6 bước chế tạo pin năng lượng mặt trời đơn giản tại nhà

Các tấm pin năng lượng mặt trời đóng vai trò chính trong việc chuyển đồi năng lượng mặt trời thành điện năng. Các vật liệu để làm lên các tấm pin năng lượng mặt trời cũng không quá hiếm. Chỉ cần hiểu được quy luật là các bạn có thể tự chế tạo pin năng lượng mặt trời giá rẻ. Sau đây, HT Solar Xanh xin giới thiệu cách làm pin năng lượng mặt trời đơn giản.

cach lam pin nang luong mat troi
Mô hình tấm pin năng lượng mặt trời

Vật liệu và công cụ để chế tạo pin năng lượng mặt trời

Cách tạo ra điện từ năng lượng mặt trời là tạo ra các tấm pin năng lượng mặt trời. Để chế tạo pin năng lượng mặt trời chúng ta cần:

che tao pin mat troi
Vật liệu cần thiêt để tự làm pin mặt trời

Vật liệu cần thiết để chế tạo pin mặt trời

  • Tấm cell tíếp nhận ánh sáng.

Trên thị trường có 3 loại cells: 3×6, 5×5, 6×6, đơn vị tính là inch (1 inch=2.54cm.Khi mua tấm cell nên lưu ý: Công suất tối đa Pmax trong điều kiện tiêu chuẩn là nhiệt độ 25 độ C và ánh sáng 1000 Lumen, dòng ngắn mạch Isc, dòng tại điểm công suất lớn nhất Ipm, điện áp hở mạch và điện áp tại điểm công suất lớn nhất Vpm. Công suất tối đa của tấm PIN bằng tổng Pmax của các cells cộng lại

  • Khung nền cố định các cell lại, thường được làm bằng kim loại.
  • Ốp lưng để giữ khung cho tấm pin: Có thể làm bằng thép hoặc gỗ. Nhưng để tránh han gỉ thì phải sơn 3 lóp để bảo vệ.
  • Thanh bọc viền khung bảo vệ tấm cell
  • Dây hàn: Có 2 loại dây hàn là dây hàn nhỏ và dây hàn to. Dây hàn nhỏ để hàn nối tiếp các cell lại với nhau. Dây hàn to là để nối các chuỗi cell lại với nhau.
  • Bút hàn: Là bút có hóa chất  Flux dùng khi bôi vào các đường hàn trên cells  để dây hàn bám tốt vào cells.
  • Keo EVA: Keo EVA có tác dụng làm tăng công suất của pin, chống lại tác động xấu từ môi trường. Keo EVA có độ bền trên 20 năm, có độ xuyên sáng rất cao.
  • Kính cường lực phủ các tấm pin chống vỡ.

Kĩnh cường lục thường dày khoảng 4mm. Dùng kính cường lực thì có thể chống lại mưa đá, hay cành cây bay vào. Nhưng kính lại làm giảm hiệu suất của pin. Các nhà máy điện năng lượng mặt trời đã thay thế bằng vật liệu nhựa TPT để khác phục nhược điểm này.

Công cụ để phục vụ quá trình làm pin năng lượng mặt trời

  • Máy khoan
  • Bàn làm việc
  • Cưa gỗ
  • Kìm
  • Dụng cụ hàn sắt
  • Tua vít

Cách làm pin năng lượng mặt trời đơn giản

Bước 1: Tạo khung cho tấm pin

Đầu tiên là tạo tấm ốp cho tấm khung nền của tấm pin. Kích thước của khung được tính toán bằng số lượng và cách bố trí các cell. Nếu bạn muốn lắp một tấm pin có hiệu điện thế 18V. Mà một cell có hiệu điện thế là 0.5 V thì sẽ cần 36 cell pin.

Với mỗi tấm cell có kích thước 3 x 6 (inch), thì sắp xếp thành 4 hàng ngang và 9 tấm hàng dọc. Nếu tính luôn cả khoảng cách giữa các cell và khoảng cách cell với viên khung. Thì tấm pin sẽ có”

– Khung chiều dài: 88.9 cm, chiều rộng: 68.58 cm

– Bề mặt dài: 81.28 cm, rộng: 60.96 cm

– Khung viền dài: 88.9 cm, chiều rộng: 63.5 cm

Bắt đầu làm:

Dùng cưa để cắt vật liệu theo kích thước đã được tính toán. Sau đó, dùng keo hay ốc vít để gắn các tấm bọc của khung với ốp lưng. Cuối cùng là phủ lên trên khung nền 3 lớp sơn, để tránh bị hao mòn như bị gỉ.

Hãy kiểm tra lại xem bạn đã lắp khít các tấm pin với phần khung và ốp lưng đã cắt.

Bước 2:Thực hiện gắn gắn dây hàn vào các tấm cell

Ở bước 2 chúng ta sẽ thực hiện gắn dây hàn các tấm cell. Để gắn chúng lại chúng ta sẽ sử dụng dây hàn và bút hàn. Các tấm cell rất mỏng, nên trong quá trình gắn phải rất cẩn thận để không làm vỡ các tấm cell.

Hình 1: Front of Untabbed Solar Cell (tấm cell chưa được gắn dây hàn)

che tao pin nang luong mat troi
Cell pin

Để tấm pin lên một bề mặt sạch và bằng phằng, hướng mặt trướ lên trên. Dùng bút hàn chà dọc theo hai dải tiếp xúc. Sau đó, lấy dây hàn đặt lên 2 đường thẳng. Đun nóng dây hàn rồi ấn nhẹ lên bề mặt dây để dây kết dinh vào cell.

Hình 2: Front of Tabbed Solar Cell ( Tấm cell đã được gắn dây hàn)

cach lam pin mat troi
cell pin

Chiều dài của dây hàn nên ngắn hơn chiều cao của 2 tấm cell. Để sau này có thể kết nối 2 tấm cell lại với nhau

Tiến hành làm:

Cắt dây hàn theo kích thước và số lượng các tấm cell

Đầu tiên, dùng hóa chất flux có trong bút hàn chà lên 2 đường kẻ màu trắng của cell.

Lấy đoạn dây hàn và sử dụng chất hàn để gắn dây hàn vào tấm pin

Ấn nhẹ dây hàn để dây hàn dính vào phần vạch trắng trên cell. Quá trình làm nên cẩn thận để dây không bị lệch vạch trắng.

Làm tương tự với tất cả tấm cell.

Bước 3: Nối các cell thành tấm pin lớn

Ví dụ với tấm pin có cấu trúc 9 hàng ngang và 4 hàng dọc, thì chúng ta sẽ nối 9 cell thành 1 chuỗi hàng ngang. Lúc này phần dây hàn thừa mặt trước cell 1 nối vào mặt sau cell 2. Và tiếp tục dây thừa mặt trướ cell 2 nối vào mặt sau cell 3. Cứ như thế cho đến khi hết chuỗi.

Hình 3 : Solar Cell Back ( Mặt sau của cell)

huong dan lam pin nang luong mat troi
Mặt sau

Các điểm trắng trong hình là các điểm mà chúng ta sẽ gắn dây hàn từ cell khác vào.

Hình 4: Front of Solar Cell String (Chuỗi cell sau khi gắn)

pin mat troi tu che

Bắt đầu làm

Để 2 tấm cell để cạnh nhau và đặt ngược mặt nhau ( là mặt trước cell 1 và mặt sau cell 2). Dùng bút hàn dính hóa chất flux lên 6 điểm trắng ở mặt sau cell 2. Với mỗi điểm trắng cell 2 ta đặt một ít chất hàn bằng hàn kim loại. Tiến hành đặt dây hàn từ cell 1 vào 3 điểm trắng cell 2. Dùng tay nhẹ nhàng ấn xuống để dây hàn dính vào điểm trắng. Làm tương tự với dây thứ 2 còn lại. Chúng ta tiếp tục gắn như thế với 7 cell còn lại. Như thế đã có chuỗi 9 cell. Với 3 chuỗi tiếp theo để thành hàng 4 cũng làm như trên.

Hình 5: Back of Two Cells Wired Together ( Mặt sau 2 cell nối với nhau)

Hình 6: Back of String of 9 Cells ( Mặt sau của chuỗi 9 cell)

Bước 4: Tiến hành lắp các chuỗi cell vào khung

Để lắp các chuỗi cell vào khung chúng ta sẽ dùng hàn silicon. Nhưng chúng ta phải hiểu được cách lắp các chuỗi cell trên khung nền. Vẫn tiếp tục với cấu trúc 9 hàng ngang và 4 hàng dọc. Thì dây hàn cực âm của chuỗi 1 phải nối với dây hàn cực dương phía cuối cùng của chuỗi 2 bằng loại dây hàn lớn.

Hình ảnh mô tả cách nối các chuỗi

Hình 7: Two Strings Connected Together ( Kết nối 2 chuỗi)

huong dan lam pin mat troi

Sau đây là hình ảnh mô tả nguyên lý vận hành tấm pin năng lượng mặt trời đơn giản.

Hình 8: Connection of Strings in Solar Panel (kết nối chuỗi pin năng lượng)

che tao pin mat troi

Thực hiện:

  • Đầu tiên là gắn các chuỗi vào khung nền.

Đưa các chuỗi cell vào khung theo như hình 8. Sau đó nhỏ một lượng silicon vào giữa mỗi cell. Lật chuỗi cell lại như ban đầu, rồi ấn nhẹ chuỗi cell xuống để chuỗi cell bám chặt vào khung nền. Làm tương tự với các chuỗi còn lại.

  • Kết dính các chuỗi lại với nhau

Dùng dây hàn lớn để kết nối chuỗi. Chúng ta hãy cắt dây hàn lớn thành các mảnh. Đặt một dây hàn lớn dọc theo 2 cell đầu tiên của chuỗi cần nối. Quấn đầu dây hàn nhỏ của 2 cell đó vào dây hàn lớn. Tiến hành hàn lại các mối quấn cho chặt hơn. Lặp lại tương tự với các chuỗi còn lại (theo như hình 8 sẽ có 3 liên kết như vậy)

Bước 5: Lắp ốp lưng cho khung nền và lắp tấm phủ cho pin

Điều chỉnh khung nền sao cho vừa với ốp lưng của tấm pin. Sau đó bắt vít khung nền vào ốp lưng cho thật chắc chắn. Có 2 cell: một là cuối cùng bên trái cực âm và cuối cùng bên phải cực dương. Nối 2 dây hàn nhỏ trên mỗi cell này bằng dây đồng. Phải đảm bảo độ dài hai dây có thể kéo ra phía sau tấm pin nối tới các thiết bị thu nhận bên ngoài. Đặt một đi ốt chặn vào dây dẫn ở cực dương ngăn việc tự xả năng lượng của tấm pin ban đêm. Nếu không chúng ta có thể sử dụng điều khiển sạc.

Khoan một lỗ vào giữa đường dẫn cực âm và đường dẫn cực dương rồi cho 2 dây dẫn luồn qua lỗ đó ra mặt sau tấm pin. Rồi tiến hành kiểm tra lại tấm pin đảm bảo tấm pin hoạt động tốt. Sau đó mới tiến hành lắp kính cường

Dính chặt dây hàn vào khung nền bằng chất hàn silicon. Lấp các lỗ khoan cũng bằng chất hàn silicon để đảm bảo kín hoàn toàn. Lắp kính cường lực vào bên trên tấm pin và dùng vít để cố định lại. Các khe hở giữa ốp lưng, viền khung và lớp bọc ngoài dùng chất hàn silicon lấp đầy. Như vậy thì các tấm pin mới được bảo vệ hoàn toàn.

Bước 6: Kiểm tra hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời.

Di chuyển tấm pin ra khu vực có ánh nắng mặt trời. Rồi kết nối các cực của tấm pin với đồng hồ đa năng. Cực dương tấm pin kết nối với cực dương của đồng hồ, cực âm của tấm pin kết nối cực âm của đồng hồ. Kiểm tra đường dây điện và đồng hồ hoạt động có ổn định không

Kiểm tra hiệu điện thế dòng điện, tấm pin 36 cell có hiệu điện thế là 18V.

Sau đó kiểm tra cường độ dòng điện, tấm pin này có cường độ khoảng 3.5 A.

 

Trên đây là cách làm tấm pin năng lượng mặt trời đơn giản có công suất khoảng 60W. Nếu các bạn có đủ khả năng và vật liệu hãy thử tự làm một tấm pin năng lượng mặt trời và cho chúng tôi biết. Hãy thường xuyên truy cập website HTSolarXanh.com để biết nhiều hơn về cách làm pin năng lượng mặt trời.