Солнечные панели своими руками: Солнечные батареи своими руками: принцип работы устройства

Солнечные батареи своими руками ?

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

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

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

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

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

солнечную батарею своими руками.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

просто для того, чтобы их было проще паять в будущем. Отсюда и центральная планка посередине ящика.

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

Вид одной из половин моей будущей батареи. В этой половине будет размещена первая группа из 18 элементов. Обратите внимание на небольшие отверстия в бортиках. Это будет нижняя часть батареи (на фото верх находится внизу). Это вентиляционные отверстия, предназначенные для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи СБ и служащие для удаления влаги.

Эти отверстия должны быть только внизу батареи, иначе дождь и роса попадут внутрь. Такие же вентиляционные отверстия должны быть сделаны в центральной разделительной планке.

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

>

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

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

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

/>

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• Солнечные элементы — eBay — $74.00*
• Дерево — Строительный магазин — $20.26
• Оргстекло — Со свалки — $0.00
• Шурупы — Из запасов — $0.00
• Силиконовый герметик — Строительный магазин — $3.95
• Провода — Из запасов — $0.00
• Диод — $0.20±
• Двухконтактный разъем — Newark Electronics — $6. 08
• Краска — Из запасов — $0.00
• Итого — $104.85

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

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

А теперь посмотрите на профессиональную сборку солнечных батарей…..

Солнечная панель сделать самому своими руками, ее изготовление и сборка

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

Принцип действия

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

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

Постройка батареи из кремниевых пластин

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

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

Сборка солнечных панелей своими руками

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

Изготовление рамки

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

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

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

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

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

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

Пайка кристаллов

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

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

Последние сборочные операции

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

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

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

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

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

Герметизация

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

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

Экспериментальная батарея

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

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

Солнечная панель своими руками из фольги

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

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

Приступаем к работе

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

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

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

Сборка

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

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

Другие способы использования солнечной энергии

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

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

Измеряем «солнце». ВАХ солнечных панелей своими руками / Хабр

Я провожу бесплатные обследования солнечных станций, в результате чего в меня летят тапки мне делают замечания, что для предъявления гарантийных претензий нужно измерять именно падение мощности солнечной панели, к которой в основном и привязана гарантия. Так я пришел к необходимости обзавестись собственным прибором по снятию ВАХ ( IV Curve )  солнечной панели. Как сделать его самому за ~100$, и что это даёт — далее

Вступление

К сожалению, тестирование солнечных панелей даже профессиональным прибором, не является достаточным условием для производителя. Для полноценного юридического статуса и возможности вести диалог на равных с производителями солнечных панелей, нужно пройти сертификацию TÜV SÜD. Ни одной сертифицированной лаборатории в Украине нет. Я писал в головной офис TÜV SÜD, но наверно что то пошло не так.

Итого — выбросить >1К$ за красивую игрушку (без сертификации) смысла не было, алгоритм построения ВАХ расписан детально, отчего бы не построить свой велосипед прибор? 

Но пока я читал про алгоритмы, то набрёл на IV Swinger 2, где сделали уже мопед создание которого расписано пошагово и очень чётко. При этом создатель инструкции очень толковый и общительный человек, за что ему отдельное спасибо.

Характеристики этой модификации покрывают все современные панели, в отличии от старых версий профессиональных измерителей. Снятие ВАХ солнечной панели занимает не более пары секунд.  Единственным минусом является слабая масштабируемость по напряжению, и одним махом измерить параметры всего стринга солнечных панелей им нельзя, только отдельного экземпляра. Но даже сняв параметры всего стринга, всё равно нужно найти ту самую панель, которая так повлияла на общий результат, а ведь это именно то, что мы уже умеем!

Сборка

Далее процесс простой, но растянутый во времени.

Ждем платы

и детали

паяем и тестируем.

Инструкция настолько подробная, что аж скулы сводит сборка напоминала конструктор лего.

Беда пришла откуда не ждали. 

Для более точной настройки, а мне очень хотелось утереть нос владельцам приборов за 1К получить максимальную точность, есть возможности дополнительной точной калибровки. Для этого нужен блок питания на 100 В, который у меня как раз применяется для электролюминесценции.

Самое обидное, что статью https://habr.com/ru/post/537612/ я читал буквально накануне, но пробежал как то “по диагонали”, подумав что это не про меня, спойлер — не угадал. Рекомендую прочитать её, это может быть и про Вас.

Итого накрылась материнка и свежесобранный прибор, которым я успел проверить только пару аккумуляторов. Все детали, кроме плат, я заказывал впритык, поэтому еще минус пару недель, на повторную доставку сгоревших компонентов.

Первые тесты

Желание провести первый реальный тест распирало, поэтому погодные условия не брались в расчёт.

Долгожданный первый результат. Вот так работает панель на 320 Вт зимой.

С наступлением солнечной погоды, был проведен ряд более полезных тестов, для проверки влияния того или иного типа повреждения и/или затенения на работу солнечной панели.

“Естественное” затенение

Снять параметры панели не успел, затенение отказывалось позировать.

Частичное “жёсткое” (обычно похожее дают расположенные вплотную дымоходы и прочие естественные преграды)

И наиболее часто встречающаяся в реальности тень — от проводов.

И да, это так подрос главный помощник из самой первой части, с КДПВ.

Основные проблемы, которые могут быть с солнечными панелями, и какой вид при этом должна принимать ВАХ я расписал в статье.

Натурные испытания

Опять потянулся длительный период ожидания хорошей погоды, и спустя лишь много лет пару недель  я смог приступить к измерениям на своей солнечной станции.

Внимание! Высокое напряжение! 

Все дальнейшие действия нужно выполнять при чётком соблюдении правил техники безопасности, во избежание встречи с праотцами 20 см дуги постоянного тока напряжением 800 В и током в 10 — 25 А.

Обесточиваем солнечную электростанцию, размыкаем стринги, проверяем. И только после этого переходим к следующему этапу.

ВАХ солнечной панели мощностью 280 Вт, эталон, не затенённый

Табличные параметры

Размеры: 1678mm×991mm×35mm

Voc — 38.08

Isc — 9.43

Эффективность — 16.8 %

Тень от оптоволокна

Тепловизор практически ничего не видит

ВАХ солнечной панели с тенью и без тени практически не отличается. Можно списать на разброс как в самих панелях, так и погрешность измерения.

Тень от проводов

Тепловизор сигнализирует о проблеме

ВАХ тоже сигнализирует о проблеме

К сожалению, стринг который у меня затеняется, отличается от остальных по к-ву панелей. Поэтому измерить точное влияние данного затенения на падение мощности всего стринга нельзя. Методом расчетов на коленке по аналогии с соседними стрингами, у меня вышло порядка 5% потерь. Инвертор умеет снимать ВАХ всего стринга, но для это нужна корпоративная лицензия, которую мне обещал представитель вендора еще с осени, в виде исключения, но как то пока не сложилось, увы.

Затенение на панелях, в моём случае, проходит после 11 часов дня, и проявляется только в осенне — весенний период. 

А это я подловил выход солнца из-за долгой тучи. Панель уже успела остыть, и кратковременно показала чудеса.

Итоги

Я использовал метод сравнительного анализа, при котором снимались данные с соседних панелей. Для абсолютных значений, нужно приобрести термометр и люксметр, и впоследствии приводить результаты к STC. В плате и программе предусмотрено их подключение. Даже на визуально чистом небе, может появляться невидимая глазу дымка, которая влияет на конечный результат.

Прибор получился довольно компактный и точный.  Повторяемость результатов у меня была с точностью до 1 Вт.

К основным минусам стоит отнести трудоемкость процесса  снятия показаний — станцию нужно обесточить, получить доступ к проводам от конкретной панели, что довольно часто невозможно, без полного демонтажа.

Если у Вас есть сомнения в работе своей солнечной станции, этот или аналогичный прибор считаю крайне необходимым и востребованным. Опять же, местные поставщики, подтверждают гарантию и по не сертифицированным приборам.

Наработки и результаты обследования солнечных станций я начал выкладывать в своём блоге. Для желающих углубиться в тему — есть так же живой форум по домашним солнечным электростанциям, присоединяйтесь.

Всем мира и солнечного неба над головой!

Солнечная батарея своими руками на портале Сделай сам

Инструкция по сборке «Как сделать солнечную батарею своими руками?»

Статья представляет собой руководство к сборке не дорогой солнечной батареи своими руками.

Солнечные батареи на сегодняшний день один из самых эффективных и распространненых источников альтернативной энергии. Повсеместное распространение солнечные батареи получили в космосе, а затем спустились и на землю к обычному человеку, в его дом, рюкзак, автомобиль.

Срок эксплуатации солнечных батарей большой и составляет не менее 30-50 лет.

Данна статья представляет собой пошаговое руководство к самостоятельной сборке не дорогой солнечной батареи своими руками.

К сожалению солнечные батареи не дешевы и многим они не по карману, на этот случай всегда можно самому сделать отличную солнечную батарею из солнечных элементов, конкурирующую по характеристикам и надежности с коммерческими образцами, но абсолютно не оставляющую им шансов по цене.

В комплекте 36 пластин кремния, размером 8х15 см, общей мощностью 76 Вт, проводник для соединений и блокирующий диод. Каждый солнечный элемент выдающий 2.1 ватта, 0.53 вольта (ток до 4 А), соединяется последовательно и в итоге, солнечная батарея будет выдавать 76 Вт. На лицевой стороне две токоведущие дорожки, это «-» солнечного элемента, соответственно «+» располагается на шести контактах с тыльной стороны элемента. Располагаются солнечные элементы с зазором между ними 3-5 мм. В итоге, получается 4 ряда по 9 элементов, причём второй и четвёртый ряды должны быть развёрнуты относительно первого на 180 градусов для соединения всей системы в цепочку. Обязательно в системе должен присутствовать блокирующий диод шоттки, который есть в комплекте набора. Диод шоттки предотвращает разрядку аккумулятора ночью или в пасмурную погоду. Он должен располагаться последовательно на плюсовом выводе солнечной батареи, т.е. минус диода припаиваем к плюсу батареи. Для того чтобы заряжать 12В аккумулятор, понадобится контроллер зарядки. Через инвертор вы получите
50 Гц 220 В. Солнечные элементы изготовлены в Германии на высококлассном оборудовании. Срок эксплуатации солнечной батареи не менее 30 лет.

1. Изготовление корпуса солнечной батареи.

Самый минимальный коэффициент преломления имеет плексиглас, более дешевым вариантом прозрачного материала для солнечной батареи является отечественное оргстекло, менее подходящим — поликарбонат. В продаже имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, также этот материал обеспечивает высокий уровень термозащиты. Также для солнечной батареи можно использовать обычное стекло с хорошим коэффициентом прозрачности.

Необходимо между солнечными элементами делать небольшое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров основы под атмосферным воздействием, то есть между солнечными элементами должно быть 3–5 мм. Результирующий размер заготовки для солнечной батареи должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Солнечная батарея, сделанная с использованием алюминиевого профиля, наиболее похожа на солнечную панель фабричного изготовления. При этом обеспечивается высокая степень герметичности и прочности конструкции.

Для изготовления берется алюминиевый уголок, и выполняются заготовки рамки 835х690 мм. Чтобы можно было провести крепление метизов, в раме следует сделать отверстия.

На внутреннюю часть уголка дважды наносится силиконовый герметик. Обязательно проследите, чтобы не было незаполненных мест.

От качества нанесения герметика зависит герметичность и долговечность солнечной батареи.

Далее, в раму кладется прозрачный лист из выбранного материала: поликарбоната, оргстекла, плексигласа, антибликового стекла. Важно силикону дать высохнуть на открытом воздухе, иначе испарения создадут пленку на солнечных элементах.

Стекло нужно тщательно прижать и зафиксировать. Для надежного крепления защитного стекла понадобятся метизы. Нужно закрепить 4 угла рамки и по периметру разместить два метиза с длинной стороны рамки и по одному метизу с короткой стороны.

Метизы фиксируются при помощи шурупов.  Шурупы плотно затягиваются при помощи шуруповерта.

Каркас солнечной батареи готов. Перед креплением солнечных элементов, необходимо очистить стекло от пыли.

2. Пайка солнечных элементов.

Необходимо аккуратно положить проводник на пластину (солнечный элемент).
Нанести флюс и припой. Проводник для удобства можно зафиксировать с одной стороны тяжелым предметом.

В таком положении необходимо аккуратно припаять проводник к солнечному элементу. Во время пайки нельзя нажимать на кристалл, потому что он очень хрупкий. 

3. Сборка и пайка солнечной батареи.

При первой самостоятельной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм). Чтобы правильно вычислить нужную вам длину проводов, соединяющих отдельные элементы батареи, учитывайте, что провод должен быть припаян к площадке с контактами, а она на 1,5 см вынесена за ее край. Поэтому точно отмерьте эту длину и нарежьте проводники. Затем возьмите картон высотой 78 мм и обмотайте его проводом. Перережьте его вдоль одной стороны. Так вы быстро получите много проводников по 155 мм. Скорее всего, именно такие вам и понадобятся, ведь большинство элементов имеют одни размеры.

Сборка всех элементов солнечной батареи в единую конструкцию возьмите лист оргстекла, текстолита или толстой фанеры. Солнечные элементы батареи для удобства сборки лучше сначала расположить в горизонтальном положении и фиксировать при помощи пластиковых крестиков, которые используют при укладке плитки. 

Все показанные на фотографиях элементы имеют один размер 81х150 мм. Если оставить между ними небольшой зазор на тепловое расширении в 5 мм, то получится сетка с ячейкой 86х155 мм. 

После пайки на каждый солнечный элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

При таком типе крепления сами солнечные элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции. 

Приклеив все солнечные элементы, на стенде-подложке вы увидите вот такую красоту:

Теперь монтажной лентой закрепите и все шины, а затем защитное оргстекло. Последовательный план сборки батареи выглядит так:

Выкладываем солнечные элементы на стеклянную поверхность. Между элементами должно быть расстояние, что предполагает свободное изменение размеров без ущерба конструкции. Солнечные элементы нужно прижать грузами.

Пайку производим по приведенной ниже электросхеме. «Плюсовые» токоведущие дорожки размещены на лицевой стороне солнечных элементов, «минусовые» — на обратной стороне.

Перед пайкой нужно нанести флюс и припой, после аккуратно припаять серебряные контакты. По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Клемма устанавливается также с внешней стороны рамы. Перед герметизацией солнечной панели её следует протестировать чтобы проверить качество пайки.  Вид солнечной батареи спереди и сзади:

Сверху видна клемная планка. Она объединяет «среднюю точку” и полюса солнечной батареи. В общем, то после сборки, батарея сразу работает.

4. Герметизация солнечной панели.

При использовании обычного силиконового герметика не стоит полностью заливать солнечные элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции. Если же вы решите залить конструкцию, то для этого надо использовать специальную эпоксидную смолу.

Таким вот нехитрым образом за пару дней сборки можно изготовить солнечные батареи для дачи или частного дома и получить при этом незабываемое удовольствие от создания своими руками чего-то стоящего и по-настоящему полезного.

Поликристалл. сборные солнечные батареи — 76 Вт.

Технические характеристики:
Рабочая температура: -40,+85.
Напряжение под нагрузкой: 19 В.
Ток под нагрузкой: 4 А.
Номинальная мощность: 76 Вт.
Размеры: 620 мм* 765 мм.
Гарантия 2 года.
Гарантия на мощность: 10 лет — 90%; 20 лет — 80%.

Монокристалл. сборные солнечные батареи — 250 Вт.

Технические характеристики:
Рабочая температура: -40,+85.
Напряжение под нагрузкой: 17.4 В.
Ток под нагрузкой: 14.2 А.
Номинальная мощность: 210 Вт.
Размеры: 1150 мм* 1320 мм.
Гарантия 2 года.
Гарантия на мощность: 10 лет — 90%; 20 лет — 80%.

Материал: «http://svenergiya.com/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html».

Установить солнечные батареи для дома

Солнечные батареи сегодня являются одним из самых популярных альтернативных типов электроэнергии. Прикрепить к крыше дома или на заднем дворе несколько панелей гораздо проще, чем установить громоздкий и шумный ветряк (в последнем случае могут даже возникнуть проблемы с вашими соседями, которым не понравится установка, портящая вид и шумящая днем и ночью). Правильно установить солнечные батареи в доме своими руками несложно, достаточно знать правила установки.

На каких типах солнечных батарей лучше остановиться?

Солнечные батареи представляют собой фотоэлектронные элементы. Их эффективность напрямую зависит от того, сколько фотонов получит поверхность панели на протяжении дня. Элементы батареи представляют собой кремниевые панели и бывают двух видов:

• монокристаллические
• поликристаллические аморфные

В первом случае КПД панелей составляет 17-20 процентов. Монокристаллические панели не теряют эффективности с течением времени, однако при затемнении (слой снега, пыль, тень деревьев) могут вырабатывать меньше энергии или прекратить ее производство вовсе. Поликристаллические солнечные батареи менее прихотливы, однако их КПД составляет всего 10 процентов и может уменьшаться с течением времени.

Монокристаллические кремниевые панели – это более выгодное решение для использования в частных домах. Хотя они стоят дороже поликристаллических, это покупка на долгие годы.

Выбираем место установки и угол наклона панелей

Первое, что вам необходимо будет сделать, – правильно выбрать место для установки. Большинство людей считает, что идеальное место – это крыша дома. Но это не всегда так. Дело в том, что солнечные панели следует устанавливать под определенным углом. В зависимости от местности он будет меняться – значение легко вычислить, если узнать, на какой широте находится ваш город. Например, для Санкт-Петербурга показатель составит 60 градусов, для Москвы – 55.

Вот несколько основных принципов, соблюдение которых позволит своими руками правильно разместить солнечные батареи на участке:

• выбираем угол наклона в зависимости от географической широты города, необязательно точно подгонять их в зависимости от координат – достаточно округлить полученный угол до общих значений
• если у вас дом с более пологой или более крутой крышей, чем полученный угол, лучше разместить батареи на специальных кронштейнах или балках на земле
• поверхность батареи должна быть направлена на юг, это позволит добиться максимальной инсоляции, то есть, батареи будут работать более эффективно, при направлении солнечных батарей на восток или запад фотоны также будут попадать на поверхность, однако, количество их будет значительно меньше
• угол наклона панелей следует корректировать на 15 градусов зимой и летом, зимой – увеличить, а летом – уменьшить

Для более подробного изучения вопроса рекомендуется изучить видео по установке солнечных батарей своими руками.

Где и как лучше крепить солнечные батареи?

При креплении панелей на крышу дома не следует устанавливать их в непосредственной близости от поверхности кровельного материала. Причин несколько:

• усложняется обслуживание кровли – для того чтобы подобраться к листам материала, придется снимать панель
• увеличивается температура нагрева солнечных батарей – потери эффективности и так связаны с выделением тепловой энергии (на нее приходится 80-85 процентов эффективности батареи), при повышении температуры панели эти потери станут еще больше
• угол наклона крыши также может не полностью соответствовать необходимым параметрам, специальные крепления помогут скорректировать наклон до нужного угла

При установке на отдельно стоящих балках и штангах таких проблем не возникает. Батареи могут быстрее остывать, увеличивая эффективность производства электричества. Более того, вы не ограничены расположением своего дома, то есть можно выбрать самое подходящее открытое место на своем участке с максимальной инсоляцией и своими руками установить солнечные батареи под нужным углом и в нужном направлении. Более того, такие штанги и балки можно снабдить поворотными механизмами, которые позволят менять угол наклона. Подробнее о типах крепления батарей можно узнать в видео, которых в сети очень много.

Как рассчитать количество панелей?

Не менее важно при сборке солнечных батарей своими руками определить необходимое количество панелей. Для этого вам понадобится узнать следующие показатели:

• эффективность одной панели
• среднемесячное потребление электроэнергии у вас дома
• ежедневное потребление электроэнергии
• площадь одной панели

Типичные панели средних размеров вырабатывают около 120 Ватт в день. То есть, при потреблении, к примеру, 20 киловатт в день (это стандартная величина для обычного жилого дома), вам будет необходимо своими руками установить 40 панелей (плюс пять в запас на случай увеличения потребления). Они могут занять площадь до 50 квадратных метров.

Установка солнечных батарей своими руками – это не самая сложная задача. Главное, правильно выбрать место и направление установки, а также соблюсти некоторые требования монтажа. Для того чтобы не совершить ошибок, посмотрите в сети видео с мануалами по установке солнечных батарей своими руками и соблюдайте основные правила монтажа.

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

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

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

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

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

Видео: Полный процесс изготовления солнечной панели своими руками

Видео: Самодельная Солнечная батарея своими руками из двух стекол

Видео: Солнечная батарея своими руками сборка панели

Видео: Постройка Солнечной Батареи своими руками

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

Фото: Пайка солнечной батареии своими руками

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

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

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

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

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

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

Осталось поместить конструкцию в каркас.

Каркас для солнечной батареи

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

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

Последний шаг — герметизация

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

Пайка фотоэлементов

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

Где купить фотоэлементы?

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

Какие выбрать фотоэлементы

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

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

Вывод

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

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

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

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

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

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

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

Галерея изображений

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

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

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

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

• поликристаллические;
• монокристаллические;
• аморфные.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Галерея изображений

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

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

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

Солнечные батареи — устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.

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

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

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

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

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

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

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

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

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

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

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

Аморфные

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

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

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

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

Выбор фотоэлементов

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

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

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

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

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

Расчеты и проект

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

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

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

Этапы работы

Корпус

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

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

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

Пайка элементов

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

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

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

Сборка

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

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

Идеи из подручных материалов

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

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

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

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

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

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

Стоит ли делать?

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

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

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

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

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

Телевизионный сюжет на эту тему

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

История создания и перспективы использования

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

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

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

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

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

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

Солнечная батарея: как это работает

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

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

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

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

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

Классификация и особенности современных фотоэлементов

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

• монокристаллические;
• поликристаллические;
• из аморфного Si.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Можно ли заменить фотоэлектрические пластины чем-то другим

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

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

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

На какую мощность солнечных батарей можно рассчитывать

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

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

График зависимости мощности солнечной батареи в зависимости от освещённости

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

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

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

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

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

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

Расчёт размера батареи

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

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

Постройка самодельной солнечной батареи

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

Правильный выбор места установки — это важно

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

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

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

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

Что понадобится в процессе работы

Приступая к изготовлению самодельной солнечной панели, следует запастись:

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

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

Инструкция по изготовлению

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

Схема электрических соединений домашней солнечной электростанции

Корпус

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

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

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

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

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

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

Пайка пластин

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

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

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

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

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

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

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

Навесные элементы солнечной батареи следует закрепить термоклеем или саморезами

Сборка панели

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

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

Установка и подключение солнечной батареи к потребителям

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

Чертёж каркаса солнечной батареи

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

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

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

Видео: изготовление солнечной панели своими руками

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

делаем солнечную батарею своими руками. Солнечная батарея своими руками

Солнечная батарея — это устройство, которое позволяет генерировать электроэнергию с помощью специальных фотоэлементов. Оно помогает значительно снизить расходы на электричество и получить неисчерпаемый его источник. Такую установку можно не только купить в готовом виде, но и сделать своими руками. Солнечная панель для дома в частном секторе станет идеальным решением, которое поможет избежать частых перебоев со светом.

Общие сведения

Перед тем как сделать солнечную батарею в домашних условиях, необходимо подробно изучить её устройство, принцип действия, преимущества и недостатки. Владея этой информацией можно правильно подобрать нужные составляющие, которые будут долго работать и приносить пользу.

Устройство и принцип работы

Конструкции всех типов работают на основе преобразования энергии, излучаемой ближайшей звездой, в электрическую. Происходит это благодаря специальным фотоэлементам, которые объединяются в массив и формируют общую конструкцию. В качестве преобразователей энергии используются полупроводниковые элементы, изготавливаемые из кремния.

Принцип действия солнечной панели:

1. Свет, идущий от Солнца, попадает на фотоэлементы.
2. Он выбивает свободные электроны с последних орбит всех атомов кремния.
3. Из-за этого появляется большое количество свободных электронов, которые начинают быстро и хаотично двигаться между электродами.
4. Следствием этого процесса становится выработка постоянного тока.
5. Затем он быстро преобразовывается в переменный и поступает в принимающее устройство.
6. Оно распределяет полученную электроэнергию по всему дому.

Преимущества и недостатки

Солнечные панели, сделанные своими руками, обладают рядом преимуществ перед заводскими конструкциями и другими источниками энергии. Благодаря этому устройства быстро набирают популярность и используются по всему миру.

Среди положительных сторон солнечных панелей следует выделить такие:

Несмотря на большое количество преимуществ у солнечных панелей есть и недостатки. Их обязательно нужно брать во внимание перед началом изготовления конструкции и её монтажом.

К недостаткам относят следующее:

Для того чтобы готовая конструкция качественно выполняла свои функции и обеспечивала людей достаточным количеством электричества, необходимо правильно её изготовить. Для этого нужно учитывать много факторов и выбирать только высококачественные материалы.

Основные требования

Перед тем как своими руками сделать солнечную батарею, необходимо выполнить ряд подготовительных мероприятий и тщательно изучить все требования, предъявляемые к устройству. Это поможет получить работающую установку и упростить процесс её монтажа.

Чтобы солнечная панель работала на максимуме своих возможностей, необходимо соблюдать такие требования:

Материалы и инструменты

Наиболее важными деталями устройства считаются фотоэлементы. Производители предлагают покупателям только 2 их разновидности: из монокристаллического (КПД до 13%) и поликристаллического кремния (КПД до 9%).

Первый вариант подходит только для работы в солнечную погоду, а второй — в любую. Другими важными элементами конструкции являются проводники. Они используются для соединения фотоэлементов друг с другом.

Для изготовления панели понадобятся такие материалы и инструменты:

Порядок действий

Для того чтобы сделать солнечные батареи своими руками в домашних условиях, необходимо соблюдать последовательность действий. Только в этом случае можно избежать ошибок и добиться желаемого результата.

Процесс изготовления панели прост и состоит из следующих этапов:

1. Берётся набор поли- или монокристаллических фотоэлементов и детали собираются в общую конструкцию. Их количество определяется исходя из требований владельцев дома.
2. На фотоэлементы наносятся контуры, образующиеся из олова припаянные проводники. Эта операция выполняется на ровной стеклянной поверхности при помощи паяльника.
3. По заранее подготовленной электрической схеме соединяются друг с другом все ячейки. При этом обязательно нужно подключить шунтирующие диоды. Идеальным вариантом для солнечной батареи будет использование диодов Шоттки, предотвращающих разрядку панели в ночное время.
4. Конструкция из ячеек перемещается на открытое пространство и тестируется на работоспособность. При отсутствии каких-либо проблем можно начинать сборку каркаса.
5. Для этих целей используются специальные уголки из алюминия, которые крепятся к элементам корпуса при помощи метизов.
6. На внутренние части реек наносится и равномерно распределяется тонкий слой силиконового герметика.
7. Поверх него кладётся лист из плексигласа или поликарбоната и плотно прижимается к контуру рамы.
8. Конструкция оставляется на несколько часов для полного высыхания силиконового герметика.
9. Как только этот процесс завершился, прозрачный лист дополнительно крепится к корпусу при помощи метизов.
10. Вдоль всей внутренней части получившейся поверхности помещаются выбранные фотоэлементы с проводниками. При этом важно оставлять небольшое расстояние (примерно 5 миллиметров) между соседними ячейками. Для упрощения этой процедуры можно заранее нанести необходимую разметку.
11. Установленные ячейки надёжно фиксируются на раме с помощью монтажного силикона, а панель полностью герметизируется. Всё это поможет увеличить срок работы солнечной батареи.
12. Изделие оставляется для высыхания нанесённой смеси и приобретает свой окончательный вид.

Изделия из подручных материалов

Солнечную батарею можно собрать не только из дорогостоящих материалов, но и из подручных. Готовая конструкция хоть и будет менее эффективной, но позволит немного сэкономить на электроэнергии.

Это один из самых простых и доступных вариантов изготовления самодельной солнечной панели. В основе устройства будут использоваться диоды небольшого вольтажа, которые изготовлены в стеклянном корпусе.

Делается батарея с соблюдением такой последовательности действий:

Медная фольга

Если нужно получить небольшое количество электроэнергии, то можно смастерить солнечную батарею из обыкновенной фольги.

Готовая конструкция будет обладать малой мощностью, поэтому применять её можно только для подпитки небольших устройств.

Пошаговая инструкция:

Пивные банки

Этот простой способ изготовления батареи не требует больших финансовых затрат. С его помощью можно получить малое количество электричества, которое немного уменьшит расходы.

Порядок действий:

Самостоятельно изготовленная солнечная панель — это замечательное устройство, которое позволяет снизить затраты на электроэнергию. При правильном его изготовлении и соблюдении всех рекомендаций можно смастерить качественное изделие, которое будет работать на протяжении многих лет.

Можно ли сделать солнечные батареи своими руками? Этот вопрос интересует многих людей, решивших использовать альтернативные энергоисточники. Да, вполне можно. Причем процесс этот, по сути, далеко не такой технологически сложный, как может показаться на первый взгляд. Главная сложность будет заключаться в пайке проводников к фотоячейкам, но и эту проблему можно решить с минимальными затратами.

Однако прежде, чем собирать солнечную батарею в домашних условиях, нужно приобрести все необходимые элементы. То есть собственно фотоячейки и материалы для изготовления корпуса (сам корпус и лицевое защитное стекло). Также понадобятся паяльник и припой.

Выбор фотоячеек

Фотоячейки можно использовать и поли-, и монокристаллические, все зависит от того, какие рабочие параметры должна будет «выдавать» батарея. Разумеется, их нужно рассчитать заранее. Приобрести фотоячейки можно на крупных интернет-порталах (Ebay, Amazon и т.д.) или же в специализированных магазинах. Причем в последнее время там все чаще продаются уже готовые наборы для солнечных панелей, включающие в себя подобранные по параметрам фотоячейки с уже припаянными к ним проводниками. Более того, для защиты от механических повреждений такие ячейки покрыты защитным ламинирующим составом.

Лучше всего воспользоваться именно таким набором, поскольку пайка проводников к ячейкам – процесс очень трудоемкий и без должного опыта вряд ли выполнимый. А кроме того, купленные «по отдельности» ячейки в ходе транспортировки нередко оказываются поврежденными.

Еще один немаловажный аспект – классификация фотоячеек. По своему качеству все ячейки для солнечных батарей делятся на 5 классов:

• A. Отборные элементы без малейших дефектов, способных снизить их производительность.
• B. Фотоэлементы «второго сорта» с незначительными царапинами или иными дефектами малых размеров.
• C. Элементы «третьего сорта» с ярко выраженными дефектами, сколами и трещинами.
• D. Брак ячеек. Треснутые, разломанные изделия, пригодные только для переработки.

Разумеется, выбирать нужно фотоячейки с маркировкой «Grade A». Именно они будут обладать максимальным КПД и позволят собрать для дома или для дачи наиболее эффективную солнечную батарею.

Схема же соединения ячеек представляет собой последовательное соединение. Число ячеек в цепи будет зависеть, опять же, от требуемого выходного напряжения. Чем больше ячеек, тем выше будет напряжение на выходе. Как правило, для дачи или для дома достаточно изготовить солнечную батарею из 36 ячеек. Их выходное напряжение составляет 12-18 В (в зависимости от исходных параметров ячеек), что как раз позволяет запитывать бытовую энергосберегающую нагрузку. Единственное условие – наличие в схеме запирающего диода (обычно – диода Шотке). Он необходим для предотвращения появления обратных токов при отсутствии солнечных лучей.

Лучше всего паять ячейки, заранее расположив их в нужном порядке на будущей лицевой поверхности солнечной батареи. Расстояние между ячейками надо выдерживать около 5 мм.

Корпус

Корпус солнечной батареи выполняет несколько важных функций. Прежде всего он защищает ячейки от механических повреждений, а электрические контакты – от влаги и пыли. Поэтому материал корпуса должен быть обязательно влагостойким. Отлично подойдут фанера и деревянные рейки, обработанные влагоотталкивающим составом. Можно воспользоваться и алюминиевыми уголками (для боковых граней).

Для защиты лицевой стороны корпуса лучше использовать специальное закаленное стекло. Кстати, некоторые фирмы продают специальные стекла для солнечных батарей. Они достаточно прочны, чтобы выдерживать воздействия погодно-атмосферных факторов и при этом обладают хорошими оптическими характеристиками. Можно использовать и простое оргстекло.

Сборка

Когда каркас батареи будет готов, а элементы – спаяны, начинается непосредственная сборка изделия. Фотоячейки должны быть расположены на лицевой поверхности солнечной батареи (если это не было сделано перед пайкой, то придется перекладывать уже соединенные ячейки).

Следующие этап – герметизация системы. Для этих целей в промышленности применяют специальные компаунды, изготовление же своими руками позволяет воспользоваться силиконовым герметиком. Сначала система фиксируется по краям, затем – в середине, и лишь после этого герметиком заливаются промежутки между ячейками. Перед герметизацией лучше еще раз проверить качество пайки и надежность соединений.

Последняя стадия – соединение лицевой части корпуса с каркасом и их надежное скрепление. Также необходимо установить специальную коммутационную коробку, к которой будут подсоединены выводные рабочие контакты фотоячеек. Кроме того, коробка имеет отдельные разъемы для дальнейшего подключения солнечной батареи в систему. Монтируется она на тыльную сторону корпуса. Нередко в комплекте с такой коробкой продаются и соединительные кабели для коммутации панели. Коробка герметична и надежно защищает все электроконтакты от погодно-атмосферных факторов.

«Химическая» солнечная батарея

Домашнюю фотопанель можно сделать не только из кремниевых пластин, но и из обычной листовой меди. Правда, полученная таким образом батарея, будет обладать гораздо меньшей производительностью — ее хватит лишь для получения совсем небольшого тока. Однако и себестоимость ее изготовления, и затраты времени в несколько раз ниже.

Итак, нам понадобятся:

• Два листа меди (размером примерно 15х15 см). Их можно найти и в хозяйственном магазине.
• Два зажима-«крокодила».
• Небольшой мультиметр или высокочувствительный амперметр (для фиксации токов 10-50 мкА).
• Обычная электрическая плитка (мощностью более 1000 Вт для получения нужного нагрева).
• Стеклянная банка (достаточно объема 2 л) или пластиковая бутыль с отрезанным горлом.
• Обычная вода.
• Поваренная соль (2 столовые ложки).

Также потребуются ножницы для нарезки меди и наждачная бумага или же металлическая щетка (для зачистки меди).

Изготовление

Сам процесс очень простой. В первую очередь необходимо отрезать два куска меди нужных размеров (чтобы они полностью помешались на ТЭНе или конфорке плитки). Затем тщательно промыть один лист с моющим средством, чтобы удалить все жировые загрязнения. Наждачной бумагой или щеткой лист очищается от возможного микрокорродирования или поверхностных сульфидов.

Затем лист нужно положить на плитку и включить ее на полную мощность. Медь начнет прогреваться и постепенно менять цвет с оттенков красного на черный. Это означает, что начала образовывать медная окись. Когда весь лист станет равномерно черным, можно начинать отсчет времени. Медь должна прокалиться еще полчаса. Это необходимо для того, чтобы образовался более толстый слой окиси. Впоследствии черный слой легко «отойдет», открыв многоцветный нижний слой. Именно он и потребуется для генерации энергии.

По истечении 30 минут плитку нужно отключить, оставив лист на конфорке. Медь должна остыть, причем очень медленно, иначе черная окись не отслоится. По мере остывания черный слой начнет «шелушиться», а так как окись и медь остывают с разными скоростями, то верхние хлопья начнут самостоятельно отскакивать от листа.

Примерно через 20 минут пластина остынет до комнатной температуры. Оставшиеся небольшие участки черной окиси надо аккуратно удалить под проточной водой. Ни в коем случае нельзя пользоваться губкой, моющими средствами и т.д., так как они повредят необходимый для фотореакции слой красно-фиолетовой меди.

Сборка

Собственно сборка не менее проста. Второй лист меди (он должен быть такого же размера) аккуратно сгибают по дуге и помещают в банку. Также поступают и с прокаленным листом. Пластины меди не должны касаться друг друга! Причем так как при прокаливании на верхней стороне листа образуется покрытие лучшего качества, то именно эта сторона и должна «смотреть наружу из банки».

Далее к пластинам подсоединяют «крокодилы». Провод от чистого листа подключают к «плюсу» измерительного прибора, от прокаленного – к «минусу». Затем соль растворяют в небольшом количестве обычной воды. Раствор выливают в банку, причем он должен отступать от края пластин примерно на 2 см (чтобы при перемещении банки не намочить контакты).

Все, солнечная батарея из меди готова! Правда, производительность ее минимальна, около 50 мкА на 0,25 В. Поэтому для бытовых практических целей она мало применима.

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

История создания и перспективы использования

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

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

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

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

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

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

Солнечная батарея: как это работает

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

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

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

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

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

Классификация и особенности современных фотоэлементов

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

• монокристаллические;
• поликристаллические;
• из аморфного Si.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Можно ли заменить фотоэлектрические пластины чем-то другим

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

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

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

На какую мощность солнечных батарей можно рассчитывать

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

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

График зависимости мощности солнечной батареи в зависимости от освещённости

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

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

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

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

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

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

Расчёт размера батареи

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

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

Постройка самодельной солнечной батареи

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

Правильный выбор места установки — это важно

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

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

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

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

Что понадобится в процессе работы

Приступая к изготовлению самодельной солнечной панели, следует запастись:

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

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

Инструкция по изготовлению

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

Схема электрических соединений домашней солнечной электростанции

Корпус

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

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

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

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

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

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

Пайка пластин

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

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

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

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

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

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

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

Навесные элементы солнечной батареи следует закрепить термоклеем или саморезами

Сборка панели

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

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

Установка и подключение солнечной батареи к потребителям

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

Чертёж каркаса солнечной батареи

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

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

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

Видео: изготовление солнечной панели своими руками

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

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

Принцип действия

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

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

Постройка батареи из кремниевых пластин

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

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

Сборка солнечных панелей своими руками

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

Изготовление рамки

При монтаже кремниевые кристаллы необходимо крепить на небольшом расстоянии. Ведь нужно учесть различные атмосферные воздействия, которые могут повлиять на изменения основы. Так, желательно, чтобы расстояние составляло около 5 мм. В результате размер готовой конструкции составит где-то 835*690 мм.

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

Для сборки понадобится уголок из алюминия. Из него делается заготовка для будущей рамки. Размеры — 835*690 мм. Для того чтобы скрепить профили между собой, необходимо заранее сделать технологические отверстия.

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

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

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

Пайка кристаллов

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

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

Последние сборочные операции

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

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

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

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

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

Герметизация

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

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

Экспериментальная батарея

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

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

Солнечная панель своими руками из фольги

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

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

Приступаем к работе

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

из медной фольги

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

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

Сборка

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

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

Другие способы использования солнечной энергии

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

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

Рассмотрим создание и включение простой солнечной схемы.Нам нужно:

1. Проводники.
2. Паяльник.
3. Транзисторы.
4. Панель установки.

Определяем базу элементов. Давайте выберем кремниевые транзисторные части серии под номером КТ801. Они просты в установке и не повредят монокристаллическим составляющим схемы. Перед установкой снимаем с них крышку плоскогубцами.

Настраиваем параметры. При дневном освещении они должны выдавать 0.53 Вольт при минусовых коллекторе и эмиттере, но с плюсовой базой.
Узнаем мощность транзисторов, в зависимости от года выпуска она может сильно разниться.

Мощная батарея

Ниже приведен чертеж, служащий для создания батареи, которая по мощи может питать большой дом или большую квартиру.

Вам понадобится:

1. Фанерный каркас панели.
2. Материал, не проводящий ток.
3. Солнечные батареи.
4. Паяльное оборудование.
5. Диод Шоттки.
6. Провода из меди.
7. Плексигласовый лист для покрытия.
8. Вакуумные подставки из силикона для батареи.
9. Винты.

Все эти материалы легко добываются в обычных строительных магазинах.

Как следует выбирать батареи

Солнечные батареи, как важные элементы солнечной панели, могут стоить астрономические суммы и лучше покупать использованные или поврежденные для дальнейшей починки.

Самые дорогие солнечные батареи это покрытые воском для равномерного напряжения, поэтому как аналоги для них можно использовать простые ударопрочные батареи.

Важно купить такие батареи комплектом, для одинаковой теплопроводимости и строения.

Конструкция

Из-за хрупкости батарее, ее корпус должен быть похож на коробку с маленькими боковыми ребрами для минимальной блокировки солнечных лучей.

Коробка должна быть небольшой для экономии энергии проводников и переносных радиаторов. Подложка разместится в корпусе, обработанном специальной краской и с вентиляционными отверстиями в нижней части.

Как подключить батарею

Если у батареи есть металлические выступы, значит и монтаж осуществится просто: панели придется соединять с помощью пайки ушек батареи. Пайка должна быть очень осторожной, чтобы не повредить хрупкие детали батареи. Сперва соединяют отрицательные выступы на лицевой части первой ячейки с отрицательными выступами, находящимися на нижней части 2-ой ячейки.

Установка батареи в корпус

Клей нужно применять только посередине клеток и вставлять только тогда, как силикон засохнет. Соединим все клетки с проводом и подаем его в вентиляционное отверстие, открытое в нижней части панели, а затем закрепим силиконовой замазкой.

До размещения стекла нужно установить и подключить диод Шоттки к чувствительным теплопроводящим элементам. Его функция заключается в защите батареи от перепадов напряжения.

Стоят ли солнечные батареи? Солнечная стоит того?

В последние годы индустрия солнечной энергетики переживает бурный рост. В 2009 году во всем мире было установлено менее 20 ГВт солнечных батарей. В 2021 году это число резко превысило 480 ГВт — 24-кратный рост всего за десятилетие. Это заставило многих людей задаться вопросом: стоит ли использовать солнечную энергию?

БЕСПЛАТНОЕ Руководство по солнечным панелям

Этот рост стал возможен благодаря быстрому развитию технологий. За тот же период стоимость полностью установленной системы снизилась с 7 долларов.14 долларов за ватт в 2010 году до примерно 2,50 долларов за ватт в 2021 году. Это означает, что сегодня вы можете перейти на солнечную энергию примерно за одну треть от того, что стоило бы десять лет назад, при этом пожиная те же преимущества возобновляемой энергии.

Учитывая быстрый рост технологий использования солнечной энергии и снижение цен, стоит ли использовать солнечную энергию для типичного домовладельца в 2021 году? Вот на этот вопрос мы и попытаемся ответить в этой статье. (Однако вот краткое резюме: если у вас есть свой дом и вы подключены к сети, ответ, скорее всего, «да».»)

Сравнение затрат на солнечную энергию

Если солнечная энергия дешевеет, а технология постоянно совершенствуется, делает ли это инвестиции более выгодными, чем другие варианты? Чтобы ответить на этот вопрос, недостаточно сравнить стоимость солнечной энергии с историческими ориентирами. Мы должны посмотреть, как чистая энергия сочетается с альтернативными методами подачи энергии в ваш дом, потому что солнечные панели действительно стоят инвестиций только в том случае, если они могут превзойти другие варианты на рынке.

Для систем, привязанных к сети, математика довольно проста: вы сравниваете стоимость солнечной энергии со стоимостью покупки электроэнергии у коммунальной компании, чтобы оценить период окупаемости скидок, связанных с сетью. (Не волнуйтесь — мы написали эту статью, чтобы помочь вам разобраться с математикой.)

Эти расчеты также можно применять для оценки автономных систем. вместо коммунальной энергии вам нужно будет сравнить солнечную энергию с затратами на прокладку линии электропередач до вашей собственности (если возможно) или посмотреть на альтернативные источники энергии, такие как ветер, гидроэлектростанция или надежный генератор.Иногда комбинация методов (например, солнечная энергия + резервный генератор) может быть самым разумным вариантом.

Как солнечная энергия окупается

Домовладельцы, подключенные к сети, покупают электроэнергию у местной коммунальной компании по установленному тарифу. В среднем по стране в США около 13 центов/кВтч.

Когда вы переходите на солнечную энергию и подключаетесь к сети, этот счет за коммунальные услуги уменьшается (или полностью исключается), поскольку вы производите собственную энергию, а не покупаете ее у коммунальных предприятий, что помогает вам сэкономить деньги.

Чтобы выяснить, оправдывают ли солнечные панели вложения, просто сравните стоимость электроэнергии в течение всего срока эксплуатации со стоимостью перехода на солнечную энергию в течение всего срока службы.

Мы используем 25-летний период времени для измерения «пожизненного» владения, поскольку это стандартный срок гарантии на солнечную панель.

Давайте возьмем калькулятор и посчитаем. Для этих примеров мы используем средние показатели по стране, но не забудьте указать свои собственные цифры, чтобы увидеть, стоят ли солнечные батареи того, что вам нужно.

Шаг 1: Узнайте местный тариф на коммунальные услуги.

Чтобы рассчитать стоимость коммунальных услуг за весь срок службы, вам необходимо определить текущие расходы на коммунальные услуги и среднее потребление энергии за двенадцать месяцев:

1. Определите, сколько вы в настоящее время платите за коммунальные услуги . Ставка обычно печатается в вашем счете за электричество. Если вы не можете найти его, вы также можете погуглить «стоимость электроэнергии в (вашем местоположении)».

Пример: Средняя стоимость электроэнергии по стране составляет около 13 центов/кВтч.

2. Найдите среднее потребление энергии за 12 месяцев. Выясните, сколько киловатт-часов электроэнергии вы используете каждый месяц. Ваше использование будет выше в те месяцы, когда вам нужно включить отопление или кондиционер, поэтому разумно получить среднее значение за весь год, а не чистое измерение случайного месяца.

3. Рассчитайте пожизненную стоимость коммунальной энергии. Умножьте результаты предыдущих двух шагов, чтобы получить средний ежемесячный счет за электроэнергию. Затем умножьте на 12 месяцев (для годового счета) и еще раз на 25 лет (чтобы получить пожизненную стоимость коммунальной энергии).

Пример: 867 * 0,13 долл. США * 12 * 25 = 33 813 долл. США .

33 813 долларов — это стоимость покупки электроэнергии у коммунального предприятия в течение 25 лет. Держите эту фигурку под рукой. В конце мы сравним ее со стоимостью владения солнечными панелями за тот же период времени, чтобы вы могли определить, стоят ли они того в долгосрочной перспективе.

Шаг 2:

Оцените размер солнечной системы и затраты на ее установку, чтобы ответить, стоят ли солнечные панели того.

Далее вам необходимо определить, какой размер системы солнечных батарей вам нужен и ориентировочную стоимость солнечных панелей:

1. Оцените размер вашей Солнечной системы. Воспользуйтесь нашим калькулятором стоимости солнечных панелей, чтобы определить, какой размер системы вам потребуется для покрытия вашего использования. Вам просто нужны две цифры выше, а также ваш почтовый индекс (чтобы мы могли посмотреть, сколько солнца вы получаете в вашем регионе).

Калькулятор возвращает размер системы и оценку стоимости для использования в наших целях. Вы также можете сравнить рекомендуемый размер системы с нашими предварительно упакованными системами, чтобы уточнить точную стоимость финансирования солнечной энергетики. (Не забудьте добавить налог к ​​опубликованным ценам.)

Пример: Эта система мощностью 6,3 кВт производит около 870 кВтч/месяц, что идеально подходит для компенсации нашего использования 867 кВтч/месяц на шаге 2. Стоимость системы на момент публикации составляет 9669 долларов США. Мы добавим еще 1500 долларов в качестве приблизительной оценки налогов, стоимости доставки и разрешительных сборов. Общая смета расходов: 11 169 долларов США.

2. Добавьте стоимость установки. Местные установщики солнечной энергии берут около 1 доллара США за ватт за установку системы, что составит 6300 долларов США за систему мощностью 6,3 кВт (6300 Вт), указанную выше.

Многие из наших клиентов предпочитают устанавливать свои собственные системы, чтобы сэкономить эту часть денег, что резко меняет расчеты окупаемости. Если вы решите нанять кого-то для завершения установки солнечной панели, добавьте эту плату к общей стоимости перехода на солнечную энергию.

Пример: 6300 долларов США при установке подрядчиком / 0 долларов США при самостоятельной установке.

Шаг 3:

Учет налоговых льгот и льгот.

Если вы задаетесь вопросом, стоит ли солнечная энергия того, возможно, налоговые льготы и льготы — это все, что вам нужно услышать.Правительство предлагает государственные стимулы для солнечных батарей для перехода на солнечную энергию. Большинство людей имеют право на получение федерального налогового кредита на солнечную энергию, который в настоящее время возвращает 26% ваших общих затрат на установку в качестве кредита на ваши федеральные налоги. Могут быть местные программы поощрения, которые суммируются с федеральным кредитом для еще большей экономии, чтобы помочь гарантировать, что ваши солнечные батареи стоят инвестиций.

Кредит распространяется на все первоначальные затраты по проекту, а не только на оборудование. Плата за доставку, разрешение и оплату подрядчика может быть затребована (но ваш собственный труд не может быть затребован, если вы устанавливаете его самостоятельно).

1. Вычтите общую стоимость поощрений вы можете потребовать из затрат, рассчитанных на шагах 2 и 3. Эти деньги выплачиваются авансом, но возвращаются в ваш карман в виде кредита приходят налоговый сезон.

Пример: (11 169 долл. США + 6 300 долл. США) * 0,74 = 12 927,06 долл. США.

С учетом налоговых вычетов вы потратите около 12 927 долларов на установку своей системы, при условии, что вы наняли установщика.

Шаг 4:

Учет замены деталей солнечной системы.

Вы также должны принять во внимание дополнительные расходы на замену солнечных элементов, чтобы ответить на вопрос, стоит ли оно того. Для оценки стоимости:

1. Посмотрите гарантию на другие компоненты , особенно на инвертор. Бюджет на замену инвертора в течение срока службы системы, если это необходимо.

Гарантия на панели составляет 25 лет, но на некоторые детали предоставляется более короткий срок гарантии. Например, гарантия SMA составляет 10 лет, а SolarEdge — 12 лет.Тем не менее, микроинверторы Enphase также имеют 25-летнюю гарантию, поэтому вам не нужно учитывать затраты на их замену.

2. Рассчитайте затраты после за вычетом стоимости налоговых кредитов. Эти замены произойдут в будущем, после истечения срока действия федерального налогового кредита. В нашем примере мы предположим 2 замены инвертора SolarEdge по их текущей стоимости 1595 долларов США каждый.

Пример: 12 927 долл. США + (1 595 долл. США * 2) = 16 117 долл. США .

Это наша пожизненная стоимость владения солнечными батареями. Он включает в себя оборудование, установку и замену в течение 25-летнего срока службы системы.

Шаг 5:

Определите рентабельность инвестиций (ROI).

Стоит ли покупать солнечные панели? Настало время большой расплаты. Чтобы выяснить, как ваши инвестиции в солнечную энергию сравниваются со стоимостью покупки электроэнергии у коммунального предприятия, вам нужно оценить рентабельность инвестиций (ROI):

1. Вычесть стоимость солнечной энергии за весь срок службы (шаг 7) из пожизненная стоимость коммунальной энергии (шаг 2). Результатом будет ваша окупаемость инвестиций — общая сумма, которую вы сэкономите на счетах за электроэнергию за 25 лет.

Пример: 33 813 долл. США – 16 117 долл. США = 17 696 долл. США.

В этом сценарии переход на солнечную энергию сэкономит вам примерно 17 696 долларов за 25-летний период. Не слишком потрепанный!

Несмотря на то, что солнечная энергия является значительным первоначальным капиталовложением, оказывается, что солнечная энергия того стоит в долгосрочной перспективе. За 25 лет переход на солнечную энергию стоит на 90 009 меньше, чем на половину 90 010 того, что вы заплатили бы коммунальным предприятиям за производство такого же количества энергии.

Помните, эта разбивка предполагает, что вы нанимаете установщика для завершения вашего проекта. Многие из наших клиентов делают свои проекты самостоятельно, что быстро ускоряет период их окупаемости и делает солнечные панели еще более выгодной инвестицией.

Если вы хотите получить максимальную отдачу от затраченных средств, рассмотрите возможность самостоятельной установки, чтобы получить максимальную экономию в кармане. Воспользуйтесь нашим калькулятором окупаемости инвестиций в солнечную энергию, чтобы оценить свой доход.

Факторы, влияющие на период окупаемости солнечной энергии

Приведенный выше пример основан на средних национальных показателях, но вы можете работать в других обстоятельствах, которые могут существенно изменить расчеты.Вот почему мы призываем людей вводить собственные цифры и решать самостоятельно.

Затраты на установку

Фактор № 1, который приводит в движение иглу, — это стоимость установки. Как мы уже упоминали, самостоятельная установка может сэкономить несколько тысяч долларов и кардинально изменить математику окупаемости.

Даже если вы решите нанять установщика, расценки могут сильно колебаться: от 75 центов за ватт до 1,50 доллара за ватт и более за одну только работу. Если вы пойдете по этому пути, попробуйте сравнить расценки от нескольких установщиков, чтобы выбрать наиболее конкурентоспособную цену.

Значение поощрений

Мы прогнали цифры, чтобы включить федеральный налоговый кредит на солнечную энергию, поскольку большинство людей имеют право на него. Но вы также можете добавить государственные или местные стимулы, и некоторые из них могут быть весьма значительными. Проверьте нашу местную базу данных по стимулированию солнечной энергии, чтобы убедиться, что вы востребовали все, что вам доступно.

Собственность на жилье

В этих расчетах предполагается, что вы владеете своим домом, домашней солнечной системой и планируете жить в нем в течение полных 25 лет владения, владея солнечной энергетической системой, а не используя солнечную ссуду.Понятно, что это не всегда реально. Если вы переедете в этот период времени, вы будете рады узнать, что солнечная энергия увеличивает стоимость вашего дома, поэтому вы можете окупить часть своих инвестиций, если решите разместить его на рынке.

Принимая решение о том, стоит ли использовать солнечную энергию, подумайте, достаточно ли долго вы будете жить в своем доме, чтобы инвестиции окупились.

Финансирование

В этой статье мы предположили, что система покупается сразу. Принятие на себя обязательств по аренде солнечной энергии или PPA (соглашению о покупке электроэнергии) значительно снижает стоимость солнечной энергии, снижая общую рентабельность инвестиций.

В рамках этих схем вам не разрешается требовать каких-либо кредитов или поощрений — их требует установщик, которому принадлежит система. Кроме того, эти контракты содержат растущие процентные ставки, которые со временем съедают вашу экономию на счетах за электроэнергию. Заключение договора аренды или PPA может уменьшить или полностью свести на нет ваши сбережения, в зависимости от условий договора.

Воздействие солнца

Некоторые области получают больше солнечного света, чем другие, что означает больше времени для работы системы с максимальной производительностью каждый день.Системы в солнечных районах будут производить больше энергии каждый день, что делает их более ценными.

Тем не менее, солнечная энергия по-прежнему является финансово жизнеспособной в холодном и облачном климате — окупаемость инвестиций менее драматична, но все же положительна для сетевых систем.

Итак…

стоит ли солнечная энергия?

Для домовладельцев, подключенных к сети, математика ясна: в долгосрочной перспективе солнечная энергия стоит меньше, чем покупка электроэнергии у коммунальной компании.

Срок окупаемости составляет около 8-9 лет, если вы наймете кого-то для установки вашей системы.Сравнивая это с 25-летней гарантией на ваши панели, вы получаете серьезную экономию на счетах за электроэнергию в течение всего срока эксплуатации. А если вы решите установить его самостоятельно, то срок окупаемости ускорится до 5-6 лет при сэкономленных на монтаже деньгах. Больше всего на свете использование системы солнечной энергии уменьшает ваш углеродный след и может свести к минимуму последствия изменения климата.

Готовы узнать больше?

Получите бесплатную копию нашего Руководства по началу работы или погрузитесь прямо в DIY Solar Workshop, чтобы получить пошаговый обзор процесса перехода на солнечную энергию.

Лучшие солнечные панели на рынке (2021 г.

): стоимость, бренды и многое другое

Какие солнечные панели являются лучшими на рынке в 2021 г.?

Без лишних слов, вот лучшие солнечные панели, которые вы можете купить в 2021 году для различных применений.

Солнечные панели с лучшим соотношением цены и качества: Astronergy 365 Вт

• Стоимость: 257 долларов США (70 центов за ватт)
• Гарантия на качество изготовления: 10 лет
• Гарантия производительности: 25 лет7 % в год
• Температурный коэффициент: -0,376 % Wp
• Количество элементов: 72
• Тип элемента: Моно PERC

Ищете лучшие доступные солнечные панели, которые не сломают банк? Astronergy производит лучшие солнечные панели, которые вы можете получить с точки зрения чистой стоимости.

Среди основных производителей модулей у Astronergy самые низкие цены на ватт, которые мы нашли. Их панель мощностью 365 Вт продается по цене 257 долларов (на момент публикации), что составляет 70 центов за ватт.

Несколько наших сотрудников используют в своих домашних системах солнечные панели Astronergy, и мы также выбрали их для системы, питающей флагманский офис Unbound Solar ^® .

Их КПД 17,7% является очень приличным в этой ценовой категории, а гарантия соответствует отраслевым стандартам.

Astronergy также отличает свою гарантийную программу от других компаний, предлагая страхование ответственности перед третьими лицами. Если они когда-нибудь обанкротятся, гарантия от стороннего поставщика останется в силе.

Это больше для душевного спокойствия. Astronergy является частью одного из крупнейших производителей электроники в Китае. Мы ожидаем, что они будут существовать еще долгое время.

Но дополнительная страховка в сочетании с низкой ценой делает эти солнечные панели лучшими по соотношению цена-качество.

Лучшие солнечные панели американского производства: Heliene 320 Вт

• Стоимость: 256 долларов (80 центов за ватт)
• Гарантия на качество изготовления: 10 лет
• Гарантия производительности: 25 лет / год
• Температурный коэффициент: -0,38% Wp
• Количество элементов: 60
• Тип элемента: моно

Среди американских производителей солнечных панелей Heliene является нашим лучшим выбором. Базируется в Sault Ste. Мари, Онтарио, они собирают высокоэффективные панели на заводах в США и Канаде.

Поскольку солнечные панели постоянно дешевеют, разрыв в цене между импортными и американскими панелями значительно сократился. Импортированные панели Astronergy мощностью 365 Вт теперь продаются по цене 70 центов за ватт , в то время как американский производитель Heliene продает панели мощностью 320 Вт по цене 80 центов за ватт .

Сравните это с премиальными панелями LG, представленными в следующем разделе, которые стоят $1.34 за ватт.

Судя по распределению цен, место Heliene на рынке очевидно. Их цены конкурентоспособны по сравнению с импортными панелями, и они также позволяют высокоэффективным моделям конкурировать за свои деньги (при этом выбивая их из воды по цене).

Если вы хотите приобрести лучшие высокоэффективные солнечные панели по конкурентоспособной цене (и при этом поддерживать товары американского производства), Heliene — лучший выбор. Мы рекомендуем их панели мощностью 320 Вт (60 ячеек) и 365 Вт (72 ячейки).

Лучшие Premium Солнечные панели: LG 375W

• Стоимость: $ 513 ($ 1.36 за ватт)
• Гарантия на ватт)
• Гарантия на ватту: 25 лет
% / год
• Температурный коэффициент: -0,3% Wp
• Количество элементов: 60
• Тип элемента: моно

LG не просто производит солнечное оборудование; они являются одним из ведущих производителей электроники в мире.

Мы используем панель LG мощностью 375 Вт в наших комплектных системах премиум-класса. Они очень компактны, вмещая в панель с 60 ячейками больше выходной мощности, чем большинство 72-ячеечных панелей, представленных на рынке.

Каждый солнечный проект уникален, и некоторые люди сталкиваются с проблемой создания системы в компактном пространстве. Например, у вас может быть место только для 10 панелей на крыше. Эти панели LG помогут вам выжать максимум из доступного вам ограниченного пространства.

Они также имеют долгий срок службы. Скорость деградации этих панелей составляет -0,4 % в год, что на 0,3 % лучше, чем у нашей рекомендуемой панели Astronergy 365 Вт.

Это может показаться не таким уж большим, но если посчитать, это означает, что панели LG сохранят на 7,5% большую эффективность, чем панели Astronergy, через 25 лет.

Гарантия LG на солнечные панели — это прекрасно.

В то время как большинство компаний стремятся предоставить 10-летнюю гарантию качества изготовления, LG предоставляет полные 25 лет.

Что касается гарантии производительности, LG гарантирует, что их панели сохранят эффективность на 90% через 25 лет.Это более сильное обещание, чем стандартные 80% через 25 лет.

Какие солнечные панели лучше всего подходят для автономных систем?

Нам часто задают вопрос: есть ли разница между лучшими солнечными панелями для автономных и сетевых свойств?

В ответе есть нюанс.

Сами панели всегда могут работать независимо от типа системы. Не существует такого понятия, как «автономные панели» или «сетевые панели».

Однако панели должны сочетаться с другими компонентами и иметь точные размеры, особенно в автономных системах.

Исторически в автономных системах использовались ШИМ-контроллеры заряда, которые требовали согласования солнечных панелей на 12 В с аккумуляторной батареей на 12 В.

Теперь в большинстве современных автономных домов будет использоваться контроллер заряда MPPT, который может регулировать входящее фотоэлектрическое напряжение для работы практически с любой солнечной панелью.

Тем не менее, размер строки по-прежнему зависит от технических характеристик панели и контроллера заряда. Все компоненты должны быть снабжены соответствующим напряжением и током.Батареи добавляют еще один уровень сложности для автономных систем, поскольку размер массива должен быть таким, чтобы в достаточной степени заряжать батареи без их перезарядки.

Есть также несколько лучших солнечных панелей, которые разработаны специально для автономных приложений:

Лучшие солнечные панели для жилых автофургонов / мобильных приложений

Солнечная энергия также является отличным решением для мобильных приложений, таких как дома на колесах и лодки. Но вам понадобятся панели меньшего размера, чтобы обойти любые ограничения пространства.

Лучшей солнечной панелью для этой ситуации являются гибкие панели Sol-Go мощностью 115 Вт.

Нижний профиль помогает найти нужную конфигурацию в условиях ограниченного пространства. А поскольку эти панели могут изгибаться под углом до 30 градусов, они могут изгибаться вокруг изогнутых поверхностей, чтобы максимально использовать имеющееся у вас пространство.

Эти панели легкие, простые в установке и хорошо работают при слабом освещении. Они созданы, чтобы адаптироваться к суровым и меняющимся условиям жизни в дороге.

Последняя категория, которую мы рассмотрим, — это лучшие солнечные панели для небольших удаленных приложений.

Они имеют тенденцию использовать для власти удаленного оборудования для различных отраслей промышленности:

• Освещение
• Телекоммуникация
• Телекоммуникация
• Безопасность и наблюдение
• Нефть и газовый насос
• насос воды
• Транспорт
• У мониторинга полезных ископаемых

Многое Иногда это оборудование находится в удаленном месте (например, на вершине горы или плавает на буе посреди озера), и вам нужна небольшая автономная система, чтобы поддерживать его работу.

В зависимости от области применения мы рекомендуем использовать как Solarland, так и Ameresco. Несколько примеров:

Это верхний предел выходного диапазона для 12-вольтовых панелей. Обе компании предлагают различные варианты панелей на 12 В мощностью от 1 Вт до 180 Вт. У Solarland также есть варианты на 24 В, в том числе до 190 Вт.

Вот и все наши рекомендации! Мы думаем, что это лучшие солнечные панели, которые вы можете получить за свои деньги в 2021 году, но цены и конфигурации продуктов будут быстро меняться по мере совершенствования технологий.

Проводя исследование, ищите эффективные панели от проверенных производителей и рассчитайте стоимость ватта, чтобы вы могли сравнивать продукты на равных условиях.

Если вы будете следовать этим рекомендациям, вы обязательно найдете лучшие солнечные панели для питания вашей системы.

Эта статья была обновлена ​​30.11.2021. Актуальные цены смотрите на странице солнечных панелей в нашем магазине.

Увеличивают ли солнечные панели стоимость дома?

Увеличивают ли солнечные панели стоимость недвижимости?

Недавнее исследование, проведенное Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли, показало, что солнечные панели увеличивают стоимость дома в среднем на 14 329 долларов. Дома, оснащенные системами солнечной энергии, продаются на 3,74% дороже, чем аналогичные дома без солнечной энергии.

Одним из самых сильных аргументов в пользу солнечной энергии является то, что это инвестиции, которые окупаются. Любые первоначальные затраты окупаются за счет сокращения (или устранения) счетов за электроэнергию, и потребители солнечной энергии могут разумно ожидать возврата, по крайней мере, в 2-3 раза превышающего их первоначальные инвестиции в течение срока службы системы.

Но эти цифры предполагают, что вы живете в одном доме в течение всего срока гарантии, что часто бывает не так.И одним из оговорок, удерживающих многих людей от перехода на солнечную энергию, является страх того, что они могут не прожить в своем доме достаточно долго, чтобы значительные первоначальные инвестиции окупились.

Если у вас есть собственный дом, это исследование должно рассеять эти страхи. Оснащение вашего дома системой солнечной энергии, подключенной к сети, повышает стоимость недвижимости и предлагает агентам по недвижимости привлекательный аргумент в пользу продажи листинга.

Даже если вы не живете в своем доме достаточно долго, чтобы окупить расходы на электроэнергию, надбавки, которую покупатели жилья готовы заплатить за переезд в ваш дом, готовый к использованию солнечной энергии, будет более чем достаточно, чтобы покрыть инвестиции.

Дома на солнечных батареях продаются на 14 329 долларов дороже в среднем

В исследовании оценивалась цена продажи 22 822 домов в 6 штатах, чтобы определить, какое влияние системы солнечной энергии оказывают на стоимость домов при перепродаже. В исследовании сравнивается цена продажи 3 951 фотоэлектрического дома (дома, оснащенные фотоэлектрическими системами, — также известные как дома на солнечной энергии) с 18 871 домом без фотоэлектрической энергии.

Исследование показало, что в среднем солнечные панели увеличивают стоимость дома на 14 329 долларов, или на 3,74% больше, чем их аналоги без фотоэлектрических элементов.

Поскольку стоимость материалов для средней системы составляет от 10 000 до 18 000 долларов, домовладельцы могут разумно рассчитывать на возмещение стоимости оборудования, когда они решат продать свой дом. Это помимо ожидаемой экономии за счет снижения счетов за электроэнергию и налоговых льгот, которые уже могут окупить систему в 2-3 раза в течение срока действия гарантии.

В качестве бонуса некоторые штаты не учитывают фотоэлектрические системы в стоимости вашего дома при расчете налога на недвижимость. Добавление кухни за 15 000 долларов повысит ваши налоги на недвижимость, но фотоэлектрическая система за 15 000 долларов может быть освобождена.Однако это сводится к местному законодательству и, конечно же, не везде в США. Средние национальные показатели никогда не расскажут всей истории. Итак, давайте подробнее рассмотрим данные и посмотрим, сможем ли мы раскрыть какую-то более конкретную информацию.

Уменьшение отдачи от больших фотоэлектрических систем

Один из выводов, который делают авторы исследования, заключается в существовании «зеленой печати» для домов, оборудованных фотоэлектрическими системами. Дома, оборудованные солнечными батареями, продаются со значительной наценкой, независимо от выходной мощности системы. Цена продажи домов с более мощными фотоэлектрическими системами не увеличилась пропорционально стоимости установки системы.

Это говорит о том, что покупатели жилья готовы платить больше за обладание «солнечным домом», независимо от эффективности системы или ее способности полностью покрыть ожидаемое потребление энергии. Они будут платить незначительно больше за более крупные системы, но не пропорционально реальной стоимости системы.

Для продавцов это означает, что может иметь смысл установить скромную систему связи с сетью, которая большую часть года использует накопленную солнечную энергию, но получает питание от электрической сети в периоды более интенсивного использования, например, когда кондиционер работает на полную мощность. в собачьи дни лета.

Это может предоставить вам возможность рекламировать свой объект как дом на солнечных батареях, одновременно снижая затраты на установку и получая прибыль от системы после продажи.

Конечно, такой дополнительный проект увеличивает время, трудозатраты и риск в процессе продажи.Возможно, это не стоит вложений, особенно потому, что…

Дома на солнечных батареях могут продаваться дольше

Исследование также показало, что в среднем дома, оборудованные солнечными батареями, продаются немного дольше, чем их аналоги. Солнечные дома проводят на рынке дополнительные 8 дней, прежде чем их продадут, как показано на графике ниже.

Солнечные дома находятся на рынке немного дольше, прежде чем их продают. Источник (стр. 29)

Обратите внимание, что в данных по штатам есть небольшие колебания.Это может быть связано с несколькими факторами:

Небольшой размер выборки в некоторых штатах

Данные из Калифорнии намного надежнее, чем из других штатов в этом исследовании, что может объяснить, почему его цифры ближе всего к среднему по стране.

Поощрения зависят от штата.

В некоторых штатах предусмотрены более сильные стимулы для покупки дома на солнечной энергии, а в других — вообще ничего. Солнечные дома могут намного дольше томиться на рынке, если нет стимула владеть домом, работающим на солнечной энергии.Например, некоторые штаты предлагают льготу по налогу на недвижимость, если у вас есть дом на солнечной энергии. В этих районах может быть более заманчиво купить солнечный дом.

Если вы работаете на рынке, мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по поощрениям штата за солнечную энергию, чтобы понять, как динамика может меняться в зависимости от вашего местоположения.

Местное представление о солнечной энергии

Солнечная энергия получила более широкое распространение в таких местах, как Калифорния и Флорида, где много солнечного света и существуют значительные налоговые льготы при использовании солнечной энергии.Другие штаты отстают в усыновлении и обучении по этой теме.

БЕСПЛАТНО Справочник по федеральным налоговым льготам

В районах с более низкими затратами на электроэнергию и низкими выгодами от использования солнечной энергии осведомленность о солнечной энергии как о жизнеспособном источнике энергии, как правило, довольно низкая. Покупатели могут сомневаться в покупке дома на солнечной энергии, потому что они не уверены, что система надежна. Они также могут не понимать долгосрочных преимуществ, что затрудняет продажу солнечных домов.

Солнечное образование в странах с низким уровнем усыновления может стать главным камнем преткновения.Во многих случаях покупатели не понимают разницы между сетевыми и автономными системами. Они склонны считать, что все солнечные энергетические системы являются автономными, которые полагаются на панели для выработки 100% своей энергии и полностью работают от аккумуляторной системы. Они опасаются, что останутся без электричества, если солнечная батарея выйдет из строя, а они не знают, как это починить.

В действительности большинство систем привязаны к сети. Они генерируют собственную энергию, но при этом подключаются к коммунальной сети. Солнечные панели не должны генерировать 100% электроэнергии вашего дома — сеть может компенсировать провисание в периоды интенсивного использования. И если электричество отключится, работники коммунальных служб должны решить проблему и восстановить работоспособность как можно скорее.

В регионах, где солнечная энергия менее популярна, может потребоваться небольшое обучение, чтобы убедить покупателей в том, что фотоэлектрическая система — это надежный способ обеспечить электричеством их дом.

Узнайте больше о разнице между автономными и сетевыми системами в нашем Руководстве по началу работы.

Более новые системы стоят больше

Хорошо, это должно быть здравым смыслом, но просто чтобы быть дотошным, стоит отметить, что данные подтверждают это.

Более новые фотоэлектрические системы изготовлены из более эффективных материалов, на них остается больше лет гарантии, и с меньшей вероятностью потребуется замена деталей (например, новый инвертор, который вы можете заменить примерно в середине срока службы системы). ). По мере старения фотоэлектрических систем их стоимость падает, и они, как правило, стоят меньше, когда вы выставляете свой дом на рынок.

Довольно просто: более новые установки, как и следовало ожидать, приносят больше пользы для стоимости недвижимости.

Арендованные vs.Собственные системы

Наконец, надбавка распространяется только на дома с собственными фотоэлектрическими системами. Если вы заключили договор об аренде солнечных батарей или PPA (соглашение о покупке электроэнергии) с разработчиком, который установил систему, вы, скорее всего, не увидите большую часть — если таковая имеется — более высокой продажной цены, возвращенной вам в качестве прибыли. В этих случаях покупатели потребуют от предыдущего владельца выплаты по договору аренды или PPA, что компенсирует дополнительную стоимость, заложенную в окончательную цену продажи дома.

Дополнительные деньги от продажи пойдут в ваш карман только в том случае, если вы купили свою фотоэлектрическую систему сразу.Это одна из причин, по которой мы настоятельно рекомендуем покупать вашу систему, а не брать ее в аренду.

Статья по теме: Стоит ли покупать, брать в аренду или одалживать свою солнечную систему?

Несколько предостережений

Как и во всех исследованиях, важно уделять пристальное внимание используемой методологии, чтобы убедиться, что мы делаем правильные выводы. Вот некоторые важные сведения о том, как проводилось это исследование:

Данные охватывают продажи домов с 2002 по 2013 год.

Исследование LBNL оценивает только дома, проданные в период с 2002 по 2013 год. Но последние достижения в области солнечных технологий с тех пор сделали установки немного дешевле, что может повлиять на их оценочную стоимость при более поздних продажах домов.

Самый последний отчет о стоимости фотоэлектрических систем от NREL (Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии) показывает, что в 2017 году стоимость установки бытовой фотоэлектрической системы в США составляет менее половины того, что было в 2010 году. Фактически , цены на солнечную энергию, кажется, выровнялись примерно в 2013 году — данные за последний год были собраны для исследования LBNL.

Поскольку фотоэлектрические системы становятся более эффективными в установке, это может привести к меньшему влиянию на стоимость домов при перепродаже в будущем. Но поскольку надбавка к ценам продажи, скорее всего, сократится с той же скоростью, что и затраты на установку, мы по-прежнему ожидаем, что продавцы возместят стоимость оборудования своей системы, когда продадут свой дом.

Исследование проводилось в 6 штатах: Калифорния, Орегон, Флорида, Мэриленд, Северная Каролина и Пенсильвания.

Согласно этому рейтингу дружественности к солнцу всех 50 штатов, 3 из этих 6 штатов вошли в число 12 лучших в стране, а худший все еще был близок к среднему – Флорида, на 28-м месте.Имея это в виду, данные сильно смещаются в сторону штатов с более высоким, чем в среднем, уровнем использования солнечной энергии. Влияние солнечных батарей на стоимость дома при перепродаже, безусловно, будет немного ниже в штатах, расположенных ниже по списку. Вы можете увидеть меньшее влияние на стоимость недвижимости, если вы живете в менее благоприятном для солнца штате.

Трудно сказать наверняка — исследования все еще ограничены, и у нас пока нет надежных данных по всей стране, на которые можно было бы опереться.

В исследовании рассматриваются дома намного дороже, чем в среднем по стране.

Средняя цена продажи домов, рассмотренных в рамках этого исследования, составила 431 964 доллара, что более чем вдвое превышает среднюю стоимость дома в США. Самый продаваемый дом, который она оценила, ушел за 899 000 долларов.

Трудно сказать, остается ли готовность к солнечной энергии сильным мотиватором покупки, когда вы попадаете на территорию элитных домов. Мы не можем придумать, почему эти тенденции не будут справедливы для домов стоимостью в миллион долларов, но LBNL не охватывает этот сегмент рынка в своем исследовании, поэтому стоит учитывать, что динамика может измениться для дорогих объектов.

Для более скромных домов данные намного нагляднее. Меньшие объекты нуждаются в меньших системах для покрытия их потребления электроэнергии. По мере того, как вы тратите больше на фотоэлектрическую систему, надбавка к стоимости дома при перепродаже не соответствует инвестициям. Меньшие системы для более скромных домов (150-300 тысяч долларов) на самом деле окупаются гораздо более высокой прибылью от инвестиций, когда дом выходит на рынок недвижимости.

Покупатели премиум-класса готовы платить за дома, оборудованные солнечными батареями, для все более крупных фотоэлектрических систем. Источник (стр. 29)

Заключительные мысли

Как ни крути, солнечная энергия — это надежное вложение.

Если вы живете в своем доме в течение всего срока действия гарантии, вы можете ожидать, что система связи с сеткой окупит себя в 2-3 раза или больше за счет налоговых льгот и экономии энергии.

Даже если вы решите переехать до истечения срока гарантии, вы все равно выйдете вперед. Стоимость системы напрямую влияет на более высокую цену продажи, когда ваш дом появится на рынке. И этой надбавки обычно достаточно, чтобы покрыть стоимость оборудования, а это означает, что домовладельцы с самого начала безубыточны от своих инвестиций в солнечную энергию.

Солнечные панели своими руками: 5 вещей, которые нужно знать

Вы отреставрировали старинный комод, разобрались с сараем для инструментов на заднем дворе и даже подумали о том, чтобы превратить этот неуклюжий коридор в уголок для завтрака. Но что, если бы вы могли использовать эти навыки, чтобы обуздать солнечную энергию, помочь окружающей среде и сэкономить на долгосрочных коммунальных услугах?

Если вы думали об установке солнечных батарей для своего дома, но вас смущали цены на билеты, есть потенциальное решение: установите свои собственные.

Перед тем, как начать свой проект «Сделай сам», вот несколько советов.

Не все панели одинаковы. Кремний, монокристалл, поликристалл, BIPV, тонкая пленка, аморфный кремний, теллурид кадмия — есть из чего выбирать.

Вот несколько наиболее популярных вариантов

.

• Монокристаллический: Это самые эффективные одиночные кремниевые панели на рынке. Хотя это хорошая инвестиция, такие панели дорогие.
• Поликристаллические: Менее эффективный, но гораздо более экономичный вариант, чем монокристаллические панели.
• Тонкая пленка: Производимые серийно и недорогие, эти панели имеют приятный эстетический вид.

После того, как вы определились с типом, мы рекомендуем вам просмотреть солнечные панели с самым высоким рейтингом, чтобы определить, какие из них лучше всего подходят для вашего дома.

Солнечные панели служат десятилетиями, так что не делайте поспешный выбор. Следуйте этим рекомендациям, когда будете готовы совершить покупку:

• Измерение: Возьмите эту рулетку, чтобы определить количество панелей, которые вам понадобятся. Вы захотите стратегически подойти к тому, как вы используете пространство на своей крыше.
• Найдите лучшее соотношение цены и качества: При поиске солнечных панелей с лучшим соотношением цены и качества обратите внимание на цену за ватт. Интернет-магазины часто являются хорошим способом найти солнечные панели по низкой цене.

Правильный монтаж панелей так же важен, как и их покупка. Помните об этих предложениях:

• Оставайтесь в безопасности: Если вы собираетесь работать на крыше, вам необходимо принять надлежащие меры предосторожности.Купите страховочный пояс, ремни и нескользящую обувь. Вы также должны убедиться, что у вас есть напарник на земле, чтобы позвать на помощь в случае, если вы поскользнетесь или застрянете.
• Установите правильно: Изучите методы установки или просмотрите видео по установке солнечной панели, чтобы убедиться, что все гайки и болты находятся в правильных местах.

Теперь, когда у вас есть взгляд с высоты птичьего полета, вот несколько дополнительных вещей, о которых следует помнить.

Солнечные панели прокладывают путь к более устойчивому будущему, но маловероятно, что они покроют каждый киловатт энергии в вашем доме.Одна солнечная панель в среднем вырабатывает около 200 Вт электроэнергии.

Поскольку в 2014 году среднемесячное потребление электроэнергии потребителем коммунальных услуг в США составляло около 911 кВтч в месяц (один кВтч эквивалентен 1000 ваттам, потребляемым в течение часа), вы планируете установить довольно много панелей, чтобы сделать заметным изменение счета за электроэнергию.

Вместо того, чтобы рассматривать солнечные батареи как замену домашнему электричеству, считайте их дополнением.Точно так же, как вы можете принимать поливитамины, чтобы удовлетворить свои ежедневные потребности в питании, вы можете установить несколько солнечных батарей, чтобы удовлетворить свои ежедневные потребности в энергии.

В конечном счете, окупаемость вашей солнечной панели зависит от типа, размера и количества установленных вами панелей. Скорее всего, вы сразу же увидите дивиденды в своем ежемесячном счете за электроэнергию, но для полного возмещения ваших затрат может потребоваться гораздо больше времени.

Если вам кажется, что этот проект немного выходит за рамки вашей зоны комфорта, существует множество других способов использования экологически чистой энергии в вашем доме.Ознакомьтесь с планами электроснабжения Amigo Energy, которые позволяют компенсировать эквивалент до 100 % вашей электроэнергии из возобновляемых источников энергии уже сегодня.

Предоставлено вам amigoenergy

Домашняя солнечная батарея своими руками… Мудрая экономия ИЛИ Рецепт катастрофы?

Вы слышали об этом в новостях и читали последние сообщения. Прогнозируется, что солнечная энергия станет дешевле угля примерно через 10 лет. Просто подумайте о значительном снижении стоимости использования солнечной энергии — с 2009 года цены на солнечную энергию упали на 62%! То, что когда-то было далеко идущим решением для снижения счетов за электроэнергию в доме, теперь стало реальностью в жизни многих домовладельцев. На самом деле, на полках крупных магазинов появляются комплекты солнечных батарей, сделанные своими руками. Как домовладелец, вы готовы принять участие в акции! А с набором для самостоятельной сборки насколько сложно начать экономить деньги на ежемесячном счете за электричество? В этой статье мы расскажем, что вы будете делать, чтобы установить домашнюю солнечную энергетическую систему, а также плюсы и минусы метода «сделай сам» по сравнению с наймом профессионалов.

Жилые солнечные энергетические системы: основы

Большинство жилых систем солнечной энергии все еще подключены к сети.Это позволяет вам по-прежнему иметь энергию, когда солнце не светит (в пасмурные/дождливые дни и ночью), и у вас закончилась солнечная энергия, генерируемая вашей собственной системой. Помимо того, что у вас всегда есть доступ к электроэнергии, когда вы все еще подключены к сети, вы имеете право на чистое измерение. Чистый учет — это когда любая неиспользованная энергия, вырабатываемая солнечными панелями, установленными в вашем доме, возвращается в сеть. Затем коммунальная компания возвращает вам солнечную энергию, которую вы подаете в сеть. По сути, если ваш кредит такой же или больше, чем вы используете из сети, ваш счет от электрической компании может составлять 0 долларов.В дополнение к чистому измерению, когда вы устанавливаете солнечную энергосистему для жилых помещений, вы также имеете право на федеральные и местные налоговые льготы и скидки, которые могут привести к значительной экономии сверху.

Оборудование, необходимое для установки домашней солнечной системы своими руками

* Солнечные панели: они отвечают за сбор энергии солнца и преобразование ее в постоянный ток (DC).
* Солнечный инвертор: очень важный элемент оборудования, который преобразует постоянный ток в переменный ток (AC), необходимый для работы бытовых приборов.
* Отключение PV: Это устройство позволяет отключать питание системы для обслуживания и ремонта.
* Электрическая панель: ваш распределительный щит — как солнечная энергия, которую вы собираете, подключается к вашему заведению.
* Net Meter: устройство, которое подключает ваш дом к электросети для контроля количества электроэнергии, поступающей и выходящей из вашего дома.

Вы знаете основы, но как узнать, сколько и какие типы покупать?

Существует несколько типов солнечных панелей, некоторые из них более эффективны, некоторые лучше подходят для небольших помещений, некоторые лучше подходят для людей с большей площадью, кристаллические, тонкопленочные, дешевые, дорогие.Варианты обширны. Так с чего же начать?

Вы начинаете с мониторинга потребления энергии. Вы должны иметь хорошее представление о том, сколько энергии вы потребляете в среднем в день, чтобы определить, насколько большая солнечная энергетическая система вам понадобится. Кроме того, вам также необходимо знать, сколько денег вы должны потратить, имея в виду, что самые дорогие солнечные панели могут быть не самыми экономически эффективными для ваших нужд.

Кристаллические солнечные панели (как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели более эффективны, чем тонкопленочные солнечные панели. Но они также более дорогие, потому что они более чистые. Было обнаружено, что монокристаллические солнечные панели улавливают около 18-21% солнечных лучей, тогда как тонкопленочные солнечные панели в среднем составляют около 15%. Все панели имеют средний срок службы более 25 лет; Солнечные панели из кристаллического кремния имеют срок службы до 40 лет. Интуитивно понятно, чем эффективнее панели, тем меньше вам нужно будет покупать.

Где вы устанавливаете систему?

В зависимости от размера и типа бытовой солнечной системы, которую вы решили приобрести, место установки может варьироваться.В большинстве случаев домовладельцы предпочитают устанавливать солнечные батареи на крыше своего дома. Это отличная экономия места, если у вас не так много земли, и вы можете получить хороший контакт с солнечными лучами. Но что, если большая часть вашей крыши находится в тени больших деревьев? Может быть, вместо этого лучше установить солнечные батареи во дворе. Это также хороший вариант, когда вам нужно большее количество солнечных панелей, которые ваша крыша может не вместить.

Не забывайте о расходах, связанных с установкой ваших систем солнечной энергии.Вам понадобится стеллажное оборудование для крепления солнечных панелей к крыше, а также правильная система крепления для вашего двора. Кроме того, имейте в виду, что вам нужно действительно исследовать наилучшее расположение системы, чтобы максимизировать количество солнечного света, которое вы захватываете, принимая во внимание положение солнца в часы пик солнечного света в дополнение к расположению любых объектов, препятствующих затенению (например, деревья, постройки). Даже одна панель, закрытая от солнца из-за тенистого дерева, может снизить эффективность всей системы солнечной энергии.

Солнечные инверторы

Это существенное оборудование для всей бытовой системы солнечной энергии. Почему? Вот как вы можете использовать солнечную энергию, которую вы собираете в солнечных панелях, для удовлетворения потребностей вашего дома в энергии. Как указывалось выше, солнечный инвертор — это то, что преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока — тип питания ваших бытовых приборов, компьютеров и других бытовых электростанций.
Убедитесь, что мощность вашего солнечного инвертора соответствует размеру и типу вашей системы (в зависимости от количества кВт и сетевых или автономных систем).

Измерение сети и батареи

Если вы подключены к сети, счетчик электроэнергии, необходимый для вашей системы солнечной энергии, является важным компонентом вашей экономии энергии. Он отслеживает, сколько неиспользованной солнечной энергии вы отдаете в сеть и сколько энергии сети вы используете для питания своего дома. Независимо от количества, установка солнечных панелей резко уменьшит количество энергии, которую вы получаете из сети в целом; и, надеюсь, при тщательном планировании ваши счета за коммунальные услуги будут колебаться около 0 долларов в зависимости от кредита, который вы получите обратно за вклад в сеть.

Последний элемент оборудования, который вам необходимо учитывать при выборе комплекта солнечной энергии своими руками, — это намерение ли вы иметь резервную батарею или нет. В вашей системе не обязательно должна быть батарея, но если она у вас есть, вы можете использовать батарею для хранения неиспользованной энергии (вместо того, чтобы подавать ее обратно в сеть). Таким образом, вы еще меньше зависите от сети в плане энергии, потому что даже когда солнце не светит или во время отключения электроэнергии, вы можете использовать энергию, накопленную в аккумуляторе, для питания вашего дома.

Последние обручи

Теперь, когда вы знаете, какие части комплекта для самостоятельной сборки солнечной энергии вам понадобятся, не забывайте об установке, разрешениях и правилах, связанных с бытовыми солнечными энергетическими системами. Даже если вы делаете это самостоятельно, вам нужна поддержка со стороны профессионалов — электриков, кровельщиков, инженеров и других, чтобы определить, является ли устанавливаемая вами система функциональной, подходящей и безопасной, а также подходит ли ваш дом для установки Солнечная система.

После того, как все проверено, пришло время установить вашу систему. По некоторым оценкам, вы можете сэкономить до 40%, купив набор и сделав его самостоятельно. Кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой? Просто может быть. . .

Плюсы и минусы самодельных домашних комплектов солнечной энергии

Pros
В целом, основная причина, по которой люди выбирают установку солнечных панелей своими руками, — это потенциальная экономия средств. Есть два способа сэкономить: купить комплект солнечной энергии и установить его самостоятельно или купить комплект и поручить его установку профессионалу.Если подумать, экономия средств довольно существенна — вы можете снизить покупную цену солнечных панелей с 4 долларов за ватт до 2 долларов за ватт. Для обычной системы солнечной энергии мощностью 5 кВт это может означать экономию средств в размере 10 000 долларов США сразу же. Это скидка 50% и кажется неплохой, не так ли? Что ж. . .может быть.

Большинству домовладельцев придется нанять лицензированных специалистов по установке солнечных батарей даже для установки комплектов для самостоятельной сборки. Они не только профессионалы, они знают все тонкости этих систем и специально обучены их установке.Посмотрим правде в глаза, насколько комфортно вам играть с электричеством вашего дома? В чем недостаток этого? Большая часть затрат, которые вы собираетесь заплатить установщику, значительно уменьшит фактическую сумму экономии, которую вы получите, выбрав путь «сделай сам». Большинство лицензированных электриков берут с вас в среднем от 3000 до 5000 долларов за установку солнечных панелей в вашем доме. Но подождите — есть еще. Предположим, что после установки вы сэкономили около 5000 долларов на покупке комплекта для самостоятельной сборки. Но это до применения 30% федерального налогового кредита, что снижает ваши сбережения примерно до 10% в целом (в среднем вы сэкономите около 2100 долларов на покупке набора для самостоятельной сборки.Кажется, это не так уж много, учитывая все шаги, связанные с системами DIY.

Минусы
Вам потребуется много времени, чтобы изучить компоненты бытовых систем солнечной энергии, необходимое оборудование, его функции, позвонить кровельщикам, чтобы узнать, выдержит ли ваша крыша вес солнечных панелей, позвонить инженерам, чтобы определить наилучшее расположение ваших солнечных панелей, вызов электрика для установки системы, вызов коммунальной компании для оценки безопасности подключения вашей солнечной системы к сети, и этот список можно продолжить.С экономией около 10% – и это только денежная экономия. . .а что насчет вашего драгоценного времени? Логичнее было бы нанять профессионалов.

Вы все устанавливаете, а потом натыкаетесь на загвоздку. Или что-то не работает. Или что-то пойдет не так. Угадай, что? Вина на тебе. Наоборот, если вы воспользовались лицензионным установщиком, если что-то пойдет не так, вина будет на нем.
Давайте будем реалистами. Мы говорим об электричестве. Вам удобно выполнять простые электромонтажные работы в вашем доме? Большинство людей нет.Если вы не обучены этому типу работы, работать с ним может быть чрезвычайно опасно.

Наконец, вы можете не иметь права на все скидки и поощрения, которые предоставляет бытовая солнечная энергетическая система, если вы устанавливаете ее самостоятельно. Многие скидки и поощрения действительны только в том случае, если ваша система была установлена ​​профессионалом. По сути, вы можете потерять тысячи долларов сбережений, выбрав путь «сделай сам».

Сделай сам: да или нет?

Поскольку бытовые солнечные энергетические системы требуют больших инвестиций, вы должны установить систему правильно и с полной функциональностью.При таком типе инвестиций кажется более эффективным полагаться на профессионалов, которые ежедневно выполняют такие установки. Большинство жилых солнечных систем можно установить примерно за два дня. А консультанты по солнечной энергии будут следить за вашим потреблением энергии и рекомендовать лучшую систему для ваших нужд и лучшее размещение для оптимизации преобразования солнечной энергии.
В целом, стоит ли экономить 2000 долларов, чтобы справиться с головной болью самостоятельной установки? Возможно, вам нравится задача хорошего проекта по благоустройству дома, и у вас есть время, чтобы посвятить его масштабу.Тогда установка солнечной энергии своими руками может быть для вас. Однако для большинства из нас это проще и даст вам больше спокойствия, если вы обратитесь к профессионалам.

Что нужно знать об установке солнечных панелей самостоятельно

Последнее обновление: 17 января 2022 г., 12:12
Время чтения: 6 минут

Проекты «сделай сам» — это идеальный способ сэкономить деньги на ремонте дома.В связи с бурным ростом количества солнечных панелей в США самые амбициозные домовладельцы могут подумать о самодельных солнечных панелях (самостоятельная установка солнечных панелей), чтобы получить наибольшую отдачу от затраченных средств. Однако установить солнечную батарею не так просто, как заменить потолочный вентилятор в главной спальне! Этот процесс может сопровождаться неожиданными трудностями и длительным разочарованием, если вы не являетесь опытным профессионалом в области солнечной энергетики.

Мы обрисовали в общих чертах некоторые из наиболее распространенных проблем ниже, чтобы дать представление о недостатках самостоятельных солнечных проектов и показать вам, почему POWERHOME SOLAR не рекомендует устанавливать ваши собственные солнечные панели.

Государственные и федеральные правила

Установка солнечных панелей не так проста, как посещение местного магазина товаров для дома, покупка материалов и размещение панелей на крыше. Обычно вам требуется разрешение на строительство и/или разрешение на электроснабжение в вашем городе или округе даже для того, чтобы начать такой проект.

Кроме того, коммунальные предприятия обычно не разрешают вам отключаться от сети, если вы уже подключены к ней. Это означает, что вам нужно работать с вашей коммунальной компанией, чтобы подключить вашу систему солнечных батарей к электросети, что может быть сложным процессом.Таким образом, даже если вы выберете путь «сделай сам», вам все равно придется работать в рамках федеральных, государственных и местных правил, что может сразу же сделать ваш проект солнечной панели более сложным и трудоемким.

Сколько могут стоить солнечные батареи своими руками

Вот несколько скрытых затрат, которые могут увеличить совокупные расходы на проекты солнечных панелей своими руками:

Детали и рабочая сила

Хотя может показаться, что проекты «сделай сам» помогут вам сэкономить деньги, вам может понадобиться купить новые инструменты и детали, которые на начальном этапе могут увеличить стоимость.Но помимо этого, если вам нужно нанять кого-то, чтобы помочь вам завершить проект, вам внезапно придется учитывать затраты на оплату труда. Наконец, даже если установка пройдет успешно, у самодельных солнечных панелей, скорее всего, возникнут проблемы в будущем. Вы можете обнаружить, что вам придется потратить больше денег на ремонт, чем если бы вы выбрали профессиональную установку панелей.

Проблемы с затенением

Проблемы с затенением — еще одно потенциальное препятствие, которое увеличивает стоимость. Возможно, вам придется срубить деревья, чтобы сделать возможным производство солнечной энергии, что не является второстепенным проектом.Профессиональная оценка затенения вашего дома повышает вероятность того, что вы сразу узнаете, нужно ли вам учитывать удаление деревьев в проекте солнечной панели.

Разрешения

Солнечные панели

DIY могут легко стоить тысячи долларов после добавления всех правил, разрешений и затрат на рабочую силу. Кроме того, большинство коммунальных компаний требуют от вас подать заявку на подключение, чтобы убедиться, что ваша солнечная система соответствует стандартам безопасности. Разрешения на строительство и приложения для подключения обычно стоят сотни долларов каждое, не говоря уже о хлопотах, связанных с попытками сохранить все необходимые разрешения.

Время

Обработка заявки может занять много времени, что приведет к задержке запуска вашего проекта. Кроме того, если вы являетесь членом ассоциации домовладельцев, у организации обычно есть до 30 дней для утверждения солнечных проектов. Связь с каждой организацией и заполнение заявок требует времени, и ваше время ценно!

Учитывая время, которое необходимо потратить на все эти этапы, а также на проектирование вашей системы и определение того, способна ли ваша крыша удерживать панели, это может занять 6-8 недель, прежде чем вы сможете установить солнечную батарею.

Напротив, в POWERHOME SOLAR работает команда сотрудников, которые знают и понимают нюансы установки солнечных батарей в своих зонах обслуживания. Мы делаем всю подготовку за кулисами, и мы делаем это легко, потому что мы заканчиваем установку быстро и качественно!

Вопросы безопасности при использовании солнечных панелей своими руками

Большинство людей устанавливают солнечные батареи на крышах, а это означает, что существует риск падения с крыши во время установки своими руками. Вы можете инвестировать в привязь, чтобы оставаться в безопасности, но это означает дополнительные затраты на ваш проект, которых не было бы, если бы вы наняли профессионалов.Кроме того, работа на крыше может добавить к проекту много ненужного стресса и беспокойства. Вы должны знать, как безопасно перемещаться по крыше, что является сложной задачей.

При установке панелей вам также необходимо иметь дело с электрическими соединениями, которые могут быть опасными. Вы знаете, как безопасно обращаться со всей проводкой при подключении солнечной системы к сети? Неправильная установка может повредить вашу крышу или солнечные батареи, что означает дополнительные расходы для вас, не говоря уже о физическом риске поражения электрическим током.Объедините опасность на крыше и электрическую составляющую, и вы увидите, что солнечные панели, сделанные своими руками, сопряжены с высокими рисками.

Вы можете легко избежать этих рисков, наняв POWERHOME SOLAR для установки ваших панелей и позволив нашей команде справиться с этими рисками за вас. Обычно у нас есть команда из 4-5 обученных специалистов, которые завершают проекты по установке солнечных панелей для наших клиентов. Мы заканчиваем большинство проектов в течение двух дней. Если предположить, что каждый проект занимает около 16 часов, это эквивалентно 60-80 часам работы одного человека, что является довольно сложной задачей для проекта «сделай сам».

Отсутствие сделок и гарантий

Когда вы устанавливаете солнечные панели самостоятельно, вы можете упустить выгодные предложения. В POWERHOME SOLAR мы предлагаем первый взнос в размере 0 долларов США ² и 100% финансирование для квалифицированных домовладельцев. Благодаря этим поощрениям вы можете тратить меньше денег из своего кармана и не истощать банк, чтобы финансировать свой проект по установке солнечной энергии.

Солнечные панели, которые мы устанавливаем, имеют 25-летнюю гарантию качества изготовления продукта, которая защищает ваши инвестиции.Когда вы устанавливаете солнечные панели своими руками, эта гарантия может быть недоступна. Кроме того, если у вас возникнут какие-либо проблемы с солнечными панелями, вы несете ответственность за их устранение. Если вы не можете решить проблему, вам, возможно, придется нанять подрядчика, что увеличивает затраты. Когда вы работаете с POWERHOME SOLAR, вы можете позвонить нам, если у вас возникнут проблемы с вашими панелями, и наша команда профессионалов позаботится об этом.

Пришло время перейти на солнечную энергию

Проекты

«сделай сам» могут быть фантастическим делом, но когда дело доходит до солнечных панелей, все согласны с тем, что лучше всего доверять профессионалам.Когда вы выполняете проект самостоятельно, это требует оформления документов и оплаты сборов, не говоря уже о том, что на самом деле установка самих панелей может занять 60-80 часов или более. Соображения безопасности могут быть большой проблемой. Зачем иметь дело с любым из этого?

POWERHOME SOLAR делает ставку на быструю и безопасную установку солнечных батарей для клиентов. Мы отправляем консультанта по энергетике, чтобы оценить ваш дом и определить, подходите ли вы для использования солнечной энергии. Затем POWERHOME SOLAR позаботится о каждом шаге, начиная с момента подписания контракта и заканчивая установкой солнечной панели.Наша цель — упростить установку для наших клиентов. Позвоните по телефону 1-800-POWER-90 или посетите нашу страницу контактов, чтобы запросить бесплатное предложение, и мы поможем вам начать работу. Узнайте больше о стоимости солнечной энергии.

Как собрать солнечную систему своими руками

Полностью запитать свой дом, автомобиль, каюту или лодку от солнца в 2020 году никогда не было так просто. Во-первых, Международное энергетическое агентство недавно заявило в своем отчете «Перспективы на 2020 год», что солнечная энергия — «новый король» электричества — является самой дешевой формой электричества из когда-либо созданных.Таким образом, значительное сокращение или даже устранение ваших счетов за коммунальные услуги с помощью DIY Solar — это , почти наверняка .

Более того, стоимость материалов, необходимых для домашней солнечной энергетики, за последнее десятилетие упала на 70%. Самая большая причина падения цен кроется в самих фотоэлектрических (PV) панелях: снижение цены на 90% (наблюдается в 2019 году) с 2 долларов за ватт до ничтожных 0,20 долларов за ватт!

В среднем в США в период с 2010 по 2020 год стоимость установки бытовой солнечной системы снизилась с 7 долларов.от 50 долларов за ватт до 2,50 долларов за ватт. (Цены различаются на доллар или два в зависимости от того, основаны ли они на постоянном или переменном токе.) 

Это означает, что ваши первоначальные затраты снижаются, а период окупаемости сокращается. Всего через 5-10 лет — если вы все сделали правильно — разумно полагать, что ваша солнечная система, сделанная своими руками, начнет приносить вам деньги. Это хорошо и для вас, и для планеты.

С чего начать свое путешествие по Солнцу? Здесь вы узнаете обо всех аспектах домашнего проекта солнечной энергетики, которые вы должны изучить перед реализацией и эксплуатацией .Следование пошаговому процессу, описанному здесь, гарантирует, что вы охватите все свои основы, принимая мудрые решения и делая выбор на этом пути.

Обзор солнечных батарей своими руками

Большинство домовладельцев, которые хотят установить солнечную энергию, в конечном итоге находят монтажную компанию, но это не единственный вариант.

Самодельщики с большим опытом работы в области электромонтажных работ смогут реализовать успешный проект по созданию солнечных батарей своими руками от начала до конца после тщательного исследования и планирования с использованием приведенных здесь рекомендаций.

Если это про вас, дерзайте! Вы находитесь на пути к тому, чтобы владеть и эксплуатировать чистую энергетическую установку, которая может обеспечить вам энергетическую самодостаточность и низкий углеродный след на десятилетия вперед.

Однако, если вы занимаетесь домашними делами и практически не знакомы с настройкой сложных и многокомпонентных электрических систем, проект , выполненный своими руками на солнечных батареях, выполненный с профессиональной помощью на нескольких ключевых этапах проекта, таких как установка и подключение проводки, может оказаться полезным. более предусмотрительный вариант.

С опытными людьми в вашей команде вы избежите покупки неправильных компонентов или некачественных материалов. Что еще более важно, вы устраните вероятность потенциально смертельных аварий, связанных с высоким напряжением. У вас также будет меньше шансов аннулировать какие-либо гарантии.

Основные типы систем солнечной энергии

У вас есть три варианта солнечных энергосистем для питания ваших домов и собственности:

1. Привязанный к сети — Ваша солнечная батарея напрямую подключена к общественной электросети, от которой вы получаете энергию, когда потребность в энергии превышает мощность вашей системы.Все излишки отправляются в сеть. В большинстве случаев электроэнергетическая компания засчитывает ваш счет.

2. Привязанный к сети с резервным аккумулятором (гибрид) — этот вариант позволяет хранить избыточную электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями у вас дома, в резервном аккумуляторе. Если ваши батареи полностью заряжены, избыточная электроэнергия отправляется в сеть, и в большинстве случаев вам за это платят. Чтобы удовлетворить ваши бытовые потребности, аккумуляторная батарея активируется и гаснет до того, как утилита вступит в свои права в часы пиковой нагрузки.

3. Вне сети — В этой солнечной установке вы полностью независимы от коммунальных сетей. Что бы ни выдавала ваша солнечная батарея, это все, что у вас есть. Вы можете подключить резервную батарею, чтобы избежать отключений.

На этапе исследования и планирования вашего проекта солнечной энергии своими руками вы должны спросить себя:

• Какие именно потребности в электроэнергии, которые я хочу удовлетворить с помощью моей солнечной установки?
• Что лучше: сетевая, автономная или гибридная установка?
• Какие необходимые разрешения, лицензии и проверки я должен получить?
• Какие коммерчески доступные материалы лучше всего подходят для моего проекта?
• Как контролировать свою систему, чтобы убедиться, что она постоянно работает с максимальной эффективностью и функциональностью?
• Что я должен сделать, чтобы моя солнечная батарея работала оптимально в течение всего срока службы?

Какое оборудование и материалы для солнечной энергетики вам нужны?

На быстрорастущем рынке источников возобновляемой энергии у вас есть множество вариантов для каждого компонента, который вы должны интегрировать, чтобы ваша солнечная система DIY работала эффективно в течение всего срока службы.Вот список основных частей для большинства солнечных систем. ( Примечание: В вашей уникальной ситуации вам могут понадобиться другие элементы, не указанные здесь.)  

1. Солнечные панели
2. инверторы
3. инверторы
4. оптимизаторы мощности
5. PV Controllers
6. PV Disconnect
7. Net Meter
8. монтажные стойки или полюса + кронштейны
9. проводки и другие электрические детали
10. батареи

Закончив, вы переходите к беготне: установка фотоэлектрических панелей на стойках или столбах где-нибудь на вашей территории, а затем подключение их к домашней электрической панели.В зависимости от того, выберете ли вы сетевую, автономную или гибридную систему, могут потребоваться дополнительные электрические соединения, чтобы все заработало.

Плюсы самодельной солнечной батареи

Поскольку покупка солнечной батареи требует значительных инвестиций, крайне важно, чтобы вы тщательно изучили свои варианты и взвесили преимущества и недостатки.

Вот основные плюсы проекта по созданию солнечной батареи своими руками:

1. Самый дешевый способ электрифицировать дом или автомобиль.

2. Удовлетворение от осознания того, что вы сделали это самостоятельно.

3. Может быть более рентабельным для небольших проектов электрификации, таких как наружное освещение или сарай для инструментов, чем подключение их к инженерной сети.

4. Личный вклад в преобразование возобновляемых источников энергии, необходимое для сдерживания нашего климатического кризиса.

Недостатки самодельной солнечной батареи  

Самостоятельный проект солнечной энергетики также имеет несколько недостатков.

Вот основные минусы самостоятельного солнечного проекта:

1. Создание собственной солнечной батареи с нуля требует передовых технических знаний и опыта, которых у вас может не быть.

2. Домашние комплекты на солнечных батареях, сделанные своими руками, обычно предназначены для автономной работы в небольших проектах. Сегодня становятся доступными комплекты солнечных батарей, которые позволяют напрямую подключаться к коммунальной сети и могут обеспечить электроэнергией весь дом.

3. Поскольку стоимость полной солнечной установки резко упала в последние годы, как уже не рентабельно выполнять работу самостоятельно, а не нанимать сертифицированных специалистов из аккредитованной компании.

4. Если вы планируете использовать солнечную энергию на крыше, вы можете случайно повредить крышу при сверлении отверстий или неправильной гидроизоляции.

5. Повреждение крыши может привести к аннулированию гарантии на нее. Страховка может не покрывать любые повреждения, вызванные водой или плесенью в результате утечек.

6. Работа с высоким напряжением может легко привести к случайному поражению электрическим током и возможной смерти, если у вас нет лицензии.

7. Если вы устанавливаете фотоэлектрические панели на крыше, риск травмы или смерти от падения может быть слишком велик для человека, не имеющего опыта работы на высоте.

8. Самостоятельная установка солнечных батарей может помешать вам воспользоваться некоторыми местными или государственными скидками или поощрениями, которые вы получили бы, если бы наняли уполномоченную компанию по производству солнечных батарей.

Рассмотрев все плюсы и минусы самостоятельной солнечной энергетики, вы все же можете поддержать свой собственный проект. Если это так, есть длинный список вещей, которые нужно сделать, прежде чем начать. При тщательном следовании вы все равно можете выйти вперед.

Расчет необходимой мощности

Сколько электроэнергии вы хотите производить с помощью вашей солнечной батареи? Ответ на этот вопрос является наиболее важным аспектом вашего проекта по производству солнечной энергии своими руками.

Он позволит вам выяснить, сколько солнечных панелей вам нужно, и, при желании, размер вашего аккумуляторного блока для хранения солнечной энергии. Ваше потребление энергии также будет определять инвертор и контроллеры заряда, которые вам нужны, а также толщину проводки и размеры предохранителей.

Каждый электрический прибор важно включить в этот расчет, чтобы получить общую выходную мощность . Вам нужна сумма всех потребностей в электроэнергии от всех ваших приборов, таких как холодильник, духовка, водонагреватель, компьютеры, телевизоры, стиральная машина, сушилка, фен, часы, освещение, электрические плинтусы, обогреватели, мобильные телефоны. , планшеты и т.д.

Начните с поиска этикеток с указанием энергопотребления на всех ваших приборах и устройствах.

На некоторых из них может отображаться мощность. В других случаях вам придется выяснить это, основываясь на силе тока или напряжении. Используйте эту формулу для преобразования:

Ватт (Вт) = Вольт (В) x Ампер (А)

Существует множество онлайн-калькуляторов, которые можно использовать для сложения всех сумм. Или вы можете настроить таблицу следующим образом:

Примечание: Чтобы заполнить четвертый столбец, умножьте выходную мощность (столбец 2) на количество часов использования в день (столбец 3).Затем сложите все значения в четвертом столбце, чтобы получить общую мощность, которую вы используете в день, выраженную в киловатт-часах (кВтч).

Для всех типов проектов солнечной энергетики своими руками используйте количество киловатт-часов (кВтч), которое вы используете для выполнения нескольких расчетов, чтобы определить количество и напряжение солнечных панелей, необходимых для полного питания вашего проекта. Бесплатный онлайн-калькулятор может упростить эти и многие другие расчеты, связанные с вашим солнечным проектом DIY.

Солнечная сетка своими руками

В солнечной установке, подключенной к сети, вы напрямую подключены к сети коммунального электроснабжения.Это означает, что когда ваша солнечная батарея производит больше электроэнергии, чем вам нужно, она поступает в сеть и становится доступной для потребления другими.

В большинстве случаев ваша электроэнергетическая компания платит вам за эту энергию через программу, называемую чистым счетчиком. Это означает, что избыток возобновляемой энергии возвращает ваш электросчетчик, когда он поступает в сеть, так что ваше общее потребление энергии (за которое вы платите) снижается.

Ваш поставщик электроэнергии возмещает вам расходы по розничной или оптовой цене, зависит от того, где вы живете.К сожалению, не во всех штатах разрешен чистый замер.

Чтобы узнать больше о правилах чистого измерения в вашем штате, посетите DSIRE (База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности).

Источник изображения: DSIRE

В системе, связанной с сетью, когда ваши потребности в энергии выше, чем может обеспечить ваша солнечная батарея — например, ночью или когда ваши панели покрыты снегом — электрическая сеть посылает необходимую вам энергию к вашим домой, не отвлекаясь.

Механизм, необходимый для сетевой солнечной системы

В сетевой, иногда называемой сетевой, солнечной установке для крыши есть несколько основных компонентов, необходимых для надлежащего функционирования.

• Фотоэлектрические панели
• Монтажное оборудование
• Чистый синусоидальный инвертор, подходящий для подключения к сети (преобразует постоянный ток от фотоэлектрических панелей в переменный ток для домашнего использования; перекачивает дополнительный переменный ток обратно в сеть)
• Оптимизатор постоянного тока или мощности (максимально увеличивает энергию, получаемую от солнечных батарей)
• Отключение сети (для отключения системы во время сбоя)
• Отключение постоянного тока (для отключения массива на техническое обслуживание)
• Блок комбайна (содержит все компоненты в одном месте)

Примечание: Существует три различных типа инверторов, которые могут работать в системе с сеткой.Независимо от вашего выбора, убедитесь, что это инвертор с чистой синусоидой. (Подробнее об этом см. ниже в разделе «Автономное подключение»).

Струнный инвертор

Струнные инверторы являются наиболее экономичными, если ваш дом выходит на южную сторону и у вас нет проблем с затенением. С помощью этого инвертора электрический ток от цепочек из нескольких панелей в каждой подключается и подается в инвертор. Если на одну панель в цепочке влияет затенение или она выходит из строя, выход энергии всей этой гирлянды снижается.

Струнный инвертор с технологией оптимизации постоянного тока

Струнный инвертор с технологией оптимизации постоянного тока решает эту проблему. Отдельный оптимизатор мощности подключен к каждому солнечному модулю в вашем массиве и работает независимо от всех остальных. Весь постоянный ток, поступающий от оптимизаторов, направляется на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока в переменный.

С этим типом инвертора затенение или неисправность будут влиять только на определенные панели (а не на всю цепочку).С инвертором этого типа можно контролировать работу каждой панели.

Микроинвертор

Микроинвертор представляет собой инвертор, прикрепленный к каждой панели. Там происходит преобразование постоянного тока в переменный. Затем переменный ток направляется вместе с вашей крыши и подается непосредственно в вашу домашнюю коробку выключателя переменного тока.

Этот тип преобразователя самый простой в установке. Это также позволяет вам увеличить вашу солнечную батарею с другими типами или моделями фотоэлектрических панелей, каждая из которых имеет свой собственный микроинвертор.(Напротив, чтобы расширить солнечную батарею с помощью струнных инверторов, вы должны использовать тот же тип панели.) 

Если принять во внимание все факторы, система с сеткой на самом деле является самой простой и наименее дорогой установкой. Автономные и гибридные системы требуют — в дополнение к перечисленным выше основным компонентам сетевой системы — контроллеров заряда, аккумуляторной батареи и других дополнительных устройств защиты от перегрузки по току.

У нас есть специальные посты о лучших солнечных инверторах, которые вы можете купить, а также о разнице между микроинвертором и струнным инвертором.

Автономные солнечные системы своими руками

Если вы каким-либо образом заинтересованы в том, чтобы жить вне сети, или если вы далеки от коммунальных услуг, автономная солнечная батарея своими руками — это не проблема. Хорошие новости на 2020 год: ваши автономные солнечные возможности буквально безграничны, независимо от того, электрифицируете ли вы удаленную кабину, фургон, дом на колесах или даже лодку.

Оборудование, необходимое для автономных солнечных систем

Основные компоненты автономных систем аналогичны сетевым установкам с добавлением:

• Контроллер заряда (посылает постоянный ток на блок резервных батарей, но время от времени отключает его для предотвращения перезарядки)
• Блок батарей (необходим для подачи питания в темное время суток)
• Инвертор ( модифицированная или чистая синусоида в зависимости от ваших потребностей в электропитании)
• Баланс компонентов системы (BoS) (провода, предохранители, блок выключателей и т. д.)) 

В следующем коротком видео от Su-Kam Solar описываются различные способы использования чистой синусоидальной волны по сравнению с модифицированными синусоидальными инверторами. Вы не только увидите разницу в графических иллюстрациях обоих; вы также услышите контрасты.

Определите потребность в электроэнергии для автономной солнечной системы

Для любого типа проекта солнечной энергии своими руками вы должны определить свои потребности в энергии, как обсуждалось ранее.В автономном режиме вы берете это значение и вычисляете количество батарей, которое вам понадобится для его хранения. Если вы предпочитаете иметь запас, которого хватит на несколько дней или недель, вы также должны принять это во внимание. .

С батареями все сложнее, так как они предназначены для хранения при комнатной температуре или чуть выше. Это означает, что их вместимость значительно снижается (на 50 % и более), если вы находитесь в морозных условиях. Таким образом, когда вы находитесь в холодном месте или в сезон, вам может потребоваться значительно увеличить размер аккумуляторной батареи только по этой причине.

Напряжение аккумулятора

Напряжение вашей аккумуляторной батареи — будь то 12 В, 24 В или 48 В — тоже имеет значение. Влияет на толщину (и цену) соединительных проводов между ними и кабелем, идущим к инвертору.

Чтобы определить напряжение, посчитайте, сколько ватт вам нужно для питания всех ваших приборов. Аккумулятора на 12 В может хватить для мобильного телефона и нескольких устройств постоянного тока на 12 В. Но если вы хотите генерировать 2000 Вт или более, аккумулятор на 24 В или 48 В имеет больше смысла.

Солнечные часы

Еще одним важным соображением является количество солнечных часов , которое ваши панели будут получать каждый день. Это число , а не равно длине светового дня и меняется в зависимости от времени года.

Зависит от угла наклона солнечных лучей относительно ориентации ваших панелей. Карты солнечных часов для США доступны через Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии (NREL).

Годовая горизонтальная освещенность США
Источник изображения: NREL

Контроллер заряда

Как только вы узнаете напряжение вашей солнечной батареи и напряжение вашей аккумуляторной батареи, вам понадобится контроллер заряда для управления ими.В настоящее время доступны два основных типа технологий контроллера заряда: PWM (широтно-импульсная модуляция) или MPPT (отслеживание точки максимальной мощности).

Если напряжения совпадают, подходит ШИМ-контроллер заряда. Когда напряжения разные, используйте контроллер MPPT.

Преобразователь постоянного/переменного тока

И последнее, но не менее важное: инвертор, необходимый для преобразования постоянного тока от модулей в переменный для устройств, работающих от переменного тока. Кроме того, вам необходимо знать, какой тип переменного тока требуется инвертору.В США это 120/240 В с расщепленной фазой, 60 Гц.

Хотя некоторые инверторы можно настроить, другие фиксированы. Перед покупкой проверьте лист технических характеристик инвертора (в руководстве или на веб-сайте компании), чтобы убедиться, что у вас есть тот, который требуется вашей системе.

Дополнительные соображения

Еще одним осложняющим фактором является то, что некоторые приборы используют 240 В, а другие — 120 В. Не все инверторы выдают 240 В, поэтому вам может потребоваться сложить (то есть соединить вместе) два инвертора, каждый на 120 В, чтобы удовлетворить все ваши потребности в электроэнергии.Опять же, проверьте спецификацию, чтобы убедиться, что вы используете правильное оборудование.

И последнее: инвертор предназначен для работы с определенным блоком батарей — будь то 12 В, 24 В или 48 В. Итак, вам нужно решить, какой размер блока батарей вы будете использовать до того, как вы купите инвертор.

Если вы считаете, что в будущем вам может понадобиться нарастить солнечную батарею и/или емкость аккумуляторной батареи, покупка инвертора сейчас, который может работать с дополнительным напряжением, избавит вас от необходимости делать дорогостоящую модернизацию инвертора позже.

Гибридные солнечные системы своими руками

Гибридные системы, сочетающие в себе функции сетевых и автономных солнечных систем, сочетают в себе лучшее из обоих миров. Вы можете хранить солнечную энергию для использования ночью или при отключении электроэнергии.

Это идеальный вариант для домовладельцев в определенных районах, которым в противном случае пришлось бы платить более высокие пиковые тарифы за электроэнергию в вечернее или ночное время.

Тем не менее, если в вашем регионе хорошие показатели учета электроэнергии и перебои в подаче электроэнергии минимальны, лучшим выбором может стать стандартная сетевая система.

Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая работу гибридной системы:

Как видно из рисунка, в системе этого типа используется специальный гибридный инвертор. Также важно отметить, что если вы выберете эту установку, , вам следует приобрести батареи во время установки. Аккумуляторные технологии быстро развиваются, что может привести к несовместимости с вашей гибридной системой, если вы будете ждать слишком долго. Это может означать много дорогостоящих обновлений для вас позже.

Для гибридных систем обычно используются батареи со связью по переменному току.Эти батареи хранят как постоянный ток от вашей солнечной батареи, так и переменный ток сети в виде переменного тока (AC) . В настоящее время Tesla Powerwall является одним из самых популярных вариантов аккумуляторов со связью по переменному току.

В противоположность этому, батарея со связью по постоянному току накапливает постоянный ток от ваших солнечных панелей и преобразует переменный ток из электросети в постоянный, который также хранится в батарее.

Фотогальваническая система, использующая батарею со связью по постоянному току, более энергоэффективна, чем современные батареи со связью по переменному току.Эта разница более заметна при крупномасштабной установке. Таким образом, это, вероятно, не повлияет на эффективность вашей домашней солнечной установки.

Какой тип солнечной панели лучше всего подходит для вашего проекта по производству солнечной энергии своими руками?

Для жилых проектов доступны три основных типа солнечных панелей.

Монокристаллические солнечные модули состоят из 60 или 72 солнечных элементов из кремния однотонно-черного цвета, покрытых стеклом и обрамленных металлом. Каждая ячейка имеет закругленные белые края.Монокристаллические панели немного дороже других типов, но значительно эффективнее. Они преобразуют до 23% солнечного света в электричество.

Поликристаллические солнечные панели также содержат 60 или 72 солнечных элемента, каждый из которых имеет идеально квадратную форму пятнистого синего цвета. Они преобразуют около 15%-17% солнечной энергии в полезную электрическую энергию. Поликристаллические панели немного дешевле, чем монокристаллические модули.

Тонкопленочные солнечные элементы представляют собой легкие и гибкие листы фотогальванического материала, нанесенные на твердую поверхность, такую ​​как стекло.Тонкие пленки еще менее эффективны, чем другие типы, обычно всего 10-13%. Они также дешевле.

Правильный выбор солнечных панелей для работы

Если вы ограничены в пространстве для своего проекта солнечной энергии своими руками, монокристаллические панели — лучший вариант из-за их наибольшей эффективности и стоимости, аналогичной их поликристаллическим кузенам.

Поликристаллические панели

могут подойти, если пространство не является проблемой и вы пытаетесь сократить расходы, даже в незначительной степени.

Тонкие пленки не подходят для небольших проектов по установке солнечных батарей и не стоят того.

Часто задаваемые вопросы о солнечных батареях своими руками

Для такого сложного и дорогого проекта, как солнечная энергетика своими руками, вам абсолютно необходимо все сделать правильно. Вот несколько вопросов, которые, возможно, вас интересовали, и ответы на них.

1. Является ли сетевая, автономная или гибридная солнечная система лучшей для самостоятельного проекта солнечной энергетики?

На этот вопрос нет правильного ответа. Это полностью зависит от ваших целей, технических знаний, опыта работы с электричеством, потребностей в энергии и вашего местоположения.

Например, если ваша цель — обеспечить электричеством все 2000 кв.футов дома для семьи из четырех человек, и у вас есть чистый счетчик с редкими перебоями в подаче электроэнергии, сетевая система является наиболее экономичной.

Однако, если вы хотите электрифицировать уединенное охотничье убежище только осенью, вам лучше всего подойдет автономная солнечная система.

Гибридная солнечная система — лучший вариант, если у вас нет доступа к чистому счетчику, ваша коммунальная служба взимает высокие тарифы в периоды пиковой нагрузки или вы подвержены частым отключениям или перебоям в подаче электроэнергии.

2. Каковы скрытые затраты на проект солнечной энергии своими руками?

Существует несколько разрешений и инспекций — от вашей местной юрисдикции и энергетической компании, — которые вы должны оплатить , прежде чем ваш проект солнечной энергии «Сделай сам» может быть запущен.Проконсультируйтесь с ними, чтобы узнать, что вы должны делать и когда в процессе. Отсутствие даже одного из них может задержать или даже помешать завершению вашего проекта.

Но еще до того, как вы приступите к исследованию вашей солнечной системы, убедитесь, что домовладелец без лицензии может установить солнечную батарею, связанную с сетью. Если нет, вам придется привлечь лицензированную солнечную компанию. Это может быть на несколько тысяч долларов больше, чем вы изначально планировали.

Страхование вашего дома может увеличиться из-за панелей на вашей крыше или собственности.Прежде чем приступить к работе, свяжитесь со своим агентом, чтобы определить, укладывается ли ежегодное увеличение в ваш бюджет.

Если вы не совсем уверены, что приобрели все нужные компоненты, убедитесь, что их можно вернуть, прежде чем доставать их из коробки. Если вы ошиблись и вам нужно заменить материалы, вы будете разочарованы дополнительными расходами, если вы не сможете получить возмещение за товар (ы).

3. Имею ли я право на какие-либо налоговые льготы как независимый домовладелец, устанавливающий солнечную энергию?

В СШАS., федеральная налоговая скидка на солнечную энергию, также называемая инвестиционной налоговой льготой (ITC), позволяет вам вычесть 26% (уменьшится до 22% в 2021 году) от стоимости вашей солнечной установки без ограничения. Вы можете сделать это как установщик или если вы наймете компанию для выполнения этой работы.

На данный момент нет планов по продлению этой налоговой льготы после 2021 года на домовладельцев при нынешней администрации, хотя недавно избранная исполнительная власть и Конгресс могут сделать это.

Сертификаты солнечной возобновляемой энергии

(SREC) — еще один стимул, который есть у домовладельцев.С помощью этой программы вы продаете энергетические сертификаты коммунальному предприятию и получаете наличные обратно. Система работает как фондовая биржа. Значения SREC варьируются от штата к штату и от месяца к месяцу.

Чтобы узнать о любых других поощрениях или скидках, обратитесь к властям штата и местным органам власти. Это может быть обусловлено тем, что вы наймете утвержденную солнечную компанию для выполнения установки.

Завершение сборки солнечной батареи своими руками

Самая важная часть проекта по созданию солнечной батареи своими руками заключается в планировании и проектировании.Для этих шагов вы должны сделать много исследований.

Важным числом, необходимым для всех расчетов, является количество ватт-часов электроэнергии, потребляемой в день всеми приборами, которые вы хотели бы получать от своей солнечной батареи. Если вы включаете аккумуляторную батарею, важно также знать, сколько дней энергии вам нужно в резерве.

Как только вы это выясните, следующим шагом станет приобретение необходимых компонентов для сетевой, автономной или гибридной системы.

После получения всех необходимых разрешений и проверки вы устанавливаете панели.Прежде чем они заработают и начнут производить электроэнергию, обязательна еще одна или две проверки.