태양 전지판은 저층 건물의 전기 나 열을 생성하는 데 사용할 수있는 에너지 원입니다. 다음은 비용이 많이 들고 우리나라 대부분의 거주자가 이용할 수없는 태양 전지판입니다. 동의하십니까?
또 다른 것은 자신의 손으로 태양 전지 패널을 만들 때 비용이 크게 감소하고 그러한 디자인은 산업용 패널보다 나쁘지 않습니다. 따라서 대체 전원 공급 장치를 구입하는 것에 대해 진지하게 생각하고 있다면 직접 시도하십시오. 이는 그리 어렵지 않습니다.
이 기사는 태양 전지 패널 제조에 중점을 둘 것입니다. 필요한 재료와 도구가 무엇인지 알려 드리겠습니다. 그리고 약간 아래에는 작업 진행 상황을 명확하게 보여주는 그림과 함께 단계별 지침이 있습니다.
장치 및 작업에 대한 간략한 설명
에너지 원이 열전달 유체이거나 배터리에서 수집 된 전기 에너지 일 때 태양의 에너지는 열로 변환 될 수있다. 배터리는 광전 효과의 원리로 작동하는 발전기입니다.
태양 에너지를 전기로 변환하는 것은 배터리의 주요 부분 인 태양 전지판에 햇빛에 노출 된 후에 발생합니다.
이 경우 빛 퀀 타는 전자를 극단적 인 궤도에서 방출합니다. 이 자유 전자는 컨트롤러를 통과하여 배터리에 축적되는 전류를 공급하며 거기서부터 에너지 소비가 발생합니다.
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실리콘 웨이퍼 태양 전지 조립
양의 전류 경로 형성
뒤에서 음의 전류 선 만들기
도체 및 차단 다이오드 연결
실리콘 요소는 광전지 판의 역할을합니다. 실리콘 웨이퍼는 한쪽에 패시브 화학 원소 인 인 또는 붕소의 매우 얇은 층으로 코팅됩니다.
이 장소에서 햇빛의 영향으로 많은 인 전자가 방출되어 인 필름에 의해 유지되고 날아 가지 않습니다.
자유 전자가 일렬로 정렬되어 규칙적인 움직임, 즉 전기.
이러한 실리콘 웨이퍼-광전지가 많을수록 더 많은 전류를 얻을 수있다. 아래의 태양 전지 작동 원리에 대해 자세히 알아보십시오.
판 태양 전지의 상단 층은 판에서 햇빛을 반사하지 않는 층으로 덮여있어 효율이 향상됩니다.
태양 판 제작 재료
태양 전지를 만들기 시작하면 다음 재료를 비축해야합니다.
- 규산염 플레이트-광전지;
- 마분지 시트, 알루미늄 코너 및 배튼;
- 두께 1.5-2.5 cm의 경질 폼 고무;
- 실리콘 웨이퍼의베이스로서 작용하는 투명 소자;
- 나사, 나사;
- 실외용 실리콘 실란트;
- 전선, 다이오드, 단자.
필요한 재료의 양은 배터리 크기에 따라 다르며, 대부분 사용 가능한 광전지 수에 의해 제한됩니다. 필요한 도구 중 : 스크루 드라이버 또는 스크루 드라이버 세트, 금속 및 목재 용 쇠톱, 납땜 인두. 완성 된 배터리를 테스트하려면 테스터 전류계가 필요합니다.
이제 가장 중요한 재료를 더 자세히 고려하십시오.
실리콘 웨이퍼 또는 광전지
배터리에는 세 가지 유형의 태양 전지가 있습니다.
- 다결정;
- 단결정;
- 비정질.
다결정 웨이퍼는 낮은 효율을 특징으로한다.유익한 효과의 크기는 약 10-12 %이지만이 지표는 시간이 지나도 줄어들지 않습니다. 다결정의 지속 시간은 10 년이다.
태양 전지는 모듈로 조립되며,이 모듈은 태양 광 변환기로 구성됩니다. 경질 실리콘 광전지가있는 배터리는 알루미늄 프로파일에 고정 된 순차적으로 배열 된 층이있는 일종의 샌드위치입니다
단결정 광전지는 13-25 %의 높은 효율과 25 년 이상의 긴 수명을 자랑합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 단결정의 효율이 감소합니다.
단결정 변환기는 인위적으로 자란 결정을 절단하여 얻을 수 있으며, 이는 최고의 광 전도성과 생산성을 설명합니다.
필름 광 변환기는 중합체가요 성 표면에 비정질 실리콘의 얇은 층을 적용함으로써 얻어진다
유연한 비정질 실리콘 배터리가 가장 발전되었습니다. 광전 변환기는 중합체베이스 상에 분무되거나 침착된다. 5-6 %의 영역에서 효율성이 있지만 필름 시스템은 설치가 매우 편리합니다.
비정질 광 변환기를 갖는 필름 시스템은 비교적 최근에 나타났다. 이것은 매우 단순하고 저렴한 형태이지만 소비자의 자질을 잃는 경쟁자보다 빠릅니다.
크기가 다른 광전지를 사용하는 것은 부적절합니다. 이 경우 배터리에서 생성되는 최대 전류는 가장 작은 셀의 전류에 의해 제한됩니다. 따라서 더 큰 판은 최대 용량으로 작동하지 않습니다.
광전지를 구입할 때 판매자에게 배송 방법에 대해 문의하십시오. 대부분의 판매자는 깨지기 쉬운 요소의 파괴를 방지하기 위해 왁스 칠 방법을 사용합니다
대부분 자체 제작 배터리의 경우 3x6 인치 크기의 단결정 및 다결정 광전지가 사용되며, 이는 E-buy와 같은 온라인 상점에서 주문할 수 있습니다.
태양 전지의 가격은 상당히 높지만 많은 상점에서 소위 그룹 B의 요소를 판매합니다.이 그룹에 할당 된 제품은 결함이 있지만 사용하기에 적합하며 표준 플레이트보다 40-60 % 저렴합니다.
대부분의 온라인 상점은 태양 전지를 36 또는 72 개의 광전 변환 판 세트로 판매합니다. 개별 모듈을 배터리에 연결하려면 버스가 필요하며 시스템에 연결하려면 터미널이 필요합니다.
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다결정 태양 광 판
실리콘 웨이퍼의 앞면과 뒷면
단결정 태양 광 판
단결정 판의 뒷면
와이어 프레임과 투명 요소.
미래 패널의 프레임은 목재 바튼 또는 알루미늄 코너로 만들 수 있습니다.
두 번째 옵션은 여러 가지 이유로 더 바람직합니다.
- 알루미늄은 배터리를 설치할지지 구조물에 심각한 부하를주지 않는 가벼운 금속입니다.
- 부식 방지 처리를 수행 할 때 알루미늄은 녹슬지 않습니다.
- 환경으로부터 수분을 흡수하지 않으며 부패하지 않습니다.
투명한 요소를 선택할 때 햇빛의 굴절률 및 적외선 흡수 능력과 같은 매개 변수에주의를 기울여야합니다.
광전지의 효율은 첫 번째 지표에 직접적으로 의존 할 것이다 : 굴절률이 낮을수록 실리콘 웨이퍼의 효율이 높아진다.
Plexiglass 또는 그보다 저렴한 버전 인 Plexiglas는 최소의 빛 반사율을 갖습니다. 폴리 카보네이트는 굴절률이 약간 낮습니다.
두 번째 표시기의 값은 실리콘 광전지 자체가 가열 될지 여부를 결정합니다. 판이 덜 가열 될수록 더 오래 지속됩니다. IR 방사선은 특수 열 흡수 플렉시 유리와 IR 흡수 기능이있는 유리에 가장 잘 흡수됩니다. 조금 더 나쁜-일반 유리.
가능하면 반사 방지 투명 유리를 투명 요소로 사용하는 것이 가장 좋습니다.
플렉시 글라스는 태양의 굴절률과 빛의 흡수 비율에 따라 태양 전지 제조에 가장 적합한 옵션입니다
시스템 설계 및 사이트 선택
태양계의 설계는 태양 판의 필요한 크기의 계산을 포함합니다. 전술 한 바와 같이, 배터리의 크기는 일반적으로 고가의 광전지에 의해 제한된다.
태양 전지는 특정 각도로 설치해야 햇빛의 실리콘 웨이퍼에 최대한 노출됩니다. 가장 좋은 옵션은 각도를 변경할 수있는 배터리입니다.
태양 판을 설치하는 장소는 지상, 집의 구덩이 또는 평평한 지붕, 다용도실의 지붕에 매우 다양 할 수 있습니다.
유일한 조건은 배터리를 높은 크라운의 나무로 가리지 않은 부지 나 주택의 맑은쪽에 배치해야한다는 것입니다. 이 경우 최적의 경사각은 공식 또는 특수 계산기를 사용하여 계산해야합니다.
경사각은 집의 위치, 계절 및 기후에 따라 다릅니다. 배터리는 태양 높이의 계절 변화에 따라 경사각을 변경하는 기능을 갖는 것이 바람직합니다. 햇빛이 표면에 수직으로 떨어지면 가장 효율적으로 작동합니다.
CIS 국가의 유럽 지역의 경우 고정 경사각은 50-60º입니다. 디자인이 경사각을 변경하는 장치를 제공하는 경우 겨울에는 배터리를 수평선에 70º, 여름에는 30º 각도로 배치하는 것이 좋습니다
계산에 따르면 1 평방 미터의 태양계로 120 와트를 얻을 수 있습니다. 따라서 계산에 의해 평균 가족에게 한달에 300 kW의 전기를 공급하기 위해서는 적어도 20 평방 미터의 태양계가 필요하다는 것을 알 수 있습니다.
그러한 태양 광 시스템을 즉시 설치하는 것은 문제가 될 것입니다. 그러나 5 미터 배터리를 설치하더라도 에너지를 절약하고 지구의 생태에 적당한 기여를 할 수 있습니다. 또한 필요한 수의 태양 전지판을 계산하는 원칙을 숙지하는 것이 좋습니다.
태양 전지는 중앙 집중식 전원 공급 장치를 자주 종료하는 백업 에너지 원으로 사용할 수 있습니다. 자동 전환을 위해서는 무정전 전원 시스템이 제공되어야합니다.
이러한 시스템은 전통적인 전기 공급원을 사용할 때 태양계 배터리가 동시에 충전된다는 점에서 편리하다. 태양열 배터리를 공급하는 장비는 집 안에 있으므로 특별한 공간을 마련해야합니다.
집의 경 사진 지붕에 배터리를 넣을 때, 패널의 경사각을 잊지 마십시오. 배터리에 경사각의 계절 변화를위한 장치가있는 경우에 이상적
단계적으로 태양 전지판 설치
필요한 모든 재료와 도구가있을뿐만 아니라 태양 광 시스템 서비스를위한 태양 전지판과 장비를 배치 할 장소를 선택하면 배터리 설치를 시작할 수 있습니다.
설치하는 동안, 특히 집 지붕에 완성 된 패널을 설치할 때 안전 예방 조치를 준수해야합니다. 태양 전지를 만드는 방법에 대한 단계별 알고리즘을 고려하십시오.
1 단계-납땜 실리콘 웨이퍼 접점
수제 태양 전지의 설치는 종종 광전지 도체의 납땜으로 시작됩니다. 물론 기회가 있다면 도체와 함께 즉시 태양 전지를 구입하는 것이 가장 좋습니다. 납땜은 많은 시간이 걸리는 매우 어렵고 힘든 작업입니다.
납땜은 다음과 같이 수행됩니다.
- 도체가없는 실리콘 포토 셀과 금속 스트립 컨덕터가 사용됩니다.
- 도체는 판지 블랭크를 사용하여 절단되며, 길이는 실리콘 웨이퍼 크기보다 2 배 더 큽니다.
- 도체는 판에 깔끔하게 배치됩니다. 하나의 요소-두 개의 도체.
- 납땜이 수행되는 장소에서 납땜 인두와 함께 작업하기 위해 산을 적용해야합니다.
- 도체를 플레이트에 조심스럽게 연결하여 납땜 인두로 납땜하십시오.
납땜하는 동안 규산염 요소를 누르지 마십시오. 그것은 매우 깨지기 쉬우 며 무너질 수 있습니다! 운이 좋으며 기성품 접점이있는 광전지를 구입 한 경우 길고 어려운 작업을 피하고 향후 배터리 용 프레임 제조로 즉시 진행할 수 있습니다.
결함이있는 그룹 B 광전지의 납땜 접점은 전체 플레이트와 동일한 방식으로 동일한 방향으로 수행됩니다.
2 단계-태양 전지판 용 프레임 만들기
프레임은 광전지가 설치되는 장소입니다. 프레임의 제조를 위해, 알루미늄 코너 및 슬랫이 취해지고, 그로부터 프레임이 접힌 다. 권장 코너 크기는 70-90 mm입니다.
실리콘 실런트는 금속 모서리 내부에 적용됩니다. 씰링 코너는 신중하게 수행해야하며, 전체 구조의 내구성은 이것에 달려 있습니다.
알루미늄 프레임이 준비되면 후면 케이스 제조를 진행하십시오. 후면 케이스는 측면이 낮은 마분지로 만든 나무 상자입니다.
높은면은 광전지에 그림자를 만들어 높이가 2cm를 넘지 않아야하며, 나사와 드라이버로 나사를 조입니다.
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태양 전지 케이스 만들기
하우징 측면의 통풍구
실리콘 웨이퍼 지원
방수용 하우징 부품 그림
박스 케이스의 하단에는 통풍구가 마분지로 만들어져 있습니다. 구멍 사이의 거리는 약 10cm이며 투명 요소는 알루미늄 프레임 (플렉시 유리, 반사 방지 유리, 플렉시 유리)에 설치됩니다.
투명 요소를 눌러 고정하면 고정 장치는 하드웨어를 사용하여 수행됩니다 .4 모서리에서 2 개, 프레임에서 2 개, 프레임에서 짧은 1 개. 나사로 하드웨어를 조입니다.
태양 전지의 프레임이 준비되었으며 가장 중요한 부분 인 태양 전지 설치를 진행할 수 있습니다. 설치하기 전에 플렉시 유리를 먼지로부터 청소하고 알코올 함유 액체로 그리스를 제거해야합니다.
3 단계-실리콘 웨이퍼 광전지 장착
실리콘 웨이퍼 장착 및 납땜은 자체 태양 전지판을 만드는 데 가장 많은 시간이 소요되는 부분입니다. 먼저, 우리는 파란색 판을 아래로하여 플렉시 유리에 광전지를 배치합니다.
배터리를 처음으로 조립하는 경우 마킹 용 인쇄물을 사용하여 플레이트를 서로 아주 작은 거리 (3-5mm)에 배치 할 수 있습니다.
- 다음 배선도에 따라 광전지를 납땜합니다.“+”트랙은 플레이트의 전면에 있고“-”– 뒷면에 있습니다. 납땜하기 전에 플럭스와 납땜을 부드럽게 적용하여 접점을 연결하십시오.
- 모든 광전지를 위에서 아래로 순차적으로 납땜합니다. 그런 다음 행도 서로 연결해야합니다.
- 광전지 고정하기. 이렇게하려면 각 실리콘 웨이퍼의 중앙에 소량의 밀봉 제를 바릅니다.
- 우리는 광전지가 위를 향하게하여 (파란색 판이있는) 결과 체인을 위로 향하게하고 이전에 적용된 표시에 따라 판을 놓습니다. 각 플레이트를 조심스럽게 눌러 제자리에 고정시킵니다.
- 극단적 인 광전지의 접점은 버스에 각각“+”와“-“로 표시됩니다. 타이어에는 더 넓은은 도체가 권장됩니다.
- 태양 전지에는 차단 다이오드가 장착되어 있어야합니다.이 다이오드는 접점에 연결하고 야간 구조를 통한 배터리 방전을 방지합니다.
- 프레임의 하단에서 와이어를 외부로 출력하기위한 구멍을 뚫습니다.
와이어는 매달리지 않도록 프레임에 부착해야합니다. 실리콘 실란트를 사용 하여이 작업을 수행 할 수 있습니다.
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납땜을위한 실리콘 웨이퍼 준비
왁스가없는 배터리 셀 건조
기판에 플레이트의 외곽선 그리기
광전지를 납땜하는 과정
실리콘 웨이퍼를 태양 전지판에 연결
실리콘 웨이퍼 본딩
장치의 구리 전류 운반 버스 바 장치
배터리 성능 확인
4 단계-밀봉 전 배터리 테스트
납땜 중에 자주 발생하는 오작동을 제거 할 수 있으려면 밀봉 전에 태양 전지판을 테스트해야합니다. 각 요소 행을 납땜 한 후 테스트하는 것이 가장 좋습니다. 접점이 제대로 연결되지 않은 위치를 감지하는 것이 훨씬 쉽습니다.
테스트를 위해서는 일반 가정용 전류계가 필요합니다. 13-14 시간에 맑은 날에 측정을 수행해야하며, 태양은 구름에 숨겨져서는 안됩니다.
우리는 거리로 배터리를 꺼내서 이전에 계산 한 경사각에 따라 설치합니다. 전류계를 배터리 접점에 연결하고 단락 전류를 측정합니다.
테스트의 의미는 전류의 작동력이 단락 전류보다 0.5-1.0A 낮아야한다는 것입니다. 장치의 판독 값은 4.5 A보다 높아야하며 이는 태양 전지의 작동 성을 나타냅니다.
테스터가 더 적은 판독 값을 제공하면 어딘가에 광전지 연결 순서가 깨질 수 있습니다.
일반적으로 그룹 B 광전지로 구성된 집에서 만든 태양 전지는 5-10 A의 판독 값을 제공하며 이는 산업 태양 전지판보다 10-20 % 낮습니다.
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9 단계 : 기판에 밀봉 된 배터리 부품의 작동 상태를 확인한 후 하우징에 배치
10 단계 : 케이스 내부에 플레이트가있는 기판은 4 개의 나사로 고정됩니다. 배터리 부품을 연결하는 와이어는 통풍구를 통해 배선됩니다.
11 단계 : 쇼트 키 다이오드는 구성된 배터리의 각 절반에 직렬로 연결됩니다. 마이너스는 시스템의 플러스에 연결됩니다
12 단계 : 전선을 하우징 밖으로 빼내기 위해 구멍을 뚫습니다. 와이어는 매듭으로 고정되어 매달리지 않으며 실란트로 고정되지 않습니다.
단계 13 : 밀봉 제를 도포 한 후, 조성물의 중합을 위해 방출 된 기술적 파단이 필요하다
14 단계 : 2 핀 커넥터가 태양 전지판에서 제거 된 전선에 연결됩니다. 해당 소켓은 장치의 배터리에 장착되어 배터리를 충전합니다.
15 단계 : 장치의 두 부분을 모두 조립하고 전원 라인을 외부로 출력 한 후, 배터리는 미리 준비된 화면으로 닫힙니다.
16 단계 : 태양 광 장치의 조인트를 밀봉하기 전에 제거 된 접점이 감지되면 시간 내에 제거 된 접점을 제거하기 위해 기능 점검이 다시 수행됩니다.
준비된 케이스에 배터리의 두 부분 설치
하우징 내부에 태양 전지판베이스 장착
쇼트 키 차단 다이오드 설치
하우징에서 장치 와이어 외부로 결론
실란트 경화
전선에 2 핀 커넥터 연결
장치에 투광 스크린 설치
밀봉 전 성능 모니터링
5 단계-하우징에 배치 된 광전지 밀봉
밀봉은 배터리가 작동하는지 확인해야만 가능합니다. 밀봉을 위해서는 에폭시 화합물을 사용하는 것이 가장 좋지만 재료 소비가 많고 비용은 약 40-45 달러입니다. 조금 비싸면 대신 동일한 실리콘 실란트를 사용할 수 있습니다.
실리콘 실란트를 사용하여 포장 온도가 0보다 낮은 온도에서 사용하기에 적합한 것을 선호하십시오.
봉인하는 두 가지 방법이 있습니다.
- 패널에 실런트를 채울 때 완전 충전;
- 광전지 사이의 공간과 최 외곽 요소에 밀봉 제를 도포하는 단계.
첫 번째 경우 밀봉이 더 안정적입니다. 붓고 나면 실란트가 설정되어야합니다. 그런 다음 플렉시 유리를 상단에 설치하고 실리콘으로 코팅 된 판에 단단히 누르십시오.
광전지의 후면과 마분지 프레임 사이에 완충 효과와 추가적인 보호를 보장하기 위해 많은 장인들은 1.5-2.5cm 너비의 단단한 폼 고무 패드를 설치할 것을 권장합니다.
이것은 필요하지 않지만, 실리콘 웨이퍼가 매우 약하고 쉽게 손상되는 것을 고려하면 바람직하다.
플렉시 유리를 설치 한 후 기포가 압착되는 영향으로 구조물에 하중이 가해집니다. 태양 전지판은 준비가되었으며 반복 테스트 후 미리 선택된 위치에 설치하여 가정의 태양계에 연결할 수 있습니다.
중국 온라인 상점에서 주문한 광전지 개요 :
태양 전지 제조를위한 비디오 교육 :
자신의 손으로 태양 전지를 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 이 배터리의 대부분의 효율은 산업용 패널보다 10-20 % 낮습니다. 태양 전지의 설계에서 가장 중요한 것은 태양 전지를 올바르게 선택하고 설치하는 것입니다.
큰 영역 패널을 즉시 만들려고하지 마십시오. 이 프로세스의 모든 뉘앙스를 이해하려면 먼저 작은 장치를 만드십시오.
태양 전지판을 만드는 데 실용적인 기술이 있습니까? 당사 사이트 방문자와 경험을 공유하십시오-아래 블록에 의견을 작성하십시오. 이 기사의 주제에 대해 질문 할 수 있습니다.