DIY 태양광 발전기: 대체 에너지원 제작 지침

필요한 양의 열과 전기를 생활 공간에 제공할 수 있는 대체 에너지원은 구매, 설치 및 설치에 상당한 재정적 비용이 필요한 값싼 "즐거움"이 아닙니다.

자신의 손으로 태양열 발전기를 만드는 것은 훨씬 저렴하며 많은 가정 장인의 능력 내에 있습니다. 제조 공정의 모든 미묘한 차이를 명확하게 설명하는 지침을 살펴보겠습니다.

태양광 발전기는 어떻게 작동하나요?

태양광 발전기는 직접 변환하는 광전지 반도체 소자의 복합체입니다. 태양 에너지 전기로.

광선에 의해 생성된 빛의 양이 사진 건판에 부딪히면 작동 요소의 최종 원자 궤도에서 전자가 빠져 나옵니다. 이 효과는 많은 자유 전자를 생성하여 지속적인 전류 흐름을 형성합니다.

자신의 손으로 태양광 발전기를 설치할 때 대규모 단지를 즉시 조립할 필요는 전혀 없습니다. 작은 단위로 시작하여 필요할 경우 나중에 볼륨을 늘릴 수 있습니다.

실리콘이 활물질로 사용됩니다.이는 매우 효율적이며 정상 작동 시 20%, 양호한 조건에서는 최대 25%의 광전지 변환 효율을 제공합니다.

실리콘 광전지의 탁월한 효율성으로 인해 이를 기반으로 하는 발전기는 상대적으로 작은 부피로 높은 출력을 보장합니다. 1m 단위의 전력은 시간당 125W를 생산하며 이는 매우 인상적인 결과로 간주됩니다.

수동 화학 원소(붕소 또는 인)의 얇은 코팅이 실리콘 웨이퍼의 한 면에 적용됩니다. 햇빛에 강하게 노출되면 전자가 활발하게 방출되는 곳이 바로 이 표면입니다. 인 필름은 이들을 한 곳에 안전하게 고정하고 떨어져 나가지 않도록 합니다.

작업판 자체에는 금속 "트랙"이 있습니다. 그 위에 자유 전자가 생성되어 질서 있는 움직임, 즉 전류가 생성됩니다.

웨이퍼의 유일한 단점은 실리콘 자체를 정제하는 공정이 복잡하고 비용이 많이 든다는 점인데, 이러한 문제를 피하기 위해 갈륨, 카드뮴, 인듐 및 다양한 구리 화합물 형태의 대체 물질 사용을 적극적으로 모색하고 있습니다. 그러나 지금까지 실리콘 요소에 대한 실제 경쟁자는 없습니다.

태양 에너지 변환기를 전기로 만드는 가장 쉬운 방법은 기성 태양 전지를 구입하여 집 지붕이나 차고에 설치하는 것입니다.

일을 위해 무엇이 필요합니까?

키트로 구성된 발전기 제조용 태양 전지 패널, 다음 도구와 자료가 필요합니다.

• 햇빛을 에너지로 변환하는 모듈;
• 알루미늄 코너;
• 나무 칸막이;
• 마분지 시트;
• 실리콘 웨이퍼를 보호하기 위한 투명 요소(유리, 플렉시 유리, 플렉시 유리, 폴리카보네이트);
• 다양한 크기의 셀프 태핑 나사 및 나사;
• 1.5-2.5mm 두께의 고밀도 발포 고무;
• 고품질 실런트;
• 다이오드, 단자 및 전선;
• 드라이버 또는 드라이버 세트;
• 납땜 인두;
• 목재 및 금속용 쇠톱(또는 그라인더).

필요한 재료의 양은 계획된 발전기 크기에 따라 직접적으로 달라집니다. 대규모 작업에는 추가 비용이 수반되지만 어떤 경우에도 구매한 모듈보다 저렴합니다.

실리콘 웨이퍼의 보호 베이스는 유리, 플렉시글라스, 폴리카보네이트 또는 플렉시글라스로 만들 수 있습니다. 처음 세 가지 재료는 변환된 에너지의 손실을 최소화하지만 네 번째 재료는 광선을 훨씬 더 나쁘게 전달하고 전체 단지의 효율성을 크게 감소시킵니다.

조립된 장치의 최종 테스트에는 전류계가 사용됩니다. 이를 통해 설치의 실제 효율성을 기록할 수 있으며 실제 출력을 결정하는 데 도움이 됩니다.

포토컨버터 유형 선택

자신의 손으로 태양광 발전기를 만드는 활동은 태양광 실리콘 변환기 유형을 선택하는 것부터 시작됩니다.

이러한 구성 요소는 세 가지 유형으로 제공됩니다.

• 무정형;
• 단결정;
• 다결정.

각 옵션에는 고유한 장점과 단점이 있으며, 모든 시스템 구성 요소 구매에 할당된 자금 금액을 기준으로 옵션을 선택합니다.

무정형 품종의 특징

비정질 모듈은 결정질 실리콘이 아닌 그 파생물(실란 또는 수소 실리콘)로 구성됩니다. 진공 상태에서 분사함으로써 고품질 금속 호일, 유리 또는 플라스틱에 얇은 층으로 도포됩니다.

완제품에는 퇴색되고 흐릿한 회색 색조가 있습니다. 표면에는 눈에 보이는 실리콘 결정이 관찰되지 않습니다. 주요 이점 유연한 태양 전지 패널 가격은 저렴한 것으로 간주되지만 효율성은 6~10%로 매우 낮습니다.

실리콘으로 만든 비정질 태양전지는 유연성이 향상되고 높은 수준의 광 흡수(단결정 또는 다결정 태양전지보다 20배 더 높음)를 나타내며 흐린 날씨에도 훨씬 더 효율적으로 작동합니다.

다결정 유형의 특성

다결정 태양 전지 패널 실리콘 용융물의 점진적인 매우 느린 냉각에 의해 생성됩니다. 생성된 제품은 풍부한 파란색으로 구별되며 서리가 내린 패턴을 연상시키는 명확하게 정의된 패턴의 표면을 가지며 약 14-18%의 효율성을 나타냅니다.

더 높은 효율성 성능은 세부적인 경계로 인해 전체 구조와 분리된 재료 내부에 존재하는 영역으로 인해 방해를 받습니다.

다결정 태양전지는 10년 동안만 작동하지만 이 기간 동안 효율은 떨어지지 않습니다. 그러나 단일 단지에 제품을 설치하려면 시트가 매우 단단하고 강력하고 안정적인 지지가 필요하기 때문에 강력하고 견고한 기반을 사용해야 합니다.

단일 변종의 특성

단결정 모듈은 짙은 어두운 색상이 특징이며 고체 실리콘 결정으로 구성됩니다. 효율성은 다른 요소의 효율성을 초과하며 18-22%에 이릅니다(유리한 조건에서 최대 25%).

또 다른 장점은 제조업체에 따르면 25년이 넘는 인상적인 서비스 수명입니다.그러나 장기간 사용하면 단결정의 효율이 감소하고 10~12년 후에는 광반환율이 13~17%를 넘지 않습니다.

단결정 모듈은 다른 유형의 장비보다 훨씬 비쌉니다. 인공적으로 성장한 실리콘 결정을 톱질하여 생산됩니다.

자신의 손으로 집에서 태양열 발전기를 만들려면 주로 다양한 크기의 다결정 및 단결정 판을 사용합니다. eBay나 Aliexpress를 포함한 인기 있는 온라인 상점에서 구매합니다.

광전지의 가치가 상당히 높기 때문에 많은 공급업체는 고객에게 그룹 B 제품, 즉 약간의 결함이 있지만 완전히 사용하기에 적합한 조각을 제공합니다. 가격은 표준가격과 40~60% 정도 차이가 나기 때문에 발전기를 조립하는데 드는 비용은 그리 비싸지 않은 합리적인 가격이다.

접시 프레임을 만드는 방법은 무엇입니까?

미래 발전기의 프레임을 만들기 위해 튼튼한 목재 칸막이 또는 알루미늄 모서리가 사용됩니다. 목재 버전은 후속 부패 및 박리를 방지하기 위해 추가 처리가 필요하기 때문에 덜 실용적인 것으로 간주됩니다.

나무 프레임이 작동 하중을 견디고 첫 비가 내린 후에도 썩지 않도록 하려면 나무를 습기로부터 보호하는 특수 성분을 함침시켜야 합니다.

알루미늄은 훨씬 더 매력적인 물리적 특성을 갖고 있으며, 그 가벼움으로 인해 장치를 설치할 지붕이나 기타 지지 구조물에 불필요한 응력을 가하지 않습니다.

또한 부식 방지 코팅으로 인해 금속은 녹슬지 않고 부패하지 않으며 습기를 흡수하지 않으며 공격적인 대기 현상의 영향을 쉽게 견뎌냅니다.

알루미늄 모서리로 프레임 구조를 만들려면 먼저 미래 패널의 크기를 결정하십시오. 표준 버전에서는 블록당 81mm x 150mm 크기의 광전지 36개가 사용됩니다.

올바른 후속 작업을 위해 조각 사이에 작은 간격(약 3-5mm)이 남습니다. 이 공간을 통해 우리는 대기 발현에 노출된 기본 매개변수의 변화를 고려할 수 있습니다. 결과적으로 공작물의 전체 크기는 83mm x 690mm이고 프레임 모서리 너비는 35mm입니다.

알루미늄 프로파일 프레임에 배치된 실리콘 웨이퍼는 거의 공장에서 만든 제품처럼 보입니다. 내구성이 뛰어나고 강한 프레임은 시스템에 완벽한 견고성을 제공하고 전체 구조에 높은 수준의 강성을 제공합니다.

치수를 결정한 후 필요한 조각을 모서리에서 잘라내고 패스너를 사용하여 프레임 프레임에 조립합니다. 실리콘 실런트 층이 구조물의 내부 표면에 도포되어 틈이나 공극이 없는지 확인합니다.

장착된 구조물의 무결성, 강도 및 내구성은 이에 따라 달라집니다. 보호용 투명 재료(반사 방지 코팅이 된 유리, 특수 매개변수가 있는 플렉시 유리 또는 폴리카보네이트)가 상단에 배치되고 하드웨어(프레임의 짧은 부분당 1개, 긴 부분당 2개, 본체 모서리에 4개)로 단단히 고정됩니다.

작업에는 적절한 직경의 드라이버와 나사를 사용하십시오. 마지막에는 투명한 표면에서 먼지와 작은 잔해물을 조심스럽게 청소합니다.

투명 요소 선택

생성기를 생성하기 위해 투명 요소를 선택하는 주요 기준은 다음과 같습니다.

• 적외선을 흡수하는 능력;
• 햇빛의 굴절 정도.

굴절률이 낮을수록 실리콘 웨이퍼의 효율은 높아집니다. 플렉시글라스와 플렉시글라스는 빛 반사 계수가 가장 낮습니다. 폴리카보네이트도 최고의 성능과는 거리가 멀다.

가정용 태양광 시스템용 프레임 구조를 만들려면 가능하면 반사 방지 투명 유리 또는 필요한 수준의 열 보호를 제공하는 결로 방지 코팅이 된 특수 유형의 폴리카보네이트를 사용하는 것이 좋습니다.

IR 복사 흡수 측면에서 가장 좋은 특성은 내구성이 뛰어난 열 흡수 플렉시글래스와 IR 흡수 옵션이 있는 유리입니다. 일반 유리의 경우 이 수치는 상당히 낮습니다. IR 흡수 효율은 실리콘 웨이퍼가 작동 중에 가열되는지 여부를 결정합니다.

가열이 최소화되면 광전지는 오랫동안 지속되고 안정적인 출력을 제공합니다. 플레이트가 과열되면 작동이 중단되고 시스템의 개별 부품이나 전체 단지가 급속히 고장날 수 있습니다.

실리콘 광전지 설치

설치 직전에 알루미늄 프레임에 놓인 보호 유리는 먼지를 잘 제거하고 알코올 함유 성분으로 탈지합니다.

구입한 광전지는 마킹 기판에 서로 3~5mm 떨어진 곳에 고르게 배치되고 전체 구조의 모서리가 표시됩니다. 그런 다음 발전기 조립 작업에서 가장 중요하고 노동 집약적 인 부분 인 요소 납땜을 시작합니다.

발전기의 작동 요소 납땜은 "+"가 외부의 트랙이고 "-"가 플레이트 아래쪽에 있는 채널인 방식에 따라 수행됩니다.

접점을 올바르게 연결하려면 먼저 플럭스(납땜산)와 납땜을 적용한 다음 위에서 아래로 엄격한 순서로 처리하십시오. 결국 모든 행은 서로 연결됩니다.

다음 단계는 광전지를 접착하는 것입니다. 이를 위해 각 실리콘 웨이퍼의 중앙에 약간의 실런트를 압착하고 결과 요소 체인을 바깥 쪽이 위로 향하게 뒤집어 이전에 적용된 표시에 따라 배치합니다.

손으로 플레이트를 가볍게 눌러 올바른 위치에 고정합니다. 그들은 재료를 손상시키거나 구부리지 않으려고 매우 조심스럽게 행동합니다.

가장자리를 따라 위치한 광전지의 접점은 "+" 및 "-"와 같이 별도의 버스(넓은 은도체)로 출력됩니다. 또한 컴플렉스에는 차단 다이오드가 장착되어 있습니다. 접점에 연결함으로써 야간에 프레임 구조를 통해 배터리가 방전되는 것을 방지합니다.

프레임 하단에는 드릴로 구멍을 만들어 와이어를 꺼냅니다. 처짐을 방지하려면 실리콘 실런트를 사용하십시오.

다음 사진 갤러리에서는 60개 요소로 태양광 패널을 조립하는 단계를 소개합니다.

이제 납땜으로 조립된 태양전지를 베이스에 고정해야 합니다. 합판에 붙이고 유리로 덮을 수 있습니다. 그러나 이 예에서는 먼저 유리에 접착이 수행됩니다.

전하 축적용 배터리가 광전지에서 생성된 에너지를 흡수하지 않도록 하기 위해 태양광 배터리는 로드 다이오드를 통해 연결됩니다.

사진에 표시된 다이어그램에 따라 예제에 표시된 미니 태양열 스테이션을 조립합니다. 연결을 위해 구리 도체 단면적이 1m²인 와이어를 사용합니다.

이 미니 발전소는 최대 15V까지 생성할 수 있습니다. 최대 성능은 맑고 구름 없는 날에만 관찰된다는 점에 유의해야 합니다. 흐린 날씨에는 장치가 훨씬 적은 에너지를 생성하거나 전혀 에너지를 생성하지 않습니다. 따라서 배터리는 적어도 하루 동안 예비 용량이 충분하도록 선택됩니다.

설치된 장치를 테스트하는 방법은 무엇입니까?

조립된 발전기를 최종적으로 밀봉하기 전에 납땜 공정 중 잠재적인 오작동을 식별하기 위해 테스트를 거쳐야 합니다. 가장 합리적인 옵션은 납땜된 각 행을 개별적으로 확인하는 것입니다. 이렇게 하면 접점이 잘못 연결되어 재처리가 필요한 위치가 즉시 명확해집니다.

테스트를 수행하려면 가정용 전류계를 사용하십시오. 측정은 구름이 없는 화창한 날 점심시간(오후 1시부터 3시)에 수행됩니다. 구조물은 마당에 배치되어 적절한 경사각으로 설치됩니다.

가정용 전류계는 실제 전류를 측정하는 데 도움이 됩니다. 판독값을 바탕으로 장착된 태양계의 성능 수준을 결정하고 실리콘 광전지 연결 순서의 위반 사항을 식별할 수 있습니다.

전류계를 태양전지의 출력 접점에 연결하고 단락 전류를 측정합니다. 장치에 4.5A 이상의 결과가 표시되면 시스템이 완전히 올바른 것이며 모든 연결이 명확하고 올바르게 납땜된 것입니다.

테스터 디스플레이에 나타나는 낮은 데이터는 추적하고 다시 납땜해야 하는 위반 사항을 나타냅니다. 전통적으로 약간의 결함이 있는 광전지(그룹 B)로 만든 DIY 태양광 발전기는 테스트에서 5~10암페어의 수치를 보여줍니다.

공장에서 생산된 장치는 10-20% 더 높은 데이터를 나타냅니다. 이는 구조상 결함이 없는 그룹 A의 실리콘 웨이퍼를 생산에 사용한다는 사실로 설명됩니다.

작업의 마지막 단계

테스트 결과 배터리가 제대로 작동하는 것으로 나타나면 특수 실리콘 밀봉재나 더 비싸고 내구성이 뛰어난 에폭시 화합물로 배터리를 밀봉합니다.

작업에는 두 가지 방법이 포함됩니다.

1. 완전 충전 - 전체 표면이 밀봉재로 덮여 있는 경우입니다.
2. 부분 처리 - 실런트가 외부 요소와 요소 사이의 빈 공간에만 적용되는 경우.

첫 번째 옵션은 보다 안정적인 것으로 간주되며 외부 요인으로부터 시스템을 완벽하게 보호합니다. 광전지는 제자리에 명확하게 고정되어 있으며 최대 효율로 올바르게 작동합니다.

하우징 내부에 광전지를 밀봉하려면 급격한 온도 변화와 영하의 낮은 온도를 견딜 수 있는 내한성 밀봉재를 사용하는 것이 좋습니다.

충전이 완료되면 실런트가 "경화"됩니다. 그런 다음 투명한 요소로 덮고 판에 단단히 누릅니다.

추가적인 보호 및 충격 흡수를 제공하기 위해 일부 장인은 실리콘 슬래브 표면과 프레임 뒷면 사이에 고밀도 발포 고무를 배치하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 구조가 더욱 통합되고 깨지기 쉬운 광전지가 불필요한 부하로부터 보호됩니다.

그런 다음 무게를 표면에 놓고 층에 작용하여 기포를 짜냅니다. 완성된 발전기는 다시 테스트를 거쳐 최종적으로 미리 준비된 장소에 설치됩니다.

발전기를 어디에 어떻게 배치합니까?

태양광 발전기 설치 위치는 매우 신중하게 선택되며 서두르지 않습니다. 빛을 받는 판은 광선이 표면에 수직으로 "떨어지지" 않고 표면을 따라 깔끔하게 "흐르는" 것처럼 보이도록 각도를 맞춰 배치해야 합니다.

이상적으로는 필요한 경우 경사각을 조정하여 태양의 최대량을 "잡을" 수 있도록 구조가 배치됩니다.

태양광 발전 시스템을 설치하는 것은 상당히 허용됩니다. 태양 전지 패널 지상에 있지만 대부분 집이나 다용도실의 지붕이 배치를 위해 선택됩니다. 즉 가장 봉헌 된 부분, 주로 부지의 남쪽을 향한 부분입니다.

근처에 높은 건물이나 강력하고 퍼진 나무가 없는 것이 매우 중요합니다. 가까이 있으면 그림자가 생기고 장치의 전체 작동을 방해합니다.

태양광 설비가 제대로 작동하려면 깨끗하고 깔끔하게 유지되어야 합니다. 캐치 패널 표면에 먼지가 쌓이면 효율성이 10% 감소하고 눈이 쌓이면 장치가 완전히 정지됩니다.따라서 정기적인 유지 관리는 필수이며 모듈을 완벽한 작동 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다.

태양광 발전기 설치를 위한 평균 지붕 경사 수준은 45⁰로 간주됩니다. 이러한 배열을 통해 광전지는 태양광 흐름을 매우 효율적으로 흡수하고 집의 올바른 기능에 필요한 양의 에너지를 생산합니다.

패널에서 실제 수익을 얻고 평균 가족에게 필요한 양의 에너지를 제공하려면 태양광 발전기의 지붕 표면이 15-20평방미터를 차지해야 합니다.

CIS 국가의 유럽 지역에는 약간 다른 지표가 적용됩니다. 전문가들은 기본적으로 50-60⁰의 고정 경사각을 사용하고 겨울철에는 이동식 구조물에서 배터리를 수평선에 대해 70⁰ 각도로 배치할 것을 권장합니다.

여름에는 위치를 바꾸고 광전지를 30⁰ 각도로 기울입니다.

자동 태양 추적 옵션이 장착된 트랙 시스템에 발전기 패널을 설치하면 출력 효율을 50%까지 높일 수 있습니다. 모듈은 광선의 강도를 독립적으로 감지하고 새벽부터 일몰까지 최대 조명에 맞게 조정됩니다.

설치 직전에 지붕은 추가로 강화되고 특별한 강력한 지지대가 장착됩니다. 왜냐하면 모든 구조물이 태양 에너지 변환 장비의 전체 ​​중량을 견딜 수 있는 것은 아니기 때문입니다.

지붕에 태양광 발전기를 안정적이고 견고하게 설치하려면 특수 고정 장치를 구입하는 것이 좋습니다. 지붕 유형별로 별도로 생산되며 항상 판매 가능합니다.패널과 지붕 사이에 설치할 때 공기가 완전히 접근하고 햇빛 흡수 요소의 적절한 환기를 위해 간격을 두어야 합니다.

어떤 경우에는 강화된 서까래를 지붕 아래에 배치하여 잠재적으로 하중 증가로 인해 지붕이 붕괴되는 것을 방지합니다. 이는 지붕 표면에 눈이 쌓이는 겨울철에 크게 증가합니다.

태양광 시스템을 작동하려면 다음이 필요합니다. 배터리, 인버터 및 충전 컨트롤러. 우리가 추천하는 기사에서 장치 선택 규칙과 회로에 장치를 포함하는 방법에 대해 알아봅니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

자신의 손으로 집에서 효과적인 태양광 발전기를 만들기 위한 납땜 광전지의 특징과 뉘앙스. 장인을 위한 힌트와 팁, 흥미로운 아이디어와 개인적인 경험을 제공합니다.

광전지를 올바르게 테스트하고 주요 매개변수를 측정하는 방법. 이 정보는 시스템의 전체 작동에 필요한 정확한 플레이트 수를 계산하는 데 유용합니다.

집에서 발전기용 태양전지를 조립하는 과정을 단계별로 완벽하게 설명합니다. 운영 규칙은 필요한 요소 구매부터 시작하여 제조된 장치의 일반적인 테스트로 끝납니다.

태양광 발전기의 구조를 알면 집에서 조립하는 것이 어렵지 않을 것입니다. 물론 작업에는 주의력, 정확성 및 꼼꼼함이 필요하지만 결과는 모든 재정 및 인건비를 정당화합니다. 완성된 유닛은 건물에 열과 전기를 완벽하게 공급하여 거주자에게 필요한 수준의 편안함을 제공합니다.

당장 큰 프로젝트를 맡는 것은 의미가 없습니다.우선, 작은 장치를 조립해 본 다음 프로세스의 모든 뉘앙스를 완전히 숙지한 후 더 강력하고 대규모 장치를 구축하는 것이 좋습니다.

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