자신의 손으로 태양 전지를 만드는 방법 : 자체 조립 지침

태양광 패널은 저층 건물의 전기나 열을 생산하는 데 사용할 수 있는 에너지원입니다. 그러나 태양광 패널은 가격이 비싸고 우리나라 대부분의 주민들이 접근할 수 없습니다. 동의하시나요?

태양 전지를 직접 만드는 것은 또 다른 문제입니다. 비용이 크게 절감되고 이 디자인은 산업적으로 생산된 패널보다 나쁘지 않습니다. 따라서 대체 전기 공급원 구입을 진지하게 생각하고 있다면 직접 만들어보십시오. 그리 어렵지 않습니다.

이 기사에서는 태양광 패널 제조에 대해 설명합니다. 이를 위해 필요한 재료와 도구를 알려 드리겠습니다. 그리고 조금 아래에서는 작업 진행 상황을 명확하게 보여주는 그림과 함께 단계별 지침을 찾을 수 있습니다.

장치 및 작동에 대해 간략히 설명합니다.

태양 에너지는 에너지 운반체가 냉각수인 경우 열로 변환되거나 배터리에 수집된 전기로 변환될 수 있습니다. 배터리는 광전 효과의 원리로 작동하는 발전기입니다.

태양 에너지가 전기로 변환되는 것은 태양 광선이 배터리의 주요 부분인 광전지판에 닿은 후에 발생합니다.

이 경우, 광양자는 극한 궤도에서 전자를 "방출"합니다. 이러한 자유 전자는 컨트롤러를 통과하여 배터리에 축적되는 전류를 생성하며, 여기에서 에너지 소비자에게 전달됩니다.

실리콘 요소는 광전지판 역할을 합니다. 실리콘 웨이퍼의 한 면은 수동 화학 원소인 인 또는 붕소의 얇은 층으로 코팅되어 있습니다.

이곳에서는 햇빛의 영향으로 인막에 유지되어 날아가지 않는 많은 수의 전자가 방출됩니다.

판 표면에는 자유 전자가 정렬되어 규칙적인 움직임을 형성하는 금속 "트랙"이 있습니다. 전기.

이러한 실리콘 웨이퍼-광전지가 많을수록 더 많은 전류를 얻을 수 있습니다. 태양전지 작동 원리에 대해 자세히 알아보세요. 더 나아가.

광전지 판의 최상층은 판에서 햇빛이 반사되는 것을 방지하는 층으로 덮여 있어 효율성이 향상됩니다.

태양광판 제작 재료

태양전지 제작을 시작하려면 다음 재료를 비축해야 합니다.

• 규산염 판 - 광전지;
• 마분지 시트, 알루미늄 모서리 및 판금;
• 1.5-2.5 cm 두께의 경질 발포 고무;
• 실리콘 웨이퍼의 베이스 역할을 하는 투명 요소;
• 나사, 셀프 태핑 나사;
• 외부용 실리콘 실런트;
• 전선, 다이오드, 단자.

필요한 재료의 양은 배터리 크기에 따라 달라지며, 사용 가능한 태양전지 수에 따라 제한되는 경우가 가장 많습니다. 필요한 도구는 드라이버 또는 드라이버 세트, 금속 및 목재용 쇠톱, 납땜 인두입니다. 완성된 배터리를 테스트하려면 전류계 테스터가 필요합니다.

이제 가장 중요한 자료를 더 자세히 살펴 보겠습니다.

실리콘 웨이퍼 또는 태양전지

배터리용 광전지는 세 가지 유형으로 제공됩니다.

• 다결정;
• 단결정;
• 무정형.

다결정 웨이퍼는 효율성이 낮은 것이 특징입니다. 유익한 효과의 크기는 약 10~12%이지만, 이 수치는 시간이 지나도 줄어들지 않습니다. 다결정의 수명은 10년입니다.

태양전지는 광전 변환기로 구성된 모듈로 조립됩니다. 견고한 실리콘 태양전지가 장착된 배터리는 알루미늄 프로파일에 연속적인 층이 장착된 일종의 샌드위치입니다.

단결정 태양전지는 13~25%의 높은 효율과 25년 이상의 긴 사용 수명을 자랑합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 단결정의 효율은 감소합니다.

단결정 변환기는 인공적으로 성장한 결정을 톱질하여 생산되며, 이는 최고의 광전도성과 생산성을 설명합니다.

필름 광변환기는 유연한 폴리머 표면에 비정질 실리콘의 얇은 층을 증착하여 생산됩니다.

비정질 실리콘을 사용한 유연한 배터리가 최신입니다. 광전 변환기는 폴리머 베이스에 분사되거나 융합됩니다. 효율성은 약 5~6%이지만 필름 시스템은 설치가 매우 쉽습니다.

비정질 광변환기를 갖춘 필름 시스템은 비교적 최근에 등장했습니다. 이것은 매우 간단하고 매우 저렴한 유형이지만 경쟁사보다 더 빨리 소비자 품질을 잃습니다.

다양한 크기의 광전지를 사용하는 것은 실용적이지 않습니다. 이 경우 배터리에서 생성되는 최대 전류는 가장 작은 요소의 전류에 의해 제한됩니다. 이는 더 큰 플레이트가 최대 용량으로 작동하지 않음을 의미합니다.

태양전지 구매 시 판매자에게 배송방법을 문의하세요. 대부분의 판매자는 깨지기 쉬운 요소의 파괴를 방지하기 위해 왁싱(Waxing) 방식을 사용합니다.

대부분의 경우 수제 배터리의 경우 3x6인치 크기의 단결정 및 다결정 광전지가 사용되며 E-bye와 같은 온라인 상점에서 주문할 수 있습니다.

광전지의 가격은 상당히 높지만 소위 그룹 B 요소를 판매하는 상점이 많습니다. 이 그룹에 분류된 제품은 결함이 있지만 사용하기에 적합하며 비용은 표준 플레이트보다 40-60% 저렴합니다.

대부분의 온라인 상점에서는 36개 또는 72개 광전지 변환판 세트로 광전지를 판매합니다. 개별 모듈을 배터리에 연결하려면 버스가 필요하며 시스템에 연결하려면 터미널이 필요합니다.

프레임 및 투명 요소

미래 패널의 프레임은 나무 칸막이 또는 알루미늄 모서리로 만들 수 있습니다.

여러 가지 이유로 두 번째 옵션이 더 바람직합니다.

• 알루미늄은 배터리를 설치할 지지 구조에 큰 하중을 가하지 않는 경량 금속입니다.
• 부식 방지 처리를 수행하면 알루미늄이 녹슬지 않습니다.
• 환경으로부터 수분을 흡수하지 않으며 썩지 않습니다.

투명한 요소를 선택할 때는 햇빛의 굴절률 및 적외선 흡수 능력과 같은 매개변수에 주의를 기울여야 합니다.

광전지의 효율은 첫 번째 지표에 직접적으로 의존합니다. 굴절률이 낮을수록 실리콘 웨이퍼의 효율은 높아집니다.

최소 반사 계수는 플렉시유리 또는 더 저렴한 버전인 플렉시유리에 대한 것입니다. 폴리카보네이트의 굴절률은 약간 낮습니다.

두 번째 지표의 값은 실리콘 태양전지 자체가 가열되는지 여부를 결정합니다. 플레이트가 열에 덜 노출될수록 수명이 길어집니다. IR 방사선은 특수 열 흡수 플렉시글래스와 IR 흡수 기능이 있는 유리에 의해 가장 잘 흡수됩니다. 조금 더 나쁜 것은 일반 유리입니다.

가능하다면 반사 방지 투명 유리를 투명 요소로 사용하는 것이 가장 좋습니다.

빛 굴절 및 IR 복사 흡수에 대한 비용 비율 측면에서 플렉시글라스는 태양광 패널 제조에 가장 적합한 옵션입니다.

시스템 설계 및 부지 선정

태양광 시스템 프로젝트에는 필요한 태양열 판 크기 계산이 포함됩니다. 위에서 언급했듯이 배터리 크기는 일반적으로 값비싼 태양전지로 인해 제한됩니다.

태양전지는 실리콘 웨이퍼가 햇빛에 최대한 노출되도록 특정 각도로 설치해야 합니다. 가장 좋은 옵션은 경사각을 변경할 수 있는 배터리입니다.

태양광판의 설치 위치는 지상, 집의 기울어진 지붕 또는 평평한 지붕, 다용도실 지붕 등 매우 다양할 수 있습니다.

유일한 조건은 배터리를 높은 나무 꼭대기에 의해 그늘지지 않고 현장이나 집의 햇볕이 잘 드는 곳에 배치해야 한다는 것입니다. 이 경우 최적의 경사각은 공식이나 특수 계산기를 사용하여 계산해야 합니다.

경사각은 집의 위치, 계절 및 기후에 따라 달라집니다. 태양 고도의 계절적 변화에 따라 배터리의 경사각을 변경할 수 있는 기능이 있는 것이 바람직합니다. 태양 광선이 표면에 수직으로 떨어질 때 가장 효과적으로 작동합니다.

CIS 국가 중 유럽 지역의 경우 권장되는 고정 경사각은 50 - 60°입니다. 설계에 경사각을 변경하는 장치가 제공되는 경우 겨울에는 배터리를 수평선에 대해 70°, 여름에는 30° 각도로 배치하는 것이 좋습니다.

계산에 따르면 태양계 1평방미터에서 120W를 얻을 수 있습니다. 따라서 계산을 통해 평균 가족에게 월 300kW의 전력을 공급하려면 최소 20m2의 태양광 시스템이 필요하다는 것을 확인할 수 있습니다.

그러한 태양광 시스템을 즉시 설치하는 것은 문제가 될 것입니다. 그러나 5미터 배터리를 설치하는 것만으로도 전기를 절약하고 지구의 생태에 어느 정도 기여할 수 있습니다. 또한 필요한 수량을 계산하는 원리를 숙지하는 것이 좋습니다. 태양 전지 패널.

중앙 집중식 전원 공급 장치가 자주 중단되는 경우 태양 전지를 백업 에너지원으로 사용할 수 있습니다. 자동전환을 위해서는 무정전 전원공급시스템을 제공하는 것이 필요하다.

이러한 시스템은 전통적인 전원을 사용할 때 동시에 충전이 수행된다는 점에서 편리합니다. 태양계 배터리. 태양전지를 서비스하는 장비는 집 내부에 위치하므로 이를 위한 특별한 공간을 제공해야 합니다.

집의 경사진 지붕에 배터리를 배치할 때 패널의 경사각을 잊지 마세요. 이상적인 옵션은 배터리에 계절에 따라 경사각을 변경하는 장치가 있는 경우입니다.

태양광 패널을 단계별로 설치하기

태양광 패널과 태양광 시스템 서비스용 장비를 배치할 장소를 선택하고 필요한 모든 재료와 도구를 준비한 후 배터리 설치를 시작할 수 있습니다.

설치 중에는 안전 예방 조치를 준수해야 하며, 특히 작업을 수행할 때는 더욱 그렇습니다. 완성된 패널 설치 집 지붕에. 태양전지를 만드는 방법에 대한 단계별 알고리즘을 살펴보겠습니다.

1단계 - 실리콘 웨이퍼의 접점 납땜

집에서 만든 태양전지 설치는 종종 광전지의 도체를 납땜하는 것으로 시작됩니다. 물론 기회가 있다면 도체가 있는 광전지를 즉시 구입하는 것이 가장 좋습니다. 납땜은 시간이 많이 걸리는 매우 어렵고 힘든 작업입니다.

납땜은 다음과 같이 수행됩니다.

1. 도체가 없는 실리콘 광전지와 금속 도체 스트립이 사용됩니다.
2. 도체는 판지 블랭크를 사용하여 절단되며 길이는 실리콘 웨이퍼 크기보다 2배 더 큽니다.
3. 도체는 플레이트 위에 조심스럽게 배치됩니다. 요소당 두 개의 컨덕터가 있습니다.
4. 납땜 인두로 작업하려면 납땜을 할 장소에 산을 도포해야합니다.
5. 납땜 인두를 사용하여 도체를 플레이트에 조심스럽게 부착합니다.

납땜 과정에서는 규산염 요소에 압력을 가할 수 없습니다. 그것은 매우 깨지기 쉽고 깨질 수 있습니다! 운이 좋게도 미리 만들어진 접점이 있는 광전지를 구입할 수 있다면 곧장 미래 배터리용 프레임 제작으로 이동하여 길고 복잡한 작업에서 벗어날 수 있습니다.

그룹 B의 결함이 있는 광전지 접점 납땜은 전체 플레이트와 동일한 방식 및 방향으로 수행됩니다.

2단계 - 태양전지용 틀 만들기

프레임은 광전지가 설치될 장소입니다. 프레임을 만들기 위해 알루미늄 모서리와 슬레이트를 가져와 프레임을 만듭니다. 권장되는 모서리 크기는 70-90mm입니다.

금속 모서리 내부에는 실리콘 실런트가 도포되어 있습니다. 모서리는 조심스럽게 밀봉되어야 하며 전체 구조의 내구성은 이에 따라 달라집니다.

알루미늄 프레임이 준비되면 후면 하우징 제조를 진행합니다. 후면 케이스는 측면이 낮은 마분지로 만든 나무 상자입니다.

높은 측면은 광전지에 그림자를 생성하므로 높이가 2cm를 초과해서는 안되며 측면은 셀프 태핑 나사와 드라이버를 사용하여 나사로 고정됩니다.

통풍구는 상자 케이스 바닥에 마분지로 만들어집니다. 구멍 사이의 거리는 약 10cm입니다.알루미늄 프레임에는 투명한 요소(플렉시글라스, 반사 방지 유리, 플렉시글라스)가 설치되어 있습니다.

투명 요소는 눌러 고정되며 하드웨어를 사용하여 고정됩니다. 모서리에 4개, 프레임의 긴 면에 2개, 짧은 면에 1개. 하드웨어는 나사로 부착되어 있습니다.

태양 전지용 프레임이 준비되었으며 가장 중요한 부분인 광전지 설치를 진행할 수 있습니다. 설치하기 전에 플렉시 유리의 먼지를 닦아내고 알코올 함유 액체로 탈지해야합니다.

3단계 - 실리콘 웨이퍼-광전지 설치

실리콘 웨이퍼를 장착하고 납땜하는 것은 DIY 태양광 패널을 만드는 데 가장 시간이 많이 걸리는 부분입니다. 먼저 파란색 판이 아래를 향하도록 플렉시 유리 위에 광전지를 놓습니다.

배터리를 처음 조립하는 경우 마킹 패드를 사용하여 플레이트를 서로 작은(3-5mm) 간격으로 정확하게 배치할 수 있습니다.

1. 다음 전기 다이어그램에 따라 광전지를 납땜합니다. "+" 트랙은 플레이트의 전면에 있고 "-"-는 후면에 있습니다. 납땜하기 전에 조심스럽게 플럭스와 납땜을 도포하여 접점을 연결하십시오.
2. 우리는 모든 광전지를 위에서 아래로 순차적으로 납땜합니다. 그런 다음 행도 서로 연결되어야 합니다.
3. 광전지 접착을 시작합시다. 이렇게 하려면 각 실리콘 웨이퍼의 중앙에 소량의 실런트를 바르십시오.
4. 우리는 광전지가 있는 결과 체인을 거꾸로 뒤집고(파란색 판이 있는 곳) 이전에 만든 표시에 따라 판을 배치합니다. 각 플레이트를 가볍게 눌러 제자리에 고정합니다.
5. 외부 광전지의 접점을 각각 "+"와 "-"버스에 연결합니다.버스에는 더 넓은 은선을 사용하는 것이 좋습니다.
6. 태양전지에는 접점에 연결되어 밤에 구조물을 통해 배터리가 방전되는 것을 방지하는 차단 다이오드가 장착되어 있어야 합니다.
7. 전선을 꺼내기 위해 프레임 바닥에 구멍을 뚫습니다.

와이어가 매달리지 않도록 프레임에 부착해야 하며, 이는 실리콘 실런트를 사용하여 수행할 수 있습니다.

4단계 - 밀봉 전 배터리 테스트

솔더링 중에 자주 발생하는 결함을 제거하려면 태양광 패널을 밀봉하기 전에 테스트를 수행해야 합니다. 각 요소 행을 납땜한 후 테스트하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 접점이 제대로 연결되지 않은 위치를 훨씬 쉽게 감지할 수 있습니다.

테스트를 위해서는 일반 가정용 전류계가 필요합니다. 측정은 화창한 날 13~14시간에 수행해야 하며, 태양이 구름에 가려져서는 안 됩니다.

배터리를 외부로 꺼내 이전에 계산된 경사각에 따라 설치합니다. 전류계를 배터리 접점에 연결하고 단락 전류를 측정합니다.

테스트 포인트는 전류의 작동 전력이 단락 전류보다 0.5-1.0A 낮아야 한다는 것입니다. 장치 판독값은 태양전지의 기능을 나타내는 4.5A 이상이어야 합니다.

테스터가 더 낮은 판독값을 제공하면 어딘가에서 광전지 연결 순서가 깨졌을 수 있습니다.

보통 집에서 만드는 태양전지그룹 B의 광전지로 구성된 는 5-10A의 판독값을 생성하며 이는 산업적으로 생산된 태양광 패널의 판독값보다 10-20% 낮습니다.

5단계 - 하우징에 배치된 광전지 밀봉

밀봉은 배터리가 작동하는지 확인한 후에만 수행할 수 있습니다. 밀봉에는 에폭시 화합물을 사용하는 것이 가장 좋지만 재료 소비가 크고 비용이 약 40-45 달러라는 점을 감안할 때. 조금 비싸다면 동일한 실리콘 실런트를 대신 사용할 수 있습니다.

실리콘 실런트를 사용하는 경우 영하의 온도에서 사용하기에 적합하다고 포장에 표시된 제품을 선호하십시오.

두 가지 밀봉 방법이 있습니다.

• 패널이 실런트로 채워지면 완전 충전;
• 광전지 사이의 공간과 외부 요소에 밀봉제를 도포합니다.

첫 번째 경우에는 밀봉이 더 안정적입니다. 부은 후 실란트가 경화되어야 합니다. 그런 다음 플렉시 유리를 상단에 설치하고 실리콘 코팅 판에 단단히 밀착시킵니다.

광전지 뒷면과 합판 프레임 사이에 충격 흡수 및 추가 보호를 제공하기 위해 많은 장인은 1.5-2.5cm 너비의 단단한 폼 패드를 설치할 것을 권장합니다.

이는 반드시 필요한 것은 아니지만 실리콘 웨이퍼가 매우 약하고 쉽게 손상된다는 점을 고려하면 권장됩니다.

플렉시 유리를 설치 한 후 구조물에 무게가 가해지고 그 영향으로 기포가 압착됩니다. 태양광 배터리가 준비되었으며 반복 테스트를 거친 후 미리 선택한 위치에 설치하고 집의 태양광 시스템에 연결할 수 있습니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

중국 온라인 상점에서 주문한 광전지 검토:

태양 전지 만들기에 대한 비디오 지침:

자신의 손으로 태양전지를 만드는 것은 쉬운 일이 아니다. 이들 배터리 대부분의 효율은 산업용으로 생산되는 패널에 비해 10~20% 정도 낮다. 태양전지를 설계할 때 가장 중요한 것은 광전지를 올바르게 선택하고 설치하는 것입니다.

당장 거대한 패널을 만들려고 하지 마세요. 이 프로세스의 모든 미묘한 차이를 이해하려면 먼저 작은 장치를 만들어 보십시오.

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