Kuidas ise päikesepatarei valmistada: päikesepaneeli kokkupaneku ja paigalduse viisid

Süsivesinikud on olnud ja jäävad peamiseks energiaallikaks, kuid üha sagedamini pöördub inimkond taastuvate ja keskkonnasõbralike ressursside poole. See on suurendanud huvi päikesepatareide ja -generaatorite vastu.

Paljud ei julge aga päikesesüsteemi paigaldada selle kõrge hinna tõttu. Toote hinda saab alandada, kui seda ise valmistama hakata. Kas kahtlete oma võimetes?

Me räägime Teile, kuidas ise päikesepatareid valmistada, kasutades kättesaadavaid komponente. Artiklist leiate kogu vajaliku teabe, et arvutada päikesesüsteem, valida kompleksi komponendid ning teostada fotopaneeli kokkupanek ja paigaldus.

Päikesesüsteemide kasutamise plussid ja miinused

Statistika kohaselt kasutab täiskasvanu iga päev kümmekond erinevat võrgust töötavat seadet. Kuigi elektrit peetakse suhteliselt keskkonnasõbralikuks energiaallikaks, on see illusioon, sest selle tootmisel kasutatakse keskkonda saastavaid ressursse.

Sellest vaatenurgast on päikeseenergia palju soodsam.

Komponendid päikesepaneelide ja generaatorite kokkupanekuks on juba ammu vabalt saadaval ning soovi korral saab igaüks ise süsteemi kokku panna. Selleks on vaja teatud rahalisi investeeringuid ja aega. Kokkupanek on hoolikas ning nõuab tähelepanu ja täpsust, kuid töö ise ei ole eriti töömahukas.

Paljude piirkondade kliimaomaduste tõttu ei saa loota, et päikeseenergiast piisab eramaja täielikuks varustamiseks. See suudab katta ainult 20–30% kogu energiavajadusest. Küll aga on see hea lahendus suvila jaoks.

Päikeseenergia kasutamise eelised:

1. Hiiglaslik potentsiaal. Päike suudab anda piisavalt energiat kõigi inimvajaduste rahuldamiseks. See on taastuv ja ammendamatu, mis eristab seda soodsalt kivisöest, naftasaadustest ja maagaasist.
2. Kättesaadavus. Päike on kõikjal – nii kuumades riikides kui ka kõige külmemates. Seda jätkub kõigeks.
3. Keskkonnasõbralikkus. Totaalse energia kriisi tõttu on roheline energeetika kõige perspektiivikam teaduslike uuringute ja kõrgtehnoloogiliste arenduste valdkond. Päikesepaneelid täidavad oma ülesannet suurepäraselt ilma keskkonda kahjustamata.
4. Müra puudumine. Päikesesüsteemid töötavad vaikselt, mis eristab neid soodsalt paljudest teistest energiaallikatest.
5. Ökonoomne. Päikesepaneelide kasutamine ja hooldus ei nõua erilisi kulutusi. Raha ühekordselt investeerides saab omanik süsteemi kasutada 20–25 aasta jooksul. Peaasi on elemente õigeaegselt puhastada.
6. Lai kasutusala. Päikesepaneelid suudavad toota piisavalt energiat maja elektriga ja soojusega varustamiseks. See pole aga ainus nende kasutusvaldkond. Päikesesüsteeme kasutatakse vee magestamiseks ja isegi orbitaaljaamade energia varustamiseks.

Päikesepaneelid on veel kallid, kuigi juba praegu ilmub võimalusi nende iseseisval valmistamisel oluliselt kokku hoida. Igal aastal võetakse kasutusele uued arendused, mis lihtsustavad ja odavdavad päikeseenergia tootmise protsessi.

Päikesesüsteemid sobivad halvasti peamise energiaallikana, kuid täiendava või alternatiivse võimalusena on need suurepärased. Võrreldes tuulegeneraatoritega on need stabiilsemad ja kasulikumad.

Huvitav arendus – paindlikud päikesepatareid. Tänu elastsusele on fotomaterjali oluliselt lihtsam paigaldada – paneel “kohandub” katuse või mõne muu toetuse kujuga.

Üks kaasaegsetest tehnoloogiatest on õhukesekiled moodulid, mida lõimitakse ehitusmaterjalidesse. Samuti on ilmunud läbipaistvad salvestuselemendid, mis on mõeldud kasutamiseks aknakonstruktsioonides.

See on Jaapani ettevõtte Sharp arendus. Eksperdid arvavad, et juba lähiajal muutuvad sellised päikesepatareid kordades võimsamaks ja soodsamaks.

Päikeseenergia salvestamisega tekivad sageli probleemid, sest akud on kallid. Ainus, mis seda puudust mingil määral kompenseerib: suurem osa võimsatest elektriseadmetest lülitatakse sisse valgel ajal (+)

Objektiivsetel põhjustel ei saa päikesesüsteemid veel täielikult asendada süsivesinikke, sest päikeseenergia tootmine ja salvestamine on seotud suurte kuludega, kuid need võivad olla heaks allikaks elamu alternatiivseks energiavarustuseks või üksikutele elektriseadmetele.

Mõned omanikud otsustavad varustada oma majad päikeseelektrijaamadega, mis katavad täielikult elektrienergia vajadused. Sellised investeeringud tasuvad end ära 10–40 aasta jooksul, olenevalt mudelitüübist – valmis või omatehtud.

Tehnoloogiad arenevad kiiresti ning päikesepatareisid saab uuendada ja suurendada, seega tasub hakata sobivaid süsteeme juba praegu kokku panema.

Päikesepatareide tüüpide üksikasjalik ülevaade on esitatud selles artiklis.

Milliseid komponente on vaja ja kust neid osta

Põhidetail on päikesefotopaneel. Tavaliselt ostetakse räniplaate interneti teel Hiinast või USA-st kohaletoimetamisega. See on seotud kodumaiste komponentide kõrge hinnaga.

Kodumaiste plaatide omahind on nii kõrge, et soodsam on tellida Ebayst. Mis puudutab defekte, siis 100 plaadi kohta on kasutuskõlbmatuid vaid 2–4. Kui tellida Hiina plaate, on riskid suuremad, sest kvaliteet jätab soovida. Eeliseks on ainult hind.

Valmis paneel on kasutamisel palju mugavam, aga ka kolm korda kallim, seega on parem siiski vaeva näha komponentide otsimisega ja seade ise kokku panna.

Ülejäänud komponendid saab osta igast elektrivabarnist. Samuti läheb vaja tina, raami, klaasi, kiled, teipi ja märgistuspliiatsit.

Komponentide ostmisel tasub pöörata tähelepanu tootja garantii. Tavaliselt on see 10 aastat, mõnel juhul kuni 20. Samuti on oluline aku õige valik. Selle pealt kokkuhoid toob sageli kaasa ebameeldivusi: seadme laadimise ajal võib eralduda vesinik, mis võib põhjustada plahvatuse.

Süsteemide võimsuse arvutamise eripärad

Enne komponentide ostmist ja päikesepaneeli valmistamist arvutatakse välja seadme vajalik võimsus ja aku mahutavus.

Lihtsaim viis on kasutada veebikalkulaatoreid, mis on paigutatud mõnedel internetisaitidel.

Toote tehnilises passis deklareeritud energiakogus on arvutatud ideaalsete tingimuste jaoks. Nendele ei saa tugineda, sest seadmed töötavad erinevalt olenevalt aastaajast ja kellaajast. Energiakadusid esineb pidevalt, sh akudes, inverteris (+)

Kõige olulisem näitaja, mida tuleb arvestada, – keskmine kuine tarbitava energia hulk. Seda saab määrata arvesti järgi.

Samuti tuleb arvestada päikesepatareide endi töö eripäradega. Need suudavad anda maksimaalset võimsust ainult puhta taeva korral, kusjuures päikesekiirte langemisnurk peab olema sirge.

Kui ilm on pilvine või kiirte langemisnurk on liiga terav, võib patareide võimsus langeda 20 korda. Isegi kõige väiksematest pilvedest piisab, et näitajad poole võrra vähendada. Seetõttu lähtutakse arvutustes sellest, et 70% energiast toodetakse kella 9–16, ülejäänud ajal kuni 30%.

Talvel on päikesesüsteemidest vähe kasu: pilvise ilma tõttu toodavad nad minimaalse koguse energiat. Kuid tuulegeneraatorid töötavad täisvõimsusel ja suudavad need kaod kompenseerida. Kahe sellise seadme kombinatsioon on väga tõhus.

Ideaalilähedastes tingimustes toodavad "tööajal" 1 kW võimsusega paneelid 7 kWh, varahommikul ja õhtul aga umbes 3 kWh. Teist näitajat on parem üldse mitte arvesse võtta ja jätta see "varuks", arvestades võimalikku pilvisust ja kiirte langemisnurga muutumist.

Selgub, et tuleks lähtuda 210 kWh-st ühe kalendrikuu jooksul. See on ideaalne näitaja, mis vajab korrigeerimist.

Ebayst võib leida hea komplekti päikesepatarei ise valmistamiseks. Mõnikord on need seadmed, mis tootmisel tagasi lükati (nn B-tüüpi moodulid). Need on odavad, kuid sobivad koduse süsteemi kokkupanekuks, kuna kasutusomadused on deklareeritutele lähedased.

Et määrata tegelikku energiakogust, tuleks leida andmed selle kohta, mitu päikeselist päeva aastas konkreetses piirkonnas on. Nendel perioodidel ei ulatu akude võimsus isegi poole passinäitajast. Kui seadmed töötavad sügisel ja talvel, tuleb pilvise ilma puhul teha parandus 30–50%.

Samm-sammuline juhend päikesepaneeli kokkupanekuks

Kokkupanek algab skeemi ja projektiga. Tuleb selgelt ette kujutada, kuidas päikesepaneel on paigutatud ja kinnitatud. Kui süsteemi kasutegur sõltub otseselt päikesekiirte suhtes olevast kaldenurgast, tuleb hoolitseda selle eest, et seda nurka saaks muuta.

Paljudes valmismudelites on ette nähtud paneelide automaatseks pööramiseks mõeldud mehhanismid, kuid isetehtud mudelites tuleb need ise läbi mõelda.

Päikesepaneeli moodulid peavad olema identsed, sest voolu ekvivalentsus võrdub väikseima elemendi näitajaga. Samuti lihtsustab identsete detailide valimine oluliselt kogu süsteemi kokkupaneku protsessi, kuna ei pea raamide suurusi kohandama ega iga konstruktsiooni võimsust eraldi arvutama.

Kokkupaneku tehnoloogia sõltub paneelide kogupindalast, nende arvust ja lisamaterjalide omadustest. Süsteemi suur pindala tagab selle suurema võimsuse, kuid samal ajal suureneb ka konstruktsiooni kaal, mida tuleb samuti arvestada, sest katus peab seda taluma.

1. etapp: konstruktsiooni korpuse valmistamine

Kui kõik komponendid on ette valmistatud, võib alustada korpuse kokkupanekut, millel kogu konstruktsioon püsib.

Vaja läheb järgmisi materjale:

• paneelide mõõtu lõigatud vineerilehed;
• puitkiudplaadid;
• puidust liistud, millest valmistatakse ääred;
• kinnituse materjalid: isekeermestavad kruvid, nurgikud, sobiv liim;
• pleksiklaas;
• värv ja immutused, et parandada valmis konstruktsiooni välimust ja kaitsta seda mädanemise eest.

Kõigepealt valmistatakse alus – vineerile liimitakse madalad äärised. Need ei tohiks paneele katta, seega tasub valida umbes 2 cm paksused liistud. Et äärised lahti ei tuleks, kinnitatakse need lisaks isekeermestavate kruvide ja nurkadega.

Ülemine kate valmistatakse pleksiklaasist ning konstruktsiooni puidust osad kaetakse mädanemiskaitseks antiseptiliste immutustega ja värvitakse. Värvi toon peab sobima kokku katuse värviga.

Aluse põhja ja äärised puuritakse mitmest kohast ventilatsiooni tagamiseks. Kaant ei tohi puurida, sest konstruktsioonielemendid võivad märjaks saada. Paneelide kinnitamiseks on parem valida puitkiudplaadid, kuna need ei juhi elektrit. Soovi korral võib puitkiudplaadid asendada mõne teise materjaliga.

2. etapp: elementide paigaldamine ja kinnitamine

Päikeseelemendid tuleks ühtlaselt asetada aluspinnale „pahempoolse“ küljega ja joota juhid. Selleks tuleb jootekohad ära märkida. Et mitte rikkuda kõiki mooduleid, on parem esmalt järjestikku ühendada ainult kaks elementi.

Kui kõik on korras, joodetakse samamoodi ka ülejäänud moodulid. Tulemusena peaks aluspinnale tekkima korralik ühendatud elementide ahel.

Pärast konstruktsiooni kokkupanekut tuleb kontrollida selle töövõimet. Kui see on toimiv, saab selle kruvidega raami külge kinnitada. Valmis paneelile paigaldatakse blokeeriv diood. Selle ülesanne on vältida aku tühjenemist.

Kui kõik moodulid on ühendatud, saab need ümber pöörata, et paigaldada need paneelile. Liimina võib kasutada epoksüvaiku või silikoonhermeetikut. Soovitav on mitte määrida moodulite ääri, et konstruktsioonid raami deformeerumisel ei puruneks. Piisab, kui liimida elemendid tugevalt keskele.

3. etapp: kaane kinnitamise eripärad

Pärast patarei kokkupanekut raamil suletakse see pleksiklaasist kaanega, kontrollitakse uuesti ja fikseeritakse. Oluline on, et liim oleks enne kaane paigaldamist täielikult kuivanud, vastasel juhul jätkab see aurumist ja jätab pleksiklaasile hägused jäljed.

Väljundkaablile paigaldatakse kahekontaktiline pistik. See on vajalik kontrolleri ühendamiseks. Jääb üle veel kord kontrollida süsteemi tööd ja parandada puudused, kui neid leitakse.

4. etapp: valmis süsteemi paigaldamine

Patareid paigaldatakse maapinnale, seintele või katusele. See sõltub hoone omaniku soovidest. Peaasi, et süsteem asuks hoone lõunaküljel ja miski ei segaks selle tööd.

Kui konstruktsioon kavatsetakse kinnitada katuse kaldele, tuleb veenduda, et pind kannatab lisakoormust. Süsteem paigaldatakse nii, et see asetseb 30–40° nurga all katuse suhtes, ja kinnitatakse tugevasti.

Päikesepaneelid, eriti õhukese kilega paneelid, on altid deformatsioonidele tuule või lumekoormuse tagajärjel. Tuleb tagada usaldusväärne tuulekaitse ja paigaldada seadmed, mis peatavad või lõikavad katuselt libisevat lund.

Suurepärane lahendus on süsteemi kinnitamine paksust profiilist metallkarkasskonstruktsioonile. Minimaalne ristlõige on 25*25 mm, kuid suure konstruktsiooni puhul tasub valida tugevam profiil. Iga sellise raami ette paigaldatakse lumetõkesti või varustatakse kronsteinid lumelõikuritega.

Meie veebilehel on artiklite plokk, mis käsitleb päikesepatareide kokkupanekut, paigaldust ja ühendamist; soovitame tutvuda:

1. Päikesepaneelide ühendusskeemid ja -viisid: kuidas päikesepaneeli õigesti paigaldada
2. Päikesepaneelide ühendusskeem: kontrollerile, akule ja hallatavatele süsteemidele

Järeldused ja kasulik video teemal

Kirjeldustest ei pruugi piisata, et täielikult mõista päikesepaneelide kokkupaneku ja paigalduse eripärasid. Pealegi on olemas erinevad kinnitusviisid ja „rahvakäsitöölised“ täiustavad oskusi ning leiutavad pidevalt uusi võimalusi vanade probleemide lahendamiseks.

Pakume videojuhiseid ja kogenud meistrite nõuandeid, et teil oleks lihtsam mõista päikesesüsteemide kokkupaneku protsessi. Valige need soovitused, mis vastavad kõige paremini Teie plaanidele ja soovidele.

Kust osta komponente ja kuidas süsteemi kokku panna, on kirjeldatud allolevas videos:

Kokkupanekuprotsessi täielik samm-sammult kirjeldus:

Originaalne lähenemine päikesepatareide kokkupanekule, spetsialisti nõuanded:

Kodu päikeseelektrijaama kokkupanemise juhend:

Alternatiivenergeetika on tõepoolest aktuaalne. Kui olete otsustanud mõista energiatootmise viise ilma süsivesiniketa, võite olla uhked, et hoolite mitte ainult endast, vaid ka kogu planeedist.

Lihtne päikesepatarei aitab teil tagada „rohelise“ elektri ja hoiab meie ühist kodu. Süsteemi kokkupanek pole keeruline, peamine on tahta ja teha.

Kas teil on kogemusi päikesepatarei valmistamisel? Palun jagage teavet meie lugejatega, pakkuge oma meetodit päikesesüsteemi kokkupanemiseks. Kommentaare ja isetegemiste fotosid saab lisada allolevas vormis.