Изготовление солнечной батареи своими руками – как сделать самодельную солнечную панель

Содержание

Солнечная батарея своими руками: фото изготовления панели

Самодельная солнечная батарея изготовление солнечной панели своими руками в домашних условиях: фото.

Автор изготовил две самодельные солнечные панели для домашних нужд и на случай отключения бытовой сети электропитания. Далее предоставлены фото и описание самого процесса сборки.

Использованы следующие материалы:

Элементы для солнечной панели и плоские проводники (куплены на eBay)
Стекло размером 860 х 660 мм.
Пластиковый профиль для пластикового окна.
Силиконовый герметик.
Скотч.
Полиэтиленовая плёнка.
Медный кабель (для подключения панели).

Инструменты:

Паяльник, олово, припой, канифоль.
Старый советский утюг.
Дрель.
Канцелярский нож.

Изготовление солнечной батареи.

Данный комплект солнечных элементов состоит из 36 штук, их нужно спаять в единую цепь, на рисунке показана схема подключения элементов в панель.

Пластины элементов лицевой стороной выложены на стекло и спаяны в батарею, использованы плоские проводники, которые идут в комплекте с элементами для батареи, для пайки применялся припой ПОС- 40 и канифоль. Для пайки лучше взять паяльник мощностью 40 Вт, так как пластины хорошо отводят тепло, пайка менее мощным паяльником будет затруднительна, 25 ватный паяльник не сможет достаточно прогреть место пайки.

На видео подробно показано как паять элементы в панель.

В результате получилась вот такая батарея из элементов.

Элементы панели хорошо пропаяны, 36 пластин были спаяны за пару часов.

Пластины были приклеены к стеклу скотчем.

На стекло по контуру наклеен двухсторонний скотч.

Задняя сторона короба покрыта полиэтиленовой плёнкой и заклеена на торцах.

Раму корпуса автор изготовил из пластиковых профилей, которые используются для сборки пластиковых окон.

Пластиковые профиля клеил обычным советским утюгом. Края профиля срезаются под углом 45 градусов, нагреваются на подошве утюга и соединяются между собой.

Установка стекла с солнечными элементами в раму, края стекла промазаны силиконовым герметиком.

Автор изготовил две такие панели и подключил их через диоды Шоттки (40 А) к автомобильному аккумулятору, диод не позволяет аккумулятору разряжаться когда панель в ночной период начинает не производить, а поглощать энергию. Оптимально панель подключать через контроллер как показано на рисунке.

Солнечная батарея выдает 20,2 — 20,6 V, ток короткого замыкания 3,4 А, панель подключена к аккумулятору на 40 А.

Ток заряда аккумулятора 2,48 А.

После тестирования солнечные панели были установлены на крыше под углом 35 градусов, направление юго-восток. Рекомендую посмотреть ещё один вариант сборки самодельной панели.

Интересное видео о изготовлении солнечной батареи.

sam-stroitel.com

Изготовление солнечных панелей своими руками

Для того чтобы самому создать солнечные панели нужны следующие строительные материалы:

модули солнечные типа В;
рамы или уголки из алюминия для будущей панели;

покрытие для защиты модулей;

Рамы и уголки для солнечной панели можно изготовить самостоятельно. В качестве защитного материала можно использовать оргстекло, стекло, поликарбонат, плексиглас.

Виды солнечных панелей:

монокристаллические;
поликристаллический;
аморфные;

Наиболее подходящими для сборки солнечных панелей своими руками является первый и второй вариант. Правда, необходимо точно знать характеристики солнечных панелей.

Производственный процесс создания

В специализированных магазинах можно приобрести наборы, в которых есть уже всё необходимое для создания солнечной панели

Доведенные ежемесячными счетами до кондиции, люди, могут собрать солнечные панели самостоятельно.

И для создания такой панели им нужно:

Определиться с количеством ячеек в будущей солнечной панели.

Припаять солнечные элементы по монтажной схеме группами.
Нанести защитный материал, если его нет, то приклеить силиконом стекло к каждой панели.
Дождаться пока высохнет силикон.
Также можно застеклить и вторую часть, заключив тем самым солнечный элемент с обеих сторон.
Дать этой конструкции хорошо высохнуть как минимум за сутки.
Произвести работы по монтажу рамки. Для этого необходимо герметизировать края рамки и закрепить рамку из алюминия.
Соединительную коробку с тыльной части конструкции нужно закрепить с помощью герметика. Клей герметик соединит с поверхности модуля соединительную коробку.
Установить инвертер. Для этого на задней части панели соединительную коробку необходимо сделать с колодкой. Блок с одной стороны необходимо сделать плюсовым, со второй стороны необходимо провести провод к инвертеру. При небольшом инвертере и тока будет мало.
Последним этапом является тестирование солнечной панели. На этом этапе необходимо измерить электрические параметры модуля, когда на него воздействует мощный световой поток, который имитирует солнечную энергию.

Перечень параметров, которые необходимо измерить:

ток короткого замыкания;
напряжение холостого ход;
электроэнергия максимальной мощности;
напряжение максимальной мощности;

Какой угол наклона сделать у солнечной панели?

Угол наклона полностью зависит от времени года (высоты подъема солнца)

При установке солнечной панели очень важно обратить внимание на ее расположение и угол наклона. Именно поэтому при выборе месторасположения батареи, выберите то место, где лучи будут падать перпендикулярно и будет небольшой наклон.

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон.

Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома. Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши.

Рабочие показатели

При изготовлении солнечной панели точно по вышеуказанной схеме, солнечная батарея будет давать 500 Вт электричества в неделю.

Для многих такое количество электроэнергии покажется слишком маленьким. Но заметим, что солнечная батарея в нашем случае маленькая, всего 28 солнечных ячеек, и месторасположение играет немаловажную роль. В связи с этим, если необходима мини-электростанция, как говорится и затрат нужно будет значительно больше.

Цена или качество, что выбрать?

Многие, конечно, мысленно уже спорят, и восклицают, что создание солнечной панели своими руками, не идет ни в какое сравнение, с тем, что приобретается в магазине.

Безусловно, заводские солнечные панели будут куда лучше домашних, но в вопросах функциональности порой панели, сделанные своими руками, совсем не уступают станочным изделиям.

Уступать может домашняя батарея в эстетике, так как заводское, новенькое, чистенькое непременно выглядит наиболее эффектней. Но если солнечная батарея, несмотря на свой неприглядный вид, будет обеспечить весь дом электроэнергией, данный вопрос будет снят с обсуждения.

При изготовлении солнечной панели в домашних условиях, возможно, сделать все самому от А до Я, кроме, конечно же, кремниевых пластин. Что касается алюминиевых углов и защитного стекла, это, конечно же, проблематично, но разрешимо. То же самое можно сказать и о проводах, в купе с инвертером.

slarkenergy.ru

Рассчитываем и изготавливаем солнечные батареи своими руками

Уже не одно десятилетие человечество ищет альтернативные источники энергии, способные хотя бы частично заменить существующие. И самыми перспективными из всех на сегодняшний день представляются два: ветро‑ и солнечная энергетика.

Правда, ни тот ни другой не могут предоставить непрерывного производства. Это связано с непостоянством розы ветров и суточно‑погодно‑сезонными колебаниями интенсивности солнечного потока.

Сегодняшняя энергетика предлагает три основных метода получения электрической энергии, но все они тем или иным образом вредны для окружающей среды:

Топливная электроэнергетика — самая экологически грязная, сопровождается значительными выбросами в атмосферу углекислого газа, сажи и бесполезной теплоты, вызывая сокращение озонового слоя. Добыча топливных ресурсов для нее также наносит значительный вред природе.

Гидроэнергетика связана с очень значительными ландшафтными изменениями, затоплением полезных земель, причиняет ущерб рыбным ресурсам.
Атомная энергетика — самая экологически чистая из трёх, но требует очень значительных расходов на поддержание безопасности. Любая авария может быть связана с нанесением непоправимого долголетнего вреда природе. К тому же требует специальных мер по утилизации отходов использованного топлива.

Солнечная батарея — что это такое

Строго говоря, получить электроэнергию от солнечного излучения можно несколькими способами, но большинство из них используют промежуточное её преобразование в механическую, вращающую вал генератора и только затем в электрическую.

Такие электростанции существуют, они используют в работе двигатели внешнего сгорания Стирлинга, имеют неплохой КПД, но у них есть и существенный недостаток: чтобы собрать как можно больше энергии солнечного излучения, требуется изготовление огромных параболических зеркал с системами слежения за положением солнца.

Надо сказать, что существуют решения, позволяющие улучшить ситуацию, но все они достаточно дорогостоящие.

Есть методы, дающие возможность прямого преобразования энергии света в электрический ток. И хотя явление фотоэффекта в полупроводнике селене было открыто уже в 1876 году, но только в 1953 году, с изобретением кремниевого фотоэлемента, появилась реальная возможность создания солнечных батарей для получения электроэнергии.

В это время уже появляется теория, позволившая объяснить свойства полупроводников, и создать практическую технологию их промышленного производства. К сегодняшнему дню это вылилось в настоящую полупроводниковую революцию.

Работа солнечной батареи основана на явлении фотоэффекта полупроводникового p-n перехода, по сути представляющего собой обычный кремниевый диод. На его выводах при освещении возникает фото‑эдс величиной 0,5~0,55 В.

При использовании электрических генераторов и батарей необходимо учитывать различия, которые существуют между фазным и линейным напряжением. Подключая трехфазный электродвигатель в соответствующую сеть, можно в три раза увеличить его выходную мощность.

Следуя определенным рекомендациям, с минимальными затратами по ресурсам и времени можно изготовить силовую часть высокочастотного импульсного преобразователя для бытовых нужд. Изучить структурные и принципиальные схемы таких блоков питания можно здесь.

Конструктивно каждый элемент солнечной батареи выполнен в виде кремниевой пластины площадью в несколько см², на которой сформировано множество соединённых в единую цепь таких фотодиодов. Каждая такая пластина является отдельным модулем, дающим при солнечном освещении определённое напряжение и ток.

Соединяя такие модули в батарею и комбинируя параллельно‑последовательное их подключение, можно получить широкий диапазон значений выходной мощности.

Преимущества и недостатки этого вида энергии

Основные недостатки солнечных батарей:

Большая неравномерность и нерегулярность энергоотдачи в зависимости от погоды, и сезонной высоты солнца.
Ограничение мощности всей батареи, если затенена хотя бы одна её часть.
Зависимость от направления на солнце в различное время суток. Для максимально эффективного использования батареи нужно обеспечивать её постоянную направленность на солнце.
В связи с вышесказанным, необходимость аккумулирования энергии. Наибольшее потребление энергии приходится на то время, когда выработка её минимальна.
Большая площадь, требующаяся для конструкции достаточной мощности.
Хрупкость конструкции батареи, необходимость постоянной очистки её поверхности от загрязнений, снега и т. п.
Модули солнечной батареи работают наиболее эффективно при 25°C. Во время работы же они нагреваются солнцем до значительно более высокой температуры, сильно снижающей их эффективность. Чтобы поддерживать КПД на оптимальном уровне, необходимо обеспечивать охлаждение батареи.

Следует заметить, что постоянно появляются разработки солнечных элементов, использующих новейшие материалы и технологии. Это позволяет постепенно устранять недостатки, присущие солнечным батареям или уменьшать их влияние. Так, КПД новейших элементов, использующих органические и полимерные модули, достигает уже 35% и есть ожидания достижения 90%, а это делает возможным при тех же размерах батареи получить много бòльшую мощность, либо, сохранив энергоотдачу, значительно уменьшить габариты батареи.

Кстати, средний КПД автомобильного двигателя не превышает 35%, что позволяет говорить о достаточно серьёзной эффективности солнечных панелей.
Появляются разработки элементов на основе нанотехнологий, одинаково эффективно работающих под разными углами падающего света, что избавляет от необходимости их позиционирования.
Таким образом, уже сегодня можно говорить о преимуществах солнечных батарей по сравнению с другими источниками энергии:
Отсутствие механических преобразований энергии и движущихся частей.
Минимальные расходы на эксплуатацию.
Долговечность 30~50 лет.
Тишина при работе, отсутствие вредных выбросов. Экологичность.
Мобильность. Батарея для питания ноутбука и зарядки аккумулятора для светодиодного фонарика вполне поместится в небольшом рюкзаке.
Независимость от наличия постоянных источников тока. Возможность подзарядки аккумуляторов современных гаджетов в полевых условиях.
Нетребовательность к внешним факторам. Солнечные элементы можно разместить в любом месте, на любом ландшафте, лишь бы они достаточно освещались солнечным светом.
Конструктивные особенности
В приэкваториальных районах Земли средний поток солнечной энергии составляет в среднем 1,9 кВт/м². В средней полосе России он находится в пределах 0,7~1,0 кВт/м². КПД классического кремниевого фотоэлемента не превышает 13%.
Как показывают опытные данные, если прямоугольную пластину направить своей плоскостью на юг, в точку солнечного максимума, то за 12‑часовой солнечный день она получит не более 42% суммарного светового потока из‑за изменения угла его падения.
Это означает, что при среднем солнечном потоке 1 кВт/м², 13% КПД батареи и её суммарной эффективности 42% удастся получить за 12 часов не более 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Втч, или 0,6 кВтч за день с 1 м². Это при условии полного солнечного дня, в облачную погоду — значительно меньше, а в зимние месяцы эту величину нужно разделить ещё на 3.
Учитывая потери на преобразование напряжения, схему автоматики, обеспечивающую оптимальный зарядный ток аккумуляторов и предохраняющую их от перезаряда, и прочие элементы можно принять за основу цифру 0,5 кВтч/м². Этой энергией можно в течение 12 часов поддерживать ток заряда аккумулятора 3 А при напряжении 13,8 В.
То есть для заряда полностью разряженной автомобильной батареи ёмкостью 60 Ач потребуется солнечная панель в 2 м², а для 50 Ач — примерно 1,5 м².
Для того чтобы получить такую мощность можно приобрести готовые панели, выпускающиеся в диапазоне электрических мощностей 10~300 Вт. Например, одна 100 Вт панель за 12‑ти часовой световой день с учётом коэффициента 42% как раз обеспечит 0,5 кВтч.
Такая панель китайского производства из монокристаллического кремния с очень неплохими характеристиками стоит сейчас на рынке около 6400 р. Менее эффективная на открытом солнце, но имеющая лучшую отдачу в пасмурную погоду поликристаллическая — 5000 р.
При наличии определённых навыков в монтаже и пайке радиоэлектронной аппаратуры можно попробовать собрать подобную солнечную батарею и самому. При этом не стоит рассчитывать на очень большой выигрыш в цене, кроме того, готовые панели имеют заводское качество как самих элементов, так и их сборки.
Но продажа таких панелей организована далеко не везде, а их транспортировка требует очень жёстких условий и обойдётся достаточно дорого. Кроме того, при самостоятельном изготовлении появляется возможность, начав с малого, постепенно добавлять модули и наращивать выходную мощность.
Подбор материалов для создания панели
В китайских интернет‑магазинах, а также на аукционе eBay предлагается широчайший выбор элементов для самостоятельного изготовления солнечных батарей с любыми параметрами.
Ещё в недалёком прошлом самодельщики приобретали пластины, отбракованные при производстве, имеющие сколы или другие дефекты, но существенно более дешёвые. Они вполне работоспособны, но имеют немного пониженную отдачу по мощности. Учитывая постоянное снижение цен, сейчас это уже вряд ли целесообразно. Ведь теряя в среднем 10% мощности, мы теряем и в эффективной площади панели. Да и внешний вид батареи, состоящей из пластин с отколотыми кусочками выглядит довольно кустарно.
Можно приобрести такие модули и в российских онлайн‑магазинах, например, molotok.ru предлагает поликристаллические элементы с рабочими параметрами при световом потоке 1,0 кВт/м²:
Напряжение: холостого хода — 0,55 В, рабочее — 0,5 В.
Ток: КЗ — 1,5 А, рабочий — 1,2 А.
Рабочая мощность — 0,62 Вт.
Габариты — 52х77 мм.
Цена 29 р.
Совет: Надо учитывать, что элементы очень хрупкие и при транспортировке часть из них может быть повреждена, поэтому при заказе следует предусмотреть некоторый запас по их количеству.
Изготовление солнечной батареи для дома своими руками
Для изготовления солнечной панели нам понадобится подходящая рама, которую можно сделать самостоятельно или подобрать готовую. Из материалов для нее лучше всего использовать дюралюминий, он не подвержен коррозии, не боится сырости, долговечен. При соответствующей обработке и покраске для защиты от атмосферных осадков подойдёт и стальная, и даже деревянная.
Совет: Не стоит делать панель очень больших размеров: она будет неудобна в монтаже элементов, установке и обслуживании. К тому же маленькие панели имеют низкую парусность, их можно удобнее разместить под требуемыми углами.
Рассчитываем комплектующие
Определимся с размерами нашей рамы. Для зарядки 12-ти вольтового кислотного аккумулятора требуется рабочее напряжение не ниже 13,8 В. Примем за основу 15 В. Для этого нам придётся соединить последовательно 15 В / 0,5 В = 30 элементов.
Совет: Выход солнечной панели следует подключать к аккумулятору через защитный диод во избежание его саморазряда в темное время суток через солнечные элементы. Так что на выходе нашей панели будет: 15 В – 0,7 В = 14,3 В.
Чтобы получить зарядный ток 3,6 А, нам необходимо соединить в параллель три таких цепочки, или 30 x 3 = 90 элементов. Это будет нам стоить 90 x 29 р. = 2610 р.
Совет: Элементы солнечной панели соединяются параллельно‑последовательно. Необходимо соблюдать равенство количества элементов в каждой последовательной цепочке.
Таким током мы можем обеспечить стандартный режим заряда для полностью разряженного аккумулятора ёмкостью 3,6 x 10 = 36 Ач.
Реально эта цифра будет меньше из‑за неравномерности солнечного освещения в течение дня. Таким образом, для заряда стандартной автомобильной батареи 60 Ач, нам нужно будет соединить параллельно две таких панели.
Эта панель может нам обеспечить электрическую мощность 90 x 0,62 Вт ≈ 56 Вт.
Или в течение 12‑часового солнечного дня с учётом поправочного коэффициента 42% 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 кВтч.
Разместим наши элементы в 6 рядов по 15 штук. Для установки всех элементов нам потребуется поверхность:
Длина — 15 x 52 = 780 мм.
Ширина — 77 x 6 = 462 мм.
Для свободного размещения всех пластин примем габариты нашей рамы: 900×500 мм.
Совет: Если есть готовые рамы с другими габаритами, можно пересчитать количество элементов в соответствии с приведёнными выше намётками, подобрать элементы других типоразмеров, попробовать разместить их, комбинируя длину и ширину рядов.
Также нам потребуются:
Паяльник электрический 40 Вт.
Припой, канифоль.
Монтажный провод.
Силиконовый герметик.
Двусторонний скотч.
Этапы изготовления
Для монтажа панели необходимо подготовить ровное рабочее место достаточной площади с удобным подходом со всех сторон. Сами пластины элементов лучше разместить отдельно в стороне, где они будут защищены от случайных ударов и падений. Брать их следует аккуратно, по одной.
Устройства защитного выключения повышают безопасность домашней электросети, снижая вероятность поражения электричеством и возникновения пожаров. Детальное ознакомление с характерными особенностями разных видов выключателей дифференциального тока подскажет, какой выбрать УЗО для квартиры и дома.
При эксплуатации электросчетчика возникают ситуации, когда его надо заменить и заново подключить — об этом можно прочитать тут.
Обычно для изготовления панели используют способ приклеивания предварительно распаянных в единую цепь пластин элементов на плоскую основу‑подложку. Мы предлагаем другой вариант:
Вставляем в раму, хорошо закрепляем и герметизируем по краям стекло или кусок плексигласа.
Раскладываем на нем в соответствующем порядке, приклеивая их двусторонним скотчем, пластины элементов: рабочей стороной к стеклу, выводами для пайки — к задней стороне рамы.
Положив раму на стол стеклом вниз, мы сможем удобно распаивать выводы элементов. Выполняем электрический монтаж в соответствии с выбранной принципиальной схемой включения.
Склеиваем окончательно пластины с задней стороны скотчем.
Подкладываем какую‑либо демпфирующую прокладку: листовую резину, картон, ДВП и т. п.
Вставляем в раму заднюю стенку и герметизируем её.
При желании вместо задней стенки можно залить раму сзади каким‑нибудь компаундом, например, эпоксидкой. Правда, это уже исключит возможность разборки и ремонта панели.
Схема подключения электроснабжения дома с использованием наших батарей
Конечно, одной батареи в 50 Вт не хватит для обеспечения энергией даже небольшого домика. Но с её помощью уже можно реализовать в нем освещение, используя современные светодиодные светильники.
Для комфортного существования городского жителя сейчас в сутки требуется не менее 4 кВтч электроэнергии. Для семьи — соответственно количеству её членов.
Следовательно, солнечная батарея частного дома для семьи из трёх человек должна обеспечивать 12 кВтч. Если предполагается электроснабжение жилища только от солнечной энергии нам нужна будет солнечная батарея площадью, не менее 12 кВтч / 0,6 кВтч/м² = 20 м².
Эту энергию необходимо запасти в аккумуляторных батареях, ёмкостью 12 кВтч / 12 В = 1000 Ач, или примерно 16 батарей по 60 Ач.
Для нормальной работы аккумуляторной батареи с солнечной панелью и её защиты потребуется контроллер заряда.
Чтобы преобразовать 12 В постоянного тока в 220 В переменного, нужен будет инвертор. Хотя сейчас на рынке уже в достаточном количестве представлено электрооборудование на напряжения 12 или 24 В.
Совет: В низковольтных сетях электроснабжения действуют токи значительно более высоких значений, поэтому для выполнения проводки к мощному оборудованию следует выбирать провод соответствующего сечения. Проводка для сетей с инвертором выполняется по обычной схеме 220 В.
Делаем выводы
При условии аккумулирования и рационального использования энергии, уже сегодня нетрадиционные виды электроэнергетики начинают создавать солидную прибавку в общем объёме её выработки. Можно даже утверждать, что они постепенно становятся традиционными.
Учитывая значительно снизившийся в последнее время уровень энергопотребления современной бытовой техники, применение энергосберегающих осветительных приборов и значительно увеличившийся КПД солнечных батарей новых технологий, можно сказать, что уже сейчас они способны обеспечивать электроэнергией небольшой частный дом в южных странах с большим количество солнечных дней в году.
В России же они вполне могут применяться, как резервные или дополнительные источники энергии в комбинированных системах электроснабжения, а если эффективность их удастся повысить хотя бы до 70%, то вполне реально будет и их использование в качестве основных поставщиков электроэнергии.
Видео о том, как изготовить прибор для сбора солнечной энергии самому
elektrik24.net
Солнечная батарея своими руками: устройство и изготовление
Оглавление статьи:
Солнечная батарея своими руками: принцип работы системы солнечного электроснабжения
Устройство солнечной батареи: технология самостоятельного изготовления
Согласитесь, иметь в загородном доме бесплатную электроэнергию – это мечта практически каждого человека. Мечтают многие, но только некоторые предпринимают шаги к ее осуществлению, несмотря даже на то, что электрифицировать дом с использованием альтернативного источника энергии не так уж сложно, а главное, не дорого. Если все делать самостоятельно, то расходы на такую электрификацию не превысят 300-400 долларов. В этой статье от сайта stroisovety.org мы расскажем, как делается солнечная батарея своими руками и как устроена система электроснабжения с ее использованием.

Использование солнечных батарей
Солнечная батарея своими руками: принцип работы системы солнечного электроснабжения
Прежде чем приступать к решению вопроса, как сделать солнечную батарею, сначала разберемся с принципом работы альтернативной системы электроснабжения в целом. Понимание того, для чего и какой именно ее элемент предназначен, даст вам возможность наглядно представить сложность системы, и вы уже определитесь, насколько реально самостоятельно электрифицировать дом в такой способ. Итак, система солнечного электроснабжения дома состоит из трех основных частей.
Солнечная батарея – это комплекс небольших по размерам элементов, в задачи которого входит преобразование солнечного света в поток положительно и отрицательно заряженных электронов (электрический ток, если кто не знает). Особенность этих солнечных элементов заключается в том, что они не в состоянии вырабатывать ток большого напряжения – нормальным считается, если один такой элемент генерирует 0,5V. Поэтому о генерировании напряжения в 220V не может быть и речи, так как такая электростанция будет занимать огромную площадь. В задачи солнечных батарей входит выработка электроэнергии напряжением в 18V – этого вполне достаточно, чтобы зарядить двенадцати вольтовую аккумуляторную батарею. Это и есть второй элемент системы солнечного электроснабжения.
Аккумуляторы. В одной системе их может использоваться свыше 10шт. Дело в том, что зарядки одной батареи не хватит надолго для обеспечения дома нужным количеством электричества. Здесь все зависит от количества и мощности одновременно используемых потребителей – по крайней мере, количество этого элемента системы можно со временем увеличивать. Но следует понимать, что одновременно придется выполнять подключение дополнительных солнечных батарей.
Инвертор для солнечных батарей – в задачи этого устройства входит преобразование тока с низким напряжением в электричество высокого напряжения. Такое устройство можно свободно приобрести в готовом виде за сравнительно небольшие деньги. Приобретая инвертер, нужно обратить внимание на выдаваемую им мощность – для энергоснабжения дома понадобится купить устройство с выходной мощностью не менее 4кВт.

Солнечная батарея своими руками фото
Именно с этими элементами системы придется поработать, чтобы сделать использование солнечных батарей эффективным. Последние два лучше приобрести (они продаются по вполне доступным ценам), а вот первые можно изготовить самостоятельно, если, конечно, не хотите платить баснословные деньги.

Как сделать солнечную батарею своими руками фото
Устройство солнечной батареи: технология самостоятельного изготовления
Для начала придется решить вопрос с приобретением солнечных элементов – ведь не думаете же вы, что их можно повынимать из дешевых китайских калькуляторов? Тут есть один нюанс – новые элементы обойдутся достаточно дорого (проще уже будет купить готовую батарею в сборе). Поэтому лучше приобретать поврежденные, но работоспособные элементы – купить их можно на аукционе eBay или других подобных торговых площадках. Для одной батареи таких элементов понадобится 36шт. – лучше взять с запасом, так как некоторые из них могут быть не совсем рабочими. Их нужно сразу проверить прибором и убедиться, что они справляются со своими задачами. После этого спрятать их подальше до стадии непосредственного монтажа, так как эти элементы очень хрупкие.

Изготовление и подключение солнечной батареи
А пока элементы отлеживаются и ждут своего часа, самое время заняться изготовлением корпуса солнечной батареи. Для этого понадобятся деревянные бруски, фанера, ДВП и оргстекло. Из фанеры, предварительно рассчитав размер, вырезаем днище корпуса и обрамляем его по периметру бруском толщиной 20-25мм. В брусках с шагом 15-20см нужно будет насверлить отверстий диаметром 10мм – они обеспечат вентиляцию внутреннего пространства батареи и не дадут элементам перегреваться в процессе работы.

Устройство солнечной батареи
После того как с этим будет покончено, самое время заняться подложкой для солнечных элементов – ее изготавливают из ДВП и она должна четко ложиться внутрь корпуса. Подложку так же, как и бруски, нужно снабдить вентиляционными отверстиями. Они сверлятся квадратно-гнездовым способом через каждые 5см. Сразу же после этого можно позаботиться о крышке корпуса – она вырезается из оргстекла и крепится с помощью саморезов через заранее просверленные отверстия.
После того как корпус будет готов, его можно красить в два слоя и откладывать для высыхания. А пока он сохнет, достаем из укромного местечка солнечные элементы, выкладываем их на подложке из ДВП вверх тормашками и занимаемся их распайкой – все элементы соединяются между собой последовательно. Здесь нужно тщательно продумать механизм спаивания – дело в том, что впоследствии переворачивать соединенные воедино элементы будет непросто. Соединять их нужно сначала рядами, потом переворачивать, а затем уже объединять ряды в единый последовательный комплекс. Как только с этой работой будет покончено, элементы следует приклеить с помощью силикона – одной капли в центре каждого солнечного элемента будет вполне достаточно.

Как изготовить солнечные батареи для частного дома фото
Теперь проверяем, что у нас получилось – подсоединяем приборчик и измеряем выходное напряжение. Если все правильно собрано, то на выходе должно быть почти 19V. Если так и есть, то впаиваем в цепь (последовательно) небольшой диод марки Шоттки 31DQ03 или ему подобный для предотвращения разрядки аккумуляторов в солнечные батареи для частного дома, выводим выходные провода и устанавливаем крышку из оргстекла.
Все, батарея готова. После нескольких дней тестирования на ее способность заряжать аккумулятор герметизируем все стыки, кроме вентиляционных отверстий и приступаем к сборке системы индивидуального электроснабжения.
В заключение несколько слов о том, где и как выполняется установка солнечных батарей. Здесь правило одно – солнечные батареи устанавливаются в самом незатененном месте. Как правило, это крыша дома, и здесь дополнительно понадобится изготовить специальные опоры. В принципе, это несложно – если вами была изготовлена солнечная батарея своими руками, то разработать и сделать для нее опоры не составит никакого труда.
Автор статьи Александр Куликов
stroisovety.org
Солнечная панель своими руками, ее изготовление и сборка
Солнце является неистощимым источником энергии. Люди давно научились тому, как эффективно пользоваться ей. Мы не будем вдаваться в физику процесса, а посмотрим, как можно использовать этот бесплатный энергетический ресурс. Поможет нам в этом самодельная солнечная панель.
Принцип действия
Что представляет собой солнечный элемент? Это специальный модуль, который состоит из последовательно-параллельных соединений огромного количества самых элементарных фотодиодов. Данные полупроводниковые элементы выращивали с использованием специальных технологий в условиях завода на пластинах из кремния.
К сожалению, такие устройства отнюдь не дешевые. Большинство людей не может их приобрести, однако на этот случай есть множество способов изготовить солнечные панели своими руками. И эта батарея вполне сможет создать конкуренцию коммерческим образцам. Причем цена ее будет совсем не сопоставима с тем, что предлагают магазины.
Постройка батареи из кремниевых пластин
Комплект для альтернативного источника энергии включает 36 кремниевых пластинок. Они предлагаются с размерами 8*15 сантиметров. Общие показатели мощности составят порядка 76 Вт. Также понадобятся провода для того, чтобы соединить элементы между собой, и диод, который будет выполнять функцию блокировки.
Одна кремниевая пластина выдает 2,1 Вт и 0,53 В при токе до 4 А. Соединять пластины необходимо только последовательно. Лишь таким образом наш источник энергии сможет выдать 76 Вт. На лицевой стороне нанесены две дорожки. Это «минус», а «плюс» расположен на тыльной стороне. Каждую из панелей необходимо расположить с зазором. Должно получиться девять пластин в четыре ряда. При этом второй и четвертый ряды необходимо развернуть наоборот относительно первого. Это требуется для того, чтобы все удобно соединилось в одну цепь. Обязательно нужно учесть диод. Он позволяет предотвратить разряд накопительного аккумулятора в ночное время суток либо в облачный день. «Минус» диода нужно соединить с «плюсом» батареи. Для заряда аккумулятора понадобится специальный контроллер. При помощи инвертора можно получить обычное бытовое напряжение в 220 В.
Сборка солнечных панелей своими руками
Самый малый коэффициент преломления света — у плексигласа. Он и будет использоваться в качестве корпуса. Это достаточно недорогой материал. А если нужно еще дешевле, тогда можно приобрести оргстекло. В худшем случае можно использовать поликарбонат. Но он мало подходит для корпуса по своим характеристикам. В магазинах можно отыскать специальный поликарбонат с покрытием, которое защищено от конденсата. Он позволяет также обеспечить батарее высокий уровень защиты от тепла. Но это еще не все элементы, из которых будет состоять солнечная панель. Своими руками стекло с хорошей прозрачностью несложно подобрать, это одна из основных составляющих конструкции. Кстати, подойдет даже обычное стекло.
Изготовление рамки
При монтаже кремниевые кристаллы необходимо крепить на небольшом расстоянии. Ведь нужно учесть различные атмосферные воздействия, которые могут повлиять на изменения основы. Так, желательно, чтобы расстояние составляло около 5 мм. В результате размер готовой конструкции составит где-то 835*690 мм.
Изготавливается солнечная панель своими руками с использованием профиля из алюминия. Он имеет максимальное сходство с фирменными изделиями. При этом самодельная батарея более герметична и прочна.
Для сборки понадобится уголок из алюминия. Из него делается заготовка для будущей рамки. Размеры – 835*690 мм. Для того чтобы скрепить профили между собой, необходимо заранее сделать технологические отверстия.
Внутреннюю часть профиля следует промазать герметиком на основе силикона. Наносить его нужно очень внимательно, чтобы все места были промазаны. От того, насколько качественно он будет нанесен, полностью зависит эффективность и надежность, которой будет обладать солнечная панель.
Своими руками теперь нужно положить в рамку из профиля лист из заранее подобранного прозрачного материала. Это может быть поликарбонат, стекло либо что-нибудь еще. Важный момент: силиконовый слой должен просохнуть. Это нужно учесть обязательно, иначе на кремниевых элементах появится пленка.
На следующем этапе прозрачный материал необходимо хорошо прожать и зафиксировать. Чтобы крепление получилось максимально надежным, следует воспользоваться метизами. Закрепим стекло по периметру и с четырех углов. Теперь солнечная панель, своими руками изготавливаемая, практически готова. Осталось лишь соединить кремниевые элементы между собой.
Пайка кристаллов
Теперь нужно как можно аккуратнее проложить проводник на пластинку из кремния. Далее наносим флюс и припой. Чтобы было удобнее работать, можно зафиксировать проводник с одной стороны чем-нибудь.
В этом положении аккуратно подпаиваем проводник к контактной площадке. Не давите на кристалл паяльником. Он очень хрупкий, вы можете его сломать.
Последние сборочные операции
Если для вас изготовление солнечных панелей своими руками впервой, то лучше использовать специальную разметочную подложку. Она поможет расположить необходимые элементы максимально ровно на необходимом расстоянии. Для того чтобы правильно отрезать провода нужной длины, соединяющие отдельные элементы, следует учесть, что проводник должен припаиваться к контактной площадке. Она немного вынесена за край кристалла. Если сделать предварительные расчеты, то выяснится, что провода должны быть по 155 мм.
Когда будете собирать все это в единую конструкцию, лучше взять лист фанеры или оргстекла. Для удобства кристаллы лучше предварительно расположить горизонтально и зафиксировать. Это легко делается с помощью крестиков для укладки плитки.
После того как вы соедините все элементы между собой, на каждый кристалл с обратной стороны наклейте двухсторонний строительный скотч. Нужно лишь немного прижать заднюю панель, и все кристаллы с легкостью перенесутся на базу.
Такой тип крепления никак ни герметизируется дополнительно. Кристаллы могут расширяться при высоких температурах, но это не страшно. Герметизировать нужно лишь отдельные части.
Теперь при помощи монтажной ленты необходимо закрепить все шины и само стекло. Прежде чем заклеивать и полностью собирать батарею, желательно протестировать ее.
Герметизация
Если у вас обычный силиконовый герметик, то не нужно полностью заливать им кристаллы. Так можно исключить риск повреждения. Для заливки этой конструкции нужен не силикон, а эпоксидная смола.
Вот так просто и непринужденно можно получать электрическую энергию почти даром. Теперь рассмотрим, как еще можно сделать солнечные панели своими руками.
Экспериментальная батарея
Эффективные системы для преобразования солнечной энергии требуют наличия фабрик огромных размеров, особого ухода за ними и серьезной суммы денег.
Давайте попробуем изготовить что-то самостоятельно. Все, что понадобится для эксперимента, легко можно купить в хозяйственном магазине или найти на вашей кухне.
Солнечная панель своими руками из фольги
Для сборки понадобится медная фольга. Ее без труда можно найти в гараже или на крайний случай легко приобрести в любом хозяйственном магазине. Для сборки батареи нужно 45 квадратных сантиметров фольги. Также следует купить два «крокодильчика» и маленький мультиметр.
Чтобы получить рабочий солнечный элемент, желательно иметь электрическую печку. Нужно не меньше 1100 Ватт мощности. Она должна накалиться до ярко-красного цвета. Еще подготовьте обычную пластиковую бутылку без горлышка и пару столовых ложек соли. Достаньте из гаража дрель с абразивной насадкой и лист металла.
Приступаем к работе
Первым делам отрежем часть медной фольги такого размера, чтобы она полностью ложилась на электроплитку. От вас потребуется вымыть руки, чтобы на меди не оставалось жирных пятен от пальцев. Медь тоже желательно помыть. Чтобы убрать покрытие с медного листа, воспользуйтесь наждаком.
Далее очищенный лист кладем на плитку и включаем ее на самый максимум возможностей. Когда плитка начнет греться, вы сможете наблюдать появление на медном листе красивых оранжевых пятен. Затем цвет изменится на черный. Необходимо подержать медь порядка получаса на раскаленной докрасна плитке. Это очень важный момент. Так, толстый слой оксида легко отслаивается, а тонкий будет липнуть. После того как пройдет полчаса, уберите с плиты медь и дайте ей остыть. Вы сможете наблюдать, как от фольги отваливаются куски.
Когда все остынет, оксидная пленка пропадет. Вы сможете легко очистить при помощи воды большую часть черного оксида. Если что-то не отдирается, не стоит и пытаться. Главное – не деформируйте фольгу. В результате деформации можно повредить тонкий слой оксида, он очень нужен для эксперимента. Если его не будет, солнечная панель, своими руками изготовленная, не будет работать.
Сборка
Второй кусок фольги отрежьте по тем же размерам, что и первый. Далее очень аккуратно требуется согнуть две части так, чтобы они вошли в пластиковую бутылку, но при этом не касались друг друга.
Затем цепляйте «крокодильчики» к пластинам. Провод от «нежареной» фольги – к «плюсу», провод от «жареной» — к «минусу». Теперь берем соль и горячую воду. Соль размешивайте до полного растворения. Выльем раствор в нашу бутылку. И теперь можно наблюдать на плоды трудов. Эта самодельная солнечная панель, своими руками сделанная, может быть в дальнейшем немного усовершенствована.
Другие способы использования солнечной энергии
Солнечную энергию уже как только не используют. В космосе она запитывает космические корабли, на Марсе от Солнца питается знаменитый марсоход. А в Соединенных Штатах Америки от Солнца работают дата-центры Google. В тех местах нашей страны, где отсутствует электричество, люди могут посмотреть новости по телевизору. Все это благодаря Солнцу.
А еще данная энергия позволяет обогревать дома. Воздушно-солнечная панель своими руками очень просто изготавливается из пивных банок. Они накапливают тепло и отдают его в жилое помещение. Это эффективно, бесплатно и доступно.
fb.ru