriwa kuanza na vipengele viwili. Ni muhimu kuweka waendeshaji wa kipengele kimoja kwa namna ambayo huingilia pointi za soldering za nyingine, na unapaswa pia kuhakikisha kuwa vipengele vimewekwa kulingana na alama.
Kwa soldering moja kwa moja, chuma cha chini cha nguvu na solder ya fimbo yenye msingi wa rosin ilitumiwa. Kabla ya soldering, pointi za soldering zilitiwa mafuta na flux kwa kutumia penseli maalum. Chini hali yoyote unapaswa kuweka shinikizo kwenye chuma cha soldering. Vipengele ni tete sana kwamba vinaweza kuwa visivyoweza kutumika kutokana na shinikizo kidogo.

Solder ilirudiwa hadi mlolongo unaojumuisha vipengele sita ulipoundwa. Pau za uunganisho kutoka kwa seli za jua zilizovunjika ziliuzwa kwa upande wa nyuma wa kipengele cha mnyororo, ambacho ni cha mwisho. Kulikuwa na minyororo mitatu kama hiyo - jumla ya vitu 18 vya nusu ya kwanza ya betri viliunganishwa kwa mafanikio kuwa mtandao.
Kutokana na ukweli kwamba minyororo yote mitatu inahitaji kuunganishwa katika mfululizo, mlolongo wa kati ulizunguka digrii 180 kuhusiana na wengine. Mwelekeo wa jumla wa minyororo uliishia kuwa sahihi. Hatua inayofuata ni gundi vipande mahali.

Utekelezaji wa seli za jua unaweza kuhitaji ujuzi fulani. Ni muhimu kutumia tone ndogo la silicone-msingi sealant katikati ya kila kipengele cha mlolongo mmoja. Baada ya hayo, unapaswa kugeuza uso wa mnyororo juu na kuweka seli za jua kulingana na alama zilizowekwa hapo awali. Kisha unahitaji kushinikiza vitu kwa upole, ukisisitiza kwa upole katikati ili kuziweka. Shida kubwa zinaweza kutokea wakati wa kugeuza mnyororo unaobadilika, kwa hivyo jozi ya ziada ya mikono katika hatua hii haitaumiza.
Haipendekezi kutumia kiasi kikubwa cha vipengele vya gundi na gundi kando ya kingo. Hii ni kutokana na ukweli kwamba vipengele wenyewe na substrate ambayo imewekwa itaharibika wakati unyevu na hali ya joto inabadilika, ambayo inaweza kusababisha kushindwa kwa vipengele.

Hivi ndivyo nusu iliyokusanyika ya betri ya jua inavyoonekana. Ili kuunganisha minyororo ya kwanza na ya pili ya vipengele, braid ya shaba ya shaba ilitumiwa.

Kwa madhumuni haya, matairi maalum au hata waya za shaba zinafaa kabisa. Uunganisho sawa lazima ufanywe kwa upande wa nyuma. Waya ilikuwa imefungwa kwa msingi na tone la sealant.

Jaribio la nusu ya kwanza ya betri iliyotengenezwa kwenye jua. Kwa shughuli dhaifu ya jua, nusu iliyotengenezwa inazalisha 9.31V. Nzuri sana. Ni wakati wa kuanza kutengeneza nusu ya pili ya betri.

Kila nusu inafaa kabisa mahali. Ili kupata msingi ndani ya betri, screws 4 ndogo zilitumiwa.
Waya iliyokusudiwa kuunganisha nusu za paneli ya jua ilipitishwa kupitia shimo la uingizaji hewa katika upande wa kati na kulindwa na sealant.

Ni muhimu kuandaa kila jopo la jua katika mfumo na diode ya kuzuia, ambayo lazima iunganishwe na betri katika mfululizo. Imeundwa ili kuzuia kutokwa kwa betri kupitia betri. Diode ya 3.3A ya Schottky ilitumiwa, ambayo ina kushuka kwa voltage kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na diode za kawaida, ambayo hupunguza kupoteza nguvu kwenye diode. Seti ya diodi ishirini na tano za 31DQ03 ilinunuliwa kwa dola chache tu kwenye eBay.
Kulingana na sifa za kiufundi za diode, eneo bora zaidi la kuwekwa kwao ni ndani ya betri. Hii ni kutokana na utegemezi wa kushuka kwa voltage ya diode kwenye joto. Kwa kuwa hali ya joto ndani ya betri itakuwa kubwa zaidi kuliko joto la kawaida, ufanisi wa diode kwa hiyo utaongezeka. Sealant ilitumiwa kupata diode.

Ili kutoa waya nje, shimo lilitobolewa chini ya paneli ya jua. Ni bora kuzifunga waya kwenye fundo na kuzifunga kwa sealant ili zisivutwe baadaye.
Ni muhimu kuruhusu sealant kukauka kabla ya kusakinisha ulinzi wa plexiglass. Moshi wa silicone unaweza kutengeneza filamu kwenye uso wa ndani wa plexiglass ikiwa silicone hairuhusiwi kukauka kwenye hewa wazi.

Kiunganishi cha pini mbili kiliunganishwa kwenye waya wa pato la betri ya jua, tundu ambalo katika siku zijazo litaunganishwa na kidhibiti cha malipo ya betri kinachotumiwa kwa jenereta ya upepo. Matokeo yake, betri ya jua na jenereta ya upepo itaweza kufanya kazi kwa sambamba.

Hivi ndivyo toleo la mwisho la paneli ya jua linavyoonekana na skrini iliyosakinishwa. Hakuna haja ya kuharakisha kuziba viungo vya plexiglass hadi utendakazi wa betri utakapojaribiwa kikamilifu. Inaweza kutokea kwamba anwani imefunguliwa kwenye moja ya vipengele na utahitaji kufikia ndani ya betri ili kuondoa tatizo.

Mahesabu ya awali yalihesabiwa haki: betri ya jua iliyokamilishwa katika jua kali ya vuli hutoa 18.88V bila mzigo.

Jaribio hili lilifanyika chini ya hali sawa na inaonyesha utendaji bora wa betri - 3.05A.

Betri ya jua katika hali ya kufanya kazi. Ili kudumisha mwelekeo wa jua, betri huhamishwa mara kadhaa kwa siku, ambayo yenyewe si vigumu. Katika siku zijazo, inawezekana kufunga ufuatiliaji wa moja kwa moja wa nafasi ya jua mbinguni.
Kwa hiyo, ni gharama gani ya mwisho ya betri ambayo tumeweza kufanya kwa mikono yetu wenyewe? Kwa kuzingatia kwamba tulikuwa na vipande vya mbao, waya na vitu vingine muhimu katika kufanya betri katika warsha yetu, mahesabu yetu yanaweza kutofautiana kidogo. Gharama ya mwisho ya paneli ya jua ilikuwa $105, pamoja na $74 zilizotumika kununua seli zenyewe.
Kukubaliana, sio mbaya sana! Hii ni sehemu ya gharama ya betri ya kiwanda yenye nguvu sawa. Na hakuna chochote ngumu juu yake! Ili kuongeza nguvu ya pato, inawezekana kabisa kujenga kadhaa ya betri hizi.

Kutoa hali nzuri ya maisha katika vyumba vya kisasa na nyumba za kibinafsi haziwezi kufanya bila nishati ya umeme, hitaji ambalo linaongezeka kila wakati. Hata hivyo, bei za carrier hii ya nishati zinaongezeka kwa utaratibu wa kutosha. Ipasavyo, gharama ya jumla ya kudumisha makazi huongezeka. Kwa hiyo, betri ya jua ya kufanya-wewe-mwenyewe kwa nyumba ya kibinafsi, pamoja na vyanzo vingine vya mbadala vya umeme, inazidi kuwa muhimu. Njia hii inafanya uwezekano wa kufanya kitu cha nishati kujitegemea katika hali ya kupanda kwa bei mara kwa mara na kukatika kwa umeme.

Ufanisi wa paneli za jua

Tatizo la usambazaji wa umeme wa uhuru kwa vifaa na vifaa katika nyumba za kibinafsi zimezingatiwa kwa muda mrefu. Moja ya chaguzi mbadala za nguvu ni nishati ya jua, ambayo katika hali ya kisasa imepata matumizi makubwa katika mazoezi. Sababu pekee ambayo husababisha mashaka na utata ni ufanisi wa paneli za jua, ambazo haziishi kila wakati kulingana na matarajio.

Utendaji wa paneli za jua moja kwa moja inategemea kiasi cha nishati ya jua. Kwa hivyo, betri zitakuwa na ufanisi zaidi katika mikoa ambapo siku za jua zinatawala. Hata katika hali nzuri zaidi, ufanisi wa betri ni 40% tu, na katika hali halisi takwimu hii ni ya chini sana. Hali nyingine ya uendeshaji wa kawaida ni upatikanaji wa maeneo muhimu kwa ajili ya ufungaji wa mifumo ya jua ya uhuru. Ikiwa hii sio tatizo kubwa kwa nyumba ya nchi, basi wamiliki wa ghorofa wanapaswa kutatua matatizo mengi ya ziada ya kiufundi.

Kubuni na kanuni ya uendeshaji

Uendeshaji wa paneli za jua unategemea uwezo wa seli za picha kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme. Wote huja pamoja kwa namna ya uwanja wa seli nyingi, kuunganishwa katika mfumo wa kawaida. Kitendo cha nishati ya jua hugeuza kila seli kuwa chanzo cha sasa cha umeme, ambacho hukusanywa na kuhifadhiwa kwenye betri. Vipimo vya jumla ya eneo la uwanja kama huo huathiri moja kwa moja nguvu ya kifaa kizima. Hiyo ni, kwa kuongezeka kwa idadi ya seli za picha, kiasi cha umeme unaozalishwa pia huongezeka ipasavyo.

Hii haina maana kwamba kiasi kinachohitajika cha umeme kinaweza tu kuzalishwa katika maeneo makubwa sana. Kuna vifaa vingi vidogo vya kaya vinavyotumia nishati ya jua - vikokotoo, tochi na vifaa vingine.

Katika nyumba za kisasa za nchi, vifaa vya taa vinavyotumia nishati ya jua vinazidi kuwa maarufu. Kwa msaada wa vifaa hivi rahisi na vya kiuchumi, njia za bustani, matuta na maeneo mengine muhimu yanaangazwa. Usiku, umeme unaohifadhiwa wakati wa mchana wakati jua linawaka hutumiwa. Matumizi ya taa za kuokoa nishati inakuwezesha kutumia umeme wa kusanyiko kwa muda mrefu. Kutatua matatizo makuu ya usambazaji wa nishati unafanywa kwa msaada wa mifumo mingine, yenye nguvu zaidi ambayo inaruhusu kuzalisha kiasi cha kutosha cha umeme.

Aina kuu za paneli za jua

Kabla ya kuanza kufanya paneli za jua mwenyewe, inashauriwa kujijulisha na aina zao kuu ili kuchagua chaguo sahihi zaidi kwako mwenyewe.

Waongofu wote wa nishati ya jua wamegawanywa katika filamu na silicon, kwa mujibu wa muundo wao na vipengele vya kubuni. Chaguo la kwanza linawakilishwa na betri nyembamba-filamu, ambapo waongofu hufanywa kwa namna ya filamu iliyofanywa kwa kutumia teknolojia maalum. Miundo hii pia inajulikana kama miundo ya polima. Wanaweza kuwekwa katika eneo lolote linalopatikana, hata hivyo, wanahitaji nafasi nyingi na kuwa na ufanisi mdogo. Hata wastani wa uwingu unaweza kupunguza ufanisi wa vifaa vya filamu kwa 20%.

Betri za silicon zinakuja katika aina tatu:

• . Muundo huu una seli nyingi zilizo na vibadilishaji vya silicon vilivyojengewa ndani. Wameunganishwa pamoja na kujazwa na silicone. Ni rahisi kutumia, nyepesi, rahisi kunyumbulika na kuzuia maji. Lakini ili kuhakikisha ufanisi wa uendeshaji wa betri hizo, yatokanayo na jua moja kwa moja inahitajika. Licha ya ufanisi wa juu - hadi 22%, wakati mawingu hutokea, kizazi cha umeme kinaweza kupungua au kuacha kabisa.
• . Ikilinganishwa na zile za monocrystalline, zina vibadilishaji vingi vilivyowekwa kwenye seli. Ufungaji wao unafanywa kwa mwelekeo tofauti, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uendeshaji hata kwa mwanga mdogo. Betri hizi zimeenea zaidi, haswa katika mazingira ya mijini.
• Amofasi. Wana ufanisi mdogo - 6% tu. Walakini, zinachukuliwa kuwa za kuahidi sana kwa sababu ya uwezo wao wa kunyonya flux ya mwanga mara nyingi zaidi kuliko ile ya aina mbili za kwanza.

Aina zote za paneli za jua zinazozingatiwa zinatengenezwa katika viwanda, hivyo bei yao inabakia juu sana. Katika suala hili, unaweza kujaribu kufanya betri ya jua mwenyewe, kwa kutumia vifaa vya gharama nafuu.

Uteuzi wa vifaa na sehemu kwa ajili ya utengenezaji wa betri ya jua

Kwa kuwa gharama kubwa ya vyanzo vya nishati ya jua vya uhuru huwafanya kuwa haipatikani kwa matumizi yaliyoenea, wafundi wa nyumbani wanaweza kujaribu kuandaa utengenezaji wa paneli za jua kwa mikono yao wenyewe kutoka kwa vifaa vya chakavu. Inapaswa kukumbuka kwamba wakati wa kufanya betri haiwezekani kufanya na vifaa vinavyopatikana tu. Hakika utalazimika kununua sehemu za kiwanda, hata ikiwa sio mpya.

Kibadilishaji cha nishati ya jua kinajumuisha vipengele kadhaa vya msingi. Awali ya yote, hii ni betri yenyewe ya aina fulani, ambayo tayari imejadiliwa hapo juu. Ifuatayo inakuja mtawala wa betri, ambayo inadhibiti kiwango cha malipo ya betri na matokeo ya sasa ya umeme. Kipengele kinachofuata ni betri zinazohifadhi umeme. Itakuwa muhimu kubadili mkondo wa moja kwa moja kwenye sasa mbadala. Kwa hivyo, vifaa vyote vya kaya vilivyotengenezwa kwa volts 220 vitaweza kufanya kazi kwa kawaida.

Kila moja ya vipengele hivi inaweza kununuliwa kwa uhuru kwenye soko la umeme. Ikiwa una ujuzi fulani wa kinadharia na ujuzi wa vitendo, basi wengi wao wanaweza kukusanyika kwa kujitegemea kwa kutumia nyaya za kawaida, ikiwa ni pamoja na mtawala wa betri ya jua. Ili kuhesabu nguvu ya kubadilisha fedha, unahitaji kujua kwa madhumuni gani itatumika. Hii inaweza kuwa taa tu au inapokanzwa, na pia kukidhi kikamilifu mahitaji ya kituo. Katika suala hili, vifaa na vipengele vitachaguliwa.

Wakati wa kufanya betri ya jua kwa mikono yako mwenyewe, unahitaji kuamua sio nguvu tu, bali pia voltage ya uendeshaji wa mtandao. Ukweli ni kwamba mitandao inayotumia nishati ya jua inaweza kufanya kazi kwa mkondo wa moja kwa moja au wa kubadilisha. Chaguo la mwisho linachukuliwa kuwa bora zaidi, kwani inaruhusu usambazaji wa umeme kwa watumiaji kwa umbali wa zaidi ya mita 15. Unapotumia betri za polycrystalline, kutoka kwa mita moja ya mraba unaweza kupata, kwa wastani, kuhusu 120 W kwa saa moja. Hiyo ni, kupata 300 kW kwa mwezi, paneli za jua na eneo la jumla la 20 m2 zitahitajika. Hivi ndivyo familia ya kawaida ya watu 3-4 hutumia.

Katika nyumba za kibinafsi na cottages, paneli za jua hutumiwa, ambayo kila moja inajumuisha vipengele 36. Nguvu ya paneli moja ni takriban 65 W. Katika nyumba ndogo ya kibinafsi au nyumba ya nchi, paneli 15 zenye uwezo wa kuzalisha nguvu za umeme hadi 5 kW kwa saa zinatosha. Baada ya kufanya mahesabu ya awali, unaweza kununua sahani za uongofu. Inaruhusiwa kununua seli zilizoharibiwa na kasoro ndogo zinazoathiri tu kuonekana kwa betri. Katika hali ya kufanya kazi, kila kipengele kina uwezo wa kutoa takriban 19 V.

Utengenezaji wa paneli za jua

Baada ya vifaa na sehemu zote kutayarishwa, unaweza kuanza kukusanya waongofu. Wakati vipengele vya soldering, ni muhimu kutoa pengo kwa upanuzi kati yao ndani ya 5 mm. Soldering inapaswa kufanyika kwa makini sana na kwa makini. Kwa mfano, ikiwa rekodi hazina wiring, zitahitaji kuuzwa kwa mikono. Kufanya kazi, utahitaji chuma cha soldering cha 60-watt, ambacho taa ya kawaida ya 100-watt incandescent imeunganishwa katika mfululizo.

Sahani zote zinauzwa kwa mfululizo kwa kila mmoja. Sahani zina sifa ya kuongezeka kwa udhaifu, kwa hivyo inashauriwa kuziuza kwa kutumia sura. Wakati wa kuharibika, diode huingizwa kwenye mzunguko pamoja na sahani za picha, kulinda seli za picha kutoka kwa kutokwa wakati kiwango cha mwanga kinapungua au giza kamili linaingia. Kwa kusudi hili, nusu ya jopo ni pamoja katika basi ya kawaida, ambayo kwa upande ni pato kwa block terminal, kutokana na ambayo midpoint ni kuundwa. Diode sawa hulinda betri kutoka kwa kutokwa usiku.

Moja ya masharti makuu ya uendeshaji wa betri yenye ufanisi ni ubora wa juu wa soldering ya pointi zote na vipengele. Kabla ya kufunga substrate, maeneo haya lazima yajaribiwe. Ili pato la sasa, inashauriwa kutumia conductors na sehemu ndogo ya msalaba, kwa mfano, cable ya msemaji katika insulation ya silicone. Waya zote zimefungwa na sealant. Baada ya hayo, nyenzo za uso ambazo sahani zitaunganishwa huchaguliwa. Sifa zinazofaa zaidi ni zile za kioo, ambazo hupitisha mwanga bora zaidi kuliko carbonate au plexiglass.

Wakati wa kutengeneza betri ya jua kutoka kwa nyenzo zilizoboreshwa, unahitaji kutunza sanduku. Kawaida sanduku hutengenezwa kwa boriti ya mbao au kona ya alumini, baada ya hapo kioo huwekwa ndani yake kwa kutumia sealant. Sealant inapaswa kujaza kasoro yoyote na kisha kavu kabisa. Kutokana na hili, vumbi halitaingia ndani, na sahani za picha hazitakuwa chafu wakati wa operesheni.

Ifuatayo, karatasi iliyo na seli za picha zilizouzwa imewekwa kwenye glasi. Inaweza kuulinda kwa njia mbalimbali, hata hivyo, chaguo bora ni resin epoxy wazi au sealant. Uso mzima wa glasi umewekwa sawasawa na resin epoxy, kisha transducers imewekwa juu yake. Wakati wa kutumia sealant, kufunga kunafanywa kwa pointi katikati ya kila kipengele. Mwishoni mwa kusanyiko, unapaswa kupata kesi iliyofungwa, ndani ambayo betri ya jua imewekwa. Kifaa kilichomalizika kitazalisha takriban 18-19 volts, ambayo ni ya kutosha kwa malipo ya betri 12 volt.

Uwezekano wa kupokanzwa nyumba

Baada ya betri ya jua iliyotengenezwa nyumbani kukusanywa, kila mmiliki atataka kuipima kwa vitendo. Tatizo muhimu zaidi ni kupokanzwa nyumba, hivyo jambo la kwanza kuangalia ni uwezekano wa kupokanzwa kwa kutumia nishati ya jua.

Watoza wa jua hutumiwa kupokanzwa. Kwa msaada wa mtoza utupu, jua hubadilishwa kuwa joto. Mirija ya kioo nyembamba hujazwa na kioevu, ambacho huwashwa na jua na kuhamisha joto kwa maji yaliyowekwa kwenye tank ya kuhifadhi. Kwa upande wetu, njia hii haifai, kwani tunazungumza pekee juu ya kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme.

Yote inategemea nguvu ya kifaa kilichotumiwa. Kwa hali yoyote, inapokanzwa maji katika boiler itatumia zaidi ya nishati iliyopokelewa. Ikiwa lita 100 za maji zimewashwa hadi digrii 70-80, itachukua kama masaa 4. Matumizi ya umeme ya boiler ya maji yenye vipengele vya kupokanzwa 2 kW itakuwa 8 kW. Wakati wa kuzalisha umeme 5 kW kwa saa, hakutakuwa na matatizo. Hata hivyo, wakati eneo la betri ni chini ya 10 m2, inapokanzwa nyumba ya kibinafsi kwa msaada wao inakuwa haiwezekani.

Kuzorota kwa ikolojia, kupanda kwa bei ya nishati, hamu ya uhuru na uhuru kutoka kwa matakwa ya viongozi wa serikali - hizi ni baadhi tu ya sababu zinazowalazimisha watu wa kawaida walio ngumu zaidi kugeuza mtazamo wa ndoto kuelekea vyanzo mbadala vya nishati. Kwa watu wetu wengi, mawazo juu ya nishati ya "kijani" yanabaki kuwa wazo lisilobadilika - bei ya juu ya vifaa huathiri, na, kwa sababu hiyo, kutokuwa na faida kwa wazo hilo. Lakini hakuna mtu anayekukataza kufanya usanikishaji wa kupata nishati ya bure mwenyewe! Leo tutazungumzia jinsi ya kujenga betri ya jua na mikono yako mwenyewe na kuzingatia matarajio ya matumizi yake katika maisha ya kila siku.

Betri ya jua: ni nini?

Ubinadamu umekuwa na shauku juu ya wazo la kubadilisha mionzi ya jua kuwa nishati ya umeme tangu miaka ya 30 ya karne iliyopita. Wakati huo ndipo wanasayansi kutoka Chuo cha Sayansi cha USSR walitangaza kuundwa kwa fuwele za semiconductor shaba-thallium, ambayo sasa ya umeme ilianza kutiririka chini ya ushawishi wa mionzi ya mwanga. Leo jambo hili linajulikana kama athari ya picha na hutumiwa sana katika mitambo ya nishati ya jua na katika aina mbalimbali za sensorer.

Paneli za kwanza za jua zimejulikana tangu miaka ya 50 ya karne iliyopita.

Nguvu ya sasa ya photocell moja hupimwa katika microamps, kwa hiyo, ili kupata nguvu yoyote muhimu ya umeme, huunganishwa kwenye vitalu. Modules nyingi hizo huunda msingi wa betri ya jua (SB), ambayo inaweza kutumika kuunganisha vifaa mbalimbali vya umeme. Ikiwa tunazungumzia kuhusu kifaa kamili ambacho kinaweza kuwekwa nje, basi ni sahihi zaidi kuzungumza juu ya jopo la jua (SP) na kubuni ambayo inalinda mkusanyiko wa modules za photovoltaic kutoka kwa mambo ya nje.

Inapaswa kuwa alisema kuwa ufanisi wa mifumo ya jua ya kwanza ya umeme haukufikia hata 10% - mapungufu yote ya teknolojia ya semiconductor na hasara zisizoweza kuepukika zinazohusiana na kutafakari, kueneza au kunyonya kwa flux ya mwanga iliathiri. Miongo kadhaa ya kazi ngumu ya wanasayansi imetoa matokeo, na leo ufanisi wa paneli za kisasa za jua hufikia 26%. Kuhusu maendeleo ya kuahidi, hapa ni ya juu zaidi - hadi 46%! Bila shaka, msomaji makini anaweza kusema kuwa jenereta nyingine za nguvu zinafanya kazi kwa ufanisi wa nishati 95-98%. Hata hivyo, hatupaswi kusahau kwamba tunazungumzia nishati ya bure kabisa, thamani ambayo siku ya jua inazidi 100 W kwa mita ya mraba. m ya uso wa dunia kwa sekunde.

Paneli za kisasa za jua huzalisha umeme kwa kiwango cha viwanda

Umeme unaopatikana kwa usaidizi wa paneli za jua unaweza kutumika sawa na ile iliyopatikana kwenye mimea ya kawaida ya nguvu - kwa nguvu vifaa mbalimbali vya umeme, taa, inapokanzwa, nk Tofauti pekee ni kwamba pato la moduli ya photoelectronic ni mara kwa mara, sio kutofautiana. sasa ni faida kweli. Jambo ni kwamba mfumo wowote wa jua hufanya kazi tu wakati wa mchana, na nguvu zake hutegemea sana urefu wa jua juu ya upeo wa macho. Kwa kuwa SB haiwezi kufanya kazi usiku, umeme unapaswa kuhifadhiwa kwenye betri, na wote ni vyanzo vya sasa vya moja kwa moja.

Kifaa na kanuni ya uendeshaji

Kanuni ya uendeshaji wa betri ya umeme inategemea matukio halisi kama vile upunguzaji wa sauti na athari ya kupiga picha. Seli yoyote ya jua inategemea semiconductors, atomi ambazo hazina elektroni (p-aina conductivity) au zina ziada yao (n-aina). Kwa maneno mengine, muundo wa safu mbili hutumiwa na n-safu kama cathode na safu ya p kama anode. Kwa kuwa nguvu za kushikilia za elektroni za "ziada" kwenye safu ya n zimedhoofika (atomi hazina nishati ya kutosha kwao), hutolewa kwa urahisi kutoka kwa maeneo yao wakati wanapigwa na fotoni nyepesi. Ifuatayo, elektroni huhamia kwenye "mashimo" ya bure ya safu ya p na kupitia mzigo wa umeme uliounganishwa (au betri) kurudi kwenye cathode - hii ndio jinsi mkondo wa umeme unavyotiririka, unakasirishwa na mtiririko wa mionzi ya jua.

Ubadilishaji wa nishati ya jua kuwa nishati ya umeme inawezekana shukrani kwa athari ya picha, ambayo ilielezewa katika kazi zake na Einstein.

Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, nishati kutoka kwa seli moja ya picha ni ndogo sana, kwa hivyo imeunganishwa kuwa moduli. Kwa kuunganisha vitengo kadhaa vile katika mfululizo, voltage ya betri imeongezeka, na kwa sambamba, sasa imeongezeka. Hivyo, kujua vigezo vya umeme vya seli moja, unaweza kukusanya betri ya nguvu zinazohitajika.

Umeme uliopokelewa kutoka kwa betri ya jua unaweza kuhifadhiwa kwenye betri na, baada ya kubadilishwa hadi 220 V, kutumika kuwasha vifaa vya kawaida vya nyumbani.

Ili kulinda kutokana na ushawishi wa anga, moduli za semiconductor zimewekwa kwenye sura ngumu na kufunikwa na glasi na kuongezeka kwa upitishaji wa mwanga. Kwa kuwa nishati ya jua inaweza kutumika tu wakati wa mchana, betri hutumiwa kuikusanya - malipo yao yanaweza kutumika kama inahitajika. Inverters hutumiwa kuongeza voltage na kukabiliana nayo kwa mahitaji ya vifaa vya kaya.

Video: jinsi paneli ya jua inavyofanya kazi

Uainishaji wa moduli za photovoltaic

Leo, uzalishaji wa paneli za jua hufuata njia mbili zinazofanana. Kwa upande mmoja, soko lina moduli za photovoltaic zilizoundwa kwa msingi wa silicon, na kwa upande mwingine, moduli za filamu zilizoundwa kwa kutumia vipengele vya nadra vya dunia, polima za kisasa na semiconductors za kikaboni.

Seli maarufu za jua za silicon leo zimegawanywa katika aina kadhaa:

• monocrystalline;
• polycrystalline;
• amofasi.

Kwa matumizi katika seli za jua za nyumbani, ni bora kutumia moduli za silicon za polycrystalline. Ingawa ufanisi wa mwisho ni wa chini kuliko ule wa vipengele vya monocrystalline, utendaji wao hauathiriwi sana na uchafuzi wa uso, mawingu ya chini au angle ya matukio ya jua.

Sio ngumu kutofautisha moduli za silicon za polycrystalline kutoka kwa zile za monocrystalline - za kwanza zina rangi ya bluu nyepesi na mifumo iliyotamkwa ya "baridi" kwenye uso. Kwa kuongeza, aina ya kaki za photovoltaic zinaweza kuamua na sura zao - monocrystal ina kingo za mviringo, wakati mshindani wake wa karibu (polycrystal) ni mstatili uliotamkwa.

Kama betri zilizotengenezwa na silicon ya amorphous, hazitegemei sana hali ya hali ya hewa na, kwa sababu ya kubadilika kwao, haziko chini ya hatari ya uharibifu wakati wa kusanyiko. Hata hivyo, matumizi yao kwa madhumuni ya kibinafsi ni mdogo kwa nguvu maalum ya chini kwa kila mita 1 ya mraba ya uso na kutokana na gharama zao za juu.

Seli za jua za silicon ndio darasa la kawaida la kaki za picha za umeme, kwa hivyo hutumiwa mara nyingi kutengeneza vifaa vya kutengeneza nyumbani.

Kuibuka kwa moduli za photovoltaic za filamu kunaendeshwa na hitaji la kupunguza gharama ya paneli za jua na hitaji la kupata mifumo yenye tija na ya kudumu. Leo tasnia inasimamia utengenezaji wa moduli nyembamba za umeme wa jua kulingana na:

• cadmium telluride yenye ufanisi wa hadi 12% na gharama ya 1 W ambayo ni 20-30% ya chini kuliko ile ya fuwele moja;
• shaba na indium selenide - ufanisi 15-20%;
• misombo ya polymer - unene hadi 100 nm, kwa ufanisi - hadi 6%.

Bado ni mapema sana kuzungumza juu ya uwezekano wa kutumia moduli za filamu ili kujenga kituo cha jua cha umeme na mikono yako mwenyewe. Licha ya gharama ya bei nafuu, makampuni machache tu yanahusika katika uzalishaji wa seli za jua za telluride-cadmium, polymer na shaba-indium.

Faida kama hizo za seli za picha za filamu kama ufanisi wa hali ya juu na nguvu za mitambo huturuhusu kusema kwa ujasiri kamili kwamba ni siku zijazo za nishati ya jua.

Ingawa unaweza kupata betri zilizotengenezwa kwa kutumia teknolojia ya filamu zinazouzwa, nyingi zinawasilishwa kwa namna ya bidhaa zilizokamilishwa. Tunavutiwa na moduli za kibinafsi ambazo unaweza kuunda paneli ya jua ya nyumbani ya gharama nafuu - bado haipatikani kwenye soko.

Data ya muhtasari juu ya ufanisi wa seli za jua zinazozalishwa na tasnia zinawasilishwa kwenye jedwali.

Jedwali: Ufanisi wa seli za kisasa za jua

Ninaweza kupata wapi seli za picha na zinaweza kubadilishwa na kitu kingine?

Kununua kaki za monocrystalline au polycrystalline zinazofaa kwa kuunganisha paneli ya jua sio tatizo leo. Swali ni kwamba wazo la jenereta ya bure ya umeme ya nyumbani inamaanisha matokeo ambayo yatakuwa nafuu sana kuliko analog ya kiwanda. Ikiwa unununua moduli za photovoltaic ndani ya nchi, hutaweza kuokoa sana.

Kwenye majukwaa ya biashara ya nje, seli za jua zinawasilishwa kwa anuwai - unaweza kununua bidhaa moja au seti ya kila kitu muhimu kwa kukusanyika na kuunganisha betri ya jua.

Kwa bei nzuri, seli za jua zinaweza kupatikana kwenye majukwaa ya biashara ya kigeni, kwa mfano, eBay au AliExpress.. Huko zinawasilishwa kwa anuwai na kwa bei nafuu sana. Kwa mradi wetu, kwa mfano, sahani za kawaida za polycrystalline kupima inchi 3x6 zinafaa. Chini ya hali nzuri, wanaweza kuzalisha sasa umeme wa 0.5 V na hadi 3 A, yaani, 1.5 W ya nguvu ya umeme.

Ikiwa una hamu ya kuokoa iwezekanavyo au jaribu nguvu zako mwenyewe, basi hakuna haja ya kununua mara moja moduli nzuri, nzima - unaweza kupata na zisizo za kawaida. Kwenye eBay sawa au AliExpress unaweza kupata seti za sahani zilizo na nyufa ndogo, pembe zilizokatwa na kasoro zingine - kinachojulikana kama bidhaa za darasa la "B". Uharibifu wa nje hauathiri sifa za kiufundi za seli za picha, lakini hiyo haiwezi kusemwa juu ya bei - sehemu zenye kasoro zinaweza kununuliwa mara 2-3 kwa bei nafuu kuliko zile ambazo zina mwonekano wa soko. Ndio maana inaeleweka kuzitumia kujaribu teknolojia kwenye paneli yako ya kwanza ya jua.

Wakati wa kuchagua moduli za photoelectronic, utaona vipengele vya aina mbalimbali na ukubwa. Usifikiri kwamba eneo kubwa la uso wao, juu ya voltage wanayozalisha. Hii si sahihi. Vipengele vya aina sawa vinazalisha voltage sawa bila kujali ukubwa. Vile vile haziwezi kusema juu ya nguvu za sasa - hapa ukubwa ni muhimu.

Ingawa vifaa vya kizamani vinaweza kutumika kama seli za photovoltaic, diode zilizofunguliwa na transistors zina voltage ya chini sana na ya sasa - maelfu ya vifaa kama hivyo vitahitajika.

Ningependa kukuonya mara moja kwamba hakuna maana katika kutafuta analog kati ya vifaa mbalimbali vya elektroniki vilivyo karibu. Ndiyo, unaweza kupata moduli ya fotoelectronic inayofanya kazi kutoka kwa diodi zenye nguvu au transistors zilizotolewa kutoka kwa redio ya zamani au TV. Na hata tengeneza betri kwa kuunganisha kadhaa ya vitu hivi kwenye mnyororo. Walakini, haitawezekana kuwasha kitu chochote chenye nguvu zaidi kuliko kikokotoo au tochi ya LED na "jopo la jua" kama hilo kwa sababu ya sifa dhaifu za kiufundi za moduli moja.

Kanuni ya kuhesabu nguvu ya betri

Ili kuhesabu nguvu zinazohitajika za mfumo wa jua wa umeme wa nyumbani, unahitaji kujua matumizi ya kila mwezi ya umeme. Kigezo hiki ni rahisi kuamua - kiasi cha umeme kinachotumiwa katika masaa ya kilowatt kinaweza kuonekana kwenye mita au kupatikana kwa kuangalia bili ambazo mauzo ya nishati hutuma mara kwa mara. Kwa hiyo, ikiwa gharama ni, kwa mfano, 200 kWh, basi betri ya jua inapaswa kuzalisha takriban 7 kWh ya umeme kwa siku.

Katika mahesabu, inapaswa kuzingatiwa kuwa paneli za jua hutoa umeme tu wakati wa mchana, na utendaji wao unategemea angle zote za Sun juu ya upeo wa macho na hali ya hewa. Kwa wastani, hadi 70% ya jumla ya nishati hutolewa kutoka 9:00 hadi 4:00, na mbele ya mawingu hata kidogo au haze, nguvu za paneli hupungua kwa mara 2-3. Ikiwa anga imefunikwa na mawingu yanayoendelea, basi kwa bora unaweza kupata 5-7% ya uwezo wa juu wa mfumo wa jua.

Grafu ya ufanisi wa nishati ya betri ya jua inaonyesha kuwa sehemu kuu ya nishati inayozalishwa hutokea kati ya saa 9 na 16.

Kuzingatia yote hapo juu, inaweza kuhesabiwa kuwa kupata 7 kWh ya nishati chini ya hali nzuri, utahitaji safu ya paneli yenye uwezo wa angalau 1 kW. Ikiwa tunazingatia kupungua kwa tija inayohusishwa na mabadiliko katika angle ya matukio ya mionzi, sababu za hali ya hewa, pamoja na hasara katika betri na waongofu wa nishati, basi takwimu hii lazima iongezwe kwa angalau asilimia 50-70. Ikiwa tunazingatia takwimu ya juu, basi kwa mfano unaozingatiwa tutahitaji jopo la jua na uwezo wa 1.7 kW.

Hesabu zaidi inategemea ni seli gani za picha zitatumika. Kwa mfano, hebu tuchukue seli za polycrystalline zilizotajwa hapo awali 3˝×6˝ (eneo la 0.0046 sq. M) na voltage ya 5 V na sasa ya hadi 3 A. Kukusanya safu ya seli za picha na voltage ya pato ya 12 V. na sasa ya 1,700 W / 12 V = 141 A, utahitaji kuunganisha vipengele 24 mfululizo (uunganisho wa mfululizo unakuwezesha kuhesabu voltage) na kutumia 141 A / 3 A = 47 safu hizo (sahani 1,128). Eneo la betri linapowekwa kwa wingi iwezekanavyo litakuwa 1,128 x 0.0046 = mita za mraba 5.2. m

Ili kukusanya na kubadilisha nishati ya jua kuwa Volti 220 za kawaida, utahitaji safu ya betri, kidhibiti chaji na kibadilishaji cha kuongeza kasi.

Ili kuhifadhi umeme, betri zilizo na voltage ya 12 V, 24 V au 48 V hutumiwa, na uwezo wao unapaswa kuwa wa kutosha kushughulikia hizo 7 kWh za nishati. Ikiwa tunachukua betri za kawaida za 12-volt (mbali na chaguo bora zaidi), basi uwezo wao unapaswa kuwa angalau 7,000 Wh / 12 V = 583 Ah, yaani, betri tatu kubwa za saa 200 za ampere kila moja. Inapaswa kuzingatiwa kuwa ufanisi wa betri sio zaidi ya 80%, na pia kwamba wakati voltage inabadilishwa na inverter hadi 220 V, 15 hadi 20% ya nishati itapotea. Kwa hivyo, itabidi ununue angalau betri moja zaidi ya aina moja ili kufidia hasara zote.

Juu ya swali la uwezekano wa kutumia paneli za jua za umeme kwa madhumuni ya joto

Kama unavyoweza kuwa umeona, maneno "betri ya jua" au "jopo la jua" hutajwa mara kwa mara katika muktadha wa kifaa cha asili ya umeme. Hii haikufanyika kwa bahati, kwani paneli zingine za jua au betri mara nyingi huitwa geocollectors kwa njia ile ile.

Watoza kadhaa wa jua wataweza kutoa nyumba kwa maji ya moto na kuchukua sehemu ya gharama za joto

Uwezo wa kubadilisha moja kwa moja nishati ya mionzi ya jua moja kwa moja kuwa joto inaweza kuongeza tija ya mitambo kama hiyo. Kwa hivyo, geocollectors za kisasa zilizo na mipako ya kuchagua ya zilizopo za utupu zina ufanisi wa 70-80% na zinaweza kutumika katika mifumo ya usambazaji wa maji ya moto na kwa kupokanzwa majengo.

Muundo wa mtozaji wa jua na zilizopo za utupu hupunguza uhamisho wa joto kwa mazingira ya nje

Kurudi kwa swali la ikiwa inawezekana kutumia jopo la jua la umeme kwa vifaa vya kupokanzwa kwa nguvu, hebu tuchunguze ni kiasi gani cha joto kinachohitajika, kwa mfano, kwa nyumba ya mita 70 za mraba. mita. Kulingana na mapendekezo ya kawaida ya 100 W ya joto kwa 1 sq. m ya eneo la chumba, tunapata gharama ya kW 7 ya nishati kwa saa au takriban 70 kWh kwa siku (vifaa vya kupokanzwa havitawashwa daima).

Hiyo ni, betri 10 za nyumbani na jumla ya eneo la 52 sq.m. Je, unaweza kufikiria colossus, sema, 4 m upana na zaidi ya 13 m urefu, pamoja na block ya 12-volt betri na uwezo wa jumla ya 7200 ampea-saa? Mfumo kama huo hautaweza hata kujitosheleza kabla ya maisha ya betri kuisha. Kama unavyoona, bado ni mapema sana kuzungumza juu ya uwezekano wa kutumia paneli za jua kwa madhumuni ya kupokanzwa.

Kuchagua mahali pa kuweka paneli ya jua ya umeme

Ni muhimu kuchagua mahali ambapo paneli ya jua itawekwa katika hatua ya kubuni. Hii inaweza kuwa mteremko wa paa unaoelekea kusini, au eneo la wazi kwenye eneo la miji. Ya pili, kwa kweli, ni bora kwa sababu kadhaa:

• betri ya jua iliyowekwa chini ni rahisi kudumisha;
• ni rahisi zaidi kuweka kifaa kinachozunguka chini;
• mzigo wa ziada juu ya paa na uharibifu wake wakati wa kufunga mfumo wa jua huondolewa.

Mahali pa ufungaji wa paneli ya umeme lazima iwe wazi kwa jua siku nzima, kwa hivyo haipaswi kuwa na miti au majengo karibu ambayo yanaweza kutupa vivuli kwenye uso wake.

Wakati wa kuchagua mahali pa kufunga mfumo wa jua, hakikisha kuzingatia uwezekano wa paneli za jua za kivuli na vitu vinavyozunguka.

Hali ya pili ambayo inatulazimisha kutafuta tovuti kama hiyo kabla ya kuanza kuunganisha betri ya jua inahusiana na kuamua vipimo vya paneli. Kwa kukusanya kifaa kwa mikono yetu wenyewe, tunaweza kubadilika kabisa katika kuchagua vipimo vyake. Matokeo yake, unaweza kupata ufungaji unaofaa kabisa ndani ya nje.

Wacha tuanze kutengeneza betri ya jua kwa mikono yetu wenyewe

Baada ya kufanya mahesabu yote muhimu na kuamua juu ya eneo la kusanikisha betri ya jua, unaweza kuanza kuitengeneza.

Utahitaji nini kazini?

Mbali na seli za jua zilizonunuliwa, wakati wa kujenga paneli ya jua ya umeme utahitaji vifaa vifuatavyo:

• waya iliyopigwa ya shaba;
• solder;
• mabasi maalum ya kuunganisha miongozo ya seli za picha;
• Diode za Schottky, iliyoundwa kwa kiwango cha juu cha sasa cha seli moja;
• solder;
• slats za mbao au pembe za alumini;
• plywood au OSB;
• Fiberboard au nyenzo nyingine ngumu ya dielectric ya karatasi;
• plexiglass (unaweza kutumia polycarbonate, glasi ya uwazi ya anti-reflective au glasi ya dirisha ya IR-absorbing na unene wa angalau 4 mm);
• silicone sealant;
• screws binafsi tapping;
• uingizwaji wa antibacterial kwa kuni;
• Rangi ya mafuta.

Wakati wa kuchagua glasi kwa paneli ya jua, unapaswa kuchagua aina za kunyonya IR na upitishaji wa mwanga wa juu zaidi na uakisi wa mwanga wa chini zaidi.

Ili kufanya kazi utahitaji zana hii rahisi:

• chuma cha soldering;
• hacksaw au jigsaw;
• seti ya screwdrivers au screwdriver;
• brashi za rangi.

Ikiwa bracket ya ziada au msaada wa rotary hujengwa chini ya jopo la jua, basi, ipasavyo, orodha ya vifaa na zana inapaswa kuongezwa na mihimili ya mbao au pembe za chuma, fimbo ya chuma, mashine ya kulehemu, nk Wakati wa kufunga jopo la jua kwenye ardhi. , tovuti inaweza kuwa concreted au tiled.

Maagizo ya maendeleo ya kazi

Kwa mfano, fikiria mchakato wa kujenga mfumo wa jua wa umeme kutoka kwa seli za jua za inchi 3x6 zilizojadiliwa hapo juu na voltage ya 0.5 V na mkondo wa hadi 3A. Ili kuchaji betri ya volt 12, ni muhimu kwamba betri yetu "itoe" angalau 18 V, ambayo ni, sahani 36 zitahitajika. Mkutano unapaswa kufanyika kwa hatua, vinginevyo makosa katika uendeshaji hawezi kuepukwa. Ikumbukwe kwamba mabadiliko yoyote, pamoja na udanganyifu mwingi na seli za picha, zinaweza kusababisha uharibifu wao - vifaa hivi vina sifa ya kuongezeka kwa udhaifu.

Ili kutengeneza betri kamili ya jua, utahitaji seli kadhaa za picha.

Utengenezaji wa kesi

Nyumba ya betri ya jua ni sanduku la gorofa, lililofunikwa na plywood upande mmoja na kioo cha uwazi kwa upande mwingine. Ili kufanya sura, unaweza kutumia pembe zote za alumini na slats za mbao. Chaguo la pili ni rahisi kufanya kazi, kwa hivyo tunapendekeza uchague kutengeneza paneli yako ya kwanza.

Wakati wa kuanza kujenga jopo la jua, fanya kuchora ndogo - katika siku zijazo hii itasaidia kuokoa muda na kuepuka makosa na vipimo.

Kutoka kwa slats yenye sehemu ya msalaba ya 20x20 mm, sura ya mstatili yenye vipimo vya nje vya 118x58 cm imekusanyika, imeimarishwa na mwanachama mmoja wa msalaba.

Nyumba ya betri ya jua ni jopo la mbao na pande zisizo zaidi ya 2 cm juu - katika kesi hii hazitaweka kivuli cha picha.

Vifaa vya uingizaji hewa hupigwa kwenye ncha za chini za nyumba, na pia kwenye bar ya spacer. Watawasiliana na cavity ya ndani na anga, kwa hivyo glasi haitakuwa na ukungu kutoka ndani. Baada ya hayo, mstatili unaofanana na vipimo vya nje vya sura hukatwa kwenye karatasi ya plexiglass.

Mashimo yaliyofanywa kwenye slats hutumikia uingizaji hewa wa mambo ya ndani ya jopo.

Upande wa nyuma wa sanduku umefunikwa na plywood au OSB. Mwili hutendewa na antiseptic na kupakwa rangi ya mafuta.

Ili kulinda kesi ya mbao kutokana na ushawishi wa anga, ni rangi na rangi ya mafuta

Sehemu ndogo 2 za seli za picha hukatwa kulingana na saizi ya mashimo ya ndani ya nyumba. Matumizi yao wakati wa ufungaji wa sahani sio tu kufanya kazi iwe rahisi zaidi, lakini pia kupunguza hatari ya uharibifu wa kioo tete. Kwa substrates, unaweza kuchukua nyenzo yoyote mnene - fiberboard, textolite, nk Jambo kuu ni kwamba haina kufanya sasa ya umeme na kupinga joto vizuri.

Dielectric yoyote inayofaa, kwa mfano, fiberboard iliyotobolewa, inaweza kutumika kama sehemu ndogo za seli za picha

Mkutano wa sahani

Mkusanyiko wa sahani huanza na kufungua. Mara nyingi, ili kuhifadhi photocells, hukusanywa katika stack na kujazwa na parafini. Katika kesi hiyo, bidhaa huingizwa kwenye chombo cha maji na moto katika umwagaji wa maji. Baada ya mafuta ya taa kuyeyuka, sahani zinapaswa kutengwa kutoka kwa kila mmoja na kukaushwa vizuri.

Kuondoa nta kutoka kwa kifurushi cha sahani ni bora kufanywa katika umwagaji wa maji. Njia iliyoonyeshwa kwenye takwimu haijajidhihirisha kuwa bora - wakati wa kuchemsha, sahani huanza kutetemeka na kugonga kila mmoja.

Photocells zimewekwa kwenye substrate ili miongozo yao ielekezwe katika mwelekeo unaotaka. Kwa upande wetu, sahani zote 36 zimeunganishwa kwa mfululizo - hii itatuwezesha "kupiga simu" tunayohitaji V 18. Kwa urahisi wa ufungaji, sahani 6 zinapaswa kuuzwa, na kusababisha minyororo 6 tofauti.

Kabla ya kuuza, seli za picha zimewekwa kwa minyororo ya urefu unaohitajika.

Kujua kanuni ya kutengeneza paneli za jua, unaweza kuchagua kwa urahisi voltage inayohitajika na ya sasa. Kila kitu ni rahisi sana: kwanza, kikundi cha sahani kilichounganishwa katika mfululizo kinakusanyika, ambacho kitatoa voltage inayohitajika. Baada ya hayo, vitalu vya mtu binafsi vinaunganishwa kwa sambamba - nguvu zao za sasa zitafupishwa. Kwa hivyo, unaweza kupata jopo la nguvu yoyote.

Solder hutumiwa kwenye njia za conductive za photocells na sehemu zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa kutumia chuma cha chini cha soldering.

Unaponunua seli za bei nafuu bila miongozo, uwe tayari kwa kazi ya uchungu ya kutengenezea makondakta

Baada ya kukusanya vikundi vyote sita, weka tone la silicone sealant katikati ya kila sahani. Kamba za seli za picha hufunguliwa na kuunganishwa kwa uangalifu kwenye substrate.

Silicone sealant au gundi ya mpira hutumiwa kurekebisha photocells kwenye substrate.

Diode ya Schottky inauzwa kwa terminal nzuri ya kila mnyororo - italinda betri kutoka kwa kutokwa kupitia paneli kwenye giza au kwenye mawingu mazito. Kutumia basi maalum au braid ya shaba, vitalu vya mtu binafsi vinaunganishwa kwenye mzunguko mmoja.

Katika mchoro wa uunganisho wa umeme, vipengele vya jopo la jua vinatajwa na mstari wa dotted.

Wakati wa kuunganisha katika mfululizo, terminal chanya lazima iunganishwe na mawasiliano hasi, na kwa sambamba, kwa mawasiliano sawa.

Kuweka sahani ndani ya nyumba

Picha za picha zilizokusanywa kwenye substrate zimewekwa kwenye nyumba na zimewekwa kwenye plywood kwa kutumia screws za kujipiga. Sehemu za kibinafsi za betri ya jua zimeunganishwa kwa kila mmoja na kondakta wa shaba. Inaweza kupitishwa kupitia moja ya mashimo ya uingizaji hewa kwenye msalaba - hii haitaingiliana na ufungaji wa kioo.

Cable ya msingi nyingi inauzwa kwa "plus" na "minus", ambayo inaongozwa nje kupitia shimo chini ya kesi - itahitajika kuunganisha jopo kwenye betri. Ili kuzuia uharibifu wa sahani, cable ni imara fasta kwa sura ya mbao.

Baada ya kufunga sahani, vipengele vyote vya kunyongwa vimewekwa kwa kutumia gundi ya moto au sealant

Betri ya jua imefunikwa juu na karatasi ya plexiglass, ambayo imefungwa kwa kutumia pembe au screws za kujigonga. Ili kulinda photocells kutoka kwenye unyevu, safu ya sealant ya silicone hutumiwa kati ya sura na kioo. Katika hatua hii, mkutano unaweza kuchukuliwa kuwa kamili - unaweza kuchukua betri ya jua kwenye paa na kuiunganisha kwa watumiaji.

Baada ya kuweka na kurekebisha kifuniko cha kioo, paneli ya jua iko tayari kutumika.

Ufanisi wa betri ya jua inategemea mwelekeo wake kwa jua - nguvu ya juu hupatikana wakati mionzi ya jua inaanguka kwa pembe ya kulia. Ili kuongeza tija ya ufungaji, imewekwa kwenye sura inayozunguka. Muundo huu ni sura ya mbao au chuma iliyowekwa kwenye mhimili unaozunguka wa usawa.

Kwa ufanisi mkubwa, paneli ya jua inapaswa kuelekezwa madhubuti kuelekea Jua. Usakinishaji wa kiotomatiki unaoitwa vifuatiliaji vya jua hushughulikia kazi hii vyema.

Ili kuzunguka na kurekebisha sura, unaweza kutumia gari la mitambo (kwa mfano, gari la mnyororo) au bar ya usaidizi na marekebisho ya hatua. Vifaa vya juu zaidi vya kuzunguka vina vifaa vya kitengo cha mzunguko katika ndege ya wima na mfumo wa kufuatilia jua moja kwa moja. Vifaa vile vinaweza kukusanyika kwa kutumia motors za stepper na microcontroller ya kisasa, kwa mfano, Arduino.

Kuunda kifuatiliaji cha jua nyumbani ni kazi ngumu sana, kwa hivyo mafundi mara nyingi hutengeneza na fremu rahisi na fremu iliyoinamishwa au iliyowekwa.

Uunganisho wa betri ya jua kwenye mfumo wa usambazaji wa umeme wa uhuru unapaswa kufanywa kwa kutumia kidhibiti cha malipo. Kifaa hiki sio tu kusambaza kwa usahihi mtiririko wa nishati ya umeme, lakini pia kuzuia kutokwa kwa kina kwa betri, na kuongeza maisha yake ya huduma. Uunganisho wote, ikiwa ni pamoja na kuunganisha inverter 220-volt, inapaswa kufanywa na waya za shaba na sehemu ya msalaba ya angalau mita za mraba 3-4. mm - hii itaepuka hasara za nishati ya ohmic.

Kidhibiti cha chaji cha betri ya jua kitairuhusu kufanya kazi kwa kiwango cha juu zaidi cha kutoa sasa na kulinda betri dhidi ya kutokwa kwa wingi.

Hatimaye, ningependa kupendekeza kufuatilia betri ya jua si tu kwa viashiria na sindano za chombo. Kumbuka kwamba kioo chafu kinaweza kupunguza utendaji wa mimea kwa 50% au zaidi. Usisahau kufanya usafi wa kawaida, na ufungaji uliokusanyika mwenyewe utakulipa kwa kilowati za bure kabisa, na muhimu zaidi, nishati ya kirafiki.

Video: Mkutano wa paneli za jua za DIY

Leo hakuna vikwazo vya kukusanya jopo la jua na mikono yako mwenyewe. Hakuna matatizo ama kwa ununuzi wa photocells au kwa ununuzi wa mtawala au kubadilisha fedha. Tunatumahi kuwa nakala hii itakuwa mahali pa kuanzia kwako kwenye njia ya kwenda kwenye nyumba inayojitegemea, na mwishowe utaanza biashara. Tunatazamia maswali, mawazo na mapendekezo yako kuhusu muundo na uboreshaji wa paneli za jua. Tuonane tena!

Machapisho yanayohusiana:

Hakuna maingizo sawa yaliyopatikana.