8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Как сделать солнечную батарею из фольги


Солнечная батарея | Сделай сам своими руками

Когда медь охладилась до комнатной температуры (это занимает приблизительно 20 минут), большая часть черной оксидной пленки уйдет. Легкое очищение Вашими руками под проточной водой удалит большинство маленьких кусочков. НЕ ПЫТАЙТЕСЬ отдирать неподдающиеся пятнышки и не сгибайте лист - можете повредить тонкий слой медной окиси,а как раз он нам и нужен 

Остальная часть сборки очень быстрая и простая. 

Обрежьте второй лист меди под размер с первым(нагретым).АККУРАТНО согните обе части,таким образом они войдут в пластмассовую бутылку, не касаясь друг друга. 

Прицепите "крокодильчики" к обеим пластинам. Соедините провод от чистой меди к плюсу,а провод от пластины с оксидом - к минусу. 

Теперь смешайте пару столовых ложек соли в небольшом количестве горячей воды из под крана. Размешивайте, пока вся соль не растворится. Аккуратно вылейте смесь в бутылку(где пластины), оставив примерно 2.5см от краёв пластин.

На фотографии выше готовая солнечная батарея В ТЕНИ,амперметр показывает приблизительно 6 милиампер.Но даже в темноте эта батарея будет давать несколько милиампер))

Эта фотография показывает батарею на свету, а амперметр показывает 34 милиампера,иногда батарея может дать и 50 милиампер,или даже больше. 

Как это работает? 

Оксид меди - полупроводник. Он является промежуточным проводником, где электричество может течь свободно, и изолятор, где электроны сильно связаны с их атомами и не текут свободно. 

В полупроводнике есть промежуток, названный запрещенной зоной между электронами, которые связаны сильно с атомом, и электронами, которые более далеки от атома, который может переместиться свободно и провести электричество. 

Электроны не могут остаться в запрещенной зоне. Электрон может дать только немного энергии и переехать от ядра атома в запрещенную зону. Электрон должен получить достаточно энергии переместиться дальше от ядра, за пределами запрещенной зоны. 

Точно так же электрон вне запрещенной зоны не может проиграть немного энергии и упасть только немного ближе к ядру. Это должно потерять достаточно энергии упасть мимо запрещенной зоны в область, где можно электронам. 

Когда солнечный свет поражает электроны в оксиде меди, некоторые из электронов получают достаточно энергии от солнечного света, чтобы подскочить мимо запрещенной зоны и стать свободными провести электричество. 

Свободные электроны перемещаются в солёную воду, затем в чистую медную пластину, в провод, через амперметр, и назад к окисленной пластине. 

Поскольку электроны перемещаются через амперметр, мы видим работу(ампер). Когда тень падает на солнечную батарею, электроны движутся медленнее и милиампер меньше. 

Примечание об энергии. 

батарея производит 50 милиампер в 0.25 вольт. 

Это 0.0000125 ватта (12.5 микроватт). 

Не пытайтесь зажечь лампочку)))понадобились бы акры батарей,чтобы осветить дом.Наша модель - экспериментальная и может использоваться как датчик света. 

0.0000125 ватта (12.5 микроватт) для батареи на 0.01 квадратных метра, или 1.25 милливатт за квадратный метр. Чтобы осветить лампочку на 100 ватт, потребовалось бы 80 000 квадратных метров оксида меди для освещенной солнцем стороны, и 80 000 квадратных метров меди для темного электрода. Чтобы управлять печью на 1 000 ватт, вам нужно было бы бы в 800 000 квадратных метров оксида меди, и другого 800 000 квадратных метров простой меди, или 1 600 000 квадратных метров все вместе. Если бы это должно былокрепиться на крыше дома, каждый дом был бы 282 метра длиной и 282 метра шириной, принимая все, для чего они нуждались в электричестве, была одна печь. 

В 1 600 000 квадратных метров есть 17 222 256.7 квадратных футов. Если бы медь, покрывающая затраты 5$ за квадратный фут, одна только медь, стоила бы USD за 86 110 283,50$. Делая это одна десятая толщина может снизить это к 8 611 028,35$. Так как Вы покупаете оптом, Вы могли бы получить это для половины этого, или приблизительно 4 300 000,00$. 

Если бы Вы использовали кремниевые солнечные группы, стоящие 4$ за ватт, то Вы могли бы управлять той же самой печью за 4 000,00$. Но группы только составили бы приблизительно 10 квадратных метров. 

Или за приблизительно доллар Вы можете построить солнечную печь из алюминиевой фольги и картона. Приблизительно за 20$ Вы можете построить очень хорошую полируемую алюминиевую параболическую солнечную плиту.

Плоская солнечная батарея 

Я сделал более портативную версию солнечной батареи в плоской форме. Я использовал прозрачную пластмассовую крышку обложки CD-диска как окно и силиконовый клей(можно обычный герметик)чтобы и приложить части вместе и изолировать их друг от друга.

Сначала делаем из меди оксид,как в первой части.Припаиваем к углу оксидной пластины изолированный медный провод,это будет минус(отрицательный полюс).

Положительная пластина - U образно вырезанный кусок чистой меди по размеру чуть больше оксидной(далее на картинках поймётё как)))к её углу припаиваем провод,на этот раз плюс. 

Сначала приклеиваем медную пластину U к пластмассовому окну. Используйте много силиконового клея, таким образом солёная вода не будет просачиваться. Удостоверьтесь, что паяное соединение или полностью покрыто клеем, или за пределами клея U, как показано в фотографии (полностью покрытый клеем лучше). 

Фотография ниже показывает заднюю сторону солнечной батареи (сторона, не оказывающаяся перед солнцем).

Фотография ниже показывает переднюю сторону солнечной батареи (сторона, которая будет стоять перед солнцем). Заметьте, что силиконовый клей полностью не покрывает меди, так как часть меди должна в конечном счете быть в контакте с солёной водой.

Мажем клеем пластину чистой меди. Этот слой будет действовать как изолятор между чистой медной пластиной и оксидной пластиной, и должен быть достаточно толстым, чтобы оставить небольшое пространство для солёной воды. Снова, не вся медь покрыта, таким образом будет много меди в контакте с водой. 

Аккуратно приклейте оксидную пластину на этот слой. Вы должны нажать достаточно сильно, чтобы удостовериться, что клей окружает любые промежутки, но не настолько сильно, что эти две пластины соприкоснутся. 

Фотография ниже показывает заднюю сторону солнечной батареи (сторона, не оказывающаяся перед солнцем).

Фотография ниже показывает переднюю сторону солнечной батареи (сторона, которая будет стоять перед солнцем). Отметьте, что я добавил дополнительный клей, чтобы сформировать трубу сверху, чтобы было как заливать солёную воду.

На фотографии не показана дополнительная обмазка клеем по периметру,чтобы вода никак не могла просочиться,но вы должны её сделать. Дайте клею высохнуть прежде чемм приступать к следущему шагу. 

Затем, используйте большую пипетку, чтобы добавить солёную воду. Заполните батарею почти до вершины медной пластины, чтобы вода почти выливалась. Затем запечатайте отверстие каплей клея и позвольте клею ввысыхать по крайней мере полчаса.

На фотографии выше вы можете видеть плоскую солнечную батарею в действии на ярком солнце. Она даёт примерно 36 микроампер. Вы можете также видеть дополнительную бусинку клея вокруг краев пластин, и заполнение вершины трубы.

Наконец, на другой фотке тень автора. Отметьте, что амперметр теперь показывает приблизительно 4 микроампера, так как никакой солнечный свет не падает на него.

Источник: samodelka.ucoz.ru

как сделать в домашних условиях, самодельная панель, как смастерить самому из пивных банок и других подручных средств, пошаговая инструкция

Использование энергии солнца ассоциируется по большей части с космическими аппаратами. А теперь еще с разными далекими странами, где ускоренно развивается «альтернативная энергетика». Но попробовать то же самое даже с самодельными устройствами по силам почти всем.

Особенности и разновидности устройства

Из экзотического устройства, предназначенного только для специальных нужд, солнечная батарея превратилась в уже относительно массовый источник энергии. И причина не только в экологических соображениях, но и в беспрерывном росте цен на электроэнергию из магистральных сетей. Более того, есть еще немало мест, где такие сети вовсе не протянуты и неизвестно когда они появятся. Самостоятельная забота о протягивании магистрали, объединение ради этого усилий большого числа людей вряд ли возможны. Тем более что даже при успехе предстоит окунуться в мир стремительной инфляции.

Важно понимать, что панели, вырабатывающие электричество, могут довольно сильно отличаться друг от друга.

И дело даже не в формате – внешний вид и геометрия как раз довольно близки. А вот химический состав отличается разительно. Наиболее массовые изделия выполнены из кремния, который доступен почти всем и стоит недорого. По производительности батареи не хуже как минимум более дорогих вариантов.

Существует такие три основных варианта кремния, как:

  • монокристаллы;
  • поликристаллы;
  • аморфное вещество.

Монокристалл, если исходить из сжатых технических объяснений – это наиболее чистый тип кремния. Внешне панель похожа на своеобразные пчелиные соты. Основательно очищенное вещество в твердом виде делят на особо тонкие пластины, каждая из которых имеет не больше 300 мкм. Чтобы они выполнили свою функцию, используют электродные сетки. Многократное усложнение технологии по сравнению с альтернативными решениями делает подобные источники энергии наиболее дорогими.

Несомненным преимуществом монокристаллического кремния является очень высокий КПД по меркам солнечной энергетики, составляющий приблизительно 20%. Поликристалл получают иначе, требуется сначала расплавить материал, а затем медленно понижать его температуру. Относительная простота методики и минимальный расход энергоресурсов при производстве положительно сказываются на стоимости. Минусом становится пониженная эффективность, даже в идеальном случае она составляет не более 18%. Ведь внутри самих поликристаллов есть немало структур, понижающих качество работы.

Аморфные панели почти не проигрывают обоим только что названным видам. Кристаллов тут нет вообще, есть вместо них «силан» – это соединение кремния с водородом, размещаемое на подложке. КПД составляет примерно 5%, что в значительной мере компенсируется многократно увеличенным поглощением.

Немаловажно и то, что аморфные батареи лучше других вариантов справляются со своей задачей при рассеянном солнечном освещении и в пасмурную погоду. Блоки являются эластичными.

Иногда можно встретить комбинацию монокристаллических или поликристаллических элементов с аморфным вариантом. Это помогает сочетать достоинства используемых схем и гасить практически все их недостатки. С целью снижения стоимости изделий сейчас все чаще используют пленочную технологию, которая предусматривает генерацию тока на базе теллурида кадмия. Само по себе это соединение является токсичным, но выброс яда в окружающую среду исчезающе мал. А также могут использоваться селениды меди и индия, полимеры.

Концентрирующие изделия повышают эффективность использования площади панели. Но это достигается только при использовании механических систем, обеспечивающих разворот линз вслед за солнцем. Применение фотосенсибилизирующих красителей потенциально помогает улучшить прием энергии Солнца, но пока это скорее общая концепция и разработки энтузиастов. Если нет желания экспериментировать, лучше выбрать более стабильную и проверенную конструкцию. Это относится как к самостоятельному изготовлению, так и к покупке готового продукта.

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

Сделать своими руками солнечную батарею уже не так сложно, как кажется. Принцип действия устройства основан на применении полупроводникового перехода, освещенное устройство должно создавать ток. Самостоятельно изготовить приемник не получится, для этого нужны сложные производственные манипуляции и специализированное оборудование. А вот выполнить силовую часть преобразователя из подручных средств и материалов – не составляет особого труда. Для получения энергии в собственном смысле слова потребуется пластина из кремния, поверхность которой покрыта сеткой диодов.

Все пластины должны рассматриваться как обособленные генерирующие модули. Важно понимать, что оптимальная эффективность достигается при условии постоянного направления на солнце, и что придется позаботиться о накоплении энергии. Хрупкая батарея должна быть надежно защищена от любых загрязнений, от попадания снега. Если это все же происходит, посторонние включения следует убирать максимально быстро. Первым шагом при работе становится подготовка рамы.

Ее в основном делают из дюралюминия, который обладает следующими особенностями:

  • не подвержен коррозии;
  • не повреждается излишней влажностью;
  • служит максимально долго.

Но необязательно делать именно такой выбор. Если проведена окраска и специальная обработка, неплохие результаты достигаются с использованием стали либо древесины. Не рекомендуется ставить очень крупные панели, что неудобно и повышает парусность. Чтобы зарядить кислотный аккумулятор на 12 В, нужно создать рабочее напряжение от 15 В. Соответственно, модулей по 0,5 В потребуется 30 штук.

Можно создать конструкцию из пивных банок. Корпуса выполняются из фанеры 1,5 см, а лицевая панель формируется из органического стекла или поликарбоната. Допускается применение стандартного стекла толщиной 0,3 см. Гелиоприемник формируется при окрашивании черным пигментом. Краска должна быть устойчивой к значительному нагреву. Крышки разрабатываются таким образом, чтобы обеспечивать повышенную эффективность обмена теплом.

Внутри банок воздух прогревается гораздо быстрее, чем на открытом месте. Важно: требуется отмывать емкости сразу, как только принято решение об их использовании.

Брать следует только алюминиевые банки, стальные не подойдут. Проверка производится простейшим образом – с использованием магнита. Донце пробивают, вводят пробойник или гвоздь (хотя можно и сверлить).

Суппорт вставляют и искажают соответственно рисунку. Верх банки разрезают, чтобы получилось что-то похожее на плавник. Он помогает воздушному потоку снимать максимум тепла с греющейся стенки. Потом банку обезжиривают любым моющим средством и приклеивают отрезанные ранее части друг к другу. Исключить промахи можно, используя шаблон из нескольких досок, приколоченных гвоздями под прямым углом.

Довольно часто используют конструкции из дисков. Они выступают неплохими фотоэлементами. Как вариант, ставятся пластины из меди. Электрическая схема, как уже говорилось, работает по тому же принципу, что и большинство транзисторов. Фольга призвана предотвращать чрезмерный разогрев. Как альтернативу в летние месяцы используют просто поверхность, отделываемую в светлые цвета.

Какие инструменты понадобятся?

Чтобы произвести самостоятельно все работы по монтажу солнечной батареи на 220 вольт, понадобятся следующие инструменты:

  • паяльники, электрифицированные на 40 Вт;
  • герметики на базе силикона;
  • скотч, приклеиваемый с двух сторон;
  • канифоль;
  • припой;
  • провод, по которому будет уходить ток;
  • флюс;
  • шина из меди;
  • крепежные элементы;
  • дрель;
  • прозрачный материал листовой;
  • фанера, органическое стекло либо текстолит;
  • диоды конструкции Шоттки.

Как изготовить?

Пошаговая инструкция предусматривает выводы с панелей на батареи посредством защитного диода, что помогает исключить саморазряд. Поэтому на вывод подается ток напряжением 14,3 В. Стандартный зарядный ток имеет силу 3,6 А. Его получение достигается при использовании 90 элементов. Подключение частей панели производится параллельно-последовательным способом.

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

С поправочными коэффициентами за 12 часов солнечного освещения можно получить 0,28 кВт/ч. Элементы расставляются в 6 полос, для довольно свободного монтажа требуется рама величиной 90х50 см. К сведению – когда есть подготовленные рамы с иными размерами, лучше пересчитать потребность в элементах. Если это невозможно, то применяют детали другой величины, их размещают, варьируя длину и ширину ряда.

Работать желательно на совершенно ровном месте, куда удобно подходить с любой стороны. Рекомендуется заготовленные пластины поставить немного в стороне, где они будут застрахованы от падений и ударов. Даже взять панель непросто, их берут только по одной и очень аккуратно. Крайне важно при монтаже в домашних условиях электрических солнечных панелей для дома или для дач поставить надежное УЗО. Такие блоки делают использование системы безопаснее, сокращая риск травмирования электрическим током и возгорания.

Большинство специалистов рекомендуют приклеивать распаянные элементы в виде единой цепи. Подложка должна быть плоской, поскольку это обеспечивает надежность. Как вариант, можно вставить в раму и основательно укрепить лист стекла либо плексигласа. Это изделие требует обязательной герметизации. На подложку выкладывают элементы в заранее определенном порядке и приклеивают их с помощью двустороннего скотча.

Работающая сторона должна быть повернута к прозрачному материалу, а паяльные выводы оборачивают в другую сторону. Удобнее всего распаивать выводы, если рама выложена рабочей плоскостью на столе.

Когда пластины приклеены, кладут смягчающую подкладку, для нее используют следующие материалы:

  • резину в листах;
  • древесноволокнистые плиты;
  • картонки.

Теперь можно вставить в раму оборотную стенку и герметизировать ее. Замена кормовой стенки на компаунд, в том числе на эпоксидную смолу, вполне возможна. Но такой шаг нужно совершать только при условии, что панель не придется разбирать и чинить. Стандартный сегмент выдает примерно 50 Вт тока при благоприятных условиях. А этого уже достаточно для подпитки светодиодных светильников в небольших домах.

Чтобы обеспечить комфортную жизнь, придется за сутки расходовать от 4 кВт/ч электричества. Для жизнеобеспечения семьи из трех человек понадобится подавать уже 12 кВт/ч. Учитывая неизбежные добавки (когда, к примеру, одновременно работает стандартный набор техники и перфоратор) – требуется увеличить этот показатель еще на 2–3 кВт. Эти параметры и можно взять за основу при расчете необходимых параметров. Чтобы работа проходила нормально, необходимо добавлять в схему устройство, контролирующее заряд.

12 В постоянного тока, ведь именно такую мощность выдает типовая и самодельная батарея, переделать на 220 В переменного способен инвертор. Если нет желания его приобретать, придется комплектовать дом электроаппаратурой, рассчитанной на 12 либо 24 В. Так как низковольтные магистрали насыщаются сильным током, придется выбирать провода значительного сечения и не скупиться на изоляцию. Для накопления выработанного электричества применяют в основном свинцовые аккумуляторы, содержащие кислоту. Несмотря на все технологические усовершенствования, лучший вариант еще не предложен. Чтобы увеличить вырабатываемое напряжение, ставят 2 или 4 аккумулятора.

Наибольшие расходы повлечет приобретение самих панелей, улавливающих солнечные лучи. Сэкономить можно, если заказывать китайский товар в электронных магазинах. В целом такие предложения качественные, но необходимо внимательно знакомиться с репутацией продавцов, с поступающими об их деятельности отзывами. Можно выбирать работоспособные системы с незначительными дефектами. Производители их бракуют и выставляют на продажу, чтобы не тратиться на дорогостоящую утилизацию.

Важно: не стоит монтировать в одной сборке разные по габаритам или вырабатываемому току элементы. Наибольшая генерация в таком случае все равно будет ограничена «узким местом».

Самостоятельная сборка инвертора оправдана только в случае ограниченного потребления тока. А контроллеры зарядов и вовсе стоят мизерную сумму, так что их производство своими руками не оправдывается. Проектируя батарею, следует помнить, что ее элементы должны отделяться разрывом в 0,3–0,5 см.

Часто выбирают сооружения из алюминиевых профилей и органического стекла. Тогда готовят на основе металлического уголка каркас прямоугольной формы. Углы каркаса сверлят, чтобы потом легче было скреплять конструкцию. Изнутри периметр смазывается силиконовым реагентом. Теперь можно поставить лист прозрачного материала, который как можно плотнее прижимают к раме.

Углы коробки пронзают шурупами, удерживающими специальные уголки. Эти уголки не дадут оргстеклу произвольно изменять свое местоположение внутри изделия. Сразу после этого оставляют заготовку в покое и ждут, пока герметик высохнет. На этом предварительный этап завершен. До внедрения солнечных уловителей в корпус его основательно вытирают, чтобы не было малейших признаков загрязнения. Сами пластины тоже очищают, но делают это предельно осторожно.

До сборки конструкций с припаянными на заводе проводниками желательно оценить качество соединений и ликвидировать все обнаруженные деформации. Когда шины еще не соединены, первоначально паяют их к контактам на пластинах, и только после этого связывают взаимно.

Последовательность соединения является следующей:

  • измерение требуемого участка шины;
  • нарезка полосок согласно результату замера;
  • смазывают обрабатываемый контакт флюсом на всем протяжении с нужной стороны;
  • прикладывают шину аккуратно и точно, прогретым паяльником ведут по всей поверхности, которую нужно соединить;
  • переворачивают пластину и все те же манипуляции повторяют сначала.

Важно: чрезмерно сильный нажим при пайке недопустим, что может разрушить хрупкие элементы. Нужно исключить и прогрев паяльником тех частей, которые не соединяются.

Закончив работу, внимательно осматривают всю поверхность батареи и каждого соединения. Нельзя, чтобы там были даже малейшие дефекты. Оставшиеся выемки и впадины устраняются еще одним проходом паяльника, уже максимально нежным и с еще меньшим прижатием. Сам паяльник не должен быть мощным, скорее, наоборот – сильный прогрев противопоказан. При отсутствии опыта столь тонкой работы желательно подготовить размеченный фанерный лист. Он позволит избежать многих серьезных ошибок. В ходе пайки контактов нельзя упускать из вида их полярность, в противном случае система работать не будет.

Приклеиваемые части соединяются тоже в максимально щадящем режиме. Избыток клея нежелателен, требуется накладывать в центральных частях пластин самые маленькие капли, которые только можно сформировать.

Перекладывание пластин в корпус желательно делать вдвоем, поскольку в одиночку это не слишком удобно. Далее, следует соединить каждый провод с края пластины с общими магистралями для тока. Вынеся подготовленную панель на освещенный солнцем участок, меряется вольтаж в общих шинах, который должен быть в пределах проектных значений.

Есть и другой способ герметизировать солнечную панель. Небольшие количества герметиков из силикона наносятся в промежутки пластин и на внутренние края корпуса. Далее, руками внешние стороны фотоэлементов прижимают к оргстеклу, при этом добиваются идеальной плотности. Накладывают незначительный груз на каждый край, дожидаясь высыхания герметика. После этого смазывают каждый стык пластины и внутренней стороны рамки.

При этом герметик может касаться краев оборота пластин, но не любой другой их части. Боковая часть корпуса послужит для установки соединяющего разъема, который связывается с диодами Шоттки. Внешняя сторона закрывается экраном, делаемым из прозрачных материалов. Создаваемая конструкция продумывается так, чтобы внутрь не попадало даже небольшое количество влаги. Лицевая грань из органического стекла покрывается лаком.

Рекомендации по эксплуатации

Солнечная батарейка может прослужить очень долго и стабильно, поставляя ток в домашнюю проводку. Но многое зависит не только от качества ее сборки и последующего подключения. Очень важно эксплуатировать такой нежный генератор, как полагается. Желательно направить батареи, если они не снабжены подстраивающейся под солнце системой, четко на юг, что поможет уловить максимум энергии и сократить непроизводительные потери. Чтобы исключить ошибку, достаточно ставить генератор под тем углом к горизонту, который равен числу градусов широты в конкретном месте. Но поскольку солнечный диск в течение года меняет свое местоположение на небосводе, рекомендуется в весенние месяцы понижать угол, а при наступлении осени повышать его.

Дополнение следящей системой в бытовых условиях нецелесообразно. Она оправдывает вложения исключительно на промышленном уровне. Гораздо выгоднее поставить сразу несколько батарей, ориентированных на наиболее вероятные углы освещения. Ставя солнечные генераторы поверх плоской кровли, к примеру, из рубероида или из листового железа, стоит поднять их над плоскостью. Тогда обдув воздушным потоком снизу повысит эффективность работы. На волнистых крышах так поступать необязательно, хотя никакого вреда от подъема не будет.

Самые лучшие кровли – это те, что ориентированы к югу и оформлены в виде плоских скатов. В такой ситуации скат служит для присоединения нескольких уголков, размер которых совпадает с величиной модуля. Выход над коньком составляет примерно 0,7 м, а крепление модуля к уголкам производится с разрывом в 150–200 мм. Как вариант, можно свешивать батарею при помощи тех же уголков ниже кровельного ската. На волнистой поверхности уголки часто сменяют трубами тщательно подбираемого диаметра.

Монтаж генераторов на фронтоне лучше всего сочетать с покраской этого элемента и свесов в светлые тона.

Солнечные блоки стоит выставлять по горизонтали, что сократит разброс температуры между их нижней и верхней частью на 50%, если сравнивать с вертикальным монтажом. А значит не только увеличится фактический ресурс, но и удастся повысить результативность системы.

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

  • как можно более освещенным;
  • имеющим минимальную тень;
  • хорошо продуваемым ветрами.

Полезные советы

Самодельная солнечная батарея может быть применена даже для отопления частного дома. Подобное оборудование можно монтировать, не требуя разрешения от государственных органов. Но даже при активном использовании оценить эффективность не получится раньше чем через 36 месяцев. Кроме того, такой вариант очень дорогой. Так как почти везде в России температура регулярно бывает отрицательной, придется дополнить гелиосистему теплоизоляцией.

Стабильное действие батарей обеспечивается в диапазоне температур от -40 до +90 градусов. Исправная работа гарантирована в среднем на 20 лет, а после этого эффективность резко сокращается. При выборе контроллера нужно учитывать разницу между мощными и слабыми электрическими системами. Если контроллера нет или он вышел из строя, придется непрерывно отслеживать заряды аккумуляторов. Невнимательность может сократить срок действия накопителя заряда.

Как сделать солнечную батаерю своими руками, смотрите в следующем видео.

Как сделать солнечную батарею собственными руками

Все больше людей стремится к приобретению домов, находящихся в отдалении от очагов цивилизации. Причин этому существует множество, главная из которых, наверное, экологическая. Ни для кого не секрет, что интенсивное развитие промышленности пагубно сказывается на состоянии окружающей среды. Но при покупке такого дома можно столкнуться с отсутствием электроснабжения, без которого жизнь в двадцать первом веке едва ли можно себе представить.

Проблему обеспечения энергией здания, находящегося далеко от очагов цивилизации можно попробовать решить установкой ветрогенератора. Однако этот способ далеко не идеален. Для того, чтобы электроэнергии хватило на весь дом потребуется установка большого ветряка или нескольких, но и в этом случае энергообеспечение будет носить эпизодический характер, отсутствуя в безветренную погоду.


Для обеспечения стабильности энергообеспечения дома, эффективным решением является совместное использование ветрогенератора и солнечной батареи, но, к сожалению, батареи далеко не дешевы. Решением этих сложностей было бы производство солнечной батареи своими руками, способной на равных конкурировать с заводскими по мощности, но в то же время приятно отличаться от них ценой. И такое решение есть!

Для начала, необходимо определиться, что же представляет собой солнечная батарея. По своей сути, это контейнер, содержащий в себе массив, преобразующих солнечную энергию в электрическую, элементов. Слово «массив» применимо в данном случае, потому что для генерации достаточных объемов энергии, необходимых в условиях энергообеспечения жилого дома, солнечных элементов потребуется довольно внушительное количество. В виду высокой хрупкости элементов, их в обязательном порядке объединяют в батарею, которая обеспечивает им защиту от механических повреждений и объединяет вырабатываемую энергию. Как видно, в принципиальном устройстве солнечной батареи нет ничего по-настоящему сложного, поэтому ее вполне можно сделать своими руками.

Перед тем, как приступать непосредственно к действиям, принято проводить глубокую теоретическую подготовку, чтобы избежать лишних трудностей и издержек в процессе. Именно на этом этапе многие энтузиасты сталкиваются с первым препятствием – практически полным отсутствием полезной с практической точки зрения информации. Именно это явление создает надуманную видимость сложности солнечных батарей: раз их никто не делает сам, значит это сложно. Однако, задействовав логическое мышление можно придти к следующим выводам:


  • основа целесообразности всего процесса заключается в приобретении солнечных элементов по доступной цене


  • покупка новых элементов исключена, ввиду их высокой стоимости и сложности покупки в необходимом количестве.


  • солнечные элементы, обладающие дефектами и повреждениями, могут быть приобретены на аукционе eBay и в других источниках, по значительно более низким ценам, чем новые.


  • дефектные элементы вполне могут быть использованы в заданных условиях.

На основе сделанных выводов, становится ясно, что следующим шагом в изготовлении солнечной батареи будет покупка дефектных солнечных элементов. В нашем случае элементы были куплены на eBay.

Приобретенные монокристаллические солнечные элементы имели размер 3х6 дюйма, и каждый их них выдавал порядка 0.5В энергии. Таким образом, соединенные последовательно 36 таких элементов, в общей сложности выдают около 18В, которых достаточно для эффективной подзарядки 12В аккумулятора. Следует помнить, что такие солнечные элементы хрупкие и ломкие, поэтому вероятность их повреждения при неосторожном обращении крайне высока.

Для обеспечения защиты от механических повреждений продавец покрыл воском наборы из восемнадцати штук. С одной стороны это эффективная мера, позволяющая избежать повреждений во время транспортировки, с другой стороны – лишние проблемы, так как удаление воска вряд ли кому-то покажется приятной и легкой задачей. Поэтому, если есть такая возможность, приобретение элементов, не покрытых воском, является лучшим решением. Если обратить внимание на изображенные световые элементы, можно заметить, что они имеют припаянные проводники. Даже в этом случае придется поработать паяльником, а если же приобрести элементы без проводников – работы будет в разы больше.

Вместе с тем были приобретены пара наборов элементов, которые не были залиты воском, у другого продавца. Они пришли упакованными в коробку из пластика с незначительными сколами по бокам. В нашем случае сколы не являлись предметом для беспокойства, потому как не были способны ощутимо снизить эффективность всего элемента. Однако, возможно, кто-то сталкивался с более плачевными результатами повреждений при транспортировке, что необходимо иметь в виду. Приобретенных элементов было достаточно для изготовления двух солнечных батарей, даже с излишком, на случай непредвиденных повреждений или отказов.

Конечно, при изготовлении солнечной батареи можно использовать и другие световые элементы, в широком спектре размеров и форм присутствующих у продавцов. В этом случае необходимо помнить три вещи:


  1. Световые элементы одного типа генерируют идентичное напряжения, вне зависимости от размера и формы, поэтому их требуемое количество останется неизменным

  2. Генерация тока имеет прямую зависимость от размера элемента: большие генерируют больший ток, маленькие – меньший.

  3. Суммарная мощность солнечной батареи определяется ее напряжением, умноженным на ток.

Как видно, использование элементов большого размера при изготовлении солнечной батареи способно обеспечить более высокий показатель мощности, но вместе с тем и сделает саму батарею более громоздкой и тяжелой. В случае использования элементов меньшего размера, размер и вес готовой батареи уменьшится, однако вместе с тем уменьшится и выдаваемая мощность. Крайне не рекомендуется использование в одной батарее солнечных элементов разного размера, так как генерируемый батареей ток будет эквивалентен току самого маленького из используемых элементов.

Приобретенные в нашем случае солнечные элементы при размере 3х6 дюйма генерировали ток примерно в 3 ампера. При солнечной погоде, тридцать шесть, соединенных последовательно, элемента, способны выдавать порядка 60 Вт мощности. Цифра не особенно впечатляет, тем не менее, это лучше, чем ничего. Следует учитывать, что указанная мощность будет генерироваться каждый солнечный день, заряжая аккумулятор. В случае использования электроэнергии для осуществления питания светильников и аппаратуры с небольшим потреблением тока, такая мощность является вполне достаточной. Не нужно и забывать о ветрогенераторе, также производящем энергию.

После приобретения солнечных элементов далеко не лишним будет спрятать их от людских глаз в безопасное место, защищенное от детей и домашних животных, до того момента, когда возможно будет их непосредственная установка в солнечную батарею. Это жизненная необходимость, в виду крайне высокой хрупкости элементов и подверженности их механической деформации.

По сути корпус солнечной батареи, ни что иное, как простой неглубокий ящик. Ящик непременно необходимо изготовить неглубоким, для того чтобы его бортики не создавали тени, когда солнечный свет падает на батарею под большим углом. В качестве материала вполне подойдет фанера 3/8 дюйма и рейки для бортиков 3/4 дюйма толщиной. Для лучшей надежности крепление бортиков не лишним будет осуществить двумя способами – приклеиванием и привинчиванием. Для упрощения последующей пайки элементов, батарею лучше разделить на две части. Роль разделителя выполняет расположенная по центру ящика планка.

На этом небольшом наброске, можно увидеть размеры в дюймах(1 дюйм равен 2,54 см.), изготовленной в нашем случае солнечной батареи. Бортики расположены по всем краям и в середине батареи и имеют толщину 3/4 дюйма. Данный эскиз ни в коем случае не претендует на роль эталона при изготовлении батареи, он был сформирован скорее из личных предпочтений. Размеры приведены для наглядности, но в принципе они, как и дизайн, могут быть различны. Не бойтесь экспериментировать и вполне вероятно, батарея может получиться лучше, чем в нашем случае.

Вид на половину корпуса батареи, в которой будет производится размещение первой группы солнечных элементов. Небольшие отверстия, которые вы видите на бортиках, представляют собой не что иное, как вентиляционные отверстия. Они предназначены для удаления влаги и поддержания давления, эквивалентного атмосферному внутри батареи. Следует обратить особое внимание на расположении отверстий для вентиляции в нижней части корпуса батареи, потому как расположение их в верхней части приведет к попаданию излишней влаги извне. Также отверстия необходимо сделать и в планке, расположенной по центру.

Два вырезанных куска ДВП будут выполнять функцию подложек, т.е. на них будет производиться монтаж солнечных элементов. В качестве альтернативы ДВП подойдет любой тонкий материал, обладающий высокими показателями жесткости и не проводящий электрический ток.

Для защиты солнечной батареи от агрессивного воздействия климата и окружающей среды, используется оргстекло, которым необходимо закрывать лицевую сторону. В данном случае были вырезаны два куска, однако может использоваться и один большой. Использование обычного стекла не рекомендуется, по причине его повышенной хрупкости.

Вот незадача! Для обеспечения крепления на шурупы, было принято решение просверлить отверстия вокруг кромки. При сильном надавливании во время сверления, оргстекло может сломаться, что и произошло в нашем случае.  Проблема была решена сверлением недалеко нового отверстия, а отколовшийся кусок просто приклеили.

После этого было произведено окрашивание всех деревянных частей солнечной батареи краской в несколько слоев, для повышения защиты конструкции от влаги и воздействия среды. Покраска осуществлялась как внутри, так и снаружи. Цвет краски, как и тип может варьироваться в широком диапазоне, в нашем случае была использована краска, имеющаяся в наличии в достаточном количестве.

Окраска подложек также была произведена с обеих сторон и в несколько слоев. Покраске подложки необходимо уделять особенное внимание, так при некачественной покраске, дерево может начать коробиться от воздействия влаги, что вероятно приведет к повреждению приклеенных к ней солнечных элементов.

Теперь, когда корпус солнечной батареи готов и просыхает самое время приступить к подготовке элементов.
Как уже упоминалось ранее, удаление воска с элементов – задача не из приятных. В ходе экспериментов, методом проб и ошибок, был найдет эффективный способ. Тем не менее, рекомендации по покупки не покрытых воском элементов, остались прежними.

Для растопки воска и отделения элементов друг от друга, необходимо отмочить солнечные элементы в горячей воде. При этом следует исключить возможность закипания воды, потому как бурное кипение может повредить элементы и нарушить их электрические контакты. Для исключения неравномерного нагрева, рекомендуется поместить элементы в холодную воду и плавно нагревать. Следует воздержать от вытягивания элементов из кастрюли за проводники, так как они могут оборваться.

На этом фото изображена окончательная версия аппарата для удаления воска. На заднем плане с правой стороны находится первая емкость, предназначенная для растапливания воска. Слева на переднем плане расположена емкость с горячей мыльной водой, а справа – чистая вода. Вода во всех емкостях довольно горячая, но ниже кипения воды. Нехитрый технологический процесс удаления воска заключается в следующем: в первой емкости необходимо растопить воск, затем элемент перенести в горячую мыльную воду для удаления остатков воска, в заключении промыть чистой водой.

После очистки от воска, элементы необходимо просушить, для этого они были выложены на полотенце. Следует отметить что слив мыльной воды в канализацию недопустим, так как воск, остыв, затвердеет и засорит ее.  Результатом процесса очистки является почти полное удаление воска с солнечных элементов. Оставшийся воск не способен помешать как пайке, так и работе элементов.

Солнечные элементы сушатся на полотенце после очистки. После удаления воска элементы стали значительно более хрупкими, что делает их более сложными в хранении и обращении. Рекомендуется не производить очистку до тех пор, пока не будет необходима их непосредственная установка в солнечную батарею.

Для упрощения процесса монтажа элементов, рекомендуется начать с отрисовки сетки на основе. После произведения отрисовки, элементы были выложены по сетке вверх обратной стороной, для того чтобы их спаять. Все восемнадцать элементов, расположенных в каждой половине были последовательно соединены, после чего были и соединены и половины, также последовательным способом, для получения необходимого напряжения

В начале спайка элементов между собой может показаться сложной, однако со временем она становится проще. Рекомендуется начать с двух элементов. Необходимо разместить проводники одного элемента таким образом, чтобы они пересекали точки пайки другого, также следует убедиться, что элементы установлены согласно разметке.

Для непосредственного осуществления пайки использовался паяльник малой мощности и прутковый припой с канифольной сердцевиной. Перед пайкой была произведена смазка точек пайки флюсом при помощи специального карандаша. Ни в коем случае не следует давить на паяльник. Элементы настолько хрупкие, что могут от небольшого давления придти в негодность.

Повторение пайки осуществлялась до образования цепочки, состоящей из шести элементов. Шины соединения от сломанных солнечных элементов, были припаяны к обратно стороне элемента цепочки, являющегося последним. Таких цепочек получилось три – итого 18 элементов первой половины батареи были благополучно объединены в сеть.
По причине того, что все три цепочки необходимо соединить последовательно, средняя цепочка была повернута на 180 градусов по отношению к другим. Общая ориентация цепочек в итоге получилось правильной. Следующим шагом является приклеивание элементов на место.

Для осуществления солнечных элементов может потребоваться некоторая сноровка. Необходимо нанести небольшую каплю герметика, изготовленного на основе силикона, в центре каждого элемента одной цепочки. После этого следует перевернуть цепочку лицевой стороной вверх и разместить солнечные элементы согласно нанесенной ранее разметке. Затем необходимо легонько прижать элементы, осторожно надавливая в центре, чтобы приклеить их. Значительные сложности могут возникнуть в основном при переворачивании гибкой цепочки, поэтому лишняя пара рук на это этапе не повредит.

Не рекомендуется наносить избыточное количество клея и приклеивать элементы по краям. Это обусловлено тем, что сами элементы и подложка, на которую они установлены, будут деформироваться при изменении условий влажности и температуры, что может привести к выходу элементов из строя.

Так выглядит собранная половина солнечной батареи. Для соединения первой и второй цепочек элементов была использована медная оплетка кабеля.

Для этих целей вполне подойдут специальные шины или даже медные провода. Аналогичное соединение необходимо произвести и с обратной стороны. Провод был прикреплен к основанию каплей герметика.

Тест первой изготовленной половины батареи на солнце. При слабой солнечной активности, изготовленная половина генерирует 9.31В. Довольно неплохо. Пора приступать к изготовлению второй половины батареи.

После того, как обе основы с солнечными элементами будут завершены, можно произвести их установку в подготовленную заранее коробку и соединить.

Каждая половина идеально помещается на свое место. Для крепления основы внутри батареи были использованы 4 шурупа небольшого размера.
Провод, предназначенный для соединения половин солнечной батареи, был пропущен через вентиляционное отверстие в центральном бортике и закреплен при помощи герметика.

Необходимо каждую солнечную панель в систему снабдить диодом блокирования, который должен быть соединен с батареей последовательно. Он предназначен для исключения разряда аккумулятора через батарею. Диод использовался Шоттки на 3.3А, обладающий значительно более низким падением напряжения, в сравнении с обычными диодами, что минимизирует потери мощности на диоде. Набор из двадцати пяти диодов марки 31DQ03 был приобретен всего за несколько долларов на eBay.

Исходя из технических характеристик диодов, наилучшим местом их размещения является внутренняя часть батареи. Связано это с зависимостью падения напряжения у диода от температуры. Так как температура внутри батареи будет выше окружающей, следовательно и эффективность диода повысится. Для закрепления диода был использован герметик.

Для того чтобы вывести наружу провода, было просверлено отверстие в днище солнечной батареи. Провода лучше завязать на узел и закрепить герметиком, для предотвращения их последующего вытягивания.
Крайне необходимо дать высохнуть герметику до установки защиты из оргстекла. Силиконовые испарения могут образовать пленку на внутренней поверхности оргстекла, если не дать силикону просохнуть на открытом воздухе.<

Небольшое количество герметика для создания барьера от влаги.

На выходной провод солнечной батареи, был прикреплен двухконтактный разъем, розетка которого в будущем будет присоединена к контроллеру заряда аккумуляторных батарей, используемого для ветрогенератора. В итоге солнечная батарея и ветрогенератор смогут работать параллельно.

Вот так выглядит окончательная версия солнечной батареи с установленным экраном. Не стоит торопиться с герметизацией стыков оргстекла до произведения полного тестирования работоспособности батареи. Может случиться так, что на одном из элементов отошел контакт и потребуется доступ к внутренностям батареи для ликвидации проблемы.

Предварительные расчеты оправдались: законченная солнечная батарея на ярком осеннем солнце выдает 18.88В без нагрузки.

Этот тест был произведен при аналогичных условиях и показывает прекрасную работоспособность батареи – 3,05А.

Солнечная батарея в рабочих условиях. Для сохранения ориентации на солнце, батарея перемещается несколько раз в день, что само по себе не сложно. В перспективе возможна установка автоматического слежения за положением солнца на небосводе.

Итак, какова же конечная стоимость батареи, которую мы умудрились сделать своими руками? Учитывая то, что куски дерева, провода и прочие пригодившиеся в изготовлении батареи вещи были у нас в мастерской, наши с вами подсчеты могут немного отличаться. Конечная стоимость солнечной батареи составила 105 долларов с учетом 74 долларов, потраченных на приобретение самих элементов.

Согласитесь, не так уж и плохо! Это всего лишь малая часть стоимости заводской батареи эквивалентной мощности. И в этом нет ничего сложного! Для увеличения выходной мощности вполне можно соорудить несколько таких батарей.

Оригинал взят отсюда

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках, в ютюбе и инстаграме, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс видео о том, как это сделано, устроено и работает.

Жми на иконку и подписывайся!

- http://kak_eto_sdelano.livejournal.com/
- https://www.facebook.com/kaketosdelano/
- https://www.youtube.com/kaketosdelano
- https://vk.com/kaketosdelano
- https://ok.ru/kaketosdelano
- https://twitter.com/kaketosdelano
- https://www.instagram.com/kaketosdelano/

Официальный сайт - http://ikaketosdelano.ru/

Мой блог - http://aslan.livejournal.com
Инстаграм - https://www.instagram.com/aslanfoto/
Facebook - https://www.facebook.com/aslanfoto/
Вконтакте - https://vk.com/aslanfoto

Солнечная батарея своими руками - 66 фото инструкции по постройке мощной установки

Спрос на альтернативные источники энергии возрастает с каждым днём. Народные умельцы активно осваивают способы, как изготовить солнечную батарею своими руками.

Содержимое обзора:

Подготовительная стадия: что надо знать о солнечных батареях

Для самостоятельного изготовления солнечной батареи можно использовать как специально закупленные заготовки, так и по максимуму использовать материал, имеющийся в домашней мастерской – диоды, транзисторы, фольгу.

Солнечные батареи не могут в большинстве случаев заменить полноценную электростанцию и дать рабочее напряжение 220 В для работы мощных электроприборов. Ограничения возникают по причине их высокой стоимости и большой площади свободного пространства для монтажа.

Часто их применяют как дополнительный источник энергии и для не электрифицированных дачных участков.

КПД солнечных батарей зависит от погодных условий, интенсивности потока солнечных лучей, угла падения светового потока.

Небольшое количество ясных дней в конкретном регионе, сильная затенённость земельного участка, может быть причиной экономической нерентабельности новой установки: срок окупаемости будет больше, чем срок службы (до 30 лет).

Место для установки солнечной батареи для вашего дома должно быть хорошо освещённым, желательно находится выше уровня земли (на крыше), а сама конструкция иметь возможность коррекции положения в пространстве, чтобы лучи солнца падали перпендикулярно поверхности фотоэлементов.

Как самостоятельно сконструировать солнечную батарею

Чтобы собрать солнечную батарею надо:

  • Изготовить каркас – рамку из алюминиевых уголков или деревянных реек. Форму корпуса, и соответственно, форму солнечной батареи выбирать можно любую. Надо подготовить подложку из ДВП и защитное стекло в размер.
  • Спаять солнечные элементы. Самый ответственный этап: от качественной спайки зависит итоговый КПД батареи. 3. Уложить пластину в каркас и загерметизировать – завершающий этап работы.

Главная часть солнечной батареи составляют фотоэлементы, которые преобразовывают энергию дневного светила в электрическую.

Промышленность выпускает 3 вида пластин: монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные (аморфные). Только 2 первых доступны по цене и закупаются как заготовки для будущих домашних экспериментов.

Различие между ними состоит в КПД – до 14% и 9% соответственно, долговечности – 30 и 20 лет службы, и чувствительности к интенсивности солнечного света.

Только батареи с поликристаллическими проводниками не снижают выработку электроэнергии в пасмурную погоду.

Имеет смысл закупать уценённые фотоэлементы второго сорта – для промышленных целей они не подходят, а существующие дефекты не ухудшают качество самоделок.

Приобретённые фотоэлементы требуется спаять между собой. Отдельный элемент даёт 0.5 В напряжения, обычно домашние умельцы ориентируются на номинальное напряжение готового изделия 18 В.

Правильно объединяя цепь, легко добиться нужных потребительских свойств: параллельное соединение увеличивает силу тока, последовательное – напряжение.

На рабочем столе должен быть паяльник, флюс и припой. Олово проволочное, флюс бескислотный, оставляющий минимум жирных следов.

Кремниевые пластины укладываются на защитное стекло, оставляя зазор 5 мм: при нагревании фотоэлементы расширяются. При спайке важно соблюдать полярность – дорожки с отрицательным знаком и положительным различить не сложно.

Обратите внимание!

Лучше приобретать солнечные элементы с уже припаянными плоскими проводниками к солнечным элементам, а самостоятельно только объединять их в цепь. Крайние элементы цепи выводятся на общую шину.

Дополнительно следует припаять диода Шоттки 31DQ03 или аналогичный, чтобы не допустить саморазряда батареи в неактивном состоянии.

Сердцевина солнечной батареи готова, осталось уложить её в подготовленный корпус. После этого по центру каждого отдельного фотоэлемента наносится одна капля термостойкого герметика (если капель несколько, то при расширении от нагревания пластина может лопнуть) и аккуратно накрывается подложкой, затем крышкой.

При помощи силикона следует загерметизировать стыки, и изделие готово.Что может быть альтернативой промышленным фотоэлементам

Фото солнечных батарей из подручных радиодеталей удивляют своей оригинальностью, хотя технические характеристики имеют не очень впечатляющие.

Обратите внимание!

Для домашнего производства электричества можно использовать разнообразный материал:

  • Транзисторы типа КТ или П, внутри которых расположен полупроводниковый кремниевый элемент. С них срезается металлическая крышка, и открывшееся пластина способна выполнить функции фотоэлемента, её напряжение 0,35 В.
  • Диоды Д223Б. Их преимущества перед другими – напряжение 0,35 В при компактных размерах, удобный корпус, лёгкое очищение от ненужной краски при помощи ацетона для последующей работы.
  • Медная фольга.

Чтобы она приобрела свойства преобразовывать солнечную энергию в электрическую, необходимо осуществить специальную обработку:

  • Обезжирить.
  • Обработать наждачной бумагой с целью удаления защитной оксидной плёнки и возможной коррозии. • Прокалить на газовой горелке до образования оксида меди – пластина меняет цвет на чёрный и нагревается после этого полчаса.
  • Заготовка после медленного охлаждения аккуратно промывается под проточной водой с целью удаления черной пленки.

Искомый полупроводник – пластина с тонким слоем медной окиси. В отличие от первых двух вариантов, для дальнейшей работы паяльные работы здесь не нужны.

Требуется поместить соленый раствор 2 кусочка фольги одинакового размера, но разных по свойствам – обработанный и первоначальный вариант.

Соприкасаться они не должны, зажать «крокодильчиками» с проводами. Положительный полюс – к чистой меди, отрицательный – к оксиду. Солёный раствор в прозрачной ёмкости на 2-3 см не доходит до верхней части пластин.

Купить солнечные батареи в виду достаточно высокой цены безболезненно для семейного бюджета может не каждый. Проявите себя в техническом творчестве, порадуйте домочадцев и удивите гостей результатами своего труда.

Обратите внимание!

Фото солнечной батареи своими руками


снимаем розовые очки и учимся на чужих ошибках Как собрать систему на солнечных батареях

Современные реалии таковы, что отнюдь не дешевым удовольствием являются альтернативные источники питания. Заказать у поставщика установку солнечных батарей возможность имеет далеко не каждый, поэтому популярной становится солнечная батарея своими руками.

Солнечную батарею изготовить не сложно. Для этого понадобится: элементы для солнечной батареи, флюс (подойдет карандаш, который легко наносить, но вполне нормально использовать канифоль), спирт, 40-ваттный паяльник, ватные палочки, широкая шина (до 2 метров) и узкая шина (1,6 мм). Шина узкая является луженым проводом (медным плоским, который покрыт олова). Когда солнце светит, температура солнечной батареи колоссально возрастает, вызывая расширение, ночью происходит обратный процесс – сужение. Можно, конечно, взять и более широкую шину – 2 мм, но практика показывает, что оптимальная ширина равна все-таки 1,6 мм.

Первым делом сортирует солнечные элементы. Каждый их них вырабатывает 0,26-0, 35 вольт. Их нужно отсортировать, чтобы выбрать примерно одинаковые по номиналу. Их количество должно быть 36. Если в батарее будет хотя бы один элемент с низким показателем, он будет сопротивлением, что нежелательно.

Нарезаем шину (должно быть 72 полоски), определяя ее дину по ширине двух элементов, расположенных на расстоянии пять-десять миллиметров друг от друга.

Видео: Полный процесс изготовления солнечной панели своими руками

Видео: Самодельная Солнечная батарея своими руками из двух стекол

Видео: Солнечная батарея своими руками сборка панели

Видео: Постройка Солнечной Батареи своими руками

Спиртом хорошо протираем места будущей пайки на элементах, чтобы их обезжирить. Для начала достаточно взять три элемента. Затем, по ним проводим карандашом (шину обезжиривать не нужно, потому, что она луженая). Припаиваем шину, которая ложится легко, поэтому сильных усилий к ней прикладывать не нужно. Установив паяльник в одном месте, дождемся, пока шина начнет плавиться и после этого, не спеша ведем паяльник вдоль всей шины.

Фото: Пайка солнечной батареии своими руками

Затем спиртом и ватной палочкой осторожно удаляем остатки флюса. Таким образом подготавливаются все остальные элементы. Теперь можно паять с обратной стороны, также протирая спиртом и нанося флюс, уже соединяя элементы в панельку (9х4 ячеек).

Обязательно удаляем лишний флюс. Обратная сторона будет иметь плюсовой потенциал в любой ее точке.

Теперь конструкцию нужно перенести на лицевую поверхность — в нашем случае это литой акрил компании Альтуглас толщиной 5 мм. Можно, конечно, прямо на лицевой стороне и паять фотоэлементы (так даже будет удобнее).

Ленточки с солнечными элементами укладываем таким образом, чтобы на первой ленточке первая шина шла снизу, вторая сверху. На второй – в обратной последовательности: первая сверху, вторая снизу и т.д. Это обеспечит последовательное соединение.

Эти выходы узкой шины припаиваем к шине широкой, удаляя остатки при помощи кусачек. До прикатывания пленки необходимо сделать замеры, чтобы убедиться, что все сделано правильно.

Также нужно проверить, нет ли сильно нагревающихся панелек (рукой). Если такие есть, их заменяем. Если нет, прикатываем пленку 751 оракал, которая предназначена для приклейки на автомобили аппликаций. Гарантийный срок ее эксплуатации – семь лет. Но, из опыта, этот срок намного больше. Делаем это очень аккуратно, чтобы не было перекосов, т.к. отклеивать ее уже невозможно. В крайнем случае, если такое произошло, пленку нужно аккуратно обрезать и доклеить. Не прижимать пленку к элементам. От центра ее разравнивают к краям, прижимая лишь в местах, где нет элементов. На небольшие пузыри не стоит обращать внимание – они уйдут при прикатке. Пленку отделять от основы по сантиметру, не более. Вновь проверяем параметры (вольты и ток короткого замыкания). Ток в четыре ампера говорит о том, что все у нас правильно.

Осталось поместить конструкцию в каркас.

Каркас для солнечной батареи

Подойдет в качестве прозрачного слоя оргстекло, но со временем оно коробится и желтеет, что отражается на работоспособности батареи. Можно использовать обычное стекло, которое позволяет снизить нагрев солнечных элементов, благодаря тому, что оно не пропускает инфракрасный спектр. Наконец, есть акриловое стекло, которое и не снижает прозрачности со временем, и не коробится.

В качестве корпуса чаще всего используют алюминиевые уголки, ДСП, фанеру и другие материалы.

Последний шаг — герметизация

Для герметизации используют (в основном за рубежом) компаунды. Но стоят они прилично, поэтому наши мастера используют или силиконовый герметик, или защитную пленку (как выше описано), или смешанным с герметикам, акриловым лаком.

Пайка фотоэлементов

В продаже можно найти фотоэлементы с припаянными проводниками, но чаще это приходится делать самому. Что нужно знать? Первой – работать с фотоэлементами нужно очень осторожно – они хрупки е и дорогие.

Где купить фотоэлементы?

Проще всего набрать в браузере запрос – результатов появится достаточно, в том числе частные предприниматели, которые предлагают элементы, необходимые для создания солнечной батареи. Правда, стоят они достаточно дорого – значительно дешевле можно найти на Ebay. Можно, конечно, купить элементы, по разным причинам отбракованные в производстве: стоить они будут намного дешевле, но есть риск, что окажутся они непригодными и для использования народными умельцами. К тому же доставка может стоить до тридцати долларов.

Какие выбрать фотоэлементы

Как правило, можно найти монокристаллические и поликристаллические фотоэлектрические преобразователи. У первых более длительный срок эксплуатации – до тридцати лет, но они чувствительны к изменениям погоды. Вторые, напротив, не слишком снижают мощность при облачности, но отличаются меньшим сроком эксплуатации. К тому же, по сравнению с монокристаллическими с КПД 13%, у них он составляет от семи до девяти процентов.

Чтобы более эффективно использовать солнечную батарею, необходимо предусмотреть изменение угла наклона.

Вывод

Сделать солнечную панель своими руками оказалось не так сложно. И намного дешевле, чем ее заказать у поставщика!

Солнечные батареи - источник получения энергии, которую можно направить на выработку электричества или тепла для малоэтажного дома. Вот только солнечные батареи имеют высокую стоимость и недоступны большинству жителей нашей страны. Согласны?

Другое дело, когда сделана солнечная батарея своими руками - затраты значительно уменьшаются, а работает такая конструкция ничуть не хуже, чем панель промышленного производства. Поэтому, если вы всерьез задумываетесь о приобретении альтернативного источника электроэнергии, попытайтесь сделать его своими руками – это не очень сложно.

В статье речь пойдет об изготовлении солнечных батарей. Мы расскажем, какие материалы, и инструменты для этого потребуются. А немного ниже вы найдете пошаговую инструкцию с иллюстрациями, которые наглядно демонстрируют ход работы.

Энергию солнца можно преобразовать в тепловую, когда энергоносителем является жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторах. Батарея представляет собой генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта.

Преобразование энергии солнца в электроэнергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые являются основной частью батареи.

При этом световые кванты “отпускают” свои электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают электрический ток, который проходит через контроллер и скапливается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям.

Галерея изображений

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

  • силикатные пластины-фотоэлементы;
  • листы ДСП, алюминиевые уголки и рейки;
  • жёсткий поролон толщиной 1,5-2,5 см;
  • прозрачный элемент, выполняющий роль основания для кремниевых пластин;
  • шурупы, саморезы;
  • силиконовой герметик для наружных работ;
  • электрические провода, диоды, клеммы.

Количество требуемых материалов зависит от размера вашей батареи, которая чаще всего ограничивается количеством доступных фотоэлементов. Из инструментов вам понадобиться: шуруповёрт или набор отвёрток, ножовка по металлу и дереву, паяльник. Для проведения испытаний готовой батареи понадобиться тестер-амперметр.

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные.

Поликристаллические пластины характеризуются низким КПД. Размер полезного действия составляет около 10 – 12 %, но зато этот показатель не понижается с течением времени. Продолжительность работы поликристаллов – 10 лет.

Солнечную батарею собирают из модулей, которые в свою очередь составляют из фотоэлектрических преобразователей. Батареи с жесткими кремниевыми фотоэлементами представляют собой некий сэндвич с последовательно расположенными слоями, закрепленными в алюминиевом профиле

Монокристаллические фотоэлементы могут похвастаться более высоким КПД – 13-25% и долгими сроками работы – свыше 25 лет. Однако со временем КПД монокристаллов снижается.

Монокристаллические преобразователи получают путем пиления искусственно выращенных кристаллов, что и объясняет наиболее высокую фотопроводимость и производительность.

Пленочные фотопреобразователи получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на полимерную гибкую поверхность

Гибкие батареи с аморфным кремнием – самые современные. Фотоэлектрический преобразователь у них напылен или наплавлен на полимерную основу. КПД в районе 5 – 6 %, но пленочные системы крайне удобны в укладке.

Пленочные системы с аморфными фотопреобразователями появились сравнительно недавно. Это предельно простой и максимально дешевый вид, но быстрее соперников теряющий потребительские качества.

Нецелесообразно использовать фотоэлементы разного размера. В данном случае максимальный ток, вырабатываемый батарей, будет ограничен током наиболее маленького по размеру элемента. Значит, более крупные пластины не будут работать на полную мощность.

При покупке фотоэлементов поинтересуйтесь у продавца способом доставки, большинство продавцов используют метод воскования, чтобы предотвратить разрушение хрупких элементов

Чаще всего для самодельных батарей используются моно- и поликристаллические фотоэлементы размером 3х6 дюймов, которые можно заказать в интернет-магазинах типа Е-бай.

Стоимость фотоэлементов достаточно высока, но многие магазины продают так называемые элементы группы В. Изделия, отнесённые к этой группе имеют брак, но пригодны к использованию, а их стоимость ниже, чем у стандартных пластин на 40-60%.

Большинство интернет-магазинов продают фотоэлементы комплектами по 36 или 72 фотоэлектрической преобразовательной пластины. Для соединения отдельных модулей в батарею потребуются шины, для подключения к системе нужны будут клеммы.

Галерея изображений

Солнечная батарея может использоваться в качестве резервного энергоисточника при частом отключении централизованного энергоснабжения. Для автоматического переключения необходимо предусмотреть систему бесперебойного питания.

Подобная система удобна тем, что при использовании традиционного источника электроэнергии одновременно производится зарядка . Оборудование обслуживающее гелиобатарею размещается внутри дома, поэтому необходимо предусмотреть для него специальное помещение.

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Солнечные батареи - устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо понять устройство и принципы ее работы. Солнечная батарея включает в себя фотоэлементы, соединенные последовательно и параллельно, аккумулятор, накапливающий электроэнергию, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и контроллер, следящий за зарядкой и разрядкой аккумулятора.

Как правило, фотоэлементы изготавливают из кремния, но его очистка обходится дорого, поэтому в последнее время начали использовать такие элементы, как индий, медь, селен.

Каждый фотоэлемент является отдельной ячейкой, генерирующей электроэнергию. Ячейки сцеплены между собой и образуют единое поле, от площади которого зависит мощность батареи. То есть, чем больше фотоэлементов, тем больше электроэнергии генерируется.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • безвредность для экологии;
  • долговечность;
  • бесшумная работа;
  • легкость изготовления и монтажа;
  • независимость поставки электричества от распределительной сети;
  • неподвижность частей устройства;
  • незначительные финансовые затраты;
  • небольшой вес;
  • работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний - самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

  1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
  2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

  1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
  2. На основе селенида меди - индия: КПД выше, чем у предыдущих.
  3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

  • фотоячейки;
  • алюминиевые уголки;
  • диоды Шоттки;
  • силиконовые герметики;
  • проводники;
  • крепежные винты и метизы;
  • поликарбонатный лист/оргстекло;
  • паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться - это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками - несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток - параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон - все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

  • 2 «крокодильчика»;
  • медная фольга;
  • мультиметр;
  • соль;
  • пустая пластиковая бутылка без горлышка;
  • электрическая печь;
  • дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

Долгое время уделом солнечных батарей были либо громоздкие панели спутников и космических станций, либо маломощные фотоэлементы карманных калькуляторов. Это было связано с примитивностью первых монокристаллических кремниевых фотоэлементов: они имели не только низкий КПД (не более 25% в теории, на практике – около 7%), но и заметно теряли эффективность при отклонении угла падения света от 90˚. Учитывая, что в Европе в облачную погоду удельная мощность солнечного излучения может падать ниже 100 Вт/м 2 , для получения сколько-нибудь значительной мощности требовались слишком большие площади солнечных батарей. Поэтому первые солнечные электростанции строились только в условиях максимальной мощности светового потока и ясной погоды, то есть в пустынях вблизи экватора.

Значительный прорыв в создании фотоэлементов вернул интерес к солнечной энергетике: так, наиболее дешевые и доступные поликристаллические кремниевые элементы, хотя и имеют меньший КПД, чем у монокристаллических, но зато и менее чувствительны к условиям работы. Солнечная панель на основе поликристаллических пластин выдаст достаточно стабильное напряжение при переменной облачности . Более современные фотоэлементы на основе арсенида галлия имеют КПД до 40%, но слишком дороги для изготовления солнечной батареи своими руками.

На видео идет рассказ об идее постройки солнечной батареи и ее реализации

Стоит ли делать?

Во многих случаях солнечная батарея окажется очень полезной : например, владелец частного дома или дачи, расположенного вдалеке от электросети, сможет даже от компактной панели поддержать свой телефон заряженным, подключить маломощные потребители наподобие автомобильных холодильников.

С этой целью выпускаются и продаются готовые компактные панели, выполненные в виде быстро сворачиваемых сборок на основе из синтетической ткани. В средней полосе России такая панель размером около 30х40 см сможет обеспечить мощность в пределах 5 Вт при напряжении 12 В.

Более крупная батарея сможет обеспечить до 100 Вт электрической мощности. Казалось бы, это не так много, но стоит вспомнить принцип работы небольших : в них вся нагрузка запитывается через импульсный преобразователь от батареи аккумуляторов, которые заряжаются от маломощного ветряка. Таким образом становится возможным использование более мощных потребителей.

Использование аналогичного принципа при постройке домашней солнечной электростанции делает ее более выгодной по сравнению с ветряком: летом солнце светит большую часть дня, в отличие от непостоянного и часто отсутствующего ветра. По этой причине аккумуляторы смогут набирать заряд днем гораздо быстрее, а сама солнечная панель гораздо проще в установке, чем требующий высокой мачты .

Есть свой смысл и в использовании солнечной батареи исключительно как источника аварийного питания. Например, если в частном доме установлен газовый котел отопления с циркуляционными насосами, при отключении электропитания можно через импульсный преобразователь (инвертор) запитать их от аккумуляторов, которые поддерживаются заряженными от солнечной батареи, сохраняя систему отопления работоспособной.

Телевизионный сюжет на эту тему

Наверное, нет такого человека, который не хотел бы стать более независимым. Возможность полностью распоряжаться собственным временем, путешествовать, не зная границ и расстояний, не задумываться о жилищных и финансовых проблемах - вот что даёт ощущение настоящей свободы. Сегодня мы расскажем о том, как, используя солнечное излучение, снять с себя бремя энергетической зависимости. Как вы догадались, речь пойдёт о солнечных батареях. А если быть точнее, то о том, можно ли своими руками построить настоящую солнечную электростанцию.

История создания и перспективы использования

Идею превращения энергии Солнца в электричество человечество вынашивало давно. Первыми появились гелиотермальные установки, в которых перегретый сконцентрированными солнечными лучами пар вращал турбины генератора. Прямое преобразование стало возможным лишь в середине XIX века, после того, как француз Александр Эдмон Баккарель открыл фотоэлектрический эффект. Попытки создать на основании этого явления действующую солнечную ячейку увенчались успехом лишь полвека спустя, в лаборатории выдающегося русского учёного Александра Столетова. Полностью описать механизм фотоэлектрического эффекта удалось ещё позже - человечество обязано этим Альберту Энштейну. К слову, именно за эту работу он получил Нобелевскую премию.

Баккарель, Столетов и Энштейн - вот те учёные, которые заложили фундамент современной солнечной энергетики

О создании первого солнечного фотоэлемента на основе кристаллического кремния возвестили мир сотрудники компании Bell Laboratories в далёком апреле 1954 года. Эта дата, по сути, и является отправной точкой технологии, которая в скором времени сможет стать полноценной заменой углеводородному топливу.

Поскольку ток одной фотоэлектрической ячейки составляет миллиамперы, то для получения электроэнергии достаточной мощности их приходится соединять в модульные конструкции. Защищённые от внешнего воздействия массивы солнечных фотоэлементов и являются солнечной батареей (из-за плоской формы устройство нередко называют солнечной панелью).

Преобразование солнечного излучения в электричество имеет огромные перспективы, ведь на каждый квадратный метр земной поверхности приходится в среднем 4.2 кВт/час энергии в день, а это экономия практически одного барреля нефти в год. Изначально используемая лишь для космической отрасли технология уже в 80-х годах прошлого века стала настолько обыденной, что фотоэлементы стали использовать в бытовых целях - в качестве источника питания калькуляторов, фотоаппаратов, светильников и т. д. Параллельно создавались и «серьёзные» гелиоэлектрические установки. Закреплённые на крышах домов, они позволяли полностью отказаться от проводного электричества. Сегодня можно наблюдать рождение электростанций, представляющих собой многокилометровые поля из кремниевых панелей. Вырабатываемая ими мощность позволяет питать целые города, поэтому можно с уверенностью говорить о том, что будущее - за солнечной энергетикой.

Современные солнечные электростанции представляют собой многокилометровые поля фотоэлементов, способные снабжать электричеством десятки тысяч домов

Солнечная батарея: как это работает

После того как Энштейн описал фотоэлектрический эффект, миру открылась вся простота такого, казалось бы, сложного физического явления. В его основе лежит вещество, отдельные атомы которого находятся в неустойчивом состоянии. При «бомбардировке» фотонами света из их орбит выбиваются электроны - вот они-то и являются источниками тока.

Практически полвека фотоэффект не имел практического применения по одной простой причине - отсутствовала технология получения материалов с неустойчивой атомной структурой. Перспективы дальнейших исследований появились лишь с открытием полупроводников. Атомы этих материалов имеют либо избыток электронов (n-проводимость), или же испытывают в них нехватку (p-проводимость). При использовании двухслойной структуры со слоем n-типа (катод) и p-типа (анод), «обстрел» фотонами света выбивает электроны из атомов n-слоя. Покидая свои места, они устремляются на свободные орбиты атомов p-слоя и далее через подключённую нагрузку возвращаются на исходные позиции. Наверное, каждый из вас знает, что движение электронов в замкнутом контуре представляет собой электрический ток. Вот только заставить электроны перемещаться удаётся не благодаря магнитному полю, как в электрических генераторах, а за счёт потока частиц солнечного излучения.

Солнечная панель работает благодаря фотоэлектрическому эффекту, который был открыт ещё в начале XIX века

Поскольку мощность одного фотоэлектрического модуля недостаточна для питания электронных устройств, то для получения требуемого напряжения используется последовательное подключение множества ячеек. Что же касается силы тока, то её наращивают параллельным соединением определённого количества таких сборок.

Генерация электричества в полупроводниках напрямую зависит от количества солнечной энергии, поэтому фотоэлементы не только устанавливают под открытым небом, но и стараются сориентировать их поверхность перпендикулярно падающим лучам. А чтобы защитить ячейки от механических повреждений и атмосферного воздействия, их монтируют на жёстком основании и сверху защищают стеклом.

Классификация и особенности современных фотоэлементов

Первую солнечную ячейку изготовили на основе селена (Se), однако низкий КПД (менее 1%), быстрое старение и высокая химическая активность селеновых фотоэлементов вынуждали искать другие, более дешёвые и эффективные материалы. И они нашлись в лице кристаллического кремния (Si). Поскольку этот элемент периодической таблицы является диэлектриком, его проводимость обеспечили за счёт включений из различных редкоземельных металлов. В зависимости от технологии изготовления существует несколько типов кремниевых фотоэлементов:

  • монокристаллические;
  • поликристаллические;
  • из аморфного Si.

Первые изготавливаются методом срезания тончайших слоёв от слитков кремния самой высокой степени очистки. Внешне фотоэлементы монокристаллического типа выглядят как однотонные тёмно-синие стеклянные пластины с выраженной электродной сеткой. Их КПД достигает 19%, а срок службы составляет до 50 лет. И хоть производительность изготовленных на основе монокристаллов панелей постепенно падает, есть данные, что изготовленные более 40 лет назад батареи и сегодня сохраняют работоспособность, выдавая до 80% своей первоначальной мощности.

Монокристаллические солнечные ячейки имеют однородный тёмный цвет и срезанные углы - эти признаки не позволяют спутать их с другими фотоэлементами

В производстве поликристаллических фотоэлементов используют не такой чистый, но зато более дешёвый кремний. Упрощение технологии сказывается на внешнем виде пластин - они имеют не однородный оттенок, а более светлый узор, который образуют границы множества кристаллов. КПД таких солнечных ячеек немного ниже, чем у монокристаллических - не более 15%, а срок службы составляет до 25 лет. Надо сказать, что снижение основных эксплуатационных показателей абсолютно не сказалось на популярности поликристаллических фотоэлементов. Они выигрывают за счёт более низкой цены и не такой сильной зависимости от внешней загрязнённости, низкой облачности и ориентации на Солнце.

Поликристаллические фотоэлементы имеют более светлый синий оттенок и неоднородный рисунок - следствие того, что их структура состоит из множества кристаллов

Для солнечных батарей из аморфного Si используется не кристаллическая структура, а тончайший слой кремния, который напыляют на стекло или полимер. Хоть подобный метод производства и является самым дешёвым, такие панели имеют самый короткий срок жизни, причиной чему является выгорание и деградация аморфного слоя на солнце. Не радует этот тип фотоэлементов и производительностью - их КПД составляет не более 9% и во время эксплуатации существенно снижается. Использование солнечных батарей из аморфного кремния оправдано в пустынях - высокая солнечная активность нивелирует падение производительности, а бескрайние просторы позволяют размещать гелиоэлекростанции любой площади.

Возможность напылять кремниевую структуру на любую поверхность позволяет создавать гибкие солнечные панели

Дальнейшее развитие технологии производства фотоэлектрических элементов вызвано необходимостью в снижении цены и улучшении эксплуатационных характеристик. Максимальной производительностью и долговечностью сегодня обладают плёночные фотоэлементы:

  • на основе теллурида кадмия;
  • из тонких полимеров;
  • с использованием индия и селенида меди.

О возможности применения в самодельных устройствах тонкоплёночных фотоэлементов говорить пока ещё рано. Сегодня их выпуском занимается только несколько наиболее «продвинутых» в технологическом плане компаний, поэтому чаще всего гибкие фотоэлементы можно увидеть в составе готовых солнечных панелей.

Какие фотоэлементы лучше всего подходят для солнечной батареи и где их можно найти

Изготовленные кустарным способом солнечные панели всегда будут находиться на шаг позади своих заводских собратьев, и на то есть несколько причин. Во-первых, известные производители тщательно отбирают фотоэлементы, отсеивая ячейки с нестабильными или сниженными параметрами. Во-вторых, при изготовлении гелиоэлектрических батарей используется специальное стекло с повышенным светопропусканием и сниженной отражающей способностью - найти такое в продаже практически невозможно. И в-третьих, прежде чем приступать к серийному выпуску, все параметры промышленных образцов обкатывают с использованием математических моделей. В итоге минимизируется влияние нагрева ячеек на КПД батареи, улучшается система отвода тепла, находится оптимальное сечение соединяющих шин, исследуются пути снижения скорости деградации фотоэлементов и т. д. Решать подобные задачи, не имея оборудованной лаборатории и соответствующей квалификации, невозможно.

Низкая стоимость самодельных солнечных батарей позволяет построить установку, позволяющую полностью отказаться от услуг энергокомпаний

Тем не менее сделанные своими руками солнечные батареи показывают неплохие результаты производительности и не так уж и сильно отстают от промышленных аналогов. Что же касается цены, то здесь мы имеем выигрыш более чем в два раза, то есть при одинаковых затратах самоделки дадут в два раза больше электроэнергии.

Учитывая всё вышесказанное, вырисовывается картина того, какие фотоэлементы подходят под наши условия. Плёночные отпадают по причине отсутствия в продаже, а аморфные - из-за короткого срока службы и низкого КПД. Остаются ячейки из кристаллического кремния. Надо сказать, что в первом самодельном устройстве лучше использовать более дешёвые «поликристаллы». И только обкатав технологию и «набив руку», следует переходить на монокристаллические ячейки.

Для обкатки технологий подойдут дешёвые некондиционные фотоэлементы - как и качественные устройства, их можно купить на зарубежных торговых площадках

Что касается вопроса, где взять недорогие солнечные элементы, то их можно найти на зарубежных торговых площадках типа Taobao, Ebay, Aliexpress, Amazon и др. Там они продаются как в виде отдельных фотоэлементов различных размеров и производительности, так и готовыми наборами для сборки солнечных панелей любой мощности.

Продавцы нередко предлагают фотоэлементы так называемого класса «B», которые представляют собой повреждённые солнечные батареи моно- или поликристаллического типа. Небольшие сколы, трещины или отсутствие уголков практически не сказывается на производительности ячеек, зато позволяет приобрести их по гораздо меньшей стоимости. Именно по этой причине их выгоднее всего использовать в самодельных гелиоэнергетических устройствах.

Можно ли заменить фотоэлектрические пластины чем-то другим

Редко у какого домашнего мастера не найдётся заветной коробочки со старыми радиодеталями. А ведь диоды и транзисторы от старых приёмников и телевизоров являются всё теми же полупроводниками с p-n-переходами, которые при освещении солнечным светом вырабатывают ток. Воспользовавшись этими их свойствами и соединив несколько полупроводниковых приборов, можно сделать самую настоящую солнечную батарею.

Для изготовления маломощной солнечной батареи можно использовать старую элементную базу полупроводниковых приборов

Внимательный читатель сразу же спросит, в чём подвох. Зачем платить за фабричные моно- или поликристаллические ячейки, если можно использовать то, что лежит буквально под ногами. Как всегда, дьявол скрывается в деталях. Дело в том, что самые мощные германиевые транзисторы позволяют получить на ярком солнце напряжение не более 0.2 В при силе тока, измеряемой микроамперами. Для того чтобы достичь параметров, которые выдаёт плоский кремниевый фотоэлемент, понадобится несколько десятков, а то и сотен полупроводников. Сделанная из старых радиодеталей батарея сгодится разве что для зарядки кемпингового светодиодного фонаря или небольшого аккумулятора мобильного телефона. Для реализации более масштабных проектов, без покупных солнечных ячеек не обойтись.

На какую мощность солнечных батарей можно рассчитывать

Задумываясь о строительстве собственной солнечной электростанции, каждый мечтает о том, чтобы полностью отказаться от проводного электричества. Для того чтобы проанализировать реальность этой затеи, сделаем небольшие расчёты.

Узнать суточное потребление электроэнергии несложно. Для этого достаточно заглянуть в присланный энергосбывающей организацией счёт и разделить количество указанных там киловатт на число дней в месяце. К примеру, если вам предлагают оплатить 330 кВт×час, то это значит, что суточное потребление составляет 330/30=11 кВт×час.

График зависимости мощности солнечной батареи в зависимости от освещённости

В расчётах следует обязательно учитывать тот факт, что солнечная панель будет вырабатывать электричество только в светлое время суток, причём до 70% генерации осуществляется в период с 9 до 16 часов. Кроме того, эффективность работы устройства напрямую зависит от угла падения солнечных лучей и состояния атмосферы.

Небольшая облачность или дымка снизят эффективность токоотдачи гелиоустановки в 2–3 раза, тогда как затянутое сплошными облаками небо спровоцирует падение производительности в 15–20 раз. В идеальных условиях для генерации 11 кВт×час энергии было бы достаточно солнечной батареи мощностью 11/7 = 1.6 кВт. Учитывая влияние природных факторов, этот параметр следует увеличить примерно на 40–50%.

Кроме того, есть ещё один фактор, заставляющий увеличить площадь используемых фотоэлементов. Во-первых, не следует забывать о том, что ночью батарея работать не будет, а значит, понадобятся мощные аккумуляторы. Во-вторых, для питания бытовых приборов нужен ток напряжением 220 В, поэтому понадобится мощный преобразователь напряжения (инвертор). Специалисты утверждают, что потери на накопление и трансформацию электроэнергии забирают до 20–30% от её общего количества. Поэтому реальная мощность солнечной батареи должна быть увеличена на 60–80% от расчётной величины. Принимая значение неэффективности в 70%, получаем номинальную мощность нашей гелиопанели, равную 1.6 + (1.6×0.7) =2.7 кВт.

Использование сборок из высокотоковых литиевых аккумуляторов является одним из наиболее изящных, но отнюдь не самым дешёвым способом хранения солнечной электроэнергии

Для хранения электроэнергии понадобятся низковольтные аккумуляторы, рассчитанные на напряжение 12, 24 или 48 В. Их ёмкость должна быть рассчитана на суточное потребление энергии плюс потери на трансформацию и преобразование. В нашем случае понадобится массив батарей, рассчитанных на хранение 11 + (11×0.3) = 14.3 кВт×час энергии. Если использовать обычные 12-вольтовые автомобильные аккумуляторы, то понадобится сборка на 14300 Вт×ч / 12 В = 1200 А×ч, то есть шесть аккумуляторов, рассчитанных на 200 ампер-часов каждый.

Как видите, даже для того, чтобы обеспечить электричеством бытовые потребности средней семьи, понадобится серьёзная гелиоэлектрическая установка. Что касается использования самодельных солнечных батарей для отопления, то на данном этапе такая затея не выйдет даже на границы самоокупаемости, не говоря уж о том, чтобы можно было что-то сэкономить.

Расчёт размера батареи

Размер батареи зависит от требуемой мощности и габаритов источников тока. При выборе последних вы обязательно обратите внимание на предлагаемое разнообразие фотоэлементов. Для использования в самодельных устройствах удобнее всего выбирать солнечные ячейки среднего размера. Например, рассчитанные на выходное напряжение 0.5 В и силу тока до 3 А поликристаллические панели размером 3×6 дюймов.

При изготовлении солнечной батареи они будут последовательно соединяться в блоки по 30 шт, что позволит получить требуемое для зарядки автомобильной батареи напряжение 13–14 В (учитывая потери). Максимальная мощность одного такого блока составляет 15 В × 3 А = 45 Вт. Исходя из этого значения, будет нетрудно подсчитать, сколько элементов понадобится для постройки солнечной панели заданной мощности и определить её размеры. Например, для постройки 180-ваттного солнечного электрического коллектора понадобится 120 фотоэлементов общей площадью 2160 кв. дюймов (1.4 кв.м).

Постройка самодельной солнечной батареи

Прежде чем приступать к изготовлению солнечной панели, следует решить задачи по её размещению, рассчитать габариты и подготовить необходимые материалы и инструмент.

Правильный выбор места установки - это важно

Поскольку солнечная панель будет изготавливаться своими руками, соотношение её сторон может быть любым. Это очень удобно, поскольку самодельное устройство можно более удачно вписать в экстерьер кровли или дизайн загородного участка. По этой же причине выбирать место для монтажа батареи следует ещё до начала проектировочных мероприятий, не забывая учитывать несколько факторов:

  • открытость места для солнечных лучей в течение светового дня;
  • отсутствие затеняющих построек и высоких деревьев;
  • минимальное расстояние до помещения, в котором установлены аккумулирующие мощности и преобразователи.

Конечно, установленная на крыше батарея выглядит более органично, однако размещение устройства на земле имеет больше преимуществ. В этом случае исключается возможность повреждения кровельных материалов при установке поддерживающего каркаса, снижается трудоёмкость монтажа устройства и появляется возможность своевременного изменения «угла атаки солнечных лучей». И что самое главное - при нижнем размещении будет намного проще поддерживать чистоту поверхности солнечной панели. А это является залогом того, что установка будет работать в полную силу.

Монтаж солнечной панели на крыше вызвана скорее нехваткой места, чем необходимостью или удобством эксплуатации

Что понадобится в процессе работы

Приступая к изготовлению самодельной солнечной панели, следует запастись:

  • фотоэлементами;
  • многожильным медным проводом или специальными шинами для соединения солнечных ячеек;
  • припоем;
  • диодами Шоттки, рассчитанными на токоотдачу одного фотоэлемента;
  • качественным антибликовым стеклом или плексигласом;
  • рейками и фанерой для изготовления каркаса;
  • силиконовым герметиком;
  • метизами;
  • краской и защитным составом для обработки деревянных поверхностей.

В работе понадобится самый простой инструмент, который всегда есть под рукой у домовитого хозяина - паяльник, стеклорез, пила, отвёртка, малярная кисть и др.

Инструкция по изготовлению

Для изготовления первой солнечной батареи лучше всего использовать фотоэлементы с уже припаянными выводами - в этом случае уменьшается риск повреждения ячеек при сборке. Тем не менее, если вы имеете навыки обращения с паяльником, то сможете немного сэкономить, купив солнечные элементы с нераспаянными контактами. Для постройки панели, которую мы рассматривали в приведённых выше примерах, понадобится 120 пластин. Используя соотношение сторон примерно 1:1, потребуется укладка 15 рядов фотоэлементов по 8 штук в каждом. При этом мы сможем каждые два «столбика» соединить последовательно, а четыре таких блока подключить параллельно. Таким образом можно избежать путаницы в проводах и получить ровный, красивый монтаж.

Схема электрических соединений домашней солнечной электростанции

Корпус

Сборку солнечной панели всегда следует начинать с изготовления корпуса. Для этого нам понадобятся алюминиевые уголки или деревянные рейки высотой не более 25 мм - в этом случае они не будут бросать тень на крайние ряды фотоэлементов. Исходя из размеров наших кремниевых ячеек размером 3х6 дюймов (7.62х15.24 см), размер рамы должен составлять не менее 125х 125 см. Если вы решите использовать другое соотношение сторон (например, 1:2), то каркас можно дополнительно усилить поперечиной из рейки такого же сечения.

Обратную сторону корпуса следует зашить панелью из фанеры или OSB, а в нижнем торце рамы просверлить вентиляционные отверстия. Соединение внутренней полости панели с атмосферой понадобится для выравнивания влажности - в противном случае не избежать запотевания стёкол.

Для изготовления корпуса солнечной панели подойдут самые простые материалы - деревянные рейки и фанера

По внешнему размеру каркаса вырезают панель из плексигласа или высококачественного стекла высокой степени прозрачности. В крайнем случае можно использовать оконное стекло толщиной до 4 мм. Для его крепления подготавливают уголковые кронштейны, в которых выполняют сверления для крепления к раме. При использовании оргстекла можно проделать отверстия непосредственно в прозрачной панели - это упростит сборку.

Чтобы защитить деревянный корпус солнечной батареи от влаги и грибка, его пропитывают антибактериальным составом и окрашивают масляной краской.

Для удобства сборки электрической части, из ДВП или другого диэлектрического материала вырезают подложку по внутреннему размеру рамы. В дальнейшем на ней будет выполняться монтаж фотоэлементов.

Пайка пластин

Перед тем как начать пайку, следует «прикинуть» укладку фотоэлементов. В нашем случае понадобится 4 массива ячеек по 30 пластин в каждом, причём располагаться в корпусе они будут пятнадцатью рядами. С такой длинной цепочкой будет неудобно работать, к тому же возрастает риск повреждения хрупких стеклянных пластин. Рационально будет соединять по 5 деталей, а окончательную сборку выполнять после того, как фотоэлементы будут смонтированы на подложке.

Для удобства, фотоэлементы можно смонтировать на непроводящей подложкке из текстолита, оргстекла или ДВП

После соединения каждой цепочки, следует проверить её работоспособность. Для этого каждую сборку помещают под настольную лампу. Записывая значения силы тока и напряжения, можно не только контролировать работоспособность модулей, но и сравнивать их параметры.

Для пайки используем маломощный паяльник (максимум 40 Вт) и хороший, легкоплавкий припой. Его в небольшом количестве наносим на выводные части пластин, после чего, соблюдая полярность подключения, соединяем детали друг с другом.

При пайке фотоэлементов следует проявлять максимальную аккуратность, поскольку эти детали отличаются повышенной хрупкостью

Собрав отдельные цепочки, разворачиваем их тыльной частью к подложке и при помощи силиконового герметика приклеиваем к поверхности. Каждый 15-вольтовый блок фотоэлементов снабжаем диодом Шоттки. Этот прибор позволяет току протекать только в одном направлении, поэтому не позволит аккумуляторам разряжаться при низком напряжении солнечной панели.

Окончательное соединение отдельных цепочек фотоэлементов выполняют согласно представленной выше электрической схеме. В этих целях можно использовать специальную шину или многожильный медный провод.

Навесные элементы солнечной батареи следует закрепить термоклеем или саморезами

Сборка панели

Подложки с расположенными на них фотоэлементами укладывают в корпус и крепят саморезами. Если рама усиливалась поперечиной, то в ней выполняют несколько сверлений под монтажные провода. Кабель, который выводят наружу, надёжно фиксируют на раме и припаивают к выводам сборки. Чтобы не путаться с полярностью, лучше всего использовать двухцветные провода, подключая красный вывод к «плюсу» батареи, а синий - к её «минусу». По верхнему контуру рамы наносят сплошной слой силиконового герметика, поверх которого укладывают стекло. После окончательной фиксации сборку солнечной батареи считают законченной.

После того, как на герметик будет установлено защитное стекло, панель можно транспортировать к месту установки

Установка и подключение солнечной батареи к потребителям

В силу ряда причин самодельная солнечная панель является достаточно хрупким устройством, поэтому требует обустройства надёжного поддерживающего каркаса. Идеальным вариантом будет конструкция, которая позволит ориентировать источник бесплатной электроэнергии в обеих плоскостях, однако сложность такой системы чаще всего является весомым доводом в пользу простой наклонной системы. Она представляет собой подвижную раму, которую можно выставить под любым углом к светилу. Один из вариантов каркаса, сбитого из деревянного бруса, представлен ниже. Вы же можете использовать для его изготовления металлические уголки, трубы, шины и т. д. – всё, что есть под руками.

Чертёж каркаса солнечной батареи

Чтобы подключить солнечную батарею к аккумуляторам, понадобится контроллер заряда. Этот прибор будет следить за степенью заряда и разряда батарей, контролировать токоотдачу и выполнять переключение на сетевое питание при значительной просадке напряжения. Прибор необходимой мощности и требуемого функционала можно купить в тех же торговых точках, где продаются фотоэлементы. Что касается питания бытовых потребителей, то для этого потребуется трансформировать низковольтное напряжение в 220 В. С этим успешно справляется другое устройство - инвертор. Надо сказать, что отечественная промышленность выпускает надёжные приборы с хорошими ТТХ, поэтому преобразователь можно купить на месте - бонусом в этом случае будет «настоящая» гарантия.

Одной солнечной батареи для полноценного электроснабжения дома будет недостаточно - понадобятся еще и аккумуляторы, контроллер заряда и инвертор

В продаже можно найти инверторы одной и той же мощности, отличающиеся по цене в разы. Подобный разброс объясняется «чистотой» выходного напряжения, что является необходимым условием питания отдельных электрических устройств. Преобразователи с так называемой чистой синусоидой имеют усложнённую конструкцию, и как следствие, более высокую стоимость.

Видео: изготовление солнечной панели своими руками

Постройка домашней солнечной электростанции является нетривиальной задачей и требует как финансовых и временных затрат, так и минимальных знаний основ электротехники. Приступая к сборке солнечной панели, следует соблюдать максимальное внимание и аккуратность - только в этом случае можно рассчитывать на удачное решение вопроса. Напоследок хотелось бы напомнить о том, что загрязнение стекла является одним из факторов падения производительности. Не забывайте своевременно чистить поверхность солнечной панели, иначе она не сможет работать на полную мощность.

Солнечная панель сделать самому своими руками, ее изготовление и сборка

Солнце является неистощимым источником энергии. Люди давно научились тому, как эффективно пользоваться ей. Мы не будем вдаваться в физику процесса, а посмотрим, как можно использовать этот бесплатный энергетический ресурс. Поможет нам в этом самодельная солнечная панель.

Принцип действия

Что представляет собой солнечный элемент? Это специальный модуль, который состоит из последовательно-параллельных соединений огромного количества самых элементарных фотодиодов. Данные полупроводниковые элементы выращивали с использованием специальных технологий в условиях завода на пластинах из кремния.

К сожалению, такие устройства отнюдь не дешевые. Большинство людей не может их приобрести, однако на этот случай есть множество способов изготовить солнечные панели своими руками. И эта батарея вполне сможет создать конкуренцию коммерческим образцам. Причем цена ее будет совсем не сопоставима с тем, что предлагают магазины.

Постройка батареи из кремниевых пластин

Комплект для альтернативного источника энергии включает 36 кремниевых пластинок. Они предлагаются с размерами 8*15 сантиметров. Общие показатели мощности составят порядка 76 Вт. Также понадобятся провода для того, чтобы соединить элементы между собой, и диод, который будет выполнять функцию блокировки.

Одна кремниевая пластина выдает 2,1 Вт и 0,53 В при токе до 4 А. Соединять пластины необходимо только последовательно. Лишь таким образом наш источник энергии сможет выдать 76 Вт. На лицевой стороне нанесены две дорожки. Это «минус», а «плюс» расположен на тыльной стороне. Каждую из панелей необходимо расположить с зазором. Должно получиться девять пластин в четыре ряда. При этом второй и четвертый ряды необходимо развернуть наоборот относительно первого. Это требуется для того, чтобы все удобно соединилось в одну цепь. Обязательно нужно учесть диод. Он позволяет предотвратить разряд накопительного аккумулятора в ночное время суток либо в облачный день. «Минус» диода нужно соединить с «плюсом» батареи. Для заряда аккумулятора понадобится специальный контроллер. При помощи инвертора можно получить обычное бытовое напряжение в 220 В.

Сборка солнечных панелей своими руками

Самый малый коэффициент преломления света - у плексигласа. Он и будет использоваться в качестве корпуса. Это достаточно недорогой материал. А если нужно еще дешевле, тогда можно приобрести оргстекло. В худшем случае можно использовать поликарбонат. Но он мало подходит для корпуса по своим характеристикам. В магазинах можно отыскать специальный поликарбонат с покрытием, которое защищено от конденсата. Он позволяет также обеспечить батарее высокий уровень защиты от тепла. Но это еще не все элементы, из которых будет состоять солнечная панель. Своими руками стекло с хорошей прозрачностью несложно подобрать, это одна из основных составляющих конструкции. Кстати, подойдет даже обычное стекло.

Изготовление рамки

При монтаже кремниевые кристаллы необходимо крепить на небольшом расстоянии. Ведь нужно учесть различные атмосферные воздействия, которые могут повлиять на изменения основы. Так, желательно, чтобы расстояние составляло около 5 мм. В результате размер готовой конструкции составит где-то 83 690 мм.

Изготавливается солнечная панель своими руками с использованием профиля из алюминия. Он имеет максимальное сходство с фирменными изделиями. При этом самодельная батарея более герметична и прочна.

Для сборки понадобится уголок из алюминия. Из него делается заготовка для будущей рамки. Размеры – 83 690 мм. Для того чтобы скрепить профили между собой, необходимо заранее сделать технологические отверстия.

Внутреннюю часть профиля следует промазать герметиком на основе силикона. Наносить его нужно очень внимательно, чтобы все места были промазаны. От того, насколько качественно он будет нанесен, полностью зависит эффективность и надежность, которой будет обладать солнечная панель.

Своими руками теперь нужно положить в рамку из профиля лист из заранее подобранного прозрачного материала. Это может быть поликарбонат, стекло либо что-нибудь еще. Важный момент: силиконовый слой должен просохнуть. Это нужно учесть обязательно, иначе на кремниевых элементах появится пленка.

На следующем этапе прозрачный материал необходимо хорошо прожать и зафиксировать. Чтобы крепление получилось максимально надежным, следует воспользоваться метизами. Закрепим стекло по периметру и с четырех углов. Теперь солнечная панель, своими руками изготавливаемая, практически готова. Осталось лишь соединить кремниевые элементы между собой.

Пайка кристаллов

Теперь нужно как можно аккуратнее проложить проводник на пластинку из кремния. Далее наносим флюс и припой. Чтобы было удобнее работать, можно зафиксировать проводник с одной стороны чем-нибудь.

В этом положении аккуратно подпаиваем проводник к контактной площадке. Не давите на кристалл паяльником. Он очень хрупкий, вы можете его сломать.

Последние сборочные операции

Если для вас изготовление солнечных панелей своими руками впервой, то лучше использовать специальную разметочную подложку. Она поможет расположить необходимые элементы максимально ровно на необходимом расстоянии. Для того чтобы правильно отрезать провода нужной длины, соединяющие отдельные элементы, следует учесть, что проводник должен припаиваться к контактной площадке. Она немного вынесена за край кристалла. Если сделать предварительные расчеты, то выяснится, что провода должны быть по 155 мм.

Когда будете собирать все это в единую конструкцию, лучше взять лист фанеры или оргстекла. Для удобства кристаллы лучше предварительно расположить горизонтально и зафиксировать. Это легко делается с помощью крестиков для укладки плитки.

После того как вы соедините все элементы между собой, на каждый кристалл с обратной стороны наклейте двухсторонний строительный скотч. Нужно лишь немного прижать заднюю панель, и все кристаллы с легкостью перенесутся на базу.

Такой тип крепления никак ни герметизируется дополнительно. Кристаллы могут расширяться при высоких температурах, но это не страшно. Герметизировать нужно лишь отдельные части.

Теперь при помощи монтажной ленты необходимо закрепить все шины и само стекло. Прежде чем заклеивать и полностью собирать батарею, желательно протестировать ее.

Герметизация

Если у вас обычный силиконовый герметик, то не нужно полностью заливать им кристаллы. Так можно исключить риск повреждения. Для заливки этой конструкции нужен не силикон, а эпоксидная смола.

Вот так просто и непринужденно можно получать электрическую энергию почти даром. Теперь рассмотрим, как еще можно сделать солнечные панели своими руками.

Экспериментальная батарея

Эффективные системы для преобразования солнечной энергии требуют наличия фабрик огромных размеров, особого ухода за ними и серьезной суммы денег.

Давайте попробуем изготовить что-то самостоятельно. Все, что понадобится для эксперимента, легко можно купить в хозяйственном магазине или найти на вашей кухне.

Солнечная панель своими руками из фольги

Для сборки понадобится медная фольга. Ее без труда можно найти в гараже или на крайний случай легко приобрести в любом хозяйственном магазине. Для сборки батареи нужно 45 квадратных сантиметров фольги. Также следует купить два «крокодильчика» и маленький мультиметр.

Чтобы получить рабочий солнечный элемент, желательно иметь электрическую печку. Нужно не меньше 1100 Ватт мощности. Она должна накалиться до ярко-красного цвета. Еще подготовьте обычную пластиковую бутылку без горлышка и пару столовых ложек соли. Достаньте из гаража дрель с абразивной насадкой и лист металла.

Приступаем к работе

Первым делам отрежем часть медной фольги такого размера, чтобы она полностью ложилась на электроплитку. От вас потребуется вымыть руки, чтобы на меди не оставалось жирных пятен от пальцев. Медь тоже желательно помыть. Чтобы убрать покрытие с медного листа, воспользуйтесь наждаком.

Далее очищенный лист кладем на плитку и включаем ее на самый максимум возможностей. Когда плитка начнет греться, вы сможете наблюдать появление на медном листе красивых оранжевых пятен. Затем цвет изменится на черный. Необходимо подержать медь порядка получаса на раскаленной докрасна плитке. Это очень важный момент. Так, толстый слой оксида легко отслаивается, а тонкий будет липнуть. После того как пройдет полчаса, уберите с плиты медь и дайте ей остыть. Вы сможете наблюдать, как от фольги отваливаются куски.

Когда все остынет, оксидная пленка пропадет. Вы сможете легко очистить при помощи воды большую часть черного оксида. Если что-то не отдирается, не стоит и пытаться. Главное – не деформируйте фольгу. В результате деформации можно повредить тонкий слой оксида, он очень нужен для эксперимента. Если его не будет, солнечная панель, своими руками изготовленная, не будет работать.

Сборка

Второй кусок фольги отрежьте по тем же размерам, что и первый. Далее очень аккуратно требуется согнуть две части так, чтобы они вошли в пластиковую бутылку, но при этом не касались друг друга.

Затем цепляйте «крокодильчики» к пластинам. Провод от "нежареной" фольги – к "плюсу", провод от "жареной" - к "минусу". Теперь берем соль и горячую воду. Соль размешивайте до полного растворения. Выльем раствор в нашу бутылку. И теперь можно наблюдать на плоды трудов. Эта самодельная солнечная панель, своими руками сделанная, может быть в дальнейшем немного усовершенствована.

Другие способы использования солнечной энергии

Солнечную энергию уже как только не используют. В космосе она запитывает космические корабли, на Марсе от Солнца питается знаменитый марсоход. А в Соединенных Штатах Америки от Солнца работают дата-центры Google. В тех местах нашей страны, где отсутствует электричество, люди могут посмотреть новости по телевизору. Все это благодаря Солнцу.

А еще данная энергия позволяет обогревать дома. Воздушно-солнечная панель своими руками очень просто изготавливается из пивных банок. Они накапливают тепло и отдают его в жилое помещение. Это эффективно, бесплатно и доступно.

КАК СДЕЛАТЬ СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ | Дмитрий Компанец

Вы что не ЗНАЕТЕ КАК СДЕЛАТЬ СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ ? Да это же просто - любой школьник научит вас правильно делать из проволоки бумаги и скрепок РЕАЛЬНУЮ СОЛНЕЧНУЮ ПАНЕЛЬ! Можно даже нарисовать её на бумаге! Только карандаши возьмите разные , а то ничего не получится.!!!!!
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ РАЗГАДКА и ЗАБЛУЖДЕНИЯ

Меня часто спрашивают, давая ссылки на ролики разных авторов показывающих солнечные батареи из банок, проволоки, фольги и бумаги с зубной пастой или гуталином, "Это правда или нет?" Просмотрев большинство этих видео по ссылкам, я решил сделать открытый ответ сразу всем - "БОЛЬШИНСТВО ЭТИХ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ - ФЭЙК!" и лучшем случае неудачная попытка повторить чужие опыты либо просто банальный ОБМАН! В видеороликах Кулибины и Брилиантовые лайфхакеры, просто демонстрируют простейшие гальванические опыты с проволокой и фольгой, ничего общего с реальной батарейкой от солнца не имеющие.

ВИДЕО ПО ПРОСЬБАМ ПОДПИСЧИКОВ!

Создавая простейшие гальванические элементы, блогеры подают их зрителям как НАСТОЯЩИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ. Увы на поверку это всего лишь банальный и не прикрытый обман зрителей. Нарисовать или склеить гальваническую батарею можно столько просто, что не составит труда даже школьнику детского садика, а вот показать , что эта батарея вовсе не солнечная и не реагирует на свет просто - Но это Великая тайна Бриллиантовых и Золотых блогеров =)

Даже сделать фокус похожий на правду не всем дано , а уж тем более побаловать с тенями и ЭДС :-)

Удачи в творчестве и не ведитесь на банальный обман!

Солнечная панель своими руками для дома. Солнечная батарея из

подручных средств своими руками

В последнее время наметилась тенденция активно развивать получение электроэнергии альтернативными методами. И это при том, что такой подход все равно стоит очень дорого, если вы планируете приобретать готовое оборудование. Не стоит рассчитывать на быструю окупаемость вложений.

Тем не менее, многие ретивые домовладельцы и даже квартиры все чаще рассматривают такие варианты.И некоторые из них идут по пути самотворения с необходимым оборудованием, хотя бы в качестве первоначального эксперимента. Например, солнечную батарею своими руками можно сделать в домашних условиях, ведь сегодня вы можете купить все необходимое для ее сборки. Более того, есть несколько способов собрать солнечные панели из разных компонентов.

Для тех, кто хочет опробовать такой источник электроэнергии самостоятельно, данная публикация переписана.

Общие представления о принципе получения электроэнергии из солнечной энергии

У людей, решивших установить солнечную батарею, возникает много вопросов, и для многих эта задача воспринимается как невыполнимая из-за кажущейся сложности ее конструкции.Однако на самом деле особых сложностей в его сборке нет. А узнать можно, изучив схему и проверив, как продвигается работа мастера, изготовившего не одно такое устройство.

Солнечная батарея - это набор фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электричество.

Отдельные фотоэлементы объединены в одну панель и защищены с обеих сторон материалами, устойчивыми к УФ-излучению, влаге и другим погодным условиям.Это важно, ведь аккумуляторы чаще всего работают на открытом, незащищенном пространстве - это может быть крыша дома, балконный забор или бревно возле дома.

Общая конструкция солнечной системы сбора электроэнергии: вся линейка устройств и устройств, объединенных в одну цепь:

  • Преобразовательные пластины представляют собой полупроводниковые фотоэлектрические элементы, способные генерировать Вашингтон при воздействии света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме с помощью специальных шин (плоских кабелей) и собираются в батарею в общем корпусе.
  • Аккумуляторные панели, собранные из фотоэлементов, подключаются к устройству управления с выбранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
  • Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов должны накапливать заряд.
  • Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный 220 В (при необходимости).

Эта серия устройств используется в схеме, когда планируется обеспечить отдельные фиксированные точки потребления или даже весь дом солнечной энергией.Энергию, накопленную в аккумуляторе в течение дня, можно использовать в пасмурные дни или ночью. Применяются и не только простые схемы, когда солнечные батареи действуют только как вспомогательный источник энергии, а накопление энергии не требуется. В этом случае панель можно подключить напрямую к устройству потребителя. Однако этот вариант менее надежен, так как стабильность электроснабжения будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных панелей для полного обеспечения вашего дома энергией важно в регионах с преобладающим количеством солнечных дней в году.Этим обычно «славятся» южные районы страны. В других условиях их чаще всего используют как дополнительный источник питания.

Фотоэлектрические модули, из которых монтируется панель, делятся на три типа:

- монокристаллический;

- поликристаллический;

- аморфный (тонкий слой).

Эффективность конструкции, а также ее общая стоимость напрямую зависят от особенностей конструктивного устройства плит.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготовлены из монокристаллов кремния, выращенных методом Чохральского.Они качественные и имеют хороший (как у фотоэлементов) КПД порядка 20 ÷ 22%. По этой причине их стоимость довольно высока.

Солнечные лучи, падающие на поверхность монокристалла, способствуют направленному движению свободных электронов. Пластины с обеих сторон подключаются к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи систем.

Высокая эффективность этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллический Солнечные элементы изготовлены из полупроводника с поликристаллической структурой. Именно такой тип батарей считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а значит и всей батареи, ниже по сравнению с монокристаллическими устройствами. Это связано со спецификой производства фотоэлементов, ведь для их изготовления используются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнить эти два типа продуктов, то можно выделить следующие различия, выявленные в ходе испытаний, проведенных независимыми компаниями:

  • Поликристаллические листы по внешнему виду отличаются от монокристаллов, поскольку имеют неоднородный цвет поверхности с чередованием темных и светлые участки.

  • Во время работы у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, за год эксплуатации у монокристаллов он падает на 3%, а у поликристаллических элементов - на 2%.
  • Общее количество электроэнергии, вырабатываемой монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических ячеек с такой же площадью поверхности.
  • Стоимость поликристаллов на 10-15% ниже, чем у монокристаллических аккумуляторов.

Аморфные солнечные модули

Этот вид элемента представляет собой плотную гибкую пленку, которая значительно упрощает процесс установки аккумулятора.

На современном рынке представлены три поколения аналогичных фотоэлементов:

  • Элементы первого поколения представляют собой единый разъем. Для них характерен низкий КПД - всего 5% и относительно небольшой срок службы - не более 10 лет.
  • Пленка второго поколения также однослойного типа, но ее эффективность увеличена до 8%, а также увеличен срок службы.
  • Тонкопленочные батареи третьего поколения имеют КПД до 12% и длительный срок службы, конкурируя с версиями на кристалле.

Несмотря на не очень отличительные свойства, наиболее популярными являются тонкопленочные модули с одинарным разъемом второго поколения. Они доступны по цене и имеют приличную мощность, которая не уступает кристаллическим батареям.

Сравнение солнечных батарей

Если мы сравним кристаллические и фольговые батареи, последние обладают рядом важных преимуществ, которые делают их часто предпочтительными:

  • Аморфные элементы из фольги лучше реагируют на изменения температуры, в частности, на повышение температуры.В солнечные месяцы года батареи этого типа способны генерировать больше энергии, чем их кристаллические аналоги - при нагревании они могут терять до 20% своей мощности.
  • Фольгированные батареи по-прежнему генерируют энергию даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная фольга может генерировать до 20% своей номинальной энергии. Не слишком много, но это лучше, чем ничего.
  • Кристаллические панели намного дороже фольгированных.Причем цена последних продолжает снижаться из-за активного увеличения объемов их производства.
  • Фольговые солнечные элементы имеют меньше недостатков и слабых мест. Дело в том, что при формировании панели жесткие пластины спаяны, а фольга устанавливается в теле конструкции в целом.

Обобщая и отображая их, сравнительные свойства аморфных пленочных и твердых кристаллических солнечных элементов будут следующими:

90 122 90 123 90 124 Опции 90 125 90 124 Кристаллические панели 90 125 90 124 Аморфные тонкопленочные батареи 90 125 Характеристики продукта 9 ÷ 20% 6 ÷ 12% 90 130 90 123 90 133 Выходное напряжение одного фотоэлемента 90 134 90 133 Приблизительно 0,5 В 90 134 90 133 Приблизительно 1,7 В 90 134 Световой спектр с максимальной чувствительностью Ближе к красному, что означает, что для эффективной работы вам нужно яркое солнце. Ближе к ультрафиолетовому свету, поэтому они также чувствительны к окружающему свету. Гибкий Хрупкий и хрупкий, требует обязательного жесткого основания и надежной защиты от механических нагрузок. Гибкий, легко сгибается, не скручивается. Надежность в экстремальных условиях Требуется жесткое основание и надежная защита от механических воздействий. Более устойчив к механическим воздействиям, но также требует защиты. Долговечность При должной защите они используются долгое время, но с годами характеристики продуктов постепенно снижаются. Качественная продукция, изготовленная по технологии, выцветала на солнце на 4% за первые 4 ÷ 5 лет эксплуатации. Дешевые китайские аналоги могут выйти из строя через 2 ÷ 3 года. 90 130 90 123 90 133 Вес 90 134 90 133 Тяжелый. Легкие.

Следует уточнить, что также производятся комбинированные варианты солнечных элементов, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов.Это означает, что все преимущества обоих типов используются по максимуму. Однако стоимость подобных товаров довольно высока, поэтому они не так популярны, как упомянутые выше аккумуляторы.

Что влияет на производительность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные панели работают с разной мощностью в разное время, важно выделить факторы, влияющие на эффективность системы. Причем перечисленные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с разной интенсивностью.

  • Эффективность фотоэлементов панели снижается с повышением температуры.
  • При частичном затемнении, например, если солнце освещает только часть панели, а некоторые элементы остаются неосвещенными, выходное напряжение падает из-за потери неосвещенных плиток.
  • Панели, оборудованные линзами для фокусировки излучения, становятся совершенно неэффективными в пасмурную погоду, так как исчезает фокусирующий эффект светового луча.
  • Для достижения высокой производительности солнечного элемента необходимо правильно выбрать сопротивление нагрузки.Поэтому панели подключаются не напрямую к устройствам или батареям, а через контроллер управления системой, который обеспечит оптимальный режим работы от батарей.

Недостатки солнечных батарей

Солнечные панели имеют ряд недостатков, из-за которых многие домовладельцы сразу отказываются от идеи их покупки и установки.

  • Для получения достаточного количества энергии необходимо установить очень большое количество довольно громоздких аккумуляторов.Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие владельцы частных домов используют для своей установки солнечную сторону крыши.

  • Не будем забывать, что аккумулятор будет эффективно работать только в том случае, если его лицевую сторону периодически очищать от скопившейся пыли, грязи и засохших пятен дождевой воды. Это означает, что необходим удобный и легкий доступ к поверхности.
  • Солнечные панели не работают эффективно в сумерках и совсем не работают ночью.Чтобы использовать энергию от них в любое время суток, необходимо подключить несколько аккумуляторов, которые накапливают энергию в течение солнечного периода.
  • Для большого количества батарей может потребоваться отдельная комната, если система запланирована как первичный источник энергии.

  • Солнечная энергия считается экологически чистой, но сами солнечные панели содержат токсичные вещества, такие как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т. Д. При нагревании конструкции эти вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и также проникают в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома.Оптимальным вариантом будет установка системы вдали от жилых домов.

  • При установке батарей на открытом пространстве для большей эффективности система часто оснащается специальным фотоэлементом, который реагирует на положение Солнца, и вращающимся механизмом, который будет вращать их в соответствии с движением звезды. Производительность увеличивается, но увеличивается сложность системы и стоимость проекта.
  • Пока о высокой производительности таких систем нет и речи.Их КПД составляет не более 20%, оставшиеся 80% солнечной энергии, получаемой поверхностью, идет на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55 ÷ 60 градусов. Как упоминалось выше, когда фотоэлементы нагреваются, их эффективность падает.
  • Для предотвращения перегрева аккумуляторов используется та или иная система принудительного охлаждения. Например, для перекачки хладагента устанавливаются вентиляторы или насосы. Понятно, что такие устройства тоже требуют электричества, а также периодического обслуживания.К тому же они позволяют значительно снизить надежность всей конструкции. Что ж, проблема эффективного пассивного охлаждения аккумуляторов до сих пор не решена.

Как установить солнечную панель дома?

Если после прочтения информации выше ваше желание заняться производством солнечной батареи не пропадает, смело экспериментируйте в создании и тестировании собственного творения. Далее будет подробно рассмотрен сборка монокристаллической панели.

В показанном примере Хозяин дома собирает панель размером 750 × 960 мм, состоящую из 36 жестких монокристаллических пластин размером мм. Пластины установлены в четыре ряда по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами имеется зазор примерно 10-12 миллиметров.

90 130 90 123 90 133 90 134 90 133 При установке панелей между ними будет оставлен зазор 10 ÷ 12 мм. Это нужно для того, чтобы фольга, удерживающая элементы на акриловом стекле, удерживала их со всех сторон.
Иллюстрация Краткое описание выполненных операций
Прежде всего, вам потребуются только пластины.Мастер рекомендует покупать их с запасом, так как они могут иметь разные параметры выходного напряжения, и из них вам придется выбрать 36 штук, у которых показатели находятся ближе всего друг к другу.
Шина представляет собой луженую медную ленту, то есть уже покрытую оловом, что облегчает пайку. Вам понадобится примерно 10 метров узкой шины шириной 1,6 мм, шириной 2 метра и шириной 5 мм.
Для электромонтажных работ необходимо подготовить стандартный паяльник мощностью 40 Вт. Паяльный флюс - это канифоль, растворенная в спирте, спирте для обезжиривания паяемых поверхностей и последующей их очистки от остатков флюса, ватных дисков и палочек.
В данном случае основой для сборки всего модуля является акриловое стекло толщиной 5 мм. Для последующей герметизации фотоэлементов мастер решил использовать прочную бесцветную прозрачную поливинилхлоридную пленку ORACAL®751, которую часто используют для крепления рекламы на автомобилях.
Несколько слов о том, почему выбранная ширина шины составляет именно 1,6 мм.
Металл имеет свойство расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении.На солнечной батарее этот процесс будет непрерывным, то есть днем ​​паяемые шины будут увеличиваться в размерах, а ночью наоборот, что не особо полезно при проектировании.
По опыту, мастер испытал ленту шириной 2 мм, но все же он выбрал ширину 1,6 мм. По токопроводящим свойствам эти шины мало чем отличаются друг от друга, а более узкая еще меньше подвержена линейной деформации.
После того, как вы подготовили все необходимое, рекомендуется сначала отсортировать тарелки.
Как уже было сказано выше, хоть это и одна модель, но в практической работе часто могут иметь разные показатели. А для слаженной работы АКБ значения генерируемого напряжения должны быть как можно ближе друг к другу. Например, в этом случае при визуальном осмотре было обнаружено, что фотоэлементы в равных условиях (с искусственным освещением) могут генерировать от 0,19 до 0,35 вольт.
Лучше, если на одной панели будут элементы, которые имеют максимально близкие значения, скажем, от 0,30 до 0,33 вольт. Если в комплексе установить один или два элемента, существенно различающихся по выходному напряжению, они создадут всем ненужное сопротивление и будут перегреваться.
Таким образом, пластины, которые явно выпадают из общей массы, отбраковываются.
Затем нужно поставить на стол две пластины на расстоянии 10 мм и отмерить от них, сколько нужно отрезать узкую покрышку.
Вид снаружи Для монтажных пластин предусмотрены две металлические токоприемные планки, а с обратной стороны точки крепления обозначены точками, окошками.
На передней стороне панели отступите примерно на 3 мм от верхнего края панели.
На тыльной стороне второй панели рейка не должна доходить до нижнего края на те же 2 ÷ 3 мм.
После определения длины одного шатуна замеряются остальные соединительные элементы вдоль него. На каждые две пластины требуется две шины, поэтому всего требуется 72 шины.
Шины после обрезки выглядят так, как показано. Совсем не обязательно собирать сразу все отрезки - их можно разрезать в процессе работы. Однако, если они все готовятся сразу, рекомендуется собрать их и закрепить резинкой. Так они не потеряются и не будут мешать столу.
Сначала шины припаиваются к торцам всех пластин.
Но перед пайкой металлические полосы коллектора на пластинах необходимо подготовить путем обезжиривания спиртом.Для этой работы удобно использовать ватные палочки - их окунают в спирт и пропускают через полоску.
Этот процесс необходим для улучшения качества припоя.
Следующий подготовительный этап применяется к очищенным спиртом полоскам канифольного флюса.
Лучше перелить в гибкую емкость в виде маркера (клеевого карандаша) с мягким наконечником. Это упростит работу, тиснение и раскладку при необходимости. необходимое количество состава.
Следующий шаг - припаять шины к внешней стороне пластин.
Шину кладут на металлическую контактную полосу и выравнивают. Кроме того, придерживая большую часть покрышки, аккуратно прижимая ее к полосе, закрепите ее верхнюю сторону паяльником длиной 20-30 мм.
В этом случае дополнительный припой не используется - достаточно слоя белой жести на самой шине.
Теперь он закреплен и не может двигаться, поэтому будет довольно легко прикрепить оставшуюся длинную сторону к поверхности.
Для этого пластина должна быть обращена противоположной стороной, чтобы длинная часть покрышки была под рукой.
Удерживая шину и слегка потянув за нее, осторожно проведите по паяльнику, следя за тем, чтобы она не соскользнула в сторону. Луженая лента хорошо припаяна к хорошо подготовленной поверхности - достаточно один раз провести по ней хорошо прогретым паяльником.
Если на ленте остались заусенцы, немедленно их сгладьте, так как эта сторона доски должна прижиматься к акриловому стеклу.
После припайки обеих лент к плате протрите их спиртом, используя ватный тампон или диск. Остатки флюса необходимо удалить с поверхности.
Таким же образом все 36 пластин, то есть всего 9 фотоэлементов, последовательно подготавливаются для монтажа одной из четырех полосок солнечной панели.
Здесь каждый чемпион работает по-своему.
Далее рассмотрим сборку подготовленных фотоэлементов в одну полосу.Остальные три полосы солнечной панели подключаются таким же образом.
Сначала выбирается диск, который будет первым в полосе.
Его кладут на стол лицевой стороной вниз с припаянными к нему шинами. Затем полосы пайки, подсвеченные с обратной стороны платы с контактными окнами, обрабатываются спиртом, а затем флюсом.
Далее, отступив от края примерно на 3 мм по линии, проходящей через окна, укладывается кусок покрышки и так же, как снаружи, припаивается к поверхности.
Свободные концы реек должны быть противоположны припаянным к торцу - они пригодятся при замене всего ряда элементов на обычную батарею с широкими направляющими.
Теперь вам нужно соединить пластины первого и второго ряда. Для этого концы шин, припаянные к лицевой стороне первой пластины, необходимо вывести на тыльную сторону второй пластины.
В этом случае пластины размещаются параллельно друг другу на определенном расстоянии (10 мм).Для удобства можно предварительно сделать разметку на рабочем столе, то есть создать своеобразный шаблон взаимного расположения плиток.
Точки пайки контактов обрабатываются спиртом, а затем на них наносится флюс.
Теперь шины можно паять.
Для этого их тоже аккуратно, не торопясь, проводят нагретым паяльником. После пайки обеих шин протрите их спиртом, чтобы удалить остатки флюса.
Далее таким же образом коммутируются третья и все последующие пластины ряда.
В результате должны получиться четыре полосы из 9 фотоэлементов, соединенных, как показано на рисунках.
Готовые сварные ряды фотоэлементов поочередно кладут на предварительно подготовленное акриловое стекло необходимого размера. Расстояние от края элементов до края стекла должно составлять 50 ÷ 60 мм. На стекле ряды временно закрепляют короткими полосками прозрачного скотча.
«Золотое правило» последовательного переключения источников постоянного тока: плюс предыдущего элемента соединяется с минусом следующего - и так далее.
Это правило соблюдается в рядах. Теперь очень важно не мешаться при укладке рядов в батарее.
Итак, выступающие влево сегменты покрышек первого и третьего ряда следует припаять к внешней стороне панели, которая в данном случае обращена к акриловой поверхности ... Во втором и четвертом рядах концы покрышек должны выступающие, закрепленные на задней световой стороне пластин.Если вы сделаете ошибку, последовательное соединение будет повреждено, и аккумулятор перестанет работать.
В результате структура уложенного панно должна выглядеть так.
Когда все ряды приклеены к стеклу, их нужно объединить в одну систему.
Электрическое подключение выполняется в соответствии с показанной схемой.
В результате будет «плюс» вверху и «минус» внизу.
В качестве соединительных элементов используются широкие шины - это хорошо показано на схеме выше.К ним припаиваются выступающие концы тонких покрышек.
Излишки после пайки откусить плоскогубцами.
На этом рисунке хорошо видна крайняя точка переключения шины.
По окончании работ следует проверить панель на работоспособность тестером, переключив его на вольтметр и выставив щупы на плюс и минус.
Панель можно сначала проверить на рабочем столе - больших индикаторов не будет, но собранная панель покажет, что она «живая».
А потом можно проверить, выставив батарею на солнце.
Мульти-тестовые зонды прикреплены к шинам с очень положительными и отрицательными характеристиками.
Даже в пасмурную погоду батарея на холостом ходу 19,4 В - это означает, что панели подключены правильно.
Во время теста не было солнца и сила тока небольшая, всего около 0,5 ампер. Но даже в пасмурную погоду аккумулятор вырабатывает около 10 Вт энергии.
При этом рекомендуется проверить пластины на предмет перегрева - это легко ощутить тыльной стороной ладони.
Если отдельные платы явно перегреваются по сравнению с общим фоном, их рекомендуется немедленно заменить - пока это не составит труда.
Если аккумулятор исправен, его можно, наконец, запечатать - обернуть фольгой.
Срок службы этой пленки - семь лет, но, как показывает практика, работает отлично и держится дольше.
Фольга имеет клеевой слой, покрытый защитной грунтовкой, которая удаляется при нанесении покрытия на фотоэлементы и акриловое стекло.
Первое, что нужно сделать, - это расстелить фольгу поверх конструкции и разгладить край, где она начинает прилипать. Качество склейки всего полотна зависит от степени выравнивания краев.
Необходимо обеспечить полное уплотнение без складок и пустот, так как фольга предназначена для надежной защиты фотоэлементов от всех внешних воздействий.
Затем нужно аккуратно отделить защитный слой от фольги по всему краю, примерно 40 мм, сразу прикрепив его к стеклу.
Эта операция выполняется очень осторожно, когда приклеивание фольги ровное и гладкое.
Здесь следует помнить, что отклеивание и выравнивание определенного участка фольги уже не получится, поэтому необходимо сразу качественно выполнить работу.
Фольга не должна растягиваться, но при этом не должна морщиться.
Защитная подложка складывается и постепенно отслаивается во время приклеивания. После высвобождения 20 ÷ 30 мм фольги она заглаживается до фотоэлементов и промежутков между ними, т.е. до акрилового стекла.
Процесс вкручивания аккумулятора в фольгу долгий и утомительный, поэтому наберитесь терпения и делайте это медленно.
Если фольга все еще застряла или распалась, не отрывайте ее, так как фотоэлементы будут повреждены.В этом случае необходимо вырезать и приклеить дополнительный фрагмент поверх уже закрепленной фольги.
Самое главное, чтобы накрыть батарею всю поверхность. На этом рисунке показан край панели, завернутый в фольгу. Понятно, что идеальной гладкости не требуется, главное, чтобы пленка плотно прилегала по всей площади.
После приклеивания фольги готовую панель можно протестировать.
Для этого снимаем аккумулятор с солнца и подключаем к нему тестер.
Как видите, аккумулятор подает на свои выходы почти 20 вольт.
Потом проверяют ток короткого замыкания - он был 3,94 ампера. И это ни больше ни меньше - почти 80 Вт.
Для проверки под нагрузкой к аккумуляторной батарее с амперметром подключили лампочку на 24В.
В итоге горит на фото хоть и не в полную силу, но довольно ярко.

Многие мастера, помимо стекла и фольги, используют еще батарейный бортик, оформляя его в жесткий каркас.Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если вы планируете собрать и использовать несколько солнечных панелей, то вы подключаете их последовательно - для увеличения выходного напряжения или параллельно - таким образом вы можете получить более высокий ток и общую мощность.

Комплект панелей через контроллер соединен с аккумулятором - накопителем энергии, а оттуда распределяется по точкам потребления напрямую или через инвертор.

* * * * * * *

Итак, как видно из предоставленной информации, аккумулятор можно собрать своими руками.Это требует определенных знаний в области электротехники и монтажа, усидчивости и внимания.

Другое дело, что ожидаемый эффект батареи и стоимость компонентов и всего оборудования, необходимого для системы, должны быть очень тщательно продуманы заранее. Насколько прибыльной будет система, особенно с учетом локальных? климатические условия? Не превратится ли ее работа просто в «игрушку» для активного мужчины средних лет?

Возможно, некоторые вопросы по этой теме снимет следующий ролик:

Видео: Основные ошибки новичков при планировании строительства домашних солнечных электростанций

Солнечная энергия в последнее время становится все более популярной.
Решили попробовать сделать солнечную батарею своими руками.

В Интернете мало информации. Чаще всего один и тот же текст перепечатывается с одной стороны на другую.
Цель установки солнечного коллектора своими руками - оценить целесообразность такой установки и экономический смысл.
Итак, в Китае я заказал комплект поликристаллических солнечных элементов размером 6 * 6 дюймов для своего солнечного коллектора. В комплект входили 40 солнечных элементов, паяльный карандаш и соединительная лента для пайки элементов.С целью снижения затрат были закуплены солнечные элементы класса В, то есть с дефектами. Дефектные платы не подходят для производства промышленных солнечных панелей, но вполне функциональны. Наша цель - сократить бюджет.

Параметры заявленные продавцом: мощность одного элемента размером 6 * 6 дюймов 4Вт, напряжение 0,5В.
Для того, чтобы можно было заряжать аккумулятор на 12 В, необходимо собрать панель с напряжением 18 В, т. Е. Необходимо 36 ячеек. 4 запчасти.
При получении комплекта из 40 солнечных элементов они были протестированы.Качество комплектующих оставляет желать лучшего. Практически у всех есть серьезные недостатки. Хорошо, наша цель - оценить целесообразность монтажа солнечной панели своими руками.
В приобретенных вами изделиях нет припаянных проводов, поэтому их придется припаять самостоятельно.
Как оказалось, это совсем не сложно. После спайки нескольких элементов была создана определенная технология. Используя паяльник 25 Вт, карандаш, подготовьте поверхность припоя и имеющееся олово. Главное, не класть на место пайки много олова, тогда пайка выполняется легко и достаточно быстро.Проверка подключения была связана с расколом солнечного элемента, то есть пайка вполне надежна.

Обработав точки пайки карандашом, нанесите олово на точки пайки.

После пайки получается достаточно культивированный продукт.

Так паяем все 40 штук.

Работайте с паяльником осторожно. Для работы нужно выбрать ровную поверхность. Паять удобнее всего на стеклянной поверхности.
Первая паяная деталь прошла внешние испытания.Обеспечивает 0,55 В без нагрузки. Это вселяет надежду на возможность получения 18В от паяных элементов 36-й серии.
Нашей целью был не конечный продукт, поэтому мы решили не делать корпус для солнечной панели, а ограничиться плоской поверхностью для набора солнечных элементов. Начинаем спаять элементы между собой.
Пайка, как уже говорилось, несложная задача. Но компоненты настолько хрупкие, что с ними нужно очень осторожно обращаться. При последовательном соединении 12 элементов происходит разрыв нескольких частей.Неравномерный цвет солнечных элементов - это качество оригинальных элементов.

Конечно, еще работали, но заявленной мощности ждать от них больше не придется.
Ток холостого хода измеряется непосредственно в помещении. Конечно, эти цифры ничего не говорят, но нам было интересно. 90 270 12 солнечных элементов производят около 4 В.

Выносим солнечную батарею на улицу. Небо чистое, солнце активно.
Панель обеспечивает напряжение холостого хода около 7 В.Это означает, что мы получили ожидаемое напряжение.

На этом мы решили подвести некоторые итоги.
Вот несколько советов, как это сделать. Кабель для подключения солнечных элементов должен быть выполнен строго по размеру с учетом общей длины одного солнечного элемента, расстояния между элементами и длины кабеля на внутренней части солнечного элемента. Дело в том, что на обратной стороне солнечного элемента необходимо использовать провод короче самого элемента. Точная подгонка проводника позволит быстро и аккуратно паять элементы.Резка уже припаянной проволоки может сломать элемент.
Не кладите много олова в зону пайки. Он плохо нагревается, что приводит к более сильному давлению на паяльник. Существует риск расщепления солнечных элементов.
Чтобы собрать солнечную панель своими руками, сначала нужно подготовить корпус под будущую солнечную панель. Затем вставьте и прикрепите к нему солнечные элементы с припаянными проводами, а затем спаяйте элементы вместе. Это позволит избежать повреждений при обращении с припаянными деталями.
Теперь несколько слов об экономике. Купленный на eBay комплект стоил около 3000 рублей. Солнечные элементы класса А, то есть без дефектов, дороже. Если предположить, что для солнечной батареи из 36 таких элементов нам потребуется всего 40 солнечных элементов, а их мощность будет соответствовать заявленным 4 Вт, то мы получим панель с напряжением 18 В и мощностью 144 Вт. Дополнительно придется сделать корпус для солнечной батареи своими руками, потратив на это любые средства.
Ищем в интернете и легко находим заводские солнечные панели с аналогичными характеристиками за 6000 руб.

Надо ли делать солнечные панели своими руками? На наш взгляд, нет. Заводские солнечные панели выиграют по всем параметрам: надежность, долговечность, технические параметры и цена.

Все началось с прогулки по eBay - увидел солнечные батареи и заболел.

Было смешно спорить с друзьями о возврате денег…. При покупке машины никто не думает о ее возврате. Авто как любитель, заранее готовьте сумму в удовольствие. А здесь я наоборот потратил деньги, поэтому они тоже пытаются расплатиться... Кроме того, я подключил инкубатор к солнечным батареям, чтобы они еще оправдывали свое предназначение, защищая вашу будущую экономику от разрушения. Как правило, наличие инкубатора зависит от многих факторов, будь то мастер или неспециалист. Когда будет время, напишу об этом в домашний инкубатор ... Ладно, что говорить, каждый вправе выбирать .....!

После долгого ожидания заветная коробка с тонкими хрупкими пластинами окончательно согревает руки и сердце.

В первую очередь, конечно, Интернет ... ну, боги не сжигают горшки.Чужой опыт всегда пригодится. А потом пришло разочарование… .. Как оказалось, пять человек сделали панели своими руками, остальные просто скопировали на свои страницы, некоторые скопировали оригинальным способом из разных исследований. Дай бог им здоровья, пусть это останется на совести владельцев сайтов.

Решил почитать форумы, долгие рассуждения теоретиков «как доить корову» привели к полному унынию. Обсуждения того, как трескаются плиты от нагрева, трудности с герметизацией и т. Д.Я все прочитал и плюнул. Мы пойдем своим путем, методом проб и ошибок, исходя из опыта «коллег», зачем изобретать велосипед?

Ставим себе задачу:

1) Панель должна быть сделана из подручных материалов, чтобы не перетаскивать кошелек, потому что результат неизвестен.

2) Производственный процесс должен быть простым.

Приступаем к изготовлению солнечной панели:

В первую очередь были закуплены 2 стекла размером 86х66 см на будущие две панели.

Стекло гладкое, закупается у производителей пластиковых окон. А может и непросто ...

Долгие поиски алюминиевых уголков, по уже проверенному «коллегами» опыту, ничем не закончились.

В результате производственный процесс запускался вяло, создавалось ощущение затянутости строительства.

Описывать процесс пайки панелей не буду, так как информации по этой теме в сети очень много, есть даже видео. Я просто оставлю свои заметки и комментарии.

Дьявол не так страшен, как его малюют.

Несмотря на описанные на форумах сложности, компонентные платы легко припаяны, как спереди, так и сзади. Также вполне подходит наш советский припой ПОС-40, по крайней мере, у меня не было трудностей. Ну и конечно же родная канифоль, куда без нее ... Ни одного элемента при пайке не сломал, думаю надо быть полным идиотом, чтобы разбить их на ровном стекле.

Проводники в комплекте с панелями очень удобны, во-первых, плоские, во-вторых, луженые, что значительно сокращает время пайки.Хотя вполне можно использовать обычный провод, на запасных пластинах проводил эксперимент, с пайкой сложностей не возникло. (на фото остатки плоского провода)

Паять 36 пластин у меня ушло около 2 часов. Хотя читал на форуме, что люди 2 дня паяют.

Желательно использовать паяльник мощностью 40 Вт. Поскольку платы легко рассеивают тепло, что затрудняет пайку. Первые попытки пайки паяльником на 25 ватт были утомительными и печальными.

Также при пайке желательно подбирать оптимальное количество флюса (канифоли). Слишком большой избыток предотвращает прилипание банки к тарелке. А пластину пришлось залудить практически, в целом все нормально, ремонтировать все можно. (присмотритесь к фото, которое видите.)

Расход олова довольно высокий.

Ну а на картинке припаяны элементы, во втором ряду рамка, один вывод не припаян, но самые важные я заметил и поправил.

Край стекла оформляется двусторонним скотчем, затем на этот скотч наклеивается полиэтиленовая пленка.

Клейкие ленты, которые я использовал.

После пайки приступайте к конопатке (лента вам в этом поможет).

Хорошо, доски склеены скотчем и неразъемным швом.

Затем удалите защитный слой с края панели. двусторонний скотч и наклеить на него полиэтиленовую обертку с запасом по краям. (забыл сфотографировать) Ах да, делаем прорези в липкой ленте для отходящих проводов.Ну не тупица, поймете, что и когда ... По краю стекла, а также выводам, углам покрываем силиконовыми герметиками.

И фольгу загнуть наружу.

Изготовлен пластиковый каркас. Когда я установила в доме пластиковые окна, пластиковый профиль подоконника крепится к окну саморезами. Я думал, что эта деталь слишком тонкая. Поэтому снял и сделал подоконник по-своему. Поэтому от 12 окон остались пластиковые профили ... Так сказать, материала в избытке.

Проклеил каркас обычным старым советским утюгом. Хотел бы я заснять этот процесс, но я думаю, что нет ничего сверх непонятного. Отрезал 2 стороны под углом 45 градусов, нагрел на подошве утюга и приклеил даже задав угол ... На фото рамка для второй панели.

Собираем стекло с элементами и защитной пленкой в ​​обрамлении

Отрезаем лишнюю фольгу и склеиваем края силиконовыми герметиками.

Получается вот такая панель.


Да, забыл написать, что кроме фольги приклеил к каркасу направляющие, которые предотвращают выпадение элементов в случае отслоения скотча.Пространство между элементами и направляющими залито пенополиуританом ... Это позволило более плотно прижать элементы к стеклу.

Что ж, приступим к тестированию.

Так как я сделал одну панель заранее, то результат известной мне - напряжение 21 вольт. Ток короткого замыкания 3,4 ампера. Сила зарядного тока АКБ - 40А. h 2,1 ампер.

К сожалению, не фотографировал. Сразу скажу, что сила тока зависит от освещения.

Теперь 2 батареи подключены параллельно.

Погода на момент производства была пасмурная, было около 16:00.

Сначала я нервничала, а потом даже обрадовалась. В конце концов, это самые средние условия для аккумулятора, а значит, результат более надежный, чем при ярком солнечном свете. Солнце сквозь тучи светило не так ярко. Надо сказать, сбоку немного светило солнышко.

При таком освещении ток короткого замыкания составлял 7,12 ампер. Что считаю отличным результатом.

Напряжение холостого хода 20,6 ВЧто ж, стабильно на отметке 21 вольт.

Ток зарядки аккумулятора 2,78 А. Именно при таком освещении аккумулятор гарантированно заряжается.

Измерения показали, что при хорошем солнечном дне результат будет лучше.

К тому времени погода испортилась, облака уже закрылись, солнце светило полностью, и я подумал, что это покажет в этой ситуации. Уже почти вечерние сумерки ...

Небо выглядело вот так, линия горизонта снималась специально.Кстати, на самом стекле батареи видно небо, как в зеркале.

Напряжение в этой ситуации составляет 20,2 вольт. Как уже упоминалось 21c. он практически постоянный.

Ток короткого замыкания 2,48 А. В общем, для такого освещения отлично! Практически равняется одной батарее на хорошем солнце.

Ток зарядки аккумулятора 1,85 ампер. Что сказать ... Даже в сумерках аккумулятор будет заряжаться.

В приложение встроена солнечная батарея, не уступающая по свойствам промышленным образцам.Что ж, долговечность… .., посмотрим, время покажет.

Ах да, аккумулятор заряжается через диоды Шоттки на 40 А. Ну что нашел.

Еще хочу отметить контроллеры. Все выглядит красиво, но не стоит потраченных на контроллер денег.

Если вы дружите с паяльником, схемы очень простые. Творите и получайте удовольствие.

Ну дул ветер и оставшиеся 5 запчастей упали в неконтролируемый полет ... ... в результате осколков. Что ж, за невнимательность надо наказывать.С другой стороны…. Где они?

Решили сделать из фрагментов еще одно гнездо на 5В, на сборку ушло 2 часа. Остальные материалы были доставлены вовремя. Вот что случилось.

Измерения вечером.

Сразу скажу, что при хорошем освещении ток КЗ превышает 1 ампер.

Детали припаиваются параллельно и последовательно. Задача - обеспечить примерно одинаковую площадь пола. Ведь сила тока равна небольшому элементу ... Поэтому при изготовлении подбирайте элементы в соответствии с площадью освещения.

Пора поговорить о практическом применении созданных мной солнечных панелей.

Весной я установил на крышу две сборные панели высотой 8 метров под углом 35 градусов, ориентированные на юго-восток. Такая ориентация выбрана не случайно, потому что было замечено, что на этой широте летом солнце встает в 4 часа утра и к 6-7 часам вполне сносно заряжает аккумуляторы током 5-6 ампер, к тому же на вечер. На каждой панели должен быть свой светодиод.Чтобы исключить выгорание элементов разной мощности панелей. И, как следствие, неоправданное снижение мощности панелей.
Спуск с высоты производился кабелем сечением 6 мм2 каждый. Благодаря этому удалось добиться минимальных потерь в проводниках.

Старые, едва живые батареи на 150 Ач, 75 Ач, 55 Ач, 60 Ач использовались в качестве накопителей энергии. Все батареи подключены параллельно и с учетом потери емкости всего около 100Ач.
Нет контроллера заряда аккумулятора.Хотя я считаю, что установка драйвера необходима, я сейчас работаю над его компоновкой. Потому что батарейки днем ​​начинают закипать. Поэтому приходится каждый день сбрасывать лишнюю энергию, включая ненужную нагрузку. В моем случае я включаю освещение сауны. 100 Вт. Также днем ​​работает LCD телевизор мощностью около 105Вт, вентилятор мощностью 40Вт, вечером добавляется энергосберегающая лампочка 20Вт.

Тем, кто любит делать расчеты, скажу: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА - это не одно и то же.Ведь такой «бутерброд» отлично работает более 12 часов. при этом мы иногда заряжаем телефоны от него.Полного разряда аккумуляторов еще не достиг. Что, таким образом, отменяет расчет.

В качестве преобразователя использовался компьютерный источник бесперебойного питания (инвертор) мощностью 600 ВА, слегка преобразованный для запуска от батарей, что примерно соответствует нагрузке в 300 Вт.
Еще хочу отметить, что аккумуляторы заряжаются даже при яркой луне. При этом ток 0,5-1 Ампер, на ночь думаю совсем неплохо.

Конечно, хотелось бы увеличить нагрузку, но для этого нужен мощный инвертор. Сам инвертор планирую сделать по схеме ниже. Потому что покупать инвертор за слишком большие деньги - СУМАСШЕСТВИЕ!

Человечество во имя окружающей среды и экономики Деньги стали использовать альтернативные источники энергии, к которым относятся, в частности, солнечные батареи. Приобрести такое удовольствие будет довольно дорого, но сделать это устройство своими руками несложно. Поэтому не помешает узнать, как сделать солнечную панель самостоятельно.Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Солнечные панели - это устройства, вырабатывающие электричество с помощью фотоэлектрических элементов.

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо разобраться в устройстве и принципах его работы. Солнечный элемент включает в себя солнечные элементы, соединенные последовательно и параллельно, батарею, которая накапливает электричество, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный, и контроллер, который контролирует зарядку и разрядку батареи.

Как правило, фотоэлементы изготавливаются из кремния, но очистка его стоит дорого, поэтому в последнее время стали использовать такие элементы, как индий, медь и селен.

Каждый фотоэлемент - это отдельный элемент, вырабатывающий электричество. Ячейки соединены между собой и образуют одно поле, площадь которого определяется мощностью аккумулятора. Это означает, что чем больше солнечных элементов, тем больше вырабатывается электроэнергии.

Чтобы сделать солнечную панель своими руками в домашних условиях, нужно разбираться в сути такого явления, как фотоэлектрический эффект.Фотоэлемент представляет собой кремниевую пластину, когда на нее попадает свет, электрон выбивается из последнего энергетического уровня атомов кремния. Движение потока таких электронов генерирует постоянный ток, который затем преобразуется в переменный ток. В этом суть фотоэлектрического эффекта.

Преимущества

Панели солнечных батарей

обладают следующими преимуществами:

  • без вреда для окружающей среды;
  • прочность;
  • бесшумная работа;
  • простота изготовления и монтажа;
  • независимость электроснабжения от распределительной сети;
  • иммобилизация деталей устройства;
  • незначительных финансовых затрат;
  • малый вес;
  • работают без механических преобразователей.

Варианты

Солнечные панели делятся на следующие типы.

Кремний

Кремний - самый популярный материал для аккумуляторов.

Силиконовые батареи также подразделяются на:

  1. Монокристаллический: в производстве этих батарей используется очень чистый кремний.
  2. Поликристаллический (дешевле, чем монокристаллический): поликристаллы получают путем постепенного охлаждения кремния.

Пленка

Такие батареи делятся на следующие типы:

  1. На основе теллурида кадмия (эффективность 10%): кадмий имеет высокий коэффициент поглощения света, что делает его пригодным для использования в производстве аккумуляторов.
  2. На основе селенида меди и индия: производительность выше, чем у предыдущих.
  3. Полимер.

Полимерные солнечные элементы начали производить относительно недавно, обычно для этого используют фуреллен, полифенилен и др. Полимерные пленки очень тонкие, около 100 нм. Несмотря на КПД 5%, у полимерных аккумуляторов есть свои преимущества: дешевый материал, экологичность, гибкость.

Аморфный

КПД аморфных аккумуляторов 5%.Такие панели изготавливаются из силана (гидрида) по принципу фольгированных аккумуляторов, поэтому их можно отнести к силиконовой и фольгированной. Аморфные батареи гибкие, вырабатывают электричество даже в плохую погоду, лучше других панелей поглощают свет.

Материалы (редактировать)

Для изготовления солнечного элемента вам потребуются следующие материалы:

  • фотоэлементы;
  • алюминиевых уголков;
  • диоды Шоттки;
  • Силиконовые герметики
  • ;
  • направляющих;
  • болты монтажные и фурнитура;
  • лист поликарбоната / оргстекла;
  • паяльное оборудование.

Эти материалы необходимы для изготовления солнечной панели своими руками.

Выбор фотоэлементов

Для того, чтобы самому сделать солнечную батарею для дома, следует выбрать соответствующие фотоэлементы. Последние делятся на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первого составляет 13%, но в плохую погоду такие фотоэлементы малоэффективны, снаружи они представляют собой голубые квадраты. Поликристаллические солнечные элементы способны вырабатывать электричество даже в плохую погоду, хотя их эффективность составляет всего 9%, они внешне темнее монокристаллических и обрезаны по краям.Аморфные фотоэлементы изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, их КПД не зависит от погодных условий, но производство таких элементов слишком дорогое, поэтому они используются редко.

Если вы планируете использовать на даче электроэнергию, вырабатываемую солнечными элементами, советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических элементов, так как их КПД достаточен для ваших целей.

Стоит приобретать фотоэлементы одной марки, потому что фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться - это может вызвать проблемы со сборкой аккумулятора и его функционированием.Следует помнить, что количество энергии, производимой элементом, прямо пропорционально его размеру, то есть чем больше фотоэлемент, тем больше электроэнергии он производит; напряжение элемента зависит от его типа, а не от размера.

Количество вырабатываемой электроэнергии определяется размерами самого маленького фотоэлемента, поэтому стоит покупать фотоэлементы такого же размера. Конечно, не стоит покупать дешевые продукты, потому что это означает, что они не прошли проверку. Также не покупайте фотоэлементы с восковым покрытием (многие производители покрывают фотоэлементы воском, чтобы защитить продукт во время транспортировки): его удаление может повредить фотоэлемент.

Устройство и расчет

Изготовить солнечную панель своими руками - задача несложная, главное подойти к ней ответственно. Чтобы сделать солнечную панель своими руками, необходимо рассчитать суточное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашем районе и рассчитать необходимую мощность. Таким образом становится понятно, сколько ячеек и какого размера нужно покупать. Ведь, как уже было сказано выше, ток, генерируемый ячейкой, зависит от ее размеров.

Зная требуемый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего следует определить, будет ли крыша или другое место, где планируется установка солнечной батареи, спроектированной конструкции.

При установке панели не только выбирайте самое солнечное место, но и старайтесь расположить ее под прямым углом к ​​солнечным лучам.

Рабочие шаги

Рама

Перед тем, как приступить к изготовлению солнечной панели своими руками, необходимо соорудить для нее каркас.Он защищает аккумулятор от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собран из влагостойкого материала: фанера, покрытая влагоотталкивающим средством, или алюминиевые уголки, на которые с силиконовым герметиком приклеены оргстекло или поликарбонат.

В этом случае необходимо соблюдать зазоры между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайки

Фотоэлементы расположены на лицевой стороне прозрачной поверхности с расстоянием между ними со всех сторон 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоэлементов при повышении температуры.

Преобразователи с двумя полюсами бывают стационарными: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соедините элементы последовательно, если ток - параллельно.

Чтобы избежать разрядки аккумулятора ночью, диод Шоттки содержится в единой цепи, состоящей из всех необходимых частей, которые соединяют его с положительным выводом. Затем все элементы спаиваются между собой.

сборка

Сварные датчики помещаются в готовый каркас, на фотоэлементы наносится силикон - все это покрывается слоем ДВП, закрывается крышкой, стыки деталей обрабатываются герметиком.

Сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками сможет даже горожанин. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Итак, мы разобрались, как сделать солнечную панель в домашних условиях, оказалось довольно несложно.

Идеи из металлолома

Сделать солнечную панель своими руками можно из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Многие удивятся, узнав, что из фольги можно сделать солнечную батарею своими руками.На самом деле это неудивительно, поскольку фольга увеличивает отражательную способность материалов. Например, чтобы уменьшить перегрев панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную панель из фольги?

Нам нужно:

  • 2 крокодила;
  • Фольга медная
  • ;
  • Мультиметр
  • ;
  • Соль;
  • пустая пластиковая бутылка без горлышка;
  • Электрическая духовка
  • ;
  • дрель.

Очистив медную пластину и вымыв руки, отрежьте кусок фольги, поставьте на горячую электрическую плиту, нагрейте полчаса, наблюдая за чернением, затем снимите фольгу с плиты, дайте ей остыть и посмотрите кусочки отклеиваются от листа.При нагревании оксидный слой исчезает, так что черный оксид можно аккуратно удалить водой.

90 950

Затем вырезают второй кусок фольги того же размера, что и первый, оба куска сгибают, заправляют в бутылку, чтобы к ним нельзя было прикоснуться.

Фольга также может использоваться для обогрева. Для этого его нужно натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, предусмотренные, например, к лейке.

Так мы научились делать солнечную панель для дома из фольги самостоятельно.

Старые транзисторы есть во многих домах, но не все знают, что они подходят для солнечных батарей для дачи своими руками. Фотоэлемент в данном случае представляет собой полупроводниковую пластину внутри транзистора. Как сделать солнечную панель из транзисторов своими руками? Для начала нужно открыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку и видна пластина: она небольшая, что объясняет низкий КПД солнечных элементов от транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и измеряем ток, мультиметр должен регистрировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 и чуть больше; затем переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдавать десятые доли вольта.

Исследуемые транзисторы помещены в корпус, например, из листового металла и припаяны. Такую солнечную панель можно сделать своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и маломощной магнитолы.

Старые светодиоды тоже подходят для установки батарей. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем не сложно. Откройте диод, чтобы увидеть кристалл, который является фотоэлементом, затем нагрейте диод в течение 20 секунд на газовой плите и, когда припой расплавится, удалите кристалл. Осталось припаять снятые кристаллы к корпусу.

Мощность таких аккумуляторов небольшая, но для питания маленьких светодиодов вполне достаточно.

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, а вот сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Изготовим корпус из фанеры, на который положим поликарбонат или оргстекло, на тыльную поверхность фанеры прикрепим пену или стекловату для утепления. Алюминиевые банки будут служить фотоэлементами. Важно выбирать алюминиевые банки, поскольку алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо, и имеет лучшую теплопередачу.

Кроме того, в дне банок проделываются отверстия, срезается крышка, а ненужные детали складываются для лучшей циркуляции воздуха.Затем нужно очистить банки от жира и грязи с помощью специальных бескислотных средств. Затем банки плотно закройте: силиконовым гелем, устойчивым к высоким температурам, или паяльником. Запечатанные банки должны быть очень хорошо просушены в стационарном положении.

Прикрепив бидоны к кузову автомобиля, покрасьте их в черный цвет и закройте конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагреть воду или воздух, а затем запитать комнату.

Мы рассмотрели варианты, как сделать солнечную панель своими руками.Надеемся, у вас теперь нет вопросов о том, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками - видеоурок.

Спрос на альтернативные источники энергии растет с каждым днем. Мастера активно осваивают способы изготовления солнечной батареи своими руками.

Подготовительный этап: что нужно знать о солнечных батареях

Самоделка для солнечной батареи, можно использовать как специально закупленные заготовки, так и максимально использовать имеющийся в домашней мастерской материал - диоды, транзисторы, фольгу.

В большинстве случаев солнечные панели не могут заменить полноценную электростанцию ​​и обеспечить рабочее напряжение 220В для работы мощных электроприборов. Ограничения связаны с их дороговизной и большим свободным пространством для установки.

Их часто используют как дополнительный источник энергии и в неэлектрифицированных домах отдыха.

Эффективность солнечных панелей зависит от погодных условий, интенсивности солнечного света и угла падения светового потока.

Небольшое количество солнечных дней в данном регионе, сильное затенение местности могут сделать новую установку экономически невыгодной: срок окупаемости будет больше, чем срок ее службы (до 30 лет).

Место установки солнечной батареи в вашем доме должно быть хорошо освещено, желательно над уровнем земли (на крыше), а сама конструкция должна иметь возможность корректировать свое положение в пространстве, чтобы солнечные лучи падают перпендикулярно поверхности фотоэлемента.

Как самому сконструировать солнечную панель

Для сборки солнечной панели необходимо:

  • Сделайте каркас - каркас из алюминиевых уголков или деревянных реек ... Вы можете выбрать любую форму корпуса и форму солнечной панели соответственно. Необходимо подготовить по размерам подложку из ДВП и защитное стекло.
  • Припаяйте солнечные элементы. Самый важный шаг: от качественной пайки зависит окончательная работоспособность аккумулятора.3. Поместите пластину в раму и прокладку - последний этап работы.

Основная часть солнечной батареи состоит из фотоэлементов, которые преобразуют энергию дневного света в электричество.

Промышленность производит 3 типа пластин: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (аморфные). Только первые 2 стоят недорого и приобретаются как заготовки для будущих домашних экспериментов.

Разница между ними - КПД - до 14% и 9% соответственно, долговечность - 30 и 20 лет использования и чувствительность к солнечному свету.

Только батареи с поликристаллическими проводниками не снижают выработку электроэнергии в пасмурную погоду.

Фотоэлементы второго класса имеет смысл покупать по сниженной цене - они не подходят для промышленных целей, а имеющиеся дефекты не ухудшают качество товаров для дома.

Купленные фотоэлементы необходимо спаять. Отдельный элемент выдает напряжение 0,5 В, обычно домашние умельцы ориентируются на номинальное напряжение готового изделия 18 В.

При правильном подключении цепи легко добиться желаемых потребительских свойств: при параллельном включении увеличивается ток, при последовательном - напряжение.

На верстаке должен быть паяльник, флюс и припой. Оловянная проволока, бескислотный флюс, оставляющий минимум масляных следов.

Кремниевые пластины кладут на защитное стекло, оставляя зазор 5 мм: при нагревании фотоэлементы расширяются.При пайке важно соблюдать полярность - дорожки с отрицательным и положительным знаком отличить несложно.

Примечание!

Лучше покупать солнечные элементы с уже припаянными плоскими проводами солнечных элементов, но самостоятельно соединять их только в цепочку. Крайние части цепи выведены на общую шину.

Кроме того, необходимо припаять диод Шоттки 31DQ03 или аналогичный, чтобы предотвратить саморазряд батареи в неактивном состоянии.

Ядро солнечной батареи готово, осталось вставить его в подготовленный корпус. Затем по одной капле наносится на центр каждого фотоэлемента. термостойкий герметик (если будет несколько капель, то пластина может сломаться при расширении от нагрева) и аккуратно накрыть подложкой, а затем крышкой.

Стыки следует заделать силиконом и готовым продуктом, который может быть альтернативой промышленным фотоэлементам.

Фотографии солнечных панелей из самодельных радиодеталей удивляют своей оригинальностью, хотя характеристики не очень впечатляют.

Примечание!

Для производства электричества в домашних условиях можно использовать различные материалы:

  • транзисторы KT или P, внутри которых находится кремниевый полупроводниковый элемент. У них срезается металлическая крышка, а открытая пластина может выступать в роли фотоэлемента, ее напряжение 0,35 В.
  • Диоды Д223Б. Их преимущество перед другими - напряжение 0,35 В при компактных размерах, удобном корпусе, удобной очистке ацетоном от ненужной краски для дальнейшей работы.
  • Медная фольга.

Чтобы приобрести свойства для преобразования солнечной энергии в электричество, требуется специальная обработка:

  • Обезжирить.
  • Наждачная бумага для удаления защитного оксидного слоя и возможной коррозии. Зажгите газовую горелку до образования оксида меди - пластина чернеет и через полчаса нагревается.
  • После медленного охлаждения заготовку осторожно промывают под проточной водой, чтобы удалить черную фольгу.

Требуемый полупроводник представляет собой пластину с тонким слоем оксида меди. В отличие от первых двух вариантов пайка здесь не нужна для дальнейшей работы.

Требуется положить в солевой раствор 2 куска фольги одинакового размера, но с разными свойствами - обработанными и оригинальными.

Они не должны касаться друг друга, зажимайте их «зажимами-крокодилами» с помощью проводов.Положительный полюс направлен к чистой меди, отрицательный полюс - к оксиду. Солевой раствор в прозрачной емкости не достигает верха тарелок на 2-3 см.

Купить солнечные батареи из-за достаточно высокой цены безболезненно для семейного бюджета под силу далеко не каждому. Проявите свое техническое творчество, порадуйте свою семью и удивите своих гостей эффектами своей работы.

Примечание!

Фото солнечной батареи своими руками

.

Солнечная панель своими руками, ее изготовление и сборка. Самодельные солнечные панели DIY Самодельные солнечные батареи

В этом разделе накоплен опыт разных людей по производству солнечных батарей в домашних условиях. Различные подходы, конструкции и методы изготовления. Испытания и ошибки, выводы и мнения. Другая информация по этому поводу также будет добавлена ​​со временем. Например, о контроллерах, схемах и способах подключения и зарядки аккумуляторов, различных способах организации и оптимизации энергопотребления и других вещах, которые могут быть полезны при использовании солнечной энергии.

>

Панель солнечных батарей DIY, уплотнительные детали из эпоксидной смолы

Производство двух солнечных панелей из прозрачной оптической смолы. Основа - обычное оконное стекло, рама из алюминия, стекло проклеено силиконовым герметиком ... В результате получаются прочные и дешевые панели с полностью герметичными элементами.

>

Бытовая розетка из оргстекла

Элементы этой солнечной панели зажаты между двумя листами оргстекла.Задняя часть 4 мм, а передний лист 2 мм. Панель собирается при помощи монтажного скотча, элементы внутри удерживаются на небольших кусочках этой ленты, оргстекло также обклеено по периметру двусторонним скотчем.

>

Уплотнительные элементы обычным силиконовым герметиком

Небольшой фотоотчет о производстве солнечной панели и уплотнительных элементов обычным дешевым силиконовым герметиком. Панель сделана с немного более высоким напряжением, чем обычно, вместо 36 элементов панель имеет четыре ряда по 12 элементов, всего 48 элементов.

>

Самодельный фотоэлемент, залитый эпоксидной смолой

Автономный фотоэлемент (точнее 3 шт.) Из фотоэлектрических модулей 125 * 125 * 150, закупленных у ОАО «ПЧМЗ». Особенность этой солнечной панели в том, что элементы залиты обычной эпоксидной смолой ... Конструкция, на которую крепятся панели, портативна и может поворачиваться на 360 градусов, хотя и тяжелая, но довольно надежная.

>

Электрификация дома самодельными солнечными батареями

Первая часть большого фото рассказа об автономном электроснабжении дома в жилом массиве на основе самодельных солнечных батарей из деревянных каркасов... Изготовление первой панели из элементов на старой оконной раме и ее первые попытки.

>

Вторая часть, создание новой панели

Вторая панель была сделана на большой стеклянной панели с двумя наборами солнечных элементов одновременно. Элементы также были прикреплены к стеклу скотчем. Готовое стекло с впаянными элементами помещали в деревянный ящик, но сначала на ящик накладывали фольгу и вместе с ней вставляли стекло, чтобы защитить тыльную сторону от влаги.

>

Лот 3, домашняя проводка и модернизация системы

Теперь, когда стало ясно, что система работает, кстати теперь это 7 панелей, дошла до Внутренней проводки по дому. Сделали полку под потолком для аккумуляторов для укорочения провода от панелей, а сам провод утолщили для уменьшения потерь.

Люди давно задаются вопросом, как получить электричество от солнца. Тогда возникает вопрос: «Как сделать солнечный коллектор?» Ведь если в вашем доме полно электроприборов, это очень экономично.Особенно летом, когда солнце светит весь день. Вы можете сделать солнечную панель самостоятельно, и это не займет много денег - это будет стоить 300-400 долларов. Взамен вы получите постоянный источник питания. Вам больше не нужно беспокоиться о том, что вас отключат и вы не сможете пользоваться электрическими приборами. Итак, чтобы узнать, как сделать солнечную батарею, вам нужно понять, как она работает. Тем более, если вам нужно установить в доме солнечную батарею.

Фактически, солнечный элемент производит электричество из энергии, полученной от солнца, благодаря специальным фотоэлектрическим преобразователям.

Суть работы основана на фотоэффекте. Солнечный свет падает на фотоэлементы, выбивая незанятые электроны с последних орбит каждого из атомов на кремниевой пластине. Затем этот свет становится переменным током, который может электризовать дом.

Принцип автономной солнечной батареи

Так как же самому сделать солнечную батарею? Для изготовления солнечной системы своими руками потребуется:

  • Алюминиевая или деревянная рама
  • Подложка из ДВП
  • Стекло обыкновенное или оргстекло.
  • Диоды и проводники
  • Фотоэлементы

Только в одном домашнем солнечном элементе будет примерно 36 элементов, и для каждого потребуется напряжение 0,5 вольт.Получается 18 вольт на одну солнечную панель.

Между прочим, из-за хрупкости панели с ними нужно обращаться как можно осторожнее и по той же причине желательно купить еще несколько штук, чтобы были запасные домики на случай, если что-то случится.

Преимущество самостоятельной сборки солнечной панели в том, что можно сделать базу, а потом подзарядить ее, купив дополнительные элементы.

Большие батареи бесполезны, так как их будет сложно установить, выбирайте угол наклона.Более того, они могут задеть ветер, что крайне опасно.

Кстати, помните, что вы не можете обеспечить 220 вольт от солнца, так как для этого потребуется огромная батарея. Одна пластина может давать ток 0,5 В. Идеальный вариант - если солнечный коллектор имеет напряжение 18 В, но для этого потребуется расчет количества фотоэлементов. Сделать солнечные батареи непросто, но это тоже несложно. V в данном случае нас интересует плоский солнечный коллектор.

Сборка рамы

А теперь перейдем к решению вопроса: «Как собрать солнечную панель собственного производства?»

Первое, что делают при изготовлении домашних солнечных батарей - создают какое-то защитное покрытие - корпус. Его можно сделать из алюминиевых уголков или деревянных брусков. Если используется металлическое основание, одну из полок придется скошить напильником под углом 45 градусов, а другая полка будет отклоняться под таким же углом.Отрезанные части каркаса следует скрутить с помощью квадратов из того же материала. Когда рамка будет готова, нужно наклеить на нее специальное защитное стекло с силиконом.

Мы паяем платы

Первое, что нужно иметь в виду, это то, что напряжение увеличивается при последовательном включении и, соответственно, ток при параллельном включении.

Силиконовые пластины необходимо разместить на стекле, оставив между ними небольшое расстояние - около 5 мм с каждой стороны.Это нужно для предотвращения расширения элементов при тепловом нагреве, так как радиатора нет. У преобразователей есть два пути - плюс и минус соответственно. Детали нужно будет соединить последовательно в единую цепочку. Провода от последних радиодеталей придется вывести на общую шину.

Во избежание саморазряда аккумулятора в ночное время рекомендуется установить диод Шоттки 31DQ0 на центральный вывод.

Когда все компоненты припаяны, проверьте мультиметром, чтобы определить напряжение, которое будет на выходе.Оно должно быть не менее 18-19 вольт.

Светодиодный фотоэлемент

Изготовление солнечных панелей в домашних условиях не ограничивается одним методом. Солнечную энергию можно получить с помощью диодов Д223Б. Они хороши своим высоким напряжением и стеклянным корпусом.

Как сделать:

  1. Все элементы магнитолы нужно поместить в специальный контейнер и залить ацетоном на несколько часов.
  2. Затем найдите неметаллическую пластину и пометьте ее для будущих компонентов, которые будут составлять блок питания.
  3. С помощью мультиметра найдите плюс на каждом диоде и слегка согните его. Важно, чтобы диоды были припаяны в вертикальном положении, благодаря чему можно будет получить гораздо более высокое напряжение генерации.

Итак, в три этапа можно сделать солнечный коллектор своими руками.

Фольгированная солнечная панель

Теперь понятно, как фотоэлемент сделан из диодов. Еще один хороший способ: можно сделать аккумулятор из фольги. Но его мощность будет меньше, чем у предыдущих способов.

Инструкции:

  1. Вам понадобится 45 квадратных метров медной фольги. см. Это требует обезжиривания.
  2. Удалите оксидный слой наждачной бумагой.
  3. Теперь нужно положить фольгу на конфорку, мощность которой должна быть менее 1,1 кВт. Прогревайте до появления красновато-оранжевых пятен.
  4. Затем его нужно нагреть еще полчаса, чтобы образовался оксидный слой необходимой толщины.
  5. Затем прекратите жарку и дайте противню остыть вместе с духовкой.
  6. Удалить мусор проточной водой, не сгибая лист
  7. Обрежьте пластиковую бутылку объемом 2–2,5 литра до горла и поместите туда два куска фольги. Им не нужно подключаться. Они фиксируются специальной клипсой типа «Крокодил».
  8. Минус перейдет на обработанный кусок, плюс - на второй.
  9. Теперь нужно налить туда солевой раствор. Его уровень должен быть немного ниже верхнего края электродов - примерно на 2,5 см, он готовится из 2–4 столовых ложек соли.

Домашняя солнечная панель - отличное решение.И как видите, способов сделать много: солнечная батарея из транзисторов, солнечный коллектор из алюминиевых банок, фольга, диоды. И это еще не все. Коллекционирование несложно, если вы понимаете, как это работает. Она, конечно, не сможет запитать весь дом или дачу, но в качестве дополнительного аккумулятора для зарядки телефона или другой мелкой техники вполне подойдет. Делая солнечную панель в домашних условиях, будьте предельно внимательны и неукоснительно выполняйте все инструкции.

Углеводороды были и остаются основным источником энергии, но человечество все больше обращается к возобновляемым и экологически чистым ресурсам. Это привело к повышенному интересу к солнечным батареям и генераторам.

Однако многие не решаются на установку солнечной системы из-за дороговизны обустройства комплекса. Снизить затраты на производство можно, если начать создавать его самостоятельно. Вы сомневаетесь в своих силах?

Мы расскажем, как сделать солнечную панель своими руками из имеющихся комплектующих.В статье вы найдете всю необходимую информацию для расчета солнечной системы, выбора элементов комплекса, сборки и установки фотопанели.

По статистике, взрослый человек ежедневно использует около десятка различных устройств с питанием от сети. Хотя электричество считается относительно зеленым источником энергии, это иллюзия, поскольку оно использует ресурсы, загрязняющие окружающую среду.

Какие комплектующие вам нужны и где их купить

Основная деталь - солнечная панель.Обычно кремниевые пластины приобретаются через Интернет с доставкой из Китая или США. Это связано с дороговизной производимых в стране комплектующих.

Стоимость отечественных пластинок оказывается настолько высокой, что их выгоднее заказывать на eBay. Когда дело доходит до сброса, только 2-4 тарелки из 100 непригодны. Если вы заказываете китайские тарелки, риск выше из-за низкого качества. Единственное преимущество - цена.

Готовая панель намного удобнее в использовании, но и дороже в три раза, поэтому лучше заинтриговаться поиском комплектующих и сборкой устройства своими руками.

Остальные комплектующие можно приобрести в любом магазине электротоваров. Вам также понадобится оловянный припой, безель, стекло, фольга, лента и маркировочный карандаш.

Галерея изображений

Сегодняшняя реальность такова, что альтернативные источники энергии совсем недешевы, и не каждый может позволить себе заказать солнечные панели у поставщика. Поэтому изготовление солнечных панелей своими руками ... Сегодня мы поговорим о том, как сделать солнечные панели в домашних условиях.

Где взять фотоэлементы и сколько они стоят?

При вводе соответствующего запроса в браузере появляется большое количество предложений солнечных батарей в странах СНГ.В Беларуси было несколько компаний и индивидуальных предпринимателей, которые предлагали солнечных батарей, и необходимые элементы автономного электроснабжения. Просматривая предложения и каталоги компаний, я увидела следующее фото. Например, поликристаллические панели мощностью 170 Вт стоят около 255 долларов, а также есть и 420 долларов. (Правда, я не уточнил, в каком виде они поставляются и т. Д., Просто ознакомился с некоторыми техническими характеристиками.) Не дешевле оказалось и в Украине, и в России. Это очень грубо, но я думаю, что в Беларуси нужно посчитать около 1,5 долларов за 1 Вт мощности.

Но в то же время на многих российских порталах видел предложения маломощных комплектов для самостоятельной сборки, например набор из 36 поликристаллических пластин мощностью 76 Вт с прибавкой 2550. руб. или 63 Вт при 2300 рос. руб. Некоторые покупали фотоэлементы на eBay. Там гораздо дешевле можно найти комплекты фотоэлементов. Но при этом вам нужно будет зарегистрироваться на Ebay, долларовую карту Visa Classic, зарегистрироваться в Pay Pal и привязать свою долларовую карту к системе.Там же можно купить абсолютно рабочие предметы, но почему-то забракованные в индустрии (тип Б). В этой версии почему-то никто не говорит о доставке, но этот вопрос тоже нужно учитывать. Доставка может быть около 30 долларов.

Какие типы фотоэлементов выбрать?

Все предлагаемые фотоэлектрические преобразователи обычно бывают двух типов: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллические имеют более длительный срок службы (до 30 лет), однако при изменении прямого воздействия солнечных лучей дымка значительно снижает мощность.В этом отношении поликристаллические элементы более устойчивы к изменениям погодных условий. Но у них меньший срок службы (около 20 лет) и меньший КПД, равный 7-9%. Монокристаллические имеют КПД 13%.

Что следует предвидеть?

В первую очередь нужно определиться с установленной мощностью. Рассчитайте всю вашу нагрузку, которая будет питаться от солнечных батарей. Отсюда будет понятно, сколько фотоэлементов вам нужно купить и сколько места нужно для их установки. В будущем их можно будет увеличить.Угол наклона панели также является важным элементом. Конечно, они должны быть на самой солнечной стороне дома. Следует предусмотреть механическое изменение угла наклона, что позволит более эффективно использовать панели. Например, зимой во избежание налипания снега угол уклона почти вертикальный.

Каркас солнечного элемента

Плексиглас

вполне подходит в качестве прозрачной поверхности, есть примеры использования обычного стекла. Здесь предполагается, что поверхность непроницаема для ИК-спектра, что уменьшит нагрев самих солнечных элементов.Часто в качестве корпуса используют уголки из алюминия, но есть и другие материалы (фанера, ДСП и т. Д.).

Часто в продаже есть изделия с уже впаянными проводниками, но это может быть не так. В любом случае паять придется, но в первом черновике задача сильно упрощается. Кроме того, фотоэлементы хрупкие, и с ними нужно обращаться осторожно. Детали могут сломаться, не складывайте их один на один, так как нижние части могут сломаться.Предварительно нанесены флюс и припой.

Diy

Схема монтажа панели солнечных батарей


После подготовки каркаса и пайки приступаем к сборке панели. Фотоэлементы аккуратно переносятся на лицо ... Между ними должно быть небольшое расстояние (около 5 мм). В принципе, компоненты сразу можно выносить на переднюю, а паять там, думаю, даже удобнее. Затем к сборным шинам припаиваются краевые элементы. Они бывают наборами, более широкими направляющими.Показаны плюсы и минусы.

Многие источники говорят о выходе «средней точки», который позволяет устанавливать шунтирующие диоды на каждой половине панели. Это предотвратит разрядку аккумулятора ночью или в пасмурную погоду. В качестве диодов используются диоды Шоттке.

Уплотнение

Перед пломбированием рекомендуется протестировать панель на качество пайки. Для герметизации за рубежом используются смеси, которые в нашей стране вполне достойны.Это вполне возможно с силиконовым герметиком. Сначала можно закрепить всю систему по краям и по центру, а затем заполнить зазоры между элементами герметиком. Обратную сторону можно покрыть акриловым лаком, предварительно смешав его с герметиком.Пример изготовления солнечной батареи можно увидеть в этом видео. Для сборки использовалось 36 пластин (4 цепочки по 9 элементов в каждой).

Жить в стиле «Органик», столь популярном в последние годы, подразумевает гармоничное «взаимоотношение» человека с окружающей средой.Основным препятствием при любом подходе к защите окружающей среды является использование минералов в качестве энергии.

Выбросы в атмосферу токсичных веществ и углекислого газа при сжигании ископаемого топлива постепенно убивают нашу планету. Поэтому концепция «зеленой энергии», не наносящей вреда окружающей среде, лежит в основе многих новых энергетических технологий. Одним из таких направлений получения экологически чистой энергии является технология преобразования солнечного света в электричество.Да, правильно, поговорим о солнечных батареях и возможности установки автономных систем питания в загородном доме.

В на данный момент промышленные электростанции на базе солнечных батарей, используемые для полноценного снабжения коттеджа электроэнергией и теплом, стоят не менее $ 15-20 тыс. При гарантированном сроке службы около 25 лет. Стоимость любой гелиевой системы по отношению к гарантированному сроку службы к среднегодовым затратам на коммунальные услуги Чатки довольно высока: во-первых, сегодня средняя стоимость солнечной энергии соизмерима с покупкой энергоресурсов у центральных электрических сетей, во-вторых, одна -временные капитальные вложения необходимы для установки системы.

Обычно разделяют солнечные системы, предназначенные для снабжения теплом и электричеством. В первом случае используется технология солнечных коллекторов, во втором - фотоэлектрический эффект используется для выработки электроэнергии в солнечных батареях. Мы хотим поговорить о возможности самостоятельного производства солнечных батарей.

Технология сборки солнечной энергосистемы вручную достаточно проста и недорога. Практически каждый россиянин может собрать отдельные высокоэффективные энергосистемы по относительно невысокой цене.Это выгодно, доступно и даже модно.

Набор солнечных батарей для солнечной панели

Начиная производство фотоэлектрической установки, следует отметить, что при индивидуальной сборке нет необходимости устанавливать полностью функциональную систему за один раз, ее можно наращивать постепенно. Если первый эксперимент удался, есть смысл расширить функционал Солнечной системы.

По своей сути солнечная батарея - это фотоэлектрический генератор, который преобразует солнечную энергию в электричество.Кванты света, падающие на кремниевую пластину, выбивают электрон с последней атомной орбиты кремния. Этот эффект создает достаточно свободных электронов для создания электрического тока.

Перед установкой аккумулятора определитесь с типом фотоэлектрического преобразователя, а именно: монокристаллический, поликристаллический и аморфный. Для самостоятельной сборки солнечной батареи выбирайте имеющиеся в продаже монокристаллические и поликристаллические солнечные модули.


Вверху: Монокристаллические модули без паяных контактов.Внизу: поликристаллические модули с припаянными контактами

Панели на основе поликристаллического кремния имеют довольно низкий КПД (7-9%), но этот недостаток компенсируется тем, что поликристаллы практически не снижают мощность в пасмурную и пасмурную погоду, гарантированный срок службы таких элементов составляет около 10 лет. Панели на основе монокристаллического кремния имеют КПД около 13% при сроке службы около 25 лет, но эти компоненты значительно снижают мощность в отсутствие прямого солнечного света.Показатели производительности кристаллов кремния от разных производителей могут значительно различаться. Согласно практике использования солнечных электростанций в полевых условиях, можно говорить о сроке службы монокристаллических модулей более 30 лет, а для поликристаллических модулей - более 20 лет. Причем в течение всего срока службы потери мощности в кремниевых моно- и поликристаллических элементах не превышают 10%, а в тонкопленочных аморфных батареях мощность падает на 10-40% в течение первых двух лет.



Солнечные элементы Evergreen с контактами в комплекте 300 шт.

Комплект солнечных батарей для монтажа солнечных батарей с 36 и 72 солнечными элементами доступен на eBay. Такие комплекты также есть в продаже в России. Как правило, фотоэлектрические модули типа В используются для самостоятельной сборки фотоэлектрических панелей, т.е. модулей, забракованных в промышленном производстве. Эти модули не теряют в производительности и стоят намного дешевле. Некоторые продавцы предлагают солнечные модули на основе стекловолокна, что говорит о: высоком уровне герметичности элементов, а значит, и надежности.

90 239 Стоимость, 90 240 долларов США
Имя Технические характеристики
Солнечные элементы Everbright (Ebay) без контактов поликристаллический, набор - 36 шт, 81x150 мм, 1,75 Вт (0,5 В), 3А, КПД (%) - 13
набор с диодами и кислотой для пайки карандашом
$ 46,00
$ 8,95 Доставка
Солнечные элементы (новые в США) монокристаллический, 156x156 мм, 81x150 мм, 4Вт (0,5 В), 8А, КПД (%) - 16,7-17,9 7 долларов.50
монокристалл, 153х138 мм, U холод. скачок - 21,6В, у меня короткое замыкание. зам. - 94 мА, P - 1,53 Вт, КПД (%) - 13 15,50 долларов США
Солнечные элементы на пластине из стеклопластика поликристаллический, 116x116 мм, U холод. скачок - 7,2В, у меня короткое замыкание. зам. - 275 мА., P - 1,5 Вт, КПД (%) - 10 90 240 14,50 долл. США
87,12 $ 90 187 $ 9,25 Доставка
Солнечные элементы (Ebay) без контактов поликристаллический, набор - 72 шт., 81x150 мм 1.8W 56,11 $
$ 9,25 Доставка
Фотоэлементы (Ebay) с контактами монокристалл, набор - 40 шт., 152x152 мм $ 87,25
$ 14,99 Доставка

Разработка проекта гелиевой энергосистемы

Дизайн будущей фотоэлектрической системы во многом зависит от того, как она будет установлена ​​и установлена. Солнечные панели следует устанавливать под углом, чтобы прямые солнечные лучи попадали под прямым углом.Эффективность солнечной панели во многом зависит от интенсивности световой энергии и угла падения солнечных лучей. Положение солнечной панели по отношению к солнцу и угол наклона зависят от географического положения гелиевой системы и сезона.


Сверху вниз: Монокристаллические солнечные панели (по 80 Вт каждая) на даче устанавливают практически вертикально (зимой). Монокристаллические солнечные панели на даче имеют меньший угол наклона (пружина). Механическая система управления углом наклона солнечной батареи.

Промышленные фотоэлектрические системы часто оснащены датчиками, которые вращают солнечную панель в направлении солнечных лучей, а также фокусируют солнечные зеркала. В отдельных системах такие элементы значительно усложняют и удорожают систему, поэтому не используются. Можно использовать простейшую механическую систему управления наклоном. Зимой солнечные панели следует устанавливать практически вертикально, что дополнительно защищает панель от снегонакопления и обледенения конструкции.



Схема расчета угла наклона солнечной панели в зависимости от сезона

Солнечные панели устанавливаются на солнечной стороне зданий, чтобы обеспечить максимальное количество солнечной энергии, доступной в течение дня. В зависимости от вашего географического положения и уровня солнцестояния угол наклона батареи рассчитывается с учетом вашего местоположения.

Из-за сложности конструкции возможно создание системы управления углом наклона солнечной панели в зависимости от сезона и угла поворота панели в зависимости от времени суток.Энергоэффективность такой системы будет выше.

При проектировании фотоэлектрической системы для установки на крыше дома необходимо проверить, можно ли построить крышу до требуемого веса. Самостоятельная разработка проекта включает расчет нагрузки на крышу с учетом веса снежного покрова зимой.



Выбор оптимального статического угла наклона для солнечной монокристаллической кровельной системы

Для производства солнечных панелей вы можете выбрать разные материалы по удельному весу и другим характеристикам.При выборе строительных материалов следует учитывать максимально допустимую температуру нагрева солнечного элемента, так как температура солнечного модуля, работающего на полную мощность, не должна превышать 25 ° C. При превышении максимальной температуры солнечный модуль внезапно теряет способность преобразовывать солнечный свет в электричество. Готовые солнечные системы для индивидуального использования, как правило, не подразумевают охлаждения солнечных элементов. Самостоятельное изготовление может заключаться в охлаждении солнечной системы или управлении углом наклона солнечной панели для поддержания полезной температуры модуля, а также в выборе подходящего прозрачного материала для поглощения инфракрасного излучения.

Правильная конструкция солнечной системы позволяет обеспечить необходимую мощность солнечной батареи, которая будет приближаться к номиналу. При расчете конструкции следует учитывать, что однотипные элементы дают одинаковое напряжение вне зависимости от размеров элементов. Причем ток у больших ячеек будет больше, но и батарея будет намного тяжелее. Для производства солнечной системы всегда берутся солнечные модули одного и того же размера, поскольку максимальный ток будет ограничен максимальным током маленького элемента.

Расчеты показывают, что в среднем в ясный солнечный день 1 м солнечной панели может производить не более 120 Вт энергии. Такая мощность не заставит даже компьютер работать. Система длиной 10 метров дает более 1 кВт энергии и может обеспечивать электричеством работу основных бытовых приборов: ламп, телевизоров, компьютеров. Семье из 3-4 человек требуется около 200-300 кВт в месяц.Солнечная система, установленная на южной стороне, размером 20 м, может полностью удовлетворить потребности семьи в энергии.

Если принять во внимание среднестатистические данные по электроснабжению отдельного жилого дома: суточное потребление энергии 3 кВтч, инсоляция с весны до осени 4 кВтч / м2 в сутки, пиковое потребление энергии 3 кВт (стиральная машина, холодильник, утюг и электрочайник в комплекте)). Для оптимизации энергопотребления внутреннего освещения важно использовать энергосберегающие лампы переменного тока - светодиодные и люминесцентные лампы.

Производство каркаса солнечного элемента

Алюминиевый уголок служит рамой для солнечной панели.Готовые каркасы для солнечных батарей можно приобрести на eBay. Прозрачное покрытие выбирается произвольно, исходя из особенностей, необходимых для конкретного проекта.



Комплект стеклянной рамы для солнечной панели от $ 33

При выборе прозрачного защитного материала также можно ориентироваться на следующие характеристики материала:

90 239 Удельный вес г / см 3 90 240 90 239 Стоимость, руб./ м 2 90 240 С 90 239 3050 х 2050
Материал Показатель преломления Светопропускание,% Размер листа, мм Толщина, мм
Воздух 1.0002926 - - - - -
Стекло 1,43–2,17 92-99 3,168 - - -
Оргстекло 1,51 92-93 1.19 3040x2040 3 960.00
Поликарбонат 1,59 по 92 0,198 2 600.00
Оргстекло 1,491 92 1.19 2050x1500 11 640,00
Стакан минеральной воды 1,52–1,9 98 1,40 - - -

Если рассматривать показатель преломления как критерий выбора материала.У оргстекла самый низкий показатель преломления, бытовое оргстекло - более дешевый вариант прозрачного материала, поликарбонат менее подходит. Поликарбонат с антиконденсатным покрытием имеется в продаже, и этот материал также обеспечивает высокий уровень тепловой защиты. При выборе прозрачных материалов поликарбонат будет лучшим по удельному весу и способности поглощать ИК-спектр. Лучшие прозрачные материалы для солнечных панелей - это материалы с высоким коэффициентом пропускания света.

При производстве солнечного элемента важно выбирать прозрачные материалы, которые не пропускают инфракрасный спектр и, таким образом, ограничивают нагрев кремниевых элементов, которые теряют мощность при температурах выше 250 ° C. В промышленности используются специальные стекла с металлооксидным покрытием. Идеальным стеклом для солнечных батарей считается материал, пропускающий весь спектр за пределы инфракрасного диапазона.



Схема поглощения УФ и ИК излучения разными стеклами.
а) обычное стекло, б) стекло с ИК-поглощением, в) дуплекс с теплопоглощающим и обычным стеклом.

Максимальное поглощение ИК-спектра обеспечит защитное железооксидно-силикатное стекло (Fe 2 O 3), но оно имеет зеленоватый оттенок. Инфракрасный спектр хорошо поглощает все минеральное стекло, кроме кварцевого стекла, оргстекло и оргстекло относятся к классу органических стекол. Минеральное стекло более устойчиво к повреждениям поверхности, но стоит очень дорого и нерентабельно. Для солнечных батарей также используется специальное антибликовое сверхпрозрачное стекло, пропускающее до 98% спектра.Это стекло также поглощает большую часть инфракрасного спектра.

Оптимальный подбор оптических и спектральных характеристик стекла значительно увеличивает эффективность фотопреобразования солнечной панели.



Солнечная панель из оргстекла

Многие мастерские по производству солнечных батарей рекомендуют использовать оргстекло для передней и задней панелей. Это позволяет контролировать контакты. Однако структуру оргстекла сложно назвать полностью герметичной, способной обеспечить бесперебойную работу панели на протяжении 20 лет эксплуатации.

Установка солнечного кожуха

В мастер-классе показано изготовление солнечной панели из 36 поликристаллических солнечных элементов размером 81х150 мм. Исходя из этих габаритов, можно рассчитать габариты будущей солнечной батареи. При расчете габаритов важно соблюдать небольшое расстояние между элементами, которое будет учитывать изменение размеров основания под воздействием атмосферы, то есть между элементами должно быть 3-5 мм. . Полученный размер заготовки должен быть 835х690 мм при ширине угла 35 мм.

Подбор и пайка солнечных элементов

На данный момент на аукционе eBay представлен огромный ассортимент товаров для солнечных батарей своими руками.



Комплект солнечных элементов включает 36 поликристаллических кремниевых элементов, выводы элементов и шины, диоды Шоттке и кислотный паяльник

Поскольку самодельная солнечная батарея почти в 4 раза дешевле готовой, изготовление ее своими руками - это значительная экономия средств.Неисправные солнечные элементы можно приобрести на eBay, но они не теряют своей функциональности, поэтому стоимость солнечной батареи можно значительно снизить, если дополнительно пожертвовать внешний вид аккумуляторов.



Неисправные фотоэлементы не теряют работоспособности

При первом опыте лучше приобретать комплекты для производства солнечных батарей, в продаже есть солнечные элементы с напаянными проводами. Пайка контактов - довольно сложный процесс, сложность усугубляется хрупкостью солнечных элементов.

Если вы приобрели кремниевые элементы без проводников, сначала необходимо припаять контакты.

Пайка компонентов - довольно утомительная работа. Если нормального подключения не получается, нужно переделать работу. По нормам напыление серебра на проводник должно выдерживать 3 цикла пайки при приемлемых тепловых условиях, на практике напыление разрушается. Разрушение серебряного покрытия происходит благодаря использованию паяльника с нерегулируемой мощностью (65 Вт), этого можно избежать, снизив мощность следующим образом - включить картридж с лампочкой 100 Вт последовательно с паяльником.Номинальная мощность нерегулируемого паяльника слишком высока для пайки силиконовых контактов.

Даже если производители токопроводов уверяют, что на стыке есть припой, лучше использовать его дополнительно. При пайке старайтесь бережно обращаться с элементами, они ломаются с минимальным усилием; не связывайте элементы, вес нижних элементов может лопнуть.

Монтаж и пайка солнечных панелей

Во-первых, соберите солнечную панель самостоятельно, лучше использовать маркировочную подложку, которая поможет расположить элементы равномерно на расстоянии друг от друга (5 мм).



Подложка для установки солнечных элементов

Основание изготовлено из листа фанеры с размеченными углами. После пайки к каждому элементу с обратной стороны прикрепляется кусок монтажной ленты, просто прижимаем к ленте заднюю стенку и все элементы переносятся.



Монтажная лента для крепления к задней части солнечного элемента

При таком креплении сами элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под воздействием температуры, это не повредит солнечную батарею и не сломает контакты и элементы.Герметизировать можно только соединительные части конструкции. Этот тип насадки больше подходит для прототипов, но не гарантирует длительного использования в полевых условиях.

План последовательной установки аккумуляторов выглядит так:

Основные проблемы с монтажом солнечной панели связаны с качеством пайки контактов, поэтому специалисты предлагают проверить ее перед герметизацией панели.



Испытание панели перед герметизацией, напряжение сети 14 В, пиковая мощность 65 Вт

Тестирование можно проводить после пайки каждой группы компонентов.Если обратить внимание на фото в мастер-классе, то часть стола под солнечные батареи вырезана. Это сделано специально для того, чтобы определить состояние электрической сети после пайки контактов.

Уплотнение панели солнечных батарей

Герметизация солнечных панелей при собственном производстве Самая неоднозначная проблема среди специалистов. С одной стороны, уплотнительные панели необходимы для увеличения срока службы и всегда используются в промышленном производстве. Для герметизации зарубежные специалисты рекомендуют использовать эпоксидную смесь «Sylgard 184», которая дает прозрачную полимеризованную высокоэластичную поверхность.Стоимость Sylgard 184 на Ebay составляет около 40 долларов.



Sylgard 184 Высокоэластичный герметик

С другой стороны, если не хотите нести лишних трат, вполне можно использовать силиконовый герметик. Однако в этом случае не следует заливать элементы полностью, чтобы не повредить их в процессе эксплуатации. В этом случае элементы можно прикрепить к задней панели с помощью силикона и герметизировать только края конструкции.Насколько эффективна такая пломба, сказать сложно, но мы не рекомендуем использовать нерекомендуемые герметики, очень велика вероятность поломки контактов и элементов.

Электросхема дома

Домашние энергосистемы, использующие солнечные панели, в просторечии называют фотоэлектрическими системами, то есть системами, которые генерируют энергию с помощью фотоэлектрического эффекта. Для отдельных жилых домов рассматриваются три фотоэлектрические системы: автономная система электроснабжения, гибридная фотоэлектрическая система с аккумуляторной сеткой, безбатарейная фотоэлектрическая система, подключенная к центральной системе электроснабжения.

Каждая из систем имеет свое назначение и преимущества, но чаще всего это фотоэлектрические системы с резервными батареями и подключением к централизованной электросети. Электросеть питается от солнечных батарей, ночью - от батарей, а когда они разряжены от центральной электросети. В труднодоступных районах без центральной сети генераторы жидкого топлива используются в качестве резервного источника энергии.

Более рентабельной альтернативой гибридной системе с батарейным питанием была бы безбатарейная солнечная система, подключенная к центральной сети.Он питается от солнечных батарей, а ночью сеть питается от центральной сети. Такая сеть больше подходит для заведений, так как в многоквартирных домах большая часть энергии потребляется в вечернее время.



Схемы трех типов фотоэлектрических систем

Рассмотрим типичную солнечную фотоэлектрическую систему с батареей. Солнечные панели действуют как генераторы электроэнергии, которые подключаются через распределительную коробку.Затем в сеть устанавливают контроллер солнечного заряда, чтобы избежать коротких замыканий при пиковых нагрузках. Электроэнергия хранится в резервных батареях, а также подается инвертором получателям: осветительным приборам, бытовым приборам, электрическим плитам и, возможно, для нагрева воды. Для установки системы отопления эффективнее использовать солнечные коллекторы, относящиеся к альтернативной солнечной технологии.



Гибридная фотоэлектрическая система с сетью аккумуляторных батарей переменного тока

В фотоэлектрических системах есть два типа электрических сетей: постоянного и переменного тока.Использование сети переменного тока дает возможность размещать потребителей электроэнергии на расстоянии более 10-15 м, а также обеспечивать условно неограниченную нагрузку на сеть.

Для частного жилого дома обычно используются следующие компоненты солнечной системы:

  • Суммарная мощность солнечных панелей должна составлять 1000 Вт, они будут обеспечивать около 5 кВтч;
  • аккумуляторов общей емкостью 800 А / ч на напряжение 12 В;
  • Инвертор
  • должен иметь номинальную мощность 3кВт с пиковой нагрузкой до 6кВт, входное напряжение 24-48В;
  • контроллер солнечного разряда 40-50 А на напряжение 24 В;
  • Источник бесперебойного питания
  • обеспечивает кратковременную зарядку током до 150 А.

Итак, для фотоэлектрической системы питания необходимо 15 панелей по 36 элементов, пример сборки которых приведен в мастер-классе. Каждая панель обеспечивает общую мощность 65 Вт. Монокристаллические солнечные панели будут более эффективными. Например, солнечная панель из 40 монокристаллов имеет пиковую мощность 160 Вт, но такие панели чувствительны к пасмурной погоде и облакам. В этом случае солнечные панели на основе поликристаллических модулей оптимальны для использования в северной части России.

.

Какая фотоэлектрическая панель производит наименьший углеродный след?

Институт Фраунгофера недавно опубликовал исследование, в котором рассчитывался углеродный след шести монокристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей, производимых в Китае и Европейском Союзе. Согласно расчетам, кремниевые фотоэлектрические модули, произведенные в Европейском Союзе, производят на 40% меньше CO2, чем модули, произведенные в Китае!

Солнечные панели и выбросы CO2

Очевидно, фотоэлектрические установки преобразуют солнечный свет в электричество без выбросов парниковых газов.Однако, к сожалению, эта экологически чистая технология оставляет углеродный след во время производства модулей и в конце их срока службы.

В исследовании Институт Фраунгофера рассчитал выбросы CO2 от шести монокристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей. Были протестированы модули из Китая, Германии и Евросоюза.

Это небольшие выбросы, особенно с учетом того, сколько выбросов углекислого газа они устраняют своей работой. Подсчитано, что при использовании фотоэлектрической энергии на киловатт-час производится примерно в 40 раз меньше CO2, чем при использовании электроэнергии, произведенной из бурого угля.

Есть также инновационные инициативы по сокращению отходов в фотоэлектрической промышленности. Подробнее о полностью экологичных поддонах для транспортировки модулей, которые могут быть дополнительно переработаны, читайте в нашей статье:

Какую панель выбрать, чтобы она была наиболее «экологичной»?

В настоящее время Китай занимает доминирующее положение на рынке фотоэлектрической промышленности. По статистике, в 2019, Китай произвел примерно 71% всех солнечных модулей.

К сожалению, страна также несет ответственность за наибольшее количество выбросов парниковых газов, необходимых для их производства. Согласно данным, предоставленным институтом, в китайском производстве от 50 до 63% доля энергии, необходимой для производства панелей, является наиболее влиятельным фактором на углеродный след. Более того, выбросы, образовавшиеся во время перевозки в ЕС, составляют только 3% от общего объема выбросов.

Если я хочу установить фотоэлектрическую систему в европейском регионе со средним уровнем солнечного излучения, я сильно повлияю на экологичность, выбрав свои солнечные модули - объясняет д-р Хольгер Нойхаус, руководитель отдела модульных технологий в Fraunhofer ISE - Благодаря солнечным модулям, произведенным в ЕС, я сокращаю выбросы CO2 на 40 процентов по сравнению с модулями, импортируемыми из Китая - добавляет .

Удивительный вывод

Исследования также показали, что модули стекло-стекло предлагают дополнительное сокращение выбросов углекислого газа. Стеклянные модули уменьшают углеродный след с 7,5 до 12,5% по сравнению с фотоэлектрическими модулями со слоями подложки из фольги.

Производство алюминиевых рам для фотоэлектрических модулей со стеклянной задней панелью является очень энергоемким, поэтому безрамные стеклопакеты получили лучшие оценки в исследовании.

Фото: а) Фотоэлектрический модуль с задним слоем б) Стеклянный фотоэлектрический модуль

- Безрамные стеклянные / стеклянные солнечные модули, произведенные в Европе, имеют самый низкий уровень выбросов CO2 - объясняет Fraunhofer ISE.

источник: ise.fraunhofer.de, newsbreak.com, pvmagazine.com

.

Солнечные коллекторы - новые технические решения

Предыдущие выпуски "Rynek Instalacyjny" (10/2010 и 1-2/2011) описывают большие солнечные установки и способы хранения энергии, получаемой коллекторами летом, например, для использования в более позднее время даты (в переходные периоды и зимой). В этих установках использовались стандартные, плоские или вакуумные солнечные коллекторы. Между тем на рынке уже появились технологические решения, позволяющие использовать солнечную энергию для новых целей, в том числе в традиционных солнечных установках.

Гибридные солнечные коллекторы

Под термином «гибридные солнечные коллекторы» в солнечной индустрии понимаются различные решения, в которых солнечная энергия является основным источником энергии для выполнения многих задач. Рабочим телом в таких коллекторах может быть солярная жидкость (в жидкостных коллекторах) или воздух (в воздушных коллекторах) или обе эти среды одновременно (в жидкостно-воздушных коллекторах). Солнечная энергия, в свою очередь, может использоваться в качестве теплоносителя (в тепловых коллекторах) или также для выработки электроэнергии (в фотоэлектрических элементах).Результатом является создание целого ряда индивидуальных решений с возможностью попеременного или одновременного использования солнечной энергии для питания приемников энергии.

Плоские жидкостно-воздушные коллекторы
Разработка этих устройств является результатом множества научных работ, в которых анализировалась возможность более эффективного использования относительно низких рабочих температур солнечных коллекторов (ниже 35 ° C). Температуры такого размера в традиционных гелиосистемах можно использовать только для предварительного нагрева технической воды, а их использование в установках для обогрева зданий практически невозможно.Эти соображения лежат в основе концепции жидкостно-воздушного солнечного коллектора, предназначенного для эффективного использования низких рабочих температур.

Предполагалось, что такой коллектор должен обеспечивать среднегодовой гарантированный уровень 525 кВтч энергии на квадратный метр поверхности коллектора (основа для софинансирования этих устройств в Германии) на жидкостной стороне коллектора и, в то же время время, дополнительные 225 кВтч энергии по воздуху. Создано устройство ( рис.1 ), которые представляют собой комбинацию типичного коллектора жидкости и воздуха. Воздух проходит через внутреннюю часть коллектора жидкости и нагревается по мере прохождения под поглотителем коллектора. Построенный таким образом солнечный коллектор используется в различных системах отопления ( рис. 2 ).

В случае системы с одним баком ( Рис. 2a ) гибридный солнечный коллектор на стороне жидкости используется для нагрева горячей воды для бытового потребления, а на стороне воздуха - теплый воздух с температурой выше 25 ° C. подается непосредственно в здание для отопления.

В системе с двумя баками ( Рис. 2b ) тепло, полученное от жидкой части коллектора, передается в резервуар для горячей воды для бытового потребления и тепловой буфер системы отопления, а тепло, полученное со стороны воздуха направлен на отопление прямо в здание. В на рисунке 2c показана система с одним баком и тепловым насосом воздух / вода. Тепло, полученное от жидкой части коллектора, подается в резервуар горячей технической воды и в тепловой буфер системы отопления, а тепло, полученное со стороны воздуха, направляется на отопление непосредственно в здание.

Воздух с температурой ниже 25 ° C направляется к тепловому насосу. С другой стороны, Рис. 2d показывает систему с одним баком и тепловым насосом вода / вода. Тепло, полученное от жидкой части коллектора, подводится к резервуару горячей технической воды и тепловому буферу системы отопления, а тепло, полученное со стороны воздуха, направляется на отопление непосредственно в здание. Тепловой насос извлекает энергию из гибридного коллектора и использует температуру ниже 25 ° C.

Воздухосборник с фотоэлектрическим модулем
Фотоэлектрический модуль, преобразующий солнечное излучение в электричество, имеет, как известно, очень низкий КПД, всего 10-15% ( Рис. 3 ). В то же время большое количество тепла, вырабатываемого фотоэлектрическим элементом, часто достигающее 40-50% от количества энергии, достигающей элемента, не используется. Многие компании производят гибридные воздухосборники, которые по сути представляют собой фотоэлектрические элементы с принудительным потоком воздуха через корпус элемента.

Эта технология применялась, например, в Нюрнберге. Установка площадью 45 м 2 предназначена для электроснабжения покрасочного цеха (фотоэлектрические модули обеспечивают пиковую мощность 5 кВт) и подогрева потока свежего воздуха в окрасочно-сушильной камере (пиковая мощность - 15 кВт). На многих объектах, к которым нет прямого доступа к электросети. ( Рис. 1 ), можно использовать коллекторы горячего воздуха с фотоэлектрический модуль для поддержки отопления и вентиляции комнат, а благодаря использованию фотоэлементов - независимость от электросети.

.

Гибкие солнечные панели - что о них нужно знать?

фотоэлектрические гибкие элементы пользуются все большей популярностью . Их несомненные достоинства - находить все больше поклонников в самых разных кругах. Что о них стоит знать? Стоит ли инвестировать в гибкие солнечные панели? Как это сделать?

Почему выбирают гибкие солнечные панели?

Гибкие фотоэлектрические панели являются хорошим выбором по крайней мере по некоторым причинам .Первый из них прозаичен - в конечном итоге они позволяют сэкономить довольно много денег. После разового вложения, заключающегося в их покупке и установке, гибкие солнечные панели надолго обеспечат нас бесплатным электричеством. Гибкие солнечные панели также являются очень экологичным источником энергии. Так что это не только возможность сэкономить, но и позаботиться об окружающей среде . Ведь гибкая фотоэлектрическая панель не выделяет в атмосферу углекислый газ или другие вредные газы.

Однако есть люди, которые даже убеждены в этом источнике энергии, но задаются вопросом, какие гибкие солнечные панели будут лучше жестких панелей . Ответ прост. Мало того, что цена гибких фотоэлектрических панелей будет соответствовать цене традиционных ячеек сопоставимой мощности, мы также получаем здесь определенные преимущества. Эти ячейки лучше прилипают к изогнутой подложке , а также их легче установить. Кроме того, они занимают меньше места, чем жесткие конструкции, и поэтому обеспечивают гораздо больший комфорт использования.

Где могут пригодиться гибкие солнечные панели?

Где можно использовать гибкие панели? Их конструкция делает их особенно полезными в отпуске. Гибкая солнечная панель может быть успешно установлена, например, на крыше автодома . Таким образом, мы можем получить бесплатный источник электричества, особенно в солнечные летние сезоны, что так полезно при отдыхе с друзьями, семьей или в одиночестве в отдаленном районе. Само собой разумеется, что в этом типе поездки гибкие солнечные модули могут питать даже с прицепом .Также они хорошо подойдут для дачи.

Другой вид деятельности, для которого мы можем использовать гибкие солнечные батареи - это установка их на яхту . Там электричество тоже наверняка пригодится не раз, так почему бы не использовать его бесплатный и экологически чистый источник? Мало того, гибкие фотоэлектрические панели с достаточно высокой мощностью способны питать даже электродвигатель на моторной лодке. Очевидно, что с этим источником энергии мы не выиграем гонку на моторных лодках, но для спокойного круиза, обслуживающего комфортный отдых, они будут полностью эффективны.Осознание того, что мы заботимся как о своем кошельке, так и об окружающей среде , несомненно, сделает этот круиз еще более приятным для нас.

Гибкая солнечная панель - на что обратить внимание при покупке?

Допустим, мы уже приняли решение и закупаем гибкие солнечные элементы. На что следует обратить внимание? Прежде всего, давайте подумаем о , сколько энергии мы хотели бы обеспечить нашей лодки или автодома. Иногда вы можете обнаружить, что одной гибкой солнечной панели недостаточно.Итак, давайте посчитаем, какое количество ячеек будет для нас оптимальным, и убедимся, что у нас достаточно места для установки всех выбранных гибких солнечных элементов. Выбор гибких солнечных панелей (и в каком количестве) также будет определять выбор других элементов, таких как регулятор заряда или преобразователь.

Если у нас нет времени или мы не чувствуем себя достаточно сильными, было бы лучше, если бы гибкая солнечная панель была установлена ​​на нашем автомобиле специалистом , который делает такие вещи профессионально.Стоит заранее продумать такую ​​возможность. Что еще стоит помнить? При покупке гибких фотоэлектрических панелей, как и любого другого оборудования, лучше всего выбирать , известную и уважаемую марку , которая уже некоторое время работает на рынке. Обычно это достаточная гарантия надежности продукта и в конечном итоге отсутствие проблем с возможной гарантией.

.90 000 перовскитов. Изобретение польской женщины произведет революцию в фотовольтаике?

{подробнее} Ольга Малинкевич разработала инновационный метод получения перовскитов, который может произвести революцию не только в способах получения энергии из Солнца, но и во всем энергетическом секторе. Результаты его работы были оценены Европейской Комиссией. Польская женщина, работающая в Университете Валенсии, несколько дней назад получила награду престижного конкурса Photonics21 от вице-президента Европейской комиссии Нили Крез.

Технологии на основе перовскитов - группы неорганических соединений - могут иметь даже больше шансов произвести революцию в фотовольтаике, чем графен.Подсчитано, что они могут успешно заменить кремний, который чаще всего используется для их изготовления в фотоэлектрических элементах.

- Солнечные элементы, сравнимые по эффективности с кремниевыми, но в отличие от них дешевые, простые в изготовлении и удобные в использовании, являются Граалем энергии. Наконец-то у вас под рукой, - пишет "Gazeta Wybrocza".

Перовскитные элементы могут быть более эффективными, но при этом гибкими. Этого нельзя добиться с помощью кремния.Эффективность перовскитных ячеек, до сих пор проверенных в лабораторных условиях, уже достигла десятка процентов, и ученые, изучающие перовскиты, предсказывают гораздо лучшие результаты.

- Кремниевый слой, поглощающий солнечную энергию, должен иметь толщину примерно 180 микрон. Такое же количество энергии будет поглощаться слоем перовскита толщиной менее одного микрометра, сообщает Gazeta Wyborcza, добавляя, что благодаря гибкости перовскитных ячеек их можно наносить, например, на пластмассы или ткани.

Исследования перовскитов проводятся, в том числе, группа ученых под руководством Генри Снайта из Оксфордского университета, а также команда Майкла Гретцеля из Лозаннского университета. Оксфордский исследователь даже основал компанию Oxford Photovoltaics с целью коммерциализации перовскитных элементов, встроенных в окна.

Метод получения перовскитов, разработанный Ольгой Малинкевич, имеет преимущество перед технологией производства, предложенной учеными из Оксфорда, в том, что он определенно дешевле, использует более стабильные материалы и не требует высоких температур.

gramwzielone.pl

.

Первый в мире завод по производству перовскитовых панелей запущен во Вроцлаве

Компания Saule Technologies, основанная Ольгой Малинкевич, стала важной вехой на пути к коммерциализации перовскита в фотоэлектрических элементах, запустив сегодня во Вроцлаве первую в мире линию по производству перовскитных фотоэлектрических панелей.

Команда из нескольких десятков ученых из почти двадцати стран под руководством Ольги Малинкевич уже несколько лет работает над разработкой перовскитных технологий во Вроцлаве.

Saule Technologies была основана в 2014 году, и вскоре после этого японский миллионер Хидео Савада инвестировал в польскую компанию 20 миллионов злотых.

В настоящее время крупнейшим акционером является Columbus Energy, которая в прошлом году инвестировала 10 миллионов евро в Saule Technologies, получив 20% прибыли. акции в компании.

Еще один бизнес-шаг Suale с целью получения капитала для дальнейшего развития - размещение на фондовой бирже. Настоящая дата дебюта - третий или, самое позднее, четвертый квартал 2021 года.

На полностью автоматизированной линии, запущенной сегодня во Вроцлаве, будут созданы ультратонкие, прочные, гибкие и прозрачные фотоэлектрические элементы, которые превзойдут традиционные кремниевые элементы с точки зрения возможностей применения.


Как сказал недавно в интервью Gramwzielone.pl генеральный директор Saule Technologies Петр Крич, фотоэлектрические элементы размером до 1 м2 могут быть созданы на новой производственной линии, но можно будет создавать и модули большего размера, вплоть до несколько десятков м2.Прогнозная производственная мощность на линию 80-100 МВт / год.

Максимальная эффективность, на которую уже рассчитаны ячейки Saule, составляет 20 процентов для 1000 люкс.

Saule Technologies также заверяет, что компании удалось ограничить быстрое снижение эффективности, которое до сих пор было одним из основных препятствий на пути коммерциализации перовскитов в фотоэлектрической энергии.

Проблема деградации ячеек Сауле заключалась в устранении проблемы путем использования угольного электрода вместо серебряного.- Серебро в значительной степени вызывает процесс деградации клеток. Угольный электрод дешевле, обладает большей гибкостью и не так сильно влияет на процесс разложения, как серебро - пояснил Петр Крыч.

По словам генерального директора Сауле, компания, которую он возглавляет, в этом году будет коммерциализировать перовскитные ячейки в четырех областях: BIPV - ячейки будут использоваться в новых офисных зданиях и их стеклянных фасадах, BAPV - ячейки будут использоваться на фасадах существующих зданий. с помощью продукта «выключатель света», который выполняет три ключевые функции: защита от солнца, теплоизоляция, выработка электроэнергии, IoT, то есть электронные ценники, которые являются альтернативой традиционным ценникам, доступным на рынке, и E-Mobility, т.е. CarPorty, ScooterPorty, то есть современные зарядные укрытия для автомобилей, велосипедов, самокатов, электросамокатов.

[email protected]

© Материал, защищенный авторским правом. Все права защищены. Дальнейшее распространение статьи только с согласия издателя Gramwzielone.pl Sp. z o.o.

.

Смотрите также