Как в домашних условиях сделать солнечные батареи своими руками: как сделать в домашних условиях, самодельная панель, как смастерить самому из пивных банок и других подручных средств, пошаговая инструкция

Содержание

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

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

Особенности и разновидности устройства

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

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

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

Существует такие три основных варианта кремния, как:

  • монокристаллы;
  • поликристаллы;
  • аморфное вещество.

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

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

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

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

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

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

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какие инструменты понадобятся?

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

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

Как изготовить?

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

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Последовательность соединения является следующей:

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендации по эксплуатации

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

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

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

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

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

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

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

Полезные советы

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

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

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

Как сделать солнечную батарею своими руками

Хоть использование солнечной энергии и получило сегодня широкое распространение, цена фотобатарей остается на высоком уровне. Но их вполне можно сделать своими руками. В большинстве случаев этим интересуются владельцы частных домов. Но некоторым удается снабдить самодельными фотопанелями даже свою квартиру.

Устройство солнечной батареи

Перед тем как создать солнечную батарею своими руками, стоит разобраться в ее работе. Электрическую энергию накапливают аккумуляторы. В основе работы самой батареи лежит фотоэлектрический эффект. Он происходит в фотоэлементах, которые и «собирают» энергию солнечных лучей. Такие пластины как раз и выступают основной частью фотобатарей. Как же преобразуется энергия из солнечной в электрическую:

  1. Лучи солнца попадают на одну из сторон пластины, имеющую тонкий слой бора или фосфора.
  2. Под их воздействием высвобождается множество электронов. Фосфорная пленка удерживает их, не давая разлетаться.
  3. Движение электронов упорядочивается металлическими «дорожками», которыми оснащена каждая пластина.
  4. Так возникает электрический ток. Его можно получить тем больше, чем больше взять кремниевых ячеек.

Выбираем фотоэлементы

Первыми в списке необходимых материалов идут, конечно же, солнечные фотоэлементы. Поскольку развитие альтернативных источников энергии в мире не стоит на месте, разработано уже множество различных солнечных пластин.

  • Пленочные. Сегодня их выпускают только технологически «продвинутые» компании, поэтому за ними остается только «охотиться». Такие элементы встречаются в уже готовых фотобатареях.
  • Аморфные. Это фотопластины, способные собирать лучи солнца в любых погодных условиях: на закате, при запыленном воздухе, в дождь и пр. В основе аморфных элементов лежит тончайший слой кремния, напыляемый на стеклянную или полимерную поверхность. Для создания самодельной солнечной батареи своими руками такие элементы используют редко из-за небольшого срока службы и недостаточного КПД.
  • Из кристаллического кремния. Здесь выделяют два типа фотопластин:
    • Монокристаллические. Состоят из одного кремниевого кристалла. Эффективность таких панелей выше за счет одностороннего направления. Подобные элементы чаще применяют в регионах с высокой активностью солнца. Распознать подобные ячейки можно по однородному темному цвету и срезанным углам. Их КПД составляет около 19%, а срок службы достигает 50 лет.
    • Поликристаллические. Множество мелких кристаллов объединяют в один элемент. Эффективность от этого снижается, но зато панели можно использовать там, где солнце не слишком активно. Структуру из большого числа кристаллов можно обнаружить по более светлому оттенку синего цвета и неоднородному рисунку. Поликристаллы уступают монокристаллам в сроке службы (до 25 лет) и КПД (до 15%).

В первый раз изготовить солнечную батарею своими руками лучше из более дешевых поликристаллических пластин. К монокристаллическим стоит переходить уже после обкатки технологии. Недорогие фотопластины продаются в зарубежных интернет-магазинах. Самые известные среди них: EBay, Aliexpress и Amazon.

Сегодня некоторые продавцы предлагают уцененные фотопластины класса «B». Они стоят дешевле в связи с имеющимися повреждениями: различными сколами, отсутствующими уголками, микротрещинами и пр. Производительность ячеек от этого не страдает, но цена значительно снижается. Для «набивки руки» такие элементы вполне подойдут.

Альтернатива фотоэлементам

Решив сделать солнечную батарею своими руками из подручных средств, можно заменить фотопластины на полупроводники с p-n-переходами. Они часто остаются от старых приемников и телевизоров. Полупроводники тоже способны вырабатывать ток под действием солнечного излучения. Для изготовления панели остается только соединить несколько подобных деталей.

Подвох здесь в недостаточной мощности получаемых устройств. При самых мощных транзисторах удается получить напряжение не более 0,2 В с каждого. Сила тока в них будет измеряться микроамперами, и это при самом ярком солнце. Чтобы добиться тех же параметров, что дают кремниевые фотоэлементы, нужно будет найти сотни полупроводников. Но даже в лучшем случае вы сможете зарядить только светодиодный фонарь или мобильник.

Расчет количества фотоэлементов

Важным этапом в инструкции, как сделать солнечную батарею своими руками, выступает расчет ее размера. Здесь важны напряжение и сила тока фотоэлементов. Для средних ячеек эти параметры составляют 0,5 В и 3 А соответственно. Если для создания батареи соединить 30 ячеек, тогда ее мощность составит 30 · 0,5 В · 3 А = 45 Вт.

С учетом полученного значения можно рассчитать и то, сколько потребуется таких блоков для фотобатареи той или иной мощности, а также требуемую для них площадь.

Что еще потребуется для создания фотобатареи

Перед началом работ проверьте, все ли из списка есть у вас под рукой:

  • рейки и фанера для каркаса;
  • силиконовый герметик;
  • припой;
  • антисептик и краска для дерева;
  • многожильный медный провод для соединения фотоэлементов;
  • уголки алюминиевые;
  • антибликовое стекло, поликарбонат или плексиглас;
  • диоды Шоттки, рассчитанные на отдачу одной фотопластины.

Также потребуется простой инструмент: паяльник, пила, стеклорез, отвертка, малярная кисть – все, что есть у любого домовитого хозяина.

Инструкция по созданию солнечной панели

Соединяя солнечные ячейки, стоит придерживаться соотношения сторон 1:1. Например, если по вашим расчетам получится, что требуется уложить 120 пластин, то можно расположить их в 12 рядов по 10 шт. Каждые два «столбика» подключите параллельно, а 5 полученных блоков – последовательно. Так провода будут уложены аккуратнее. Определившись с расположением ячеек, можно приступать к выполнению инструкции, как собрать солнечную батарею своими руками. Она включает несколько основных этапов.

Создание корпуса

Корпус изготавливают из деревянных реек. Высота их не должна быть больше 25 мм, иначе крайние ряды ячеек окажутся затененными. Для соединения реек используют алюминиевые уголки. Размеры корпуса определяются размерами фотопластин. Для ячеек 3х6 дюймов (7,62х15,24 см) при расположении их в 12 рядов по 10 шт. потребуется рама не менее 160х100 см.

Обратная сторона зашивается фанерой, а внизу рамы просверливают вентиляционные отверстия. Для защиты дерева его покрывают антисептиком, а затем окрашивают. Уже по готовому каркасу из стекла или плексигласа вырезают панель, которую крепят при помощи уголковых кронштейнов.

Пайка фотоэлементов

Для выполнения этой задачи необходим паяльник мощностью до 40 Вт и легкоплавкий припой. Небольшое его количество наносится на выводные части пластин. Обязательно соблюдается полярность подключения. Расстояние между фотоэлементами должно быть не менее 5 мм для учета возможного расширения. Для увеличения напряжения элементы соединяют последовательно, а для повышения тока – параллельно.

Когда отдельные цепочки будут собраны, их кладут тыльной стороной к подложке и приклеивают герметиком. Каждый блок солнечных пластин должен быть снабжен диодом Шоттки, исключающим разрядку аккумуляторов ночью. По схеме, представленной выше, осуществляют соединение всех цепочек с использованием медного провода или специальной шины.

Окончательная сборка

Уже готовые подложки укладывают в корпус. Для крепления используют саморезы. При наличии в раме поперечины в ней просверливают отверстия под провода. Выведенный наружу кабель фиксируют и припаивают к выводам сборки. Стекло укладывают в каркас, предварительно нанеся на верхний контур рамы слой герметика.

Изучив, как делают солнечные батареи в домашних условиях своими руками, можно сделать вывод, что для этого требуются хотя бы минимальные знания электротехники. Но сделав все максимально аккуратно, можно надеяться на удачное выполнение поставленной задачи. Также нужно быть готовым, что альтернативная энергия своими руками требует финансовых и временных затрат. Потренировавшись на первой панели, вы сможете сделать еще не одну солнечную батарею, тем самым обеспечив свое жилище бесплатной электроэнергией.

Можно ли сделать солнечные батареи своими руками


Экономичная батарея своими руками: солнечные элементы и другие составляющие

Перед тем, как приступить к изготовлению такого устройства, как солнечная батарея, необходимо понять, что это такое и как она работает. По сути, такое устройство является генератором, который преобразует тепловую солнечную энергию в электричество, чему способствует фотоэлемент. Это происходит за счет того, что кванты солнечного света попадают на кремниевый элемент и выбивают кванты света с последней его орбиты. Образовавшиеся при этом свободные электроны преобразуются в поток электроэнергии.

Если вы решили изготовить самодельные солнечные батарейки, не спешите изготавливать сразу целую атомную станцию. Сначала потренируйтесь на одном изделии, а после того, как вы убедитесь, что оно работает, приступайте к дополнению его необходимым количеством батарей.

Если вашей целью является не полный отказ от стандартного типа электроэнергии, а экономичный обогрев дома, то вы можете собрать тепловой аккумулятор из алюминиевых пивных банок или фольги, также вы можете даже использовать обыкновенный диск.

Чтобы сделать батарею из подручных средств, вы можете использовать один из трех видов фотоэлектрических преобразователей. При этом вам не обязательно покупать дорогостоящие элементы в магазине, вы сможете приобрести бракованные детали на специальных сайтах. Они будут работать ничуть не хуже цельных пластин, но их цена значительно снижена.

Виды солнечных элементов:

  • Монокристаллические;
  • Поликристаличиские;
  • Аморфные.

Чтобы собрать батарею самому, лучше выбирать более дешевые монокристаллические или поликристаллические панели. Первый вариант имеет высокий уровень КПД, который составляет 13% и срок службы более 25 лет, однако их полезность сильно снижается при непрямом попадании солнечного света. Поликристаллический модуль практически не изменяет свой КПД при перемещении солнца, однако уровень этого показателя у него ниже, всего 7-9%, а гарантийный срок службы составляет 10 лет.

Составляем проект перед тем, как сделать солнечную панель

Вид проекта будущей электростанции зависит от способа ее изготовления и установки. В первую очередь вы должны выбрать оптимальный угол наклона, ведь от того, под каким углом солнечные лучи соприкасаются с фотоэлементом, зависит, уровень их КПД.

Сделанное на заводе устройство для преобразования солнечной энергии в электричество обычно имеет датчики, которые меняют угол наклона конструкции в зависимости от положения солнца. Производство самодельных солнечных панелей предполагает ручной наклон батареек в течение суток.

Для изготовления солнечных батареек можно выбирать самые разные материалы. Однако важно, чтобы они не деформировались от высоких температур. Например, порогом выносливости кремниевых модулей, является температура свыше 250 градусов. Поэтому выбор материалов зависит от их устойчивости к высокому температурному режиму.

Также стоит заранее просчитать размеры будущей солнечной электростанции. По нашим расчетом 2 метра батареи вырабатывают всего 240 Вт мощности за сутки. Этой электроэнергии недостаточно, чтобы современный человек мог спокойно жить и пользоваться техникой. Для полноценного функционирования приборов в доме, нужно получать в день хотя бы 1 кВт электроэнергии, но лучше 2кВТ. Таким образом, для среднестатистической семьи с двумя детьми понадобится двадцатиметровая станция. Полученного с такой площади электричества и для работы ноутбука, и для функционирования холодильника и телевизора, и для того, чтобы осуществить зарядку телефона.

В целях экономия солнечной энергии советуем вам заменить лампу Ильича, осветительным прибором из светодиодов. Лампа из диодов более экологична, безопасна и экономна.

Как сделать солнечную батарею в домашних условиях

Солнечная батарея состоит не только из фотоэлементов, для нее нужно собрать подходящий каркас. Имена основа этой конструкции будет отвечать за то, насколько надежно солнечная батарея будет зафиксирована на крыше.

Изготовление корпуса солнечной батареи:

  1. Прежде всего, вам нужно будет выбрать материал для каркаса. Скорее всего, это будет металлический уголок. Также нужно выбрать прозрачное защитное покрытие для кремниевых модулей. Обычно его делают из сверхпрозрачного стекла.
  2. Возьмите алюминиевый уголок и нарежьте заготовки под рамку. Она может иметь размеры 83,5 на 69 см. Сделайте в заготовке отверстия под метизы.
  3. Внутрь уголков наносим герметик в два слоя. Вставляем в раму защитный лист, например из сверхпрозрачного стекла, и придерживая конструкцию, дожидаемся частичного высыхания герметика.
  4. Для укрепления конструкции по углам рамки монтируются с помощью шуруповерта метизы. С длиной стороны крепится по два элемента, а с короткой по одному.
  5. На кусок картона намотайте ровным слоем проволоку для проводников. Обрежьте намотку по краям.
  6. Проводник положите на фотоэлемент. На место паяния нанесите кислоту и припой. Чтобы вам было удобнее припаять проводник, вы можете прижать его с одной стороны чем-нибудь тяжелым. Однако дотрагиваться до самого кремневого элемента во время пайки нельзя, вы можете создать на нем трещины или сколы.
  7. На каждый фотоэлемент припаяйте по два расположенных параллельно проводника. Обработайте, таким образом, каждый элемент.

Пайка фотоэлементов – это очень кропотливая и ответственная работа. Тонкие кремневые модули могут лопнуть при малейшем механическом воздействии. Если вы не умеете паять, то приобретите готовый набор для самостоятельной сборки батареи, в качестве фотоэлементов в этом случае можно не сомневаться.

Собираем своими руками из подручных средств солнечную батарею

Далее начинается заключительный этап изготовления батареи – сборка всех элементов воедино. Для этого вы можете сделать подложку с разметкой, и положит ее под стекло каркаса. Таким образом, вам удастся использовать пространство корпуса по-максимуму.

Собираем солнечную батарейку:

  1. Согласно разметке разложите солнечные элементы. При этом между модулями должно быть расстояние равное 1-2 мм. Таким образом, кремниевые составляющие смогут изменять размеры без ущерба для конструкции. Прижмите разложенные детали грузиками.
  2. Далее пайка осуществляется по схеме. При этом положительные дорожки располагаются с лицевой стороны. Нанесите перед пайкой флюс и припой и аккуратно припаяйте серебряные контакты.
  3. Соедините все солнечные элементы.
  4. Крайние контакты фотоэлементов выведите на шину, сделанную из широкого серебряного проводника. Также выведите среднюю точку и установите два штудирующих диода. Установите клемму с внешней стороны рамы.
  5. Протестируйте панель с помощью специального прибора. Это вам позволит убедиться в качестве контактов.

Промажьте места стыков элементов полимерным эластичным герметиком. После того, как вещество высохнет, покройте всю оставшуюся площадь обратной стороны батареи тем же герметиком.

Можно ли сделать солнечную батарею из транзисторов своими руками

Ради эксперимента вы можете попробовать сделать мини солнечную батарею из транзисторов. Конечно, КПД такого изделия очень низкое, но он может сгодиться как зарядное устройство для калькулятора.

Данные изделия можно использовать лишь для развлечения, или в том случае, когда нужно срочно подзарядить телефон, но другого выбора нет.

Чтобы изготовить батарею из транзисторов, вам нужно снять с них крышку, под которой находится маленький фотоэлемент. После того, как конструкция вскрыта, вам нужно выяснить сколько транзисторов вам понадобится для работы необходимого вам устройства. Необходимо количество элементов нужно соединить последовательно между собой на пластиковом корпусе, через который нужно продеть выводы транзисторов.

Солнечные батареи своими руками (видео)

Солнечные батареи – это спасение для нашей планеты. Обустройте свой дом таким прибором, и вы не только сэкономите деньги на оплате за электричество, но и внесете вклад в поддержание своего мира.

Что такое солнечная панель? Как работает солнечная панель?

Солнечная энергия начинается с солнца. Солнечные панели (также известные как «фотоэлектрические панели») используются для преобразования солнечного света, состоящего из частиц энергии, называемых «фотонами», в электричество, которое можно использовать для питания электрических нагрузок.

Солнечные панели могут использоваться для самых разных применений, включая системы удаленного питания для кабин, телекоммуникационное оборудование, дистанционное зондирование и, конечно же, для производства электроэнергии бытовыми и коммерческими солнечными электрическими системами.

На этой странице мы обсудим историю, технологию и преимущества солнечных батарей. Мы узнаем, как работают солнечные батареи, как они изготавливаются, как вырабатывают электричество и где можно купить солнечные панели.

Краткая история солнечных панелей

Развитие солнечной энергетики насчитывает более 100 лет. В первые дни солнечная энергия использовалась в основном для производства пара, который затем можно было использовать для привода машин. Но только после открытия Эдмоном Беккерелем «фотогальванического эффекта», который позволил преобразовывать солнечную электрическую энергию солнечного света.Затем открытие Беккереля привело к изобретению Чарльзом Фриттсом в 1893 году первого настоящего солнечного элемента, который был образован путем покрытия листов селена тонким слоем золота. И из этого скромного начала возникло устройство, известное нам сегодня как солнечная панель .

Рассел Ол, американский изобретатель, работающий в Bell Laboratories, запатентовал первый в мире кремниевый солнечный элемент в 1941 году. Изобретение Ола привело к производству первой солнечной панели в 1954 году той же компанией.Солнечные панели нашли свое первое широкое применение в космических спутниках. Для большинства людей первая солнечная панель в их жизни, вероятно, была встроена в их новый калькулятор — примерно в 1970-х годах!

Сегодня солнечные панели и полные системы солнечных панелей используются для питания самых разных приложений. Да, солнечные батареи в виде фотоэлементов до сих пор используются в калькуляторах. Однако они также используются для обеспечения солнечной энергией целых домов и коммерческих зданий, таких как штаб-квартира Google в Калифорнии.

Как работают солнечные панели?

Солнечные панели собирают чистую возобновляемую энергию в виде солнечного света и преобразуют этот свет в электричество, которое затем можно использовать для питания электрических нагрузок. Солнечные панели состоят из нескольких отдельных солнечных элементов, которые сами состоят из слоев кремния, фосфора (обеспечивающего отрицательный заряд) и бора (обеспечивающего положительный заряд). Солнечные панели поглощают фотоны и при этом инициируют электрический ток.Результирующая энергия, генерируемая фотонами, ударяющими о поверхность солнечной панели, позволяет электронам сбиваться с их атомных орбит и высвобождаться в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами, которое затем втягивает эти свободные электроны в направленный ток. Весь этот процесс известен как фотоэлектрический эффект. Средний дом имеет более чем достаточную площадь крыши для необходимого количества солнечных панелей для производства достаточного количества солнечной электроэнергии для обеспечения всех его потребностей в электроэнергии.

В хорошо сбалансированной конфигурации с подключением к сети солнечная батарея вырабатывает электроэнергию в течение дня, которая затем используется в доме ночью. Программы чистого измерения позволяют владельцам солнечных генераторов получать оплату, если их система производит больше энергии, чем необходимо в доме. В автономных солнечных батареях необходимыми компонентами являются аккумуляторная батарея, контроллер заряда и, в большинстве случаев, инвертор. Солнечная батарея посылает электричество постоянного тока через контроллер заряда в аккумуляторную батарею.Затем энергия поступает от аккумуляторной батареи к инвертору, который преобразует постоянный ток в переменный ток (AC), который можно использовать для устройств, не использующих постоянный ток. С помощью инвертора размеры массивов солнечных панелей могут соответствовать самым высоким требованиям к электрической нагрузке. Переменный ток может использоваться для питания нагрузок в домах или коммерческих зданиях, транспортных средствах и лодках для отдыха, удаленных кабинах, коттеджах или домах, удаленном управлении дорожным движением, телекоммуникационном оборудовании, мониторинге потока нефти и газа, RTU, SCADA и многом другом.

Преимущества солнечных панелей

Использование солнечных панелей — очень практичный способ производства электроэнергии для многих целей. Очевидным было бы жить вне сети. Жизнь вне сети означает проживание в месте, которое не обслуживается основной электросетью. Удаленные дома и хижины хорошо выигрывают от систем солнечной энергии. Больше не нужно платить огромные суммы за установку электрических столбов и прокладку кабеля от ближайшей точки доступа к основной сети. Солнечная электрическая система потенциально менее дорога и может обеспечивать электроэнергию более трех десятилетий при правильном обслуживании.

Помимо того факта, что солнечные панели позволяют жить вне сети, возможно, самое большое преимущество, которое вы получите от использования солнечной энергии, заключается в том, что это чистый и возобновляемый источник энергии. С появлением глобального изменения климата стало более важно, чтобы мы делали все возможное, чтобы уменьшить давление на нашу атмосферу из-за выбросов парниковых газов. Солнечные панели не имеют движущихся частей и требуют минимального обслуживания. Они прочно построены и служат десятилетиями при правильном обслуживании.

Последним, но не менее важным преимуществом солнечных панелей и солнечной энергии является то, что после того, как система оплатит свои первоначальные затраты на установку, электроэнергия, которую она будет производить в течение оставшегося срока службы системы, который может достигать 15- 20 лет в зависимости от качества системы, абсолютно бесплатно! Для владельцев систем солнечной энергии, подключенных к сети, преимущества начинаются с того момента, когда система подключается к сети, потенциально устраняя ежемесячные счета за электроэнергию или, что самое приятное, фактически получая дополнительный доход владельца системы от электрической компании.Как? Если вы используете меньше энергии, чем производит ваша солнечная электрическая система, эта избыточная мощность может быть продана, иногда с премией, вашей электроэнергетической компании!

Существует множество других применений и преимуществ использования солнечных батарей для выработки электроэнергии — слишком много, чтобы перечислять их здесь. Но, просматривая наш веб-сайт, вы получите общее представление о том, насколько универсальной и удобной может быть солнечная энергия.

Сколько стоят солнечные панели?

Цены на солнечные панели существенно снизились за последние пару лет.Это здорово, потому что в сочетании с федеральной налоговой льготой на инвестиции в солнечную энергетику в размере 30 долларов и другими применимыми стимулами СЕЙЧАС самое лучшее время для инвестиций в систему солнечной энергии. И учтите: система солнечной энергии стоит примерно столько же, сколько автомобиль среднего размера!

Где я могу купить солнечные панели?

Ну, прямо здесь, на этом сайте, конечно!

Наши бренды солнечных панелей включают наиболее уважаемых производителей в сфере производства солнечных панелей. Эти бренды включают такие названия, как BP Solar, General Electric и Sharp, среди прочих.Мы предлагаем только солнечные панели самого высокого качества от производителей с проверенной репутацией в области технологий солнечных панелей. Имея более чем 30-летний опыт работы в сфере производства солнечных панелей, вы можете быть уверены, что в MrSolar.com мы разбираемся в солнечных панелях!

Сохранить

Сохранить

Solar 101: Как работает солнечная энергия (шаг за шагом)

Вы когда-нибудь смотрели на солнечные панели на крышах и задумывались, что они делают и как? Что ж, эти высокотехнологичные пространства из мерцающего стекла на самом деле являются лишь одним из компонентов сложной сети, которая использует возобновляемую энергию солнца для подачи электричества в дом внутри.

Давайте пошагово рассмотрим, как работает солнечная энергия.

 

Как солнечные батареи производят электричество?

 

ШАГ 1. Солнечный свет активирует панели.


Стоечная солнечная система

Каждая отдельная панель состоит из слоя кремниевых ячеек, металлического каркаса, стеклянного корпуса, окруженного специальной пленкой, и проводки. Для максимального эффекта панели группируются в «массивы» (упорядоченная серия) и размещаются на крышах или на больших открытых площадках.Солнечные элементы, которые также называются фотогальваническими элементами , поглощают солнечный свет в дневное время.

 

ЭТАП 2. Клетки производят электрический ток.


Слиток кремния и пластина

Внутри каждого солнечного элемента находится тонкая полупроводниковая пластина, состоящая из двух слоев кремния. Один слой заряжен положительно, а другой отрицательно, образуя электрическое поле. Когда световая энергия солнца попадает на фотогальванический солнечный элемент, он заряжает элемент и заставляет электроны «освобождаться» от атомов внутри полупроводниковой пластины.Эти свободные электроны приводятся в движение электрическим полем, окружающим пластину, и это движение создает электрический ток.

 

ЭТАП 3: Преобразование электрической энергии.


Солнечный инвертор. Изображение предоставлено SMA Solar Technology AG

.

Теперь у вас есть солнечные батареи, которые эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, но вырабатываемое электричество называется электричеством постоянного тока (или постоянного тока), а не тем типом электричества, которым питается большинство домов, а электричеством переменного тока (или переменного тока).К счастью, электричество постоянного тока можно легко превратить в электричество переменного тока с помощью устройства, называемого инвертором. В современных солнечных системах эти инверторы могут быть сконфигурированы как один инвертор для всей системы или как отдельные микроинверторы, прикрепленные за панелями.

 

ШАГ 4. Преобразованное электричество питает ваш дом.


Солнечный микроинвертор

Когда солнечная энергия преобразуется из постоянного тока в переменный ток, она проходит через ваш электрический щит и распределяется по дому для питания ваших приборов. Он работает точно так же, как электроэнергия, вырабатываемая через сеть вашей электроэнергетической компанией, поэтому ничего не нужно менять в доме. Поскольку вы по-прежнему подключены к своей традиционной энергетической компании, вы можете автоматически получать дополнительную электроэнергию, чтобы компенсировать нехватку солнечной энергии из сети.

 

ШАГ 5. Счетчик полезной нагрузки измеряет использование.


Умный электросчетчик

В пасмурные дни и ночью ваша солнечная черепица или панели могут не улавливать достаточно солнечного света для использования в качестве энергии; и наоборот, в середине дня, когда никого нет дома, они могут собирать избыточную энергию — больше, чем вам нужно для работы вашего дома.Вот почему счетчик используется для измерения электричества, протекающего в обоих направлениях — в ваш дом и из вашего дома. Ваша коммунальная компания часто предоставляет кредиты на любую избыточную энергию, которую вы отправляете обратно в сеть. Это известно как Net Metering .

 

Заключение

Теперь, когда вы знаете основы солнечной энергии, вы можете удивиться тому, как современная фотоэлектрическая технология может использовать огромную энергию солнца для обеспечения работы дома. Это может быть не ракетостроение, но это определенно человеческая изобретательность в лучшем виде.

 

Заинтересованы в солнечной кровле для вашего дома? Ознакомьтесь с нашими продуктами для солнечной энергетики или найдите сертифицированного специалиста по установке солнечных батарей в вашем регионе.

Солнечная система своими руками — Going Solar

Как построить собственную систему солнечных батарей дома

Хотите ли вы сократить или исключить ежемесячные счета за электроэнергию с помощью солнечной энергии, жить полностью вне сети или оставлять меньший углеродный след в окружающей среде, все это отличные причины, чтобы узнать, как построить свою собственную солнечную панель.

С годами автономные солнечные системы (и даже сетевые) стали более распространенными, побуждая домовладельцев находить способы использовать этот полезный возобновляемый источник энергии. Всегда возникает один вопрос: Можете ли вы построить солнечный модуль на крыше самостоятельно?

Да, есть способы построить солнечную систему своими руками. Вот как.

Возможно ли это?

Конечно, можно использовать солнечные панели дома, не прибегая к помощи компании, занимающейся солнечными батареями.Перед покупкой панелей необходимо предварительно все проверить, в том числе:

Ваша крыша: К сожалению, многие домовладельцы не проверяют свои крыши перед тем, как попробовать установить солнечную батарею своими руками. Очень важно, чтобы ваша крыша получала достаточно солнечного света в течение всего года; в противном случае вы не получите максимальную отдачу от своих инвестиций. Энергии, вырабатываемой вашими традиционными солнечными панелями, должно быть достаточно, чтобы заменить счет за электричество в вашем доме чистой энергией.

Варианты солнечной технологии: Существуют различные типы солнечных технологий, но наиболее распространенными сегодня являются солнечные фотоэлектрические панели (PV означает фотоэлектрические) и тепловые технологии.Оба используют солнечную энергию и преобразуют ее в электроны, но перед покупкой выберите подходящий для вашего дома. Автоматизация контроллера также может быть полезна для отслеживания положения солнца и других компонентов.

 

Если вы строите свои собственные солнечные батареи, вы должны помнить еще несколько важных вещей:

  • Знайте, сколько солнечной энергии вам требуется, так как это всегда зависит от того, что вы планируете делать с накопленной электрической энергией. Например, для подзарядки аккумуляторов лодки, фургона или электрического скутера требуется другое напряжение зарядного устройства, чем для питания дома.
  • Вы можете купить панели в Интернете, но будьте осторожны, потому что некоторые веб-сайты продают только подержанные товары, бракованные панели и бесполезные.
  • Вы можете нарушить электрические нормы и правила, если не знаете об их соблюдении до того, как построите систему солнечного инвертора самостоятельно.

Вы также должны узнать о подключении к сети, если только вы не планируете использовать автономную солнечную систему. Определенная логистика организована в зависимости от того, где вы живете, когда вы подключаетесь к коммунальным услугам, например, оплата комиссии и время, необходимое для ее подключения.Домовладельцы также должны узнать о чистом измерении солнечной энергии, когда коммунальные предприятия возвращают деньги за недвижимость с домашней солнечной батареей по той же ставке, которую эти компании взимают за использование электроэнергии. Измерение солнечной энергии помогает владельцу системы солнечных батарей стать более прибыльной, платя им за избыточную солнечную энергию.

Достаточно ли вы квалифицированы?

Возможно, у вас уже есть с собой экспертные указания и даже автоматизация контроллера, включающая в себя инструкции, данные для оборудования.

Они могут дать вам уверенность в самостоятельной установке системы фотоэлектрических панелей, но они не гарантируют срок службы и эффективность построенного вами солнечного модуля. Вполне возможно, что через несколько месяцев вы получите панель, которая перестанет работать из-за резких перепадов температуры, влаги внутри панелей или недостатков в ее конструкции или монтаже.

Недостаточно иметь необходимые инструкции по сборке панелей; вам также потребуются навыки, необходимые для установки солнечных батарей.Эти панели прочные, что позволяет им выдерживать несколько лет даже в суровых погодных условиях.

Так что, если вы хотите построить свой собственный дом без профессиональной помощи или хотя бы минимальной помощи со стороны компании, занимающейся солнечным домом, вам нужно потратить много времени на исследования и приобретение опыта. В частности, вам нужно будет ознакомиться с пайкой и электромонтажом. Таким образом, вы можете сочетать производимые продукты с правильными компонентами, которые оптимизируют сбор солнечного света даже в суровых погодных условиях. Установка солнечных батарей своими руками — тяжелая работа, но создание фотоэлементов означает соответствие возможностям установки производителей солнечных панелей.

Где взять необходимые материалы

В Интернете есть много мест, где вы можете приобрести солнечную инверторную систему и другие комплекты для завершения вашего солнечного фотоэлектрического модуля.

Если вы планируете покупать на определенных сайтах, таких как eBay, вы должны быть уверены в его качестве. В большинстве случаев ячейки, доступные онлайн, уже используются или не прошли контроль качества.

Возможно, вы захотите найти материалы, необходимые для постройки солнечной электростанции на крыше. Таким образом, вам не придется беспокоиться о наценках подрядчика и даже затратах на проводку и установку.

 

Вот несколько советов по покупке необходимых материалов:

Солнечные элементы : Если вы планируете покупать солнечные элементы в Интернете, обязательно оцените их производителя и продавца перед покупкой. Некоторые компании предлагают солнечные элементы из Китая, которые часто имеют лучшие цены, хотя их качество может быть сомнительным.Японские, как правило, имеют хорошую цену и производительность, в то время как американские считаются лучшими, но могут быть дорогими. Выберите тип, соответствующий вашему бюджету, и сначала купите пару аккумуляторов с достаточным напряжением для зарядки вашего дома на колесах, троллингового мотора или нескольких домашних электроприборов.

Инструменты: Вам понадобится паяльник и припой. Вам также понадобится флюс, паяльная паста, деревянная доска, защитные очки и пила. Для измерения силы тока и напряжения вам также понадобится мультиметр.Также держите под рукой карандаш и линейку.

Другие материалы, которые могут вам понадобиться:
  • Листовое стекло
  • Блокировочный диод
  • Ленты для выступов и шин
  • Распределительная коробка
  • Клеммная колодка
  • Термоусадочная трубка
  • Герметик
  • Уголок алюминиевый
  • Черепичные кресты
  • Инвертор

Перечислите все необходимые материалы и найдите магазин, где их можно купить. В большинстве случаев вам нужно будет посетить несколько местных и интернет-магазинов, чтобы получить все необходимое для установки солнечных батарей.

Как построить собственную систему солнечных батарей

Когда у вас есть все необходимое, вы можете начать строить систему. Чтобы упростить задачу, вы можете получить предварительно сконфигурированные комплекты солнечных панелей, которые содержат фотоэлектрические солнечные панели и инверторы.

Перед покупкой солнечного комплекта необходимо проверить, есть ли в комплекте следующие детали:
  • Кабели постоянного тока
  • Разъединители
  • Крепления
  • Водонепроницаемая распределительная коробка
  • Канал
  • Электрический план для создания разрешительной документации

 В зависимости от того, какой набор для самостоятельной сборки солнечной панели вы приобретете, вам также понадобится вспомогательная панель. Убедитесь, что он есть и в солнечном комплекте.

Стоимость самостоятельной сборки

Оптовая стоимость панелей теперь снизилась по сравнению с прошлым периодом. Вы часто можете видеть, что они стоят 1 доллар за каждый ватт, что делает эти панели более экономичными, чем когда-либо. В идеале вы должны купить ячейку, стоимость которой не превышает 1,3 доллара за ватт.

Самый простой способ подсчитать, сколько вам нужно потратить, это рассчитать доллары за ватт. Доллары за ватт показывают, сколько денег в среднем стоит производство доступной электроэнергии.В среднем домовладельцы платят 3,05 доллара за ватт, что является средней стоимостью системы мощностью 6 кВт. Это означает, что весь процесс установки будет стоить около 18 300 долларов США без учета скидок и налоговых льгот.

 

Плюсы и минусы самодельных солнечных панелей

Установка солнечных панелей своими руками позволяет сэкономить больше, чем профессионал, который сделает это за вас.

Солнечные комплекты

стали более доступными, чем профессиональные услуги, которые могут стоить не менее 7 долларов за ватт. Таким образом, система мощностью 5 кВт стоит около 35 000 долларов (как минимум) без учета льгот.Самостоятельная установка означает, что вам не нужно оплачивать расходы на установку, что дает вам около 4 долларов США за ватт или общую экономию 15 000 долларов США для системы мощностью 5 кВт.

Создание системы солнечной энергии своими руками с каждым годом становится все проще. В Интернете или в местном хозяйственном магазине есть множество комплектов солнечных батарей, которые помогут вам начать работу. Вы можете получить полную домашнюю солнечную батарею и начать ее установку. С профессиональным установщиком вам может потребоваться подождать несколько недель, прежде чем компания получит оборудование и предоставит вам график установки.

Чистый учет солнечной энергии также является преимуществом, поскольку этот солнечный стимул позволяет вам накапливать энергию и направлять излишки в сеть. Многие компании будут платить вам за электроэнергию, которую вы производите.

Самым большим недостатком самостоятельной сборки солнечной энергетической системы является сложность процесса настройки. В конечном итоге вы просмотрите массу онлайн-уроков, но все равно будет трудно определить, правильно ли вы поступаете, если не попробуете. Вы совершите много ошибок, что может привести к большим расходам.Однако, если вы знакомы с электромонтажными и строительными работами, установка системы солнечной энергии становится проще без профессиональной помощи.

Как построить панель солнечной энергии

Солнце содержит безграничные запасы энергии, которую должны правильно использовать живущие на Земле люди. Панель солнечной энергии – один из лучших способов использования энергии, которую дает солнце. Солнце – это хранилище энергии, которая никогда не обесценится, поэтому установка солнечных панелей в домах и офисах считается практичным решением.Люди во всем мире страдают из-за роста стоимости энергии, а солнечная панель – лучшее решение энергетических проблем во всем мире.

Знания о процессе сборки солнечной панели необходимы для ее правильной установки и функционирования. Дома, расположенные в северном полушарии, должны иметь солнечные панели, установленные в южном направлении, чтобы поглощать максимальное количество солнечного света. В некоторых случаях крыша не будет обращена в том направлении, которое необходимо для поглощения солнечного света.В таком случае можно использовать столбы для установки панелей солнечной энергии , которые обращены в правильном направлении.

Навыки столярного дела — единственное необходимое условие, необходимое для сборки и установки солнечной панели. Для успешного завершения процедуры также необходимы правильные инструменты и детали. Также можно приобрести эти детали и инструменты онлайн. Инструменты, необходимые для сборки солнечной панели, включают фанеру, пилу, паяльник, малярную кисть, ручку с канифольным флюсом, кусачки, отвертку, пистолет для герметика, вольтметр, стеклорезы и дрель.Детали, необходимые для сборки солнечной панели, включают оловянную проводку, припои, УФ-защитный лак, силиконовый герметик и солнечные элементы, которые можно приобрести по цене 2 доллара за элемент.

80 солнечных элементов смогут производить 100 Вт электроэнергии. Фактическую мощность, вырабатываемую этими солнечными батареями, можно проверить с помощью вольтметра. Полная потребность в энергии для дома или офиса должна быть четко определена, поскольку это также поможет определить размер панели солнечной энергии, которую необходимо построить.

Размер панели солнечной энергии также будет зависеть от степени воздействия солнца. Размер используемой фанеры будет зависеть от размера необходимой солнечной панели. Обычная форма солнечной панели – прямоугольник. После того, как фанера будет обрезана до нужного размера, кистью следует нанести на поверхность фанеры защитный лак от УФ-излучения. Затем этому лаку нужно дать высохнуть.

Для нанесения флюса на шины на солнечных элементах следует использовать канифольный флюс.Это гарантирует, что солнечные элементы останутся прочными на панели солнечной энергии. Затем все солнечные элементы, присутствующие на солнечной панели, должны быть соединены друг с другом. Люди, у которых есть какие-либо сомнения относительно процесса подключения солнечных элементов, могут решить обратиться к любым живым видео или руководствам по эксплуатации, которые продемонстрируют точный способ подключения.

Каталожные номера:

http://www.instructables.com/id/How-to-MAKE-PV-Solar-Panels/

http://www.treehugger.com/renewable-energy/how-to-make-inexpensive-diy-home-built-solar-panels-with-damaged-solar-cells-from-ebay.html

Яркое будущее солнечной энергетики

Эмили Керр
фигурки Абагейл Буррус

Каждую секунду Солнце излучает на Землю достаточно энергии, чтобы удовлетворить потребности человечества в энергии более чем на два часа. Учитывая легкодоступность и возобновляемость, солнечная энергия является привлекательным источником энергии. Однако по состоянию на 2018 год менее двух процентов мировой энергии приходилось на солнечную энергию.Исторически сбор солнечной энергии был дорогим и относительно неэффективным. Однако даже это скудное использование солнечной энергии является улучшением по сравнению с предыдущими двумя десятилетиями, поскольку количество энергии, получаемой от солнечной энергии, во всем мире увеличилось более чем в 300 раз с 2000 по 2019 год. на солнечную энергию за счет снижения затрат, а новые технологические разработки обещают увеличить использование солнечной энергии за счет дальнейшего снижения затрат и повышения эффективности солнечных панелей.

Солнечные элементы: стоимость, проблемы и конструкция

За последние 20 лет расходы, связанные с солнечными батареями, конструкциями, способными преобразовывать световую энергию в электричество, неуклонно снижались. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, лаборатория правительства США, изучающая технологию солнечных батарей, оценивает вклад в повышение доступности солнечной энергии. По их оценкам, реальные затраты, затраты на физическое оборудование солнечных батарей и косвенные затраты, которые включают оплату труда или затраты на получение необходимых государственных разрешений, примерно равны (рис. 1).Мягкие затраты снизились, потому что появилось больше потенциальных потребителей и больше специалистов по установке новых солнечных элементов, поэтому компании могут производить солнечные элементы оптом и легко их устанавливать. Затраты на «железо» составляют менее половины того, что было в 2000 году, в основном из-за снижения материальных затрат и увеличения способности клеток улавливать свет. Разработка более экономичных и эффективных солнечных элементов потребовала тщательного изучения физики, связанной с улавливанием солнечной энергии, в дополнение к инновационному дизайну.

Рисунок 1: Затраты, связанные с солнечной энергией. Солнечные элементы становятся менее дорогими, когда стоимость рабочей силы и материалов, используемых для их создания, снижается или когда они лучше превращают входящий свет в электричество.

Поскольку солнечные элементы используются для преобразования света в электричество, они должны состоять из материала, способного улавливать энергию света. Этот материал может быть зажат между двумя металлическими пластинами, которые передают электричество, полученное из энергии света, туда, где оно необходимо, например, к светильникам в доме или машинам на фабрике (рис. 2).Выбор правильного материала для улавливания света включает измерение разницы между двумя энергетическими уровнями, называемыми валентной зоной и зоной проводимости. Валентная зона с более низкой энергией заполнена множеством небольших отрицательно заряженных частиц, называемых электронами, но зона проводимости с более высокой энергией в основном пуста. Когда электроны сталкиваются с частицами света, называемыми фотонами, они могут поглотить достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть из низкоэнергетической зоны проводимости в высокоэнергетическую валентную зону. Оказавшись в валентной зоне, дополнительная энергия электрона может быть собрана в виде электричества. Это как если бы электроны сидели у подножия холма (зона проводимости) и сталкивались с фотоном, который давал им энергию для прыжка на вершину (валентная зона).

Количество энергии, необходимое электронам для перехода в валентную зону, зависит от типа материала. По сути, размер метафорического холма варьируется в зависимости от свойств данного материала. Размер этого энергетического разрыва имеет значение, потому что он влияет на то, насколько эффективно солнечные элементы преобразовывают свет в электричество.В частности, если фотоны сталкиваются с электронами с меньшей энергией, чем требуется электрону для перехода из валентной зоны в зону проводимости, энергия света не захватывается. В качестве альтернативы, если у света больше энергии, чем необходимо для преодоления этого промежутка, тогда электрон захватывает именно ту энергию, которая ему нужна, а остаток тратит впустую. Оба этих сценария приводят к неэффективности сбора солнечной энергии, что делает важным выбор материала для солнечных элементов.

Исторически наиболее популярным материалом для солнечных элементов был кремний (рис. 2).Одна из причин такой популярности заключается в размере зазора между кремниевой зоной проводимости и валентной зоной, поскольку энергия большинства легких частиц очень близка к энергии, необходимой электронам кремния для преодоления энергетической щели. Теоретически около 32% световой энергии можно преобразовать в электрическую с помощью кремниевого солнечного элемента. Это может показаться немного, но это значительно эффективнее, чем большинство других материалов. Кроме того, кремний недорог. Это один из самых распространенных элементов на Земле, и стоимость его переработки резко снизилась с 1980 года.Производство солнечных батарей и электроники привело к снижению затрат на очистку, поскольку они изучили более совершенные методы массовой очистки, чтобы стимулировать спрос на солнечные элементы и бытовую электронику.

Рис. 2: Улавливание энергии света солнечными элементами. Когда свет попадает на солнечный элемент, он заставляет электроны прыгать в зону проводимости, позволяя собирать световую энергию. Здесь желтые электроны (обозначенные e) движутся через атомы кремния (обозначенные Si) в солнечном элементе при попадании фотона.

Помимо снижения материальных затрат, хитрые инженерные приемы приближают эффективность кремниевых солнечных элементов к их теоретическому максимуму. Чтобы фотоны преобразовались в энергию, они должны сначала столкнуться с электроном. Один из способов повысить вероятность столкновения фотонов и электронов заключается в том, что кремний в солнечных батареях образует микроскопические пирамиды. Когда свет поглощается пирамидой, он распространяется дальше, увеличивая вероятность того, что свет столкнется с электронами в кремнии, прежде чем покинуть ячейку.

Придерживаясь аналогичной тактики, химики и ученые-материаловеды разработали антиотражающие покрытия для нанесения на переднюю часть солнечных элементов, чтобы предотвратить отражение полезного света обратно в космос без столкновения с электронами в солнечном элементе. Точно так же размещение отражателя на задней части солнечного элемента также позволяет собирать больше света. Свет, который достигает солнечного элемента и проходит весь путь до задней части, не задев электрон, отражается к передней части элемента, давая ячейке еще один шанс собрать свет.

В настоящее время стоимость солнечных элементов на основе кремния продолжает снижаться, и, несмотря на прогнозы об обратном, стоимость самого кремния продолжает снижаться. Кремниевые солнечные элементы, вероятно, останутся популярными в течение следующих нескольких лет. Были разработаны альтернативы кремниевым солнечным элементам, но они еще недостаточно продвинулись, чтобы стать коммерчески жизнеспособными.

Будущее солнечных батарей

  Чтобы превзойти существующие солнечные элементы, новая конструкция должна улавливать больше света, более эффективно преобразовывать световую энергию в электричество и/или быть менее дорогой в производстве, чем существующие конструкции. Производители и потребители энергии с большей вероятностью примут солнечную энергию, если энергия, которую она производит, такая же или менее дорогая, чем другие, часто невозобновляемые, формы электричества, поэтому любое улучшение существующих конструкций солнечных элементов должно снизить общие затраты, чтобы получить широкое распространение. .

Первый вариант, добавляющий оборудование, позволяющее солнечным элементам улавливать больше света, на самом деле не требует отказа от существующих конструкций солнечных элементов. Электроника может быть установлена ​​с солнечным элементом, который позволяет ячейке отслеживать движение солнца по дневному небу.Если солнечный элемент всегда направлен на солнце, на него попадет гораздо больше фотонов, чем если бы он был направлен только на солнце около полудня. В настоящее время разработка электроники, которая может точно и последовательно отслеживать положение солнца в течение нескольких десятилетий по разумной цене, является постоянной проблемой, но инновации в этом направлении продолжаются. Альтернативой перемещению самого солнечного элемента является использование зеркал для фокусировки света на меньшем и, следовательно, более дешевом солнечном элементе.

Еще один способ повысить производительность солнечных элементов — повысить их эффективность, чтобы они лучше преобразовывали энергию солнечного света в электричество.Солнечные элементы с более чем одним слоем светоулавливающего материала могут захватывать больше фотонов, чем солнечные элементы с одним слоем. Недавно протестированные в лаборатории солнечные элементы с четырьмя слоями могут улавливать 46% поступающей на них световой энергии. Эти элементы все еще в основном слишком дороги и сложны для коммерческого использования, но продолжающиеся исследования могут однажды сделать возможным внедрение этих сверхэффективных элементов.

Альтернативой повышению эффективности солнечных батарей является простое снижение их стоимости.Несмотря на то, что обработка кремния за последние несколько десятилетий стала дешевле, она по-прежнему вносит значительный вклад в стоимость установки солнечных элементов. Использование более тонких солнечных элементов снижает материальные затраты. Эти «тонкопленочные солнечные элементы» используют слой материала для сбора световой энергии толщиной всего от 2 до 8 микрометров, что составляет всего около 1% от того, что используется для изготовления традиционных солнечных элементов. Подобно элементам с несколькими слоями, тонкопленочные солнечные элементы немного сложны в производстве, что ограничивает их применение, но исследования продолжаются.

В ближайшем будущем кремниевые солнечные элементы, вероятно, продолжат снижаться в цене и будут устанавливаться в больших количествах. Ожидается, что в Соединенных Штатах это снижение затрат приведет к увеличению производства солнечной энергии как минимум на 700% к 2050 году. Между тем, исследования альтернативных конструкций более эффективных и менее дорогих солнечных элементов будут продолжаться. Через несколько лет мы, вероятно, увидим, что альтернативы кремнию появятся на наших солнечных фермах и крышах, помогая обеспечить чистые и возобновляемые источники энергии. Эти улучшения стали и будут возможными за счет увеличения объемов производства солнечных элементов и новых технологий, которые делают их более дешевыми и эффективными.


Эмили Керр, аспирант кафедры химии и химической биологии.

Абагайль Буррус учится на третьем курсе органической и эволюционной биологии, изучает развитие элайофоров.

Для получения дополнительной информации:

Эта статья является частью нашей серии SITN20, написанной в ознаменование 20-летия SITN и посвященного наиболее заметным научным достижениям последних двух десятилетий.Ознакомьтесь с другими нашими произведениями SITN20!

Сколько солнечных панелей нужно для работы дома? (Ответ вас удивит!)

Вы думаете о установке солнечной батареи в свой дом? Теперь, когда в Соединенных Штатах есть более 2 миллионов домов с солнечными батареями, многие домовладельцы осознают, насколько они выгодны. Если вы планируете установить солнечные панели в своем доме и не знаете, с чего начать, то вы попали в нужное место.

Мы подробно рассмотрим, как работают солнечные батареи и сколько их может понадобиться для вашего дома.

Давайте посмотрим.

Как работают солнечные панели?

Проще говоря, солнечные панели поглощают фотоны, которые затем освобождают электроны. Как только они освобождаются от атомов, они создают электричество! Солнечные панели поглощают свет и напрямую превращают его в поток электричества для использования.

  • Солнечные панели поглощают солнечный свет
  • Они преобразуют свет в энергию постоянного тока.
  • Всем системам требуется инвертор определенного типа (цепной, микро или гибридный) для преобразования этой мощности в мощность переменного тока.
  • Затем электричество по проводам поступает в ваш дом
  • Питает все, что с ним связано
  • Любой избыток произведенной электроэнергии затем подается в электрическую сеть

Солнечные системы несложны, и их легко понять, если вы освоите основы. Теперь, когда вы понимаете, как они работают, давайте посмотрим, как долго они прослужат —

.

Как долго служат солнечные панели?

Короче говоря, качественная солнечная панель может служить до 25 лет или даже дольше.Солнечные панели рассчитаны на долгую жизнь в условиях внешней среды.

Стандартные солнечные панели поставляются с 25-летней гарантией, поэтому вы гарантированно будете пожинать плоды в течение довольно долгого времени.

Согласно исследованию, проведенному Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии, солнечные панели служат на 80 % дольше гарантийного срока.

Это поможет вам сэкономить тысячи на оплате коммунальных услуг в будущем!

Сколько солнечных панелей вам нужно?

Чтобы узнать, сколько солнечных панелей вам понадобится для дома, нужно учитывать все, что потребляет энергию.Взглянув на свой счет за коммунальные услуги, вы также можете получить представление о том, сколько вам может понадобиться.

Сколько ватт вы используете?

При просмотре счета за коммунальные услуги вы должны увидеть киловатт-часы (кВтч). KWH для дома может сильно различаться в зависимости от местоположения. Дом на юге, скорее всего, будет потреблять огромное количество энергии от кондиционеров.

Определение среднего ежедневного потребления энергии поможет вам рассчитать ваши потребности в солнечной энергии. После того, как вы определитесь с использованием, вы можете посмотреть, какая мощность вам понадобится, чтобы иметь возможность запускать все.

Пиковое количество солнечных часов

Имейте в виду, что солнечные панели работают только под прямыми солнечными лучами. После того, как солнце больше не светит на них, они не производят энергию. Часы пик солнечного света наступают, когда ваши панели находятся под прямыми солнечными лучами.

В зависимости от вашего местоположения часы пиковой активности солнечного света могут различаться.

Умножьте почасовое потребление энергии в вашем доме на количество часов пикового солнечного света в вашем доме, а затем разделите полученное значение на мощность солнечной панели. Вы можете сделать это как с панелями высокой, так и с низкой мощностью, чтобы найти диапазон того, что вам может понадобиться.

Большинство авторитетных компаний по производству солнечной энергии также могут помочь вам определить это, предоставив им эту базовую информацию!

Солнечные панели для дома площадью 1500 квадратных футов

Средняя площадь дома в США составляет примерно 1500 квадратных футов. В доме такого размера типичный счет за электричество составляет около 100 долларов в месяц. Чтобы покрыть электричество для этого дома, вам потребуется приблизительно 15-18 солнечных панелей.

Например, типичный холодильник может иметь мощность 250 Вт и работать 4 часа в день.250 Вт Х 4 = 1000 Вт. 1кВт равен 1кВтч энергии в день.

Это, конечно, общая оценка, и эклектичное использование, количество солнечных часов, местоположение и тип панелей могут изменить эту сумму.

Типы систем солнечных панелей

Солнечные панели бывают трех типов. Привязанный к сети, привязанный к сети с резервным аккумулятором и автономный. Давайте посмотрим на каждый из них.

Сетевая система

Наиболее популярным типом системы, используемой в жилых домах, является сетевая система.Этот тип системы подключается непосредственно к вашему дому и коммунальным сетям. Это позволяет домовладельцам плавно переключаться между питанием от солнечной системы или коммунальной системы.

Если система производит больше энергии, чем требуется дому, избыточная мощность будет продана обратно коммунальной компании или будет использована для пропорционального расчета вашего счета.

Как правило, это самые дешевые системы из трех.

Подключение к сети с резервным аккумулятором

Подобно системе, привязанной к сети, эта система солнечной энергии также подключена как к вашему дому, так и к коммунальной сети.Тем не менее, он также оснащен аккумуляторным блоком.

Когда панели вырабатывают электричество под прямыми солнечными лучами, они накапливают избыточную энергию в своих аккумуляторных банках. Эта мощность может быть использована позже, после захода солнца, когда панели больше не производят энергию.

Энергия также может быть продана коммунальным предприятиям. Эта система намного дороже из-за высокой цены на батареи.

Автономная система

В отличие от двух других, автономная система вообще не подключена к коммунальной сети.Эта система подключена только к вашему дому и аккумулятору. Аккумулятор необходим в этой установке, чтобы продолжать производить электроэнергию для вашего дома 24 часа в сутки.

Это, как правило, самая дорогая система, потому что вам нужно чрезмерное количество батарей, чтобы хранить количество энергии, необходимое вашему дому.

Сколько стоят солнечные панели?

Солнечная энергия совсем недавно стала рентабельной. Цены снизились, и они стали более доступными для населения.Средняя стоимость солнечной панели почти вдвое меньше, чем десять лет назад.

Типичная солнечная панель может стоить от 50 до 70 центов за ватт. При цене 50 центов за ватт панель мощностью 350 Вт будет стоить 175 долларов. В типичном доме, где требуется 15 солнечных панелей, общая стоимость панелей составит 2625 долларов.

Это относится только к панелям, однако необходимо также учитывать стоимость установки. Чтобы правильно установить солнечную систему в вашем доме, нужны профессионалы, которые знают, что они делают.

Сколько стоит солнечная установка?

Это может варьироваться в зависимости от компании, но для средней установки это может стоить вам от 15 000 до 30 000 долларов.

Многие солнечные компании предлагают льготы и финансирование. Вместе с обустройством дома вы получаете множество других финансовых преимуществ:

  • Тарифы на электроэнергию выросли по всей стране и сейчас выше, чем когда-либо
  • Вы можете сэкономить тысячи на счетах за электроэнергию и со временем будете экономить еще больше
  • Стоимость вашего дома при перепродаже стремительно растет.Многие покупатели жилья сейчас ищут дома с уже установленной солнечной системой
  • .
  • Правительство предлагает огромные налоговые льготы, когда речь идет о солнечных системах. Некоторые штаты также предлагают программу скидок
  • .
  • На системы распространяется гарантия, обеспечивающая защиту ваших инвестиций в течение как минимум 25 лет

Сколько стоит дом площадью 1500 квадратных футов?

Типичный дом площадью 1500 квадратных футов может использовать систему солнечных панелей мощностью около 6 кВт. Полную стоимость панелей и полной установки можно оценить примерно в $18000.

Чтобы рассчитать стоимость вашего дома и узнать, сколько вы можете сэкономить, обратитесь к местному консультанту по энергетике. Они могут предоставить вам предложение по установке и ответить на любые ваши вопросы о солнечных системах для вашего дома.

О чем нужно помнить

Солнечные батареи — отличный способ сэкономить деньги и стать экологичнее. Однако они работают эффективно только при использовании правильных продуктов и правильной установке.

Вы хотите использовать только качественные солнечные панели и солнечное оборудование.Использование дешевых или поддельных брендов не даст столько продукции, сколько качественной.

Обеспечение правильной установки является ключом к солнечной системе. Неправильная установка может привести к неэффективности панелей, отказу или пожару. Убедитесь, что профессиональная компания всегда проводит установку для вашего дома.

Подведение итогов

Теперь, когда у вас есть всестороннее понимание того, как работают солнечные панели и сколько вам потребуется, пришло время заняться экологией и начать экономить деньги.Свяжитесь с профессиональной солнечной компанией и получите предложение по установке вашей солнечной системы для вашего дома.

Если у вас есть дополнительные вопросы о солнечных панелях или вы готовы установить их для своего дома, отправьте нам сообщение сегодня.

Как установить автономную солнечную энергию

Вопрос: Марк,

Мне очень понравилась ваша статья о домашней солнечной энергии.

У меня есть кабина, которая полностью отключена от сети, и я хотел бы получить ваши предложения по покупке оборудования, которое включает в себя хранение энергии с помощью батарей.

Я использую очень мало энергии, обычно около 300 ватт в течение примерно 24 часов, пока бываю там раз в неделю. Можете ли вы предложить какие-либо статьи или ресурсы, чтобы указать мне правильное направление для проекта DIY?

—Кит

Ответ: Привет, Кит,

Я люблю автономные солнечные батареи. Это весело настраивать и потрясающе работать. Я рад поделиться своим опытом работы вне сети, чтобы указать вам правильное направление и помочь другим читателям, которые хотят узнать больше.Чтобы было ясно, выход из сети не имеет смысла для большинства людей, которые находятся рядом с сетью. Однако для удаленных хижин, таких как ваша, это может быть намного проще, чем подключение электроснабжения в горах.

Отключение от сети нецелесообразно для большинства людей, которые находятся рядом с сетью.

Моя первая солнечная установка была очень похожа на вашу. Мне нужно было электричество в автономном месте, но только по выходным. Мои потребности в энергии были минимальными, но мне нужна была надежная система.А так как я не знал, как будут меняться и расти мои потребности, мне нужно было и придерживаться своего бюджета, и не жалеть о дешевой покупке. Моя система была странной уткой, состоящей из самой дешевой панели на ватт, которую я смог найти (Topoint мощностью 330 Вт), контроллера заряда Midnite Solar Kid, пары залитых свинцово-кислотных аккумуляторов 6 В / 400 Ач, связанных вместе, чтобы Система 12 В и отремонтированный инвертор Magnum мощностью 2000 Вт. Несколько лет назад эти основные компоненты стоили чуть более 3000 долларов, две трети из которых составляли только инверторы.Однако, глядя на вашу ситуацию, общая цена приближается к 5000 долларов США за более надежную систему с более гибкими вариантами обновления. Эта договоренность включает в себя некоторые дополнительные расходы на кабели батареи, коробки выключателей и компоненты безопасности. Взяв эту систему за основу, мы можем пройтись по тому, что будет похоже в вашей системе, а что будет отличаться.

Вы сказали, что будете использовать около 300 Вт в течение 24 часов, поэтому вам потребуется 7 200 Втч доступной мощности каждые выходные (300 Вт × 24 ч).Это довольно много для небольшой кабины, которую я себе представляю, поэтому сначала вы должны осмотреться и выяснить, можете ли вы немного сократить потребление энергии. Независимо от того, подключены вы к сети или нет, гораздо дешевле переключить освещение на светодиодные лампы, модернизировать электронику и повысить общую энергоэффективность, чем строить большую солнечную батарею. Кроме того, отопление, охлаждение и бытовая техника могут быть одними из ваших самых больших энергетических нагрузок, поэтому, если вы хотите, чтобы ваша солнечная система была меньше, рассмотрите альтернативы для них — пропан для приготовления пищи или даже охлаждения, дровяные печи для обогрева и, если возможно, не кондиционер.А пока давайте поработаем с цифрой 7,2 кВтч, используемой каждые выходные. Поскольку вы находитесь в штате Юта, давайте предположим, что ваша каюта и солнечные батареи будут получать около пяти часов прямого солнечного света в день.

Общая цена приближается к 5000 долларов за более надежную систему.

Панель мощностью 330 Вт, подобная той, которую использовал я, должна генерировать около 1500 ватт-часов в день (330 Вт × 5 ч, для надежности округлить в меньшую сторону). Как и я, вы можете хранить эту энергию всю неделю в большом аккумуляторе и иметь около 7500 Втч (1500 Втч × 5 дней) или 7.5 кВтч в вашем аккумуляторе на выходные. Но этот метод не является обычным для автономных размеров, и позже вы увидите, что дорогие батареи и другие компоненты означают, что вместо этого вам лучше иметь больше панелей. Чтобы оценить количество панелей, которые вам нужны в более традиционной конфигурации, вам необходимо иметь достаточную генерирующую мощность для одного среднего дневного потребления. При необходимости накапливать около 7,5 кВтч энергии каждый день и при пяти часах полезного солнечного света в день вам потребуются 1,5 кВтч солнечных панелей (7. 5 кВтч ÷ 5 ч). Если вы используете панели Suniva, которые нам нравятся, вы получите шесть панелей по 280 Вт, что даст вам около 1,6 кВт (280 Вт × 6) в готовом виде. Вы, вероятно, могли бы найти более дешевые панели, но мы назовем это 1900 долларов для вашего бюджета.

В отличие от системы, связанной с сетью, которая направляет солнечную энергию прямо от панелей к инвертору, а затем к домашнему распределительному щиту, ваши панели будут поступать на контроллер заряда. Контроллер заряда преобразует силу тока и напряжение с ваших панелей, которые колеблются повсюду в зависимости от интенсивности и угла наклона солнца, в очень конкретную силу тока и напряжение, которые нужны вашим батареям в разные моменты их цикла зарядки.Мой вариант, Midnite Solar Kid, не совсем подходит для вашей задачи. Контроллер заряда, который я использую для своей текущей системы, — это Morningstar TriStar TS-MPPT-30, и эта модель должна вам хорошо служить; в настоящее время он доступен за 330 долларов.

От вашего контроллера заряда питание будет поступать на ваш аккумулятор. В то время как размеры солнечных панелей соответствуют ежедневному потреблению энергии, размеры аккумуляторных батарей соответствуют количеству дней, в течение которых вы можете обходиться без солнца. Вот где ваше использование на выходных становится сложным. Если вы хотите иметь возможность использовать энергию, когда погода испортилась, вам понадобится все ее использование — 7.2 кВтч — сэкономлено. Любой другой может посмотреть на счет за электроэнергию, разделить кВтч на 30 и получить представление о том, сколько энергии вам потребуется каждый день. В более крупных системах используются батареи более высокого напряжения, но вы можете обойтись и простой системой на 12 В. Чтобы сохранить ваши батареи в отличной форме в течение многих лет, вы должны планировать использовать примерно половину их емкости. Таким образом, это требование в 7,2 кВт-ч превратилось в требование к аккумулятору на 14,4 кВт-ч. В системе 12 В это 1200 Ач (14 400 Втч ÷ 12 В). Угу. Вам понадобится шесть таких батарей Rolls Surrette, подобных моей, стоимостью до 2200 долларов.

Посмотрите на счет за электроэнергию, разделите количество кВтч на 30 и получите представление о том, сколько энергии вам потребуется каждый день.

Если вы ограничены в средствах, пока даже не думайте переходить на литий-ионные аккумуляторы. Tesla Powerwall, который продолжает попадать в заголовки, стоит оптом 3000 долларов за 6,4 кВтч мощности — цена существенно не снизится еще несколько лет. К счастью, аккумуляторы легко модернизировать, если позволяет бюджет: вы можете установить дополнительные свинцово-кислотные аккумуляторы через год или два, и никакое другое оборудование не потребует обновления.Но будьте готовы: эти жучки подобны трем автомобильным аккумуляторам, сложенным вместе, и весят более ста фунтов. Каждый. Давайте начнем с четырех, планируйте быть скупым и назовем это 1500 долларов.

Мои батареи питают отремонтированный инвертор Magnum Energy MS2000 (левая половина гигантского белого блока), который соединен с частично предварительно смонтированной панелью Mini Magnum (правая половина белого блока) для более чистой установки и меньше суеты. Пыль продается отдельно.

Если вы ограничены в средствах, пока даже не думайте переходить на литий-ионные аккумуляторы.

Ваш инвертор преобразует всю накопленную мощность постоянного тока в мощность переменного тока, чтобы вы могли использовать стандартную бытовую электронику. Максимальная мощность инвертора будет максимальной, которую вы можете запустить одновременно. Вы говорите, что используете 300 Вт в час, но если это иногда микроволновая печь мощностью 1500 Вт, а иногда блендер мощностью 2000 Вт, вам нужен инвертор, чтобы соответствовать этому максимуму. Такой компонент становится дорогим, поэтому давайте предположим, что вы в основном используете несколько источников света, ноутбук и, возможно, телевизор, и вы планируете перенести любые действительно тяжелые нагрузки, такие как электроинструменты, на резервный генератор.Я использую инвертор Magnum мощностью 2000 Вт, и мне нравится качество и дополнительные компоненты, но даже модель компании мощностью 1000 Вт (и 1000 долларов) может оказаться для вас излишней. Если у вас есть место в бюджете, я определенно рекомендую его. Однако для простоты вы можете выбрать менее дорогую модель, такую ​​как этот пример мощностью 1000 Вт (400 долларов США) от Cotek, хотя у меня нет опыта работы с устройствами этой компании. Я бы рекомендовал придерживаться чисто синусоидального инвертора, чтобы избежать каких-либо проблем в будущем, но вы также можете сэкономить деньги, выбрав гораздо менее дорогой модифицированный синусоидальный инвертор.Иногда они отлично работают; Худшей проблемой моего старого было неприятное, но тихое жужжание, которое сохранялось независимо от того, что я делал. Дешевый автомобильный инвертор, которым я когда-то пользовался, начал дымить, когда я пытался зарядить ноутбук. Надежный небольшой инвертор может стоить вам около 500 долларов, но это та область, где вы получите то, за что платите, за качество и гарантийную поддержку.

Таким образом, мы получаем 1900 долларов за панели, 330 долларов за контроллер заряда, 1500 долларов за аккумуляторы и 500 долларов за инвертор. Это 4230 долларов за ключевые компоненты, что недешево.Я, вероятно, потратил еще 600 долларов на датчики, провода, кабели, выключатели и несколько обновлений инструментов, поэтому ваш бюджет на эту сборку должен составить около 5000 долларов. Если на вашу хижину распространяются разрешения на строительство, вам необходимо учесть их и, возможно, расходы на электрика. Однако сокращение энергопотребления позволит вам установить меньшую и более дешевую систему. А благодаря планированию, творчеству и вкладу вашего поставщика вы можете найти способы начать с малого и масштабировать, не тратя деньги на оборудование, которое вы перерастете через год.Кто-то, кто обустраивает дом на полный рабочий день, захочет инвестировать в более дорогое оборудование, но вам нужно решить, какова цель сегодня, а не через пять лет. Черт возьми, если вы не хотите этой головной боли и не нуждаетесь в традиционных розетках переменного тока, подключенных по всей вашей кабине, вы могли бы разумно относиться к энергопотреблению и собрать воедино систему plug-and-play от такой компании, как Goal Zero.

Благодаря планированию, творческому подходу и вкладу вашего поставщика вы сможете найти способы начать с малого и расширить масштабы, не тратя деньги на оборудование, которое вы перерастете.

Когда приходит время устанавливать солнечную батарею, я обнаружил, что самая большая проблема заключается не в подключении ваших совершенно новых компонентов — если вы достаточно ловки, чтобы поддерживать автономную кабину в рабочем состоянии, держу пари, вы достаточно удобно для проводной солнечной. Самые большие проблемы возникают из-за оставшихся проблем в стареющей проводке; например, при ремонте и модернизации нашего фургона я провел целую неделю с мультиметрами и тональными датчиками, чтобы наметить (и исправить) некоторые загадочные, недокументированные участки проводов. Но конечный результат относительно прост: ваши панели будут соединены вместе и подключены к вашему контроллеру заряда, ваш контроллер заряда подаст питание на ваш аккумулятор, ваш аккумулятор подаст питание на ваш инвертор (через невероятно толстые кабели, так что сохраните их).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.