ГлавнаяРазноеИзготовление солнечных панелей

Солнечные панели своими руками. Изготовление солнечных панелей


Изготовление солнечных панелей - начало фото рассказа

Электрификация домика в поселении, эксперименты с самостоятельным изготовлением солнечных панелей. Интересный опыт этого человека показывает на сколько просто можно обеспечить себя электричеством. Забегая вперед могу сказать что конечно не все он правильно делал, но как говорится на ошибках учатся.

В Поселение Тополевое (оно же Благодать) Приморского края был приобретен домик, он был в хорошем состоянии и было решено его сначала обжить и наладить быт, ну и попутно начинать строить свой дом. На фото это нынешнее состояние дома, а в самом начале все было несколько иначе. > Первым делом конечно стоял вопрос с электричеством, ведь для городского жителя, да и для любого современного человека электричество это неотъемлемая часть жизни. Первое что показалось достойным вариантом это солнечные панели, но они очень дорогие. Но знакомые посоветовали что можно экономить если заказывать не готовые солнечные панели, а только элементы (ФЭМ) и из них самому собирать панели. Если посчитать действительно получается очень дёшево.

Поискав где по дешевле через интернет заказал по почте 6 комплектов. Вообще в планах на будущее планировалось иметь мощную солнечную электростанцию, поэтому сразу было заказано шесть комплектов для экспериментов, чтобы понять что и как и отработать самостоятельную сборку панелей. В одном комплекте 36 пластин + 2 запасные, на случай если в дороге повредятся или вдруг нечаянно сломаются. Мощность каждой панели из этих комплектов около 50 ватт. > После распаковки посылки в первой же пачке обнаружил пару битых пластин и парочку с небольшими сколами. Скорее всего в дороге пострадали, так как эти элементы очень хрупкие, примерно как яичная скорлупа, а толщина всего 0,2мм. Как элементы оказались в руках то захотелось немедленно опробовать их и посмотреть что получился. Первое что нашлось это старая оконная рама, в нее как раз помещался один набор элементов и было решено собирать первую панель из нее.

В инструкции написано что одна пластина выдает ток 3,5Ампер 0,5Вольт. Хотя по-моему в реале она дает 0.6 в, судя по замерам мультиметра. Где-то я слышал, что для заряда свинцового аккумулятора нужно напряжение выше чем он дает, например 14 вольт, поэтому решил что зарядка наверняка будет и от 30 пластин по 0,5Вольт, то есть 15 вольт.

Немного поразмыслив над тем как прикрепить элементы к стеклу было решено просто использовать скотч. Элементы разложил на стекло и зафиксировал небольшими кусочками скотча, а далее поклеил по швам цельными полосками. После чего оставалось спаять элементы. В посылке к каждому комплекту шол карандаш с флюсом для пайки и лента, которой соединяются все контакты пластин.

Да, кстати не нужно боятся тех пластин что без припаянных ленточек на лицевой стороне, ленточки хоть и долго, но пояются очень просто. Просто прикладываешь ленточку и прогреваешь, а тонкий слой олова на ленточке расплавляется и прилипает к контактам лицевой стороны. Вот такая получилась первая солнечная панель. > Тыльная сторона панели, видно как припаяны контакты. > Ну и вид спереди, ничего сложного вроде как получилось. > . На следующий день начались различные тесты этой панели. Первым делом измерил напряжение холостого хода, то-есть без нагрузки, оно составило 17,2 вольта. Потом попробовал подсоединить портативный телевизор на 12 вольт, тот заработал, при этом напряжение упало до 14 вольт. > На фото не очень видно, но на самом деле он показывает нормально, просто на улице ничего не видно на экране. Далее уже через инвертор 12/220Вольт я пробовал подключать к панели разную электронику. Если на небе солнышко то работал нетбук, но при малейшем облачке инвертор отключался и нетбук естественно тоже так-как его внутренняя батарейка была полностью разряжена.

А на следующий день я пробовал подключить музыкальный центр. На нем есть вход 12 вольт. В основном работал отлично, но когда становилось уже невыносимо пасмурно, то при громкости "на всю" начинал похрипывать и напряжение падало до 10 вольт. Одновременно центр и КПК от инвертора работать не хотели. Инвертор вырубался, но это все было в пасмурную погоду. Думаю что если мощность поднять в три раза, то,есть три панели подключить, то вся электроника прекрасно бы работала, ну а при солнце хватило бы и одной панели.

Я понял для себя, что надо систему рассчитывать именно под пасмурные дни, тогда проблем совсем не будет, Так как пасмурные дни есть всегда. Как показала практика, из 6-ти комплектов можно собрать 7 панелей, даже еще пластины останутся. Более подробно опишу в следующей статье, а пока нашел большое стекло на которое помещаются сразу пластины двух комплектов, буду думать как лучше сделать. Как приеду продолжу. Напишу позже об успехах или неудачах. + Более подробный фото-отчет.

Навигация по частям этого фото рассказа. - 1 - 2 - 3 - 4 - 5

Статьи написаны по материалам дневника >>источник

e-veterok.ru

Методы производства солнечных элементов

Более 85% солнечных батарей производятся на основе моно и поли кремния. Технология их производства достаточно трудная, длительная и энергоемкая. Но обо всем по порядку.

Основные этапы изготовления солнечных монокристаллических элементов:

  1. Получение «солнечного» кремния.

    В качестве сырья используется кварцевый песок с высоким массовым содержанием диоксида кремния (SiO2). Он проходит многоступенчатую очистку, чтобы избавиться от кислорода. Происходит путем высокотемпературного плавления и синтеза с добавлением химических веществ.

  2. Выращивание кристаллов.

    Очищенный кремний представляет собой просто разрозненные куски. Для упорядочивания структуры и выращиваются кристаллы по методу Чохральского. Происходит это так: куски кремния помещаются в тигель, где раскаляются и плавятся. В расплав опускается затравка – так сказать, образец будущего кристалла. Атомы, располагаются в четкую структуру, нарастают на затравку слой за слоем. Процесс наращивания длительный, но в результате образуется большой, красивый, а главное однородный кристалл.

  3. Обработка.

    Этот этап начинается с измерения, калибровки и обработки монокристалла для придания нужной формы. Дело в том, что при выходе из тигля в поперечном сечении он имеет круглую форму, что не очень удобно для дальнейшей работы. Поэтому ему придается псевдо квадратная форма. Далее обработанный монокристалл стальными нитями в карбид - кремниевой суспензии или алмазно - импрегнированной проволокой режется на пластинки толщиной 250-300 мкм. Они очищаются, проверяются на брак и количество вырабатываемой энергии.

  4. Создание фотоэлектрического элемента.

    Чтобы кремний мог вырабатывать энергию, в него добавляют бор (B) и фосфор (P). Благодаря этому слой фосфора получает свободные электроны (сторона n-типа), сторона бора – отсутствие электронов, т.е. дырки (сторона p-типа). По причине этого между фосфором и бором появляется p-n переход. Когда свет будет падать на ячейку, из атомной решетки будут выбиваться дырки и электроны, появившись на территории электрического поля, они разбегаются в сторону своего заряда. Если присоединить внешний проводник, они будут стараться компенсировать дырки на другой части пластинки, появится напряжение и ток. Именно для его выработки с обеих сторон пластины припаиваются проводники.

  5. Сборка модулей.

    Пластинки соединяются сначала в цепочки, потом в блоки. Обычно одна пластина имеет 2 Вт мощности и 0,6 В напряжения. Чем больше будет ячеек, тем мощнее получится батарея. Их последовательное подключение дает определенный уровень напряжения, параллельное увеличивает силу образующегося тока. Для достижения необходимых электрических параметров всего модуля последовательно и параллельно соединенные элементы объединяются. Далее ячейки покрывают защитной пленкой, переносят на стекло и помещают в прямоугольную рамку, крепят распределительную коробку. Готовый модуль проходит последнюю проверку – измерение вольт - амперных характеристик. Все, можно использовать!

Соединение самих солнечных батарей тоже может быть последовательным, параллельным или последовательно-параллельным для получения требуемых силы тока и напряжения.

Наглядное видео о этапах автоматической сборки, включая: пайку, ламинирование, коммутацию ячеек, установку распределительной коробки, стекла и алюминиевой рамы:

Производство поликристаллических батарей отличается только выращиванием кристалла. Есть несколько способов производства, но самый популярный сейчас и занимающий 75% всего производства это Сименс - процесс. Суть метода заключается в восстановлении силана и осаждении свободного кремния в результате взаимодействия парогазовой смеси из водорода и силана с поверхностью кремниевых слитков, разогретой до 650-1300°C. Освободившиеся атомы кремния, образовывают кристалл с древовидной (дендритной) структурой.

 

Тонкопленочные батареи производятся в основном по технике испарительной фазы. Сырьем для аморфных фотопреобразователей является кремневодород (силан, Sinh3n+2). Он напыляется на материал подложки (стекло, керамика, металлические или полимерные ленты и пр.) слоем менее 1 мкм. Водород в составе аморфного кремния (5-20%) меняет его электрофизические свойства и придает ему полупроводниковые качества.

Производство аморфных преобразователей значительно проще кристаллических: без труда создаются пластины площадью более 1 м при температурах осаждения всего 250-400°C. К тому же их полупроводниковыми свойствами можно управлять, подбирая соединения компонентов пленки для получения требуемых параметров.

Технология производства солнечных CIGS батарей тоже заключается в напылении полупроводников. Делается это с помощью вакуумных камер и электронных пушек. Медь (Cu), индий (In) или галлий (Ga) напыляются путем последовательного осаждения на подложку из стекла, покрытой молибденом слоем в 1 мкм. Полученная структура обрабатывается парами селена (Se).

Есть еще один способ изготовления CIGS батарей – метод трафаретной печати или струйного напыления. Основан он на использовании суспензии из частиц металлических оксидов. Ее вязкость позволяет получать как бы чернила для печати. «Бумагой» же могут быть разные материалы: стекло, фольга, пластик.

Метод трафаретной печати для изготовления тонкопленочных батарей используется только известными «солнечными» производителями. Имеет такие преимущества, как высокий коэффициент использования материалов (от 90%), сравнительная дешевизна оборудования, приличный КПД готового продукта – 14%.

Производство кристаллов арсенид галлия, может осуществляться, как и монокристаллов кремния, методом Чохральского - горизонтальной или вертикальной направленной кристаллизации. Кристаллы получаются  путем вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла. На картинке приведены схемы выращивания. 

 

Читайте также:

Разновидность солнечных батарей

Сравнение моно, поли и аморфных солнечных батарей

Расчет мощности солнечных батарей

КПД солнечной батареи - что это?

 

b-eco.ru

Изготовление солнечных панелей своими руками

Написано 5 января 2018от generator-prosto.

Содержание:

Мужчина собирает солнечную панель

Для того чтобы самому создать солнечные панели нужны следующие строительные материалы:

  • модули солнечные типа В;
  • рамы или уголки из алюминия для будущей панели;
  • покрытие для защиты модулей;

Рамы и уголки для солнечной панели можно изготовить самостоятельно. В качестве защитного материала можно использовать оргстекло, стекло, поликарбонат, плексиглас.

Виды солнечных панелей:

  1. монокристаллические;
  2. поликристаллический;
  3. аморфные;

Наиболее подходящими для сборки солнечных панелей своими руками является первый и второй вариант. Правда, необходимо точно знать характеристики солнечных панелей.

Производственный процесс создания

В специализированных магазинах можно приобрести наборы, в которых есть уже всё необходимое для создания солнечной панели

Доведенные ежемесячными счетами до кондиции, люди, могут собрать солнечные панели самостоятельно.

И для создания такой панели им нужно:

  1. Определиться с количеством ячеек в будущей солнечной панели.
  2. Припаять солнечные элементы по монтажной схеме группами.
  3. Нанести защитный материал, если его нет, то приклеить силиконом стекло к каждой панели.
  4. Дождаться пока высохнет силикон.
  5. Также можно застеклить и вторую часть, заключив тем самым солнечный элемент с обеих сторон.
  6. Дать этой конструкции хорошо высохнуть как минимум за сутки.
  7. Произвести работы по монтажу рамки. Для этого необходимо герметизировать края рамки и закрепить рамку из алюминия.
  8. Соединительную коробку с тыльной части конструкции нужно закрепить с помощью герметика. Клей герметик соединит с поверхности модуля соединительную коробку.
  9. Установить инвертер. Для этого на задней части панели соединительную коробку необходимо сделать с колодкой. Блок с одной стороны необходимо сделать плюсовым, со второй стороны необходимо провести провод к инвертеру. При небольшом инвертере и тока будет мало.
  10. Последним этапом является тестирование солнечной панели. На этом этапе необходимо измерить электрические параметры модуля, когда на него воздействует мощный световой поток, который имитирует солнечную энергию.

Перечень параметров, которые необходимо измерить:

  • ток короткого замыкания;
  • напряжение холостого ход;
  • электроэнергия максимальной мощности;
  • напряжение максимальной мощности;

Какой угол наклона сделать у солнечной панели?

Угол наклона полностью зависит от времени года (высоты подъема солнца)

При установке солнечной панели очень важно обратить внимание на ее расположение и угол наклона. Именно поэтому при выборе месторасположения батареи, выберите то место, где лучи будут падать перпендикулярно и будет небольшой наклон.

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон.

Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома. Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши.

Рабочие показатели

При изготовлении солнечной панели точно по вышеуказанной схеме, солнечная батарея будет давать 500 Вт электричества в неделю.

Для многих такое количество электроэнергии покажется слишком маленьким. Но заметим, что солнечная батарея в нашем случае маленькая, всего 28 солнечных ячеек, и месторасположение играет немаловажную роль. В связи с этим, если необходима мини-электростанция, как говорится и затрат нужно будет значительно больше.

Цена или качество, что выбрать?

Солнечные панелиМногие, конечно, мысленно уже спорят, и восклицают, что создание солнечной панели своими руками, не идет ни в какое сравнение, с тем, что приобретается в магазине.

Безусловно, заводские солнечные панели будут куда лучше домашних, но в вопросах функциональности порой панели, сделанные своими руками, совсем не уступают станочным изделиям.

Уступать может домашняя батарея в эстетике, так как заводское, новенькое, чистенькое непременно выглядит наиболее эффектней. Но если солнечная батарея, несмотря на свой неприглядный вид, будет обеспечить весь дом электроэнергией, данный вопрос будет снят с обсуждения.

При изготовлении солнечной панели в домашних условиях, возможно, сделать все самому от А до Я, кроме, конечно же, кремниевых пластин. Что касается алюминиевых углов и защитного стекла, это, конечно же, проблематично, но разрешимо. То же самое можно сказать и о проводах, в купе с инвертером.

Популярные статьи:

Опубликовано в Энергия

generator-prosto.ru