- Sonnenkollektoren produzieren, solche Batterien werden immer gefragt sein, da Sonnenenergie unerschöpflich ist und Silizium, aus dem Solarzellen hauptsächlich hergestellt werden, ein weit verbreiteter Stoff ist.

Der einzige Nachteil dieser Geschäftsidee ist die Unterentwicklung des technologischen Prozesses Herstellung von Solarmodulen, wodurch die Kosten für die Batterie noch nicht gesenkt werden können.
Produktion von Solarmodulen erfordert das Vorhandensein des Hauptrohstoffs Quarzsand, der eine erhebliche Konzentration an Siliziumdioxid enthält und leicht zu verarbeiten ist.

Darüber hinaus kommt je nach Siliziumart (amorph, monokristallin und polykristallin) eine eigene Produktionstechnologie zum Einsatz. Um einkristallines Silizium mit einer einheitlichen Kristallstruktur zu erhalten, wird es mithilfe eines Impfeinkristalls gezüchtet. In einem speziellen Ofen auf eine bestimmte Weise drehen.

Bei der Herstellung von polykristallinem Silizium, das eine ungleichmäßige Struktur aufweist, werden kostengünstigere Technologien eingesetzt. Um polykristallines Silizium zu erhalten, wird eine Dampfabscheidung durchgeführt, die dazu führt, dass die Moleküle frei und zufällig erstarren.

Hergestellte Batterien auf Basis von polykristallinem Silizium haben einen relativ niedrigen Preis.
Die resultierenden monokristallinen Siliziumscheiben werden dann auf eine quadratische Form zugeschnitten. Anschließend wird mit Diamantscheiben quadratisches monokristallines Silizium in dünne Platten mit einer Dicke von 0,2 bis 0,4 mm geschnitten.

Anschließend werden sie sorgfältig gereinigt, gedrechselt, geschliffen und gereinigt. Anschließend erfolgt die Prüfung monokristalliner Siliziumwafer. Anschließend werden die Siliziumwafer zu Solarzellenelementen verbunden. Um dies zu verhindern, werden dann Schutzbeschichtungen aus starkem Glas auf die Oberflächen der Siliziumteile der Batterien aufgetragen
negative Auswirkungen auf die Umwelt. Anschließend werden die Oberflächen metallisiert und anschließend mit einem Speziallaminat entspiegelt.

Um die erforderlichen elektrischen Parameter, insbesondere Spannungs- und Stromstärken, zu erreichen, werden Solarbatterieelemente in Reihe geschaltet. Dieser Prozess erfolgt nach der Glas-Folien-Technologie, die im Geschäftsplan zur Herstellung von Solarmodulen enthalten ist. Die Folie wird auf der Rückseite der so entstandenen Photovoltaik-Waferstruktur angebracht und anschließend werden die Ränder der Folie versiegelt, um die Qualität der Solarmodule sicherzustellen.

Unter dem Einfluss der Sonnenenergie wird Strom durch photovoltaische Elemente von Sonnenkollektoren erzeugt. Dann staut sich der Strom und kann bereits zur Stromversorgung anderer Elektrogeräte genutzt werden.

So erstellen Sie eine Solarbatterie - Video:

Die Solarzellen selbst können übrigens bei bekannten Online-Auktionen bestellt werden.

Geschäftsideen aus der Rubrik:

Sonnenkollektoren sind eine Energiequelle, die zur Strom- oder Wärmeerzeugung für ein niedriges Gebäude genutzt werden kann. Aber Solarpaneele sind teuer und für die meisten Einwohner unseres Landes unzugänglich. Sind Sie einverstanden?

Eine andere Sache ist es, wenn Sie eine Solarbatterie selbst herstellen: Die Kosten werden erheblich gesenkt, und dieses Design funktioniert nicht schlechter als ein industriell hergestelltes Panel. Wenn Sie ernsthaft darüber nachdenken, eine alternative Stromquelle zu kaufen, versuchen Sie, diese selbst herzustellen – es ist nicht sehr schwierig.

In diesem Artikel geht es um die Herstellung von Solarmodulen. Wir sagen Ihnen, welche Materialien und Werkzeuge Sie dafür benötigen. Und etwas weiter unten finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung mit Abbildungen, die den Arbeitsfortschritt anschaulich veranschaulichen.

Sonnenenergie kann in Wärme umgewandelt werden, wenn der Energieträger eine Kühlflüssigkeit ist, oder in Elektrizität, die in Batterien gesammelt wird. Die Batterie ist ein Generator, der nach dem Prinzip des photoelektrischen Effekts arbeitet.

Die Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität erfolgt, nachdem die Sonnenstrahlen auf die Fotozellenplatten treffen, die den Hauptteil der Batterie bilden.

Dabei „lösen“ Lichtquanten ihre Elektronen aus den Außenbahnen. Diese freien Elektronen erzeugen einen elektrischen Strom, der durch den Controller fließt, sich in der Batterie ansammelt und von dort zu den Energieverbrauchern gelangt.

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Siliziumelemente dienen als Fotozellenplatten. Ein Siliziumwafer ist auf einer Seite mit einer dünnen Schicht aus Phosphor oder Bor, einem passiven chemischen Element, beschichtet.

An dieser Stelle werden unter dem Einfluss von Sonnenlicht viele Elektronen freigesetzt, die vom Phosphorfilm zurückgehalten werden und nicht auseinanderfliegen.

Auf der Oberfläche der Platte befinden sich metallische „Spuren“, auf denen sich freie Elektronen ausrichten und eine geordnete Bewegung bilden, d. h. elektrischer Strom.

Je mehr solcher Siliziumwafer-Fotozellen vorhanden sind, desto mehr elektrischer Strom kann gewonnen werden. Lesen Sie mehr über das Funktionsprinzip einer Solarbatterie.

Materialien zur Herstellung einer Solarplatte

Wenn Sie mit dem Bau einer Solarbatterie beginnen, müssen Sie sich mit folgenden Materialien eindecken:

• Silikatplatten-Fotozellen;
• Spanplatten, Aluminiumecken und -lamellen;
• Hartschaumgummi 1,5-2,5 cm dick;
• ein transparentes Element, das als Basis für Siliziumwafer dient;
• Schrauben, selbstschneidende Schrauben;
• Silikondichtmittel für den Außenbereich;
• elektrische Leitungen, Dioden, Anschlüsse.

Die Menge der benötigten Materialien hängt von der Größe Ihrer Batterie ab, die meist durch die Anzahl der verfügbaren Solarzellen begrenzt wird. Als Werkzeuge benötigen Sie: einen Schraubendreher oder einen Satz Schraubendreher, eine Bügelsäge für Metall und Holz, einen Lötkolben. Um die fertige Batterie zu testen, benötigen Sie einen Amperemeter-Tester.

Schauen wir uns nun die wichtigsten Materialien genauer an.

Siliziumwafer oder Solarzellen

Es gibt drei Arten von Fotozellen für Batterien:

• polykristallin;
• einkristallin;
• amorph.

Polykristalline Wafer zeichnen sich durch einen geringen Wirkungsgrad aus. Die Größe der positiven Wirkung beträgt etwa 10 - 12 %, diese Zahl nimmt jedoch mit der Zeit nicht ab. Die Lebensdauer von Polykristallen beträgt 10 Jahre.

Rahmen und transparentes Element

Der Rahmen für das zukünftige Paneel kann aus Holzlatten oder Aluminiumecken bestehen.

Die zweite Option ist aus mehreren Gründen vorzuziehen:

• Aluminium ist ein leichtes Metall, das die tragende Struktur, auf der die Batterie installiert werden soll, nicht wesentlich belastet.
• Wenn eine Korrosionsschutzbehandlung durchgeführt wird, ist Aluminium nicht anfällig für Rost.
• Nimmt keine Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und verrottet nicht.

Bei der Auswahl eines transparenten Elements müssen Sie auf Parameter wie den Brechungsindex des Sonnenlichts und die Fähigkeit, Infrarotstrahlung zu absorbieren, achten.

Die Effizienz von Fotozellen hängt direkt vom ersten Indikator ab: Je niedriger der Brechungsindex, desto höher ist die Effizienz von Siliziumwafern.

Der Mindestreflexionskoeffizient gilt für Plexiglas oder seine günstigere Variante – Plexiglas. Der Brechungsindex von Polycarbonat ist etwas niedriger.

Der Wert des zweiten Indikators bestimmt, ob sich die Siliziumsolarzellen selbst erwärmen oder nicht. Je weniger die Platten der Hitze ausgesetzt sind, desto länger halten sie. IR-Strahlung wird am besten von speziellem wärmeabsorbierendem Plexiglas und Glas mit IR-Absorption absorbiert. Etwas schlimmer ist gewöhnliches Glas.

Wenn möglich, wäre es am besten, als transparentes Element entspiegeltes transparentes Glas zu verwenden.

Hinsichtlich des Verhältnisses von Kosten zu Lichtbrechung und IR-Strahlungsabsorption ist Plexiglas die beste Option für die Herstellung von Solarmodulen

Systemdesign und Standortauswahl

Das Solaranlagenprojekt umfasst Berechnungen der erforderlichen Größe der Solarplatte. Wie oben erwähnt, wird die Batteriegröße normalerweise durch teure Solarzellen begrenzt.

Die Solarbatterie muss in einem bestimmten Winkel eingebaut werden, der eine maximale Sonneneinstrahlung der Siliziumwafer gewährleistet. Die beste Option sind Batterien, die den Neigungswinkel ändern können.

Der Montageort für Solarplatten kann sehr unterschiedlich sein: auf dem Boden, auf einem Schräg- oder Flachdach eines Hauses, auf den Dächern von Wirtschaftsräumen.

Die einzige Bedingung ist, dass die Batterie auf der Sonnenseite des Grundstücks oder Hauses platziert werden muss, nicht im Schatten der hohen Baumkronen. In diesem Fall muss der optimale Neigungswinkel mit einer Formel oder einem speziellen Rechner berechnet werden.

Der Neigungswinkel hängt vom Standort des Hauses, der Jahreszeit und dem Klima ab. Es ist wünschenswert, dass die Batterie den Neigungswinkel entsprechend saisonaler Änderungen des Sonnenstands ändern kann, weil Sie wirken am effektivsten, wenn die Sonnenstrahlen streng senkrecht auf die Oberfläche fallen.

Bei häufigen Ausfällen der zentralen Stromversorgung kann eine Solarbatterie als Backup-Energiequelle genutzt werden. Für die automatische Umschaltung ist es erforderlich, ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem bereitzustellen.

Ein solches System ist insofern praktisch, als bei Verwendung einer herkömmlichen Stromquelle gleichzeitig geladen wird. Die Geräte zur Wartung der Solarbatterie befinden sich im Inneren des Hauses, daher ist es notwendig, einen speziellen Raum dafür bereitzustellen.

An der Unterseite des Kastengehäuses sind Lüftungslöcher aus Spanplatten angebracht. Der Abstand zwischen den Löchern beträgt ca. 10 cm. Im Aluminiumrahmen ist ein transparentes Element (Plexiglas, Antireflexglas, Plexiglas) verbaut.

Das transparente Element wird gepresst und fixiert, seine Befestigung erfolgt mit Beschlägen: 4 in den Ecken sowie 2 an der Längs- und 1 an der Schmalseite des Rahmens. Die Hardware wird mit Schrauben befestigt.

Der Rahmen für die Solarbatterie ist fertig und Sie können mit dem wichtigsten Teil fortfahren – der Installation der Fotozellen. Vor dem Einbau ist es notwendig, das Plexiglas von Staub zu reinigen und mit einer alkoholhaltigen Flüssigkeit zu entfetten.

Schritt Nr. 3 – Installation von Siliziumwafern-Fotozellen

Das Montieren und Löten von Siliziumwafern ist der zeitaufwändigste Teil bei der Herstellung eines Solarmoduls mit eigenen Händen. Zuerst legen wir die Fotozellen mit den blauen Platten nach unten auf das Plexiglas.

Wenn Sie zum ersten Mal eine Batterie zusammenbauen, können Sie die Platten mithilfe eines Markierungspads genau in einem kleinen Abstand (3–5 mm) zueinander positionieren.

1. Wir löten die Fotozellen nach folgendem Schaltplan: „+“-Leiterbahnen befinden sich auf der Vorderseite der Platte, „-“ – auf der Rückseite. Tragen Sie vor dem Löten sorgfältig Flussmittel und Lot auf, um die Kontakte zu verbinden.
2. Wir löten alle Fotozellen der Reihe nach in Reihen von oben nach unten. Die Reihen müssen dann auch untereinander verbunden werden.
3. Beginnen wir mit dem Kleben der Fotozellen. Tragen Sie dazu eine kleine Menge Dichtmittel auf die Mitte jedes Siliziumwafers auf.
4. Wir drehen die resultierenden Ketten mit Fotozellen auf den Kopf (wo sich die blauen Platten befinden) und platzieren die Platten gemäß den Markierungen, die wir zuvor gemacht haben. Drücken Sie vorsichtig auf jede Platte, um sie zu befestigen.
5. Die Kontakte der äußeren Fotozellen sind mit dem Bus verbunden, jeweils „+“ und „-“. Es wird empfohlen, für den Bus einen breiteren Silberleiter zu verwenden.
6. Die Solarbatterie muss mit einer Sperrdiode ausgestattet sein, die mit den Kontakten verbunden ist und verhindert, dass sich die Batterien nachts durch die Struktur entladen.
7. Wir bohren Löcher in die Unterseite des Rahmens, um die Drähte herauszuführen.

Die Drähte müssen so am Rahmen befestigt werden, dass sie nicht baumeln; dies kann mit Silikondichtmittel erfolgen.

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Schritt #4 – Batterietest vor dem Versiegeln

Vor der Versiegelung muss eine Prüfung des Solarpanels durchgeführt werden, um häufig auftretende Fehler beim Löten beseitigen zu können. Am besten testen Sie nach dem Löten jeder Elementreihe – so lässt sich viel einfacher erkennen, wo die Kontakte schlecht verbunden sind.

Zum Testen benötigen Sie ein haushaltsübliches Amperemeter. Die Messungen müssen an einem sonnigen Tag um 13-14 Uhr durchgeführt werden, die Sonne sollte nicht von Wolken verdeckt werden.

Wir bringen die Batterie nach draußen und installieren sie entsprechend dem zuvor berechneten Neigungswinkel. Wir schließen das Amperemeter an die Batteriekontakte an und messen den Kurzschlussstrom.

Der Prüfpunkt besteht darin, dass die Betriebsleistung des elektrischen Stroms 0,5–1,0 A niedriger sein sollte als der Kurzschlussstrom. Die Gerätewerte sollten über 4,5 A liegen, was auf die Funktionsfähigkeit der Solarbatterie hinweist.

Wenn der Tester niedrigere Werte anzeigt, ist wahrscheinlich irgendwo die Reihenfolge beim Anschließen der Fotozellen unterbrochen.

Schritt Nr. 5 – Versiegeln der im Gehäuse untergebrachten Fotozellen

Das Versiegeln kann erst durchgeführt werden, nachdem sichergestellt wurde, dass die Batterie funktioniert. Zum Abdichten ist es am besten, eine Epoxidverbindung zu verwenden, da jedoch der Materialverbrauch hoch ist und die Kosten etwa 40 bis 45 Dollar betragen. Wenn es etwas teuer ist, können Sie stattdessen das gleiche Silikondichtmittel verwenden.

Bevorzugen Sie bei der Verwendung von Silikondichtmitteln solche, auf deren Verpackung angegeben ist, dass sie für den Einsatz bei Minustemperaturen geeignet sind

Es gibt zwei Versiegelungsmethoden:

• Vollfüllung, wenn die Platten mit Dichtstoff gefüllt sind;
• Auftragen von Dichtmittel auf den Raum zwischen den Fotozellen und auf die äußeren Elemente.

Im ersten Fall ist die Abdichtung zuverlässiger. Nach dem Gießen sollte die Dichtmasse aushärten. Anschließend wird Plexiglas darauf montiert und fest gegen die silikonbeschichteten Platten gedrückt.

Um Stoßdämpfung und zusätzlichen Schutz zwischen der Rückseite der Fotozellen und dem Spanplattenrahmen zu gewährleisten, empfehlen viele Handwerker den Einbau einer Hartschaumunterlage mit einer Breite von 1,5 bis 2,5 cm.

Dies ist nicht notwendig, aber ratsam, da Siliziumwafer recht zerbrechlich sind und leicht beschädigt werden können.

Nach dem Einbau des Plexiglases wird ein Gewicht auf die Struktur gelegt, unter dessen Einfluss Luftblasen herausgedrückt werden. Die Solarbatterie ist fertig und kann nach mehrmaligem Testen an einem vorher ausgewählten Ort installiert und an die Solaranlage Ihres Hauses angeschlossen werden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Bewertung von Fotozellen, die in einem chinesischen Online-Shop bestellt wurden:

Videoanleitung zur Herstellung einer Solarbatterie:

Eine Solarbatterie mit eigenen Händen herzustellen ist keine leichte Aufgabe. Der Wirkungsgrad der meisten dieser Batterien ist 10–20 % geringer als der von industriell hergestellten Panels. Das Wichtigste beim Entwurf einer Solarbatterie ist die richtige Auswahl und Installation der Fotozellen.

Versuchen Sie nicht, sofort ein riesiges Panel zu erstellen. Versuchen Sie zunächst, ein kleines Gerät zu bauen, um alle Nuancen dieses Prozesses zu verstehen.

Verfügen Sie über praktische Kenntnisse in der Herstellung von Solarmodulen? Bitte teilen Sie Ihre Erfahrungen mit Besuchern unserer Website – schreiben Sie Kommentare in den Block unten. Dort können Sie Fragen zum Thema des Artikels stellen.

Der stetig steigende Verbrauch von Solarenergie trägt zu einem steigenden Bedarf an Geräten bei, mit denen diese Energie gespeichert und für den weiteren Bedarf genutzt werden kann. Die beliebteste Methode zur Stromerzeugung ist die Solarphotovoltaik. Dies erklärt sich vor allem dadurch, dass die Herstellung von Solarmodulen auf der Verwendung von Silizium basiert, einem chemischen Element, das in der Erdkruste an zweiter Stelle steht.

Der Solarpanel-Markt wird heute von den weltweit größten Unternehmen mit einem Umsatz von mehreren Millionen Dollar und langjähriger Erfahrung repräsentiert. Die Herstellung von Solarmodulen basiert auf verschiedenen Technologien, die ständig verbessert werden. Je nach Bedarf finden Sie Solarmodule, die groß genug sind, um in einen Mikrorechner zu passen, oder Module, die problemlos auf das Dach eines Gebäudes oder Autos passen. Da einzelne Solarzellen in der Regel nur sehr wenig Strom produzieren, werden Technologien eingesetzt, um sie zu sogenannten Solarmodulen zu verbinden. Wer das macht und wie wird weiter besprochen.

Technologischer Prozess zur Herstellung von Solarmodulen

Stufe 1

Das erste, was jede Produktion, auch die Produktion von Solarmodulen, beginnt, ist die Vorbereitung der Rohstoffe. Wie oben erwähnt, ist der Hauptrohstoff in diesem Fall Silizium bzw. Quarzsand bestimmter Gesteine. Die Rohstoffaufbereitungstechnologie besteht aus 2 Prozessen:

1. Hochtemperatur-Schmelzstufe.
2. Die Synthesestufe, begleitet von der Zugabe verschiedener Chemikalien.

Durch diese Prozesse wird ein maximaler Silizium-Reinigungsgrad von bis zu 99,99 % erreicht. Zur Herstellung von Solarzellen wird am häufigsten monokristallines und polykristallines Silizium verwendet. Ihre Produktionstechnologien sind unterschiedlich, der Prozess zur Herstellung von polykristallinem Silizium ist jedoch kostengünstiger. Daher sind Solarzellen aus dieser Art von Silizium für Verbraucher günstiger.

Sobald das Silizium gereinigt ist, wird es in dünne Wafer geschnitten, die wiederum gründlich getestet werden, wobei elektrische Parameter mithilfe von Hochleistungs-Xenonlampenblitzen gemessen werden. Nach der Prüfung werden die Wafer sortiert und der nächsten Produktionsstufe zugeführt.

Stufe 2

Die zweite Stufe der Technologie besteht darin, Platten in Abschnitte zu löten und anschließend aus diesen Abschnitten Blöcke auf Glas zu bilden. Um fertige Schnitte auf die Glasoberfläche zu übertragen, werden Vakuumhalter verwendet. Dies ist notwendig, um mechanische Einwirkungen auf die fertigen Solarzellen auszuschließen. Abschnitte bestehen in der Regel aus 9 oder 10 Solarzellen und Blöcke aus 4 oder 6 Abschnitten.

Stufe 3

Stufe 3 ist die Laminierungsstufe. Gelötete Photovoltaikplattenblöcke werden mit einer Ethylenvinylacetatfolie und einer speziellen Schutzbeschichtung laminiert. Mithilfe der Computersteuerung können Sie das Temperatur-, Vakuum- und Druckniveau überwachen. Und programmieren Sie auch die erforderlichen Laminierbedingungen bei Verwendung unterschiedlicher Materialien.

Stufe 4

In der letzten Phase der Herstellung von Solarmodulen werden der Aluminiumrahmen und die Anschlussdose installiert. Um die Box und das Modul sicher zu verbinden, wird ein spezieller Dichtkleber verwendet. Danach werden die Solarmodule getestet, wobei der Kurzschlussstrom, der Strom und die Spannung des maximalen Leistungspunkts sowie die Leerlaufspannung gemessen werden. Um die erforderlichen Strom- und Spannungswerte zu erhalten, ist es möglich, nicht nur Solarzellen, sondern auch fertige Solarblöcke miteinander zu kombinieren.

Welche Ausrüstung wird benötigt?

Bei der Herstellung von Solarmodulen dürfen nur hochwertige Geräte verwendet werden. Dies gewährleistet minimale Fehler bei der Messung verschiedener Indikatoren beim Testen von Solarzellen und den daraus bestehenden Blöcken. Die Zuverlässigkeit der Geräte bedeutet eine längere Lebensdauer, daher werden die Kosten für den Austausch ausgefallener Geräte minimiert. Wenn die Qualität niedrig ist, kann es zu Verstößen gegen die Fertigungstechnologie kommen.

Die wichtigsten Geräte, die im Produktionsprozess von Solarmodulen verwendet werden:

Wer versorgt uns mit Solarmodulen?

Solarmodule sind ein vielversprechendes und vor allem profitables Geschäft. Die Anzahl der gekauften Solarmodule steigt jedes Jahr. Dies sorgt für ein stetiges Wachstum der Verkaufsmengen, an dem jede Anlage zur Herstellung von Solarmodulen interessiert ist, und davon gibt es weltweit viele.

An erster Stelle stehen natürlich chinesische Unternehmen. Die niedrigen Kosten für Solarmodule, die die Chinesen in die ganze Welt exportieren, haben für andere große Unternehmen zu vielen Problemen geführt. In den letzten 2-3 Jahren haben mindestens 4 deutsche Marken die Schließung der Solarmodulproduktion angekündigt. Alles begann mit der Insolvenz von Solon, woraufhin Solarhybrid, Q-Cells und Solar Millennium geschlossen wurden. Auch das amerikanische Unternehmen First Solar kündigte die Schließung seines Werks in Frankfurt an der Oder an. Auch Giganten wie Siemens und Bosch haben ihre Panelproduktion eingeschränkt. Wenn man jedoch bedenkt, dass chinesische Solarmodule beispielsweise fast doppelt so günstig sind wie ihre deutschen Pendants, ist dies nicht verwunderlich.

Die ersten Plätze unter den Top-Herstellern von Solarmodulen belegen:

• Yingli Green Energy (YGE) ist ein führender Hersteller von Solarmodulen. Im Jahr 2012 betrug der Gewinn mehr als 120 Millionen US-Dollar. Insgesamt wurden mehr als 2 GW Solarmodule installiert. Zu den Produkten gehören monokristalline Siliziumpaneele mit einer Leistung von 245–265 W und polykristalline Siliziumbatterien mit einer Leistung von 175–290 W.
• Erste Solar. Obwohl dieses Unternehmen sein Werk in Deutschland schloss, blieb es weiterhin eines der größten. Sein Profil sind Dünnschichtmodule, deren Leistung im Jahr 2012 etwa 3,8 GW betrug.
• Suntech Power Co. Die Produktionskapazität dieses chinesischen Riesen beträgt etwa 1800 MW pro Jahr. Rund 13 Millionen Solarmodule in 80 Ländern weltweit sind das Ergebnis der Arbeit dieses Unternehmens.

Unter den russischen Fabriken sind hervorzuheben:

• „Sonnenwind“
• Hevel LLC in Nowotscheboksarsk
• Telecom-STV in Zelenograd
• OJSC „Ryazan Metal-Ceramic Devices Plant“
• CJSC Termotron-zavod und andere.

Eine ausführlichere Liste der Unternehmen, die Geräte und Produkte für die Solarenergie herstellen und liefern, finden Sie bei uns.

Die GUS-Staaten hinken nicht hinterher. So wurde im vergangenen Jahr in Astana eine Anlage zur Produktion von Solarpaneelen in Betrieb genommen. Dies ist das erste Unternehmen dieser Art in Kasachstan. Es ist geplant, 100 % kasachisches Silizium als Rohmaterial zu verwenden, und die im Werk installierte Ausrüstung entspricht den neuesten Anforderungen und ist vollautomatisch. Auch Usbekistan plant die Inbetriebnahme einer ähnlichen Anlage. Der Bau wurde vom größten chinesischen Unternehmen Suntech Power Holdings Co. initiiert, der gleiche Vorschlag kam vom russischen Ölgiganten LUKOIL.

Bei diesem Bautempo ist mit einem breiten Einsatz von Solarmodulen zu rechnen. Aber das ist keine schlechte Sache. Eine umweltfreundliche Energiequelle, die kostenlose Energie liefert, kann viele Probleme lösen, die mit der Umweltverschmutzung und der Erschöpfung der natürlichen Brennstoffreserven verbunden sind.

Der Artikel wurde von Regina Abdullina erstellt

Video über den Herstellungsprozess von Solarmodulen:

sind Photovoltaik-Wandler (Solarmodule), die die Energie des Sonnenlichts in Strom umwandeln.

Um Haushaltsgeräte in einem Haus mit einer Solarbatterie nutzen zu können, müssen viele solcher Module vorhanden sein.

Die von einem Modul erzeugte Energie reicht nicht aus, um den Energiebedarf zu decken. Photoelektrische Wandler sind durch eine Reihenschaltung miteinander verbunden.

1. Teile, aus denen eine Solarbatterie besteht: Solarmodule
2. ,in Rahmen zusammengefasst. Von Einheiten bis hin zu mehreren Dutzend Photovoltaikelementen werden in einem Rahmen zusammengefasst. Um ein ganzes Haus mit Strom zu versorgen, benötigen Sie mehrere Paneele mit Elementen.
3. . Dient zur Speicherung der entstehenden Energie, die dann im Dunkeln genutzt werden kann. Regler
4. . Es überwacht die Entladung und Aufladung der Batterie.

. Wandelt den von Solarmodulen empfangenen Gleichstrom in Wechselstrom um. Solarmodul (oder Photovoltaikzelle)

basiert auf dem pn-Übergangsprinzip und ist in seiner Struktur einem Transistor sehr ähnlich. Wenn man die Kappe eines Transistors abschneidet und die Sonnenstrahlen auf die Oberfläche richtet, kann man mit einem daran angeschlossenen Gerät einen winzigen elektrischen Strom bestimmen. Das Solarmodul funktioniert nach dem gleichen Prinzip, nur ist die Übergangsfläche der Solarzelle deutlich größer.

Wie viele Transistortypen bestehen Solarzellen aus kristallinem Silizium.

1. Basierend auf Fertigungstechnologie und Materialien werden drei Arten von Modulen unterschieden:. Hergestellt in Form zylindrischer Siliziumbarren. Die Vorteile der Elemente sind hohe Leistung, Kompaktheit und höchste Lebensdauer.
2. Dünner Film. Auf ein dünnes Substrat werden Schichten eines fotoelektrischen Wandlers aufgesputtert. Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen ist relativ gering (7-13 %).
3. Polykristallin. Geschmolzenes Silizium wird in eine quadratische Form gegossen, dann wird das abgekühlte Material in quadratische Wafer geschnitten. Äußerlich unterscheiden sie sich von monokristallinen Modulen dadurch, dass die Kanten der Ecken polykristalliner Platten nicht abgeschnitten sind.

Batterie. Blei-Säure-Batterien werden am häufigsten in Solarmodulen verwendet. Eine Standardbatterie hat eine Spannung von 12 Volt; um eine höhere Spannung zu erreichen, werden Batteriepakete zusammengebaut. Auf diese Weise können Sie ein Gerät mit einer Spannung von 24 und 48 Volt zusammenstellen.

Solarladeregler. Der Laderegler funktioniert nach dem Prinzip eines Spannungsreglers im Auto. Grundsätzlich ergeben 12 Volt eine Spannung von 15 bis 20 Volt, und ohne Steuerung können sie durch Überlastung beschädigt werden. Wenn der Akku zu 100 % geladen ist, schaltet der Controller die Module ab und schützt den Akku vor dem Überkochen.

Wechselrichter. Solarmodule erzeugen Gleichstrom, für den Betrieb von Haushaltsgeräten und Geräten sind jedoch Wechselstrom und eine Spannung von 220 Volt erforderlich. Wechselrichter dienen dazu, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.

Auswahl der Komponenten für die Fertigung

Um die Kosten einer Solarstation zu senken, müssen Sie versuchen, sie selbst zusammenzubauen. Dazu müssen Sie die notwendigen Komponenten kaufen; einige Elemente können Sie selbst herstellen.

Sie können es selbst zusammenbauen:

• Rahmen mit fotoelektrischen Wandlern;
• Laderegler;
• Spannungswechselrichter;

Die größten Kosten werden mit der Anschaffung der Solarzellen selbst verbunden sein. Teile können in China oder bei eBay bestellt werden, diese Option ist günstiger.

Es ist ratsam, funktionsfähige Konverter mit Beschädigungen und Mängeln zu kaufen – sie werden vom Hersteller einfach abgelehnt, sind aber durchaus brauchbar. Sie können keine Elemente unterschiedlicher Größe und Leistung kaufen – der maximale Strom der Solarbatterie wird durch den Strom des kleinsten Elements begrenzt.

Um einen Rahmen mit Solarzellen herzustellen, benötigen Sie:

• Aluminiumprofil;
• Solarzellen (normalerweise 36 Stück für einen Rahmen);
• Lot und Flussmittel;
• bohren;
• hergestellte Befestigungen;
• Silikondichtmittel;
• Kupferschiene;
• eine Platte aus transparentem Material (Plexiglas, Polycarbonat, Plexiglas);
• Sperrholz- oder Textolithplatte (Plexiglas);
• Schottky-Dioden;

Eine Selbstmontage des Wechselrichters ist nur dann sinnvoll, wenn der Stromverbrauch gering ist. Ein einfacher Laderegler ist nicht so teuer, daher macht es wenig Sinn, Zeit mit der Herstellung des Geräts zu verschwenden.

DIY-Fertigungstechnologie

Für die Montage von Solarmodulen benötigen Sie:

1. Entwerfen Sie einen Rahmen (Koffer).
2. Alle Solarzellen in Parallelschaltung verlöten.
3. Befestigen Sie Solarzellen am Rahmen.
4. Machen Sie das Gehäuse hermetisch dicht – eine direkte Einwirkung von atmosphärischen Niederschlägen auf Photovoltaikzellen ist nicht akzeptabel.
5. Platzieren Sie die Batterie im Bereich der größten Sonneneinstrahlung.

Um den Energiebedarf eines Privathauses zu decken, reicht ein Solarpanel (Rahmen) nicht aus. In der Praxis können Sie mit einem Quadratmeter Solarpanel eine Leistung von 120 W erzielen. Für die normale Energieversorgung eines Wohngebäudes benötigen Sie etwa 20 Quadratmeter. m. Fläche von Solarzellen.

Am häufigsten werden die Batterien auf der Sonnenseite auf dem Dach des Hauses platziert.

Gehäusemontage

Der Körper kann aus Sperrholzplatten und -lamellen oder aus Aluminiumecken und -platten und Plexiglas (Textolit) zusammengesetzt werden. Sie müssen entscheiden, wie viele Elemente im Rahmen platziert werden. Es ist zu berücksichtigen, dass zwischen den Elementen ein Abstand von 3-5 mm erforderlich ist und die Rahmengröße unter Berücksichtigung dieser Abstände berechnet wird. Der Abstand ist notwendig, damit sich die Platten bei Wärmeausdehnung nicht berühren.

Zusammenbau einer Struktur aus Aluminiumprofil und Plexiglas:

• ein rechteckiger Rahmen besteht aus einer Aluminiumecke;
• In den Ecken des Aluminiumkörpers sind Löcher zur Befestigung gebohrt;
• Auf der Innenseite des Gehäuseprofils wird entlang des gesamten Umfangs Silikondichtmittel aufgetragen.
• eine Plexiglasplatte (Textolith) wird in den Rahmen eingebaut und fest gegen den Rahmen gedrückt;
• Montageecken werden mit Schrauben in den Ecken des Gehäuses angebracht, wodurch die Folie aus transparentem Material sicher im Gehäuse befestigt wird;
• Lassen Sie die Versiegelung gründlich trocknen.

Das war’s, der Körper ist fertig. Bevor Sie Solarzellen in das Gehäuse einsetzen, müssen Sie die Oberfläche gründlich von Schmutz und Staub befreien.

Anschluss von Fotozellen

Beim Umgang mit fotoelektronischen Elementen sollten Sie bedenken, dass diese sehr zerbrechlich sind und eine sorgfältige Handhabung erfordern.

Wenn die Fotozellen mit angelöteten Leitern erworben wurden, vereinfacht dies den Anschluss der Module. In diesem Fall ist es jedoch vor der Montage erforderlich, die Qualität der fertigen Lötung zu überprüfen und bei Unregelmäßigkeiten diese zu beseitigen.

Photovoltaikplatten haben auf beiden Seiten Kontakte – das sind Kontakte unterschiedlicher Polarität. Wenn die Leiter (Busse) noch nicht verlötet sind, müssen Sie diese zunächst an die Kontakte der Platten anlöten und dann die Photovoltaikelemente miteinander verbinden.

Zum Anlöten von Stromschienen an Photovoltaikmodule benötigen Sie:

1. Messen Sie die erforderliche Länge des Reifens und schneiden Sie die erforderliche Anzahl Streifen in Stücke.
2. Wischen Sie die Kontakte der Platten mit Alkohol ab.
3. Tragen Sie auf einer Seite über die gesamte Kontaktlänge eine dünne Schicht Flussmittel auf den Kontakt auf.
4. Platzieren Sie die Stromschiene genau entlang der Kontaktlänge und bewegen Sie den erhitzten Lötkolben langsam über die gesamte Lötfläche.
5. Drehen Sie die Platte um und wiederholen Sie alle Lötvorgänge auf der anderen Seite.

Drücken Sie den Lötkolben nicht zu stark gegen die Platte, da das Element sonst platzen könnte. Es ist auch notwendig, die Qualität der Lötung zu überprüfen – es dürfen keine Unregelmäßigkeiten auf der Vorderseite der Fotozellen vorhanden sein. Sollten die Unebenheiten und Unebenheiten bestehen bleiben, muss die Kontaktnaht noch einmal vorsichtig mit einem Lötkolben bearbeitet werden. Sie müssen einen Lötkolben mit geringer Leistung verwenden.

Was muss getan werden, um Photovoltaikzellen richtig und genau anzuschließen:

1. Wenn Sie keine Erfahrung mit der Montage von Elementen haben, empfiehlt es sich, eine Markierungsfläche zum Platzieren der Elemente (Sperrholzplatte) zu verwenden.
2. Positionieren Sie die Solarmodule genau nach den Markierungen. Vergessen Sie beim Markieren nicht, einen Abstand zwischen den Elementen von 5 mm einzuhalten.
3. Achten Sie beim Löten der Kontakte der Platten unbedingt auf die Polarität. Die Fotozellen müssen korrekt in Reihenschaltung montiert sein, sonst funktioniert die Batterie nicht richtig.

Mechanische Montage von Paneelen:

1. Markieren Sie die Platten im Gehäuse.
2. Legen Sie die Solarzellen in das Gehäuse und legen Sie sie auf Plexiglas. Befestigen Sie es an den markierten Stellen mit Silikonkleber im Rahmen. Tragen Sie nicht viel Kleber auf, sondern nur einen kleinen Tropfen in der Mitte der Platte. Drücken Sie vorsichtig, um die Platten nicht zu beschädigen. Es ist besser, die Platten gemeinsam in das Gehäuse zu bewegen.
3. Verbinden Sie alle Drähte entlang der Plattenränder mit gemeinsamen Sammelschienen.

Bevor Sie das Panel versiegeln, müssen Sie die Qualität der Lötung testen. Die Struktur wird vorsichtig näher an das Sonnenlicht gebracht und die Spannung an den gemeinsamen Bussen gemessen. Es sollte innerhalb der erwarteten Werte liegen.

Alternativ kann die Versiegelung wie folgt erfolgen:

1. Tragen Sie zwischen den Platten Silikondichtmittel auf Drücken Sie entlang der Körperkanten die Kanten der Fotozellen vorsichtig mit den Fingern gegen das Plexiglas. Es ist notwendig, dass die Elemente möglichst eng an der transparenten Basis anliegen.
2. Legen Sie an allen Kanten der Elemente ein kleines Gewicht auf, zum Beispiel Köpfe aus einem Autowerkzeugsatz.
3. Lassen Sie die Versiegelung gründlich trocknen In dieser Zeit werden die Platten sicher fixiert.
4. Anschließend alle Fugen zwischen den Platten und den Rahmenkanten sorgfältig ausstreichen. Das heißt, Sie müssen alles im Körper außer den Platten selbst schmieren. Es ist zulässig, dass Dichtmittel an die Kanten der Plattenrückseite gelangt.

Endmontage der Solarbatterie

1. Installieren Sie einen Stecker an der Seite des Gehäuses. Verbinden Sie den Stecker mit Schottky.
2. Decken Sie die Außenseite der Platte mit einem Schutzgitter ab aus transparentem Material. In diesem Fall Plexiglas. Die Konstruktion muss abgedichtet sein und das Eindringen von Feuchtigkeit verhindern.
3. Es empfiehlt sich, die Vorderseite (Plexiglas) zu behandeln, zum Beispiel Lack (Lack PLASTIK-71).

Wofür wird eine Schottky-Diode verwendet? Wenn das Licht nur auf einen Teil der Solarbatterie fällt und der andere Teil abgedunkelt ist, kann es zu einem Ausfall der Zellen kommen.

Dioden helfen in solchen Fällen, strukturelles Versagen zu vermeiden. In diesem Fall geht der Strom um 25 % verloren, aber auf Dioden kann man nicht verzichten – sie leiten den Strom um, der Strom umgeht die Fotozellen. Um den Spannungsabfall möglichst gering zu halten, ist der Einsatz von niederohmigen Halbleitern, beispielsweise Schottky-Dioden, erforderlich.

Vor- und Nachteile einer Solarbatterie

Solarmodule haben sowohl Vor- als auch Nachteile. Hätte der Einsatz fotoelektrischer Wandler nur einen Vorteil, wäre längst die ganze Welt auf diese Art der Stromerzeugung umgestiegen.

Vorteile:

1. Autonomie der Stromversorgung Es besteht keine Abhängigkeit von Spannungsunterbrechungen im zentralen Stromnetz.
2. Keine Abonnementgebühr für den Stromverbrauch.

Mängel:

1. Hohe Kosten Ausrüstung und Elemente.
2. Abhängigkeit vom Sonnenlicht.
3. Möglichkeit einer Elementbeschädigung Solarbatterie aufgrund widriger Wetterbedingungen (Hagel, Sturm, Hurrikan).

In welchen Fällen empfiehlt sich der Einsatz einer Photovoltaik-Zellenanlage:

1. Wenn sich das Objekt (Haus oder Hütte) in großer Entfernung von der Stromleitung befindet. Es könnte ein Landhaus auf dem Land sein.
2. Wenn sich das Grundstück in einer sonnigen Südlage befindet.
3. Bei der Kombination verschiedener Energiearten. Zum Beispiel die Beheizung eines Privathauses mit Ofenheizung und Solarenergie. Die Kosten für eine Solaranlage mit geringem Stromverbrauch werden nicht so hoch sein und können in diesem Fall wirtschaftlich gerechtfertigt sein.

Installation

Die Batterie muss an einem Ort mit maximaler Sonneneinstrahlung installiert werden. Die Paneele können auf dem Dach des Hauses an einer starren oder drehbaren Halterung montiert werden.

Die Vorderseite des Solarmoduls sollte in einem Winkel von 40 bis 60 Grad nach Süden oder Südwesten ausgerichtet sein. Bei der Installation müssen äußere Faktoren berücksichtigt werden. Die Paneele dürfen nicht durch Bäume oder andere Gegenstände blockiert werden und es darf kein Schmutz darauf gelangen.

1. Es ist besser, Fotozellen mit geringfügigen Mängeln zu kaufen. Sie sind auch funktional, nur optisch nicht so schön. Neue Elemente sind sehr teuer; der Zusammenbau einer Solarbatterie ist wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen. Wenn es nicht besonders eilig ist, ist es besser, die Teller bei eBay zu bestellen, dann kostet es noch weniger. Beim Versand aus China ist Vorsicht geboten – die Wahrscheinlichkeit, dass Sie defekte Teile erhalten, ist hoch.
2. Fotozellen müssen mit einer kleinen Marge gekauft werden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie während der Installation brechen, insbesondere wenn keine Erfahrung mit der Montage solcher Strukturen vorhanden ist.
3. Wenn die Elemente noch nicht verwendet werden, sollten Sie sie an einem sicheren Ort verstecken, um den Bruch zerbrechlicher Teile zu vermeiden. Stapeln Sie die Teller nicht zu großen Stapeln – sie könnten platzen.
4. Bei der Erstmontage sollten Sie sich eine Schablone anfertigen, auf dem die Positionen der Platten vor dem Zusammenbau markiert werden. Dies erleichtert das Messen der Abstände zwischen Elementen vor dem Löten.
5. Das Löten muss mit einem Lötkolben mit geringer Leistung erfolgen., und wenden Sie beim Löten auf keinen Fall Gewalt an.
6. Für die Montage des Gehäuses ist es bequemer, Aluminiumecken zu verwenden, Holzkonstruktion ist weniger zuverlässig. Es ist besser, Plexiglas oder ein ähnliches Material als Platte auf der Rückseite der Elemente zu verwenden; es ist zuverlässiger als lackiertes Sperrholz und sieht ästhetisch ansprechend aus.
7. Photovoltaikmodule sollten an Orten mit maximaler Sonneneinstrahlung angebracht werden während der gesamten Tageslichtstunden.

Diagramm der Hausstromversorgung

Der sequentielle Stromversorgungskreis für ein privates Solarhaus sieht wie folgt aus:

1. Multipanel-Solarbatterie, die an der Dachschräge des Hauses oder an einer Halterung angebracht sind. Je nach Energieverbrauch können es bis zu 20 Panels oder mehr sein. Die Batterie erzeugt einen Gleichstrom von 12 Volt.
2. Laderegler. Das Gerät schützt Batterien vor vorzeitiger Entladung und begrenzt zudem die Spannung im Gleichstromkreis. Somit schützt der Controller die Batterien vor Überlastung.
3. Spannungswechselrichter. Wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, wodurch Haushaltsgeräte Strom verbrauchen können.
4. Batterien. In Privathäusern und Ferienhäusern werden mehrere Batterien eingebaut und in Reihe geschaltet. Dienen zur Energiespeicherung. Batterieenergie wird nachts verbraucht, wenn die Solarbatteriezellen keinen Strom produzieren.
5. Stromzähler.

In Privathäusern wird das Stromversorgungssystem häufig durch einen Notstromgenerator ergänzt.

Im Allgemeinen ist der Zusammenbau einer Solarbatterie mit eigenen Händen nicht so schwierig. Alles, was Sie brauchen, sind bestimmte Werkzeuge, Geduld und Genauigkeit.

Seit Jahrzehnten sucht die Menschheit nach alternativen Energiequellen, die die bestehenden zumindest teilweise ersetzen können. Und die vielversprechendsten von allen scheinen heute zwei zu sein: Wind- und Solarenergie.

Zwar kann weder das eine noch das andere eine kontinuierliche Produktion gewährleisten. Dies ist auf die Variabilität der Windrose und tageswetter-saisonale Schwankungen der Intensität des Sonnenflusses zurückzuführen.

Die heutige Energiewirtschaft bietet drei Hauptmethoden zur Erzeugung elektrischer Energie, die jedoch alle auf die eine oder andere Weise schädlich für die Umwelt sind:

• Brennstoff- und Elektrizitätsindustrie- am umweltschädlichsten, begleitet von erheblichen Emissionen von Kohlendioxid, Ruß und nutzloser Wärme in die Atmosphäre, was zu einer Verringerung der Ozonschicht führt. Auch die Gewinnung von Brennstoffressourcen verursacht erhebliche Umweltschäden.
• Wasserkraft ist mit sehr erheblichen Landschaftsveränderungen, Überschwemmungen von Nutzflächen und Schäden an den Fischereiressourcen verbunden.
• Kernenergie– das umweltfreundlichste der drei, erfordert jedoch sehr hohe Kosten, um die Sicherheit aufrechtzuerhalten. Jeder Unfall kann mit irreparablen und langfristigen Schäden für die Natur verbunden sein. Darüber hinaus sind besondere Maßnahmen zur Entsorgung gebrauchter Brennstoffabfälle erforderlich.

Streng genommen gibt es mehrere Möglichkeiten, Strom aus Sonnenstrahlung zu gewinnen, aber die meisten davon nutzen die Zwischenumwandlung in mechanische Energie, indem die Generatorwelle gedreht wird, und erst dann in elektrische Energie.

Es gibt solche Kraftwerke, sie verwenden externe Stirling-Verbrennungsmotoren, sie haben einen guten Wirkungsgrad, aber sie haben auch einen erheblichen Nachteil: Um möglichst viel Sonnenstrahlungsenergie zu sammeln, ist es notwendig, riesige Parabolspiegel mit Systemen zur Nachführung herzustellen Stand der Sonne.

Man muss sagen, dass es Lösungen zur Verbesserung der Situation gibt, aber sie sind alle recht teuer.

Es gibt Methoden, die es ermöglichen, Lichtenergie direkt in elektrischen Strom umzuwandeln. Und obwohl das Phänomen des photoelektrischen Effekts im Halbleiter Selen bereits 1876 entdeckt wurde, entstand erst 1953 mit der Erfindung der Silizium-Fotozelle die wirkliche Möglichkeit, Solarzellen zur Stromerzeugung zu schaffen.

Zu diesem Zeitpunkt entstand bereits eine Theorie, die es ermöglichte, die Eigenschaften von Halbleitern zu erklären und eine praktische Technologie für ihre industrielle Produktion zu schaffen. Dies hat bis heute zu einer wahren Halbleiterrevolution geführt.

Der Betrieb einer Solarbatterie basiert auf dem photoelektrischen Effekt eines Halbleiter-pn-Übergangs, der im Wesentlichen eine gewöhnliche Siliziumdiode ist. Bei Beleuchtung entsteht an seinen Anschlüssen eine Photospannung von 0,5 bis 0,55 V.

Beim Einsatz von Stromgeneratoren und Batterien müssen die zwischen ihnen bestehenden Unterschiede berücksichtigt werden. Durch den Anschluss eines dreiphasigen Elektromotors an das entsprechende Netz können Sie dessen Ausgangsleistung verdreifachen.

Durch Befolgen bestimmter Empfehlungen können Sie mit minimalem Ressourcen- und Zeitaufwand den Leistungsteil eines Hochfrequenz-Impulswandlers für den häuslichen Bedarf herstellen. Sie können den Aufbau und die Schaltpläne solcher Netzteile studieren.

Strukturell besteht jedes Element einer Solarbatterie aus einem Siliziumwafer mit einer Fläche von mehreren cm2, auf dem viele solcher Fotodioden gebildet sind, die zu einem einzigen Stromkreis verbunden sind. Jede dieser Platten ist ein separates Modul, das bei Sonneneinstrahlung eine bestimmte Spannung und einen bestimmten Strom erzeugt.

Durch den Anschluss solcher Module an eine Batterie und die Kombination ihrer Parallel-Seriell-Verbindung können Sie eine große Bandbreite an Ausgangsleistungswerten erzielen.

Die Hauptnachteile von Solarmodulen:

• Große Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten der Energieabgabe je nach Wetter und saisonaler Sonnenhöhe.
• Begrenzt die Leistung der gesamten Batterie, wenn mindestens ein Teil davon abgeschattet ist.
• Abhängigkeit von der Richtung der Sonne zu verschiedenen Tageszeiten. Um den Akku möglichst effizient zu nutzen, müssen Sie darauf achten, dass er immer auf die Sonne ausgerichtet ist.
• Im Zusammenhang mit dem oben Gesagten besteht die Notwendigkeit einer Energiespeicherung. Der größte Energieverbrauch entsteht zu einem Zeitpunkt, an dem die Produktion minimal ist.
• Für eine Struktur mit ausreichender Leistung ist eine große Fläche erforderlich.
• Die Zerbrechlichkeit des Batteriedesigns und die Notwendigkeit, die Oberfläche ständig von Schmutz, Schnee usw. zu reinigen.
• Solarmodule arbeiten am effizientesten bei 25 °C. Während des Betriebs werden sie durch die Sonne auf eine viel höhere Temperatur erhitzt, was ihren Wirkungsgrad stark verringert. Um eine optimale Effizienz aufrechtzuerhalten, muss die Batterie kühl gehalten werden.

Es ist zu beachten, dass es ständig Fortschritte bei der Entwicklung von Solarzellen unter Verwendung neuester Materialien und Technologien gibt. Dadurch können Sie die Nachteile von Solarmodulen schrittweise beseitigen oder deren Auswirkungen verringern. So liegt der Wirkungsgrad der neuesten Zellen mit organischen und Polymermodulen bereits bei 35 % und es besteht die Erwartung, 90 % zu erreichen, was es ermöglicht, bei gleichen Batterieabmessungen viel mehr Leistung zu erhalten oder bei gleichbleibender Energieeffizienz um die Abmessungen der Batterie deutlich zu reduzieren.

Übrigens liegt der durchschnittliche Wirkungsgrad eines Automotors nicht über 35 %, was darauf hindeutet, dass Sonnenkollektoren recht effektiv sind.

Es gibt Entwicklungen von Elementen auf Basis der Nanotechnologie, die bei verschiedenen Einfallswinkeln des Lichts gleich effektiv funktionieren, sodass ihre Positionierung überflüssig wird.

Somit können wir heute über die Vorteile von Solarmodulen im Vergleich zu anderen Energiequellen sprechen:

• Keine mechanischen Energieumwandlungen oder bewegliche Teile.
• Minimale Betriebskosten.
• Haltbarkeit 30–50 Jahre.
• Leiser Betrieb, keine schädlichen Emissionen. Umweltfreundlichkeit.
• Mobilität. Der Akku zum Betreiben eines Laptops und zum Aufladen des Akkus für eine LED-Taschenlampe passt in einen kleinen Rucksack.
• Unabhängigkeit vom Vorhandensein konstanter Stromquellen. Die Möglichkeit, die Batterien moderner Geräte vor Ort aufzuladen.
• Anspruchslos gegenüber äußeren Faktoren. Solarzellen können überall und in jeder Landschaft platziert werden, solange sie genügend Sonnenlicht erhalten.

In den äquatorialen Regionen der Erde beträgt der durchschnittliche solare Energiefluss durchschnittlich 1,9 kW/m 2. In Zentralrussland liegt sie im Bereich von 0,7 bis 1,0 kW/m2. Der Wirkungsgrad einer klassischen Silizium-Fotozelle überschreitet nicht 13 %.

Wie experimentelle Daten zeigen, erhält eine rechteckige Platte, wenn sie mit ihrer Ebene nach Süden, zum Punkt des Sonnenmaximums, gerichtet ist, an einem 12-stündigen Sonnentag aufgrund einer Änderung nicht mehr als 42 % des gesamten Lichtstroms in seinem Einfallswinkel.

Dies bedeutet, dass bei einem durchschnittlichen Solarfluss von 1 kW/m2, einem Batteriewirkungsgrad von 13 % und einem Gesamtwirkungsgrad von 42 % in 12 Stunden nicht mehr als 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh oder 0,6 kWh erreicht werden können pro Tag ab 1 m 2. Dies setzt einen vollsonnigen Tag voraus, bei bewölktem Wetter ist es viel weniger, und in den Wintermonaten muss dieser Wert durch weitere 3 geteilt werden.

Unter Berücksichtigung von Spannungswandlungsverlusten, einer Automatisierungsschaltung, die den Batterien den optimalen Ladestrom zur Verfügung stellt und sie vor Überladung schützt, und anderen Elementen kann von einem Wert von 0,5 kWh/m 2 ausgegangen werden. Mit dieser Energie können Sie 12 Stunden lang einen Batterieladestrom von 3 A bei einer Spannung von 13,8 V aufrechterhalten.

Das heißt, um eine vollständig entladene Autobatterie mit einer Kapazität von 60 Ah aufzuladen, wird ein Solarpanel von 2 m2 benötigt, für 50 Ah etwa 1,5 m2.

Um eine solche Leistung zu erhalten, können Sie fertige Panels kaufen, die im elektrischen Leistungsbereich von 10 bis 300 W hergestellt werden. Beispielsweise liefert ein 100-W-Panel für 12 Stunden Tageslicht unter Berücksichtigung des Koeffizienten von 42 % 0,5 kWh.

Ein solches in China hergestelltes Panel aus monokristallinem Silizium mit sehr guten Eigenschaften kostet auf dem Markt mittlerweile rund 6.400 Rubel. Weniger wirksam bei offener Sonne, aber mit besserer Leistung bei bewölktem Wetter, polykristallin – 5.000 Rubel.

Wenn Sie über gewisse Kenntnisse im Installieren und Löten elektronischer Geräte verfügen, können Sie versuchen, eine solche Solarbatterie selbst zusammenzubauen. Gleichzeitig sollten Sie nicht mit einem sehr großen Preisvorteil rechnen; außerdem sind die fertigen Paneele sowohl bei den Elementen selbst als auch bei deren Montage von Fabrikqualität.

Der Verkauf solcher Paneele ist jedoch nicht überall organisiert, und ihr Transport erfordert sehr strenge Bedingungen und ist recht teuer. Darüber hinaus wird es durch die Eigenproduktion möglich, klein anzufangen, nach und nach Module hinzuzufügen und die Ausgangsleistung zu steigern.

Auswahl der Materialien zum Erstellen eines Panels

Chinesische Online-Shops sowie die eBay-Auktion bieten die größte Auswahl an Elementen für die Eigenfertigung von Solarmodulen mit beliebigen Parametern.

Auch in der jüngeren Vergangenheit kauften Heimwerker Teller, die bei der Produktion ausfielen, Chips oder andere Mängel aufwiesen, aber deutlich günstiger waren. Sie sind recht effizient, haben aber eine leicht reduzierte Leistung. Angesichts des stetigen Preisverfalls ist dies mittlerweile kaum noch ratsam. Denn wenn wir durchschnittlich 10 % an Leistung verlieren, verlieren wir auch an effektiver Panelfläche. Und das Aussehen der Batterie, bestehend aus Platten mit zerbrochenen Teilen, sieht ziemlich handwerklich aus.

Sie können solche Module auch in russischen Online-Shops kaufen, zum Beispiel bietet molotok.ru polykristalline Elemente mit Betriebsparametern bei einem Lichtstrom von 1,0 kW/m2 an:

• Spannung: Leerlauf - 0,55 V, Betrieb - 0,5 V.
• Strom: Kurzschluss - 1,5 A, Betrieb - 1,2 A.
• Betriebsleistung - 0,62 W.
• Abmessungen - 52x77 mm.
• Preis 29 Rubel.

Hinweis: Es ist zu berücksichtigen, dass die Elemente sehr zerbrechlich sind und einige von ihnen während des Transports beschädigt werden können. Daher sollten Sie bei der Bestellung eine gewisse Reserve für deren Menge vorsehen.

Mit eigenen Händen eine Solarbatterie für Ihr Zuhause herstellen

Für die Herstellung eines Solarpanels benötigen wir einen passenden Rahmen, den Sie selbst herstellen oder einen fertigen abholen können. Das beste Material dafür ist Duraluminium; es ist nicht anfällig für Korrosion, hat keine Angst vor Feuchtigkeit und ist langlebig. Bei entsprechender Bearbeitung und Lackierung eignen sich sowohl Stahl als auch Holz als Schutz vor Niederschlägen.

Hinweis: Sie sollten das Panel nicht zu groß machen, da es sonst umständlich ist, die Elemente zusammenzubauen, zu installieren und zu warten. Darüber hinaus haben kleine Paneele einen geringen Luftwiderstand und können bequemer in den erforderlichen Winkeln platziert werden.

Wir berechnen Komponenten

Lassen Sie uns über die Abmessungen unseres Rahmens entscheiden. Zum Laden einer 12-Volt-Säurebatterie ist eine Betriebsspannung von mindestens 13,8 V erforderlich. Gehen wir von 15 V aus. Dazu müssen wir 15 V / 0,5 V = 30 Elemente in Reihe schalten.

Tipp: Der Ausgang des Solarpanels sollte über eine Schutzdiode mit der Batterie verbunden sein, um eine Selbstentladung durch die Solarzellen in der Nacht zu verhindern. Der Ausgang unseres Panels beträgt also: 15 V – 0,7 V = 14,3 V.

Um einen Ladestrom von 3,6 A zu erhalten, müssen wir drei solcher Ketten parallel schalten, also 30 x 3 = 90 Elemente. Es kostet uns 90 x 29 Rubel. = 2610 Rubel.

Tipp: Solarpanel-Elemente werden parallel und in Reihe geschaltet. Es ist notwendig, die Gleichheit der Anzahl der Elemente in jeder sequentiellen Kette aufrechtzuerhalten.

Mit diesem Strom können wir einen Standardlademodus für eine vollständig entladene Batterie mit einer Kapazität von 3,6 x 10 = 36 Ah bereitstellen.

In Wirklichkeit wird dieser Wert aufgrund der ungleichmäßigen Sonneneinstrahlung im Laufe des Tages geringer ausfallen. Um eine Standard-Autobatterie mit 60 Ah aufzuladen, müssen wir also zwei solcher Panels parallel schalten.

Dieses Panel kann uns eine elektrische Leistung von 90 x 0,62 W ≈ 56 W liefern.

Oder an einem 12-Stunden-Sonnentag unter Berücksichtigung des Korrekturfaktors von 42 % 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.

Platzieren wir unsere Elemente in 6 Reihen à 15 Stück. Um alle Elemente zu installieren, benötigen wir eine Oberfläche:

• Länge - 15 x 52 = 780 mm.
• Breite - 77 x 6 = 462 mm.

Um alle Platten frei unterzubringen, nehmen wir die Maße unseres Rahmens: 900×500 mm.

Tipp: Wenn fertige Rahmen mit anderen Abmessungen vorhanden sind, können Sie die Anzahl der Elemente gemäß den oben angegebenen Umrissen neu berechnen, Elemente mit anderen Standardgrößen auswählen und versuchen, diese durch Kombination von Länge und Breite der Reihen zu platzieren.

Wir benötigen außerdem:

• Elektrischer Lötkolben 40 W.
• Lot, Kolophonium.
• Installationsdraht.
• Silikondichtmittel.
• Doppelseitiges Klebeband.

Herstellungsstufen

Für die Installation des Panels ist es notwendig, einen ebenen Arbeitsplatz mit ausreichender Fläche und bequemem Zugang von allen Seiten vorzubereiten. Es ist besser, die Elementplatten selbst separat zur Seite zu platzieren, wo sie vor versehentlichen Stößen und Stürzen geschützt sind. Sie sollten sie einzeln sorgfältig einnehmen.

Fehlerstromschutzschalter verbessern die Sicherheit Ihres elektrischen Heimsystems, indem sie die Wahrscheinlichkeit von Stromschlägen und Bränden verringern. Eine detaillierte Kenntnis der charakteristischen Merkmale verschiedener Arten von Differenzstromschaltern für Wohnungen und Häuser wird Ihnen Aufschluss geben.

Beim Einsatz eines Stromzählers kann es vorkommen, dass dieser ausgetauscht und wieder angeschlossen werden muss – darüber können Sie nachlesen.

Typischerweise verwenden sie zur Herstellung eines Panels die Methode, Platten aus Elementen, die zu einem einzigen Schaltkreis vorgelötet sind, auf ein flaches Basissubstrat zu kleben. Wir bieten eine weitere Option:

1. Wir setzen es in den Rahmen ein, befestigen es gut und versiegeln die Kanten mit Glas oder einem Stück Plexiglas.
2. Wir legen die Elementplatten in der entsprechenden Reihenfolge darauf aus und kleben sie mit doppelseitigem Klebeband fest: die Arbeitsseite zum Glas, die Lötanschlüsse zur Rückseite des Rahmens.
3. Indem wir den Rahmen mit dem Glas nach unten auf den Tisch legen, können wir die Anschlüsse der Elemente bequem verlöten. Wir führen die Elektroinstallation gemäß dem ausgewählten Schaltplan durch.
4. Zum Schluss kleben wir die Platten auf der Rückseite mit Klebeband fest.
5. Wir legen eine Art Dämpfungspolster auf: Gummiplatte, Pappe, Faserplatte usw.
6. Wir setzen die Rückwand in den Rahmen ein und versiegeln ihn.

Falls gewünscht, können Sie anstelle der Rückwand den Rahmen auf der Rückseite mit einer Verbindung, beispielsweise Epoxidharz, füllen. Dadurch entfällt zwar die Möglichkeit, das Panel zu demontieren und zu reparieren.

Natürlich reicht eine 50-W-Batterie nicht aus, um auch nur ein kleines Haus mit Strom zu versorgen. Aber mit seiner Hilfe ist es bereits möglich, eine Beleuchtung mit modernen LED-Lampen zu realisieren.

Für ein komfortables Leben eines Stadtbewohners werden mittlerweile mindestens 4 kWh Strom pro Tag benötigt. Für eine Familie – entsprechend der Anzahl ihrer Mitglieder.

Daher sollte das Solarpanel eines Privathauses für eine dreiköpfige Familie 12 kWh liefern. Soll das Haus ausschließlich mit Solarenergie mit Strom versorgt werden, benötigen wir eine Solarbatterie mit einer Fläche von mindestens 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.

Diese Energie muss in Batterien mit einer Kapazität von 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, also ca. 16 Batterien à 60 Ah, gespeichert werden.

Für den normalen Betrieb einer Batterie mit Solarpanel und deren Schutz ist ein Laderegler erforderlich.

Um 12 VDC in 220 VAC umzuwandeln, benötigen Sie einen Wechselrichter. Allerdings gibt es mittlerweile bereits ausreichend Elektrogeräte für Spannungen von 12 oder 24 V auf dem Markt.

Tipp: In Niederspannungsnetzen sind die Ströme deutlich höher, daher sollten Sie bei der Verkabelung von Geräten mit hoher Leistung einen Draht mit dem entsprechenden Querschnitt wählen. Die Verkabelung für Netze mit Wechselrichter erfolgt nach der üblichen 220-V-Schaltung.

Schlussfolgerungen ziehen

Vorbehaltlich der Akkumulation und rationellen Nutzung von Energie beginnen unkonventionelle Arten der elektrischen Energie heute, das Gesamtvolumen ihrer Produktion erheblich zu steigern. Man könnte sogar argumentieren, dass sie allmählich zur Tradition werden.

Unter Berücksichtigung des kürzlich deutlich reduzierten Energieverbrauchs moderner Haushaltsgeräte, des Einsatzes energiesparender Beleuchtungsgeräte und der deutlich gesteigerten Effizienz von Solarmodulen neuer Technologien können wir sagen, dass sie bereits in der Lage sind, kleine Haushalte mit Strom zu versorgen Privathaus in südlichen Ländern mit vielen Sonnentagen im Jahr.

In Russland können sie durchaus als Backup- oder zusätzliche Energiequelle in kombinierten Stromversorgungssystemen eingesetzt werden, und wenn ihr Wirkungsgrad auf mindestens 70 % gesteigert werden kann, ist es durchaus möglich, sie als Hauptstromlieferanten zu nutzen.

Video, wie man selbst ein Gerät zum Sammeln von Sonnenenergie herstellt