Green Horizon

Η μυστηριώδης Δίοδος και τα Φωτοβολταϊκά... Μύθοι και αλήθειες !!!

2011-04-13T00:20:00.002+03:00

Δίοδος και Φωτοβολταϊκά...

Η δίοδος είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα το οποίο χρησιμοποιείται στα φωτοβολταϊκά κατα κόρον. Οι περισσότεροι που ασχολούνται με ηλεκτρονικο-ηλεκτρολογικά τη γνωρίζουν. Είναι αυτή στην παρακάτω εικόνα:

Το πρώτο σχήμα είναι το πραγματικό της, ενώ το δεύτερο είναι ο συμβολισμός της στα σχηματικά κυκλώματα. Όπως βλέπουμε το παραπάνω σχήμα, η δίοδος αφήνει το ρεύμα που κατευθύνεται από αριστερά προς τα δεξιά ενώ διακόπτει τελείως το ρεύμα που κατευθύνεται από δεξιά προς αριστερά. Με λίγα λόγια επιτρέπει τη διέλευση του ρεύματος μόνο από την μια φορά μέσα της.

Στα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιείται για δύο λόγους, και της έχουν δωθεί δυο ονομασίες.

1) Δίοδοι αντεπιστροφής (Blocking Diode)

2) Δίοδοι διέλευσης (Bypass Diode)

Δίοδοι αντεπιστροφής - Blocking Diodes

Ας συνδέσουμε ένα φωτοβολταϊκό πάνελ με μια μπαταρία να φορτίζεται και ας υποθέσουμε οτι η μπαταρία έχει στα άκρα της τάση 12,7Volt. Όσο το πάνελ παράγει τάση μεγαλύτερη από την τάση της μπαταρίας (δηλαδή τάση πάνελ> 12,7V) η φορά του ρεύματος στα άκρα της διόδου είναι από το θετικό προς το αρνητικό, οπότε η δίοδος επιτρέπει τη φόρτιση της μπαταρίας. Καθώς σουρουπώνει, η τάση που παράγει το φωτοβολταϊκό όλο και θα μικραίνει ώσπου κάποια στιγμή θα εξισωθεί με την τάση της μπαταρίας.

Έστω οτι έχει φορτίσει στα 13,7V η μπαταρία. Σκοτεινιάζοντας κι άλλο το φωτοβολταϊκό θα παράγει ενέργεια με τάση μικρότερη των 13,7V. Αφού θα έχουμε την τάση της μπαταρίας να είναι μεγαλύτερη, το ρεύμα θα προσπαθήσει να αντιστρέψει τη φορά του, μάταια όμως γιατί η blocking δίοδο που έχουμε τοποθετήσει δε θα επιτρέψει τη φορά αυτή του ρεύματος. Εάν δεν υπήρχε η δίοδο το ρεύμα θα αντιστρεφόταν και θα γινόταν κατανάλωση για την μπαταρία και στο τέλος αποφόρτισή της.

Τα φωτοβολταϊκά, όταν δεν παράγουν ρεύμα, γίνονται αντιστάσεις. Αυτό συμβαίνει γιατί για να περάσει το ρεύμα μέσα από τα φωτοβολταϊκά κελιά πρέπει να δωθεί ενέργεια στα ηλεκτρόνια της μιας πλάκας να μεταπηδήσουν στην άλλη και να συνεχιστή η ροή του. Στην περίπτωση που τα πάνελ παράγουν ρεύμα την ενέργεια αυτή την δίνει ο ήλιος και με το παραπάνω, αφού είναι η ηλεκτρική ενέργεια που εκμεταλευόμαστε από τα φωτοβολταϊκά πάνελ.

Πλέον οι περισσότεροι ρυθμιστές φόρτισης, έχουν ενσωματωμένο ειδικό κύκλωμα για τα επιστρεφόμενα ρεύματα.

Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε μια συνδεσμολογία τριών φ/β πάνελ σε σειρά. Εάν το ένα παράγει 15V 3Α τότε αφού τα συνδέσαμε σε σειρά προσθέτουμε την τάση που μας βγάζουν 45V και τα Αμπέρ μένουν τα ίδια δηλαδή 3Α. Φαίνεται πως συνδέεται και η Blocking diode και η Bypass diode.

Δίοδοι διέλευσης - Bypass Diode

Οι δίοδοι Bypass συνδέονται όπως στο παραπάνω σχήμα. Παράλληλα με τα πάνελ. Τα περισσότερα -αν όχι όλα- τα εργοστασιακά φ/β πάνελ διαθέτουν στο κουτί διασύνδεσης που βρίσκεται στην πλάτη τους μια, δυο ή και τρείς τέτοιες δίοδους. Είναι άκρως σημαντικές για να περιοριστούν οι απώλειες της ενέργειάς μας στο ελάχιστο. Οι απώλειες μπορούν να δημιουργηθούν από το οτιδήποτε.

Όταν ένα πάνελ σκιαστεί μέρος του ή ολόκληρο από φύλλα, χιόνι, σκόνη, ή ό,τι άλλο του στερεί τις ακτίνες του ήλιου κατά ένα βαθμό, τότε η απόδοσή του μπορεί να πέσει και έως το μηδέν. Αυτό γίνεται επειδή τα σκιασμένα φ/β κελιά δεν παράγουν και λειτουργούν ως αντιστάσεις για τα υπόλοιπα. Αλλά ακόμα και στην περίπτωση που σπάσει, φθαρεί ή χαλάσει το ένα πάνελ του συστήματός μας. Από το φ/β πάνελ που υπολειτουργεί περνάει το ρεύμα από τα άλλα που είναι στον ήλιο και η ισχύς τους είναι στο μέγιστο. Τοποθετώντας τις διόδους Bypass καταφέρνουμε να παρακάμπτουμε τα σκιασμένα φ/β πάνελ και να έχουμε τη μέγιστη απόδοση προς όφελός μας κάθε στιγμή.

Υπάρχει και ένα άλλο πλεονέκτημα των διόδων διέλευσης. Όταν το ρεύμα περνά μέσα από τις φ/β κυψέλες που είναι σκιασμένες, αυτές λειτουργόντας ως αντίσταση υπερθερμαίνονται, με αποτέλεσμα ακόμα και όταν ξαναφωτιστούν (είτε φύγουν τα φύλλα ή η σκόνη) δεν θα είναι σε θέση να παράγουν αρκετή ενέργεια με τη θερμοκρασία που θα έχουν. Είναι γνωστό άλλωστε οτι η απόδοση των φ/β κυψελών πέφτει αρκετά με την αύξηση της θερμοκρασίας τους. Έτσι η δίοδος διέλευσης μας απαλλάσει και από αυτό το αρνητικό σημείο των σκιασμένων κελιών.

Κατασκευή φωτοβολταϊκού πάνελ 90 Watt !!!

2011-04-12T01:20:00.005+03:00

Κατασκευή Φωτοβολταϊκού πάνελ με 36 κυψέλες 12,5Χ12,5

Χρειαζόμαστε:

1. Κολλητήρι 20-40 Watt

2. Λεπτό και φαρδύ αγωγό με καλάι (Tab και Bus wire)

3. Flux pen μαρκαδοράκι καθαρισμού

4. Ένα κομμάτι χαρτόνι διαστάσεων περίπου 140Χ70 εκ.

5. Ένα ψαλίδι (για να κόβουμε τους αγωγούς)

6. Σιλικόνη

7. Δύο κομμάτια γυαλί πάχους 4μμ ή πλέξιγκλας.

8. Και φυσικά 36 με 40 φωτοβολταϊκά κελιά 12,5 x 12,5 εκ. Μονοκρυσταλλικά

Κόβουμε τη λεπτή ταινία αγωγού σε κομματάκια μήκους 24,5 εκ. Θέλουμε δύο για την κάθε κυψέλη επομένως 36Χ2=72 τέτοια κομμάτια. Τα ισιώνουμε καλά για να μη μας παιδέψουν μόλις κολλάμε με το κολλητήρι.

Ξεκινάμε τις κολλήσεις:

Κόλληση ταινίας σε κυψέλη

Βάζουμε μια κυψέλη πάνω στο χαρτόνι και περνάμε με το Fux-Pen τις δύο επαφές της μπροστά πλευράς της κυψέλης (μπλε πλευρά). Τοποθετούμε δύο από τα κομμάτια λεπτού αγωγού που κόψαμε νωρίτερα πάνω στις επαφές και βάζουμε κάποιο βάρος πάνω τους αλλά και το δάκτυλό μας για να μένουν ακίνητες κατά την κόλληση (ειδικά εάν εργαζόμαστε μόνοι μας).

Θερμαίνουμε το κολλητήρι. Κολλάμε μία-μία τις ταινίες στο κελί ακουμπώντας το κολλητήρι πάνω στην άκρη της ταινίας. Αφού δούμε πως ζεστάθηκε και έλιωσε το καλάι ξεκινάμε ένα σύρσιμο τραβώντας και όχι σπρώχνοντας το κολλητήρι κατά μήκος της ταινίας μέχρι το τέλος της κυψέλης για να κολλήσει όλο το μήκος της.

Εάν τραβήξουμε ελαφρά την ταινία με το χέρι μας και δεν ξεκολλάει από το κελί σημαίνει πως το κολλητήρι μας είναι στη σωστή θερμοκρασία και η ταινία κόλλησε στο κελί. (Σε αυτό το στάδιο δε χρειάζεται να βάλουμε επιπλέον καλάι αφού το καλάι της ταινίας είναι υπέρ αρκετό). Μετά κολλάμε και τη δεύτερη ταινία στο πρώτο μας κελί. Κάνουμε την ίδια διαδικασία και για τις 36 κυψέλες και τις στοιβάζουμε σε μια άκρη.

Κόλληση κυψέλης με κυψέλη

Παίρνουμε δυο από της κυψέλες (προσεκτικά πλέον αφού έχουν και τις ταινίες πάνω τους) και τις βάζουμε ανάποδα (με την μπλε πλευρά προς το χαρτόνι). Οι δυο προεξέχοντες ταινίες της μιας θα πάνε και θα ακουμπήσουν στην πλάτη της άλλης. Προσπαθούμε να τις βάλουμε σε μια ευθεία και θα μας βοηθήσει πολύ μια γραμμή με έναν μαρκαδόρο πάνω στο χαρτόνι μας.

Ακόμα οι κυψέλες πρέπει να είναι σε μια απόσταση μεταξύ τους περίπου 3-5 χιλιοστά. Εάν οι ταινίες είναι ευθείες τότε αυτές θα πέσουν πάνω στις πίσω επαφές της άλλης κυψέλης(τρεις τετράγωνες επαφές). Εάν πάλι όχι τις κάνουμε εμείς να πέσουν βάζοντας βαρίδια (προσεκτικά μην σπάσει κανένα κελί).

Εάν έχουν γίνει τα παραπάνω συνεχίζουμε με την κόλληση. Ζεσταίνουμε το κολλητήρι μας και ακουμπάμε την ταινία πάνω από τις επαφές. Εδώ θέλει λίγη προσοχή. Δεν πρέπει να υπερθερμανθεί η επαφή της κυψέλης γιατί «καίγεται». Η θερμοκρασία του κολλητηριού εδώ παίζει μεγάλο ρόλο. Εάν πάλι δεν έχουμε ρυθμιζόμενο μπορούμε να πετύχουμε τέλια κόλληση με δυο ή τρία στιγμιαία ακουμπήματα με το κολλητήρι ώστε να μην αφήσουμε να ανέβει η θερμοκρασία στην κυψέλη. Στις πίσω επαφές μπορεί να θέλει και λίγο καλάι… λίγο όμως. Συνεχίζουμε με την τρίτη κυψέλη όπως πριν και φτιάχνουμε την πρώτη μας εννιάδα. Συνεχίζοντας με τα ίδια βήματα τελειώνουμε και τις τέσσερις εννιάδες.

Εδώ τελειώνει το δύσκολο και υπομονετικό μέρος της διαδικασίας κατασκευής ενός φωτοβολταϊκού πάνελ. Μπορεί να κουραστήκατε ή και να ζαλιστήκατε με τα πολλά λόγια αλλά η πράξη θα σας δείξει ότι δεν είναι και τόσο δύσκολο όσο φαίνεται.

Κόλληση των κελιών (εννιάδων) πάνω στο γυαλί ή πλεξιγκλάς.

Τοποθετούμε το γυαλί ή πλεξιγκλάς με την τρύπα σε ένα σταθερό τραπέζι. Πάνω του ζωγραφίζουμε σημάδια για το πού θα τοποθετηθούν οι τέσσερις εννιάδες κυψελών (αυτό γίνεται εύκολο εάν βάλουμε σημάδια με μαρκαδόρο στη μέση του πλάτους του γυαλιού ή πλεξιγκλάς δηλαδή μεταξύ των δυο μεσαίων εννιάδων). Οπότε τοποθετώντας τις δυο μεσαίες είναι εύκολο να βρούμε που θα πάνε οι δυο ακρινές.

Η διαδικασία έχει ως εξής:

Στο χαρτόνι μας έχουμε τις εννιάδες των κυψελών όπως τις ετοιμάσαμε από πριν με την πλάτη προς τα επάνω. Βάζουμε σε κάθε κυψέλη δυο γραμμές σιλικόνης (μεγέθους περίπου σαν το μελάνι του στυλό Bic) κατά μήκος της ταινίας αγωγού (αφού εκεί είναι το σκληρότερο μέρος της κυψέλης). Αφού βάλουμε σιλικόνη και στα εννιά κελιά πιάνουμε την εννιάδα από τις δυο άκρες της, την σηκώνουμε και την γυρίζουμε προσεκτικά ώστε η μπλε πλευρά να είναι προς τα επάνω (είναι πιο εύκολο να συνεργαστούν δυο άτομα για αυτό το στάδιο). Την τοποθετούμε δίπλα ακριβώς από τη γραμμή που είχαμε σημαδέψει πιο πριν (της μέσης του γυαλιού-πλεξιγκλάς). Με τον ίδιο τρόπο βάζουμε σιλικόνη στα 9 κελιά της δεύτερης εννιάδας και την κολλάμε δίπλα από την πρώτη αλλά ανάποδα. Για να καταλάβουμε εδώ ακριβώς τι πρέπει να κάνουμε, θα πρέπει να δούμε και κάποια σχήματα!

Το παρακάτω σχήμα μας δείχνει πώς συνδέονται τα κελιά μεταξύ τους:

Όταν θα κολληθούν και οι τέσσερις εννιάδες θα προκύψει το παρακάτω σχέδιο:

Βλέπουμε πως μοιάζει με τέσσερις μπαταρίες έτοιμες να συνδεθούν σε σειρά να μας δώσουν το άθροισμά τους σε Volts.

Κόλληση των εννιάδων μεταξύ τους

Στο επόμενο βήμα θα κολλήσουμε τις εννιάδες μεταξύ τους με το bus-wire (φαρδιά καλωδιοταινία) με δύο τρόπους.

1) Οι ακροδέκτες θα βγούν κοντά και στο κέντρο

2) Οι ακροδέκτες θα βγουν μακριά στα πλάγια

και θα προκύψουν τα παρακάτω σχήματα:

Καλύτερος τρόπος είναι αυτός στο Σχήμα 1, γιατί οι ακροδέκτες, από τους οποίους θα πάρουμε τελικά το ρεύμα, είναι κοντά και μπορούν να βγούν από μια μόνο τρύπα προς τα έξω, όπου θα τους περιμένει το κουτί διακλαδώσεως πίσω από το πάνελ.

Μπορούμε να βγάλουμε τις καλωδιοταινίες απευθείας έξω από το πάνελ αντί για καλώδιο. Το καλώδιο είναι κάποιας διατομής που δεν θα επιτρέψει στο τέλος να έρθουν κοντά το πίσω με το μπροστά τζάμι. Αντίθετα η καλωδιοταινία είναι αρκετά «πλακέ» ώστε να μην εμποδίζει στο επόμενο βήμα.

Τοποθετούμε το μπροστά τζάμι

Αφού σιγουρευτούμε πως όλα μέχρι στιγμής έχουν πάει καλά, δηλαδή μετράμε με το πολύμετρο τους ακροδέκτες που βγαίνουν από το πάνελ και μετρήσουμε κάποια volt, μπορούμε να συνεχίσουμε στην τοποθέτηση του μπροστά τζαμιού.

Βάζουμε σιλικόνη γύρω-γύρω στο κάτω τζάμι (που έχουμε κολλήσει τα κελιά).

Μετά τοποθετούμε το μπροστά τζάμι προσεκτικά και απόλυτα παράλληλα με το κάτω, ώστε με το πρώτο ακούμπημα να κολλήσει γύρω-γύρω ταυτόχρονα. Το βάρος του τζαμιού θα πιέσει τη σιλικόνη και θα κολλήσει για τα καλά, ενώ μπορούμε να προσθέσουμε και εμείς λίγη πίεση με τα χέρια μας πολύ προσεκτικά και σε όλο το τζάμι (όχι μόνο στη μια γωνία). Το τζάμι που κολλάμε θα ακουμπήσει και θα πιέσει να κολλήσουν πιο εφαρμοστά στην πλάτη τα κελιά. Δε θα σπάσουν γιατί τα έχουμε κολλήσει βάζοντας σιλικόνη μόνο στις αγώγιμες ράγες τους, όπου δέχονται όλη την πίεση, γιατί είναι το πιο δυνατό τους σημείο. Βέβαια όσο πιο γρήγορα φτάσουμε στο σημείο αυτό τόσο το καλύτερο για να ρέει ακόμα εύκολα η σιλικόνη των κελιών. Το αφήνουμε να στεγνώσει η σιλικόνη για ένα-δύο 24ωρα. Είναι μια μέθοδο που κάνει το πάνελ συμπαγές και ανθεκτικό.

Η αποζημίωση της κούρασής μας έρχεται στο τέλος. Φανταστείτε πως θα νοιώθετε όταν το τελειώσετε και κάθεστε στον καναπέ σας και δίπλα σας έρχεται ένα καλώδιο με καθαρή πράσινη ενέργεια την οποία μπορείτε να εκμεταλλευτείτε για οποιοδήποτε λόγο.

Καλές κατασκευές ! ! !

Έιδη φωτοβολταϊκών κελιών

2011-01-30T18:26:00.004+02:00

Είδη φωτοβολταϊκών κελιών

Με τη ραγδαία ανάπτυξη που έχει ο τομέας της επιστήμης των φωτοβολταϊκών, κάθε τόσο βλέπουμε στα νέα ότι γεννιούνται καινούριοι τρόποι παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος από τον ήλιο. Η τιμή των φωτοβολταϊκών πάνελ είναι τόσο μεγαλύτερη όσο πιο καινούρια είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιούν. Αυτό εξάλλου είναι λογικό και ισχύει στα περισσότερα αγαθά της αγοράς, καθώς όσο πιο καινούρια τεχνολογία χρησιμοποιούν όλο και μεγαλύτερη είναι η απόδοση, η εφαρμογή και η καινοτομία τους.

Τα φωτοβολταϊκά κελιά χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με το υλικό που είναι φτιαγμένα, την τεχνολογία που χρησιμοποιούν, το λόγο απόδοση/επιφάνεια, τη μείωση της απόδοσής τους με την πάροδο του χρόνου και πολλά άλλα. Βέβαια αξίζει να παρατηρηθεί ότι το 90% περίπου των φωτοβολταϊκών παράγονται με πρώτη ύλη το πυρίτιο. Υπάρχει άφθονο στη φύση και είναι σε σειρά δεύτερο μετά από το οξυγόνο.

Οι πιο διαδεδομένοι τύποι φωτοβολταϊκών κελιών είναι:

1) Άμορφου πυριτίου

2) Πολυκρυσταλλικού πυριτίου

3) Μονοκρυσταλλικού πυριτίου

Άμορφου πυριτίου

Είναι τα πιο φθηνά στην αγορά αλλά και με τη μικρότερη απόδοση. Η αιτία για το μικρό κόστος και την μικρή απόδοση είναι η εύκολη και απλή διαδικασία παρασκευής του από λεπτό φύλλο πυριτίου πάνω σε γυαλί ή αλουμίνιο. Λέγεται άμορφο γιατί η σειρά που κατανέμονται τα άτομα του πυριτίου είναι τυχαία. Η απόδοσή του είναι 6-8%. Η θερμοκρασία σε μεγάλο βαθμό δεν το επηρεάζει, και η απόδοσή τους είναι σχεδόν ίδια και σε συνθήκες συννεφιάς. Ένα από τα μειονεκτήματά τους είναι ο μικρός λόγος απόδοση προς επιφάνεια. Έτσι αν χρησιμοποιήσουμε άμορφο πυρίτιο για την ίδια ισχύ θα χρειαστούμε σχεδόν διπλάσιο χώρο. Όσον αφορά τη διάρκεια ζωής τους υπάρχουν αμφιβολίες αφού ο χρόνος και η πράξη θα το δείξει κατά πόσο στέκουν οι 20χρονες εγγυήσεις που δίνουν οι εταιρίες.

Πολυκρυσταλλικού πυριτίου

Είναι επίσης φθηνά αλλά όχι σαν αυτά του άμορφου πυριτίου. Έχουν αρκετά μεγαλύτερη απόδοση από τα προηγούμενα που φτάνει από 13-15%. Οι κρυσταλλικές περιοχές είναι ορατές στην επιφάνεια των κελιών και όσο μεγαλύτερες είναι τόσο μεγαλύτερη είναι και η απόδοση των κυψελών.

Μονοκρυσταλλικού πυριτίου

Είναι ακριβότερα αλλά έχουν τον μεγαλύτερο λόγο απόδοσης/επιφάνειας. Η απόδοσή τους κυμαίνεται από 15-18% ενώ στο εργαστήριο έχει παρατηρηθεί απόδοση και 25% ! ! !


Nano solar cell (Νανοτεχνολογίας)

Η τιμή, η απόδοση αλλά και η ευρεία κατανάλωση, έχουν κατατάξει τα πολυκρυσταλλικά και τα μονοκρυσταλλικά κελιά πρώτα στη λίστα αγοράς όλων αυτών που θέλουν να ασχοληθούν με τις φωτοβολταϊκές ερασιτεχνικές κατασκευές.

Υλικά για την κατασκευή ηλιακού πάνελ.

2011-01-30T02:48:00.004+02:00

Υλικά

Τα υλικά κατασκευής φωτοβολταϊκού πάνελ είναι σημαντικό να είναι καλής ποιότητας τόσο για την απόδοσή του όσο και για τη φθορά του στο χρόνο. Έτσι πρέπει να βρούμε κάποιους προμηθευτές με εμπειρία και πολλές πωλήσεις στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Βέβαια η κατασκευή χειροποίητου ηλιακού πάνελ αποτελεί ερασιτεχνική δουλειά όπως και να το κάνουμε. Για αυτό το λόγο μην αναλωθούμε και τόσο στην επιλογή των υλικών ειδικά εάν είναι το πρώτο μας πάνελ.

Σίγουρο όμως είναι ότι κάθε νέο πάνελ θα φτιάχνεται με πολλή περισσότερη φροντίδα και επαγγελματικές διαδικασίες. Το αποτέλεσμα τελικά θα μας ανταμείψει, δηλαδή το γεγονός ότι φτιάξαμε μια ηλιακή γεννήτρια-μπαταρία η οποία θα μας τροφοδοτεί με ρεύμα από τον ήλιο τις ηλεκτρικές συσκευές μας.

Θα χρειαστούμε:

1) Φωτοβολταϊκά κελιά ή Ηλιακές κυψέλες

2) Καλωδιοταινία λεπτή και φαρδιά

3) Flux pen (καθαριστικό επαφών)

4) Δίοδο

5) Συγκόλληση (σολντερίνη)

6) Σιλικόνη

7) Τζάμι ή πλεξιγκλάς

8) Κορνίζα αλουμινίου

9) Κουτί ηλεκτρολογικών συνδέσεων

Πάμε να τα δούμε ένα-ένα.

Φωτοβολταϊκά κελιά ή Ηλιακές κυψέλες

Είναι η καρδιά της κατασκευής μας. Όσο καλύτερες είναι οι κυψέλες μας τόσο περισσότερη απόδοση θα έχουμε. Κυψέλες μπορούμε να προμηθευτούμε από το εμπόριο ειδικά στο εξωτερικό. Υπάρχουν εργοστάσια παραγωγής φωτοβολταϊκών κελιών και στην Ελλάδα αλλά οι τιμές τους βρίσκονται σε υψηλά επίπεδα για ερασιτεχνικές κατασκευές. Τον τελευταίο χρόνο έχουν εμφανιστεί πωλήσεις κυψελών μεταχειρισμένων και καινούριων σε πολύ καλές τιμές σε διάφορα site αγγελιών και δημοπρασιών. Βλέπε www.Ricardo.gr , www.Emarket.gr κτλ. Εγώ κάπως έτσι ξεκίνησα για τα πρώτα μου πάνελ και απέκτησα κάποια πείρα έπειτα.

Πολυκρυσταλλικές

Μονοκρυσταλλικές

Υπάρχουν κυρίως τα μονοκρυσταλλικά και τα πολυκρυσταλικά κελιά διαθέσιμα για ερασιτεχνικές κατασκευές. Με τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μεν και των δε, δεν θα ασχοληθούμε εδώ αλλά θα γίνει αναλυτική αναφορά σε άλλο post. Εκείνο που πρέπει να προσέξουμε κατά την αγορά τους είναι η απόδοσή τους, το μέγεθος, τη συσκευασία που θα μας τα στείλουν για να έχουμε τις λιγότερες απώλειες κατά τη μεταφορά και αν μας καλύπτουν για αυτές, και τέλος αν στην τιμή τους περιλαμβάνονται και τα παρελκόμενα.

Καλωδιοταινία λεπτή και φαρδιά

Είναι ειδικές καλωδιοταινίες για κατασκευή φωτοβολταϊκών πάνελ και είναι υψηλής αγωγιμότητας και επικαλυμμένες με καλάι (κόλληση). Δεν χρειάζεται επιπλέον σολντερίνη για τη συγκόλληση των κελιών.

Tab και Bus wire

Η λεπτή καλωδιοταινία (tab-wire) είναι απαραίτητη για τη σύνδεση των κυψελών μεταξύ τους. Πρέπει να κοπεί σε κομμάτια μήκους ανάλογα με ο μέγεθος των κελιών που θα ασχοληθούμε. Η φαρδύτερη (bus-wire) χρειάζεται για τη συνδεσμολογία των εννιάδων μεταξύ τους (στην πάνω και κάτω μεριά του πάνελ) αλλά και για την έξοδο του ρεύματος έξω προς το κουτί διασύνδεσης. Συνήθως περιέχονται στο πακέτο των φωτοβολταϊκών κελιών.

Ενδεικτικά: Για την κατασκευή ενός ηλιακού πάνελ 4x9=36 κυψελών πολυκρυσταλλικών διαστάσεων 8x15 εκατοστά η κάθε μία χρειάζονται 12 μέτρα λεπτή και πάνω από ένα μέτρο φαρδιά καλωδιοταινία.

Flux pen (καθαριστικό επαφών)

Είναι το καθαριστικό των επαφών. Παίρνει τη θέση της πάστας καθαρισμού για όσους γνωρίζουν από κολλήσεις ηλεκτρονικών. Είναι σε μορφή μαρκαδόρου για να έχει εύκολη και γρήγορη εφαρμογή. Συνήθων για να τρέξει υγρό flux στη μύτη του μαρκαδόρου πρέπει να βυθίσουμε τη μύτη του πιέζοντάς τον σε ένα χαρτόνι απαλά. Μόλις υγρανθεί είναι έτοιμο για χρήση. Περνάμε της γραμμές-επαφές μεταφοράς των κελιών πριν την κόλληση προσέχοντας να μην λερώσουμε όσο μπορούμε την μπλε επιφάνειά τους γιατί ίσως μετά να θέλουν πλύσιμο σε κατσαρόλα με χλιαρό νερό.

Δίοδο

Τη δίοδο θα τη χρειαστούμε στο τέλος. Έχει την ιδιότητα να διαρρέεται μόνο από τη μια κατεύθυνση της με ρεύμα ενώ από την άλλη το μηδενίζει. Συνδέεται λοιπόν σε σειρά με τον θετικό πόλο του πάνελ και παρεμβάλλεται ανάμεσα από το πάνελ και το υπόλοιπο σύστημα (ρυθμιστής φόρτισης, μπαταρία κτλ.) Η δουλειά της είναι να προστατεύει την κατασκευή μας από τα επιστρεφόμενα ρεύματα (μπαταρία à πάνελ) με ελάχιστο αλλά υπαρκτό κίνδυνο να καούν οι κυψέλες μας.

Συγκόλληση (σολντερίνη)

Αν θα χρειαστούμε συγκόλληση θα είναι πολύ λίγη. Για ένα πάνελ μπορεί να χρησιμοποιήσουμε 20-30 πόντους μόνο. Θα μας χρειαστεί για τη συγκόλληση των tabwire με τα buswire, για τη δίοδό μας, τις συνδέσεις μέσα στο κουτί διασύνδεσης αλλά μπορεί να χρειαστεί και στην κόλληση της tabwire στην πίσω μεριά των κελιών (ΠΡΟΣΟΧΗ: Να αποφεύγετε να χρησιμοποιείτε συγκόλληση πάνω στα κελιά γιατί χρειάζεται ειδικός χειρισμός à γρήγορα για να μη καεί η επαφή του κελιού και δεν κολλάει η ταινία μας μετά).

Σιλικόνη

Σιλικόνη θα χρειαστούμε για την κόλληση των κελιών με την πλάτη του φωτοβολταϊκού μας πλαισίου και στην κόλληση των τζαμιών-πλεξιγκλάς μεταξύ τους. Δεν χρειάζεται νομίζω να πούμε κάτι άλλο εδώ. Καλό είναι να έχουμε πιστόλι σιλικόνης για γρήγορη εφαρμογή.

Τζάμι ή πλεξιγκλάς

Είναι προσωπική επιλογή εάν θα φτιαχτεί το πάνελ με τζάμι ή πλεξιγκλάς. Το κάθε ένα έχει τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά του.

Τζάμι	Πλεξιγκλάς
Σκληρό= Στέρεα κατασκευή πλαισίου	Μαλακό= Κάμπτεται το πλαίσιο
Δεν χαράσσεται	Χαράσσεται
Δεν θολώνει από τον ήλιο	Υπάρχει πιθανότητα να γίνει
Αποβάλλει τη θερμότητα	Λειτουργεί σαν μόνωση
Φθηνό	Ακριβό
Σπάει στο χαλάζι-πέτρες	Άθραυστο

Κορνίζα αλουμινίου

Πρίν το τέλος θα έχουμε δύο τζάμια ή δυο πλεξιγκλάς κολλημένα μεταξύ τους με σιλικόνη. Οι τέσσερις πλευρές τους πρέπει να καλυφθούν με ένα αλουμινένιο πλαίσιο. Έτσι θα προστατέψουμε την κατασκευή μας από την υγρασία, θα την κάνουμε πιο στιβαρή στις μετακινήσεις αλλά και θα μπορέσουμε να το στηρίξουμε κάνοντας τρύπες στο αλουμίνιο. Απαραίτητα πρέπει το πλαίσιο να είναι από αλουμίνιο για να κάνουμε ελαφριά την κατασκευή μας αλλά και άφθαρτη όσο μπορούμε στο χρόνο (σίδηρο σγουριάζει-φθείρεται).

Κουτί ηλεκτρολογικών συνδέσεων

Τέλος θα χρειαστεί ένα πλαστικό κουτί διακλαδώσεως ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων εξωτερικό. Αυτό θα κολληθεί στην πλάτη του πάνελ και θα έχει τις αναμονές (θετική-αρνητική) μαζί με τη δίοδο (όπως είπαμε πριν). Θα παρέχει στεγανότητα και ασφάλεια των συνδέσεών μας. Ιδανικό κουτί για τέτοια δουλειά είναι τα τετράγωνα που έχουν καπάκι με τέσσερις βίδες και λαστιχάκι. Είναι πιο χρονοβόρο να ξεβιδώσεις τις βίδες να το βγάλεις αλλά με αυτό τον τρόπο δεν ασκείς μεγάλη πίεση στο κουτί και διασφαλίζουμε πως δε θα το ξεκολλήσουμε από το τζάμι ή πλεξιγκλάς σε μελλοντικές αλλαγές.

Αυτά είναι όλα τα υλικά που θα χρησιμοποιήσουμε για να φτιάξουμε ένα χειροποίητο φωτοβολταϊκό πάνελ βάζοντας μεράκι και υπομονή για να έρθει και να μας ανταμείψει το ευχάριστο αποτέλεσμα.

Ρεύμα από τον ήλιο – Δωρεάν !!!

Τι εργαλεία χρειαζόμαστε για την κατασκευή φωτοβολταϊκού πάνελ;

2011-01-29T23:49:00.001+02:00

Εργαλεία

Πρέπει να καταλάβουμε εδώ πως για να φτιάξουμε το δικό μας φωτοβολταϊκό πάνελ δεν χρειάζεται να έχουμε τεράστια πείρα στις κολλήσεις ηλεκτρονικών. Αυτό που χρειάζεται όμως είναι να εξικοιωθούμε στη συγκεκριμένη κίνηση, δηλαδή το «σύρσιμο» του κολλητηριού πάνω στη φωτοβολταϊκή κυψέλη. Λίγο το σταθερό χέρι, λίγο η υπομονή και θα καταφέρουμε να κολλήσουμε τα κελιά μας γρήγορα, με ακρίβεια και επιδεξιότητα. Ένας καλός ηλεκτρονικός πρέπει να υποστηρίζεται βέβαια από ένα καλό ερασιτεχνικό εργαστήριο ηλεκτρονικής. Θα χρειαστούμε κάποια εργαλεία. Ας δούμε ποια είναι αυτά που θα μας βοηθήσουν να έχουμε μια επιτυχημένη κατασκευή αλλά και εύκολη διαδικασία (αφού μπορεί να παιδευτούμε άδικα με λάθος εξοπλισμό).

Τα εργαλεία είναι:

1) Κολλητήρι

2) Χάρακας

3) Ένα μεγάλο τραπέζι-πάγκος-χαρτόνι

4) Ψαλίδι

Ας τα δούμε και αναλυτικά το κάθε ένα!

Κολλητήρι

Το κολλητήρι είναι το πιο εύχρηστο εργαλείο ενός ερασιτέχνη ηλεκτρονικού. Τα είδη είναι πολλά. Επιλέγουμε κολλητήρι πάντα με γνώμονα τι θέλουμε να κολλήσουμε με αυτό. Στην προκειμένη περίπτωση το αντικείμενο που θα ασχοληθούμε είναι τα φωτοβολταϊκά κελιά ή ηλιακές κυψέλες οι οποίες είναι και πολύ ευαίσθητες-εύθραυστες. Καλό λοιπόν είναι το κολλητήρι μας να είναι ελαφρό για να μπορούμε να το χειριστούμε με ακρίβεια και χωρίς να κουραστούμε. Τα κολλητήρια τύπου πιστολιού δεν ενδείκνυνται. Αυτά που έχουν καταλάβει αυτόν τον τομέα είναι όπως αυτό στην παρακάτω εικόνα.

Τεχνικά χαρακτηριστικά:

Τάση τροφοδοσίας: 220V

Ισχύς: περίπου 30Watt

Μύτες: μυτερή και πλακέ

Είναι ελαφρό οπότε μπορούμε να το χειριστούμε με ακρίβεια. Δεν ζεσταίνονται υπερβολικά οπότε προστατεύονται οι κυψέλες μας από το κάψιμο.

Χάρακας

Αυτό όλοι το ξέρουμε και δεν χρειάζεται να μπούμε σε λεπτομέρειες. Θα μας χρειαστεί τη στιγμή που πρέπει να κόψουμε την καλωδιοταινία μας σε κομματάκια. Θα τον χρειαστούμε να χαράξουμε μια γραμμή στο τραπέζι-πάγκο ή στο χαρτόνι μας ώστε να μας βοηθά να μην παρεκλίνουμε της ευθείας καθώς κολλάμε το ένα κελί με το άλλο.

Τραπέζι-Πάγκος-Χαρτόνι

Χρειαζόμαστε ένα τραπέζι ή πάγκο στις διαστάσεις του πάνελ που θέλουμε να φτιάξουμε και λίγο μεγαλύτερο. Εάν δεν έχουμε στη διάθεσή μας τόσο μεγάλο τραπέζι ή φοβόμαστε μη το χαλάσουμε καλό είναι να βρούμε ένα χαρτόνι σκληρό όπως αυτό από τα χαρτόκουτα από τις ηλεκτρικές συσκευές (τηλεόρασης, ψυγείου κτλ.) Πάνω σε αυτό μπορούμε άνετα να κολλήσουμε καλούπια με σταυρούς πλακιδίων, να γράψουμε μια ευθεία με το χάρακά μας και γενικά να εργαστούμε χωρίς περιορισμούς.

Ψαλίδι

Θα το χρειαστούμε όταν κόβουμε την καλωδιοταινία σε κομμάτια για τη συγκόλληση στα κελιά μας. Πρέπει να σιγουρευτούμε πως αφήνει τις κομμένες άκρες ευθείες και όχι στραπατσαρισμένες γιατί θα είναι δύσκολο μετά να έρθουν σε εφαρμογή με τις κυψέλες.

Καταναλώνω, καταναλώνεις, καταναλώνουμε . . .

2011-01-22T04:45:00.003+02:00

Καταναλώσεις και Οικονομία

Και ποιός δε θα ήθελε να πληρώνει λιγότερο στους λογαριασμούς της ΔΕΗ. Όλοι θέλουμε να κάνουμε οικονομία στην κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος στο σπίτι μας ή την επιχείρησή μας με σκοπό την μείωση των εξόδων του λογαριασμού της ΔΕΗ. Για να πετύχουμε κάτι τέτοιο πρέπει να γνωρίζουμε πολύ καλά τί καταναλώνουν κάθε μια από τις οικιακές μας συσκευές. Μόνο έτσι μπορούμε να ψαλιδίσουμε λίγο τους φουσκωμένους λογαριασμούς μας.

Πάμε να δούμε τί καταναλώνουν κάποιες από τις οικιακές συσκευές μας. Στο πινακάκι που ακολουθεί φαίνεται η συσκευή, η σχετική τιμή της στο εμπόριο, η κατανάλωσή της σε Watt/Hrs (βατ-ώρες) και σε χρήματα.

Πάμε να υπολογίσουμε από τον παραπάνω πίνακα ποιά θα είναι η χρέωση μιας τυχαίας μέρας ενός νοικοκυριού. Ας υποθέσουμε τις παρακάτω καταναλώσεις των συσκευών:

1) 2 πλυντήρια χωρίς στεγνωτήριο 2x1,05=2.10 Kwh

2) Το ψυγείο που καταναλώνει όλη την ημέρα 0,89 Kwh

3) 4 ώρες λειτουργίας υπολογιστή 4x0,25=1 Kwh

4) 3 ώρες τηλεόραση 3x0,17=0,5 Kwh

5) 20 λεπτά για να φτιάξουμε τον καφέ μας 1/3x1,2=0,4 Kwh

6) 30 λεπτά για να ζεστάνουμε νερό για μπάνιο 0,5x4,5=2,25 Kwh

7) Μαγειρέψαμε 2 φορές από 1,5 ώρα 3x0,99=3 Kwh

Σύνολο 10,14 Kwh

Εάν καταναλώνουμε περίπου 10 Kwh κάθε μέρα τότε το μήνα θα έχουμε 30x10=300 Kwh. Και αν πολλαπλασιάσουμε με το 0,09 που είναι η τιμή της Kwh τότε 300x0,09=27 Euro το μήνα.

Ας δούμε τι είναι πραγματικά αυτό που φουσκώνει το λογαριαμό μας και ας προσπαθήσουμε να το μειώσουμε. Αν κοιτάξουμε προσεκτικά στον παραπάνω υπολογισμό θα δούμε πως η κύρια αιτία είναι :

1) Το πλυντήριο

2) Η κουζίνα

3) ...και φαρμακερό... Ο θερμοσίφωνας.!!

Κοιτάξτε τώρα τι γίνεται με την αγορά ενός ηλιακού θερμοσίφωνα. Αμέσως το κόστος θέρμανσης νερού με το συμβατικό θερμοσίφωνα πέφτει περίπου στο 0 (λέω "περίπου" γιατί κάποιες μέρες στη διάρκεια του χρόνου δεν θα έχουμε ήλιο και επομένως ζεστό νερό). Στη συνέχεια ας συνδέσουμε το πλυντήριο με τον ηλιακό μας θερμοσίφωνα για να τροφοδοτείται απευθείας με ζεστό νερό. Σε αυτή την περίπτωση το πλυντήριο καταναλώνει περίπου το μισό. Συνεπώς οι συνολικές Kwh που ήταν 10 για κάθε ημέρα, με τα νέα δεδομένα θα πέσουν στις 10-3,3=6,7 Kwh και τα έξοδα από 27 ευρώ πέφτουν στα 6,7x30x0,09=18 ευρώ. Κερδίζουμε δηλαδή αμέσως αμέσως 9 ευρώ το μήνα.

Τα θετικά μιας τέτοιας κίνησης φαίνονται τόσο στην τσέπη μας όσο και στο περιβάλλον αφού μειώνονται στο 1/3 οι εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα CO₂ .

Φωτοβολταϊκά...; Τι είναι αυτό ;

2011-01-21T02:39:00.006+02:00

Πώς παράγουν ρεύμα τα φωτοβολταϊκά

Σαν μια μικρή εισαγωγή μπορούμε να πούμε ότι φωτοβολταϊκά είναι εξειδικευμένες μπαταρίες. Όπως κάθε μπαταρία έχει κάποιο χημικό τρόπο που παράγει το ρεύμα της, έτσι και τα φωτοβολταϊκά έχουν τον τρόπο τους. Δεν είναι ο χημικός ο τρόπος εδώ αλλά το αποτέλεσμα φυσικών φαινομένων στον μικρόκοσμο των κυψελών που ανακάλυψε το 1839!!! ο Μπεκερέλ (Becquerel, Pv Solar cell). Με λίγα λόγια τα φωτοβολταϊκό είναι ένας μετατροπέας της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική που βρίσκει πολλές εφαρμογές στη σύγχρονη εποχή.

Εάν μεταφερθούμε στον μικρόκοσμο μιας φωτοβολταϊκής κυψέλης και πιο συγκεκριμένα στην τομή της, θα διακρύνουμε οτι είναι κατασκευασμένη από τρία στρώματα τα οποία είναι υπεύθυνα για το φιανόμενο.

1ο στρ.) n-type (τύπου-n)

2ο στρ.) Ηλεκτρικό χάσμα

3ο στρ.) p-type (τύπου-p)

Στο πρώτο (n-type) και στο τρίτο στρώμα (p-type) υπάρχει αρνητικό φορτίο δεσμευμένο στο πυρίτιο. Το δεύτερο στρώμα (ηλεκτρικό χάσμα) εμποδίζει την ελεύθερη ροή ηλεκτρονίων από το 1ο στρώμα στο τρίτο και αντίστροφα. Αυτή η μεταφορά θέλει μια υποβοήθηση από εξωτερικό αίτιο που στην προκειμένη περίπτωση είναι το φως (ήλιος).

Το φως του ήλιου αποτελείται από υπέρυθρες-ορατές-και υπεριώδης ακτίνες. Όταν λοιπόν πέφτει πάνω σε μια φωτοβολταϊκή κυψέλη ή αντίστοιχα σε ένα πάνελ (συστοιχία Φ/Β κυψελών) άλλες συχνότητες ανακλούνται, άλλες το διαπερνούν και άλλες απορροφούνται. Οι τελευταίες είναι αυτές που παράγουν το ρεύμα (διαφορά δυναμικού) στις δύο επιφάνειες των κυψελών (πάνω και κάτω). Αυτές που απορροφούνται είναι που αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια της p-τύπου πλάκας και τους δίνουν ενέργεια να ξεπεράσουν το ηλεκτρικό χάσμα και να βρεθούν στην n-τύπου πλάκα. Τα ηλεκτρόνια που φτάνουν στην πάνω πλάκα δεν μπορούν να ξαναγυρίσουν και παρουσιάζεται πλεόνασμα αρνητικού φορτίου. Θα υπάρξει θετικό φορτίο αντίστοιχα στην κάτω.

Το πλεόνασμα αυτό μπορούμε να το εκμεταλευτούμε με διάφορους τρόπους π.χ. συνδέοντας τις δυο πλευρές της κυψέλης με έναν λαμπτήρα, και χρησιμοποιόντας ως θετικό πόλο την κάτω πλάκα και αρνητικό την πάνω. Η συμπεριφορά της κυψέλης δε θα έχει να ζηλέψει τίποτα από μια κοινή μπαταρία με την προϋπόθεση να δημιουργείται συνεχώς το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, δηλαδή να "πέφτει" συνέχεια φως στην πάνω πλάκα της κυψέλης.

Και αν σκεφτούμε πως ο χρόνος ζωής μιας οποιαδήποτε μπαταρίας είναι 2, 3, 5, 10 χρόνια το πολύ, τα φωτοβολταϊκά έχουν χρόνο ζωής πάνω από 25 χρόνια με τις περισσότερες εταιρίες κατασκευής τους να δίνουν εγγυήσεις 25 χρόνια για την 80% απόδοσής τους. Είναι τρέλα...!!!

Και φορτιστής τους... ο ήλιος...!!