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Fuentes de energía alternativas, que permiten proporcionar espacio habitable con calor y electricidad en el volumen requerido, un “placer” costoso, que requiere costos financieros significativos para la compra, instalación e instalación.

Haga el generador solar con sus propias manos mucho más barato y bastante capaz de muchos artesanos caseros. Considere las instrucciones disponibles que describen todos los matices del proceso de fabricación.

¿Cómo funciona un generador de energía solar?

Un generador solar es un complejo de elementos semiconductores fotoeléctricos que convierten directamente la energía solar en energía eléctrica.

Los cuantos de luz producidos por los rayos cuando chocan con la placa fotográfica sacan un electrón de la órbita atómica final del elemento de trabajo. Este efecto crea una multitud de electrones libres, que forman una corriente continua de corriente eléctrica.

No es necesario ensamblar un generador solar con sus propias manos para ensamblar inmediatamente un complejo grande a gran escala. Puede comenzar con una unidad pequeña y, si es necesario, en el futuro para aumentar el volumen.

El silicio se utiliza como material activo. Se caracteriza por una alta eficiencia y proporciona el coeficiente de conversión fotoeléctrica en el modo normal al nivel del 20% y en condiciones favorables, hasta el 25%.

Debido a la eficiencia pronunciada de las fotocélulas de silicio, los generadores hechos en su base garantizan un alto rendimiento con un volumen relativamente pequeño. El tamaño de la unidad de potencia de 1 metro por hora produce 125 vatios, lo que se considera un resultado muy impresionante

En un lado de la oblea de silicio se aplica una fina capa de elementos químicos pasivos: boro o fósforo. Es en esta superficie, como resultado de la exposición intensa a la luz solar, donde se produce la liberación activa de electrones. La película fosfórica los mantiene de forma segura en un lugar y no permite dispersarlos.

Las “pistas” de metal se encuentran en la placa de trabajo. Los electrones libres se construyen sobre ellos, creando así un movimiento ordenado, es decir, una corriente eléctrica.

Las desventajas de las placas incluyen solo la complejidad y el costo del proceso de limpieza del silicio, y para evitar estos problemas, dominan activamente el uso de alternativas en forma de galio, cadmio, indio y varios compuestos de cobre. Sin embargo, hasta ahora no hay competidores reales para los elementos de silicio.

¿Qué necesitas para trabajar?

Para la fabricación del generador, que consiste en un conjunto de células solares, se requieren herramientas y materiales tales como:

  • módulos para convertir la luz solar en energía;
  • esquinas de aluminio;
  • listones de madera;
  • hojas de aglomerado;
  • un elemento transparente (vidrio, plexiglás, plexiglás, policarbonato) para crear protección para las obleas de silicio;
  • tornillos y tornillos de diferentes tamaños;
  • Espuma densa con un espesor de 1.5-2.5 mm;
  • sellador de alta calidad;
  • diodos, terminales y cables;
  • destornillador o un juego de destornilladores;
  • soldador;
  • Sierra para madera y metal (o búlgara).

La cantidad de materiales necesarios dependerá directamente del tamaño planificado del generador. El trabajo a gran escala conllevará costos adicionales, pero en cualquier caso costará menos que el módulo de compra.

La base protectora para obleas de silicona puede ser de vidrio, plexiglás, policarbonato o plexiglás. Los tres primeros materiales crean una pérdida mínima de la energía convertida, pero el cuarto transmite los rayos mucho peor y reduce significativamente la eficiencia de todo el complejo.

Para la prueba final de la unidad ensamblada utilizando un amperímetro. Le permite corregir la eficiencia real de la instalación y ayuda a determinar la devolución real.

Selección del tipo de convertidor fotovoltaico.

Las acciones para crear un generador solar con sus propias manos comienzan con la elección del tipo de convertidor de silicio fotoeléctrico.

Estos componentes son de tres tipos:

  • amorfo
  • monocristalino;
  • policristalino

Cada opción tiene sus ventajas y desventajas, y la elección a favor de cualquiera de ellas se realiza sobre la base de la cantidad de fondos asignados para la compra de todos los componentes del sistema.

Características de las especies amorfas.

Los módulos amorfos no consisten en silicio cristalino, sino en sus derivados (silano o silicio-hidrógeno). Por deposición al vacío, se aplican con una capa delgada sobre lámina metálica de metal, vidrio o plástico de alta calidad.

Los productos terminados tienen un tinte gris difuminado y difuminado. No se observan cristales de silicio visibles en la superficie. La principal ventaja de los paneles solares flexibles es un precio asequible, sin embargo, su eficiencia es muy pequeña y oscila entre el 6 y el 10%.

Las células fotovoltaicas amorfas basadas en silicio tienen una mayor flexibilidad, demuestran un alto nivel de absorción óptica (20 veces mayor que la de los análogos monocristalinos o policristalinos) y funcionan de manera mucho más eficiente en tiempo nublado.

Especificidad de los tipos policristalinos.

Las células solares policristalinas se producen con un enfriamiento gradual muy lento de la fusión de silicio. Los productos resultantes se distinguen por un color azul intenso, tienen una superficie con un patrón claramente definido que se asemeja a un patrón helado y muestran una eficiencia en la región del 14-18%.

Las áreas internas del material, separadas de la estructura general por límites granulares, interfieren con una mayor eficiencia-productividad.

Las células fotovoltaicas policristalinas funcionan solo durante 10 años, pero durante este tiempo su eficiencia no disminuye. Sin embargo, para montar productos en un solo complejo, necesariamente se usa una base sólida y sólida, ya que las hojas son bastante rígidas y requieren un soporte fuerte y confiable.

Característica de las variantes monocratálicas.

Los módulos de un solo cristal se caracterizan por un color oscuro denso y consisten en cristales enteros de silicio. Su efectividad supera el rendimiento de otros elementos y es de 18-22% (en condiciones favorables, hasta un 25%).

Otra ventaja se considera una vida de servicio impresionante, según los fabricantes de más de 25 años. Sin embargo, con el uso a largo plazo, la eficiencia de los cristales individuales disminuye y, después de 10–12 años, la producción de fotos ya no supera el 13–17%.

Los módulos de monocristal son mucho más caros que otros tipos de equipos. Prodúzcalos aserrando cristales de silicio cultivados artificialmente.

Para crear un generador solar en el hogar, las placas de poli y monocristal de varias dimensiones se toman principalmente con sus propias manos. Se compran en tiendas en línea populares, incluso en eBay o Aliexpress.

Debido al hecho de que las células fotovoltaicas se valoran bastante bien, muchos proveedores ofrecen a los clientes productos del grupo B, es decir, fragmentos completamente reparables con un pequeño defecto. Su costo difiere del precio estándar en un 40-60%, debido a que la recolección del generador cuesta un precio razonable, que no es demasiado costoso de costear.

¿Cómo hacer un marco para las placas?

Para la fabricación del bastidor del futuro generador utilizando listones de madera duraderos o esquinas de aluminio. La versión de madera se considera menos práctica, ya que el material requiere un procesamiento adicional para evitar el deterioro y la deslaminación posteriores.

Para que el marco de madera resista la carga operacional y no se pudra después de la primera lluvia, debe empaparse con un compuesto especial que proteja al árbol de la humedad.

El aluminio tiene características físicas mucho más atractivas y, debido a su ligereza, no ejerce una carga innecesaria en el techo u otra estructura de soporte, donde se planea instalar la unidad.

Además, debido al recubrimiento anticorrosión, el metal no se oxida, no se pudre, no absorbe la humedad y tolera fácilmente los efectos de cualquier manifestación atmosférica agresiva.

Para crear una estructura de marco de esquinas de aluminio, primero determine el tamaño del panel futuro. En la versión estándar, una fotocélula utiliza 36 fotocélulas con un tamaño de 81 mm x 150 mm.

Para la corrección de la operación posterior entre los fragmentos, deje un pequeño espacio (alrededor de 3-5 mm). Este espacio permite tener en cuenta el cambio en los parámetros básicos de la base expuesta a manifestaciones atmosféricas. Como resultado, el tamaño total de la pieza es de 83 mm x 690 mm con un ángulo de marco de 35 mm.

Las obleas de silicona, apiladas en un marco de aluminio, parecen casi productos de fábrica. El marco robusto y robusto garantiza la estanqueidad perfecta del sistema y le da a toda la estructura un alto nivel de rigidez

Después de determinar el tamaño de las esquinas, corte los fragmentos necesarios y utilice los sujetadores para ensamblarlos en los marcos de los marcos. Se aplica una capa de sellador de silicona a la superficie interna de la estructura, observando cuidadosamente que no haya huecos ni huecos.

De esto depende la integridad, resistencia y durabilidad de la estructura montada. Un material protector transparente se coloca en la parte superior (vidrio con revestimiento antirreflectante, plexiglás o policarbonato con parámetros especiales) y se sujeta de manera segura con los accesorios (1 con un corto y 2 con una parte larga del marco y 4 esquinas de la caja).

Para el trabajo usar un destornillador y tornillos de diámetro adecuado. Al final de una superficie transparente limpia suavemente de polvo y pequeños residuos.

Selección de un elemento transparente.

Los principales criterios de selección de un elemento transparente para crear un generador:

  • la capacidad de absorber la radiación infrarroja;
  • Nivel de refracción de la luz solar.

Cuanto menor sea el índice de refracción, mayor será la eficiencia de las obleas de silicio. Plexiglás y plexiglás tienen la menor reflectancia de la luz. El policarbonato también tiene lejos de las mejores prestaciones.

Para crear estructuras de marco para heliosistemas caseros, se recomienda, si es posible, usar vidrio transparente antirreflectante o un tipo especial de policarbonato con un revestimiento anticondensación que proporcione el nivel necesario de protección térmica.

Las mejores características en términos de absorción de radiación infrarroja tienen un fuerte plexiglás y vidrio de absorción térmica con la opción de absorción infrarroja. En vidrio liso, estas figuras son mucho más bajas. Depende de la eficiencia de la absorción de IR, si las obleas de silicio se calentarán durante la operación o no.

Si el calor es mínimo, las células fotovoltaicas durarán mucho tiempo y proporcionarán retornos estables. El sobrecalentamiento de las placas dará lugar a interrupciones en el funcionamiento y al fallo rápido de fragmentos individuales del sistema o de todo el complejo.

Instalación de fotocélulas de silicona.

Inmediatamente antes de la instalación, el vidrio protector, colocado en marcos de aluminio, se limpia bien del polvo y se desengrasa con una composición que contiene alcohol.

Las fotocélulas compradas se colocan exactamente en el sustrato de marcado a una distancia de 3-5 milímetros entre sí y marcan las esquinas de la estructura general. Luego continúe con los elementos de soldadura: el trabajo más importante y que requiere más tiempo en el montaje del generador.

La propulsión de los elementos activos del generador se lleva a cabo de acuerdo con el esquema en el que los “+” son las pistas en el exterior y los canales “-” ubicados en el interior de la placa.

Para una correcta conexión de los contactos, primero se aplica el flujo (ácido de soldadura) y la soldadura, y luego el tratamiento se lleva a cabo en una secuencia estricta de arriba a abajo. Al final, todas las filas están interconectadas.

El siguiente paso es hacer el dimensionamiento de las fotocélulas. Para hacer esto, se exprime un poco de sellador en el centro de cada placa de silicona, las cadenas de elementos formadas se voltean y se colocan en estricta conformidad con las marcas aplicadas anteriormente.

Presione suavemente las placas con sus manos, asegurándolas en su lugar. Actúan con mucho cuidado, intentando no dañar o doblar el material.

Los contactos de las fotocélulas ubicadas en los bordes conducen a un bus separado (conductor plateado ancho), como "+" y "-". Además, el complejo está equipado con un diodo de bloqueo. Al conectarse a los contactos, evita que las baterías se descarguen a través de la estructura del marco durante la noche.

En la parte inferior del marco, taladre los agujeros a través de los cuales los cables conducen al exterior. Para que no se caigan, utilizar en sellador de silicona de trabajo.

¿Cómo probar la unidad montada?

Antes de sellar finalmente el generador ensamblado, debe probarse para identificar posibles fallas durante el proceso de soldadura. La opción más sensata es verificar cada fila soldada por separado. Por lo tanto, quedará claro de inmediato si los contactos están mal conectados y se requiere un nuevo procesamiento.

Para la prueba utilizando un amperímetro doméstico. La medición se realiza en un día soleado sin nubes a la hora del almuerzo (período de 13 a 15 horas). El diseño se coloca en el patio y se fija en un ángulo de inclinación apropiado.

Un amperímetro doméstico ayuda a medir el amperaje real. Basado en su testimonio, es posible determinar el nivel de operatividad del sistema solar montado e identificar irregularidades en la secuencia de la conexión de la fotocélula de silicio

Se conecta un amperímetro a los contactos de salida de la batería solar y se mide la corriente de cortocircuito. Si el dispositivo muestra resultados por encima de 4.5 A, el sistema es completamente correcto y todas las conexiones están soldadas clara y correctamente.

Los datos más bajos que aparecen en la pantalla del comprobador indican violaciones que deben rastrearse y volver a soldarse. Tradicionalmente, los generadores solares, autodiseñados a partir de células fotovoltaicas con un pequeño defecto (grupo B), en la prueba, muestran cifras de 5 a 10 amperios.

Las unidades de producción en fábrica muestran datos 10-20% más altos. Esto se debe al hecho de que en la producción se utilizan placas de silicona del grupo A, que no tienen ningún defecto en la estructura.

La etapa final del trabajo.

Si la prueba muestra que la batería es completamente funcional, está sellada con un sellador de silicona especial o un compuesto epoxi más caro y duradero.

El trabajo proporciona dos formas de llevar a cabo:

  1. Relleno completo: cuando toda la superficie está cubierta con una composición hermética.
  2. Tratamiento parcial: cuando el sellador se aplica solo en los elementos extremos y en el espacio vacío entre los elementos.

La primera opción se considera más confiable y proporciona al sistema una protección total contra factores externos. Las celdas de fotos están claramente fijas en sus lugares y funcionan correctamente con la máxima eficiencia.

Para dimensionar fotocélulas dentro de la caja, es conveniente utilizar un sellador resistente a las heladas que pueda soportar cambios bruscos de temperatura y valores negativos bajos.

Cuando se realiza el llenado, se permite que el sellador "agarre". Luego cubrir con un elemento transparente y apretar firmemente las placas.

Para proporcionar protección adicional y amortiguación, algunos maestros recomiendan colocar espuma densa entre la superficie de la placa de silicona y la parte posterior del marco. Esto hará que la estructura sea más sólida y protegerá las fotocélulas frágiles de una carga excesiva.

Luego, se coloca una carga sobre la superficie, que actúa sobre las capas y exprime las burbujas de aire de las mismas. El generador terminado se prueba de nuevo y finalmente se monta en un lugar previamente preparado.

¿Dónde y cómo colocar el generador?

El lugar de instalación del generador solar se elige con mucho cuidado y sin prisas. Las placas que reciben luz deben colocarse en una inclinación para que los rayos no "caigan" a la superficie perpendicularmente, sino que, por así decirlo, "fluyan" a lo largo de la misma.

Lo ideal es que el diseño se coloque de manera que, de ser necesario, se pueda ajustar el ángulo de inclinación, de tal manera que se “atrape” la máxima cantidad de sol.

Es bastante permisible colocar un sistema solar a partir de paneles solares en el suelo, pero más a menudo para la ubicación, eligen el techo de una casa o cuarto de servicio, es decir, la parte del mismo que va al lado más consagrada, principalmente el sur del sitio.

Es muy importante que no haya edificios altos y árboles poderosos y dispersos cerca. Al estar cerca, crean una sombra e interfieren con el funcionamiento completo de la unidad.

Para que las instalaciones solares funcionen correctamente, deben mantenerse limpias y ordenadas. Una capa de suciedad formada en la superficie del panel de captura reduce la eficiencia en un 10%, y la nieve adherida apaga completamente la unidad. Por lo tanto, el mantenimiento regular es un procedimiento obligatorio y contribuye a mantener los módulos en perfecto estado de funcionamiento.

El óptimo promedio para la instalación de un generador solar se considera el nivel del ángulo de inclinación del techo a 45⁰. Con esta disposición, las células fotovoltaicas absorben el flujo solar de manera muy eficiente y suministran la cantidad necesaria de energía para garantizar el correcto funcionamiento de la casa.

Para obtener un retorno real de los paneles y proporcionar a la familia promedio la cantidad necesaria de energía, será necesario tomar 15-20 metros cuadrados de la superficie del techo para el generador solar

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Construcción