Солнечные батареи своими руками ?

Данная статья – вольный перевод статьи Майкла Дэвиса о постройке недорогой Солнечной фотоэлектрической батареи своими руками.

Пару лет назад я купил удаленный участок в Аризоне. Я астроном, и мне нужно было удаленное от крупных городов место для астрономических наблюдений. Я нашел такое место. Проблема в том, что из-за удаленности на участке нет никакого электроснабжения. Ну, на самом деле для меня это не проблема. Нет электричества – нет ночной засветки неба. Тем не менее,хорошо бы иметь хоть какое-то электроснабжение, т.к. жизнь в ХХI веке сильно от него зависит.

Я построил ветрогенератор для электрообеспечения этого участка. Он работает хорошо, когда ветер дует. К сожалению, мне нужно больше энергии. И эта энергия должна быть более стабильна. А то такое ощущение, что у меня на участке ветер дует всегда, но только не тогда когда мне нужна энергия. В Аризоне более 300 солнечных дней в году, поэтому солнечная батарея сделанная своими рукам

кажется очевидным дополнением к ветрогенератору. К сожалению, солнечные батареи недешевы, поэтому я решил сделать все сам. Использовал самые обычные инструменты и недорогие и распространенные материалы, чтобы сделать батарею конкурирующую с коммерческими образцами по мощности, но не оставляющим никакого шанса по цене.

Итак, что же такое солнечная батарея или солнечный фотоэлектрический модуль?
По существу, это контейнер, содержащий массив солнечных элементов. Солнечные элементы, это те штуки, которые на самом деле делают всю работу по преобразованию солнечной энергии в электричество. К сожалению, для получения мощности, достаточной для практического применения, солнечных элементов надо достаточно много. Также, солнечные элементы ОЧЕНЬ хрупкие. Поэтому их и объединяют в СБ. Батарея содержит достаточное количество элементов для получения высокой мощности и защищает элементы от повреждения. Звучит не слишком сложно. Я уверен, что смогу сделать

солнечную батарею своими руками.

Я начал свой проект, как обычно, с поиска в сети информации по самодельным солнечным батареям и был шокирован как же ее мало. Тот факт, что мало кто сделал свои собственные солнечные батареи, заставлял меня думать, что это должно быть очень сложно. Задумка была отложена в долгий ящик, но я никогда не переставал думать о ней.

Спустя какое-то время, я пришел к следующим умозаключениям:

• главное препятствие в постройке СБ это приобретение солнечных элементов за разумную цену
• новые солнечные элементы очень дороги и их сложно найти в нормальном количестве за любые деньги
• дефектные и поврежденные солнечные элементы есть в наличии на eBay и других местах гораздо дешевле
• солнечные элементы «второго сорта» возможно, могут быть использованы для изготовления солнечной батареи

Когда до меня дошло, что я могу использовать дефектные элементы,чтобы сделать свою СБ, я взялся за работу. Начал с покупки элементов.

Купил несколько блоков монокристаллических солнечных элементов размером 3х6 дюйма. Чтобы сделать СБ, необходимо соединить последовательно 36 таких элементов. Каждый элемент генерирует порядка 0,5В. 36 элементов,соединенных последовательно дадут нам около 18В, которые будут достаточны для зарядки батарей на 12В. (Да, такое высокое напряжение действительно необходимо для эффективной зарядки 12В аккумуляторов). Солнечные элементы этого типа тонкие как бумага, хрупкие и ломкие как стекло. Их очень легко повредить. Продавец этих элементов окунул наборы из 18 шт. в воск для стабилизации и доставки без повреждений. Воск –это головная боль при его удалении. Если у вас есть возможность, ищите элементы, не покрытые воском. Но помните, что они могут получить больше повреждений при транспортировке. Заметьте, что мои элементы уже имеют припаянные проводники. Ищите элементы с уже припаянными проводниками. Даже с такими элементами вам нужно быть готовым много поработать паяльником. Если же вы купите элементы без проводников, приготовьтесь работать паяльником раза в 2-3 больше. Короче, лучше переплатить за уже припаянные провода.

Также я купил пару наборов элементов без заливки воском у другого продавца.Эти элементы пришли упакованные в пластиковую коробку. Они болтались в коробке и немного обкололись по бокам и углам. Незначительные сколы не имеют особого значения. Они не смогут снизить мощность элемента настолько, чтобы об этом надо было беспокоиться. Купленных мной элементов должно хватить на сборку двух СБ. Я знаю, что возможно сломаю парочку при сборке, поэтому купил чуть больше.

Солнечные элементы продаются самого широкого спектра форм и размеров. Вы можете использовать более крупные или мелкие, чем мои 3х6 дюймов. Просто помните:

• Элементы одного типа производят одинаковое напряжение независимо от их размера. Поэтому для получения заданного напряжения всегда потребуется одинаковое количество элементов.
• Большие по размеру элементы могут генерировать бОльший ток, а меньшие по размеру, соответственно – меньший ток.
• Общая мощность вашей батареи определяется как ее напряжение умноженное на генерируемый ток.

Использование больших по размеру элементов позволит получить большую мощность при том же напряжении, но батарея получится крупнее и тяжелее.Использование меньших элементов позволит уменьшить и облегчить батарею,но не сможет обеспечить такую же мощность. Также стоит отметить, что использование в одной батарее элементов разных размеров – плохая идея. Причина в том, что максимальный ток, генерируемый вашей батареей, будет ограничен током самого маленького элемента, а более крупные элементы не будут работать в полную силу.

Солнечные элементы, на которых я остановил выбор, имеют размер 3х6дюйма и способны генерировать ток примерно 3 ампера. Я планирую соединить последовательно 36 таких элементов, чтобы получить напряжение чуть больше 18 вольт. В результате должна получиться батарея, способная выдавать мощность порядка 60 ватт на ярком солнце. Звучит не сильно впечатляюще, но все же это лучше чем ничего. При чем, это 60Вт каждый день, когда светит солнце. Эта энергия будет идти на зарядку аккумулятора, который будет использоваться для питания светильников и небольшой аппаратуры всего несколько часов после наступления темноты. Просто когда я иду спать, мои энергетические потребности сводятся к нулю. Короче, 60 Вт это вполне достаточно, особенно учитывая, что у меня есть ветрогенератор, который тоже производит энергию, когда дует ветер.

После того как вы купите свои солнечные элементы спрячьте их в безопасное место, где они не разобьются, не попадут детям для игр и не будут съедены вашей собакой до тех пор, пока вы не будете готовы установить их в вашу СБ. Элементы очень хрупкие. Грубое обращение превратит ваши дорогие солнечные элементы в маленькие синенькие блестящие и ни для чего непригодные осколочки.

Итак, солнечная батарея это просто неглубокий ящик. Я начал с постройки такого ящика. Я сделал его неглубоким, чтобы борта не затеняли солнечные элементы, когда солнце светит под углом. Сделан он из фанеры толщиной 3/8 дюйма с бортиками из реек толщиной 3/4 дюйма. Бортики приклеены и привинчены на место. Батарея будет содержать 36 элементов размером 3х6 дюймов. Я решил разделить их на две группы по 18 шт.просто для того, чтобы их было проще паять в будущем. Отсюда и центральная планка посередине ящика.

Вот небольшой набросок, показывающий размеры моей СБ. Все размеры в дюймах(простите меня, поклонники метрической системы). Бортики толщиной 3/4дюйма идут вокруг всего листа фанеры. Такой же бортик идет по центру и делит батарею на две части. В общем, я решил сделать так. Но в принципе, размеры и общий дизайн не критичны. Можете свободно все варьировать в своем эскизе. Размеры же тут я приводу для тех людей,которые постоянно ноют, чтобы я включил их в свои эскизы. Я всегда поощряю народ экспериментировать и изобретать что-то свое, нежели слепо следовать инструкциям, написанным мной (или кем-то еще). Возможно, у вас получится лучше.

Вид одной из половин моей будущей батареи. В этой половине будет размещена первая группа из 18 элементов. Обратите внимание на небольшие отверстия в бортиках. Это будет нижняя часть батареи (на фото верх находится внизу). Это вентиляционные отверстия, предназначенные для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи СБ и служащие для удаления влаги. Эти отверстия должны быть только внизу батареи, иначе дождь и роса попадут внутрь. Такие же вентиляционные отверстия должны быть сделаны в центральной разделительной планке.

Далее я вырезал два подходящих по размеру куска ДВП. Они будут служить подложками, на которых будут собираться солнечные элементы. Они должны свободно помещаться между бортиками. Не обязательно использовать именно перфорированные листы ДВП, просто у меня оказались такие под рукой.Пойдет любой тонкий, жесткий и не проводящий ток материал.

>

Чтобы защитить батарею от погодных неприятностей, лицевую сторону закрываем оргстеклом. Эти два куска оргстекла были вырезаны, чтобы закрывать всю батарею полностью. У меня не было одного достаточно большого куска.Стекло тоже можно использовать, но стекло бьется. Град, камни и летящий мусор могут разбить стекло, а от оргстекла просто отскочат. Как видите,начинает вырисовываться картинка, как солнечная батарея будет выглядеть в итоге.

Упс! На фото два листа оргстекла соединенные на центральной перегородке. Я сверлил отверстия вокруг кромки, чтобы посадить оргстекло на шурупы.Будьте осторожны, сверля отверстия возле кромки оргстекла. Будете сильно давить – сломается, что у меня и произошло. В итоге, я просто приклеил отломавшийся кусок и просверлил недалеко новое отверстие.

После этого, я окрасил все деревянные части солнечной батареи несколькими слоями краски, чтобы защитить их от влаги и воздействия окружающей среды. Ящик я покрасил внутри и снаружи. При выборе типа краски и ее цвета был использован научный подход. Я взболтал всю краску из остатков, имеющихся у меня в гараже, и выбрал ту банку, в которой краски хватит, чтобы сделать всю работу.

/>

Подложки тоже были окрашены в несколько слоев с обеих сторон. Убедитесь, что вы хорошо все прокрасили, иначе дерево может покоробиться от влаги. А это может повредить солнечные элементы, которые будут приклеены к подложкам. Теперь, когда у меня есть основа для СБ, самое время подготовить солнечные элементы.

Как я говорил раньше, удаление воска с солнечных элементов – это настоящая головная боль. После нескольких проб и ошибок я все-таки нашел неплохой способ. Но я по-прежнему рекомендую покупать элементы у того, кто не заливает их воском.

Первый шаг, это «купание» в горячей воде, чтобы растопить воск и отделить элементы друг от друга. Не дайте воде закипеть, иначе пузырьки пара будут сильно бить элементы один о другой. Кипящая вода также может быть слишком горячей, в элементах могут быть нарушены электрические контакты. Я также рекомендую погружать элементы в холодную воду, а потом медленно их нагревать, чтобы исключить неравномерный нагрев.

Пластиковые щипцы и лопатка помогут отделить элементы, когда воск растает. Постарайтесь сильно не тянуть за металлические проводники – могут порваться. Я обнаружил это, когда пробовал разделить свои элементы. Хорошо, что я купил их с запасом.

Тут показана финальная версия «установки» которую я использовал. Моя подруга спросила, что это я готовлю. Вообразите ее удивление, когда я ответил: «Солнечные элементы». Первая «горячая ванна» для растапливания воска находится на заднем плане справа. На переднем плане слева – горячая мыльная вода, а справа – чистая горячая вода. Температуры во всех кастрюлях ниже температуры кипения воды. Сначала в дальней кастрюле растапливаем воск, переносим элементы по одному в мыльную воду, чтобы удалить остатки воска, после чего промываем в чистой воде. Выкладываем элементы для просушки на полотенце. Вы можете менять мыльную воду и воду для промывки почаще. Только не сливайте использованную воду в канализацию, т.к. воск затвердеет и засорит сток.Этот процесс удалил практически весь воск с солнечных элементов. Только на некоторых остались тонкие пленки, но это не помешает пайке и работе элементов. Промывка растворителем, возможно, удалит остатки воска, но это может быть опасно и зловонно.

Несколько разделенных и очищенных солнечных элементов сушатся на полотенце. После разделения и удаления защитного воска из-за своей хрупкости они стали удивительно сложными в обращении и хранении. Я рекомендую оставить их в воске до тех пор, пока вы не будете готовы установить их в вашу СБ. Это позволит вам не разбить их до того, как вы сможете их использовать.Поэтому постройте сначала основу для батареи. У меня же пришло уже время установить их.

Я начал с отрисовки сетки на каждой основе, для упрощения процесса установки каждого элемента. Потом я выложил элементы по этой сетке обратной стороной вверх, так их можно спаять вместе. Все 18 элементов для каждой половины батареи должны быть соединены последовательно,после чего обе половины также должны быть соединены последовательно для получения требуемого напряжения.

Спаивать элементы между собой поначалу сложно, но я быстро приловчился.Начинайте только с двух элементов. Разместите соединительные проводники одного из них так, чтобы они пересекали точки пайки на обратной стороне другого. Также нужно убедиться, что расстояние между элементами соответствует разметке.

Я использовал маломощный паяльник и прутковый припой с сердцевиной из канифоли. Также перед пайкой я смазывал флюсом точки пайки на элементах при помощи специального карандаша. Не давите на паяльник! Элементы тонкие и хрупкие, нажмете сильно – сломаете. Я был неаккуратен пару раз – пришлось выбросить несколько элементов.

Повторять пайку пришлось до тех пор, пока не получилась цепочка из 6-ти элементов. Соединительные шины от сломанных элементов я припаял к обратной стороне последнего элемента цепочки. Таких цепочек я сделал три, повторив процедуру еще дважды. Всего 18 элементов для первой половины батареи.

Три цепочки элементов должны быть соединены последовательно. Поэтому среднюю цепочку поворачиваем на 180 градусов по отношению к двум другим. Ориентация цепочек получилась правильной (элементы все еще лежат обратной стороной вверх на подложке). Следующий шаг – приклеивание элементов на место.

Приклеивание элементов потребует некоторой сноровки. Наносим небольшую каплю силиконового герметика в центре каждого из шести элементов одной цепочки. После этого переворачиваем цепочку лицевой стороной вверх и размещаем элементы по разметке, которую нанесли раньше. Легонько прижмите элементы, надавливая по центру, чтобы приклеить их к основе. Сложности возникают в основном при переворачивании гибкой цепочки элементов. Вторая пара рук тут не повредит.

Не наносите слишком много клея и не приклеивайте элементы нигде кроме центра. Элементы и подложка, на которой они смонтированы, будут расширяться, сжиматься, гнуться и деформироваться при изменении температуры и влажности. Если вы приклеите элемент по всей площади, он со временем сломается. Приклеивание только в центре дает элементам возможность свободно деформироваться отдельно от основы. Элементы и основа могут деформироваться по-разному и элементы не сломаются.

Вот полностью собранная половина батареи. Я использовал медную оплетку от кабеля для соединения первой и второй цепочки элементов.

Можно использовать специальные шины или даже обычные провода. Просто уменя под рукой была медная оплетка от кабеля. Такое же соединениеделаем с обратной стороны между второй и третьей цепочкой элементов. Каплей герметика я прикрепил провод к основанию, чтобы он не «гулял» ине гнулся.

Тест первой половины солнечной батареи на солнце. При слабом солнце в дымке эта половина генерирует 9,31В. Ура! Работает! Теперь мне нужно сделать еще одну такую же половину батареи. После того как обе основы с элементами будут готовы, я смогу установить их на место в подготовленную коробку и соединить. Каждая из половин помещается на свое место. Я использовал 4 небольших шурупа для крепления основы с элементами внутри батареи. Провод для соединения половин батареи я пропустил через одно из вентиляционных отверстий в центральном бортике. Тут тоже пара капель герметика поможет закрепить провод на одном месте и предотвратить его болтание внутри батареи.

Каждая солнечная батарея в системе должна быть снабжена блокирующим диодом,соединенным последовательно с батареей. Диод нужен для предотвращения разряда аккумуляторов через батарею ночью и в пасмурную погоду. Я использовал диод Шоттки на 3,3А. Диоды Шоттки имеют гораздо более низкое падение напряжения, чем обычные диоды. Соответственно, будут меньше потери мощности на диоде. Я купил набор из 25 диодов марки 31DQ03 всего за пару баксов. У меня останется еще много диодов для моих будущих СБ.

Сначала я планировал присоединить диод снаружи батареи. Но после того как посмотрел технические характеристики диодов, решил поместить их внутри батареи. У этих диодов падение напряжения уменьшается сростом температуры. Внутри моей батареи будет высокая температура, диод будет работать более эффективно. Используем еще немного силиконового герметика чтобы закрепить диод.

Я просверлил отверстие в днище батареи ближе к верху, чтобы вывести провода наружу. Провода завязаны на узел, чтобы предотвратить их вытягивание из батареи, и закреплены все тем же герметиком. Важно дать герметику высохнуть до того, как мы будем крепить оргстекло на место. Советую, опираясь на предыдущий опыт. Испарения из силикона могут образовать пленку на внутренней поверхности оргстекла иэлементов, если вы не дадите силикону высохнуть на открытом воздухе.

На выходной провод я прикрутил двух контактный разъем. Розетка этого разъема будет присоединена к контроллеру заряда аккумуляторов, который я использую для своего ветрогенератора. Таким образом, солнечная батарея сможет работать с ним параллельно.

Вот как выглядит законченная СБ с прикрученным экраном из оргстекла.Оргстекло пока еще не герметизировано. Я сначала не производил герметизацию стыков. Провел сначала небольшое тестирование. По результатам тестов мне потребовался доступ к внутренностям батареи, там обнаружилась проблема. У меня на одном из элементов отошел контакт. Может быть, это произошло из-за перепада температур или из-за неаккуратного обращения с батареей. Кто знает? Я разобрал батарею и заменил этот поврежденный элемент. С тех пор проблем не было. В будущем, возможно, я герметизирую стыки под оргстеклом при помощи герметика или закрою их алюминиевой рамкой.

Солнечная батарея в работе. Я перемещаю ее пару раз в день для сохранения ориентации на солнце, но это не такая уж и большая сложность. Возможно,когда-нибудь я построю автоматическую систему слежения за солнцем. Вольтметр показывает 18,88В без нагрузки. Это в точности как я и рассчитывал. Амперметр показывает 3,05А – ток короткого замыкания. Это как раз недалеко от расчетного тока элементов. Солнечная батарея прекрасно работает!

Итак, сколько же все это стоило? Я сохранил все чеки от всех своих покупок для этого проекта. Ну и конечно многое уже было у меня в мастерской. Всякие куски дерева, провода и прочие полезные вещи (кто-то скажет, мусор) валяются также у меня вокруг мастерской. Короче, много чего уже было под рукой. Поэтому ваши подсчеты могут отличаться:

• Солнечные элементы — eBay — $74.00*
• Дерево — Строительный магазин — $20.26
• Оргстекло — Со свалки — $0.00
• Шурупы — Из запасов — $0.00
• Силиконовый герметик — Строительный магазин — $3.95
• Провода — Из запасов — $0.00
• Диод — $0.20±
• Двухконтактный разъем — Newark Electronics — $6.08
• Краска — Из запасов — $0.00
• Итого — $104.85

Не так уж и плохо! Это лишь малая часть стоимости серийной СБ такой же мощности. В экономический расчет не вошла и стоимость работ. У меня уже есть план построить еще несколько солнечных батарей, чтобы увеличить мощность. И это очень просто!

На самом деле я купил 4 набора по 18 элементов. В подсчете указана стоимость только двух наборов, которые пошли на построение солнечной батареи своими руками.

А теперь посмотрите на профессиональную сборку солнечных батарей…..

Как делают солнечные элементы

При выборе модуля часто задается вопрос: какая солнечная батарея лучше – монокристаллическая или поликристаллическая, а может аморфная? Ведь они самые распространенные в наш век. Чтобы найти ответ, было проведено множество исследований. Рассмотрим, что же показали результаты.

***КПД и срок службы
Монокристаллические элементы имеют КПД около 17-22%, сроки их службы не менее 25 лет. Эффективность поликристаллических может достигать 12-18%, служат они тоже не менее 25 лет. КПД аморфных составляет 6-8% и снижается гораздо быстрее кристаллических, работают они не более 10 лет.

***Температурный коэффициент
В реальных условиях использования солнечные батареи нагревается, что приводит к снижению номинальной мощности на 15-25%. Средний температурный коэффициент для поли и моно составляет -0,45%, аморфного -0,19%. Это значит, что при повышении температуры на 1°C от стандартных условий кристаллические батареи будут менее производительными, чем аморфные.

***Потеря эффективности
Деградация солнечных монокристаллических и поликристаллических модулей зависит от качества исходных элементов – чем больше в них бора и кислорода, тем быстрее снижается КПД. В поликремниевых пластинах меньше кислорода, в монокремниевых – бора. Поэтому при равных качествах материала и условий использования особой разницы между степенью деградации тех и других модулей нет, в среднем она составляет около 1% в год. В производстве аморфных батарей используется гидрогенизированный кремний. Содержанием водорода обусловлена его более быстрая деградация. Так, кристаллические деградируют на 20% через 25 лет эксплуатации, аморфные быстрее в 2-3 раза. Однако некачественные модели могут потерять эффективность на 20% уже в первый год использования. Это стоит учесть при покупке.

***Стоимость
Тут превосходство полностью на стороне аморфных модулей – их цена ниже, чем кристаллических, из-за более дешевого производства. Второе место занимают поли, моно же самые дорогие.

***Размеры и площадь установки
Монокристаллические батареи более компактны. Для создания массива требуемой мощностью понадобится меньшее количество панелей по сравнению с другими видами. Так что при установке они займут немного меньше места. Но прогресс не стоит на месте, и по соотношению мощность/площадь поликристаллические модули уже догоняют моно. Аморфные же пока отстают от них – для их установки понадобится в 2,5 раза больше места.

***Светочувствительность
Здесь лидируют аморфно-кремниевые модули. У них лучший коэффициент преобразования солнечной энергии из-за водорода в составе элемента. Поэтому они, по сравнению с кристаллическими, в условиях слабой освещенности работают эффективнее. Моно и поли, при плохом освещении работают примерно одинаково – значительно реагируют на изменение интенсивности света.

***Годовая выработка
В результате тестирования модулей разных производителей было установлено, что монокристаллические за год вырабатывают больше электроэнергии, чем поликристаллические. А те в свою очередь производительнее, чем аморфные, несмотря на то, что последние вырабатывают энергию и при слабой освещенности.

Можно сделать вывод, что солнечные батареи моно и поли имеют небольшие, но важные различия. Хотя mono все-таки эффективнее и отдача от них больше, но poly все равно будут пользоваться большей популярностью. Правда, это зависит от качества продукции. Тем не менее, большинство крупных солнечных электростанций собраны на базе полимодулей. Связано это с тем, что инвесторы смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальную эффективность и долговечность.

Теперь об аморфных батареях. Начнем с преимуществ: метод их изготовления самый простой и малобюджетный, потому что не требуется резка и обработка кремния. Это отражается в невысокой стоимости конечной продукции. Они неприхотливы – их можно установить куда угодно, и не привередливы – пыль и пасмурная погода им не страшны.

Однако у аморфных модулей есть и недостатки, перекрывающие их достоинства: по сравнению с вышеописанными видами, у них самый низкий КПД, они быстрее деградируют – эффективность снижается на 40% менее чем за 10 лет, и требуют много места для установки.

как сделать самодельную солнечную панель

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.

Содержание статьи:

Коротко об устройстве и работе

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

Фото из

Сборка солнечной батареи из кремниевых пластинок

Формирование плюсовой токоведущей дорожки

Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны

Подключение проводника и блокирующего диода

В роли пластин-фотоэлементов выступают элементы из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта тончайшим слоем фосфора или бора – пассивного химического элемента.

В этом месте под действием солнечных лучей высвобождается большое количество электронов, которые удерживаются фосфорной плёнкой и не разлетаются.

На поверхности пластины имеются металлические “дорожки”, на которых выстраиваются свободные электроны, образуя упорядоченное движение, т.е. электрический ток.

Чем больше таких кремниевых пластин-фотоэлементов, тем больше электрического тока можно получить. Подробнее о принципе работы солнечной батареи читайте .

Верхний слой пластин-фотоэлементов покрыт слоем, который не допускает отражение солнечного света от пластин, повышая их КПД

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

Фото из

Поликристаллическая фотоэлектрическая пластина

Лицевая и тыльная стороны кремниевой пластины

Монокристаллическая фотоэлектрическая пластина

Обратная сторона монокристаллической пластины

Каркас и прозрачный элемент

Каркас для будущей панели можно сделать из деревянных реек или алюминиевых уголков.

Второй вариант более предпочтителен по целому ряду причин:

• Алюминий – лёгкий металл, не дающий серьёзной нагрузки на опорную конструкцию, на которую планируется установка батареи.
• При проведении антикоррозийной обработки алюминий не подвержен воздействию ржавчины.
• Не впитывает влагу из окружающей среды, не гниёт.

При выборе прозрачного элемента необходимо обратить внимание на такие параметры, как показатель преломления солнечного света и способность поглощать ИК-излучение.

От первого показателя напрямую будет зависеть КПД фотоэлементов: чем показатель преломления ниже, тем выше КПД кремниевых пластин.

Минимальный коэффициент светоотражения у плексиглас или более дешёвого его варианта – оргстекла. Чуть ниже показатель преломления света у поликарбоната.

От величины второго показателя зависит, будут ли нагреваться сами кремниевые фотоэлементы или нет. Чем меньше пластины подвергаются нагреванию, тем дольше они прослужат. ИК-излучения лучше всего поглощает специальное термопоглощающее оргстекло и стекло с ИК-поглощением. Немного хуже – обычное стекло.

Если есть возможность, то оптимальным вариантом будет использование в качестве прозрачного элемента антибликового прозрачного стекла.

По соотношению стоимости к показателям преломления света и поглощения ИК-излучения оргстекло – самый оптимальный вариант для изготовления гелиобатареи

Проект системы и выбор места

Проект гелиосистемы включает в себя расчёты необходимого размера солнечной пластины. Как было сказано выше, размер батареи, как правило, ограничен дорогостоящими фотоэлементами.

Гелиобатарея должна устанавливаться под определённым углом, который обеспечил бы максимальное попадание на кремниевые пластины солнечных лучей. Наилучший вариант – батареи, которые могут менять угол наклона.

Место установки солнечных пластин может быть самым разнообразным: на земле, на скатной или плоской крыше дома, на крышах подсобных помещений.

Единственное условие – батарея должна быть размещена на солнечной, не затененной высокой кроной деревьев стороне участка или дома. При этом оптимальный угол наклона необходимо вычислить по формуле или с применением специализированного калькулятора.

Угол наклона будет зависеть от месторасположения дома, времени года и климата. Желательно, чтобы у батареи была возможность менять угол наклона вслед за сезонными изменениями высоты солнца, т.к. максимально эффективно они работают при падении солнечных лучей строго перпендикулярно поверхности.

Для европейской части стран СНГ рекомендуемый угол стационарного наклона 50 – 60 º. Если в конструкции предусмотрено устройство для изменения угла наклона, то в зимний период лучше располагать батареи под 70 º к горизонту, в летнее время под углом 30 º

Расчёты показывают, что 1 квадратный метр гелиосистемы даёт возможность получить 120 Вт. Поэтому путём расчетов можно установить, что для обеспечения среднестатистической семьи электроэнергией в количестве 300 кВт в месяц необходима гелиосистема минимум в 20 квадратных метров.

Сразу установить такую гелиосистему будет проблематично. Но даже монтаж 5-ти метровой батареи поможет сэкономить электроэнергию и внести свой скромный вклад в экологию нашей планеты. Советуем также ознакомиться с принципом расчета необходимого количества .

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.

Размещая батареи на наклонной крыше дома, не забывайте об угле наклона панели, идеальный вариант, когда у батареи есть устройство для сезонного изменения угла наклона

Монтаж солнечной батареи по шагам

Выбрав место для размещения солнечной панели и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а также имея в наличии все требуемые материалы и инструменты, можно начинать монтаж батареи.

При монтаже необходимо соблюдать технику безопасности, особенно осуществляя на крышу дома. Рассмотрим пошаговый алгоритм, как сделать солнечную батарею.

Шаг #1 – пайка контактов кремниевых пластин

Монтаж самодельной солнечной батареи часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Безусловно, если у вас есть возможность, то лучше всего купить фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка – очень непростая и кропотливая работа, занимающая много времени.

Пайка осуществляется следующим образом:

1. Берётся кремниевый фотоэлемент без проводников и металлическая полоса-проводник.
2. Проводники нарезаются при помощи картонной заготовки, их длина в 2 раза больше, чем размер кремниевой пластины.
3. Проводник аккуратно выкладывается на пластину. На один элемент – два проводника.
4. На место, где будет производиться спайка, необходимо нанести кислоту для работы с паяльником.
5. Произвести пайку при помощи паяльника, аккуратно присоединив проводник к пластине.

В процессе пайки нельзя давить на силикатный элемент, т.к. он очень хрупкий и может разрушиться! Если вам посчастливилось, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от долгой и сложной работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи.

Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В производится так же и в том же направлении, что и для целых пластин

Шаг #2 – изготовление каркаса для солнечной батареи

Каркас – это место, куда будут устанавливаться фотоэлементы. Для изготовления каркаса берутся алюминиевые уголки и рейки, из которых складываются рамки. Рекомендуемый размер уголка – 70-90 мм.

На внутреннюю часть металлических уголков наносится силиконовый герметик. Герметизацию уголков необходимо произвести тщательно, от этого зависит долговечность всей конструкции.

После того, как алюминиевая рамка готова, приступаем к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус представляет собой деревянный ящик из ДСП с невысокими бортиками.

Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, поэтому их высота не должна превышать 2 см. Бортики привинчиваются при помощи саморезов и шуруповёрта.

Галерея изображений

Фото из

Изготовление корпуса для солнечной батареи

Вентиляционные отверстия в бортиках корпуса

Подложка для крепления кремниевых пластин

Окрашивание деталей корпуса для гидроизоляции

На дне ящика-корпуса из ДСП делаются вентиляционные отверстия. Расстояние между отверстиями примерно 10 см. В алюминиевую раму устанавливается прозрачный элемент (оргстекло, антибликовое стекло, плексиглас).

Прозрачный элемент прижимается и фиксируется, его крепление осуществляется при помощи метизов: 4 по углам, а также по 2 с длинных и по 1 с короткой стороны рамы. Метизы крепятся шурупами.

Каркас для гелиобатареи готов и можно приступать к самой ответственной части – монтажу фотоэлементов. Перед монтажом необходимо очистить оргстекло от пыли и обезжирить спиртсодержащей жидкостью.

Шаг #3 – монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов

Монтаж и пайка кремниевых пластин – самая трудоёмкая часть работы по созданию солнечной панели своими руками. Сначала раскладываем фотоэлементы на оргстекло синими пластинами вниз.

Если вы впервые собирайте батарею, то можно воспользоваться подложкой для нанесения разметки, чтобы расположить пластины ровно на небольшом (3-5 мм) расстоянии друг от друга.

1. Производим пайку фотоэлементов по следующей электросхеме: “+” дорожки расположены на лицевой стороне пластины, “-” – на обратной. Перед пайкой аккуратно наносит флюс и припой, чтобы соединить контакты.
2. Производим пайку всех фотоэлементов последовательно рядами сверху вниз. Ряды затем должны быть также соединены между собой.
3. Приступаем к приклеиванию фотоэлементов. Для этого наносим небольшое количество герметика на центр каждой кремниевой пластины.
4. Переворачиваем получившиеся цепочки с фотоэлементами лицевой стороной (там, где синие пластины) вверх и размещаем пластины по разметке, которую нанесли ранее. Осторожно прижимаем каждую пластину, чтобы зафиксировать её на своём месте.
5. Контакты крайних фотоэлементов выводим на шину, соответственно “+” и “-“. Для шины рекомендуется использовать более широкий проводник из серебра.
6. Гелиобатарею необходимо оснастить блокирующим диодом, который соединяется с контактами и предотвращает разрядку аккумуляторов через конструкцию в ночное время.
7. В дне каркаса сверлим отверстия для вывода проводов наружу.

Провода необходимо прикрепить к каркасу, чтобы они не болтались, сделать это можно используя силиконовый герметик.

Галерея изображений

Фото из

Подготовка кремниевых пластин к пайке

Сушка избавленных от воска элементов батареи

Вычерчивание абриса пластинок на подложке

Процесс пайки фотоэлектрических элементов батареи

Соединение кремниевых пластин в солнечную батарею

Соединение кремниевых пластин с лицевой стороны

Устройство медных токоведущих шин прибора

Проверка работоспособности части батареи

Шаг #4 – тестирование батареи перед герметизацией

Тестирование солнечной панели необходимо проводить до её герметизации, чтобы иметь возможность устранить неисправности, которые часто возникают во время пайки. Лучше всего производить тестирование после спайки каждого ряда элементов – так значительно проще обнаружить, где контакты соединены плохо.

Для тестирования вам понадобиться обычный бытовой амперметр. Измерения необходимо проводить в солнечный день в 13-14 часов, солнце не должно быть скрыто облаками.

Выносим батарею на улицу и устанавливаем в соответствии с ранее рассчитанным углом наклона. Амперметр подключаем к контактам батареи и проводим измерение тока короткого замыкания.

Смысл тестирования заключается в том, что рабочая сила электрического тока должна быть на 0,5-1,0 А ниже, чем ток короткого замыкания. Показания прибора должны быть выше 4,5 А, что говорит о работоспособности гелиобатареи.

Если тестер выдаёт меньшие показания, то где-то наверняка нарушена последовательность соединения фотоэлементов.

Обычно самодельная , сконструированная из фотоэлементов группы В выдаёт показания 5-10 А, что на 10-20% ниже, чем у солнечных панелей промышленного производства.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: После проверки работоспособности частей батареи, запаянных на подложке, их располагают в корпусе

Шаг 10: Подложки с пластинами внутри корпуса фиксируются на четыре шурупа. Провод, соединяющий части батареи, выводится через вентиляционные отверстия

Шаг 11: К каждой из половин сооружаемой батареи последовательно подключается диод Шоттки. Его минус подключается к плюсу системы

Шаг 12: Для вывода проводов из корпуса высверливается отверстие. Провода скреплены узлом, чтобы не болтались, и зафиксированы герметиком

Шаг 13: После нанесения герметика необходимо сделать технологический перерыв, отпущенный на полимеризацию состава

Шаг 14: К выведенному из солнечной батареи проводу подсоединяется двухконтактный разъем. Принадлежащая ему розетка крепится на аккумуляторе прибора, который будет заряжать батарея

Шаг 15: После сборки обеих частей прибора и вывода силовой линии наружу батарею закрывают заранее подготовленным экраном

Шаг 16: Перед герметизацией стыков гелиоприбора еще раз проводится проверка работоспособности, чтобы вовремя устранить отошедшие контакты, если они будут обнаружены

Установка обеих частей батареи в подготовленный корпус

Крепление основы солнечной батареи внутри корпуса

Установка блокирующего диода Шоттки

Вывод из корпуса наружу проводов прибора

Ожидание затвердевания герметика

Крепление двухконтактного разъема к проводу

Установка светопропускающего экрана на прибор

Контроль работоспособности перед герметизацией

Шаг #5 – герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

• полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
• нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1,5-2,5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине:

Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи:

Сделать солнечную батарею своими руками – не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи – правильно выбрать и установить фотоэлементы.

Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса.

У вас есть практические навыки создания солнечных батарей? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом с посетителями нашего сайта – пишите комментарии в расположенном ниже блоке. Там же можно задать вопросы по теме статьи.

Как сделать солнечные батареи своими руками.

В мастер-классе показывается изготовление солнечной панели из 36 поликристаллических солнечных элементов размером 81×150 мм. Исходя из этих размеров, можно вычислить размеры будущей солнечной батареи. При расчете размеров важно между элементами делать небольшое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров основы под атмосферным воздействием, то есть между элементами должно быть 3–5 мм. Результирующий размер заготовки должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Подбор и пайка солнечных элементов

В настоящий момент на аукционе Еbay представлен огромный ассортимент изделий для самостоятельного изготовления солнечных батарей.
Так как солнечная батарея, сделанная своими руками, практически в 4 раза дешевле готовой, самостоятельное изготовление — это значительная экономия средств. На Еbay можно приобрести солнечные элементы с дефектами, но они не теряют своей функциональности, таким образом, стоимость солнечной батареи может существенно сократиться, если вы можете дополнительно пожертвовать внешним видом батареи.

При первом опыте лучше приобретать наборы для изготовления солнечных панелей, в продаже имеются солнечные элементы с припаянными проводниками. Пайка контактов — это достаточно сложный процесс, сложность усугубляется хрупкостью солнечных элементов.

Если вы приобрели кремниевые элементы без проводников, то сначала необходимо провести пайку контактов.
Пайка элементов — это достаточно кропотливая работа. Если не удастся получить нормального соединения, то необходимо повторить работу. По нормативам серебряное напыление на проводнике должно выдерживать 3 цикла пайки при допустимых тепловых режимах, на практике сталкиваешься с тем, что напыление разрушается. Разрушение серебряного напыления происходит из-за использования паяльников с нерегулируемой мощностью (65Вт), этого можно избежать, если понизить мощность следующим образом — нужно последовательно с паяльником включить патрон с лампочкой в 100 Вт. Номинальная мощность нерегулируемого паяльника слишком высока для пайки кремниевых контактов.

Даже если продавцы проводников уверяют, что припой на соединителе имеется, его лучше нанести дополнительно. Во время пайки старайтесь аккуратно обращаться с элементами, при минимальном усилии они лопаются; не стоит складывать элементы пачкой, от веса нижние элементы могут треснуть.

Сборка и пайка солнечной батареи

При первой самостоятельной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм).

Основа выполняется из листа фанеры с маркированием уголков. После пайки на каждый элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.
При таком типе крепления сами элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции. Такой вид крепления больше подходит для опытных образцов, но вряд ли может гарантировать долгосрочную эксплуатацию в полевых условиях.

Последовательный план сборки батареи выглядит так:



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

Тестирование можно делать после пайки каждой группы элементов. Если вы обратите внимание на фотографии в мастер-классе, то часть стола под солнечными элементами вырезана. Это сделано намеренно, чтобы определить работоспособность электрической сети после пайки контактов.

Герметизация солнечной панели

Герметизация солнечных панелей при самостоятельном изготовлении — это самый спорный вопрос среди специалистов. С одной стороны, герметизация панелей необходима для повышения долговечности, она всегда применяется при промышленном изготовлении. Для герметизации зарубежные специалисты рекомендуют использовать эпоксидный компаунд «Sylgard 184», который дает прозрачную полимеризованную высокоэластичную поверхность. Стоимость «Sylgard 184» на Еbay составляет около 40 долларов.

С другой стороны, если вы не хотите нести дополнительные затраты, вполне можно использовать силиконовый герметик. Однако в этом случае не стоит полностью заливать элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции. Насколько эффективна такая герметизация, сказать сложно, но использовать не- рекомендованные гидроизоляционные мастики не советуем, очень высока вероятность разрыва контактов и элементов.


Схема электроснабжения дома

Системы электроснабжения домов с использованием солнечных батарей принято называть фотоэлектрическими системами, то есть системами, обеспечивающими генерацию энергии с использованием фотоэлектрического эффекта. Для индивидуальных жилых домов рассматриваются три фотоэлектрические системы: автономная система энергообеспечения, гибридная батарейно-сетевая фотоэлектрическая система, безаккумуляторная фотоэлектрическая система, подключенная к центральной системе энергоснабжения.

Каждая из систем имеет свое предназначение и преимущества, но наиболее часто в жилых домах применяют фотоэлектрические системы с резервными аккумуляторными батареями и подключением к централизованной энергосети. Питание электросети осуществляется при помощи солнечных батарей, в темное время суток от аккумуляторов, а при их разрядке — от центральной энергосети. В труднодоступных районах, где нет центральной сети, в качестве резервного источника энергоснабжения используются генераторы на жидком топливе.

Более экономной альтернативой гибридной батарейно-сетевой системе электроснабжения будет безаккумуляторная солнечная система, подсоединенная к центральной сети энергоснабжения. Электроснабжение осуществляется от солнечных батарей, а в темное время суток сеть питается от центральной сети. Такая сеть более применима для учреждений, потому что в жилых домах большая часть энергии потребляется в вечернее время.

Рассмотрим типичную установку батарейно-сетевой фотоэлектрической системы. В качестве генератора электроэнергии выступают солнечные панели, которые подсоединены через соединительную коробку. Далее в сети устанавливается контроллер солнечного заряда, чтобы избежать короткого замыкания при пиковой нагрузке. Электроэнергия накапливается в резервных батареях-аккумуляторах, а также подается через инвертор на потребители: освещение, бытовую технику, электроплиту и, возможно, используется для нагревания воды. Для установки системы отопления эффективнее применять гелиоколлекторы, которые относятся к альтернативной гелиотехнологии.

Существует два типа электросетей, которые используются в фотоэлектрических системах: на базе постоянного и переменного тока. Использование сети переменного тока позволяет размещать электропотребители на расстоянии, превышающем 10–15 м, а также обеспечивать условно-неограниченную нагрузку сети.

Для частного жилого дома обычно используют следующие комплектующие фотоэлектрической системы:

• суммарная мощность солнечных панелей должна составлять 1000 Вт, они обеспечат выработку около 5 кВт ч;
• аккумуляторы с общей емкостью в 800 А/ч при напряжении 12 В;
• инвертор должен иметь номинальную мощность 3кВт с пиковой нагрузкой до 6 кВт, входное напряжение 24–48 В;
• контроллер солнечного разряда 40–50 А при напряжении в 24 В;
• источник бесперебойного питания для обеспечения кратковременного заряда с током до 150 А.

Таким образом, для фотоэлектрической системы электроснабжения понадобится 15 панелей на 36 элементов, пример сборки которых приведен в мастер-классе. Каждая панель дает суммарную мощность в 65 Вт. Более мощными будут солнечные батареи на монокристаллах. Например, солнечная панель из 40 монокристаллов имеет пиковую мощность 160 Вт, однако такие панели чувствительны к пасмурной погоде и облачности. В этом случае солнечные панели на базе поликристаллических модулей оптимальны для использования в северной части России.

Солнечные батареи своими руками — как сделать в домашних условиях (+фото)

Многих людей интересует, как можно преобразовать солнечную энергию в электричество. Альтернативные источники энергии всегда занимали умы людей, и уже сегодня каждый может получить энергию солнца. В статье мы расскажем как самостоятельно изготовить панели преобразователи из подручных средств (в домашних условиях), дадим пошаговую инструкцию по сборке конструкции.

Как это работает

Устройство солнечной батареи

Альтернативный источник энергии представляет собой генератор, действующий на основе фотоэлектрического эффекта. Он позволяет преобразовывать энергию солнца в электричество. Попадая на кремниевые пластины, являющиеся составными частями солнечной батареи, кванты света вытесняют электроны с последних орбит каждого атома кремния. Таким образом, можно получить большое количество свободных электронов, которые и образуют электрический ток.

Виды солнечных батарей

Прежде чем приступить к изготовлению солнечной панели, нужно выбрать модули преобразователи, которые будут использованы: монокристаллические, поликристаллические или аморфные. Наиболее доступными являются первый и второй варианты. Для того чтобы выбрать подходящие элементы, необходимо знать их точные характеристики:

1. Поликристаллические пластины с кремнием дают довольно низкий КПД – не более 8-9%. Однако они выгодно отличаются тем, что могут работать даже во время пасмурной погоды или облачности.
2. Монокристаллические пластины выдают около 13-14% КПД, однако любая облачность, не говоря уже о пасмурной погоде, значительно снижают мощность батареи, собранной из таких пластин.

Структура батарей

Оба вида пластин отличаются длительным сроком службы – от 20 до 40 лет.

Приобретая кремниевые пластины для самостоятельной сборки можно брать элементы с небольшими дефектами – так называемые модули B-типа. Некоторые компоненты пластин можно заменить, собрав таким образом батарею за существенно меньшие деньги.

Проектирование солнечной батареи

Угол наклона

Планируя размещение преобразователей, нужно выбрать место ее установки так, чтобы она располагалась под наклоном, принимая лучи солнца более — менее перпендикулярно. Идеальным способом станет такое размещение батарей, чтобы можно было корректировать их угол наклона. Располагать их нужно с наиболее освещённой стороны участка, причем чем выше, тем лучше – например, на крыше дома. Однако далеко не все крыши могут выдержать вес полноценной солнечной батареи, поэтому в некоторых случаях рекомендуется установить специальные опорные подставки под преобразователи.

Необходимый угол, под которым должна располагаться батарея, можно высчитать исходя из географического положения данного участка, а также уровня солнцестояния в данной местности.

Материалы для изготовления

Набор для сборки

Вам потребуются:

• модули преобразователи B-типа,
• алюминиевые уголки или готовые рамы для будущей батареи,
• защитное покрытие для модулей.

Опорные рамы можно изготовить самостоятельно, используя алюминиевые рамки, или же можно приобрести уже готовые, различные по размеру.

Защитное покрытие для солнечных батарей может отсутствовать, а может представлять собой:

• стекло,
• поликарбонат,
• оргстекло,
• плексиглас.

В принципе, все защитные покрытия могут быть использованы без больших потерь преобразуемой энергии, однако плексиглас пропускает лучи хуже всех перечисленных материалов.

Монтаж

Размер рамки солнечной батареи зависит от того, сколько модулей будет использовано. Планируя расположение элементов, необходимо оставить между модулями расстояние в 3-5 мм для компенсации возможного изменения размеров из-за перепадов температуры.

Готовая работа

• Рассчитав данные и получив нужные размеры, можно приступать к монтажу рамки. Если используются готовые рамки, нужно просто подобрать модули, полностью заполняющие их. Алюминиевые уголки позволяют создать батарею любого размера.
• Рамка из алюминиевых уголков собирается с помощью крепежных элементов. На внутреннюю часть рамки наносится силиконовый герметик. Наносить его нужно тщательно, не пропуская ни одного миллиметра – от этого напрямую зависит срок службы батареи.
• Далее в рамку помещается панель из выбранного защитного материала. Рекомендуется с помощью метизов качественно закрепить материал на рамке. Для этого понадобятся шурупы и шуруповерт. По окончании работ стекло или его аналог необходимо очистить от пыли и мусора.
• Приобретенные модули могут как содержать уже припаянные контакты, так и нет. В любом случае рекомендуется либо произвести пайку с нуля, то есть трижды – для большей надежности – с использованием припоя и кислоты для паяния, либо пройтись с паяльником по уже сделанной пайке.
• Солнечная батарея может быть собрана либо сразу на подготовленной раме, либо сначала на размеченном картоне. Выложив элементы на стекло необходимым способом, нужно соединить их пайкой: с одной стороны дорожки, ведущие ток, со знаком «плюс»; с другой стороны – со знаком «минус». Контакты последних элементов должны быть выведены на широкий серебряный проводник, так называемую шину.

Специалисты рекомендую установить также клемму с предусмотренной «средней» точкой. Постановка на нее шунтирующего диода не даст батарее разряжаться в ночное время или пасмурную погоду.

• После окончания пайки необходимо проверить работу и тщательно ликвидировать все проблемы, убедиться в работоспособности панели.

Окончательным этапом работ станет герметизация изготовленных панелей с помощью специального эластичного герметика. Все соединенные модули полностью покрываются этой смесью. После ее полного высыхания нужно поставить вторую панель защитного материала, а также разместить получившийся источник альтернативной энергии под нужным углом в планируемом месте.

Видео

Полная видео инструкция по изготовлению солнечной батареи для дома:

Фото

Солнечный элемент

Основа

Установка подложки

Каркас

Окрашивание каркаса

Удаление воска

Раскладка и пайка

Собранная батарея

Крепление к основе

Блокирующий диод

Как делают солнечные элементы

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.

Устройство и принципы работы

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.

Солнечная батарея из фольги

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?

• 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.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

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.

Солнечная батарея из транзисторов

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.

Солнечная батарея из диодов

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.

Солнечная батарея из пивных банок

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.

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.

Устройство и принципы работы

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.

Солнечная батарея из фольги

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?

• 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.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

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.

Солнечная батарея из транзисторов

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.

Солнечная батарея из диодов

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.

Солнечная батарея из пивных банок

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.

Солнечные элементы преобразуют энергию солнца в электричество, подобно тому, как растения превращают ее в пищу в процессе фотосинтеза. Солнечные элементы работают на основе энергии Солнца, под воздействием которой электроны в полупроводниковых материалах переходят от орбит, близких к ядрам их атомов, в более высокие орбиты, где они могут проводить электричество. Коммерческие солнечные элементы используют кремний в качестве полупроводника, но вот способ сделать солнечную батарею из более доступных материалов, чтобы лично увидеть, как это работает.

Солнечна батарея своими руками. Инструкция по применению

Солнечная электроэнергия в нынешнее время — это вполне реальное явление. Этот способ интересовал людей очень давно, но стал широкодоступен совсем недавно. Солнечная батарея для дома своими руками легка в изготовление. Она относительно недорога и обойдётся рядовому человеку в пределе трехсот-четырехсот долларов. Как сделать солнечную батарею своими руками? — довольно распространенный вопрос, ответ на который вы найдете в написанном ниже материале.

Солнечная батарея, что это такое?

Устройство солнечной батареи очень простое. Основная составляющая — фотоэлементы, превращающие излучение солнца в пригодную для использования электроэнергию. Все генераторы располагаются в одном корпусе, что позволяет защитить их от воздействия погодных условий и повреждений механического характера.

Принцип работы

Чтобы понять, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо знать, как она работает. Ее основные составляющие следующие:

1. Солнечная батарея. Основная задача — деление получаемой энергии на частицы с «+» и «-» зарядом, таким образом, образуется электроэнергия. Недостаток элемента — небольшая производимость, не превышающая 0,5 вольт. Соответственно, чтобы получить желаемые 220 вольт понадобятся конструкции внушительных размеров. Хотя, средняя по размерам батарея с легкостью способна создать напряжение в 18 вольт, которого вполне хватит для подзарядки входящего в состав аккумулятора мощностью 12 вольт.
2. Аккумуляторные батареи. Конструкция солнечных батарей одновременно используют несколько таких блоков, каждый из которых состоит из десяти и более аккумуляторов. Это объясняется тем, что одна 12 вольтная батарея не способна электрифицировать весь дом, а вот их группа, это уже совсем другой разговор. Несомненно, все будет завысить от общего количества необходимой энергии. По надобности вы сможете увеличивать или уменьшать выдаваемую вашей станцией мощность, что естественно потребует изменения количества солнечных элементов.
3. Преобразователь (инвертор) — устройство преобразовывающее ток с низким напряжением в электроэнергию с высоким напряжением. Его можно приобрести практически в любом специфическом магазине по относительно невысокой цене.

Особенности солнечной батареи

Солнечная панель — конструкция, дающая электроэнергию, получая ее путем преобразования солнечных лучей. Эти системы отвечают за бесперебойное, надежное и экономичное энергообеспечение дома. Их установка особо актуальна в тех местах, где довольно часто возникают перебои в подаче электроэнергии, а также в труднодоступных для подъезда транспортом местах.

Данное устройство практично и экономно. Солнечная батарея своими руками из подручных материалов позволит значительно сэкономить на оплате «за свет» и оптимизировать электрозатраты дома.

Каскад солнечных батарей

Преимущества и недостатки солнечной батареи

Несомненно, такое устройство и его установка имеют ряд преимуществ и недостатков. Рассмотрим их более подробно.

Преимущества:

1. Отсутствие большого количества кабелей и простота установки.
2. Довольно дешевое и быстрое обслуживание.
3. Отсутствие каких-либо выбросов в атмосферу.
4. Не большой вес.
5. Большой срок эксплуатации.
6. Отсутствие зависимости от электросети.
7. Бесшумность работы.
8. Отсутствие подвижных частей конструкции.

Несмотря на большое количество плюсов, все же можно выделить некоторые минусы. К основным недостаткам относятся:

1. Довольно трудоемкий и длительный процесс изготовления.
2. Чувствительность к загрязнению.
3. Работа только в дневное время.
4. Зависимость от погодных условий.
5. Работа только в светлое время суток.

Выбор составляющих для изготовления солнечной батареи

Изготовление солнечной батареи своими руками довольно легкий, но в тоже время трудоемкий процесс, требующий некоторых знаний. Прежде всего, необходимо рассчитать количество и мощностные показатели комплектующих.

Солнечная батарея своими руками довольно универсальна и состоит из ряда компонентов. Ее основной элемент — фотоэлементы, изготовленные из кремния. Они имеют неплохие химические и физические свойства. Наиболее выгодные и надежные варианты приобретения необходимых элементов — закупка товара в интернете. Там они всегда есть в нужном количестве и стоят намного дешевле, нежели где-либо еще. Кроме этого, большинство продавцов предлагают своим клиентам готовые комплекты, которые укомплектованы всем необходимым для сборки системы.

Во избежание любых недоразумений, выбирая и приобретая фотоэлектрические панели, специалисты советуют прислушиваться к следующим советам:

1. Для того, чтобы ваша солнечная батарея могла подзаряжать аккумулятор мощностью 12 вольт, необходимо приобрести минимум тридцать шесть элементов, каждый из которых воспроизводит напряжение в 0,5 вольт.
2. Делая выбор фотоэлементов, нужно обращать внимание на уровень энергопотребления и применять при изготовлении модуля фотоэлементы с одинаковыми показателями. Также настоятельно рекомендуется использовать в одном модуле запчасти одного и того же производителя, а не устанавливать то, что дешевле.
3. Для уменьшения вероятности выхода фотоэлемента со строя, настоятельно рекомендуется использовать изделия с напаянными проводниками.

Кроме того, при приобретение необходимых элементов, следует подумать не только о внутренних комплектующих, но и о каркасе. Материалом для каркаса может послужить:

1. Стальные уголки.
2. Оргстекло.
3. Поликарбонат.
4. Брусок из дерева.
5. Листы ДВП.

Параметры батареи

Освещение от солнечных батарей своими руками, а точнее их установка — дело посильное. Для получения максимальной полезности такой батареи, следует учитывать ее характеристики и функциональные особенности. Основные требования следующие:

1. Первым делом рекомендуется производить сборку каркаса, а уже потом собирать само изделие. Это объясняется очень высокой хрупкостью оборудования.
2. Размер панели выбирается от функциональной загруженности, но стоит помнить, что чем больше коробка, тем больше элементов необходимо в ней разместить.
3. Бортики корпуса батареи должны быть минимальны по высоте, дабы их тень не падала на солнце поглощающие элементы.
4. В связи с тем, что строение будет постоянно поддаваться воздействию атмосферы, его корпус необходимо обработать краской стойкой к влажности.
5. Перед укладкой фотоэлементов по всему периметру корпуса размещается подложка.

Как сделать солнечную батарею своими руками?

Солнечная батарея своими руками из подручных средств, реально ли это? Да, это вполне реально. Как сделать солнечную батарею? Такое довольно популярное среди населения строение потребует приобретения специальных улавливающих лучи солнца элементов. Их покупка в новом состоянии довольно дорога, проще купить готовую батарею и не морочить себе голову. Поэтому рекомендуется приобретать данные элементы уже бывшие в использовании, возможно немного поврежденные, но еще пригодные к работе.

Составные элементы будущей солнечной батареи

Важно! Покупайте пару запасных улавливателей, чтобы в случае неработоспособности какого-то из них вы смогли его выкинуть из цепи и установить другой. Храните их в труднодоступном месте, куда никто не доберётся и не повредит их.

Процесс изготовления

Рассчитываем необходимые размеры и изготавливаем дно корпуса.

1. По всему периметру полученного листа набиваем брус толщиной 2-2,5 см, который будет осуществлять роль бортов.
2. По все длине брусков с междуосевым расстоянием в 20 см сверлятся отверстия d=10 мм, которые будут предотвращать перегрев системы, и через которые будет производиться вентиляция.
3. Укладываем подстилку, на которую в дальнейшем будут укладываться солнечные элементы. Для этой цели используется вырезанная четко по размерам плита ДВП.
4. Подстилка оснащается отверстиями небольшого диаметра, расположенными друг от друга на расстоянии равным 4-5 см.
5. Изготавливаем крышку: берем оргстекло, отрезаем его строго по необходимым размерам и крепим к корпусу, используя для этого саморезы.
6. Получившийся корпус покрываем двумя слоями краски и даем высохнуть.
7. Достаем элементы батареи и бережно выкладываем их на подложку, после чего проводим их соединение.

   Соединяем элементы солнечной батареи

8. После соединения и переворачивания всех рядок производим их прикрепление к подложке путём нанесения силикона.
9. Проверяем работоспособность конструкции. Берем измерительный прибор и проверяем напряжение.
10. Если получение напряжения соответствует норме, то впаиваем в систему небольшой диод, назначение которого — предотвращение разрядки аккумулятора.
11. Выводим все провода и проводим крепление крышки.

Важно! Выполняя спайку, будьте очень внимательны. Соединяйте элементы по частям, так, как при соединении сразу всех элементов, в конечном итоге вы не сможете перевернуть их или же попросту повредите соединение. Лучше всего производить соединение по рядам, а уже потом собирать все в кучу.

После выполнения всего вышесказанного строительство солнечной батареи можно считать завершенным. Да, после ввода ее в эксплуатацию необходимо некий промежуток времени понаблюдать за тем, может ли она подзаряжать аккумулятор, так, как довольно часто в результате повреждения при сборке подзарядка не осуществляется. Бывают случаи, что аккумуляторы для солнечных батарей своими руками повреждены. В любом случае необходимо еще раз внимательно проверить все соединения и устранить неисправность. Далее проводим герметизацию всех отверстий стыков соединений.

Важно! Герметизация вентиляционных отверстий не проводится.

Теперь вы знаете, как сделать солнечную батарею в домашних условиях. Далее нужно выбрать подходящее для установки место. Само собой, оно должно быть хорошо освещённым и большую часть времени находиться под лучами солнца. Если же вы решите разместить ее на крыше, то, скорее всего, нужно будет установить дополнительные опоры, которые будут поддерживать сооружение.

Чем больше площадь солнечной батареи — тем меньше затраты на отопление

Выводы

Теперь вы знаете, что солнечная батарея для частного дома своими руками довольно проста в возведении. Существует несколько рекомендаций, которых следует придерживаться при ее построении:

1. Длина проводника, который соединяет солнечные ячейки в единую целую систему, должна быть такая же, как и длина элементов, не больше. При этом берётся во внимание размер каждого отдельно взятого фрагмента.
2. Количество наносимого для спайки олова должно быть минимально, так, как оно очень долго и плохо греется, что будет требовать довольно сильного нажатия карандаша паяльника на пластину.
3. Изначально изготавливайте корпус для батареи, а уже потом вставляйте ячейки с проводниками. Это позволит значительно снизить риск получения каких-либо повреждений.

Теперь вы знаете, как сделать дома солнечную батарею, надеемся, данная статья была вам полезной.

Вас могут заинтересовать:

Как сделать очень дешевый самодельный фотоэлектрический солнечный элемент

Солнечный элемент — это основной элемент солнечной панели, устройства, преобразующего солнечный свет в электричество. Профессионально сделанные солнечные элементы сделаны из специального полупроводникового материала, зажатого между металлическими контактами и слоем неотражающего стекла. Полупроводник специально сделан так, чтобы быть чувствительным к фотоэлектрическому эффекту и реагировать на свет, высвобождая поток электронов. Хотя эти материалы дороги, вы можете сделать свой собственный солнечный элемент дома из материалов, которые намного дешевле и легче найти.Самодельный солнечный элемент идеально подходит для демонстраций в научных классах, научных ярмарок и даже для питания ваших собственных небольших устройств.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Самодельный солнечный элемент, сделанный из медного листа и соленой воды, может дать представление о физике фотоэлектрического эффекта.

Нагрейте медный лист

Зажгите пропановую горелку и возьмите ее в одну руку. Другой рукой возьмите лист меди с помощью щипцов. Подержите лист меди в огне.Нагрейте медь, пока участок под пламенем не станет раскаленным докрасна в течение как минимум минуты.

Положите медный лист на огнеупорную поверхность. Снова возьмите его щипцами, чтобы вы могли удерживать другое место и нагреть горелкой новый участок. Повторяйте этот процесс, пока не обработаете несколько разных точек на медном листе.

Положите медный лист на огнеупорную поверхность и дайте ему остыть до температуры воздуха. Области, которые вы нагревали, должны быть черными, хотя могут присутствовать и другие цвета.

Подготовка первого провода

Зачистите 1 дюйм изоляции с каждого конца одного медного провода с помощью приспособлений для зачистки проводов. Прикрепите один конец провода к медному листу зажимом типа «крокодил». Убедитесь, что он прижат к чистой, непрозрачной меди.

Подготовка солевой смеси

Смешайте соль в стакане воды до тех пор, пока она не перестанет растворяться. На данный момент солевой раствор имеет максимальную крепость. Нанесите несколько капель соленой воды на разные почерневшие участки меди.Из-за микроскопических неровностей на поверхности меди каждая капля дает разные результаты.

Подготовка второго провода

Зачистите один конец изоляции с каждого конца другого провода с помощью приспособлений для зачистки проводов. Поместите один конец этой проволоки в одну из капель солевого раствора на почерневших участках меди. Поместите груз на проволоку, чтобы удерживать ее на месте. Теперь фотоэлемент готов. Если подсоединить другие концы проводов к маленькой лампочке, когда ячейка находится под прямыми солнечными лучами, она загорится.Если вы подключите их к вольтметру, вы сможете увидеть, какое напряжение вырабатывает ваш солнечный элемент.

Электрохимия — Сделайте солнечную батарею на своей кухне

Сделайте солнечную батарею на своей кухне

Солнечный элемент — это устройство для преобразования энергии из солнце в электричество. Высокоэффективная солнечная ячеек, которые вы можете купить в Radio Shack и других магазинах, сделаны из высокотехнологичного кремния и требуют огромных фабрики, высокие температуры, вакуумное оборудование и много денег.

Если мы готовы пожертвовать эффективностью ради способности делать собственные солнечные батареи на кухне из материалов из хозяйственного магазина мы можем продемонстрировать рабочий солнечный элемент примерно за час.

Наши солнечные батареи сделаны из оксида меди вместо кремний. Закись меди — один из первых известных материалов. для отображения фотоэффекта , в котором свет заставляет электричество течь в материале.

Размышления о том, как объяснить фотоэлектрический эффект, что привело Альберта Эйнштейна к Нобелевской премии по физике, и к теории относительности.

Материалы, которые вам понадобятся

Фотоэлемент изготавливается из следующих материалов:

1. Лист меди из строительного магазина. Обычно это стоит около 5 долларов за квадратный фут. Нам понадобится примерно пол квадратного фута.
2. Два провода с зажимом типа «крокодил».
3. Чувствительный микроамперметр, считывающий токи от 10 до 50 мкА. Radio Shack продает маленькие ЖК-мультиметры, которые подойдут, но я использовал небольшой лишний метр с иглой.
4. Плита электрическая. Моя кухонная плита газовая, поэтому я купил небольшая электрическая плита с одной конфоркой примерно за 25 долларов. В маленькие 700-ваттные горелки, вероятно, не подойдут — моя 1100 Вт, поэтому конфорка раскаливается докрасна.
5. Большая прозрачная пластиковая бутылка, у которой можно отрезать верхнюю часть. Я использовал 2-литровую бутылку с родниковой водой. Большой ротовой стакан jar тоже подойдет.
6. Соль поваренная. Нам понадобится пара столовых ложек соли.
7. Водопроводная вода.
8. Наждачная бумага или проволочная щетка на электродрели.
9. Ножницы для резки листового металла.

Как построить солнечную батарею

Моя горелка выглядит так:

Первым делом нужно вырезать кусок медной пленки. это примерно размер горелки на плите. Вымойте свой руки, чтобы на них не было смазки или масла. потом промойте медный лист с мылом или моющим средством, чтобы удалить масло или смажьте его.Используйте наждачную бумагу или проволочную щетку, чтобы тщательно очистить медь. защитное покрытие, так что любая сульфидная или другая легкая коррозия удаленный.

Затем поместите очищенный и просушенный медный лист на горелку. и включите горелку на максимальную мощность.

Когда медь начнет нагреваться, вы увидите красивое окисление. начинают формироваться узоры. Апельсины, пурпур и красный покроют медь.

По мере того, как медь нагревается, цвета заменяются черным. покрытие оксид меди .Это , а не оксид мы хотим, но позже он отслоится, показывая красные, оранжевые, розовые и пурпурные цвета слоя закиси меди внизу.

Последние цветные пятна исчезают, когда горелка начинает светиться красным.

Когда горелка раскалится докрасна, лист меди будет покрытый черным слоем оксида меди. Пусть варится на половину час, поэтому черный налет будет густым. Это важно, так как толстый слой будет хорошо отслаиваться, а тонкий слой останется прилипшим к меди.

По прошествии получаса варки выключите конфорку. Оставьте горячую медь на горелке, чтобы она медленно остыла. Если охладить его слишком быстро, черный оксид останется прилип к меди.

По мере охлаждения медь дает усадку. Черный оксид меди также дает усадку. Но они сжимаются с разной скоростью, поэтому отслаивается черный оксид меди.

Маленькие черные хлопья соскальзывают с меди с достаточно силы, чтобы заставить их пролететь несколько дюймов.Этот означает немного больше усилий по очистке вокруг плиты, но на это интересно смотреть.

Когда медь остынет до комнатной температуры (это займет около 20 минут) большая часть черного оксида исчезнет. Легкая очистка руками под проточной водой удалите большую часть мелких биты. Не поддавайтесь искушению удалить все черные точки с помощью жесткая очистка или сгибание мягкой меди. Это может повредить тонкий слой красной закиси меди, необходимый для работы солнечных элементов.

В остальном сборка выполняется очень просто и быстро.

Отрежьте еще один лист меди примерно того же размера, что и первый. Осторожно согните обе части, чтобы они вошли в пластиковую бутылку. или банку, не касаясь друг друга. Покрытие из оксида меди то, что было направлено на горелку, обычно лучше всего наружу в банке, потому что у нее самая гладкая и чистая поверхность.

Присоедините два провода зажима типа «крокодил», один к новой медной пластине, и один к пластине, покрытой оксидом меди.Подключите провод от чистую медную пластину к положительной клемме счетчика. Подключите провод от пластины с оксидом меди к отрицательному терминал счетчика.

Теперь смешайте пару столовых ложек соли с горячей водой из-под крана. Размешайте соленую воду, пока вся соль не растворится. Затем осторожно вылейте соленую воду в банку, стараясь не чтобы намочить провода зажима. Соленая вода не должна полностью накройте тарелки — вы должны оставить около дюйма тарелки над водой, поэтому вы можете перемещать солнечный элемент без намочить зажим ведет.

На фото выше виден солнечный элемент в моей тени, когда я снимал картина. Обратите внимание, что измеритель показывает около 6 мкА. тока.

Солнечный элемент — это батарея, даже в темноте, и обычно покажите несколько микроампер тока.

На фото выше показан солнечный элемент на солнце. Обратите внимание, что метр подскочил примерно до 33 микроампер. тока. Иногда будет зашкаливать 50 мкА, раскачиваясь игла до упора вправо.

Как оно это делает?

Оксид меди — это тип материала, который называется полупроводником . Полупроводник находится между проводником, где электричество может течет свободно, и изолятор, где электроны прочно связаны к своим атомам и не текут свободно.

В полупроводнике есть щель, называемая запрещенной зоной между электроны, которые прочно связаны с атомом, и электроны находящиеся дальше от атома, которые могут свободно перемещаться и проводить электричество.

Электроны не могут оставаться в запрещенной зоне. Электрон не может получить немного энергии и отойти от ядра атома в запрещенную зону. Электрон должен набрать достаточно энергии, чтобы двигаться дальше от ядра, вне запрещенной зоны.

Точно так же электрон вне запрещенной зоны не может немного потерять немного энергии и упасть чуть ближе к ядру. Он должен потерять достаточно энергии, чтобы преодолеть запрещенную зону. область, где разрешены электроны.

Когда солнечный свет попадает на электроны в закиси меди, некоторые из электроны получают достаточно энергии от солнечного света, чтобы перепрыгнуть через запрещенную зону и стал свободным проводить электричество.

Свободные электроны перемещаются в соленую воду, затем в чистую медную пластину, в провод, через счетчик и обратно к пластине с закисью меди.

По мере того, как электроны проходят через счетчик, они выполняют работу, необходимую для переместите иглу. Когда тень падает на солнечный элемент, меньше электронов пройдитесь по глюкометру, и стрелка снова опустится вниз.

Примечание о мощности

Ячейка вырабатывает 50 микроампер при 0,25 вольт.
Это 0,0000125 Вт (12,5 мкВт).
Не ждите, что вы зажжете лампочки или зарядите батареи с помощью это устройство. Его можно использовать как датчик света или люксметр, но потребуются акры их, чтобы привести в действие ваш дом.

0,0000125 Вт (12,5 микроватт) для ячейки 0,01 квадратного метра, или 1,25 милливатт на квадратный метр. Чтобы зажечь 100-ваттную лампочку, необходимо для солнечной стороны потребовалось бы 80 000 квадратных метров закиси меди, и 80 000 квадратных метров меди для темного электрода.Чтобы запустить 1000 ватт плита, вам понадобится 800000 квадратных метров закиси меди, а еще 800 000 квадратных метров простой меди, или 1 600 000 квадратных метров вместе. Если бы это было крышей дома, каждый дом был бы 282 метра. длиной и шириной 282 метра, если предположить, что все, для чего им нужно электричество, было одна плита.

На 1 600 000 квадратных метров приходится 17 222 256,7 квадратных футов. Если медная пленка стоит 5 долларов за квадратный фут, сама медь будет стоить 86 110 283,50 долларов США.Сделав его в одну десятую толщины, можно это снизить. до 8 611 028,35 долл. США. Поскольку вы покупаете оптом, вы можете получить его вдвое дешевле, или около 4 300 000 долларов США.

Если бы вы использовали кремниевые солнечные панели стоимостью 4 доллара за ватт, вы могли бы использовать те же самые плита за 4000 долларов. Но панели будут всего около 10 квадратных метров.

Или примерно за доллар вы можете построить солнечную печь из алюминиевой фольги и картона. Примерно за 20 долларов вы можете построить очень красивую параболическую солнечную плиту из полированного алюминия.

Следующий: плоская солнечная батарея .

Вкусные

Некоторые из моих других веб-сайтов:

---

Отправить письмо на Саймон Квеллен Филд через [email protected] > Google

Как построить солнечную панель с нуля

Коммерческие солнечные панели по-прежнему довольно дороги, но в этом нет необходимости.Солнечные элементы доступны от ряда поставщиков по всему миру и могут быть легко собраны в вашу собственную солнечную панель, изготовленную по индивидуальному заказу.

Напряжение ячеек

Хорошая вещь в создании собственной солнечной панели заключается в том, что вы можете сделать ее в соответствии со своими потребностями. Солнечные элементы обычно доступны с напряжением 0,5 В и различными выходными мощностями. Их можно соединить последовательно, чтобы получить любое необходимое выходное напряжение, кратное 0,5 В. Если вы хотите зарядить батарею глубокого разряда 12 В для автономной работы, вам понадобится панель 18 В, которая будет состоять из 36 последовательно соединенных ячеек (36 x 0.5 В = выход 18 В). Вам нужно 18 В, чтобы батарея могла заряжаться даже тогда, когда панель не находится на ярком солнце.

Чтобы уменьшить количество необходимых элементов, вы можете попробовать разделить солнечные элементы, чтобы получить более высокое напряжение от каждой ячейки.

Солнечные батареи 0,5 В

Выходная мощность солнечной панели

Второе соображение — это требуемая выходная мощность. Чтобы рассчитать, сколько солнечных элементов вам нужно, разделите общую мощность, которая вам нужна, на мощность каждой ячейки. Например, если вам нужна панель мощностью 200 Вт и вы используете ячейки 4 Вт, тогда вам потребуется 200 Вт / 4 Вт = 50 ячеек.Важно отметить, что выходная мощность не зависит от того, подключены ли элементы последовательно или параллельно. Вы можете прочитать эту статью о том, как правильно подобрать солнечную панель для вашего дома, чтобы оценить энергопотребление вашего дома. Также доступна электронная таблица, которая поможет вам в расчетах энергопотребления в домохозяйстве.

Каркас солнечной панели

Наконец, вам понадобится каркас для солнечных батарей. Солнечные элементы чрезвычайно хрупкие и нуждаются в защите, как правило, листом плексигласа или стеклом.Кроме того, вам необходимо защитить заднюю часть ячеек, хотя этот лист не обязательно должен быть прозрачным и может быть сделан из дерева, фанеры, стекла или пластика. Вам также понадобится сделать каркас, который прикреплен к основе для крепления панели.

Как собрать панель

В этом руководстве мы создадим небольшую панель мощностью 36 Вт, хотя методология создания более крупных панелей мощностью 200 или 300 Вт одинакова.

Что вам понадобится для одной панели

• 9 солнечных элементов (0.5V 4W) — Купить здесь
• 2 листа безопасного / небьющегося стекла толщиной 3 мм 0,5 м x 0,6 м (20 ″ x 24 ″) — Купить здесь
Силиконовый герметик
• — Купить здесь
• Solar Bus Wire — Купить здесь
• Solar Tabbing Wire — Купить здесь
• Flux Pen / Solar Pen — Купить здесь
Паяльник
• — Купить здесь — Купить здесь

Как собрать панель

Сначала вам нужно начать с планирования компоновки панели. Обычно это делается в соответствии с пространством, которое у вас есть для панели, вы можете быть ограничены длиной или шириной панели, и вы можете настроить другие размеры в соответствии с вашими требованиями.Для 9 солнечных элементов использовался лист стекла 0,5 x 6 м (20 ″ x 24 ″), и элементы были расположены, как показано ниже:

Следующий шаг и, возможно, самый трудоемкий шаг в создании вашей панели — это установка ваших солнечных батарей. Вы можете купить элементы с вкладками, и это рекомендуется, если вы не знакомы с использованием паяльника, хотя большинство поставщиков солнечных элементов предоставят вам элементы без вкладок. Это несложно, если у вас есть правильная техника, но вам может потребоваться сначала попрактиковаться на одной или двух ячейках, так как соединительную проволоку нелегко удалить.

Обрежьте провод для язычков немного (1 см / 1/2 дюйма) по длине одной ячейки для концевых выступов и удвойте длину каждой ячейки для соединительных выступов. Теперь начните припаивать провод к солнечному элементу. Сначала проведите фломастером линию по длине серебряных линий табуляции. Выровняйте провод для выступов по линиям выступов, а затем пропустите горячий паяльник по длине выступа. Не оставляйте паяльник на одном участке слишком долго, так как он перегреется и повредит элемент.Нет необходимости добавлять припой к проводу, так как проводник поставляется предварительно припаянным.

Вот видео-инструкция по припаивке вкладок к солнечным элементам:

После того, как вы разместили все ячейки вкладками, вам нужно соединить их вместе. Передняя часть каждой ячейки отрицательна, а задняя часть ячейки — положительна. Их необходимо соединить последовательно, как батареи, чтобы сформировать цепочку ячеек задом наперед. Припаяйте соединительные провода от задней части одной ячейки к передней части соседней ячейки, пока вы не закончите каждую линию.Затем вы используете провод шины для соединения линий. Конечный план должен выглядеть как на схеме ниже:

Помните при соединении линий, что они тоже должны быть соединены положительным полюсом с отрицательным, поэтому соседние линии должны проходить в противоположных направлениях.

Когда вы закончите соединять ваши линии вместе, у вас должна быть одна положительная шина и одна отрицательная шина, которые будут выходами вашей солнечной панели. Они могут быть подключены к специальной коробке для солнечных панелей или припаяны непосредственно к проводам для небольших панелей.

После того, как провода шины готовы, вы можете добавить защитное стекло или покрытие из плексигласа на солнечные элементы. Нанесите непрерывную полоску силикона по периметру подложки, а затем осторожно опустите стекло на подложку поверх ячеек. Силикон должен образовывать сплошное уплотнение по краям панели, и теперь ячейки будут защищены.

Скрепите вместе стекло и заднюю панель (в данном случае задняя панель также представляет собой стеклянный лист) и дайте силикону затвердеть в течение ночи.

Установите клеммную коробку на опорную плату и припаяйте клеммы исходящей шины к клеммной колодке. Коробку можно закрепить винтами на деревянной подложке или прикрепить силиконовой подкладкой, если используется стеклянная подложка.

Наконец, прикрепите любой монтажный кронштейн к задней панели, и ваша солнечная панель готова.

Подключите его к солнечному контроллеру заряда для зарядки аккумуляторов или подключите напрямую к нагрузке постоянного тока.Если вы запитываете нагрузку переменного тока, вам необходимо подключить силовой инвертор, прочтите это руководство по выбору силового инвертора.

Прочтите наше полное руководство по переходу на солнечную энергию для получения дополнительной информации о проектировании системы солнечной энергии.

Как сделать солнечную батарею (самодельную солнечную батарею) из медного листа

Вы можете сделать солнечную батарею для выработки электричества от солнца, используя лист меди. Нагревая медь и охлаждая ее, как показано на видео ниже, вы формируете оксид меди (Cu ₂ O), также известный как оксид меди, слой на нем.Этот слой — полупроводник. Самые современные солнечные батареи работать с полупроводником из обработанного кремния.

Обратите внимание, что это не дает полезного количества электричество, в отличие от кремния и других коммерческих солнечных батарей, но это весело сделать. Вам понадобятся акры этих медных солнечных батарей для питания вашего дом.

Обратите внимание, как ближе к концу видео эффект демонстрируется измерение силы тока солнечной батареи при солнечном свете.Когда солнечный свет заблокирован, ток падает.

Для тех, кому интересно узнать об этом эффекте, вот несколько исследовательских работ. о солнечных элементах с закисью меди:

1. Солнечные элементы на основе оксида меди (I) (Cu ₂ O) — обзор (PDF-файл), Abdu, Y. and Musa, A.O
2. Производство закиси меди, материала солнечных элементов, термическим способом. окисление и изменение его физических и электрических свойств, А.О Муса, Т. Акомолафе, М.Дж. Картер

Самая простая в изготовлении схема — это та, что используется в приведенном выше видео и показано на следующей диаграмме. Убедитесь, что провода, соединить две пластины выше уровня воды. Электрический контур замыкается за счет самой соленой воды. Соль делает комбинация воды и соли, способная проводить электричество. Убедись у вас есть амперметр, который может отображать в диапазоне от 0 до 50 мкА, так как количество тока, которое производит этот тип элемента, очень мало.

Схема для самостоятельной солнечной батареи в соленой воде.

Экспериментальная установка для тестирования солнечных батарей своими руками.

Как показано выше, соленая вода служит исключительно в качестве проводник заряда с внешней поверхности слоя закиси меди вернуться к медная пластина, которую покрывает оксид меди. В дальнейшем диаграмма иллюстрирует, если вы можете найти способ электрического подключения к слою оксида меди, не закрывая его от солнечного света, то вы можно обойтись без соленой воды и другой медной пластины.Эта проблема состоит в том, что слой оксида меди не проводит электричество через его поверхность, поэтому заряд на поверхности не может сделать это к соединительному проводу. Это была работа соленой воды, другая пластина и соединительные провода выше.

Распределение заряда на солнечном элементе с закисью меди и проводке.

Один из способов сделать это — прижать металлическую сетку к медистому оксид (см. диаграмму ниже.) Некоторое количество солнечного света будет проходить через отверстия в сетке к закиси меди и заставит заряд переместиться в поверхность к сетке. Сетка является проводящей и выдерживает заряд к соединительному проводу. Это будет быть менее эффективным, так как вы блокируете часть медистого оксид с сеткой. Также вы заберете только заряд с закись меди, которая находится рядом с проволочной сеткой.

Фотоэлемент с металлической сеткой своими руками.

Другой возможный способ — использовать стекло с прозрачным электрически проводящее покрытие и прижмите эту проводящую сторону против закиси меди (см. диаграмму ниже). Так как стекло и его покрытие прозрачное, солнечный свет не блокируется. Покрытие все еще может вызывать некоторую потерю пропускания солнечного света, но он все равно будет лучше, чем сеточный подход. Пример это стекло с покрытием из диоксида олова, используемое в современной квартире ЖК-экраны компьютеров.Сам я не пробовал этот метод, но если да, пожалуйста, дайте мне знать, как это работает. Если вы сделаете снимок или видео, то я включу его сюда.

Самодельный фотоэлемент со слоем диоксида олова.

DIY Solar — Могу ли я установить солнечные панели самостоятельно?

Как сторонники экологически рационального образа жизни и использования солнечной энергии, мы постоянно получаем этот вопрос. Я должен пойти на солнечную батарею? И если вы посмотрите вокруг, солнечные батареи сегодня повсюду.Вы даже можете найти их в Costco вместе с газонокосилкой и пещерой.

Солнечные панели означают свет или тьму для семьи, живущей в Африке, или семьи, живущей вне сети в Техасе или Калифорнии. Но после Covid-19 мы все начали немного думать о планах на случай непредвиденных обстоятельств. Определенно, есть новый импульс к самообеспечению и устойчивости, и все мы приходим к вопросу о солнечных батареях по нашим собственным причинам — даже если мы не хищники деревьев. Некоторые из нас хотят спасти планету, используя бесконечную чистую энергию от солнца, другие хотят сэкономить много денег на ежемесячных счетах за электроэнергию и заработать привлекательные 30% скидки с федерального налога.Некоторым просто нужно надежное электричество, чтобы жить без электросети.

Перейти на солнечную батарею, начать ферму, сделать все?

Солнечные батареи — прекрасная идея для дома или дачи. И это может увеличить стоимость при перепродаже. Но Могу ли я самостоятельно установить солнечные батареи ? Простой ответ: да, в Соединенных Штатах можно, но нет, если вы живете в Австралии. Более серьезный вопрос, который вам нужно задать себе: Готов ли я рисковать? ? И — планируете ли вы подавать питание в вашу местную энергосистему? Будете ли вы жить в своем доме круглый год — и сколько электроэнергии, по вашему мнению, вам понадобится? Мы создали руководство по использованию солнечных панелей своими руками, чтобы помочь вам в процессе принятия решения на раннем этапе.Прочитав это, стоит обратиться в компанию, которая предлагает солнечный калькулятор, чтобы помочь вам оценить ваши потребности в электроэнергии и сколько будет стоить система с расходами на установку и без них.

Итак, если вы пришли за советом по солнечной энергии, не говоря о киловатт-часах, от которых у вас кружится голова, мы собрали некоторые из основных плюсов и минусов самостоятельной установки или самостоятельной установки солнечных батарей. . Мы собираемся использовать 2 тематических исследования наших друзей из Канады, которые устанавливали солнечные панели в своих домах и пытались самостоятельно обслуживать эти солнечные системы, и что может случиться, если вы сделаете это в одиночку.Прежде чем приступить к установке одной солнечной панели в своем доме, подумайте о том, чтобы поговорить с местным специалистом, чтобы понять все юридические вопросы и законы о зонировании, прежде чем строить, подключать и подключать.

Будете ли вы жить в своем доме в течение всего года — и сколько электроэнергии, по вашему мнению, вам понадобится? Солнечные панели можно легко увеличить, добавив больше панелей, по сравнению с чем-то вроде газогенератора, который ограничен средним размером бензобака.

Не у всех домовладельцев одинаковые потребности и семейные ситуации.Некоторым владельцам домов потребуется достаточно энергии для питания нескольких фонарей и зарядки аккумуляторов мобильных телефонов в ночное время. В других домах может быть больше потребностей в электроэнергии, что связано с посудомоечными машинами, телевизорами и холодильниками. Некоторые дома будут заняты круглый год, что помогает циклически разряжать батарею, в то время как другие системы солнечных панелей нужно будет обслуживать особым образом, если дом не используется постоянно. Вы хотите сдавать недвижимость в аренду через VRBO или AirBNB? Сработало бы это, если бы вы единственный человек, который мог управлять солнечной системой?

7 шагов к самостоятельным солнечным панелям

1. Создайте свою систему с учетом ваших потребностей в энергии
2. Купите оборудование для солнечной системы: солнечные батареи, инверторы, стойки
3. Установите физическое крепление для солнечных панелей на крыше или в саду
4. Подключите солнечные батареи
5. Установить и подключить солнечный инвертор и аккумулятор
6. Подключитесь к основной электрической плате
7. Уведомить местное коммунальное предприятие и запросить PTO (разрешение на включение и подключение к сети — если применимо)

Установка солнечных фотоэлектрических панелей своими руками — Плюсы

Купите комплект в Интернете и сделайте свой дом солнечным, как настоящий Solarpunk!

Пример из практики: мой друг Р.управляет небольшой системой солнечных батарей для питания света, своего мобильного телефона и аккумулятора ноутбука в Онтарио, Канада. В дом приносят свежую родниковую воду, и она использует компостные туалеты, поэтому для работы насосов не требуется электричество. Когда ее партнер умер, она беспокоилась о сохранении самодельной солнечной системы, которую ее партнер построил и поддерживал на протяжении многих лет. Несколько дней она бегала по дому в поисках источника энергии (отключенный свет, разряжающий батарею?), И ей нужно было немного узнать о батареях у местных друзей.В конце концов, она была очень довольна тем, что могла сама поддерживать систему и полагаться на свои собственные силы.

Может быть, вам нужно немного мощности для вашей смещенной по центру кабины A в лесу? Это Стедсанс в Швеции.

Накопление:

Комплекты солнечных фотоэлектрических (фотоэлектрических) панелей «сделай сам» могут потенциально сэкономить вам значительную сумму денег, так как установка панели стоит от 2000 до 5000 долларов в США, или даже более 10000 долларов, когда вы работаете с большой солнечной панелью. инсталляции.Это число может сильно различаться в зависимости от того, где вы живете.

Меньше затрат времени:

Комплект для самостоятельной работы на солнечной энергии, который вы можете найти в местном хозяйственном магазине или в Интернете, идеально подходит для людей, у которых есть сезонная собственность, поскольку вы можете купить менее сложную систему и батарею и быстро запустить ее. Просто убедитесь, что на него есть гарантия.

Вы становитесь самодостаточными:

Установка солнечной системы может вызвать у вас чувство гордости, и когда что-то пойдет не так, вы сможете узнать, что работает и как это исправить.Ваши навыки можно продать или подарить другим людям в вашем сообществе, а когда у вас появятся дети, вы также можете передать им этот важный жизненный навык.

Положите их на свой сортир!

Хотите унитаз с питанием от солнца? Какая-то мощность в старом сарае или сарае для инструментов? Если вы устанавливаете панели самостоятельно, у вас будет больше свободы выбора необычных мест. Может быть, на крыше дома на колесах? Ваша лодка? Solarpunk заселил свой курятник?

Установка солнечных панелей своими руками — Минусы

Пример из практики: Мой друг Финн купил самодельную солнечную энергетическую систему за 20 000 долларов, чтобы привести в действие автономный старый домик, который он купил в лесу в Канаде.Другого источника энергии не было, и ему нужно было электричество для водяных насосов, фонарей, небольших приборов. Финн решил, что он может сам установить, запустить и обслуживать солнечную систему. Это сработало в первое лето, когда они с женой были в домике. После зимы, проведенной вдали от дома, Финн понял, что до зимы он неправильно переключил батареи, и вся его система сгорела и нуждалась в замене. Это был болезненный урок. И это случилось дважды.

Риск поражения электрическим током, повреждения дома, падения с высоты:

Солнечные панели производят электричество и по этой причине могут подвергнуть вас и вашу собственность риску из-за неисправности электрических цепей.Большинство систем необходимо устанавливать в качестве крепления на крыше или на земле, и установка их на определенной высоте, необходимой для сбора солнечных лучей, может быть опасной, если вы упадете или что-то упадет на вас. В некоторых странах установка вашей собственной системы является незаконной.

Знать, где установить:

Каждое животное должно собирать как можно больше солнца большую часть года. Если ваше крепление не может вращаться, вам лучше убедиться, что вы знаете, как работают солнечные часы, прежде чем выбирать место для крыши и заднего двора.Вы хотите собирать большую часть солнечных лучей в течение большей части года.

Фотоэлектрические панели низкого качества:

Если вы покупаете одну из систем на Amazon или в местном магазине Costco, скорее всего, потребительские бренды не так надежны, как системы, приобретаемые компаниями по установке солнечных панелей, которые могут покупать лучше оптом. Если вы хотите, чтобы ваша система прослужила десятилетие или чуть больше, это решение, вероятно, подойдет. Ожидается, что более надежные системы прослужат до 30 лет.

Необходимо немного разбираться в технике:

Если вы думаете, что AC / DC Current — это рок-группа 70-х, вы можете попросить профессиональную помощь.

У вас повышенная потребность в энергии:

Если у вас высокие или непостоянные потребности в энергии, например, в стиральных машинах, холодильниках или телевизорах, учтите, что повышенные потребности в энергии — особенно зимой — требуют более сложной электрической системы. Подумайте о том, чтобы нанять профессионала, который поможет вам управлять потребностями в хранении данных и правильно циклически заряжать аккумулятор, когда ваши потребности в энергии меняются.

Лимиты на налоговые льготы, зеленые тарифы:

Если вы купите солнечную панель «сделай сам», вы ограничите возможность подключения к ближайшей электросетевой компании.Это означает, что вы не получите налоговых льгот или пассивного дохода, продав неиспользованную электроэнергию обратно энергетической компании. Если это все равно для вас, то вперед.

Недвижимость на время отпуска:

Мы арендовали дом, который работал на солнечной энергии, и инструкции по его использованию были сложными и неопределенными, потому что это была самодельная система. За кофемашиной на стене было несколько ручек, и мы никогда не были уверены, что они были на правильных настройках.Профессиональные сборки могут дать незнакомым конечным пользователям больше уверенности в том, что они находятся в безопасном и хорошо организованном доме для аренды AirBNB или VRBO, и что они смогут наслаждаться ожидаемым ими комфортом без кондиционирования воздуха — потому что солнечная энергия! В этой связи ваш дом на солнечной энергии может стать отличным фильтром для тех экологических клиентов, к которым вы хотите приехать и остаться в нем.

Оформление документов :

Если вы не используете небольшую систему в уютной хижине в лесу (хорошо на открытой местности в лесу, чтобы поймать солнце!), Вам нужно будет подать некоторые документы в местные органы власти.Компании по производству солнечных панелей, которые делают это ежедневно, могут подавать документы, когда они спят. Вы, наверное, нет. Посмотрите, что это значит для вас и штата, в котором вы планируете установить солнечные панели.

Оплата труда по завышенным ценам:

Если вы посмотрите на жилую солнечную установку, бригады отправляются в дни строительства. Посмотрите в Интернете и посчитайте. Хотя компании, устанавливающие солнечные батареи, заявляют, что они берут всего 10% за рабочую силу, во многих случаях стоимость рабочей силы устанавливается на уровне стоимости оборудования.Проявите должную осмотрительность. С другой стороны, неплохо создать рабочие места на местах.

Выводы о плюсах и минусах солнечных батарей своими руками — стоит ли устанавливать панели самостоятельно?

• Возможна установка «сделай сам» по гораздо более низкой цене, чем профессиональная установка солнечных панелей
• Если вы выберете путь «сделай сам», вам нужно будет многому научиться и подать документы, вероятно,
• Если вы удобный человек или воображаете себя кем-то, кто хочет им быть, и у вас есть время и энергия, пройдите по маршруту DIY солнечных панелей
• Если вы ищете хорошее решение для жилого дома, мы рекомендуем вам связаться с местной компанией, производящей солнечные панели, для получения предложения.Вы будете получать льготные тарифы и налоговые льготы, которые окупят вашу систему примерно через 10-15 лет

Связанные

Комментарии

комментарии

Как сделать солнечную панель своими руками с нуля

Хотя цена на солнечные панели резко упала в последние годы, они все еще слишком дороги для многих людей. Если вы хотите получить все преимущества солнечной энергии, будь то сокращение выбросов углекислого газа или снижение счетов, есть ли другой способ сделать это?

Можете ли вы построить свои собственные солнечные панели своими руками и сэкономить деньги, изучая новые навыки?

Вам будет приятно узнать, что вы можете.Хотя это может показаться сложным, ничто не мешает вам купить все компоненты и создать солнечную панель с нуля. Как всегда, если у вас небольшой опыт работы с электричеством, рекомендуем обратиться за консультацией к квалифицированному электрику.

В этом руководстве мы покажем вам, как:

• Собрать компоненты
• Присоединить ячейки
• Подключить ячейки
• Сконструировать коробку
• Добавить защитное оргстекло
• Установить панель, готовую к использованию.

Итак, первый шаг — собрать все необходимые компоненты. Некоторые из них могут быть уже у вас, а другие легко найти в местном хозяйственном магазине или в Интернете.

Этап 1 — Компоненты солнечной панели своими руками

Для создания солнечной панели своими руками вам понадобится ряд компонентов, в том числе:

• Солнечные элементы
• Кабельный провод
• Провод шины
• Паяльник
• Флюс-ручка
• Дерево
• Фанера или акриловый лист
• Винты
• Клей для дерева
• Сверло
• Мультиметр
• Силиконовый герметик
• Кусачки / плоскогубцы

Самым важным компонентом, конечно же, являются солнечные элементы, обеспечивающие питание для ваших панелей.

Шаг 1 — Солнечные элементы

Фотоэлектрические солнечные элементы лежат в основе солнечной панели и преобразуют энергию солнечного света в электричество, которое вы можете использовать и хранить. Есть много типов ячеек, производимых в таких странах, как США, Китай, Япония и Германия.

Эти ячейки очень легко найти в Интернете, и вы даже можете купить их на месте. Как всегда, проверяйте отзывы, чтобы убедиться, что вы покупаете компоненты с хорошей репутацией, потому что экономия на качестве для экономии денег может иметь неприятные последствия.

Хотя существуют различные типы ячеек, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, лучшим типом для домашнего использования являются поликристаллические элементы. Они предлагают хорошее соотношение цены и эффективности и очень долговечны. Вы можете рассчитывать заплатить около 1,50 доллара за ватт за эти элементы.

Шаг 2 — Сколько ячеек?

Естественно, еще нужно определиться, сколько ячеек вам нужно. Если вы не знаете, как рассчитать, сколько энергии вам нужно от вашей солнечной панели, вы можете ознакомиться с нашим полезным руководством.

При покупке ячеек в спецификации производителя указывается их емкость, так что вы можете легко определить, сколько вам нужно. Мы рекомендуем купить несколько дополнительных, потому что аварии неизбежны, и у вас будут поломки.

Некоторые производители покрывают ячейки защитным воском перед отправкой, поэтому смывайте его горячей, а не кипящей водой.

Шаг 3 — Тестирование ячеек

Перед тем, как вы начнете работать со своими ячейками, рекомендуется протестировать их, чтобы вы могли отклонить любые дефектные блоки.Поместите ячейки на солнечный свет и на чистую поверхность положительной стороной вверх.

С помощью мультиметра проверьте каждую ячейку, ища напряжение около 0,5 В для ячейки 1,75 Вт. Если вы обнаружите, что значение значительно меньше этого, вероятно, ячейка неисправна. Таким же образом проверьте усилители на оптимальный ток около 3,5 А.

Этап 2 — Присоединение ячеек

Следующий этап включает прикрепление ячеек к опорной плите. В качестве небольшого совета вы должны носить перчатки и осторожно обращаться с клетками, потому что они очень хрупкие.Для дополнительной безопасности при пайке надевайте маску и защитные очки.

Шаг 1. Подложка

Чтобы начать процесс сборки солнечной панели своими руками, прикрепите элементы к подложке из непроводящего материала, такого как пластик, стекло или дерево. Дерево — хороший вариант, потому что его легко сверлить и резать, но многие люди предпочитают использовать лист акрила.

Разложите ячейки в выбранной конфигурации перед измерением и обрезкой доски по размеру, добавив еще примерно 2.5 см / 1 дюйм для шинных проводов в конце каждого ряда панелей. Обычно проще расположить ячейки длинными рядами, например, в четыре ряда по десять ячеек.

Шаг 2 — Обрежьте соединительный провод

Типичный солнечный элемент имеет два больших параллельных провода в более короткой ориентации. Эти провода подключаются к проводам-вкладышам и позволяют электричеству проходить через панель, подключаясь к следующей ячейке в массиве. Чтобы сделать проволочные выступы, просто измерьте длину этих больших линий, удвойте ее и отрежьте.

Шаг 4 — Флюс

Переверните ячейки и с помощью ручки для флюса пропустите две или три линии потока по длине каждой полоски ячеек. Это защищает компонент от высокой температуры пайки.

Шаг 5 — Припой

Теперь с помощью паяльника расплавьте тонкий слой припоя на тыльную сторону полосок ячеек, готовый проложить по ним провод отвода.

Вы также можете купить предварительно припаянные язычки, которые могут быть хорошим вариантом, если у вас нет опыта работы с паяльником, но они более дорогие

Шаг 6 — Соедините провод

Теперь просто нагрейте первую половину соедините провод с паяльником и прикрепите его к ячейке.Повторите это для каждой ячейки.

Этап 3 — Соединение ячеек

Подготовив ячейки и вставив вкладки, вы можете соединить их вместе. При этом помните, что верхняя часть ячейки отрицательна, а нижняя — положительна. При подключении вы подключите положительную сторону ячейки к отрицательной стороне следующей.

Шаг 1 — Приклейте ячейки

Прикрепите ячейки к доске небольшим количеством сильного клея с обратной стороны каждой, убедившись, что вы положили их в правильном направлении.

Оставьте концы двух соединительных проводов торчащими между ячейками и оставьте несколько сантиметров пространства в конце каждого ряда для проводов шины. Важно помнить, что каждая строка идет в направлении, противоположном предыдущему.

Шаг 2 — Спаяйте ячейки вместе

Нанесите флюсом флюс вдоль толстых линий на каждую ячейку, известную как контактные площадки, и припаяйте к этим площадкам свободные концы проводника. В целом, два соединительных провода, подключенные к задней части ячейки, соединяются с передней частью следующей ячейки в каждом ряду.

Шаг 3 — Добавьте провод шины

В первом ряду припаяйте провод с выступами к передней части первой ячейки и убедитесь, что два провода выходят на несколько сантиметров за ячейку в дополнительное пространство, которое вы оставили на опорной плате. .

Чтобы создать провод шины, отрежьте кусок провода той же длины, что и расстояние между двумя соединительными проводами, и спаяйте их вместе.

Шаг 3 Соедините второй ряд

Теперь вам нужно соединить конец первого ряда с началом второго.Для этого используйте более длинный кусок провода шины, который закрывает два соединительных провода на первой ячейке и два соединительных провода на втором. Припаиваем все четыре провода к проводу шины.

Шаг 4 — Соедините оставшиеся ряды

Используйте тот же процесс, чтобы соединить остальные ряды, и по достижении конца соедините два соединительных провода в последнем ряду с помощью короткого провода шины.

Этап 4 — Создание панельного ящика

Следующий этап включает создание панельного ящика, чтобы удерживать все на месте и защищать устройство от элементов.Постройте коробку из непроводящего материала, например дерева или пластика.

Шаг 1 — Измерьте панель ячеек

Панель, используемая для удержания ячеек, дает вам базовое измерение для размера коробки. Теперь вам нужно сделать опорную доску и боковины коробки.

Для опорной плиты добавьте примерно 2,5 см (1 дюйм) с каждой стороны, чтобы оставить место для сторон коробки. Кроме того, оставьте достаточно свободного места в углу для квадратного бруска, чтобы впоследствии удерживать защитный экран.

Шаг 2 — Вырежьте коробку

Отрежьте лист учебной фанеры до нужного размера и используйте кусок древесины 2,5 см x 5 см (1 дюйм x 2 дюйма), чтобы построить стороны коробки. Отрежьте две части по размеру длинной стороны коробки и две части по короткой стороне. Соедините их вместе, используя винты и соответствующие соединения или кронштейны.

Хотя древесина не обязательно должна быть ровно два дюйма в высоту, не делайте ее слишком высокой, иначе она затеняет некоторые панели и снижает эффективность.

Шаг 3 — Прикрепите стороны

Теперь просто поднимите собранную раму на фанеру и прикрутите ее. Используйте не менее трех винтов с каждой стороны, чтобы убедиться, что он прочный и крепкий.

Шаг 4 — Покрасьте коробку

Покрасьте готовую коробку в любой цвет, который вам нравится, и используйте внешнюю водонепроницаемую краску для максимальной прочности.

Шаг 5 — Прикрепите солнечную батарею

Теперь вы можете приклеить панель к коробке, оставив два отверстия на конце панели для прохождения провода шины, одно на одной линии с первым рядом, а другое в соответствии с последним рядом.

Шаг 6 — Диод

Еще один важный шаг с точки зрения безопасности — присоединить последний провод шины к подходящему диоду, который немного больше, чем общая сила тока всей панели.

Подключите его к проводу шины, убедившись, что светлый конец диода указывает на батарею. Диод представляет собой «односторонний клапан», который предотвращает протекание тока обратно в солнечную панель от батареи.

Шаг 7 — Подключите провода

Затем подключите провод от диода к клеммной колодке, а другой — от короткого провода шины в конце первого ряда.Закрепите блок на месте снаружи рамы коробки.

Шаг 8 — Подключение к контроллеру заряда и батарее

Для следующей важной части проводки соедините провода от клеммной колодки к контроллеру заряда, убедившись, что вы правильно подключили положительный и отрицательный электроды.

Наконец, вы можете подключить контроллер заряда к батареям в соответствии с рекомендациями производителя.

Этап 4 — Добавление Perspex

После создания прочной коробки и подключенных проводов настало время для последнего штриха, добавив крышку Perspex на верхнюю часть коробки.Это защитит хрупкую электронику, позволяя проникать солнечному свету.

Шаг 1 — Вырежьте оргстекло

Начните с обрезки плексигласа по размеру, чтобы он плотно прилегал к внутренней части коробки. Вы можете использовать обычное стекло, но его трудно разрезать по размеру, и оно с большей вероятностью сломается. Перспекс может со временем испортиться, но его легко заменить.

Шаг 2 — Вырежьте и закрепите блоки

В углах коробки, где вы оставили немного свободного места, прикрепите несколько деревянных блоков, чтобы удерживать оргстекло на месте.Вырежьте четыре блока из дерева размером 2,5 x 2,5 см, убедившись, что они достаточно высоки, чтобы удерживать оргстекло над ячейками, но ниже края коробки. Капля столярного клея надежно удерживает их на месте.

Шаг 3 — Закрепите оргстекло на месте

Теперь поместите плексиглас поверх блоков и закрепите на месте соответствующими винтами, в идеале с шайбами, чтобы предотвратить растрескивание пластика. Всегда рекомендуется просверливать направляющие отверстия для винтов и избегать чрезмерной затяжки.

Шаг 4 — Герметизация

Все, что остается, — это сделать коробку водонепроницаемой, наложив полоску силиконового герметика по краю плексигласа.Убедитесь, что поверхности чистые и сухие, чтобы герметик прилипал.

Этап 5 — Монтаж панели

Теперь последняя работа — установить панель на место, будь то в постоянном месте, например, на вершине столба, на крыше, тележке или коробке солнечного генератора. .

Где бы вы его ни разместили, вам нужно максимальное количество дневного солнечного света в любое время года, при этом готовый самодельный блок обращен в правильном направлении под оптимальным углом.

Amazon.com: Гибкая солнечная панель Солнечная батарея Маленькая тонкопленочная солнечная панель DIY Панель солнечной энергии Научные эксперименты 0,5 Вт / 1,5 В / 360 мА (зеленый): Патио, лужайка и сад

Гибкая солнечная панель использует специальную высокотехнологичную тонкопленочную технологию. Она имеет особую многослойную конфигурацию, в которой используются все способности различных материалов поглощать свет в полной мере. Она имеет больше преимуществ, чем ламинированная солнечная панель, например, хорошая производительность при высокой температуре и при слабом освещении, легкий вес больше подходит для чувствительных по весу зданий.Самая важная особенность гибкой солнечной панели — она ​​может быть гибкой или складной. Эта функция может дать больше места для этих панелей, может использоваться в приложениях, где обычные солнечные панели просто не подходят

Наши складные и гибкие солнечные панели используются в инновационных солнечных приложениях. В случае, если наши стандартные продукты не могут соответствовать требованиям, мы предлагаем наш опыт разработки, тестирования и производства для настройки солнечных панелей и пленок для специальных применений.Наша запатентованная технология лазерного нанесения рисунка позволяет нам адаптировать форму и электрическую мощность модуля к требованиям клиентов, а наш производственный процесс позволяет нам заключать солнечную фольгу в различные материалы для достижения гибких и скручиваемых форм-факторов.

Мы работаем над передовыми проектами с производителями военного и аварийного оборудования, глобальными электротехническими фирмами, аэрокосмической и автомобильной промышленностями, а также с разработчиками инновационных продуктов.

Спектр применения:

• Сверхлегкие солнечные пленки для аэрокосмической промышленности
• Солнечные паруса для космических приложений
• Дроны на солнечной энергии
• Солнечные батареи для высотных аэростатов и дирижаблей
• Солнечные навесы
• Раскладные солнечные жалюзи и солнцезащитные козырьки
• Автономная электрификация и электрификация сельских районов
• Военная и аварийная энергетика
• Солнечное освещение и сигнализация
• Роликовые солнечные потребительские товары
• Датчики на солнечных батареях и IoT (Интернет вещей)

.