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Paneles solares: una fuente de energía que puede dirigirse a la producción de electricidad o calor para edificios de baja altura. Aquí solo los paneles solares tienen un alto costo y no están disponibles para la mayoría de las personas en nuestro país. ¿Estás de acuerdo?

Otra cosa es cuando una batería solar se fabrica a mano: los costos se reducen significativamente y este diseño no es peor que un panel de producción industrial. Por lo tanto, si está pensando seriamente en comprar una fuente alternativa de electricidad, intente hacerlo usted mismo, no es muy difícil.

El artículo se centra en la fabricación de células solares. Le diremos qué materiales y herramientas se necesitan para esto. Un poco más abajo encontrará instrucciones paso a paso con ilustraciones que demuestran claramente el progreso del trabajo.

Brevemente sobre el dispositivo y el trabajo.

La energía del sol se puede convertir en calor cuando el portador de energía es un fluido de transferencia de calor o en electricidad recolectada en baterías. Una batería es un generador que funciona según el principio del efecto fotoeléctrico.

La conversión de energía solar en electricidad ocurre después de que el sol ingresa a las células fotovoltaicas de placa, que son la parte principal de la batería.

Al mismo tiempo, los cuantos de luz "liberan" sus electrones desde órbitas extremas. Estos electrones libres producen una corriente eléctrica que pasa a través del controlador y se acumula en la batería, y de ahí va a los consumidores de energía.

El ensamblaje de la batería que se presenta en el ejemplo se realizó a partir de 36 placas de 80x150 mm. El rendimiento de cada placa es de 2.1 W, la potencia total del dispositivo es de 76 W En el lado frontal de la batería solar en construcción se encuentran los cables de corriente positiva formados por soldadura Las líneas de corriente negativa en seis contactos se forman desde el lado posterior mediante soldadura. Las placas están conectadas según el esquema secuencial. En la salida de la línea positiva, se instala un diodo Schottky, que evita que la batería se descargue durante los períodos de clima nublado.

En el papel de las fotocélulas de placa actúan elementos del silicio. Por un lado, la oblea de silicio está cubierta con una capa delgada de fósforo o boro, un elemento químico pasivo.

En este lugar, bajo la acción de los rayos del sol, se liberan una gran cantidad de electrones, que son retenidos por una película de fósforo y no se dispersan.

En la superficie de la placa hay "pistas" de metal en las que los electrones libres se alinean, formando un movimiento ordenado, es decir, corriente electrica

Cuantas más fotocélulas de oblea de silicio de este tipo, más corriente eléctrica se puede obtener. Lea más sobre el principio de funcionamiento de la batería solar, siga leyendo.

La capa superior de las placas fotovoltaicas está cubierta con una capa que evita la reflexión de la luz solar de las placas, lo que aumenta su eficiencia.

Materiales para crear una placa solar.

Para llegar a la construcción de la batería solar se deben almacenar los siguientes materiales:

  • placas fotovoltaicas de silicato;
  • Planchas de aglomerado, esquinas y listones de aluminio;
  • Espuma dura con un espesor de 1.5-2.5 cm;
  • un elemento transparente que sirve de base para las obleas de silicio;
  • tornillos, tornillos;
  • Sellador de silicona para uso en exteriores;
  • Cables electricos, diodos, terminales.

La cantidad de materiales requeridos depende del tamaño de su batería, que a menudo está limitada por el número de fotocélulas disponibles. De las herramientas que necesita: un destornillador o un juego de destornilladores, una sierra para metales y madera, un soldador. Para probar la batería terminada, necesita un probador-amperímetro.

Ahora considere los materiales más importantes con más detalle.

Obleas de silicio o fotocélulas.

Las células fotoeléctricas para baterías son de tres tipos:

  • policristalino;
  • monocristalino;
  • amorfo

Las placas policristalinas se caracterizan por su baja eficiencia. El tamaño del efecto útil es de aproximadamente 10 a 12%, pero este indicador no disminuye con el paso del tiempo. La duración de los policristales - 10 años.

La batería solar se ensambla a partir de módulos, que a su vez se componen de convertidores fotoeléctricos. Las baterías con fotocélulas rígidas de silicio son un tipo de emparedado con capas sucesivas fijadas en un perfil de aluminio.

Las fotocélulas de un solo cristal pueden presumir de una mayor eficiencia (13-25% y largos períodos de trabajo) durante más de 25 años. Sin embargo, con el tiempo, la eficiencia de los cristales individuales disminuye.

Los transductores de un solo cristal se producen al cortar cristales cultivados artificialmente, lo que explica la mayor fotoconductividad y rendimiento.

Los fotoconvertidores de película se producen aplicando una capa delgada de silicio amorfo sobre una superficie flexible de polímero

Las baterías flexibles de silicona amorfa son las más avanzadas. Su convertidor fotoeléctrico se pulveriza o se deposita sobre una base de polímero. Eficiencia en la región del 5 al 6%, pero los sistemas de película son extremadamente convenientes en la colocación.

Los sistemas de película con fotoconvertidores amorfos aparecieron relativamente recientemente. Es extremadamente simple y lo más barato posible, pero pierde las cualidades del consumidor más rápido que los competidores.

No es apropiado utilizar células fotovoltaicas de diferentes tamaños. En este caso, la corriente máxima producida por la batería estará limitada por la corriente de la celda más pequeña. Esto significa que las placas más grandes no funcionarán a plena capacidad.

Al comprar fotocélulas, pregunte al vendedor sobre el método de entrega, la mayoría de los vendedores utilizan el método de encerado para evitar la destrucción de elementos frágiles

En la mayoría de los casos, las baterías caseras utilizan fotocélulas monocristalinas y policristalinas de 3 x 6 pulgadas, que se pueden solicitar en tiendas en línea como E-bye.

El costo de las células fotovoltaicas es bastante alto, pero muchas tiendas venden los llamados elementos del grupo B. Los productos referidos a este grupo tienen un defecto, pero son adecuados para su uso, y su costo es inferior al de las placas estándar en un 40-60%.

La mayoría de las tiendas en línea venden células fotovoltaicas en juegos de 36 o 72 placas de conversión fotoeléctrica. Se requerirán barras de bus para conectar módulos individuales a la batería, y se necesitarán terminales para conectarse al sistema.

Las placas de silicona policristalinas atraen a un precio asequible. La falta de ellos en eficiencia y rigidez no demasiado altas, que requieren una base sólida para la colocación En la parte posterior de la placa hay 6 pines para el conductor de soldadura. Desde el exterior, el contacto se coloca en una franja continua o en una línea discontinua. Las obleas de silicio monocristalino son casi tres veces más potentes que las policristalinas y casi cuatro más caras La versión de un solo cristal es flexible, puede adaptarse a superficies desiguales complejas que no son estables

Marco y elemento transparente.

El marco para el futuro panel puede ser de listones de madera o esquinas de aluminio.

La segunda opción es preferible por varias razones:

  • El aluminio es un metal ligero que no da una carga seria en la estructura de soporte, en la que está previsto instalar la batería.
  • Al realizar un tratamiento anticorrosión, el aluminio no se ve afectado por el óxido.
  • No absorbe la humedad del ambiente, no se pudre.

Al elegir un elemento transparente, es necesario prestar atención a parámetros tales como el índice de refracción de la luz solar y la capacidad de absorber la radiación infrarroja.

La eficiencia de las células fotovoltaicas dependerá directamente del primer indicador: cuanto más bajo sea el índice de refracción, mayor será la eficiencia de las obleas de silicio.

La reflectancia mínima de plexiglás o su versión más barata es Plexiglas. Ligeramente más bajo que el índice de refracción de la luz del policarbonato.

El valor del segundo indicador depende de si las fotocélulas de silicio se calentarán o no. Cuanto más pequeñas sean las placas calentadas, más durarán. La radiación IR se absorbe mejor mediante un plexiglás especial de absorción de calor y vidrio con absorción IR. Un poco peor - vidrio ordinario.

Si es posible, la mejor opción sería utilizar vidrio transparente antirreflectante como elemento transparente.

Por la relación entre el costo y los índices de refracción de la luz y la absorción de la radiación infrarroja, Plexiglas es la variante más óptima para la fabricación de una batería de helib.

Diseño del sistema y selección del sitio.

El proyecto del sistema solar incluye cálculos del tamaño requerido de la placa solar. Como se mencionó anteriormente, el tamaño de la batería generalmente se limita a costosas células fotovoltaicas.

Helio-batería debe instalarse en un cierto ángulo, lo que garantizaría la máxima exposición del sol a las obleas de silicona. La mejor opción - la batería, que puede cambiar el ángulo.

El lugar de instalación de las placas solares puede ser muy diverso: en el suelo, en el techo inclinado o plano de la casa, en los techos de los cuartos de servicio.

La única condición es que la batería se debe colocar en el lado soleado de la parcela o casa que no esté sombreada por la alta corona de los árboles. En este caso, el ángulo óptimo de inclinación debe calcularse mediante la fórmula o utilizando una calculadora especializada.

El ángulo de inclinación dependerá de la ubicación de la casa, la época del año y el clima. Es deseable que la batería tenga la capacidad de cambiar el ángulo de inclinación después de los cambios estacionales en la altura del sol, porque funcionan de la manera más eficiente posible cuando la luz solar incide estrictamente perpendicular a la superficie.

Para la parte europea de los países de la CEI, el ángulo de inclinación estacionario recomendado es de 50 - 60º. Si el diseño proporciona un dispositivo para cambiar el ángulo de inclinación, entonces, en el período invernal, es mejor colocar las baterías a 70º del horizonte, en verano, a un ángulo de 30º.

Los cálculos muestran que 1 metro cuadrado del sistema solar hace posible obtener 120 vatios. Por lo tanto, mediante cálculos, se puede establecer que un sistema solar de al menos 20 metros cuadrados es necesario para proporcionar a una familia promedio con electricidad de 300 kW por mes.

Instalar inmediatamente tal sistema solar será problemático. Pero incluso instalar una batería de 5 metros ayudará a ahorrar energía y hará una modesta contribución a la ecología de nuestro planeta. También le recomendamos que se familiarice con el principio de calcular el número requerido de células solares.

La batería solar se puede utilizar como una fuente de alimentación de respaldo con una desconexión frecuente de la fuente de alimentación centralizada. Para la conmutación automática, es necesario proporcionar un sistema de alimentación ininterrumpible.

Dicho sistema es conveniente porque al usar una fuente de electricidad tradicional al mismo tiempo, la batería del sistema solar se carga. El equipo que sirve a la batería solar está ubicado dentro de la casa, por lo que es necesario proporcionarle una habitación especial.

Colocar las baterías en el techo inclinado de la casa, no se olvide del ángulo de inclinación del panel, ideal cuando la batería tiene un dispositivo para cambios estacionales en el ángulo de inclinación.

Instalación paso a paso del panel solar.

Eligiendo un lugar para albergar el panel solar y el equipo para el servicio del sistema solar, y teniendo todos los materiales y herramientas necesarios disponibles, puede comenzar a instalar la batería.

Al instalarlo, es necesario observar las precauciones de seguridad, especialmente al instalar el panel acabado en el techo de una casa. Considere el algoritmo paso a paso de cómo hacer una batería solar.

Paso # 1 - soldadura de contactos de obleas de silicio

El montaje de una batería solar hecha en casa a menudo comienza con la soldadura de conductores fotovoltaicos. Por supuesto, si tiene la oportunidad, es mejor comprar celdas fotovoltaicas de inmediato con conductores, porque La soldadura es un trabajo muy difícil y laborioso que lleva mucho tiempo.

La soldadura se realiza de la siguiente manera:

  1. Toma una fotocélula de silicona sin conductores y una tira de metal conductor.
  2. Los conductores se cortan utilizando una cartulina, su longitud es 2 veces mayor que el tamaño de la oblea de silicio.
  3. Conductor colocado suavemente sobre la placa. En un elemento - dos conductores.
  4. En el lugar donde se realizará la soldadura, es necesario aplicar ácido para trabajar con un soldador.
  5. Realice la soldadura con un soldador, sujetando suavemente el conductor a la placa.

Durante el proceso de soldadura es imposible presionar el elemento de silicato, ya que Es muy frágil y puede colapsar! Si tiene suerte y ha adquirido fotocélulas con contactos listos para usar, se ahorrará el largo y difícil trabajo, pasando directamente a la fabricación del marco para la futura batería.

La soldadura de los contactos para las células fotovoltaicas defectuosas del grupo B se realiza en la misma dirección que para las placas completas.

Paso # 2 - hacer un marco para una batería solar

El marco es el lugar donde se instalarán las fotocélulas. Para la fabricación del marco tomaron esquinas y listones de aluminio, que forman el marco. El tamaño recomendado de la esquina - 70-90 mm.

El sellador de silicona se aplica en el interior de las esquinas metálicas. Las esquinas de sellado deben hacerse con cuidado, depende de la durabilidad de toda la estructura.

Una vez que el marco de aluminio esté listo, continúe con la fabricación de la caja trasera. La caja trasera es una caja de madera hecha de aglomerado con lados bajos.

Los lados altos crearán una sombra en las fotocélulas, por lo que su altura no debe exceder los 2 cm. Los lados se atornillan con tornillos autorroscantes y un destornillador.

Las dimensiones de los casos se calculan teniendo en cuenta la necesidad de dejar espacios entre las células fotovoltaicas. Debe ser de 3 a 5 mm. En los lados y la barra, dividiendo el cuerpo en dos segmentos para facilitar la instalación, se perforan los orificios para el sistema de ventilación Para mejorar la precisión de montaje de las placas y la distribución exacta de las brechas, se utiliza un sustrato de tablero de fibra. Para proteger los detalles de la caja del dispositivo, trabajando en la calle, los detalles de la caja se cubren con una composición colorante repelente al agua.

En la parte inferior de la caja de la caja de aglomerado hay ventilaciones. La distancia entre los orificios es de aproximadamente 10 cm. Un elemento transparente (plexiglás, vidrio antirreflejo, plexiglás) se instala en el marco de aluminio.

El elemento transparente se presiona y fija, su sujeción se realiza con la ayuda de hardware: 4 en las esquinas, así como 2 en cada lado largo y 1 en el lado corto del marco. Herrajes fijados con tornillos.

El marco para la batería solar está listo y puede pasar a la parte más importante: la instalación de células fotovoltaicas. Antes de la instalación, es necesario limpiar el plexiglás del polvo y desengrasarlo con un líquido que contenga alcohol.

Paso # 3 - montaje de fotocélulas de oblea de silicio

Montar y soldar obleas de silicio es la parte más lenta del trabajo de crear un panel solar con sus propias manos. Primero, coloque las fotocélulas en plexiglás con las placas azules hacia abajo.

Si recoge la batería por primera vez, puede usar el sustrato para marcar y colocar las placas exactamente a una pequeña distancia (3-5 mm) entre sí.

  1. Producimos soldadura de fotocélulas de acuerdo con el siguiente diagrama de cableado: “+” pistas están ubicadas en la parte frontal de la placa, “-” - en la parte posterior. Antes de soldar, aplique suavemente el fundente y la soldadura para conectar los contactos.
  2. Realizamos la soldadura de todas las fotocélulas en serie en filas de arriba a abajo. Las filas también deben estar interconectadas.
  3. Comenzamos a pegar fotocélulas. Para hacer esto, aplique una pequeña cantidad de sellador en el centro de cada oblea de silicio.
  4. Volvemos las cadenas resultantes con fotocélulas con el lado frontal (donde están las placas azules) hacia arriba y colocamos las placas según las marcas que se aplicaron anteriormente. Presione cuidadosamente cada placa para fijarla en su lugar.
  5. Los contactos de las fotocélulas extremas se envían al bus, respectivamente, "+" y "-". Se recomienda utilizar un conductor plateado más ancho para el neumático.
  6. Una batería solar debe estar equipada con un diodo de bloqueo que se conecta a los contactos y evita que las baterías se descarguen a través de la estructura durante la noche.
  7. En la parte inferior del marco perforamos agujeros para sacar los cables.

Los cables deben estar unidos al marco para que no se cuelguen, esto se puede hacer usando sellador de silicona.

Paso 1: Para eliminar la capa de cera protectora de la superficie de las placas fotovoltaicas, se sumergen en agua caliente, pero no en agua hirviendo. Paso 2: Luego de remojar en agua caliente para remover el recubrimiento de cera, las obleas de silicona se secan sobre una toalla. Paso 3: Para facilitar el proceso de soldadura y fijación de las placas, sus perfiles se dibujan en el sustrato Paso 4: Los elementos están conectados en serie. La soldadura utiliza un soldador de baja potencia y varillas de soldadura con una varilla en el núcleo. Paso 5: La soldadura se realiza hasta que todos los elementos de un solo heliosistema estén conectados a 6 pines. Paso 6: Después de conectar la parte posterior de las placas fotovoltaicas, se voltean y forman líneas de corriente externa. Paso 7: La barra colectora, a la que están conectadas las líneas de la batería, está hecha de cobre trenzado de un cable viejo. el neumático se pone en una gota de pegamento Paso 8: Después de ensamblar, cada una de las dos partes de la futura batería solar debe ser probada para su funcionamiento con luz natural.

Paso # 4 - Prueba de batería antes de sellar

Las pruebas del panel solar deben llevarse a cabo antes de que se sellen, para poder eliminar las fallas que a menudo ocurren durante la soldadura. Es mejor probar después de soldar cada fila de elementos; es mucho más fácil detectar dónde están mal conectados los contactos.

Para las pruebas, necesita un amperímetro doméstico convencional. Las mediciones deben realizarse en un día soleado de 13 a 14 horas, el sol no debe ocultarse entre las nubes.

Sacamos la batería en la calle e instalamos de acuerdo con el ángulo de inclinación previamente calculado. Conectamos el amperímetro a los contactos de la batería y medimos la corriente de cortocircuito.

El punto de prueba es que la corriente de operación de la corriente eléctrica debe ser 0.5-1.0 A más baja que la corriente de cortocircuito. Las lecturas del instrumento deben ser superiores a 4, 5 A, lo que indica que la batería solar está funcionando.

Si el probador da lecturas más pequeñas, entonces la secuencia de conexión de la fotocélula probablemente se rompa en algún lugar.

Por lo general, una batería solar de fabricación propia construida a partir de células fotovoltaicas del grupo B da lecturas de 5-10 A, que es un 10-20% más baja que la de los paneles solares de grado industrial.

Paso 9: Después de verificar el rendimiento de las partes de la batería selladas en el sustrato, se colocan en la caja. Paso 10: Los sustratos con placas dentro de la caja se fijan en cuatro tornillos. El cable que conecta las partes de la batería se descarga a través de las rejillas de ventilación. Paso 11: Un diodo Schottky está conectado en serie a cada una de las mitades de la batería que se está construyendo. Su menos se conecta al sistema plus. Paso 12: se perfora un orificio para sacar los cables de la caja. Los cables se anudan para no perderlos y se fijan con sellador Paso 13: Después de aplicar el sellador, es necesario hacer una pausa tecnológica, que permita polimerizar la composición. Paso 14: Se conecta un enchufe de dos clavijas al cable que sale del panel solar. La salida que le pertenece está montada en la batería del dispositivo que cargará la batería. Paso 15: Después de ensamblar las dos partes del dispositivo y llevar la línea eléctrica al exterior, la batería se cubre con una pantalla preparada previamente Paso 16: Antes de sellar las juntas a tope de helióprim, una vez más se realiza una verificación del rendimiento para eliminar a tiempo los contactos salientes, si se detectan.

Paso # 5 - Sellado de las fotocélulas en la carcasa.

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

  • полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
  • нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1, 5-2, 5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине:

Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи:

Сделать солнечную батарею своими руками – не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи – правильно выбрать и установить фотоэлементы.

Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса.

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Construcción