Геліоенергетика - це справжня знахідка для отримання дешевої електроенергії. Однак навіть одна сонячна батарея коштує досить дорого, а для того щоб організувати ефективну систему їх потрібно чималу кількість. Тому багато вирішуються зібрати сонячну батарею своїми руками. Для цього потрібно вміти трохи паяти, так як всі елементи системи збираються в доріжки, а потім кріпляться на основу.
види фотоелементів
Основна і досить складне завдання - знайти і купити фотоелектричні перетворювачі. Вони являють собою кремнієві пластини, які перетворюють сонячну енергію в електрику. Фотоелементи діляться на два типи: монокристалічні і полікристалічні. Перші більш ефективні і відрізняються високим ККД - 20-25%, а другі за все до 20%. Полікристалічні фотоелементи яскраво сині і менш дорогі. А моно- можна відрізнити за формою - вона не квадратна, а восьмикутна, і ціна на них вище.
Якщо паяти виходить не дуже добре, то для підключення сонячної батареї своїми руками рекомендується купувати готові фотоелементи з провідниками. Якщо ж присутній впевненість, що припаяти елементи вийде самостійно, не пошкодивши перетворювач, можна придбати набір, в якому провідники прикладені окремо.
Самостійно виростити кристали для фотоелементів - досить специфічна робота, і зробити її практично нереально в домашніх умовах. Тому фотоелементи краще купувати готові.
Як вибрати і де придбати перетворювачі
Дешевше буде придбати фотоелементи на китайських інтернет-майданчиках, хоч, звичайно ж, там зачату продаються заводські деталі, що мають шлюб. Для старту і це непогано, тим більше, що ціна у них нижче. А після того, як прийде досвід в збірці батарей, можна брати більш якісні деталі з заводу.
Деякі продавці продають перетворювачі все скопом зупинено в віск, щоб під час транспортування вони не пошкодилися, адже кремнієві пластини тендітні, як кришталь. Очищення їх від воску - вельми трудомістке заняття. Для початку необхідно занурити їх в гарячу воду і після того, як віск розплавиться, дуже обережно розділити їх. Після потрібно опустити кожен фотоелемент в мильний розчин, а потім в чисту гарячу воду. І так, поки віск не відстане від пластин повністю. Потім потрібно розкласти їх сушитися на махровому рушнику. Загалом, це зайвий клопіт, так що краще купувати пластини без воску.
На перевірених китайських майданчиках Ebay і Alibaba купувати фотоелементи для встановлення сонячних батарей своїми руками надійно. Для покупки потрібно зареєструватися та вписати в пошуковий рядок потрібний запит. На екран виведеться кілька пропозицій.
Вибирати потрібно не тільки з тих міркувань, що сподобався саме цей товар - необхідно обов'язково звертати увагу на відгуки та рейтинг продавця. Якщо немає бажання переплатити за товар вдвічі через платну доставки, потрібно подивитися, чи є у вибраного товару опція «безкоштовна доставка». Якщо немає - це не дуже вдалий варіант, так як це - надто витратна справа.
Гроші за товар потрібно перерахувати відразу. Продавцю вони потраплять тільки після підтвердження про отримання товару покупцем. Платити можна прямо платіжною карткою або через проміжні сервіси - все залежить від ступеня довіри до таких торгових інтернет-ресурсів. Повернути товар теж можна, але краще відразу отоварюватися у продавця з хорошою репутацією, щоб уникнути позовів з приводу повернення. Посилка може йти і місяць, і півтора - це вже у владі пошти.
Пайка і збірка панелей
Збірку сонячних панелей своїми руками можна розділити на три етапи:
- Виготовлення каркаса;
- Пайка фотоелектричних перетворювачів;
- Установка їх в каркас і герметизація.
Каркас можна збити з дерев'яних планок або зварити з алюмінієвих куточків. Так чи інакше, його габарити, форма і вибір матеріалів для виготовлення безпосередньо залежать від того, як він буде монтуватися.
Необхідні матеріали та інструменти
Для збірки сонячної батареї знадобляться наступні матеріали:
- алюмінієвий або сталевий куточок перетином 25х25;
- болти 5х10 мм - 8 шт;
- гайки 5 мм - 8 шт;
- скло або полікарбонат 5-6 мм;
- клей - герметик Sylgard 184;
- клей - герметик Ceresit CS 15;
- полікристалічні перетворювачі;
- флюс фломастер (суміш каніфолі і спирту);
- срібна стрічка для підключення до панелей;
- стрічка для шини;
- тонкий припій;
- поролон - 3 см, тирса або стружка;
- щільна поліетиленова плівка 10 мкм.
Інструменти, які знадобляться для збирання:
- напилок;
- ножівка по металу з полотном 18;
- дриль, свердла на 5 і 6 мм;
- ключі ріжкові;
- паяльник.
етапи складання
Збірка складається з декількох етапів:
- Для початку потрібно визначитися з розмірами рами каркаса. Вони будуть залежати від габаритів самих панелей і їх кількості. При розташуванні сонячних батарей на даху, панелі можуть повністю покрити скат або зайняти невелику його частину - тут немає певних правил, тому якась ширина і довжина буде у рами, вибирає сам збирач.
- Зверху каркаса необхідно встановити скло для того щоб захистити фотоелементи від руйнування. Закріпити його можна тонким шаром силіконового герметика, а ось епоксидну смолу для цих цілей краще не використовувати, так як зняти скло в разі необхідності проведення ремонтних робіт і не пошкодити панелі буде вкрай складно.
- При підключенні сонячних батарей до мережі схему краще вибрати змішану, так як вона оптимальна. Зібрані панелі укладаються в раніше підготовлений каркас. На цьому етапі важливо не переплутати тильну сторону панелі з лицьової.
- Щоб захистити задню частину батареї під час збирання, можна зробити поролоновий мат і обернути його в поліетиленову плівку. Також підійдуть тирсу або стружка, але головне, щоб їх частки не залишилися на елементах.
- Після цього потрібно прибрати бульбашки повітря, які утворюються між фотоелементами і склом, так як їх присутність перешкодить ефективній роботі батареї. Для цього на панелі потрібно укласти вантаж, а на м'який мат твердий лист фанери. Таким чином, фотоелементи виявляються затиснутими і так їх потрібно залишити на півдоби. Потім вантаж забирається, а фанера і мат знімаються. Монтувати батарею після цього поки рано, треба щоб герметик повністю схопився.
- Останній етап - це виготовлення задньої стінки батареї з ДСП або ДВП з підкладкою - це запобіжить деформацію панелей.
Можливі місця установки
В якості місця установки можна запропонувати кілька різних варіантів:
- Якщо вирішено здійснити монтаж сонячних батарей на даху, то її ухил повинен бути не більше 40 градусів. Такий варіант передбачає використання профілів в якості несучої конструкції для сонячної батареї. Якщо ж ухил покрівлі від 30-40 градусів, можна поставити сонячні панелі без кронштейна.
- Для установки сонячної батареї на плоскому даху, доведеться виготовити каркас зі спеціальною похилій підставкою, так як конструкція повинна перебувати під ухилом до даху будинку.
- На стіні установка сонячних батарей здійснюється досить рідко. У цьому випадку, як і в інших, знадобиться сталевий похилий каркас, який забезпечить розташування батареї під ухилом.
- Якщо в зимову пору для місцевості характерні рясні опади, то установку можна розташувати на землі. Для цього знадобиться опереть її на спеціальну штангу.
- Батарею можна розмістити на даху балкона або лоджії, в разі якщо це верхній поверх приватного будинку або квартира знаходиться на останньому поверсі. Якщо інсоляція дозволяє, то встановити сонячну панель можна і на зовнішній стороні балкону.
Схеми підключення системи
Схема підключення сонячних батарей складається з декількох пристроїв:
- Сонячна панель. яка акумулюватиме світло, і перетворювати його в електрику.
- Контролер. який буде відслідковувати рівень заряду в пристрої. Коли акумулятори заряджені, це пристосування автоматично відключає зарядку, а коли рівень заряду впаде, контролер знову запрацює.
- Акумулятор. який потрібен для збору згенерованої енергії.
- Інвертор - це обладнання все ж викликає потрібне напруження для мережі, отримуючи з акумулятора електроенергію і перетворюючи її в 220 В.
Між усіма учасниками мережі повинні бути обов'язково встановлені запобіжники, щоб уникнути короткого замикання і поломки одного з пристроїв.
Якщо планується використовувати одну сонячну панель, то тут все зрозуміло.
При установці ж двох і більше для початку необхідно вибрати одну з наступних схем підключення сонячних батарей заміського будинку або квартири:
- Паралельна. Такий спосіб укладання панелей відбувається за допомогою з'єднання однойменних клем. Напруга при цьому не змінюється і залишається на тому ж рівні.
- Послідовна. У такій схемі плюс одного з фотоелементів підключається до мінуса іншого. Здійснити таке з'єднання досить просто, проте на виході вийде 24 В.
- Змішана. Така система складається з декількох груп. Елементи всередині групи з'єднуються паралельно, а крайні панелі груп об'єднуються між собою послідовно.
Остання паралельно-послідовна схема підключення сонячних батарей є оптимальною для того, щоб заощадити на придбанні контролера, оскільки потужний пристрій для такої схеми не знадобиться. У такій системі створюється баланс між високими напругами, які виникають при послідовному з'єднанні і великими струмами паралельної схеми.
монтаж конструкції
Першочергово треба визначитися з місцем установки - або прямо на даху, або з використанням в якості підставки каркаса зі спеціальних ферм. Як кріпити гнучку сонячну батарею на дах? Її потрібно закріпити болтами до профілів, що і місце заощадить і має естетично привабливий вигляд.
Якщо ж вирішено встановити панелі на ферми, то необхідно:
- Придбати ферми. Так як вони продаються у вигляді куточків, їх потрібно самостійно зібрати.
- Поєднати елементи каркаса болтами.
- Визначиться з місцем установки панелей.
- Кріплення сонячної батареї до ферми відбувається за допомогою болтового з'єднання. Це слід виконувати ретельно, щоб будь-які погодні умови не могли вплинути на міцність конструкції.
- Останній етап - це приєднання всіх учасників в мережу: батареї, акумулятора, контролера і інвертора.
Як уникнути поширених помилок
При складанні і монтажі зверніть увагу на наступні нюанси:
- Не потрібно здійснювати збірку на каркасі з задньою стінкою з брусів, так як дерево може розбухнути і конструкція деформується. Крім того, брус дуже ускладнює її.
- Не можна використовувати в якості кришки оргскло, так як воно перегрівається і за рахунок цього контакти між панелями приходять в непридатність, а сама система може розгерметизуватися.
- Сполучні клеми - не найкращий варіант об'єднання панелей один з одним, так як в разі ремонту їх неможливо буде роз'єднати - краще користуватися спеціально призначеними для цього коннекторами.
Корисні поради
Прислухайтеся до рекомендацій досвідчених будівельників:
- Панелі необхідно ретельно очищати від снігу, бруду і пилу, так як це суттєво знижує поглинання сонячної енергії пристроєм.
- Пишні крони високих дерев, які перешкоджають попаданню сонячних променів на батарею, доведеться прорідити. Якщо будинок знаходиться в тіні інших будівель, то установка сонячних панелей доцільна хіба що тільки полікристалічних, і то ефективність буде знижена.
- Перш ніж братися за складання панелей, потрібно зробити невеликий розрахунок. Для початку потрібно проаналізувати, скільки кіловат потрібно отримати з системи в день. Одна панель здатна виробити 0,12 кВт, так що може бути, що при невеликому споживанні їх установка окупиться років через 50, тому вона не доцільна. Залежно від необхідної середньої денної норми і підбирається кількість панелей.
- При монтажі сонячних батарей своїми руками, панелі краще орієнтувати на південь, так як в сонячний годинник з цього боку надходить максимальна кількість сонячної енергії.
