Солнечный генератор своими руками: инструкция по изготовлению альтернативного источника энергии. солнечная генерация

Дымогенераторы: от применения до принципа работы

Название этого устройства — дымогенератор — говорит само за себя. При помощи него происходит выработка дыма и подача его в коптильный шкаф.

Описание принципа работы

В нижнюю часть камеры, изготовленной обычно из жаропрочного материала, закладываются опилки. Затем, через специальное отверстие (поддувало), они поджигаются. Посредством поддувала также регулируется тяга.

В результате тления опилок в закрытой камере образуется необходимое количество дыма, поднимающегося вверх. Одновременно в камеру небольшим компрессором, соединенным шлангом с патрубком, вдувается воздух.

Воздух способствует попаданию дыма через трубку — дымоход в камеру с размещенными продуктами. Такое устройство называется эжектором. Температура дыма на выходе небольшая, так как огонь разгорается медленно, и продукт готовится практически в идеальных условиях.

Сборка солнечного модуля своими руками

Вариант для настоящих энтузиастов. Дает некоторую экономию средств, но требует наибольших из всех вариантов затрат и времени, которые окупятся скорее не финансовой экономией, а моральным удовлетворением для тех, кто любит что-то сделать своими руками. Хотя операция сборки предполагает наличие определенных навыков, любой домашний мастер без труда разберется, как сделать солнечную батарею.

[su_youtube url=»https://www.youtube.com/embed/sw_VnZErSIU»]

Сборка солнечного модуля для дома своими руками начинается с выбора элементов, из которых будет собираться модуль. Элементы бывают монокристаллические, поликристаллические и пленочные. Монокристаллические – самые эффективные, пленочные – самые дешевые, поликристаллические – компромисс цена/качество.

Конкретный тип элементов и их количество выбирается исходя из инсоляции региона и планируемого размера и конфигурации модуля. Значение инсоляции для своего региона из таблицы умножаем на КФП в процентах для планируемого типа элемента (таблица выше) и на планируемый размер модуля. Узнаем, сколько энергии мы сможем получить от модуля на выбранном типе элементов за год или за конкретный месяц. Сравниваем с потребностью дома в электричестве за тот же период и делаем выводы.

Сборка модуля из выбранного типа элементов включает в себя следующие этапы.

• Выбираем конструкцию каркаса. Для ограждения элементов от повреждений и засорения, батарея должна иметь прозрачный защитный слой, который можно сделать из плексигласа или оргстекла. Элементы можно приклеить непосредственно к оргстеклу или плексигласу, либо смонтированы на листе фанеры и накрыты оргстеклом.
• Некоторые поставщики транспортируют элементы, залив их воском для сохранности в пути. Для удаления воска необходимо нагреть элементы в мыльной воде на водяной бане, потом промыть чистой водой и протереть насухо.
• Из алюминиевого уголка собирается рамка корпуса, стыки заделываются силиконовым герметиком.
• Элементы приклеиваются к выбранной основе на расстоянии не менее 3-5 мм друг от друга.
• Припаиваются токовыводящие дорожки из электрических шин.
• Конструкция накрывается тщательно вычищенным оргстеклом, все стыки герметизируются.
• Готовую батарею монтируем в наклонном положении с углом наклона около 30 градусов так, чтоб плоскость панели была обращена на юг. Можно смонтировать модуль на южном скате крыши дома.

[su_youtube url=»https://www.youtube.com/embed/fYW_9AwkY4Y»]

Солнечные батареи – перспективный способ получения , эффективность солнечных модулей повышается с каждым годом. Попробуйте сэкономить затраты на электроэнергию, используя энергию солнца.

Роторный ветряк

Роторный ветряк (самый простой в изготовлении) обычно монтируют из двух или четырёх лопастей. Конструкция его несложная, поэтому ветряк из автомобильного генератора, без переделок особых и затрат сможет изготовить каждый. Мощности такого прибора хватит для снабжения энергией небольшого садового дома.

Генератор для ветряка подбирается в соответствии с желаемой мощностью. Если брать за основу генератор 12 вольт, то получится устройство до 5 кВт. Лопасти у ротора должны быть одной величины, тогда ветряк из автомобильного генератора будет работать хорошо.

Кроме того, мощность конструкции будет зависеть от ветра – от того, с какой скоростью он будет дуть на лопасти. Ветряк начинает вращаться при 2 м/см, а с большей продуктивностью он будет работать при 12 м/сек. На эффективность его работы влияет размер лопастей, в которые будет дуть ветер. Замеры необходимо делать точные.

Завершающий этап работы

Если тест показал, что батарея полностью работоспособна, ее герметизируют специальным силиконовым герметиком или более дорогим и прочным эпоксидным компаундом. Работа предусматривает два способа проведения.

1. Полная заливка – когда всю поверхность покрывают герметическим составом.
2. Частичная обработка – когда герметик наносят только на крайние элементы и пустое пространство между элементами.

Первый вариант считается более надежным и обеспечивает системе полноценную защиту от воздействия внешних факторов. Фотоэлементы четко фиксируются на своих местах и корректно работают с максимальной отдачей.

Для проклейки фотоэлементов внутри корпуса желательно использовать морозостойкий герметик, способный выдерживать резкие температурные перепады и низкие минусовые показатели

Когда заливка осуществлена, герметику дают «схватиться». Затем прикрывают прозрачным элементом и плотно прижимают к пластинам.

С целью обеспечения дополнительной защиты и амортизации некоторые мастера рекомендуют между поверхностью кремниевой плиты и задней частью каркаса размещать плотный поролон. Это сделает конструкцию более цельной и предохранит от лишней нагрузки хрупкие фотоэлементы

Потом на поверхности размещают груз, который воздействует на слои и выдавливает из них пузырьки воздуха. Готовый генератор тестируют еще раз и окончательно монтируют на заранее подготовленное место.

Варианты модулей для самостоятельной сборки

Основное назначение солнечной панели – генерировать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в электрическую. Полученный электроток представляет собой поток свободных электронов, высвобожденных световыми волнами. Для самостоятельной сборки оптимальным вариантом являются моно- и поликристаллические преобразователи, так как аналоги еще одного вида – аморфные – в течение первых двух лет снижают свою мощность на 20-40%.

Стандартные монокристаллические элементы имеют размеры 3 х 6 дюймов и довольно хрупкую структуру, поэтому работать с ними нужно крайне бережно и аккуратно

Разные виды кремниевых пластин имеют свои плюсы и минусы. Например, поликристаллические модули отличаются довольно низким КПД – до 9%, тогда как КПД монокристаллических пластин достигает 13%. Первые сохраняют показатели мощности даже в облачную погоду, но служат в среднем 10 лет, мощность вторых резко падает в пасмурные дни, зато они прекрасно функционируют на протяжении 25 лет.

Лучший готовый вариант солнечного элемента — панель с проводниками, которые требуют лишь последовательного соединения. Модули без проводников стоят дешевле, но увеличивают время сборки батареи в несколько раз

Принцип работы устройства

Принцип функционирования бестопливного генератора Тесла состоит в том, что он применяет энергию солнца как источник положительно заряженных электронов, а энергию земли как источник электронов с отрицательным потенциалом. В результате образуется разница потенциалов, с помощью которой и создается электроток.

Система состоит из пары электродов, один из которых улавливает энергетические источники, а второй применяется в качестве заземления. Роль накопителя в конструкции играет емкостный конденсатор или линий-ионный аккумулятор (более современные вариант).

Как уже было сказано, генератор Тесла требует минимум материалов. Для его создания нужно взять следующее:

• провода;
• фанерные или картонные листы;
• фольга;
• резистор;
• емкостный конденсатор.

Монтаж под ключ

Заказать у специализированной фирмы весь комплекс работ под ключ – самый простой вариант. Достаточно набрать телефонный номер или сделать заявку на монтаж на сайте фирмы. Квалифицированные специалисты сами все замерят, спроектируют и установят. Недостаток – повышенная стоимость. Цена комплекта солнечных модулей и сопутствующего оборудования имеет нередко порядок десятков тысяч рублей, и достигает для мощных комплектов, способных полностью заменить собой централизованное электроснабжение в летнее время, сотен тысяч рублей. За монтаж фирмой под ключ будьте готовы выложить дополнительно от пятидесяти до ста и более процентов стоимости комплекта.

Про аккумуляторы для автономных систем

К приму автомобильные стартерные аккумуляторы очень быстро теряют емкость в автономных системах, всего 1-2 года и они уже теряют 90% емкости. Это связано с глубокими разрядами, так-как дешевые контроллеры отключают потребителей при 10вольт, а автомобильные АКБ не рассчитаны на это, по-этому если уж их использовать, то не разряжать их более 110,8-12,0 вольт.

Тяговые аккумуляторы более выносливые и их можно разряжать на 80%, но они дороже и их тоже не желательно разряжать до 10вольт. Еще есть например гелиевые аккумуляторы, которые критичны к пере-заряду. Тонкостей много и лучше все изучить чтобы не терять свои деньги. Подробнее можно почитать про свинцовые аккумуляторы здесь – Автомобильные и тяговые аккумуляторы

Щелочные аккумуляторы очень выносливы, но и очень дорогие. И если свинцовые АКБ имеют КПД 85-90% то щелочные аккумуляторы здесь немного проигрывают, а если их эксплуатировать заряжая и разряжая большими токами, то их КПД заметно ухудшается. Не выгодны такие аккумуляторы особенно зимой, тут и так энергии мало приходит, да еще и аккумуляторы отдают на 30% меньше энергии чем получают от солнечных батарей. Хотя сейчас вроде появились щелочные АКБ с улучшенным КПД, но картина в общем такая.

Литий-железо-фосфатный АКБ самые перспективные для автономных систем, они имеют высокий КПД 95-98%, и при этом совсем не боятся недо зарядов, глубоких разрядов, и больших токов разряда-заряда. Но они тоже дорогие и требуют дополнительно BMS систему контроля состояния ячеек. Если такой аккумулятор зарядить или разрядить ниже положенного, то он безвозвратно теряет емкость или ячейка вообще перестает работать. Но за состоянием акб следит БМС и она так-же занимается балансировкой заряда аккумулятора, по-этому если что-то пойдет не так, то она защитит аккумулятор и все отключит, и он не испортится.

В одной статье все не опишешь, но основное я постарался упомянуть и описать чтобы было понятно тем кто с этим совсем не знаком. Более подробно можно почитать в других статьях из раздела. Но в общем на данный момент судя по своему опыту строить небольшую электростанцию без инвертора и всю электронику питать от 12вольт выгоднее, а если уж все переводить на 220вольт, то строить систему на 48в. Особенно зимой даже немного лишней энергии очень нужно. Так-же и аккумуляторы у меня этой зимой литий-железо-фосфатные (lifepo4), и явно энергии в общем заметно больше чем при использовании автомобильных АКБ, плюс к тому lifepo4 совсем не испортились и потери емкости нет, хотя они целый месяц не заряжались до конца и постоянно разряжались до отключения.

Самостоятельная установка комплекта

Установить готовый комплект самостоятельно – наиболее оптимальный вариант по соотношению простота/стоимость. В нале необходимо сделать выбор параметров солнечного оборудования. Для этого вычисляем среднесуточное потребление энергии за тот период года, в пределах которого мы собираемся пользоваться солнечной энергией. Исходя из полученных цифр, выбираем комплект, который сможет обеспечить необходимое количество энергии. Ниже представлены параметры и цены пяти готовых комплектов

Можно также приобрести комплект покомпонентно и собрать своими руками. Гелиоэнергетический комплект состоит из следующих компонентов:

• Солнечный модуль (один или несколько) – главная часть комплекта, батарея собранных заодно на каркасе, либо бескаркасно, фотоэлементов.
• Инвертор – устройство для преобразования вырабатываемого солнечным модулем постоянного тока в переменный ток стандартного напряжения (220 В для РФ и стран СНГ), потребляемого бытовыми электроприборами.
• Аккумуляторные батареи для обеспечения бесперебойного электроснабжения. Накапливает энергию, поступающую от солнечного модуля во время его работы, и отдает его в темное время суток либо когда погода не позволяет вырабатывать электричество из солнечного света эффективно.
• Контроллер – устройство, регулирующее работу аккумуляторов, и не дающее им перезаряжаться или разряжаться сверх меры, что может привести к выходу их из строя.

Покомпонентная сборка своими руками дает возможность более гибко сделать выбор комплекта, исходя из конкретных местных условий, а также сэкономить на стоимости отдельных компонентов. Для сравнения в таблице приведены параметры и цены солнечных модулей отечественного производства.

Дымогенераторы промышленного производства

При отсутствии возможности изготовить generator для коптильни самостоятельно, можно рассмотреть вариант покупки коптильни. Многочисленные магазины помогут сделать выбор, ведь их ассортимент достаточно широк. Ниже представлены цены на несколько моделей для холодного копчения от популярных производителей:

1. HANHI, Zmei. Цена 9800−10800 руб. Емкость для топлива объемом 10 литров. Одной загрузки достаточно на 10 час работы. Мощность встроенного электронагревателя 1 кВт. Наличие фильтра, термометра, воздушного змеевика для охлаждения дыма.
2. ДымОК. Цена 4700−5200 руб. Емкость для топлива объемом 0.5 кг. Материал корпуса — нержавеющая сталь AISI 304. Время работы до 6.5 час. Наличие компрессора, соединительных шлангов в комплекте.
3. УЗБИ, Дым Дымыч 01М. Цена 2800−3900 руб. Одной загрузки достаточно на 15 час работы. Наличие компрессора в комплекте.
4. Smoke 2.0, Smoke House. Цена 1440−1800 руб. Емкость для топлива объемом 2.5 литров. Материал корпуса — нержавеющая сталь, толщина 2 мм. Время работы 3-6 час.
5. Merkel, Premium. Цена 9900−10800 руб. Одной загрузки достаточно на 12 час работы. Материал корпуса — нержавеющая сталь, толщина 2 мм. Наличие фильтра и специальной зажигалки в комплекте.

Для более подробного изучения вопроса изготовления дымогенераторов своими руками, рекомендуется прежде всего изучить подобные схемы и чертежи в интернете. На их основе желательно подготовить свою документацию, где учитываются все особенности вашей конструкции. Тогда устройство для копчения, сделанное вами самостоятельно, получится качественным, высокопроизводительным и безопасным.

Контроллер заряда аккумуляторов, инверторы

Контроллеры для солнечных батарей

Кстати если вы будете питать все через инвертор, то систему можно строить не только на 12вольт, но и к примеру на 24 или 48 вольт. Основное отличие при этом в том что толщина проводов требуется значительно меньше так-как ток по проводам будет меньше. К примеру если у нас система на 12вольт, то ток зарядки по проводам будет доходить до 12 Ампер, а если через MPPT контроллер, то до 18А. И чтобы провода не грелись и не-было потерь, сечение провода должно быть толстым, и чем дальше солнечные панели от аккумуляторов тем провод должен быть толще.

Так к примеру для тока в 6 Ампер сечение провода должно быть 4-6кв. а если у нас ток 12А, то уже нужен провод 10-12кв. А если у нас будет 50 Ампер, то и провода должны быть толще чем сварочные (50кв.), чтобы не грелись и не-было потерь. Вот чтобы экономить на толщине и не терять энергию, систему строят на 24v 48v. В случае с 48 вольт толщину провода можно уменьшить в четыре раза и на этом прилично сэкономить. А инверторы есть и на 24v и на 48v. Так-же есть и контроллеры, думаю вам понятно, основной смысл это экономия в проводах и меньше потери на передаче электроэнергии от солнечных панелей до аккумуляторов.

Контроллеров существует два типа, это MPPT и PWM контроллеры. Первый тип может с солнечных панелей выжимать до 98% мощности, но стоит дороже. А PWM контроллеры простые и заряжают тем током что есть, то-есть с ними мощность от солнечных батарей всего 60-70%. MPPT контроллер работает лучше при ярком солнце и из высокого напряжения СП делает более низкое 14в и больше тока. А обычные PWM не могут преобразовывать, но зато в пасмурную погоду, когда ток с панелей совсем маленький, такие контроллеры дают немного больше энергии в аккумуляторы.

Какой контроллер покупать тут я думаю четко не определить, кому-то нужно с солнца брать всю энергию, а у кого-то при солнце и так энергии с запасом приходит, а вот в пасмурную погоду хочется хоть немного, но по-больше. В принципе если вместо дорогова MPPT купить еще одну солнечную панель, то как-раз и компенсируются преимущество MPPT, и плюс в пасмурную погоду толку больше будет. Я лично склоняюсь больше к обычным контроллерам, так-как когда есть солнце энергию и так девать некуда, а когда его нет, то тут лишняя солнечная панель очень поможет. К примеру три панели по 100ватт дадут с обычным контроллером 18А, а с MPPT дадут 27А. Но когда будет пасмурная погода, то три панели через MPPT дадут к примеру 3А, а с обычным контроллером уже около 3,6А, а если купить вместо MPPT четвертую панель, то 4,8А.

Это все я привожу для примера, разница конечно для солнечного дня 18 и 27 А большая, но если и при 18А все равно аккумуляторы за день заряжаются, то зачем тогда больше мощности, все равно ведь когда зарядятся контроллер отключит панели и они просто так будут освещаться солнцем. А вот когда нет солнца, то и лишнему амперу радуешься, по-этому лучше больше панелей чем дорогой контроллер.

Выбор прозрачного элемента

Основные критерии выбора прозрачного элемента для создания генератора:

• способность к поглощению ИК-излучения;
• уровень преломления солнечного света.

Чем ниже показатель преломления, тем выше КПД продемонстрируют кремниевые пластины.

Наиболее низким коэффициентом светоотражения обладают плексиглас и оргстекло. Поликарбонат тоже имеет далеко не лучшие показатели.  Для создания каркасных конструкций под домашние гелиосистемы рекомендуется по возможности использовать антибликовое прозрачное стекло или специальный вид поликарбоната с антиконденсатным покрытием, обеспечивающим необходимый уровень термической защиты.

Самыми лучшими характеристиками в плане поглощения ИК-излучения обладают прочное  термопоглащающее оргстекло и стекло с опцией ИК-поглощения. У простого стекла эти показатели значительно ниже. От эффективности ИК-поглощения зависит, будут ли греться в процессе эксплуатации кремниевые пластины или нет.

Если нагрев окажется минимальным, фотоэлементы прослужат долго и обеспечат стабильную отдачу. Перегрев пластин приведет к перебоям в работе и быстрому выходу из строя отдельных фрагментов системы или всего комплекса.

Как протестировать смонтированный агрегат?

Перед тем, как окончательно загерметизировать собранный генератор, его обязательно тестируют, чтобы выявить потенциально возможные в процессе пайки неисправности. Самый разумный вариант — проверять каждый пропаянный ряд отдельно. Так сразу станет понятно, где контакты соединены плохо и требуется повторная обработка.

Для проведения теста используют бытовой амперметр. Замер осуществляют в безоблачный солнечный день в обеденное время (период с 13 до 15 часов). Конструкцию располагают во дворе и устанавливают под соответствующим углом наклона.

Бытовой амперметр помогает измерить фактическую силу тока. На основании его показаний можно определить уровень работоспособности смонтированной гелиосистемы и выявить нарушения в последовательности соединения кремниевых фотоэлементов

К выведенным контактам солнечной батареи подключают амперметр и осуществляют замер тока короткого замыкания. Если прибор показывает результаты выше 4,5 А, система полностью корректна и все соединения пропаяны четко и правильно. Более низкие данные, появившиеся на дисплее тестера, говорят о нарушениях, которые необходимо отследить и заново перепаять.

Традиционно солнечные генераторы, сконструированные своими руками из фотоэлементов с небольшим дефектом (группа B) на тесте демонстрируют цифры от 5 до 10 Ампер. Агрегаты фабричного производства показывают данные на 10-20% выше. Это объясняется тем, что в производстве используются кремниевые пластины группы А, не имеющие никакого брака в структуре.

Устройство и принцип работы

Генератором называется электромашина, которая занимается преобразованием механической энергии в токовую электроэнергию. В большинстве случаев используется для этого вращательный тип магнитного поля. Состоит аппарат из реле, вращающегося индуктора, контактных колец, терминала, скользящей щетки, диодного моста, диодов, токосъемного кольца, статора, ротора, подшипников, роторного вала, шкива, крыльчатки и передней крышки. Нередко в конструкцию входит виток с электромагнитом, который осуществляет выработку энергии.

Генератор своими руками

Важно отметить, что генератор бывает переменного и постоянного тока. В первом случае не образовываются вихревые токи, работать аппарат может при экстремальных условиях и обладает пониженным весом

Во втором случае генератор не нуждается в повышенном внимании и имеет большее количество ресурсов.

Бывает генератор переменного тока синхронным и асинхронным. Первый это агрегат, который работает как генератор, где количество совершаемых вращений статора равно ротору. Ротор формирует магнитное поле и создает в статоре ЭДС.

Обратите внимание! В результате создается постоянный электрический магнит. Из преимуществ отмечают высокую стабильность создаваемого напряжения, из недостатков — токовую перегрузку, поскольку при завышенной нагрузке, регулятор повышает ток в роторной обмотке

Устройство синхронного аппарата

Асинхронный аппарат состоит из короткозамкнутого ротора и точно такого же статора, как и предыдущей модели. В момент вращения ротора асинхронный генератор индуцирует электроток и магнитное поле создает синусоидальное напряжения. Поскольку он не имеет связи с ротором, то возможности в том, чтобы искусственно регулировать напряжение и ток, нет. Эти параметры изменяются под электрической нагрузкой на стартерной обмотки.

Устройство асинхронного аппарата

Принцип действия

Любой генератор действует по электромагнитному индуктивному закону, благодаря наводке электротока в замкнутой рамке пересечением вращающегося магнитного поля, создаваемое с помощью постоянных магнитов или обмоток. Электродвижущая сила попадает в замкнутый контур из коллектора и щеточного узла вместе с магнитным потоком, вращается ротор и вырабатывает напряжение. Благодаря подпружиненным щеткам, которые прижимаются к пластинчатым коллекторам, передается электроток к выходным клеммам. Далее он идет в сеть пользователя и распространяется по электрооборудованию.

Принцип работы

Отличие от синхронного генератора

Синхронный бензиновый генератор не перегружается из-за переходных режимов, которые связаны с пуском под нагрузкой из потребителей подобной мощности. Он является источником реактивной мощности, в то время как асинхронный ее потребляет. Первый не боится перегрузок при поставленном режиме благодаря системе авторегулирования через связь, которая обратна току с напряжением в проводе. Второй имеет нерегулируемую искусственно силу сцепления электромагнитного роторного поля.

Обратите внимание! Важно понимать, что асинхронная разновидность более популярна благодаря простой конструкции, неприхотливости, отсутствию надобности в техническом квалифицированном обслуживании и сравнительной дешевизне. Он ставится тогда, когда: нет высоких требований к частоте с напряжением; предполагается работать агрегату в запыленном месте; нет возможности переплачивать за другую разновидность

Синхронная разновидность

Заключение

Из доступных в средней полосе России способов альтернативного получения электроэнергии применение солнечных батарей является наиболее привлекательным.

В первую очередь – благодаря дешевизне производимых в Китае поликристаллических кремниевых фотоэлементов, которые позволяют собирать достаточно бюджетные конструкции. В зависимости от потребностей и возможностей солнечная батарея может быть изготовлена с разнообразными характеристиками – от компактной складной конструкции для зарядки телефона или навигатора до крупногабаритных панелей, работающих в системах резервного питания совместно с аккумуляторными батареями и инверторными преобразователями.

Выводы и полезное видео по теме

Особенности и нюансы пропайки фотоэлементов для изготовления своими руками в домашних условиях эффективного солнечного генератора. Подсказки и советы для мастеров, любопытные идеи и личные наработки.

Как правильно протестировать фотоэлемент и замерить его основные параметры. Эта информация пригодится при последующих расчетах точного количества пластин, необходимых для полноценной работы системы.

Полное пошаговое описание процесса сбора солнечной батареи для генератора в домашних условиях. Правила работы, начиная от приобретения нужных элементов и заканчивая общим тестом изготовленного прибора.

Зная об устройстве солнечных генераторов, собрать их дома не составит большого труда. Конечно, работа потребует внимания, аккуратности и скрупулезности, но результат оправдает все финансовые и трудовые затраты. Готовый агрегат в полном объеме обеспечит здание теплом и электроэнергией, создав для проживающих необходимый уровень комфорта.

Сразу замахиваться на крупный проект не стоит. Для начала имеет смысл попробовать свои силы на сборке небольшого агрегата, а затем, полностью овладев всеми нюансами процесса, приступить к сооружению более мощной и масштабной установки.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin