ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ PANEL

Πολλοί ρωτούν για ποιό λόγο φτιάχνουμε τα φωτοβολταικα πάνελ με τάση πάνω από 17 ή 18 Volt και όχι με 12 Volt. Ο κυριότερος λόγος είναι ότι οι μπαταρίες των 12 Volt δεν φορτίζουν με 12 Volt αλλά με περίπου 14 Volt (όχι ακριβώς, αλλά …δεν είναι του παρόντος). Έτσι κι αλλιώς μεταξύ του πάνελ και της μπαταρίας απαιτείται ένας ρυθμιστής φόρτισης ο οποίος θέλει πάνω από 15V για να φορτίσει σωστά τη μπαταρία… Και για να πιάνουμε αυτή την τάση ακόμη και με ελαφριά συννεφιά ή τις πρωινές και απογευματινές ώρες, χρειαζόμαστε λίγο παραπάνω από 15 Volt.

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ

1.     Με ένα μικρό κατσαβίδι, ξύνουμε πολύ ελαφρά τις δύο λευκές γραμμές-οδηγούς στην μπροστινή πλευρά της κάθε φωτοβολταϊκής κυψέλης, πάνω στις οποίες θα κολλήσουμε τις ταινίες διασύνδεσης από χαλκό. Το ίδιο κάνουμε και στις γραμμές (ή στα μικρά τετράγωνα πλαίσια) στην πίσω πλευρά όλων των κυψελών. Δεν ξύνουμε πολύ, μόνο όσο χρειάζεται για να φύγει λίγο το άσπρο χρώμα και να αποκαλυφθεί λίγο ασημί χρώμα από κάτω.

ΚΟΛΛΗΣΗ ΧΑΛΚΟΤΑΙΝΙΑΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗΣ ΣΤΙΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ

1.     Καθαρίζουμε με λίγο υγρό κολλήσεων (υγρό flux, σαν την πάστα-λίπος κολλήσεων αλλά σε υγρή μορφή / πωλείται από καταστήματα ηλεκτρονικού υλικού) την γραμμή πάνω στην οποία θα κολλήσουμε την χαλκοταινία διασύνδεσης.

2.     Ευθυγραμμίζουμε με το ένα χέρι ένα κομμάτι ταινίας πάνω στην αριστερή γραμμή. Κρατάμε την ταινία στη θέση της με τα δάκτυλα ή ένα κατσαβιδάκι. Η μισή θα διατρέχει την λευκή γραμμή πάνω στην κυψέλη και η άλλη μισή θα κρέμεται προς τα κάτω ελεύθερα. Ξεκινάμε την κόλληση με το κολλητήρι να ξεκινάει από τη μέση περίπου της κυψέλης ως πάνω και μετά κολλάμε ξεκινώντας από τη μέση ως κάτω. Κάνουμε το ίδιο και στην 2η, δεξιά γραμμή.

3.     Με αυτό τον τρόπο θα κολλήσουμε τις καλωδιοταινίες, προς το παρόν ΜΟΝΟ στην μπροστινή (μπλε) πλευρά των κυψελών και στις 36 κυψέλες.

4.     Όταν κολλήσουμε από 2 ταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά σε ΟΛΕΣ τις κυψέλες, παίρνουμε 4 από αυτές τις κυψέλες, τις γυρνάμε ανάποδα και κολλάμε με τον ίδιο τρόπο άλλες δύο ταινίες στην ΠΙΣΩ πλευρά, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση!

5.     Έτσι θα έχουμε στο τέλος 32 κυψέλες με καλωδιοταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά και άλλες 4 κυψέλες με ταινίες ΚΑΙ ΜΠΡΟΣΤΑ ΚΑΙ ΠΙΣΩ (βλ. αμέσως επόμενη φωτογραφία, σαν την κυψέλη – που είναι μόνη της- στο πάνω-δεξί τμήμα της φωτογραφίας και έχει ταινίες διασύνδεσης και από την εμπρός και από την πίσω πλευρά).

Στις επόμενες δύο φωτογραφίες φαίνεται ένα καλούπι που έχω φτιάξει από κοντραπλακέ για να κρατά ευθυγραμμισμένες τις κυψέλες και να βοηθά στις κολλήσεις. Αυτό είναι προαιρετικό, απλά μια ιδέα.

Οι μικροί σταυροί που φαίνονται χρησιμοποιούνται από τους τεχνίτες που τοποθετούν πλακάκια.

Όταν τελειώσουν οι κολλήσεις, τοποθετώ το πλέξιγκλας της πλάτης από πάνω και με τη βοήθεια ενός δεύτερου ατόμου γυρνάω ανάποδα ώστε οι κυψέλες να βρεθούν στην τελική τους θέση, όπως φαίνεται στην επόμενη φωτογραφία.

ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΤΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ

Θα φτιάξουμε 4 κάθετες στήλες με 9 κυψέλες στην κάθε στήλη. Προσοχή στην πολικότητα: Η πίσω πλευρά της κάθε κυψέλης είναι το θετικό και η μπροστά πλευρά το αρνητικό.

Όλες οι κυψέλες θα διασυνδεθούν σε σειρά, δηλαδή το αρνητικό της μιας με το θετικό της άλλης εναλλάξ.

Η κάθε στήλη θα αρχίζει με μια κυψέλη από τις 4 που έχουν ταινία διασύνδεσης και μπροστά και πίσω. Θα συνεχίζει με 8 κυψέλες που έχουν καλωδιοταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά.

1.     Τοποθετούμε ανάποδα πάνω στο τζάμι που θα χρησιμοποιήσουμε σαν πλάτη, την 1η κυψέλη από αυτές που έχουν καλωδιο μπρος-πίσω, έτσι ώστε να βλέπουμε την πίσω (θετική) πλευρά της κυψέλης. Τα καλώδια της πίσω (θετικής) πλευράς να πηγαίνουν προς τα πάνω και τα καλώδια που είναι κολλημένα στην μπλε (αρνητική) πλευρά να έρχονται προς τα κάτω.

2.     Κάτω από τα καλώδια που εξέρχονται από την μπλε (αρνητική) πλευρά, τοποθετούμε πάλι ανάποδα μια από τις άλλες 32 κυψέλες (από αυτές που έχουν καλώδια μόνο στην μπλε πλευρά). Κολλάμε τα καλώδια που έρχονται από την μπλε (αρνητική) πλευρά της 1ης κυψέλης στην θετική πλευρά της 2ης.

3.     Συνεχίζουμε έτσι τα βήματα 1 έως 3 έως ότου ολοκληρωθεί η στήλη.

Σπρώχνουμε προσεκτικά τη στήλη στην άκρη και αρχίζουμε πάλι όπως παραπάνω τη 2η στήλη με της 9 κυψέλες, επαναλαμβάνοντας ακριβώς τα παραπάνω βήματα.

Όταν ολοκληρωθούν οι 4 στήλες, τις γυρνάμε ΠΟΛΥ ΠΡΟΣΕΚΤΙΚΑ ανάποδα, ώστε να βλέπουμε τη μπλε πλευρά. Επαναλαμβάνω, πολύ προσεκτικά!

Εδώ είναι που μπορεί να σπάσουν μερικές αν δεν προσέξουμε στο αναποδογύρισμα. Βάζουμε τις 4 στήλες στην τελική τους θέση που θα έχουν στο πάνελ.

Η ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΠΑΝΕΛ

Τώρα μένει μόνο να συνδέσουμε τις 4 στήλες μεταξύ τους ώστε να συνεχίζεται η σύνδεση σε σειρά (αρνητικό με θετικό εναλλάξ) των κυψελών και από στήλη σε στήλη. Αυτό θα γίνει χρησιμοποιώντας κομμάτια 25 εκατοστών από τη χοντρή ταινία διασύνδεσης, όπως στις επόμενες δύο φωτογραφίες.

1.     Κολλάμε τα καλώδια που εξέχουν στο κάτω μέρος της 1ης στήλης (να εξέρχονται από την μπλε ΑΡΝΗΤΙΚΗ πλευρά της 9ης κυψέλης), πάνω σε τμήμα μήκους 25 εκατοστών που κόβουμε από τη χοντρή ταινία διασύνδεσης.

2.     Στη διπλανή δεύτερη στήλη, τα καλώδια της κάτω 9ης κυψέλης που περισσεύουν προς τα κάτω, θα πρέπει να εξέρχονται από την ΘΕΤΙΚΗ πλευρά της. Περιστρέφουμε δηλαδή τη στήλη αν χρειάζεται. Κολλάμε αυτά τα καλώδια στην χοντρή ταινία διασύνδεσης που συνδέει την 1η με τη 2η στήλη στο κάτω μέρος του πάνελ.

Επαναλαμβάνουμε το ίδιο με ένα δεύτερο κομμάτι χοντρής ταινίας διασύνδηεσης μήκους 25 εκατοστών, για να συνεχιστεί το κύκλωμα (αρνητικό-θετικό) από τη 2η στην 3η στήλη, στο πάνω μέρος του πάνελ (συνδέουμε δηλαδή σε σειρά αρνητικό-θετικό τις πάνω κυψέλες της 2ης και 3ης στήλης).

Επαναλαμβάνουμε το ίδιο με ένα τρίτο κομμάτι χοντρής καλωδιοταινίας μήκους 25 εκατοστών, για να συνεχιστεί το κύκλωμα (αρνητικό-θετικό) από την 3η στην 4η και τελευταία στήλη, στο κάτω μέρος του πάνελ (συνδέουμε δηλαδή σε σειρά θετικό-αρνητικό τις κάτω κυψέλες της 3ης και 4ης στήλης).

Τέλος, πάλι με κομμάτια χοντρής ταινία διασύνδεσης μήκους περίπου 30 εκατοστών, βγάζουμε τις εξόδους + και – του πάνελ.

1.     Κολλάμε τα καλώδια που περισσεύουν προς τα πάνω της πρώτης κυψέλης της 1ης στήλης πάνω στη χοντρή ταινία διασύνδεσης, η οποία συνεχίζει μετά έξω από τη μια τρύπα στην πλάτη του πάνελ. Αυτό είναι το θετικό (+).

2.     Κολλάμε τα καλώδια που περισσεύουν προς τα πάνω της πάνω κυψέλης της 4ης στήλης, στη χοντρή καλωδιοταινία, η οποία συνεχίζει μετά έξω από την άλλη τρύπα στην πλάτη του πάνελ. Αυτό είναι το αρνητικό (-).

Σηκώνουμε λίγο μερικές κυψέλες στην 1η και 4η στήλη και βάζουμε από κάτω μια μικρή σταγόνα σιλικόνης και τις αφήνουμε για να κολλήσουν πάνω στην πλάτη του πάνελ.

Επίσης κολλάμε και τις χοντρές ταινίες διασύνδεσης πάνω στην πλάτη του πάνελ με κάποια εποξική κόλλα ή ισχυρή κόλλα στιγμής. Με προσοχή μην πιέσουμε τις κυψέλες και σπάσουν.

Η ΜΟΝΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΠΑΝΕΛ

Τώρα που τελειώσαμε με τις φωτοβολταϊκές κυψέλες, μπορούμε να τοποθετήσουμε το μπροστινό τζάμι.

Για να μην ακουμπήσει το τζάμι από το βάρος του πάνω στις κυψέλες και τις σπάσει, κολλάμε στις 4 γωνίες του 4 μικρές πλαστικές ροδέλες (ή κάτι παρόμοιο) πάχους 2 χιλιοστών (2mm) για να κρατάνε την απαιτούμενη απόσταση όταν τοποθετήσουμε το τζάμι.

Στρώνουμε διάφανη σιλικόνη (στρώση πάχους περίπου μισού εκατοστού) περιμετρικά πάνω στο πλέξιγκλας και τοποθετούμε με πολύ προσοχή το τζάμι από πάνω για να κολλήσει. Το αφήνουμε έτσι για τουλάχιστον 6 ώρες χωρίς να το μετακινήσουμε για να κολλήσει καλά.

ΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΚΑΛΩΔΙΑ

Ανοίγουμε σε ένα πλαστικό αδιάβροχο ηλεκτρολογικό κουτί δύο τρύπες και περνάμε τις δύο χοντρές καλωδιοταινίες που βγαίνουν από το πάνελ εκεί μέσα. Κολλάμε το κουτί αυτό στην πλάτη του πάνελ με μπόλικη σιλικόνη για να μην μπαίνει νερό από πίσω του.

Ανοίγουμε στο κουτί αυτό και δύο τρύπες από κάτω και περνάμε τα καλώδια που θα πηγαίνουν στη μπαταρία. Τα δένουμε κι ένα κόμπο από τη μέσα μεριά του κουτιού ώστε να μην μπορούν να τραβηχτούν έξω από τις τρύπες. Τα συνδέουμε με τις καλωδιοταινίες του πάνελ (τη θετική ταινία διασύνδεσης με το ένα καλώδιο και την αρνητική με το άλλο). Προσέχουμε ώστε να μην υπάρχει ποτέ περίπτωση να ακουμπήσουν οι δύο ταινίες διασύνδεσης του πάνελ μεταξύ τους (βραχυκύκλωμα)! Μονώνουμε το ηλεκτρολογικό κουτί με σιλικόνη από παντού όπου θα μπορούσε να μπει νερό.

Αυτό ήταν. Το φωτοβολταϊκό πάνελ είναι έτοιμο!

ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣ

Επειδή εσωτερικά στο πάνελ υπάρχει παγιδευμένος αέρας, αυτός ενδέχεται να δημιουργεί κάτω από κάποιες καιρικές συνθήκες σταγονίδια υγρασίας που μακροπρόθεσμα μπορεί να σκουριάσουν τις συνδέσεις των κυψελών. Υπάρχουν τρεις διαφορετικές λύσεις, όπως παρακάτω:

1.     Όσο μικρότερη η απόσταση μεταξύ πλάτης και μπροστινού τζαμιού, τόσο λιγότερος αέρας, άρα τόσο το καλύτερο. Έτσι λοιπόν, αν αφήσουμε ελάχιστο κενό μεταξύ πίσω πλάτης και μπροστινού τζαμιού (πχ ένα ή δύο χιλιοστά), και ελαχιστοποιούμε έτσι και τη θόλωση που μπορεί να προκύψει κάποιες μέρες.

2.     Για να εξαλειφθεί τελείως το πρόβλημα της υγρασίας, υπάρχει ένα υλικό με βάση την σιλικόνη (πωλείται σε μερικά εξειδικευμένα καταστήματα με χημικά είδη, ή την παραγγέλνουμε από το ebay ως Sylgard 184). Μπορούμε να τοποθετήσουμε τις κυψέλες στο τζάμι (και όχι να τις κολλήσουμε στην πλάτη του πάνελ) και να περιχύσουμε την πίσω πλευρά (ασημί) των κυψελών με αυτό το παχύρρευστο υγρό, το οποίο μετά από μερικές ώρες σκληραίνει και ουσιαστικά ενθυλακώνει τις κυψέλες και τις προστατεύει έτσι από τον αέρα.

3.     Τέλος, μια άλλη πολύ επαγγελματική λύση είναι η εξής: Αφού τοποθετήσουμε τις κυψέλες στο ένα τζάμι, το πηγαίνουμε σε έναν τζαμά και του ζητάμε να μας το κλείσει όπως τα διπλά τζάμια στα παράθυρα με αλουμίνιο περιμετρικά. Στα διπλά παράθυρα βάζουν κι ένα ειδικό υλικό που απορροφά την υγρασία, γι΄ αυτό και δεν θολώνουν τα διπλά παράθυρα στα σπίτια.

Το αλουμίνιο πάντως δεν είναι απαραίτητο. Για αισθητικούς λόγους μπορούμε να κολλήσουμε περιμετρικά ταινία αλουμινίου.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Το τζάμι είναι εύθραυστο, οπότε χρειάζεται προσοχή στην επιλογή του. Το ψημένο είναι καλό αλλά ακριβό. Το απλό είναι φθηνό αλλά σπάει σχετικά εύκολα, οπότε να είναι αρκετά χοντρό. Εγώ πάντως προτείνω το πολυκαρβονικό με προστασία UV.

Απλά χρειάζεται κάποια σταθερή υποστήριξη στην πίσω πλευρά γιατί αλλιώς θα λυγίσει από τη θερμότητα (μια σκληρή επιφάνεια).

Οπωσδήποτε πάντως, πρέπει και τα δύο φύλλα (εμπρός και πίσω) να είναι από το ίδιο υλικό, αλλιώς υπάρχει πρόβλημα λόγω διαφορετικού βαθμού συστολής / διαστολής των υλικών αν είναι διαφορετικά!

ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ

Για να φορτίσει ένα οποιοδήποτε πάνελ μια μπαταρία σωστά χωρίς να την καταστρέψει, απαιτείται οπωσδήποτε ένας ρυθμιστής φόρτισης.

Για να λειτουργήσουμε από τη μπαταρία συσκευές που απαιτούν 230V, απαιτείται ένας inverter 230V, που μετατρέπει τα 12V της μπαταρίας σε 230V.

Υπάρχουν ακριβοί inverter που παράγουν ΚΑΘΑΡΟ ημίτονο (σαν το ρεύμα της ΔΕΗ) και inverter ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ημίτονου (όχι τόσο “καθαρό” ρεύμα, αλλά ικανοποιητικό για να λειτουργήσουν σωστά οι περισσότερες συσκευές).

Δείτε όλη την παραπάνω διαδικασία καρέ καρέ μέσα από video

Στο 1ο απόσπασμα παρακάτω, απομακρύνω τη λευκή επικάλυψη από πάνω από τις γραμμές-οδηγούς πάνω στις οποίες θα κολληθούν οι ειδικές ταινίες διασύνδεσης.

Το ίδιο πρέπει να γίνει και από την πίσω πλευρά των κυψελών.

Αμέσως μετά κολλάω με το ηλεκτρικό κολλητήρι τις ταινίες διασύνδεσης στην μπροστινή μπλε πλευρά και των 36 κυψελών, όπως φαίνεται και στο επόμενο βίντεο.
https://www.youtube.com/watch?v=eE-X8qUzi7E

Στα επόμενα αποσπάσματα βίντεο θα δεις την υπόλοιπη δισικασία μέχρι την ολοκλήρωση του φωτοβολταικου πάνελ.

Στη συνέχεια, παίρνω μόνο 4 από τις 36 κυψέλες και κολλάω ταινίες διασύνδεσης και στην πίσω πλευρά, με αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με τις μπροστινές ταινίες διασύνδεσης:
https://www.youtube.com/watch?v=p1-OYH9kL7s

Στο επόμενο απόσπασμα, γίνεται η διασύνδεση των κυψελών μεταξύ τους. Το κοντραπλακέ δεν αποτελεί μέρος του τελικού πάνελ. Το χρησιμοποιώ απλώς ως μήτρα και βοηθά στο να διατηρούνται οι στήλες και οι γραμμές ευθυγραμμισμένες. Όταν τελειώσουν όλες οι διασυνδέσεις, μπαίνει το τζάμι από πάνω και γυρνάει ανάποδα η κατασκευή ώστε να πέσουν οι διασυνδεδεμένες κυψέλες πάνω στο τζάμι. Μετά απομακρύνεται το κοντραπλακέ και μπαίνει το δεύτερο τζάμι στη θέση του.
https://www.youtube.com/watch?v=QKZNftf9t0Q

Τέσσερις μικρές ροδέλες στις γωνίες και η σιλικόνη που έχω περάσει περιμετρικά από πριν, φροντίζουν ώστε να μην ακουμπήσει το τζάμι από το βάρος του πάνω στις κυψέλες και τις σπάσει.

Στο τελευταίο απόσπασμα φαίνεται το φωτοβολταϊκό πάνελ έτοιμο:
https://www.youtube.com/watch?v=4R3GxA0S5hI

Το κόστος μπορεί να είναι είναι ή και να μην είναι χαμηλό, αλλά το σημαντικό για μένα είναι η ικανοποίηση και η γνώση που αποκτάς κατασκευάζοντας ένα τέτοιο φωτοβολταικο πάνελ, η οποία δεν αποτιμάται σε χρήματα. Όπως ανέφερα και αλλού, η αίσθηση ελευθερίας και αυτονομίας που νιώθεις παράγοντας το δικό σου ρεύμα με δωρεάν ενέργεια από τον ήλιο είναι απλά απερίγραπτη!

Για να βρείτε υλικά για κατασκευές φωτοβολταϊκών σαν αυτή που είδατε σε αυτή τη σελίδα, κάντε κλικ εδώ…

πηγή:.iqsolarpower.com