自分の手で太陽電池を作る方法：自己組織化の手順

太陽光発電所はどのように機能しますか？

家庭用の太陽電池を自分の手で組み立てるには、構造全体が機能するための知識が必要です。人が仕事のすべての原則を理解していれば、彼はより簡単に太陽電池を組み立てることができるでしょう。

太陽電池装置

太陽光発電所は、次の3つのコンポーネントに依存しています。

1. 一連の要素からのブロックである太陽電池自体。それらの中で、入ってくるエネルギーは正と負の電荷を持つ電子に分割されます。この手順を経た後、電流が発生します。
2. 2番目のコンポーネントはバッテリーです。1つのバッテリーには、一度に複数のバッテリー（最大10個）を含めることができます。ソーラーステーションの効率を上げる必要がある場合は、バッテリーの数を追加する必要があります。
3. 3番目の要素は、電流を低電圧タイプから高電圧エネルギーに変更するデバイスです。このデバイスはインベントリと呼ばれます。 4キロワット以上の電力のインバーターを購入することをお勧めします。

ソーラーパネルの設置計画

銅板製のフォトコンバーター

シート銅は無線力学で積極的に使用されています。発電機の製造には、その技術的特性と物理的特性のために理想的です。

ワークキットには次のアイテムが付属しています。

• 銅板;
• ワニのクリップ（2個）;
• 高感度マイクロアンメータ;
• 電気ストーブ（少なくとも1000 W）;
• ペットボトル（上部を事前に切り取ったもの）;
• 食用塩（大さじ2）;
• 水;
• サンドペーパー;
• 金属はさみ。

構造物の組み立てプロセスには、次の手順が含まれます。

1.単一のピースから銅のピースを切り取ります。ワークピースのサイズは、タイルの発熱体のパラメータと同じである必要があります。カットセグメントはエメリーで洗浄し、ストーブで加熱して最高温度に設定する必要があります。最初はマルチカラーのパターンが目立ち、その後ディテールが黒くなります。彼らの熱処理は30分間続けられます。その後、バーナーをオフにした状態で、銅をストーブ上で直接冷却します。

2.黒色酸化物が落ちたら、流水で銅を洗います。

3.銅板から同じサイズの別の部分を切り取ります。両方のブランクは、それらの間に接触がないようにプラスチックボトルに入れられます。

四。特別なクランプでボトルの壁にプレートを固定します。純銅から測定器の出力の「+」に導体を持ってきて、処理されたプレートは「-」に接続されます。

5.食用塩を水で希釈し、溶液をボトルに注ぎます。液体は、取り付けられた銅ブランクを約半分覆う必要があります。

ジェネレーターはテストの準備ができています！

自家製ソーラーパネルの実現可能性

シリコンのこれらの物理的特性を理解すると、独自のソーラーパネルを構築するのに役立ちます。開始するには、準備する必要があります。

いずれにせよ、バックアップ電源は常に需要があります。さらに、ソーラーキロワットのコストは、従来の電力よりも大幅に低くなっています。もちろん、多くの人が工場で作られたソーラーパネルを購入して設置したいと思っています。家庭用発電所の設備一式の価格は恐ろしいものです。したがって、質問は非常に関連性があります-太陽電池を自分で組み立てる方法は？

より有能なアプローチは、1つのモジュールによって生成されるエネルギー量を計算することです。

W = k * Pw * E / 1000

どこ：

• Eは、既知の期間の日射量です。
• k-夏に形成される係数-0.5、冬に形成される係数-0.7;
• Pwは1つのデバイスの電力です。

計画総消費電力量と計算データをもとに、総電力消費量を算出します。

ここで、結果を1つのフォトセルの推定パフォーマンスで割ると、最終的に必要な数のモジュールが得られます。

必要な電力を計算する

自宅で自分で太陽電池を作るという運命的な決断をした後、あなたはどのような電力が必要かを理解する必要があります。デバイスの出力電力は、ソーラーパネルの作業面の面積に直接依存します。フォトセル付きのプレートが多いほど、太陽電池は強力になります。

家に自律的に電力を供給する個別のシステムは、通常、集中型の電気ネットワークがない地域で使用されます。複合システムには、バックアップオプションとして従来の電源からの電力とソーラーパネルの使用の組み合わせが含まれます。

単純な算術演算によって、必要なエネルギーの総消費電力を決定する必要があります。生成された電流（A）に電圧（V）を掛けると、太陽電池の電力（W）が得られます。

太陽電池の表面の1平方メートルは1時間あたり約120ワットの電気エネルギーを生成することが実際から知られています。次に、十分な容量の鉛蓄電池を選択する必要があります。バッテリーのエネルギー予備力は、すべての消費者が途切れることなく動作する1日を過ごすのに十分なはずです。

ソーラーモジュールの操作に対処する必要がなかった場合は、すぐにパネルの大きな隙間を作成しないでください。あなたの欲望を控えめにしましょう。最初に小さなモジュールを作り、それをすべてのモードで操作してみてください。

特定の地域の日射量に関するデータも必要になります。インバータは、最大ピーク負荷に応じて選択してください。バッテリーから負荷を自動的に切り離し、ソーラーパネルから直接電気を受け取ることができることが望ましい。

宇宙飛行士の日のための工芸品から学童のための学校へ

学校では、子供たちはすでに空間をテーマにした工芸品の仕事にもっと意識的に取り組んでいます。彼らは銀河、惑星の構造、そしてロケットについてもっと知っています。また、学生は仕事でより長く座ることができます。

さまざまな直径の発泡スチロールのボールは、太陽系の構造の正確な画像を再現するのに役立ちます。

宇宙船はさまざまで、即興の材料から作ることができます。風船で惑星を作ることもできます。

希望のサイズのバルーンを膨らませます。

PVAを使用して、白い紙で貼り付け、細かく裂きます。デザインがより密になるように、いくつかの層に接着することをお勧めします。

それが乾くのを待ってボールを突き刺し、尻尾で引き出します。

穴を塞ぎ、ロープまたはテープを接着します。土星の環を板紙から切り取ります。

子供たちは粘土から彫刻するのが大好きです、そして何よりも、これは最も簡単で最も安い材料です。単純な箱と粘土から太陽系を再現することさえ難しくありません。

より発達したファンタジーを持っている人は誰でも、いくつかのエイリアンを作成することによって宇宙生活を思い付くことができます。

高校生は、宇宙をテーマにしたオリジナルの工芸品で部屋を飾ることができます。

材料：

• 色付きの板紙
• 色紙
• 竹の小枝
• 釣り糸
• スレッド
• 塗料
• 発泡スチロールのボール

厚い板紙から円を描く必要があり、宇宙の色の絵の具でペイントします。

この円は、惑星を弦に取り付けるために必要なベースになります。

発泡スチロールのボールは、惑星の色に合わせて描かれています。

基礎として、あなたは木で作られた指輪を取ることができます。

親の助けを借りて、テーマのある工芸品を作ることははるかに簡単かつ迅速になります。

材料：

• ワイヤー
• ボール
• プラスチシン
• 釣り糸
• はさみ
• ガッシュ
• タッセル
• 水

ボールは、太陽系の惑星に対応するさまざまな色でペイントする必要があります。

サイズの小さな惑星を作るには、粘土を使用します。

私たちは釣り糸の助けを借りてシステムを組み立てます。

ワイヤーからカタツムリをひねり、必要な順序でボールを取り付けます。

隣接する軌道を釣り糸でつなぎます。

このシステム全体を大きなスティックに取り付けます。

面白いエイリアンを作るために数時間を費やすことができます。

材料：

• ホイル
• 段ボール
• マーカー
• ナプキン/新聞
• ワイヤー

手を作り、数本の指を作ることから始めます。両手が必要です。

体を丸くします。ボールを紙で裏返し、ホイルで包みます。

ワイヤーの助けを借りて、ヒューマノイドを収集します。

口を作るには、ワイヤーをねじって楕円形にし、最初にホイルで包み、次に段ボール紙で包みます。

3つの目を作り、丸い体にも付けます。

長所と短所

ソーラーパネルの利点は次のとおりです。

• インストールとメンテナンスの容易さ;
• 環境への害はありません。
• パネルの小さな塊;
• サイレント操作;
• 配電網から独立した電気エネルギーの供給。
• 構造要素の不動;
• 生産のための少額の現金費用。
• 長い耐用年数。

ソーラーパネルの欠点は次のとおりです。

• 製造プロセスの複雑さ。
• 暗闇の中で役に立たない;
• 設置のための広いエリアの必要性。
• 汚染に対する感受性。

ソーラーパネルの製造は骨の折れる作業ですが、手作業で組み立てることができます。

基本的な動作原理

変身 電気への日光 エネルギーは、太陽光の吸収による内部光電効果の現象として、半導体に正孔または電子の追加のキャリアが現れるという事実の結果として発生します。

この場合、電子はn領域に集められ、正孔はp領域に集中します。これらの領域の境界に、電子を動かす力が現れます。外部負荷を接続することにより、p-n接合を太陽光で照らしながら、デバイスは電子電流を記録します。

前世紀には、原材料のコストが高いため、大量生産を開発することは収益性の高いビジネスではありませんでした。今日、技術の発展のおかげで、専門家は非常に手頃な価格で最新のシリコン太陽電池の使用を提供しています。

ソーラーパネルとは何ですか？それは何のために使われますか？

太陽電池は、太陽エネルギーを電気に変換する太陽電池の能力に基づいた動作原理を持つデバイスです。これらのコンバータは、共通のシステムで相互接続されています。結果として生じる電流は、特別なデバイス（バッテリー）に保存されます。

パネル面積が大きいほど、より多くの電気エネルギーを得ることができます

太陽電池の電力は、フォトセルのフィールドのサイズによって異なります。しかし、これは広い地域だけが必要な量の電力を再生できるという意味ではありません。たとえば、有名な電卓では、ケースに組み込まれているポータブルソーラーパネルを使用できます。

特殊性

今日、光起電性多結晶をベースにしたバッテリーが最も広く使用されています。このようなモデルは、コストと放出されるエネルギー量の最適な組み合わせによって区別され、豊かな青色と主要な要素の結晶構造によって特徴付けられます。仕事の経験があまりないマスターでも、民家や夏の別荘での設置に対応できるため、設置が非常に簡単です。単結晶太陽光発電パネルは2番目に人気があります。

アモルファスシリコンを使用して作られた太陽電池は、効率がかなり低いという特徴があります。しかし、それらの価格はアナログのコストよりもいくらか安いので、このモデルはカントリーハウスの所有者の間で需要があります。現在、そのような製品は市場の85％を占めています。彼らはハイパワーとテルル化カドミウムの変更を誇ることはできません;彼らの生産はハイテクフィルム技術に基づいています：数百マイクロメートルの物質が耐久性のある表面の薄い層に適用されます。製品の効率が非常に低い場合、その出力が非常に高いことは注目に値します。

太陽電池のもう1つのオプションは、CIGS半導体ベースの品種です。以前のバージョンと同様に、フィルムテクノロジーを使用して製造されていますが、効率ははるかに高くなっています。これとは別に、太陽熱と光源の動作メカニズムについて検討する価値があります。通常、このようなデバイスのすべてのタイプがほぼ同じ電力を提供するため、生成されるエネルギーの総量がデバイス自体の効率の程度に依存することは決してないことを明確に理解することが重要です。主な違いは、最大の効率を持つパネルは、設置に必要なスペースが少ないことです。

ソーラーパネルには次の利点があります。

• インストールの環境への配慮;
• 長期間の使用。その間、パネルの操作上の特徴は一貫して高いままです。
• テクノロジーが故障することはめったにないため、サービスやメンテナンス、および高価な修理は必要ありません。
• 太陽エネルギーに基づくバッテリーの使用はあなたが家の電気とガスのコストを減らすことを可能にします。
• ソーラーパネルは非常に使いやすいです。

ただし、欠点がないわけではありません。最も重要なものは次のとおりです。

• ハイステージパネル;
• バッテリーから受け取ったエネルギーと従来のソースから得たエネルギーを効果的に同期させるために、さまざまな追加機器を設置する必要があります。
• パネルは、高電力を必要とするそのような機器と接触して使用することはできません。

ソーラーパネル：コストからメリットまで

ソーラーシステムのコストはそのサイズに依存し、それは家のサイズとエネルギー需要に依存します。電力とコンポーネントの適格な計算のために、設置前に施設のエネルギー調査が実行され、その後、専門家が最小の初期コストで最良の結果を得るための最適な太陽集熱器の数を決定します。太陽集熱器の最も重要な経済的利益は、温水システムで水を加熱するために使用される場合です。維持費は最大1,000ルーブル。毎年、太陽熱温水器は、KOから300リットル（タンクの容量に応じて）の温水を一度に家に供給し、10年から15年持続します。比較のために：年間維持費が2,000から6,000ルーブルの電気温水器。 「準備ができている」60〜120リットルのお湯で、通常5〜8年続きます。 10年間で、太陽熱温水器のコストは最大1万ルーブルになり、電気温水器の場合は2万から6万ルーブルになります。

暖房には太陽集熱器を使用すると有利です。 70％の太陽エネルギーと30％の電気エネルギーの組み合わせシステムは特に効果的です。 20年後には、純粋な電気システムの半分の価格になり、ディーゼルシステムの2.5倍の価格になります。

そして、電気料金が絶えず引き上げられる家の全寿命にわたって、節約はさらに重要になります。エネルギーキャリアの価格は上昇しますが、太陽エネルギーは無料のままです。たとえば、1kWhの電力を犠牲にして3ルーブル。 10年間で太陽集熱器システムは30万ルーブルを節約し、20年間で70万ルーブルを節約します。インフレを除く。

U字管を備えた真空コレクターは、暖房シーズン中に最大2,200 kWhの熱エネルギーを提供します。これは、400kgの石炭または200リットルのディーゼル燃料の燃焼による熱に相当します。そして同時に、あなたは燃料を持ってきて、満たして、満たす必要はありません：太陽のエネルギーはそれ自身であなたの家に来ます。

低電力ソーラーパネル

ステップバイステップの指示に従って、あなた自身の低電力ソーラーパネルを作ることは難しくありません。 9.0x5.0センチメートルの銅箔を使用して太陽電池を製造する手順を詳しく考えてみましょう。

まず、ホイルをアルコールまたは洗濯石鹸の溶液で完全に脱脂する必要があります。エメリー布を使用して、酸化銅の堆積物を表面から除去する必要があります。今度はそれを電気ストーブの熱いバーナーの上に30分置きます。

短時間の温度ショックの後、酸化銅は酸化物に変わり、表面から簡単に剥がれます。均一でゆっくりと冷却した後、残留物を流水で洗い流すことができます。次に、同じサイズの銅箔の2枚目のシートをカットする必要があります。

銅箔板は、容器内で互いに接触することなく、互いに向かい合うように配置する必要があります。次に、プレートの上部から3センチメートルのところに、容器に食塩水を入れる必要があります。

太陽光の影響で化学反応が起こり、電線に電流が流れます。このような電源の電力は小さいですが、このような電源は、キャンプ旅行の太陽光発電ランプに使用して、携帯電話を充電することができます。

誰もが既製の太陽電池を買う余裕があるわけではありません。したがって、そのような予算オプションは、生きるのに非常に適切です。

動作原理

これまで太陽電池の作り方について特に詳しく調べたことがない場合は、まず、その動作原理を理解する必要があります。それがどのように機能するかの原理を理解していれば、それを自分でどのように行うかという質問はあなたを混乱させることはありません。実際、そのデザインは非常にシンプルです。

上で書いたように、太陽電池（SB）は、直流を生成するためのシリコン製の太陽光発電電力変換器の数です。すべての要素が接続され、コンテナにインストールされます。

コンバータには次の3つのタイプがあります。

• 単結晶;
• 多結晶;
• アモルファスまたは薄膜。

光電効果は次のとおりです。太陽からの光がフォトセルに当たると、シリコンウェーハの各原子の最後の軌道から自由電子がノックアウトされます。自由電子が電極間を移動し始め、それによって直流が生成されます。次に、直流が交流に変換され、建物に装備されます。

セル内の太陽エネルギーを変換するためのスキーム

人気のあるタイプのフォトセル

家庭用ソーラーパネルの製造では、技術的パラメータに従ってフォトセルを選択する必要があります。

単結晶。 30年間の連続運転に適しています。専門家は、これが最も人気のある資料であると信じています。直射日光下では効率は14％に達する可能性があります。すでに30年以上使用されているバッテリーは、デバイスの設計容量の約80％を提供します。

多結晶。性能を変えることなく、最長20年間連続運転が可能です。同時に、そのようなバッテリーの効率は最大9パーセントになる可能性があります。

アモルファスシステム。この太陽電池の基本は、太陽の光を吸収する柔軟なシリコンです。どのような気象条件でも、このようなデバイスは最大10％の効率で安定した動作を提供します。この材料を使用すると、デバイスの製造が困難になり、太陽電池のコストが高くなります。

また、デバイスの保証期間も最短です。このようなシステムは、赤道地帯での使用を正当化します。高い太陽活動があり、高出力の太陽観測所のために多くの人けのないスペースがあります。

いずれにせよ、フォトセルの種類を選択するときは、あなたの経済的能力と素材の品質に導かれるべきです。同じサイズとタイプのフォトセルを選択することが望ましいです。通常、3x6インチのフォトセルが使用されます。

システムの能力を計算する機能

コンポーネントを購入してソーラーパネルを作る前に、デバイスの必要な電力とバッテリー容量が計算されます。

最も簡単な方法は、インターネット上のいくつかのサイトに投稿されているオンライン計算機を使用することです。

製品データシートに記載されているエネルギー量は、理想的な条件に基づいています。時期や曜日によってデバイスの動作が異なるため、ナビゲートすることはできません。エネルギー損失は常に発生します。バッテリーでは、インバーター（+）

考慮しなければならない最も重要な指標は、毎月の平均消費エネルギー量です。カウンターで判断できます。

また、次のことを考慮に入れる必要があります ソーラーパネル自体の特徴。それらは晴天の条件下でのみ最大の電力を供給することができ、太陽光線の入射角は直接でなければなりません。

天候が曇ったり、光線の入射角が鋭すぎると、電池の電力が20倍低下する場合があります。わずかな雲でもパフォーマンスを半分にするのに十分です。したがって、計算するとき、エネルギーの70％が9〜16時間で生成され、残りの時間（最大30％）が生成されるという事実に基づいて計算されます。

冬には、ソーラーシステムはほとんど役に立ちません。曇りの天気のため、最小限のエネルギーしか生成しません。しかし、風力タービンはフル稼働しており、これらの損失を補うことができます。これら2つのデバイスの組み合わせは非常に効果的です。

ほぼ理想的な条件下では、1kWhのパネルは「稼働時間」中に7kWhを生成し、早朝と夕方に約3kWhを生成します。曇りや光線の入射角の変化を考慮して、2番目のインジケーターをまったく考慮せずに「予備」のままにしておくことをお勧めします。

1暦月以内に210kW/hに集中する必要があることがわかりました。これは、調整が必要な理想的な指標です。

eBayでは、自分の手で太陽電池を作るための優れたキットを見つけることができます。これらは、本番環境で拒否されたデバイス（いわゆるBタイプモジュール）である場合があります。それらは安価ですが、性能が宣言されたものに近いため、ホームシステムの組み立てに非常に適しています。

実際のエネルギー量を決定するには、特定の地域に1年に何日晴れているかに関するデータを見つける必要があります。これらの期間中、バッテリーの電力はパスポートインジケーターの半分にもなりません。デバイスが秋と冬に機能する場合は、曇りの天気に合わせて30〜50％の調整を行う必要があります。

パネル選択のアドバイス

18Vの電圧で145Wの出力電力を得ると同時に、予算からあまり外れないようにするには、クラスBキットを検討することをお勧めします。

クラスBパッケージは、太陽電池市場全体の大部分を占めています。自分の手でパネルを組み立てたい人は、そのようなメーカーだけを見てみたほうがいいでしょう。しかし、現在そのような会社はたくさんあり、原則として、彼らは生産ではなく、完成した部品の再販に従事しています。または、コストを節約するために、パネルの手動組み立てが積極的に使用されており、これは当然品質の低下につながります。したがって、宣言された特性が実際のパラメータと一致しない可能性があるという事実に備える必要があります。そして、そのようなあまり知られていない会社からの保証義務を頼りにすることもそれだけの価値はありません。

アリババのウェブサイトで36枚の中国製パネルを購入すると、3200ルーブルの費用がかかります。 6250ルーブルと同じ特性を持つ既製のキットの価格で、利点は非常に明白です。

したがって、自分の手で家のソーラーパネルを作るというアイデアは、さらに関連性が高くなっています。

ソーラーパネルに投資する際に考慮すべき重要なこと

サービス

パネルを取り付けるだけでは十分ではありません。パネルの世話をする必要があります。少なくともきれいで、雪だけでなく、ほこりからも。

資金の選択は、バッテリーの領域と、特定の形態とケアの手段を選択することの経済的実現可能性に依存します。理解すべき主なことは、パネルにほこりが付着すると、その効果が7％低下する可能性があるということです。

雪、ほこり、鳥の糞-これらすべてが効率の低下につながります。

一定の頻度で構造物を整備する必要があります。少なくとも四半期に一度は、強力なホースからパネルに水をまく価値があります。このため、ソーラーパネルを購入するかどうかを決定する際には、家の場所も考慮に入れる必要があります。たとえば、近くに建設物がある場合、ほこりが多くなり、パネルをより頻繁に掃除する必要があります。または、より少ない電力が生成されます。

さらに、構造物の保守性を監視し、機械的な違反が発生した場合は修理を行う必要があります。また、電池を交換する必要があります。これは10年ごとに行われます。

家の場所

家の場所は、ソリューションの有効性に影響を与えます。汚染についてはすでに説明しましたが、バッテリーのクリーニングの頻度は汚染によって異なります。シェードは、最大量の電力を生成するための問題にもなります。それはあなたの不動産の背の高い木の影（あなたはこれを自分でコントロールすることができます）または近くの大きな建物の影（あなたに依存しません）のようにすることができます。

パネルのタイプを選択するときは、影を考慮することが重要です。パネルにはいくつかあり、影に対する反応が異なります。多結晶のものは単に電気の出力を減らしますが、単結晶のものは影付きの破片での電気の生成を完全に停止します。

現在、バッテリーの使用は建設前に考慮されています。これは、バッテリーの効率が、バッテリーの最大活動時間（通常は10:00から14:00）およびすべての太陽光の間に太陽光線がバッテリーの表面にどれだけアクセスできるかに直接依存するためです。時間。

日射量

さまざまな地域で、地球はさまざまな量の太陽光に到達します。日射量のようなものがあります-地球に降り注ぐ太陽放射の測定値で、kW /m2/日で測定されます。この値が高いほど、より少ないソーラーパネルでより多くの電力を得ることができます。たとえば、南西部では、一定量のエネルギーを取得するために、北西部よりも少ない費用で済みます。

カバレッジ

太陽からより多くの電気を得るには、より多くのカバレッジが必要です。

必要なバッテリーの数を決定するには、次のことを確認する必要があります。

• お住まいの地域の日射量はどのくらいですか。
• どのくらいの電気が必要ですか。

1日に使用するkWhの量を調べて、計算を行います。

たとえば、30kWhです。この数値に0.25を掛けると、7.5が得られます。つまり、1日あたり7.5kWを得る必要があります。 1つの標準パネルは1日あたり0.12kWを生成します。そのパラメータは142x64cmです。62枚のパネルが必要で、約65平方メートルをカバーします。 m。このような計算の後、日射量を調整し、日陰を考慮して1日あたりの直射日光の量を考慮する必要があります。専門家が考慮に入れることができるニュアンスがいくつかあります。

それはどれくらいしますか

数量を計算した後は、取得と設置のコストを考慮に入れる必要があります。幸いなことに、ソーラーパネルの価格は下がり続けていますが、半世紀前には、この技術は平均的な手段の人々には完全に手の届かないものでした。

現在、大きな家にサービスを提供し、月に約900 kWh（1日あたり30 kWh）を受け取るには、約2万から4万ドルが必要になります。それらを使用年数で割って、利益を見積もることができます。ほとんどの場合、太陽エネルギーは標準ソリューションと並行して使用され、グリッドからの電力で太陽システムを補完します。

電池もレンタルされているので、良い代替品になります。

廃棄

バッテリーの寿命は最大50年ですが、一部のコンポーネントの故障は早くなります（コントローラーの寿命は15年、バッテリーの寿命は4〜10年です）。リサイクルの問題があります。購入するときは確認する価値があります。バッテリーを製造している会社がリサイクルのためにコンポーネントを受け入れていること-メーカーの30％だけがこれを行っています。