DIY solární panely: cenově dostupný zdroj energie

Dnes mnoho majitelů venkovských domů hledá alternativní zdroje elektřiny. Instalace solárních panelů postupně získává na oblibě. Ne každý si však může dovolit pořizovat drahé vybavení. Proto si mnozí kladou otázku: jak vyrobit solární panely vlastníma rukama? Správná odpověď bude odhalena v tomto článku.

Solární článek je polovodičové zařízení, které přeměňuje sluneční záření na elektrickou energii. Hlavním úkolem takového systému je spolehlivé, ekonomické a nepřerušované napájení domu. Je vhodné instalovat taková zařízení v oblastech, kde dochází k přerušení dodávky z hlavního zdroje energie.

Hlavní výhody solárního článku jsou:

• snadná instalace zařízení, která nevyžaduje pokládání kabelů k podpěrám;
• systém nevyžaduje mnoho času na jeho údržbu;
• výroba elektřiny nemá škodlivý vliv na životní prostředí;
• konstrukce nemá žádné pohyblivé části;
• tichý provozní režim;
• dodávka elektřiny nezávisí na distribuční síti;
• dlouhá doba provozu systému s minimálními náklady.

Nevýhody solárního článku:

• výrobní proces systému je velmi pracný;
• solární panel zabírá hodně místa;
• zařízení je velmi citlivé na nečistoty;
• baterie nefunguje v noci;
• účinnost zařízení přímo závisí na povětrnostních podmínkách, zejména na slunečných a zatažených dnech.

Princip solární baterie

Systém funguje pomocí fotovoltaických měničů, které jsou zapojené v určitém pořadí. Každý fotokonvertor se skládá ze dvou křemíkových plátků, které se liší typem vodivosti. Jedna je pokryta fosforem, v důsledku čehož zde vzniká přebytek záporně nabitých elektronů. Druhá deska je potažena borem, což vede k tvorbě částic, které ve vrstvě záporných nábojů chybí, tzv. „dírek“.

Princip fungování nevyčerpatelného zdroje alternativní energie je následující: sluneční světlo dopadá na negativně nabitý panel, což vede k aktivní tvorbě dalších „dírek“ a elektronů. Na panelu pokrytém fosforem je přítomno elektrické pole, díky kterému se objevuje rozdíl potenciálů. Kladně nabité částice spěchají do horní vrstvy a záporně nabité do spodní. Vytváří se neustálé napětí. Ukazuje se, že jeden převodník funguje jako baterie. Stejnosměrný proud vzniká v obvodu, když je k němu připojena zátěž. Každá baterie je pokryta tenkými měděnými žilkami, které vedou proud a směrují jej k určenému účelu.

Síla proudu závisí na určitých parametrech:

• velikost fotokonvertoru;
• úroveň slunečního záření;
• typ fotobuňky;
• celkový odpor spotřebičů, které jsou připojeny k solárnímu panelu.

Odrůdy solárních panelů

Všechny solární panely mohou být křemíkové nebo filmové. Panely na bázi křemíku jsou rozděleny do typů:

• polykrystalický;
• monokrystalický;
• amorfní.

Polykrystalický solární článek je tmavě modré čtvercové zařízení. Jeho povrch je protkán nehomogenními krystaly křemíku. I přes nízkou účinnost 18% má toto zařízení schopnost generovat proud při zatažené obloze, díky čemuž jsou nepostradatelné v oblastech, kde převládá rozptýlené sluneční světlo.

Monokrystalické konvertory solární energie jsou černé panely se zkosenými rohy, pro které je použit čistý křemík. Všechny články zařízení jsou nasměrovány jedním směrem, což umožňuje získat maximální účinnost 25 %. Nevýhodou takových baterií je, že jejich přední strana musí vždy směřovat ke slunci. Pokud nestihla vystoupat, schovala se za mraky a klesla pod obzor, solární panely vyrobí proud slabé síly. Je to nejdražší, ale také nejproduktivnější typ zařízení.

Každá amorfní baterie se skládá z mnoha nejtenčích vrstev křemíku, které se získávají nastříkáním nejmenších částic materiálu na sklo, plast nebo fólii. Takové vrstvy rychle vyhoří, což po šesti měsících vede k poklesu účinnosti zařízení o 15-20%. Účinnost takových měničů je pouze 6 %. Jsou nejlevnější a mohou fungovat i při zatažené obloze. Jejich maximální životnost je však 2 roky.

Filmové baterie nejsou založeny na pevném kovovém nebo skleněném substrátu, ale na polymerovém filmu. Vyrábějí se proto v rolích, což umožňuje rozložení baterií na velké plochy. Díky svému designu je lze rozřezat na kusy různých tvarů a velikostí a solární panely lze umístit na střechu domu s hladkými křivkami. Jsou kompaktní a lehké. Válcovaný panel bude stát podstatně méně než křemíkový, na jehož výrobu se používá drahý materiál. Tyto modely jsou však méně výkonné. Dnes je poměrně obtížné je získat, protože výroba se teprve rozvíjí.

Všechny solární panely bez ohledu na typ zařízení jsou vybaveny ovladači, které hlídají stav nabití panelu. Přerozdělují přijatou energii, směřují ji přímo ke zdroji spotřeby nebo ji ukládají do baterie.

Solární panely pro soukromý dům

Tato alternativa k tradičnímu zásobování elektřinou je velmi praktická. Kromě toho se cena zařízení výrazně liší od nákladů na elektřinu. Po vyrobení solární baterie pro dům vlastníma rukama bude majitel schopen optimalizovat spotřebu energie, a tím snížit své vlastní hotovostní náklady. Mnoho lidí chce předem pochopit, kolik bude stát instalace solárních panelů pro soukromý dům. K tomu je nutné provést předběžné výpočty, kde se stanoví požadovaný výkon zařízení a podmínky pro jeho provoz.

Člověk by měl začít výpočtem množství spotřebované energie, které je nutné k zajištění bydlení. Při vytváření plnohodnotné stanice se vyplatí zaměřit se na baterie 150-250 W, pro venkovský dům budou stačit 50W panely.

Tato hodnota je základem pro následné stanovení počtu solárních panelů a počtu pomocných zařízení, která zahrnují baterie, měniče a ovladače.

Užitečná rada! K celkové potřebě elektřiny, která se spotřebuje v samotných bateriích, se vyplatí připočítat dalších 20 %.

Důležitým aspektem je sluneční záření, tedy množství sluneční energie, které dopadá na jednu jednotku plochy panelu. Tato hodnota je individuální pro každý konkrétní region. Seženete ho ve speciální literatuře nebo na specializovaných meteorologických stránkách.

Energetická norma se vydělí hodnotou oslunění. Výsledné číslo je nutné vydělit celkovým výkonem solárního zařízení. Výsledná hodnota je počet potřebných baterií. Zde je důležité získat maximální počet panelů. Skutečně, v různých měsících se bude množství slunečního světla lišit.

Užitečná rada! Protože se sluneční záření neustále mění, výpočty by se měly provádět měsíčně.

Pokud například potřebujete zjistit, kolik solárních panelů je potřeba pro dům o rozloze 100 metrů čtverečních, kde bude stanice napájet žárovky, notebook, televizi, satelitní anténu a elektrický sporák, měli byste provést všechny výše uvedené výpočty. Díky tomu bude výkon solární stanice přibližně rovný 1000 W, což znamená použití 4 solárních panelů o výkonu 250 W.

Panel by měl být umístěn na jižní části střechy, která by měla být v perfektním stavu a schopná odolat pevnému zatížení. V blízkosti by neměly být žádné stromy ani jiné předměty, které vytvářejí stíny.

Takový systém lze použít nejen pro napájení. Vytápění pomocí solárních panelů soukromého domu si získává velkou oblibu. To vám umožní zbavit se drahé služby spojené s centralizovaným zásobováním plynem, zbavit se závislosti na utilitách a získat celoroční teplo po dlouhou životnost solární elektrárny.

Instalace takového systému je vhodná pouze pro regiony, kde slunce svítí alespoň 20 dní v měsíci. Pokud slunce nestačí k tomu, aby systém plně vytopil dům, lze jej využít jako doplňkový bezplatný zdroj. Správně zvolený systém vytápění solárním panelem se vrátí za 3-4 roky.

Solární panely pro domácnost: spotřebitelské recenze

Četné pozitivní recenze o alternativním zdroji energie vyvrátily mýty, které trápí potenciální hledače.

Mnoho lidí si myslí, že takto drahé zařízení se nezaplatí po celou dobu životnosti instalace. Jak však ukazuje praxe, při správné instalaci solárních panelů v souladu se všemi pravidly můžete soukromému domu poskytnout elektřinu po dobu nejméně 25 let. A náklady na vybavení se vrátí za 3-4 roky.

Další mýtus implikuje neúčinný provoz solárních panelů za oblačného počasí nebo v zimě. Názory spotřebitelů se však shodují v tom, že solární kolektory jsou schopny vykázat maximální aktivitu během slunečního zenitu v bezoblačném počasí. Ale když se slunce schová za mraky, panely budou fungovat, ale ne naplno. Instalace zcela přestane fungovat v noci, kdy není vůbec žádné sluneční světlo.

Odpůrci solárních panelů namítají, že solární kolektory jsou značně křehké a nesnesou různé zátěže, které vytváří příroda. Recenze spotřebitelů však dokazují opak: solární panel vydrží i velké kroupy.

Související článek:

Technické požadavky na instalaci solárních panelů. Vlastnosti výběru a instalace. Recenze výrobců.

Další mýtus se týká sněhu, který může blokovat přístup světla do systému. Zde je však nebezpečím mráz, na který se sníh přichytí a vytvoří bariéry. Abyste tomu zabránili, můžete baterie umístit svisle na dům, pak se můžete vyhnout spoustě klouzavého světla.

A poslední mýtus se týká čínské výroby solárních panelů. Navzdory velmi solidní nabídce produktů vyrábějí továrny v Číně často vysoce kvalitní zboží. To platí zejména pro výrobu solárních kolektorů a tepelných trubic, jejichž výroba je z 90 % soustředěna v Číně. Tyto výrobky mají vysoké technické vlastnosti a jsou certifikovány nejen ve své zemi, ale také v Německu.

Četné pozitivní recenze na internetu dokazují, že alternativní zdroj elektřiny je dobrý nejen pro soukromý dům. Mnoho lidí úspěšně používá solární panely pro byt, který je instalován na balkoně. Lze je upevnit přímo na sklo nebo do zasklívacího rámu, který bude působit jako tónovací.

Sady solárních panelů 3 kW pro letní sídlo od 60 000 rublů

V zemi jsou zpravidla elektrické spotřebiče nízkého výkonu, kde je vyžadován omezený počet baterií a malá frekvence jejich používání. Pokud v chatě není centralizované napájení, je vhodné nainstalovat sadu solárních panelů, které budou vyrábět elektřinu zdarma. Abyste však získali takové bezplatné potěšení, budete muset zpočátku utrácet za nákup potřebných materiálů, jejichž náklady se vyplatí až po několika letech.

Pro výrobu 1 kW elektřiny je potřeba souprava o výkonu více než 200 W. Podle četných recenzí jsou solární elektrárny pro dům ve venkovském domě s kapacitou 800 W schopny poskytnout plné autonomní napájení objektu. Náklady na takový systém budou stát od 80 000 rublů.

Standardní sestava solární elektrárny pro letní sídlo se skládá z 200W panelů, 40A regulátoru nabíjení, 3kW měniče, dvou 200A baterií a dalších pomocných dílů. Cena takové sady začíná od 60 000 rublů a přibližná doba návratnosti je 3–5 let. Toto je však nejziskovější způsob výroby elektřiny pro zařízení bez centralizovaného napájení. Je to levnější než použití dieselového generátoru.

Podle majitelů je lepší vybavit solární panely pro dům v letní chatě dvěma nebo čtyřmi moduly s kapacitou 200 V každý. Záleží na počtu spotřebitelů energie, délce a četnosti jejich využívání. Pokud by kapacita nestačila, lze ji navýšit přidáním solárních panelů.

Mnoho lidí si kupuje takovou sadu pro soukromý sektor, kde je centralizované napájení, jako další zdroj energie. Četné recenze solárních panelů pro domácnost naznačují, že v tomto případě můžete výrazně ušetřit na placení účtů za elektřinu.

Jak vyrobit solární panely vlastníma rukama

Když není možné zakoupit hotovou solární stanici, můžete si ji vytvořit sami. Zde jsou dvě možnosti: zakoupit hotové moduly a připojit je k baterii pomocí měniče, nebo si panel připájet sami. První způsob montáže je rychlý, ale dražší. Druhá možnost vyžaduje určitou zručnost montéra, který musí být s křehkými fotobuňkami extrémně opatrný.

Čtyři solární desky generují celkem 2 volty elektřiny

Chcete-li vytvořit solární panel pro váš domov s vlastními rukama, musíte připravit určité materiály.

První hlavní komponentou pro vytvoření solárních panelů je sada vysoce kvalitních solárních článků. Dnes je možné zakoupit prvky z polykrystalického nebo monokrystalického křemíku. Více populární jsou nejnovější solární články, které jsou ideální pro domácí napájení.

Užitečná rada! Všechny prvky potřebné pro montáž by měly být zakoupeny od jednoho výrobce. Vzhledem k tomu, že materiály různých značek se výrazně liší, což zkomplikuje montáž celé konstrukce.

Pro připojení fotobuněk je zapotřebí sada speciálních vodičů. Pro výrobu pouzdra budoucí baterie jsou vhodné hliníkové rohy odolné proti povětrnostním vlivům. Velikost pouzdra závisí na počtu fotobuněk. Jako vnější nátěr fotobuněk je lepší použít průhledný polykarbonát nebo plexisklo, které zamezí pronikání infračervených paprsků. Jako další materiály budete potřebovat upevňovací materiál, měděné elektrické dráty, Schottkyho diody, silikonové vakuové stojany a sadu šroubů pro upevňovací prvky.

K FEP je potřeba si domů pořídit měnič 12 V 200 V, který mění stejnosměrný proud na střídavý. K uchování a pomalé spotřebě elektřiny je zapotřebí dvojice gelových nebo AGM baterií. Neméně důležitým prvkem je ovladač, který je nutné při plném nabití odpojit akumulátor od akumulátoru a zapnout jej pro příjem nové porce elektřiny.

Solární panel můžete sestavit také vlastníma rukama z dostupných nástrojů. K tomu jsou vhodné diody, fólie nebo tranzistory. Práce solární baterie z diod nastává v důsledku napětí asi 2,5 V pod přímým slunečním světlem. Když však slunce nestačí, toto číslo začne rychle klesat a samotné diody začnou spotřebovávat energii. Použití takové baterie je neúčinné.

Pro výrobu tepelné energie je vhodnější fóliové zařízení. Také fólie je ideálním materiálem pro PVC substrát. Nejúčinnější je solární článek, sestavený z tranzistorů. Čím více je jejich počet, tím vyšší je výkon zařízení. Horní část každého tranzistoru musí být odříznuta a prášek musí být vylit. Pin zařízení jsou kontakty. Taková baterie je určena k napájení nabíjení telefonu. Na vážnější akce jeho kapacita nestačí.

DIY solární panely pro domácnost: pokyny k výrobě krok za krokem

Poté, co jsou všechny potřebné prvky připraveny, můžete začít s montáží konstrukce, která se skládá z následujících kroků:

1. Vytvoření rámu z hliníkových rohů s nízkými bočnicemi a kováním, jehož velikost závisí na počtu měničů a jejich ploše. Zde je třeba vzít v úvahu vzdálenost mezi FEP alespoň 5 mm.
2. Na vnitřní okraje latí naneste tmel.
3. Na rám položte list průhledného materiálu, který pevně přilne k linii lepidla.
4. Po úplném zaschnutí tmelu použijte kování k upevnění rámu a průhledného povrchu.
5. Položte všechny fotočlánky baterie „mínusovou“ stranou nahoru na rovný povrch.
6. Pomocí pájecího nástroje se ke každému FEP připojí vodiče stejné délky. To se nejpohodlněji provádí, když je modul umístěn na skle.
7. Všechny prvky jsou vzájemně propojeny v sérii ve formě "hada".
8. Krajní kontakty musí být připájeny ke sběrnici (široký stříbrný vodič).
9. Aby nedošlo ke snížení kvality osvětlení ve tmě, je nutné vytvořit „středy“ pomocí bočníkových diod, které se instalují na kladnou svorku. K tomu jsou vhodné Schottkyho diody.
10. Umístěte fotobuňky s vodiči na průhlednou plochu.
11. Namažte všechny FEP, vyváděcí a spojovací vodiče silikonovým lepidlem.
12. Uzavřete konstrukci zadním panelem.
13. Připojte solární panel k baterii, solárnímu regulátoru nabíjení a invertoru.

Užitečná rada! Aby se zabránilo zkratu mezi zátěží a jednotlivými články baterie, musí být instalovány pojistky.

Téměř každý majitel domu chce elektřinu zdarma. Instalace solárních panelů je nejschůdnější možností. Pomocí tohoto zařízení můžete vytvořit hlavní (bez centralizovaného napájení) a doplňkový zdroj elektrické energie. Systém je šetrný k životnímu prostředí a spolehlivý při používání. Hlavní nevýhodou je drahé vybavení. Jeho cena se však vrátí během 3-5 let.