Panel surya adalah sumber energi yang dapat digunakan untuk menghasilkan listrik atau panas untuk bangunan bertingkat rendah. Ini hanya panel surya yang berbiaya tinggi dan tidak tersedia untuk sebagian besar penduduk negara kita. Apa kamu setuju?
Ini masalah lain ketika panel surya dibuat oleh tangan sendiri - biayanya berkurang secara signifikan, dan desain seperti itu bekerja tidak lebih buruk daripada panel industri. Karena itu, jika Anda serius berpikir untuk membeli sumber listrik alternatif, coba lakukan sendiri - ini tidak terlalu sulit.
Artikel ini akan fokus pada pembuatan panel surya. Kami akan memberi tahu Anda bahan dan alat apa yang dibutuhkan untuk ini. Dan sedikit di bawah ini Anda akan menemukan petunjuk langkah demi langkah dengan ilustrasi yang menunjukkan dengan jelas kemajuan pekerjaan.
Secara singkat tentang perangkat dan pekerjaan
Energi matahari dapat diubah menjadi panas ketika sumber energinya adalah fluida transfer panas atau menjadi energi listrik yang dikumpulkan dalam baterai. Baterai adalah generator yang beroperasi berdasarkan prinsip efek fotolistrik.
Konversi energi surya menjadi listrik terjadi setelah terpapar sinar matahari pada panel surya, yang merupakan bagian utama baterai.
Dalam hal ini, kuanta cahaya “melepaskan” elektron mereka dari orbit yang ekstrem. Elektron bebas ini memberikan arus listrik yang melewati pengontrol dan terakumulasi dalam baterai, dan dari sana mengalir ke konsumen energi.
Galeri Gambar
Foto dari
Perakitan sel surya wafer silikon
Pembentukan jalur arus positif
Menciptakan garis negatif saat ini dari belakang
Koneksi konduktor dan blocking diode
Elemen silikon bertindak sebagai pelat fotosel. Wafer silikon dilapisi di satu sisi dengan lapisan fosfor atau boron yang sangat tipis - elemen kimia pasif.
Di tempat ini, di bawah pengaruh sinar matahari, sejumlah besar elektron dilepaskan, yang dipegang oleh film fosfor dan tidak terbang terpisah.
Ada "jejak" logam pada permukaan lempeng, di mana elektron bebas berbaris, membentuk gerakan yang teratur, mis. listrik.
Semakin banyak silikon wafer-sel surya tersebut, semakin banyak arus listrik yang dapat diperoleh. Baca lebih lanjut tentang prinsip pengoperasian baterai surya di bawah ini.
Lapisan atas pelat-fotosel ditutupi dengan lapisan yang tidak memungkinkan pantulan sinar matahari dari lempengan, meningkatkan efisiensinya
Bahan untuk membuat plat surya
Mulai membuat baterai solar, Anda harus membeli bahan-bahan berikut:
- piring silikat-fotosel;
- lembaran chipboard, sudut aluminium dan reng;
- karet busa kaku dengan ketebalan 1,5-2,5 cm;
- elemen transparan yang bertindak sebagai dasar untuk wafer silikon;
- sekrup, sekrup;
- silikon sealant untuk penggunaan luar ruangan;
- kabel listrik, dioda, terminal.
Jumlah bahan yang dibutuhkan tergantung pada ukuran baterai Anda, yang paling sering dibatasi oleh jumlah fotosel yang tersedia. Dari alat yang Anda butuhkan: obeng atau satu set obeng, gergaji besi dan kayu, besi solder. Untuk menguji baterai yang sudah jadi, Anda membutuhkan tester-ammeter.
Sekarang pertimbangkan materi yang paling penting secara lebih rinci.
Wafer atau fotosel silikon
Ada tiga jenis sel surya untuk baterai:
- polikristalin;
- monokristalin;
- amorf.
Wafer polikristalin ditandai oleh efisiensi yang rendah.Ukuran efek yang menguntungkan adalah sekitar 10 - 12%, tetapi indikator ini tidak berkurang seiring waktu. Durasi polikristal adalah 10 tahun.
Baterai surya dirakit dari modul, yang pada gilirannya terdiri dari konverter fotovoltaik. Baterai dengan fotosel silikon keras adalah sejenis sandwich dengan lapisan yang diatur secara berurutan dipasang pada profil aluminium
Photocell monocrystalline membanggakan efisiensi yang lebih tinggi dari 13-25% dan umur panjang lebih dari 25 tahun. Namun, seiring waktu, efisiensi kristal tunggal menurun.
Konverter kristal tunggal diperoleh dengan menggergaji kristal buatan, yang menjelaskan fotokonduktivitas dan produktivitas tertinggi.
Fotokonversi film diperoleh dengan menerapkan lapisan tipis silikon amorf ke permukaan fleksibel polimer
Baterai silikon amorf fleksibel adalah yang paling canggih. Konverter fotoelektrik disemprotkan atau disimpan pada dasar polimer. Efisiensi di wilayah 5 - 6%, tetapi sistem film sangat nyaman untuk dipasang.
Sistem film dengan photoconverters amorf muncul relatif baru-baru ini. Ini adalah bentuk yang sangat sederhana dan sangat murah, tetapi lebih cepat dari saingan kehilangan kualitas konsumen.
Tidak pantas menggunakan fotosel dari berbagai ukuran. Dalam hal ini, arus maksimum yang dihasilkan oleh baterai akan dibatasi oleh arus sel terkecil. Oleh karena itu, pelat yang lebih besar tidak akan bekerja pada kapasitas penuh.
Saat membeli fotosel, tanyakan penjual tentang metode pengiriman, sebagian besar penjual menggunakan metode waxing untuk mencegah kerusakan elemen rapuh.
Paling sering, untuk baterai buatan sendiri, photocell monocrystalline dan polycrystalline dengan ukuran 3x6 inci digunakan, yang dapat dipesan di toko online seperti E-buy.
Biaya sel surya cukup tinggi, tetapi banyak toko menjual apa yang disebut elemen kelompok B. Produk yang ditugaskan untuk kelompok ini rusak, tetapi cocok untuk digunakan, dan biayanya lebih rendah daripada pelat standar sebesar 40-60%.
Sebagian besar toko online menjual sel surya dalam set 36 atau 72 pelat konversi fotovoltaik. Bus akan diminta untuk menghubungkan masing-masing modul ke baterai, terminal akan diperlukan untuk terhubung ke sistem.
Galeri Gambar
Foto dari
Lempeng Fotovoltaik Polikristalin
Depan dan belakang wafer silikon
Lempeng Fotovoltaik Monokristalin
Sisi terbalik dari plat kristal tunggal
Bingkai rangka dan elemen transparan.
Bingkai untuk panel masa depan dapat dibuat dari kayu reng atau sudut aluminium.
Opsi kedua lebih disukai karena sejumlah alasan:
- Aluminium adalah logam ringan yang tidak memberi beban serius pada struktur pendukung tempat baterai direncanakan akan dipasang.
- Saat melakukan perawatan anti-korosi, aluminium tidak rentan terhadap karat.
- Tidak menyerap kelembaban dari lingkungan, tidak membusuk.
Ketika memilih elemen transparan, perlu memperhatikan parameter seperti indeks bias sinar matahari dan kemampuan untuk menyerap radiasi inframerah.
Efisiensi fotosel secara langsung akan tergantung pada indikator pertama: semakin rendah indeks bias, semakin tinggi efisiensi wafer silikon.
Plexiglass atau versi yang lebih murah, Plexiglas, memiliki reflektansi cahaya minimum. Polycarbonate memiliki indeks bias yang sedikit lebih rendah.
Nilai indikator kedua menentukan apakah fotosel silikon sendiri akan memanas atau tidak. Semakin sedikit piring yang dipanaskan, semakin lama mereka akan bertahan. Radiasi IR paling baik diserap oleh kaca dan kaca plexiglass yang menyerap panas dengan penyerapan IR. Sedikit lebih buruk - gelas biasa.
Jika memungkinkan, maka pilihan terbaik adalah menggunakan kaca transparan anti-reflektif sebagai elemen transparan.
Menurut rasio biaya untuk indeks bias cahaya dan penyerapan radiasi inframerah, plexiglas adalah pilihan terbaik untuk pembuatan sel surya
Desain sistem dan pemilihan lokasi
Desain tata surya mencakup perhitungan ukuran yang dibutuhkan dari pelat surya. Seperti disebutkan di atas, ukuran baterai biasanya dibatasi oleh fotosel mahal.
Baterai surya harus dipasang pada sudut tertentu, yang akan memastikan paparan maksimum untuk wafer silikon sinar matahari. Pilihan terbaik adalah baterai yang dapat mengubah sudut.
Tempat memasang pelat surya bisa sangat beragam: di tanah, di atap rumah yang rata atau rata, di atap ruang utilitas.
Satu-satunya syarat adalah baterai harus diletakkan di sisi yang cerah dari lokasi atau rumah yang tidak diteduhi oleh mahkota pohon yang tinggi. Dalam hal ini, sudut kemiringan optimal harus dihitung dengan rumus atau menggunakan kalkulator khusus.
Sudut kemiringan akan tergantung pada lokasi rumah, musim dan iklim. Diinginkan bahwa baterai memiliki kemampuan untuk mengubah sudut kemiringan mengikuti perubahan musiman pada ketinggian matahari, karena mereka bekerja paling efisien ketika sinar matahari jatuh tegak lurus ke permukaan.
Untuk bagian Eropa dari negara-negara CIS, sudut kemiringan stasioner yang disarankan adalah 50 - 60 º. Jika desain menyediakan perangkat untuk mengubah sudut kemiringan, maka di musim dingin lebih baik menempatkan baterai pada 70 º ke cakrawala, di musim panas pada sudut 30 º
Perhitungan menunjukkan bahwa 1 meter persegi tata surya memungkinkan untuk mendapatkan 120 watt. Oleh karena itu, dengan perhitungan dapat ditetapkan bahwa untuk menyediakan rata-rata keluarga dengan listrik dalam jumlah 300 kW per bulan, diperlukan tata surya minimal 20 meter persegi.
Segera memasang sistem tata surya seperti itu akan bermasalah. Tetapi bahkan memasang baterai 5 meter akan membantu menghemat energi dan membuat kontribusi sederhana untuk ekologi planet kita. Kami juga merekomendasikan agar Anda membiasakan diri dengan prinsip menghitung jumlah panel surya yang diperlukan.
Baterai surya dapat digunakan sebagai sumber energi cadangan dengan seringnya mematikan pasokan daya terpusat. Untuk peralihan otomatis, sistem daya yang tidak pernah terputus harus disediakan.
Sistem seperti itu nyaman karena ketika menggunakan sumber listrik tradisional, baterai tata surya secara bersamaan diisi. Peralatan yang melayani baterai surya terletak di dalam rumah, sehingga perlu untuk menyediakan ruang khusus untuk itu.
Ketika menempatkan baterai di atap rumah yang miring, jangan lupa tentang sudut kemiringan panel, ideal saat baterai memiliki perangkat untuk variasi musiman sudut kemiringan
Memasang panel surya secara bertahap
Memilih tempat untuk meletakkan panel surya dan peralatan untuk memperbaiki tata surya, serta memiliki semua bahan dan alat yang diperlukan, Anda dapat mulai memasang baterai.
Selama pemasangan, perlu diperhatikan tindakan pencegahan keselamatan, terutama saat memasang panel yang sudah jadi di atap rumah. Pertimbangkan algoritma langkah-demi-langkah tentang cara membuat baterai solar.
Langkah # 1 - menyolder kontak wafer silikon
Pemasangan baterai surya buatan sendiri sering dimulai dengan menyolder konduktor fotosel. Tentu saja, jika Anda memiliki kesempatan, yang terbaik adalah membeli sel surya segera dengan konduktor menyolder adalah pekerjaan yang sangat sulit dan melelahkan yang membutuhkan banyak waktu.
Penyolderan dilakukan sebagai berikut:
- Fotosel silikon diambil tanpa konduktor dan strip konduktor logam.
- Konduktor dipotong menggunakan kardus kosong, panjangnya 2 kali lebih besar dari ukuran wafer silikon.
- Konduktor diletakkan dengan rapi di atas piring. Pada satu elemen - dua konduktor.
- Di tempat penyolderan akan dilakukan, perlu untuk menerapkan asam untuk bekerja dengan solder.
- Solder dengan besi solder dengan hati-hati menghubungkan konduktor ke piring.
Selama penyolderan, jangan tekan elemen silikat, seperti itu sangat rapuh dan bisa runtuh! Jika Anda beruntung dan Anda telah membeli fotosel dengan kontak yang sudah jadi, maka Anda akan menyelamatkan diri dari pekerjaan yang lama dan sulit, segera melanjutkan ke pembuatan bingkai untuk baterai di masa mendatang.
Menyolder kontak untuk fotosel grup B yang rusak dilakukan dalam arah yang sama dengan cara yang sama seperti untuk seluruh pelat
Langkah # 2 - membuat bingkai untuk panel surya
Bingkai adalah tempat di mana fotosel akan dipasang. Untuk pembuatan bingkai, sudut aluminium dan bilah diambil, dari mana frame dilipat. Ukuran sudut yang disarankan adalah 70-90 mm.
Sealant silikon diterapkan ke bagian dalam sudut logam. Sudut penyegelan harus dilakukan dengan hati-hati, ketahanan seluruh struktur tergantung pada ini.
Setelah bingkai aluminium siap, lanjutkan ke pembuatan casing belakang. Kasing belakang adalah kotak kayu yang terbuat dari chipboard dengan sisi rendah.
Sisi yang tinggi akan membuat bayangan pada fotosel, sehingga tingginya tidak boleh lebih dari 2 cm. Sisi tersebut dikunci dengan sekrup dan obeng.
Galeri Gambar
Foto dari
Membuat casing untuk baterai solar
Ventilasi udara di sisi perumahan
Dukungan wafer silikon
Lukisan bagian perumahan untuk waterproofing
Di bagian bawah kotak-kotak, lubang ventilasi terbuat dari chipboard. Jarak antara lubang sekitar 10 cm. Elemen transparan dipasang di bingkai aluminium (kaca plexiglass, kaca anti-reflektif, kaca plexiglass).
Elemen transparan ditekan dan diperbaiki, pengikatnya dilakukan menggunakan perangkat keras: 4 di sudut-sudut, serta 2 dari panjang dan 1 dari sisi pendek frame. Kencangkan perangkat keras dengan sekrup.
Bingkai untuk baterai surya siap dan Anda dapat melanjutkan ke bagian paling kritis - pemasangan sel surya. Sebelum pemasangan, perlu untuk membersihkan kaca plexiglass dari debu dan degrease dengan cairan yang mengandung alkohol.
Langkah # 3 - memasang fotosel wafer silikon
Mounting dan solder silikon wafer adalah bagian yang paling memakan waktu untuk membuat panel surya Anda sendiri. Pertama, kami meletakkan photocell di plexiglass dengan piring biru di bawah.
Jika Anda memasang baterai untuk pertama kali, Anda dapat menggunakan media untuk menandai untuk menempatkan pelat dengan tepat pada jarak kecil (3-5 mm) satu sama lain.
- Kami menyolder fotosel sesuai dengan diagram pengkabelan berikut: “+” track terletak di sisi depan pelat, “-” - di bagian belakang. Sebelum menyolder, oleskan fluks dan solder dengan lembut untuk menghubungkan kontak.
- Kami menyolder semua fotosel secara berurutan dalam baris dari atas ke bawah. Baris kemudian juga harus saling berhubungan.
- Mulai menempel fotosel. Untuk melakukan ini, oleskan sedikit sealant ke tengah masing-masing wafer silikon.
- Kami memutar rantai yang dihasilkan dengan fotosel menghadap ke atas (di mana pelat biru berada) dan menempatkan piring sesuai dengan tanda yang diterapkan sebelumnya. Tekan setiap pelat dengan hati-hati untuk menguncinya.
- Kontak fotosel ekstrem ditampilkan di bus, masing-masing, "+" dan "-". Disarankan untuk menggunakan konduktor perak yang lebih lebar.
- Baterai surya harus dilengkapi dengan dioda pemblokiran, yang menghubungkan ke kontak dan mencegah keluarnya baterai melalui struktur pada malam hari.
- Di bagian bawah bingkai, kami mengebor lubang untuk output kabel ke luar.
Kabel harus melekat pada bingkai agar tidak menggantung, Anda dapat melakukan ini dengan menggunakan sealant silikon.
Galeri Gambar
Foto dari
Mempersiapkan wafer silikon untuk penyolderan
Pengeringan sel baterai bebas lilin
Gambar garis besar pelat pada media
Proses menyolder sel fotovoltaik
Menghubungkan wafer silikon ke panel surya
Ikatan wafer silikon
Perangkat busbar pembawa arus tembaga dari perangkat
Memeriksa kinerja baterai
Langkah # 4 - menguji baterai sebelum menyegel
Pengujian panel surya harus dilakukan sebelum disegel agar dapat menghilangkan kerusakan yang sering terjadi selama penyolderan. Yang terbaik adalah menguji setelah menyolder setiap baris elemen - jauh lebih mudah untuk mendeteksi di mana kontak yang buruk terhubung.
Untuk pengujian, Anda memerlukan ammeter rumah tangga biasa. Pengukuran harus dilakukan pada hari yang cerah pada 13-14 jam, matahari tidak harus disembunyikan oleh awan.
Kami mengeluarkan baterai ke jalan dan memasang sesuai dengan sudut kemiringan yang dihitung sebelumnya. Kami menghubungkan ammeter ke kontak baterai dan mengukur arus hubung singkat.
Arti pengujian adalah bahwa gaya kerja arus listrik harus 0,5-1,0 A lebih rendah dari arus hubung singkat. Pembacaan perangkat harus lebih tinggi dari 4,5 A, yang menunjukkan efisiensi baterai surya.
Jika tester kurang memberikan bacaan, maka di suatu tempat urutan menghubungkan fotosel mungkin rusak.
Biasanya baterai surya buatan rumah yang dibangun dari fotosel kelompok B memberikan bacaan 5-10 A, yang 10-20% lebih rendah dari panel surya industri.
Galeri Gambar
Foto dari
Langkah 9: Setelah memeriksa pengoperasian komponen baterai yang tersegel pada media, komponen tersebut ditempatkan di dalam rumahan
Langkah 10: Substrat dengan pelat di dalam kasing dipasang pada empat sekrup. Kawat yang menghubungkan bagian-bagian baterai disalurkan melalui ventilasi.
Langkah 11: Dioda Schottky terhubung secara seri ke setiap bagian dari baterai yang dibuat. Nilai minusnya terhubung ke nilai plus sistem
Langkah 12: Lubang dibor untuk memimpin kabel keluar dari perumahan. Kabel diikat dengan simpul sehingga mereka tidak hang out dan diperbaiki dengan sealant
Langkah 13: Setelah menerapkan sealant, perlu istirahat teknologi, dirilis untuk polimerisasi komposisi
Langkah 14: Konektor dua pin terhubung ke kawat yang dilepas dari panel surya. Soket miliknya sudah terpasang pada baterai perangkat, yang akan mengisi baterai
Langkah 15: Setelah merakit kedua bagian perangkat dan mengeluarkan kabel daya ke luar, baterai ditutup dengan layar yang sudah disiapkan sebelumnya.
Langkah 16: Sebelum menyegel sambungan perangkat surya, pemeriksaan fungsional dilakukan sekali lagi untuk menghilangkan kontak yang dilepaskan pada waktunya jika terdeteksi
Memasang kedua bagian baterai dalam wadah yang sudah disiapkan
Memasang dasar panel surya di dalam perumahan
Menginstal Schottky Blocking Diode
Kesimpulan dari housing ke bagian luar kabel perangkat
Pengerasan Sealant
Memasang konektor 2-pin ke kabel
Menginstal layar pemancar cahaya pada perangkat
Pemantauan kinerja sebelum penyegelan
Langkah # 5 - menyegel fotosel yang ditempatkan di perumahan
Sealing hanya dapat dilakukan dengan memastikan bahwa baterai berfungsi. Untuk penyegelan, yang terbaik adalah menggunakan senyawa epoksi, tetapi mengingat bahwa konsumsi bahan akan besar, dan biayanya sekitar 40-45 dolar. Jika sedikit mahal, maka Anda bisa menggunakan silikon sealant yang sama sebagai gantinya.
Menggunakan silikon sealant, berikan preferensi pada yang ada pada kemasan yang menunjukkan bahwa itu cocok untuk digunakan pada suhu di bawah nol
Ada dua cara untuk menyegel:
- mengisi penuh ketika panel diisi dengan sealant;
- menerapkan sealant ke ruang antara fotosel dan elemen terluar.
Dalam kasus pertama, penyegelan akan lebih dapat diandalkan. Setelah menuangkan, sealant harus diatur. Kemudian, plexiglass dipasang di bagian atas dan ditekan dengan kuat ke pelat yang dilapisi silikon.
Untuk memastikan bantalan dan perlindungan tambahan antara permukaan belakang fotosel dan bingkai yang terbuat dari chipboard, banyak pengrajin menyarankan memasang bantalan karet busa kaku selebar 1,5-2,5 cm.
Ini tidak perlu, tetapi diinginkan, mengingat bahwa wafer silikon cukup rapuh dan mudah rusak.
Setelah memasang plexiglass, beban ditempatkan pada struktur, di bawah pengaruh gelembung udara yang diperas. Panel surya siap dan setelah pengujian berulang-ulang dapat dipasang di lokasi yang dipilih sebelumnya dan terhubung ke tata surya rumah Anda.
Gambaran umum fotosel yang dipesan di toko online Tiongkok:
Instruksi video untuk pembuatan baterai surya:
Membuat baterai solar dengan tangan Anda sendiri bukanlah tugas yang mudah. Efisiensi sebagian besar baterai ini lebih rendah daripada panel industri sebesar 10-20%. Hal terpenting dalam desain baterai surya adalah memilih dan memasang sel surya dengan benar.
Jangan langsung mencoba membuat panel area besar. Cobalah untuk membangun perangkat kecil terlebih dahulu untuk memahami semua nuansa proses ini.
Apakah Anda memiliki keterampilan praktis dalam membuat panel surya? Silakan bagikan pengalaman Anda dengan pengunjung ke situs kami - tulis komentar di blok di bawah ini. Di sana Anda dapat mengajukan pertanyaan tentang topik artikel.