Каркаси для сонячних батарей своїми руками

Каркаси для сонячних батарей своїми руками

Головним елементом будь – якої фотоелектричної системи є один або кілька шарів напівпровідника – матеріалу, здатного перетворювати енергію фотонів в електричний струм. Разом із захисним покриттям така конструкція утворює осередок, який в поєднанні з іншими монтується в єдиний каркас для сонячних панелей, який можна виготовити своїми руками. Промислові варіанти збірки відрізняються більшою надійністю, довговічністю і ККД, але зроблені вручну набагато дешевші. Розглянемо один зі способів створення геліобатареї на базі подібного каркаса.

Перший етап – виготовлення основи

Процес складання модуля починається з виготовлення окантовочної рамки. Для неї знадобляться:

  • куточки з алюмінію – 4 шт. (Рекомендовані розміри – 9 х 7 см);
  • алюмінієві рейки – 4 шт. (Довжина кожної пари підбирається в залежності від розмірних параметрів і кількості осередків для модуля).

Внутрішня поверхня всіх восьми елементів рамки ретельно промащується герметиком на силіконовій основі. Від якості його нанесення залежить надійність і термін служби всієї конструкції.

Далі необхідно підготувати основу або задній корпус каркаса для сонячних панелей. Матеріалом для нього може служити пластик, дерево, МДФ або ДСП (останній варіант – дешевший). Конструктивно основа являє собою неглибокий піддон з нижнього листа і бортиків висотою близько 2 см. З’єднання бортів з основою проводиться звичайними шурупами – саморізами.

Через кожні 10 см по довжині і ширині в днищі просвердлюются отвори для вентиляції, всередину вкладається алюмінієва рамка, а в неї – прозоре захисне покриття. Як варіант, може використовуватися штучне акрилове скло, спеціальне антиблікове, плексигласове або надміцне загартоване. Основна вимога до матеріалу – стійкість до механічних пошкоджень і високий рівень прозорості.

Прозорий прямокутник щільно притискається до днища каркаса для сонячних батарей, після чого додатково кріпиться своїми руками із застосуванням метизів в такій послідовності:

  • кутові – 4 х 1 шт .;
  • вздовж довгих сторін – 2 х 2 шт .;
  • по коротким сторонам – 2 х 1 шт.

Кожен метиз також прикручується саморізом.

На завершення першого етапу процедури скляна поверхня очищається від пилу, після чого ретельно обезжирюєтся спиртовмісними розчинами.

Другий етап – укладання і пайка в корпусі фотоелектричних осередків

Самостійний монтаж в каркаси майбутніх батарей сонячних осередків вважається найбільш трудомісткою і відповідальною частиною збірки. Покроковий процес виконання включає такі етапи:

  • нанесення розмітки – з урахуванням проміжку в 4 мм між елементами;
  • розкладка фотоелектричних осередків – проводиться робочою (зазвичай – синьою або чорною) стороною вниз;
  • нанесення припою і флюсу на контакти;
  • спайка за схемою з плюсовими доріжками на «обличчі» і мінусовими на «обороті» в такому порядку – спочатку осередки в рядах, далі ряди між собою;
  • нанесення герметику на тильну сторону кожного осередку – невелика кількість по центру;
  • наклеювання на основу – пластини перевертаються на 180 градусів робочою (синьою, чорною) поверхнею вгору, вирівнюються по розмітці і акуратно притискаються вниз, до моменту надійної фіксації;
  • зовнішні контакти елементів, розташованих по краях, виводяться на провідник шини зі срібним покриттям – відповідно, «+» і « – »;
  • на зовнішні контакти готового каркаса для сонячних панелей з укладеними всередині осередками підключається блокуючий діод – це необхідно для недопущення саморазряду АКБ в періоди, коли модуль не постачає електрику;
  • в піддоні висвердлюють отвори, через які будуть виведені назовні дроти;
  • контакти закріплюються на корпусі силіконовим герметиком, щоб конструкція виглядала акуратно, а кінці проводів були зафіксовані.

Третій етап – тестування каркаса і покладених сонячних осередків батареї

Перш ніж проводити остаточну герметизацію конструкції, слід переконатися у відсутності помилок при складанні. Найбільш частіша з них – неправильне чи неякісне з’єднання контактів. Інструментом для перевірки служить звичайний тестер з вбудованим амперметром. Процедура проводиться так:

  • модуль треба винести на вулицю – при відсутності хмарності, приблизно в середині дня, коли сонце знаходиться в найвищій точці – і встановити під оптимальним кутом;
  • до контактів батареї підключається амперметр;
  • вимірюється струм короткого замикання – показники від 4,5 ампера і більш свідчать про нормальну працездатність і правильну збірку елементів;
  • якщо сила струму менше, всі з’єднання осередків доведеться перевіряти заново в пошуках допущеної помилки.

Примітка: саморобний каркас для сонячних батарей з укладеними в ньому своїми руками фотоелементами зазвичай забезпечує силу струму 5 – 10 ампер, що всього на 5 – 15% нижче, ніж у професійних промислових елементів.

Четвертий етап – герметизація каркаса з фотоелектричними осередками

Для герметизації каркасу можна використовувати різні матеріали та методи:

  1. Матеріали. Перший, більш дорогий варіант – компаунд на базі епоксидної смоли (вартість для одного модуля від $ 40 – 45). Менш довговічний, але дешевий – герметик на силіконовій основі.
  2. Методи. Економічний – використання герметика тільки для стиків між осередками та проміжків вздовж внутрішньої сторони рамки. Стандартний – повна поверхнева заливка корпусу разом з панелями.

В якості додаткового амортизаційного захисту на дно каркаса для сонячних панелей, між днищем і осередками, укладається жорсткий лист поролону товщиною близько 2 см.

Останній етап – монтаж на майже готовий каркас захисного оргскла. Для досягнення максимальної герметизації, на притиснуту до силіконовогоабо епоксидного прошарку скляну поверхню на 30 – 40 хвилин ставиться вантаж. Тиск ущільнить герметик і призведе до витіснення назовні всіх повітряних бульбашок. Після цього збірка модуля вважається завершеною, а батарея – готовою до роботи.

Який тип осередків використовувати в каркасах для сонячних панелей?

У кліматичних умовах України найбільш практичним є вибір не жорстких кремнієвих елементів, а напівтвердих тонкоплівкових гібридів на основі рідкоземельного телуриду кадмію (CdTe). Для середньої смуги, з великою кількістю похмурих днів, такі батареї в середньому на 20% продуктивніші «класики». Це дозволяє підвищити ефективність станції при менших витратах, що для саморобних конструкцій дуже важливо.

Придбати ефективніта недорогі тонкоплівкові панелі даного типу від FirstSolar (США) можна на сайті офіційного українського дилера американців, компанії GreenTechTrade. Тут же, на сайті можна придбати супутні комплектуючі для станції та замовити безкоштовний розрахунок СЕС будь – якої потужності.

 

Будівництво сонячних
електростанцій "під ключ"

Готові інвестиційні проекти