Как сделать солнечную батарею своими руками из подручных средств?

Работы по изготовлению устройства

Правильная инструкция для правильной сборке солнечных батарей может быть найдена в сети интернет либо в специализированной литературе.

Посмотрите еще здесь!
  • Kak-sdelat-samodelnyj-metalloiskatel.jpgКак сделать самодельный металлоискатель – лучшие схемы, инструкция. Обзор проверенных вариантов по созданию простого металлоискателя своими руками
  • Kak-vybrat-stiralnuyu-mashinu-56.jpgКак выбрать стиральную машину: советы профессионалов, основные тонкости выбора надежной и качественной машинки. Виды, типы, программы и функции
  • Самодельные фонарики своими руками: пошаговая инструкция как сделать красивый и эффективный фонарь (110 фото)

“>”>”>”>”>”>”>”>”>

Начинать работу лучше с той батареи, к которой уже припаяны выводы элементов, так будет удобнее осуществлять сборку. В том случае если вы умеете хорошо работать с паяльником, можете самостоятельно припаять контакты батареи. Для изготовления панели необходимо 120 пластин. Применяется соотношение сторон один к одному, таким образом нам будет необходимо 15 рядов элементов по 8 в каждом. Читайте здесь –   Какой матрас лучше: пошаговое описание как выбрать правильно современный матрас (85 фото и видео)Последовательно будут соединены каждые два элемента и четыре блока параллельно. В результате мы получим правильный и красивый монтаж без запутанных проводов. Начинать собирать устройство лучше всего с проектирования короба. Для его конструирования потребуются уголки из алюминия или дерева, высота которых не превышает 25 миллиметров. Такая высота необходима для предотвращения затемнения соседних пластин.

Учитывая размеры ячеек габаритные размеры рамы должны составлять не меньше 125 сантиметров по сторонам. В том случае если вы выбрали меньший размер батареи, то каркас можно дополнить поперечной рейкой.

Посмотрите еще здесь!
  • Замена крана под давлением – пошаговое описание как своими руками поменять под давлением водопроводный кран (80 фото + видео)
  • Что такое акустический выключатель: устройство, работа, виды и особенности устройства (100 фото)
  • Фильтр низких и высоких частот: делаем частотные фильтры и как создать схемотехнику высокого класса (95 фото + видео)

С обратной стороны корпус закрывают листом фанеры. Внизу раму просверливают для обеспечения вентиляции. “>”>”>”>”>”>”>”>”>

По размерам подготавливают лист оргстекла или такого материала, у которого большая прозрачность. Если такого материала в наличии нет, то можно использовать стекло для окон небольшой толщины. Крепят его при помощи специальных кронштейнов выполненных в виде уголков. В том случае, если используется стекло, отверстия можно выполнить непосредственно в нём. Для защиты корпуса от внешнего воздействия его покрывают специальным составом и окрашивают. Для того, чтобы было удобнее производить монтаж электрической части укладывают специальную подложку из диэлектрика. Перед началом пайки представляют то, как примерно будут уложены элементы. Нам понадобится уложить 4 блока по 30 пластин в каждом. Всего будет 15 рядов. После того как все цепочки соединены можно проверить как работает устройство. Для этого включают обычную лампу накаливания. Фиксируют значения параметров электрической цепи и сравнивают их.

Посмотрите еще здесь!
  • Электровелосипед своими руками: как построить с нуля недорогой и мощный электробайк (100 фото)
  • Как выбирать газовый котел – лучшие модели и производители. Обзор современных котлов и варианты их применения (145 фото и видео)
  • Как выбрать раздвижные двери: комплектация раздвижной двери, система открывания створок, типы дверных систем. Инструкция с видео, как своими руками установить раздвижную дверь

Для припаивания элементов применяют паяльник малой мощности и специальное вещество. Это вещество наносят на выводы пластин и производят пайку деталей между собой. Когда цепочки собраны их приклеивают с помощью герметика к основанию.

Каждый блок элементов подключаем к диоду. За счёт него аккумуляторная батарея не будет разряжаться, так как ток будет протекать только в одном направлении.

Основную панель с установленными на неё элементами закрепляют с помощью крепежа. Под электрическую проводку просверливают необходимые отверстия. Подключают выводной кабель к сборке элементов. Для визуального наблюдения полярности используют проводники двух цветов. Сборку можно считать законченной. Мы рассмотрели сложную схему, но может быть использована и схема простой солнечной батареи. Собрать простую схему можно попробовать с ребёнком подогрев его интерес к умению мастерить руками.

Варианты модулей для самостоятельной сборки

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

solnechnaya_batareya.jpg

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

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

Самодельное устройство должно быть функциональным и надежным, поэтому часть деталей лучше приобрести в готовом виде. Перед тем, как сделать солнечную батарею по индивидуальному проекту, загляните на сайт eBay, где можно обнаружить огромный выбор модулей с незначительным браком. Легкая поломка не влияет на качество работы, зато заметно уменьшает стоимость панелей. Предположим, монокристаллический модуль Solar Cells, расположенный на стеклотекстолитовой плате, стоит чуть больше 15 долларов, а поликристаллический комплект из 72 штук – около 90 долларов.

solnechnaya_batareya1.jpg

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

Эффективность солнечных батарей

Достичь высокой степени эффективности от использования солнечной батареи крайне проблематично. Тем более, когда солнечная батарея изготавливается своими руками, и делаются попытки получить энергию под бытовые нужды целого дома или хозяйственные нужды дачного участки.

gotovii-nabor-solnechnogo-generatora.jpg
Такая промышленная бытовая установка генерирует 150 ватт мощности при напряжении сети 12 вольт. Правда, заявленная мощность гарантируется при полностью открытом солнечном небосводе

Чтобы получать максимальную эффективность от солнечного генератора энергии, необходимо постоянно определять и точно согласовывать сопротивление нагрузки.

Здесь без привлечения технологичных электронных устройств – контроллеров управления, не обойтись никак. А сделать подобный контроллер своими руками – задача сложная.

Фотоэлементам, на основе которых выстраивается структура солнечных панелей, присуща температурная нестабильность. Практика применения указывает на значительное падение производительности фотоэлементов в результате повышения температуры их поверхности.

Так появляется ещё одна, не менее трудная задача. Её решение требует использования солнечного света, лишённого тепла. Сделать нечто подобное в кустарных условиях видится бесперспективной идеей.

И ещё недостатки альтернативной энергетики:

  • потребность в значительных площадях под размещение панелей батареи;
  • бездействие установки в тёмное время суток;
  • наличие в составе компонентов батареи ядовитых веществ (свинца, галлия, мышьяка и т.п.);
  • значительные эксплуатационные издержки.

Тем не менее, профессиональное изготовление солнечных генераторов энергии стабильно наращивается. Существует уже как минимум пять компаний, готовых предложить к установке современные конструкции, в том числе предназначенные для объектов жилой недвижимости:

  • Canadian Solar
  • Jinko Solar
  • Hanwha Qcells
  • JA Solar
  • Trina Solar

Определение солнечной батареи

Конструктивно солнечная батарея представляет собой схему преобразователя одного вида энергии в другой. В частности, энергия света преобразуется в электрическую энергию. Причём результатом преобразования становится электрический ток постоянной величины.

Активными элементами конструкции солнечной панели выступают полупроводники, обладающие свойствами фотохимического синтеза. Например, кремний (Si), применением которого были отмечены самые первые исследования в области получения электричества солнца.

komplekt-solnechnoi-batarei.jpg
Простейший набор из солнечной панели и автомобильного аккумулятора уже составляет конструкцию настоящей домашней энергетической установки

На текущий момент кремний уже не рассматривается безальтернативным химическим элементом, опираясь на который есть смысл сооружать солнечные батареи из панелей, в том числе своими руками.

Более перспективными и эффективными теперь видятся другие представители таблицы Менделеева (в скобках цифры энергетической отдачи):

  1. Арсенид галлия GaAs (кристаллический 25,1).
  2. Фосфит индия InP ( 21,9).
  3. Фосфат индия с галлием + Арсенид галлия + Германий GaInP + GaAs + Ge (32).

Рассматривать солнечную панель глазами обывателя следует как пластину полупроводника (кремния и т.п.), каждая из сторон которой является положительным и отрицательным электродом.

Под влиянием света солнца, в результате химического фотосинтеза, на электродах панели образуются электрические потенциалы. Казалось бы, всё просто. Остаётся только подключить провода к нагрузке и пользоваться электричеством. Но на деле всё несколько иначе.

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

nabor_dlya_sborki.jpg

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

  • листы фанеры выбранного размера;
  • невысокие рейки для бортиков;
  • клей универсальный или для древесины;
  • уголки и саморезы для крепежа;
  • дрель;
  • плиты ДВП;
  • куски оргстекла;
  • краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

karkas1.jpg

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий