Складання сонячної панелі. Сонячна батарея своїми руками (покроково, фото). Паяння елементів та підключення

Екологія споживання. Лайфхак: Незалежність від енергії та зростання цін на неї, будь вона хоч теплова або електрична. На допомогу прийдуть сонячні панелі та саморобні вітряки – одні з видів альтернативних джерел електроенергії.

Що для вас означає бути фермером? Для мене це незалежність. Незалежність від різноманітних санкцій, введених різними країнами. Незалежність від зростання цін на продукти харчування, тому що все можна вирощувати у себе на господарстві. І, звичайно, це незалежність від енергії та зростання цін на неї, будь вона хоч теплова або електрична. В одній зі своїх статей я писав про те, як побудувати своїми руками біогазову установку, але вона підходить тим фермерам, які розводять худобу, а як бути тим фермерам, які займаються овочівництвом чи рослинництвом?

На допомогу прийдуть сонячні панелі та саморобні вітряки – одні з видів альтернативних джерел електроенергії. На мою думку, все має бути в сукупності. Вітряк зарядить акумулятори, коли є вітер, але немає сонячного світла, а сонячна панель навпаки.

Принцип роботи сонячних батарей:

Щоб зрозуміти, як зібрати своїми руками сонячні панелі, необхідно розібратися в їхньому принципі роботи. Це дозволить вибрати відповідний матеріал для придбання. Я вважаю, що потрібно знати наступне:

• Сонячні батареї працюють за рахунок фотоелементів, які бувають монокристалічні та полікристалічні. Найчастіше фотоелементи називають сонячні елементи.
• Сонячні елементи своїми руками зібрати навряд чи вдасться, тому купувати їх доведеться у будь-якому разі. Я їх шукав у Росії, але, на жаль, зараз все роблять у Китаї.

У відео нижче уривок із наукової програми про сонячні панелі, в ньому розказано трохи історії та те, як працюють фотоелементи. Наприкінці статті буде докладне відео про те, як зібрати сонячну панель своїми руками.

Після того, як з відео ви дізналися про принцип роботи сонячної батареї, ми можемо підбити деякі підсумки:

1. У монокристалічних фотоелементів ККД становить близько 13%, але він вигідніший лише в тому випадку, коли кількість сонячних днів досить висока.
2. У Росії ці панелі я вважаю ставити не вигідно, тому існують полікристалічні фотоелементи, їх ККД становить приблизно 7%, але вони краще працюють при хмарності та малій кількості сонячного дня.
3. Зараз існують технології, які дозволяють робити фотоелемент із ККД понад 40%.
4. Приблизно один фотоелемент видаватиме 2.7 ват.
5. Ціна на полікристалічні та монокристалічні фотоелементи в принципі однакова, також вона однакова на сонячні панелі.

Потрібно розуміти скільки потужності вам необхідно і виходячи з цього вести розрахунок необхідної кількості сонячних панелей, але про це поговоримо в майбутніх статтях. Важливо знати, що сонячні панелі можна використовувати безпосередньо, тому якщо вам необхідно закип'ятити воду в чайнику 2 кВт, то для цього потрібно 20 панелей по 100 Вт. Але якщо використовувати акумулятори, можна обійтися 3-5 батареями, які зарядять акумулятор після того, як чайник закип'ятить воду.

Найчастіше акумулятори коштують стільки ж, скільки й самі панелі. Якщо використовувати сонячні панелі для освітлення, можна обійтися 200 Вт панеллю і ставити в будинку енергозберігаючі лампочки.

Збираємо сонячні панелі своїми руками

Перед збиранням сонячних панелей своїми руками потрібно зробити каркас для батареї. Як захисний шар і прозора поверхня в каркасі використовують оргскло, можна використовувати і звичайне скло, але воно не так надійне. Для корпусу використовують алюмінієві куточки.

ВАЖЛИВО приділити увагу пайці фотоелементів у ланцюг, від цього залежить те, наскільки добре працюватиме сонячна панель. Фотоелементи бувають з припаяними проводами, що полегшить завдання, але паяти доведеться у будь-якому разі. Попередньо наноситься флюс та припій.

Про те, як зібрати сонячну панель своїми руками, дивіться у відео нижче.

Трохи економіки з приводу сонячних панелей та вигідності збирання її своїми руками

Пошукавши в інтернеті фотоелементи для збирання сонячних панелей, щоб купити їх у Росії, знайшов їх по 3200 рублів за 38 штук, вважаю це не вигідним, тому що зараз існують панелі за 4500 рублів, різниця в 1300 скоротить ваш час та сили.

Але якщо пошукати китайські сонячні елементи, можна знайти по 4500 рублів за 100 штук. Зі 100 штук можна зібрати вже дві панелі на 100 Вт. У цьому випадку вигідність придбання фотоелементів в наявності. Хочу звернути вашу увагу на те, що у відео нижче йде збирання фотоелементів, розмір яких 125*63. В інтернеті я знайшов китайські сонячні елементи розміром 156*156, за допомогою яких можна зібрати 4 сонячні панелі по 100 Вт.

Як і обіцяв, відео про те, як зібрати сонячну панель своїми руками. Дуже докладно показаний принцип паяння та герметизації.ПІДПИСУЙТЕСЯ на НАШ youtube канал Еконет.ру, що дозволяє дивитися онлайн, скачати з ютуб безкоштовно відео про оздоровлення, омолодження людини. Любов до оточуючих і до себе,як почуття високих вібрацій - важливий фактор оздоровлення

P.S. І пам'ятайте, лише змінюючи своє споживання - ми разом змінюємо світ! © econet

Приєднуйтесь до нас у

Привіт Дорогі читачі блогу! У нашому ХХІ столітті постійно відбуваються будь-які зміни. Особливо гостро вони помічаються у технологічному аспекті. Винаходять дешевші джерела енергії, повсюдно поширюються різні девайси, які повинні спростити життя людям. Сьогодні ми поговоримо про таку річ як сонячна батарея – пристрій не проривний, проте, який з кожним роком все більше і більше входить у життя людей. Ми поговоримо про те, що являє собою даний пристрій, які переваги і недоліки вона має. Також приділимо увагу тому, як збирається сонячна батарея власноруч.

Короткий зміст цієї статті:

Сонячна батарея: що це взагалі таке та як працює?

Сонячна батарея – це пристрій, який складається з певного набору сонячних елементів (фотоелементів), які перетворюють сонячну енергію на електроенергію. Панелі більшості сонячних батарей складаються з кремнію так як цей матеріал має хороший ККД з "переробки" сонячного світла, що надходить.

Працюють сонячні батареї наступним чином:

Фотоелектричні кремнієві осередки, які запаковані в загальну рамку (каркас), приймають на себе сонячне світло. Вони нагріваються і частково поглинають енергію, що надходить. Ця енергія відразу ж звільняє електрони всередині кремнію, які спеціалізованими каналами надходять у спеціальний конденсатор, у якому накопичується електрика і переробляючись з постійного в змінне надходить до пристроїв у квартирі/житловому будинку.

Переваги та недоліки цього виду енергії

З переваг можна виділити такі:

• Наше Сонце – екологічно чисте джерело енергії, яке не сприяє забрудненню навколишнього середовища. Сонячні батареї не викидають у довкілля різні шкідливі відходи.

• Сонячна енергія невичерпна (природно, поки Сонце живе, але це ще на мільярди років наперед). З цього випливає, що сонячної енергії вам вистачило б на все життя.

• Після того, як ви здійсните грамотний монтаж сонячних батарей, надалі вам не потрібно їх часто обслуговувати. Все що треба – один раз на рік проводити профілактичний огляд.

• Великий термін служби сонячних батарей. Цей термін починається від 25 років. Також варто відзначити, що навіть після цього часу вони не втратять в експлуатаційних характеристиках.

• Встановлення сонячних батарей може субсидуватись державою. Наприклад, це активно відбувається в Австралії, Франції, Ізраїлі. У Франції взагалі повертається 60% вартості сонячних панелей.

З недоліків можна виділити такі:

• Поки що сонячні батареї не витримують конкуренції, наприклад, якщо потрібно виробляти велику кількість електроенергії. Це успішніше виходить у нафтової та ядерної промисловості.

• Виробництво електроенергії залежить від погодних умов. Звичайно, коли за вікном сонячно - ваші сонячні батареї будуть працювати на 100% потужності. Коли ж буде похмурий день, цей показник падатиме в рази.

• Для виробництва великого об'єму енергії сонячним батареям потрібна велика площа.

Як можна бачити, у даного джерела енергії плюсів все одно більше ніж мінусів, а мінуси не такі страшні, як здавалося б.

Сонячна батарея своїми руками з підручних засобів та матеріалів у домашніх умовах

Незважаючи на те, що ми живемо в сучасному світі, що швидко розвивається – купівля та монтаж сонячних батарей залишається долею забезпечених людей. Вартість однієї панелі, яка вироблятиме лише 100 Ватт варіюється від 6 до 8 тисяч рублів. Це ще ще те, що окремо треба буде купувати конденсатори, акумулятори, контролер заряду, мережевий інвертор, перетворювач та інші речі. Але якщо у вас немає великої кількості коштів, а хочеться перейти на екологічно чисте джерело енергії, то у нас для вас є хороші новини – сонячну батарею можна зібрати в домашніх умовах. І якщо дотримуватися всіх рекомендацій, ККД у неї буде не гірше, ніж у зібраного у промислових масштабах варіанта. У цій частині ми розглянемо покрокову збірку. Також приділимо увагу матеріалам, із яких можна зібрати сонячні панелі.

З діодів

Це один із найбюджетніших матеріалів. Якщо ви зібралися робити сонячну батарею для будинку з діодів, то пам'ятайте, що за допомогою цих компонентів збираються лише невеликі сонячні батареї, здатні запитати якісь незначні гаджети. Найкраще підійдуть діоди Д223Б. Це діоди радянського зразка, які хороші тим, що мають скляний корпус, через розмір мають високу щільність монтажу і мають приємну ціну.

Після покупки діодів очистіть їх від фарби – для цього достатньо помістити в ацетон на пару годин. Після цього вона легко з них зніметься.

Потім підготуємо поверхню майбутнього розміщення діодів. Це може бути дерев'яна дошка або будь-яка інша поверхня. У ній потрібно проробити отвори протягом усієї її площі. Між отворами треба буде дотримуватися відстань від 2 до 4 мм.

Після цього беремо наші діоди і вставляємо алюмінієвими хвостиками в дані отвори. Після цього хвостики потрібно загнути один до одного і спаяти для того, щоб при отриманні сонячної енергії вони розподіляли електрику в одну "систему".

Наша примітивна сонячна батарея із скляних діодів готова. На виході вона може давати енергію в пару вольт, що є непоганим показником для кустарного збирання.

З транзисторів

Цей варіант вже буде серйозніший, ніж діодний, але все одно є взірцем суворого ручного складання.

Для того, щоб зробити сонячну батарею з транзистори вам знадобляться для початку самі транзистори. Добре, що їх можна купити практично на будь-якому ринку або в магазинах електронної техніки.

Після покупки вам потрібно зрізати кришку транзистора. Під кришкою ховається найголовніший і необхідний нам елемент - напівпровідниковий кристал.

Потім вставляємо їх у каркас і споюємо між один одним дотримуючись норми “вводу-вывода”.

На виході така батарея може давати потужність, якої вистачить на роботу, наприклад, калькулятора або маленької діодної лампочки. Знову ж таки така сонячна батарея збирається чисто заради забави і не є серйозним "електроживильним" елементом.

З алюмінієвих банок

Цей варіант вже є більш серйозним на відміну перших двох. Це теж неймовірно дешевий та ефективний спосіб отримати енергію. Єдине, на виході її буде набагато більше, ніж у випадках з діодів і транзисторів, і вона буде не електрична, а теплова. Все, що вам потрібно - велика кількість алюмінієвих банок і корпус. Добре підходить корпус із дерева. У корпусі лицьова частина має бути закрита оргсклом. Без нього батарея не працюватиме ефективно.

Перед початком збирання треба пофарбувати алюмінієві банки чорною фарбою. Це дозволить їм добре притягувати сонячне світло.

Потім за допомогою інструментів на дні кожної банки пробиваються три отвори. Нагорі у свою чергу робиться зіркоподібний виріз. Вільні кінці загинаються назовні, що необхідно для того, щоб відбувалася покращена турбулентність нагрітого повітря.

Після даних маніпуляцій банки складаються в поздовжні лінії (труби) корпус нашої батареї.

Потім між трубами та стінками/задньою стінкою прокладається шар ізоляції (мінеральна вата). Потім колектор закривається прозорим стільниковим полікарбонатом.

На цьому процес збирання завершено. Останнім кроком є ​​встановлення повітряного вентилятора як двигун для енергоносія. Така батарея хоч і не виробляє електрику, проте може ефективно прогріти житлове приміщення. Звичайно, це буде не повноцінний радіатор, але прогрівання невеликого приміщення такій батареї під силу - наприклад, для дачі чудовий варіант. Про повноцінні біметалічні радіатори опалення ми говорили в статті — , в якій ми докладно розглядали будову подібних батарей опалення, їх технічні характеристики і порівнювали виробників. Раджу ознайомитись.

Сонячна батарея своїми руками – як зробити, зібрати та виготовити?

Відходячи від саморобних варіантів, ми приділимо увагу вже більш серйозним речам. Зараз ми поговоримо про те, як правильно зібрати та виготовити справжню сонячну батарею своїми руками. Так – таке також можливо. І хочеться вас запевнити – вона буде не гірша за покупні аналоги.

Для початку варто сказати, що, ймовірно, ви не зможете знайти на вільному ринку справжні кремнієві панелі, які використовуються в повноцінних сонячних батареях. Та й вони коштуватимуть дорого. Ми ж збиратимемо нашу сонячну батарею з монокристалічних панелей – варіанті дешевшому, але чудово показує себе в плані вироблення електричної енергії. Тим більше, що монокристалічні панелі легко знайти і коштують вони досить недорого. Вони бувають різних розмірів. Найпопулярніший та ходовий варіант – 3х6 дюймів, який виробляє 0,5В в еквіваленті. Таких нам буде достатньо. Залежно від ваших фінансів ви можете купити їх хоч 100-200 штук, але сьогодні ми зберемо варіант, якого вистачить на те, щоби запитати невеликі акумулятори, лампочки та інші невеликі електронні елементи.

Вибір фотоелементів

Як ми стверджували вище, ми вибрали монокристалічну основу. Знайти її можна будь-де. Найпопулярніше місце, де її продають у гігантських кількостях – це торгові майданчики Amazon чи Ebay.

Головне пам'ятайте, що там дуже легко нарватися на недобросовісних продавців, тож купуйте лише у тих людей, які мають досить високий рейтинг. Якщо у продавця хороший рейтинг, ви будете впевнені, що ваші панелі дійдуть до вас добре запаковані, не биті і в тій кількості, в якій ви замовляли.

Вибір місця (система орієнтації), проектування та матеріали

Після того, як ви дочекаєтеся вашу посилку з основними фотоелементами, ви повинні добре вибрати місце для встановлення сонячної батареї. Адже вам потрібно буде, щоб вона працювала на 100% потужності, чи не так? Професіонали в цій справі радять проводити установку в те місце, де сонячна батарея буде спрямована трохи нижче за небесний зеніт і дивитися в бік Заходу-Сходу. Це дозволить практично весь день "ловити" сонячне світло.

Виготовлення каркасу сонячної батареї

• Для початку вам потрібно виготовити основу сонячної батареї. Воно може бути дерев'яне, пластикове або алюмінієве. Найкраще себе показує дерево та пластик. Воно має бути достатнього розміру, щоб помістити всі ваші фотоелементи, але при цьому вони не повинні будуть бовтатися всередині всієї конструкції.

• Після того, як ви зібрали основу сонячної батареї, вам потрібно буде просвердлити безліч отворів на його поверхні для майбутнього виведення провідників в єдину систему.

• До речі, не забудьте, що всю основу потрібно зверху закрити оргсклом для захисту ваших елементів від погодних умов.

Паяння елементів та підключення

Після того, як ваша основа буде готова ви можете розміщувати ваші елементи на його поверхні. Фотоелементи розміщуєте вздовж усієї конструкції провідниками вниз (просовуєте їх у наші просвердлені отвори).

Потім їх потрібно спаяти між собою. В інтернеті є безліч схем, за якими відбувається паяння фотоелементів. Головне – з'єднати їх у своєрідну єдину систему для того, щоб вони разом могли збирати отриману енергію і направляти її в конденсатор.

Останнім кроком буде припаювання "вивідного" дроту, який буде підключений до конденсатора і виводити в нього енергію.

Монтаж

Це фінальний крок. Після того, як ви переконаєтеся в тому, що всі елементи зібрані правильно, сидять щільно і не бовтаються, добре закриті оргсклом - можна приступати до монтажу. У плані монтажу сонячну батарею краще кріпити на міцну основу. Добре підійде металевий каркас, укріплений будівельними шурупами. На ньому сонячні панелі сидітимуть міцно, не хитатися і не піддаватися жодним погодним умовам.

На цьому все! Що ми маємо у результаті? Якщо ви зробили сонячну батарею, що складається з 30-50 фотоелементів, цього буде цілком достатньо для того, щоб швидко зарядити ваш мобільний телефон або запалити невелику побутову лампочку, тобто. у вас на виході вийшов повноцінний саморобний зарядний пристрій для заряджання акумулятора телефону, вуличного дачного світильника або невеликого садового ліхтарика. Якщо ж ви зробили сонячну панель, наприклад, в 100-200 фотоелементів, то тут вже може йтися про "запит" деяких побутових приладів, наприклад, кип'ятильника для нагрівання води. У будь-якому випадку – така панель буде дешевшою за покупні аналоги і збереже вам гроші.

Відео – як виготовляється сонячна батарея своїми руками?

У цьому розділі представлені фотографії деяких цікавих, але водночас простих варіантів саморобних сонячних батарей, які легко можна зібрати своїми руками.

Що краще – купити чи зробити сонячну батарею?

Давайте в цій частині підсумуємо все, що ми дізналися у цій статті. По-перше, ми розібралися з тим, як зібрати сонячну батарею в домашніх умовах. Як можна бачити, сонячна батарея своїми руками при дотриманні інструкцій збирається дуже швидко. Якщо ви покроково слідуватимете різним мануалам, то ви зможете зібрати відмінні варіанти для забезпечення вас екологічно чистою електроенергією (ну або варіанти, розраховані на запитку дрібних елементів).

Але все ж таки, що краще - купити або зробити сонячну батарею? Звичайно, краще її купити. Справа в тому, що ті варіанти, які виготовляються в промислових масштабах, призначені для того, щоб працювати так, як їм слід працювати. При ручному складанні сонячних панелей нерідко можна припуститися різних помилок, які призведуть до того, що вони просто не працюватимуть належним чином. Природно, промислові варіанти коштують великих грошей, але ви отримуєте якість і довговічність.

Але якщо ви впевнені у своїх силах, то при правильному підході ви зберете сонячну панель, яка буде не гірша за промислові аналоги. У будь-якому випадку, майбутнє вже поряд і незабаром сонячні панелі зможуть дозволити собі усі шари. А там, можливо, відбудеться повний перехід до використання сонячної енергії. Успіхів!

Отримання електрики з альтернативних джерел живлення є дуже витратним заняттям. Наприклад, використання сонячної енергії для придбання готового обладнання доведеться витратити значну суму грошей. Але в наш час можна зібрати сонячні батареї своїми руками для дачі або будинку з готових фотоелементів або інших підручних матеріалів. І перш, ніж приступити до купівлі необхідних компонентів та проектування конструкції, необхідно зрозуміти, що таке сонячна батарея та її принцип роботи.

Сонячна батарея: що це та як працює

У людей, які вперше стикаються із цим завданням, одразу виникають питання: «Як зібрати сонячну батарею?» або "Як зробити сонячну батарею?". Але вивчивши будову та принцип його роботи, проблеми з реалізацією даного проекту відпадають самі собою. Адже конструкція та принцип дії прості і не повинні викликати труднощів при створенні джерела живлення в домашніх умовах.

Сонячна батарея (СБ)- це фотоелектричні перетворювачі енергії, що випромінюється сонцем, електричну, які з'єднані у вигляді масиву елементів і укладені в захисну конструкцію. Перетворювачі- Напівпровідникові елементи з кремнію для генерації постійного струму. Вони виробляються трьох видів:

• монокристалічний;
• Полікристалічний;
• Аморфний (тонкоплівковий).

Принцип роботи пристрою ґрунтується на фотоелектричному ефекті. Сонячне світло, падаючи на фотоелементи, вибиває вільні електрони з останніх орбіт кожного атома кремнієвої пластини. Переміщення великої кількості вільних електронів між електродами батареї виробляють постійний струм. Далі, він перетворюється на змінний струм для електрифікації будинку.

Вибір фотоелементів

До початку проектних робіт зі створення панелі в домашніх умовах потрібно вибрати один із трьох типів перетворювачів сонячної енергії. Для вибору відповідних елементів потрібно знати їх технічні характеристики:

• Монокристалічні. ККД цих пластин 12-14%. Однак, вони чутливі до кількості світла, що потрапляє. Невелика хмарність значно знижує кількість електрики, що виробляється. Термін служби – до 30 років.
• Полікристалічні. Ці елементи здатні видавати ККД 7-9%. Але на них не впливає якість освітленості і вони здатні видавати таку кількість струму в хмарну і навіть похмуру погоду. Експлуатаційний період – 20 років.
• Аморфні. Виготовляються на основі гнучкого кремнію. Виробляють ККД близько 10%. Кількість електрики, що виробляється, не знижується через якість погоди. Але дороге та складне виробництво робить їх важкодоступними.

Для виготовлення СБ самотужки можна придбати перетворювачі типу В (другий сорт). До них відносяться елементи з невеликими дефектами, навіть при заміні деяких компонентів собівартість батарей буде в 2–3 рази менша за ринкову, завдяки цьому заощадите свої кошти.

Для забезпечення приватного будинку електрикою від альтернативного джерела енергії найкраще підходять перші два типи пластин.

Вибір місця та проектування

Батареї краще розташовувати за принципом: чим вище, тим краще. Відмінним місцем буде дах будинку, на який не потрапляє тінь від дерев або інших будівель. У випадку, якщо конструкція перекриттів не дозволяє витримати вагу установки, місце слід вибирати на ділянці дачі, який найбільше сприймає випромінювання від сонця.

Зібрані панелі необхідно розташовувати під таким кутом, щоб сонячні промені максимально перпендикулярно падали кремнієві елементи. Ідеальним варіантом буде наявність можливості коригування всієї установки за напрямом за сонцем.

Виготовлення батареї своїми руками

Забезпечити будинок або дачу електрикою в 220 від сонячної батареї вам не вдасться, т.к. розміри такої батареї будуть величезні. Одна пластина генерує електричний струм з напругою 0,5 В. Оптимальним варіантом вважається СБ з номінальною напругою 18 В. Тому розраховується необхідна кількість фотоелементів для пристрою.

Складання каркасу

Насамперед саморобна сонячна батарея потребує захисної рамки (корпусу). Її можна виготовити із алюмінієвих куточків 30х30 мм або з дерев'яних брусків у домашніх умовах. При використанні металевого профілю на одній із полиць знімається напилком фаска під кутом 45 градусів, а друга полиця відрізається під тим самим кутом. Відрізані за потрібними розмірами з обробленими кінцями деталі каркаса скручуються за допомогою косинців з того самого матеріалу. До готової рами на силікон приклеюється захисне скло.

Спайка пластин

При спаивании елементів у домашніх умовах треба зазначити, що збільшення напруги необхідно з'єднувати послідовно, а збільшення сили струму - паралельно. Кремневі пластини викладаються на скло, залишаючи між ними проміжок 5 мм з кожного боку. Цей проміжок необхідний погашення можливого температурного розширення елементів при нагріванні. Перетворювачі мають дві доріжки: з одного боку плюс, з іншого - мінус. Всі деталі послідовно з'єднуються в єдиний ланцюг. Потім провідники останніх компонентів ланцюга виводяться на загальну шину.

Для запобігання саморозряду пристрою в нічний час або хмарну погоду фахівці рекомендують передбачити монтаж діода Шоттки 31DQ03 або аналога на контакт від середньої точки.

Після закінчення паяльних робіт за допомогою мультиметра необхідно перевірити вихідну напругу, яка має бути 18-19 В для повноцінного забезпечення приватного будинку електроенергією.

Складання панелі

У готовий корпус укладаються спаяні перетворювачі, потім центр кожного крем'яного елемента наноситься силікон, і зверху накривається підкладкою з ДВП для їх фіксації. Після цього конструкція закривається кришкою, і всі стики герметизуються герметиком або силіконом. Готова панель монтується на тримач чи каркас.

Сонячні батареї з підручних матеріалів

Крім складання СБ із куплених фотоелементів їх можна зібрати з підручних матеріалів, які є у будь-якого радіоаматора: транзисторів, діодів та фольги.

Батарея із транзисторів

Для цих цілей найбільш відповідними деталями є транзистори типу КТ або П. Усередині них знаходиться досить великий напівпровідниковий крем'яний елемент, необхідний для виробництва електрики. Підібравши необхідну кількість радіодеталей, необхідно зрізати металеву кришку. Для цього потрібно затиснути його в тесках та ножівкою по металу акуратно зробити зріз верхньої частини. Усередині можна побачити пластину, яка служитиме як фотоелемент.

Транзистор для батареї зі спиляною кришечкою

Всі ці деталі мають три контакти: база, емітер та колектор. При складанні СБ необхідно вибирати колекторний перехід у зв'язку з найбільшою різницею потенціалів.

Складання здійснюється на рівній площині з будь-якого діелектричного матеріалу. Спаювати транзистори потрібно в окремі послідовні ланцюжки, а ці ланцюжки, у свою чергу, з'єднувати паралельно.

Розрахунок готового джерела струму можна проводити з параметрів радіодеталей. Один транзистор видає напругу 0,35 і силу струму при КЗ в 0,25 мкА.

Батарея з діодів

Сонячна батарея з діодів Д223Б може стати джерелом електричного струму. Ці діоди мають найбільший вольтаж та виконані у скляному корпусі, покритому фарбою. Напруга на виході готового виробу можна визначити з розрахунку, що один діод на сонці генерує 350 мВ.

1. Необхідну кількість радіодеталей складаємо в ємність і заливаємо ацетоном або іншим розчинником і залишаємо на кілька годин.
2. Потім, необхідно взяти пластину потрібного розміру не металевого матеріалу і виконати розмітку під впаювання компонентів джерела живлення.
3. Після розмокання фарбу можна легко зіскребти.
4. Озброївшись мультиметром, на сонці або під лампочкою визначаємо плюсовий контакт і загинаємо його. Діоди впаюються вертикально, тому що в такому положенні кристал найкраще генерує електрику з енергії сонця. Тому на виході отримаємо максимальну напругу, яку генеруватиме сонячна батарея.

Крім описаних вище двох способів, джерело живлення можна зібрати з фольги. Саморобна сонячна батарея, зроблена згідно з покроковою інструкцією, описаною нижче, зможе давати електроенергію, хоча і дуже малої потужності:

1. Для саморобки знадобиться мідна фольга площею 45 кв. див. Відрізаний шматок обробляється в мильному розчині видалення жиру з поверхні. Також бажано вимити руки, щоб не залишати жирові плями.
2. Наждаком необхідно видалити захисну оксидну плівку та будь-який інший вид корозії з площини відрізу.
3. На пальник електричної плитки потужністю не менше 1,1 кВт лягає листок фольги і нагрівається до утворення червоно-жовтогарячих плям. При подальшому нагріванні оксиди, що утворилися, перетворюються на оксид міді. Цьому свідчить чорний колір поверхні шматка.
4. Після утворення оксиду нагрівання необхідно продовжувати протягом 30 хвилин, щоб утворилася оксидна плівка достатньої товщини.
5. Прожарювання зупиняється, і лист остигає разом із грубкою. При повільному охолодженні мідь та оксид остигають з різною швидкістю, що сприяє останньому легко відшаруватись.
6. Під проточною водою видаляються залишки оксиду. При цьому не можна згинати лист та механічно віддирати дрібні шматочки, щоб не пошкодити тонкий шар окису.
7. Вирізається другий лист за розмірами першого.
8. У пластиковий сулій об'ємом 2–5 літрів з обрізаним горлом потрібно помістити два шматки фольги. Закріпити їх затискачами "крокодил". Майте на увазі їх треба, щоб вони не з'єднувалися.
9. До обробленого шматка підводиться мінусова клема, а до другого – плюсова.
10. У банку заливається сольовий розчин. Його рівень повинен бути нижчим від верхньої кромки електродів на 2,5 см. Для приготування суміші 2–4 столові ложки солі (залежно від об'єму пляшки) розчиняються в невеликій кількості води.

Всі сонячні батареї не придатні для забезпечення дачі або приватного будинку приміщення електрикою через свою малопотужність. Але вони здатні служити джерелом живлення для радіо або зарядки дрібних електроприладів.

Відео на тему

Погіршення екології, зростання цін на енергоносії, прагнення до автономності та незалежності від забаганок державних чоловіків - ось лише кілька факторів, які змушують найзапекліших обивателів звертати мрійливі погляди у бік альтернативних джерел енергії. У більшості наших співвітчизників думки про «зелену» енергетику так і залишаються ідеєю фікс – позначаються високі ціни на обладнання, і, як наслідок, нерентабельність витівки. Але ніхто не забороняє виготовити установку для отримання безкоштовної енергії самостійно! Сьогодні ми розповімо про те, як своїми руками збудувати сонячну батарею і розглянемо перспективи її використання в побуті.

Сонячна батарея: що це таке

Людство спалахнуло ідеєю трансформації сонячного випромінювання в електричну енергію з 30-х років минулого століття. Саме тоді вчені з Академії наук СРСР заявили про створення напівпровідникових мідно-талієвих кристалів, у яких під дією світлових променів починав протікати електричний струм. Сьогодні це явище відоме як фотоелектричний ефект і широко використовується як у геліоелектричних установках, так і різноманітних датчиках.

Перші сонячні батареї відомі ще з 50-х років минулого століття

Сила струму одного фотоелемента вимірюється в мікроамперах, тому для отримання значної електричної потужності їх об'єднують в блоки . Багато таких модулів і становлять основу сонячної батареї (СБ), яку можна використовувати для підключення різних електронних пристроїв. Якщо ж говорити про закінчений пристрій, який можна встановити просто неба, то коректніше говорити про сонячну панель (СП) з конструкцією, що захищає складання фотоелектричних модулів від зовнішніх факторів.

Треба сказати, що ККД перших електричних геліосистем не досягав і 10% - давались взнаки як недоліки напівпровідникової технології, так і непереборні втрати, пов'язані з відображенням, розсіюванням або поглинанням світлового потоку. Десятиліття завзятої праці вчених дали свій результат, і сьогодні ККД найсучасніших сонячних батарей досягає 26%. Що ж до перспективних розробок, то тут він ще вищий – до 46%! Звісно, ​​уважний читач може заперечити, що інші генератори енергії працюють із енергоефективністю 95–98%. Проте не слід забувати, що йдеться про абсолютно безкоштовну енергію, величина якої в сонячний день перевищує 100 Вт на один кв. м земної поверхні за секунду.

Сучасні сонячні панелі генерують електроенергію у промислових масштабах

Отримана за допомогою сонячних панелей електроенергія може використовуватися аналогічно тій, що отримують на звичайних електростанціях - для живлення різних електронних пристроїв, освітлення, опалення і т. д. ток, насправді є перевагою. Вся справа в тому, що будь-яка геліосистема працює тільки протягом світлового дня, причому її потужність залежить від висоти сонця над горизонтом. Оскільки вночі СБ працювати не може, електроенергію доводиться накопичувати в акумуляторах, а вони якраз і є джерелами постійного струму.

Пристрій та принцип дії

Принцип дії електричної батареї базується на таких фізичних явищах, як напівпровідність та фотоелектричний ефект. В основі будь-якого сонячного елемента лежать напівпровідники, атоми яких відчувають брак електронів (p-тип провідності), або мають їх надлишок (n-тип). Іншими словами, використовується двошарова структура з n-шаром як катод і p-шаром як анод. Оскільки сили утримання «зайвих» електродів у n-шарі ослаблені (у атомів не вистачає на них енергії), вони легко вибиваються зі своїх місць при бомбардуванні фотонами світла. Далі електрони переміщаються у вільні «дірки» p-шару і через підключене електричне навантаження (або акумулятор) повертаються до катода - так і тече електричний струм, спровокований потоком сонячного випромінювання.

Перетворення сонячної енергії на електричну можливе завдяки фотоелектричному ефекту, який описав у своїх роботах Ейнштейн

Як зазначалося вище, енергія від одного фотоелемента вкрай мала, тому їх поєднують у модулі. Послідовним підключенням кількох таких блоків збільшують напругу батареї, а паралельним підвищують силу струму. Таким чином, знаючи електричні параметри одного осередку можна зібрати батарею необхідної потужності.

Отриману від сонячної батареї електроенергію можна накопичувати в акумуляторах і після перетворення в напругу 220 В використовувати для живлення звичайних побутових приладів

Для захисту від атмосферного впливу напівпровідникові модулі встановлюють у жорсткий каркас та закривають склом із підвищеним світлопропусканням. Оскільки сонячну енергію можна використовувати лише протягом світлового дня, для її накопичення використовуються акумулятори - витрачати їх заряд можна за необхідності. Для підвищення напруги та її адаптації відповідно до потреб побутових приладів використовуються інвертори.

Відео: як працює сонячна панель

Класифікація фотоелектричних модулів

Сьогодні виробництво сонячних батарей йде двома паралельними шляхами. З одного боку на ринку присутні фотоелектричні модулі, створені на основі кремнію, а з іншого – плівкові, створені з використанням рідкісноземельних елементів, сучасних полімерів та органічних напівпровідників.

Популярні сьогодні кремнієві фотоелементи поділяються на кілька типів:

• монокристалічні;
• полікристалічні;
• аморфні.

Для використання в саморобних сонячних батареях найкраще використовувати модулі із полікристалічного кремнію. Хоча ККД останніх і нижче, ніж у монокристалічних елементів, зате на їхню працездатність не так сильно впливає забрудненість поверхні, низька хмарність або кут падіння сонячних променів.

Відрізнити полікристалічні кремнієві модулі від монокристалічних нескладно – перші мають світліший синій відтінок з вираженими «морозними» візерунками на поверхні. Крім того, тип фотоелектричних пластин можна визначити за їх формою - монокристал має округлені краї, тоді як його найближчий конкурент (полікристал) є вираженим прямокутником.

Що ж до батарей з аморфного кремнію, то вони ще менш залежні від погодних умов і за рахунок своєї гнучкості практично не схильні до ризику пошкоджень при складанні. Проте використання їх у власних цілях обмежується як досить низькою питомою потужністю на 1 квадратний метр поверхні, так і через високу вартість.

Кремнієві сонячні елементи є найпоширенішим класом електричних фотопластин, тому вони найчастіше використовуються для виготовлення саморобних пристроїв.

Поява плівкових фотоелектричних модулів обумовлена ​​як необхідністю зниження вартості сонячних батарей, так і потребою отримати більш продуктивні і довговічні системи. Сьогодні промисловість освоює випуск тонких геліоелектричних модулів на основі:

• телуриду кадмію з ККД до 12% та вартістю 1 Вт на 20–30% нижче, ніж у монокристалів;
• селеніду міді та індія – ККД 15–20%;
• полімерних сполук – товщина до 100 нм, з ККД – до 6%.

Про можливість використання плівкових модулів для будівництва електричної сонячної станції своїми руками говорити поки що зарано. Незважаючи на доступну вартість, виготовленням телуридо-кадмієвих, полімерних та меді-індієвих фотоелементів займаються лише окремі компанії.

Такі переваги плівкових фотоелементів, як високий ККД та механічна міцність дозволяють з повною впевненістю говорити, що за ними – майбутнє сонячної енергетики.

Хоча у продажу і можна знайти батареї, створені за плівковою технологією, здебільшого вони представлені у вигляді готових виробів. Нам цікаві окремі модулі, з яких можна побудувати недорогу саморобну сонячну панель - на ринку вони поки що в дефіциті.

Зведені дані з ККД сонячних елементів, що випускаються промисловістю, представлені в таблиці.

Таблиця: ККД сучасних сонячних батарей

Де можна взяти фотоелементи і чи можна їх замінити на щось інше

Купити придатні для збирання сонячної панелі монокристалічні або полікристалічні пластини сьогодні не є проблемою. Питання в тому, що сама ідея саморобного генератора безкоштовної електрики передбачає результат, який буде значно дешевшим за заводський аналог. Якщо ж купувати фотоелектричні модулі на місці, багато заощадити не вийде.

На закордонних торгових майданчиках сонячні елементи представлені в широкому асортименті - можна купити як одиничний виріб, так і набір всього необхідного для збирання та підключення сонячної батареї

За розумну ціну сонячні елементи можна знайти на закордонних торгових майданчиках, наприклад, eBay або AliExpress. Там вони представлені в широкому асортименті та за цілком доступними цінами. Для нашого проекту підійдуть, наприклад, найпоширеніші полікристалічні пластини розміром 3х6 дюймів. За ідеальних умов вони можуть генерувати електричний струм напругою 0.5 і силою до 3 А, тобто 1.5 Вт електричної потужності.

Якщо ви горите бажанням максимально заощадити або випробувати власні сили, то немає жодної необхідності відразу ж купувати хороші цілі модулі - можна обійтися і некондицією. Все на тому самому eBay або AliExpress можна знайти комплекти пластин з невеликими тріщинами, сколами куточків та іншими дефектами – так звані вироби класу «B». На технічних характеристиках фотоелементів зовнішні пошкодження не позначаються, чого не можна сказати про ціну - браковані деталі можна купити в 2–3 рази дешевше за ті, що мають товарний вигляд. Тому їх і раціонально використовувати, щоб обкатати технологію на своїй першій сонячній панелі.

Вибираючи фотоелектронні модулі, ви побачите елементи різного типу та розміру. Не думайте, що чим більша площа їх поверхні, тим вища напруга вони виробляють. Це не так. Елементи одного типу генерують однакову напругу, незалежно від габаритів. Чого не скажеш про силу струму – тут розмір має вирішальне значення.

Хоча як фотоелементи і можна використовувати морально застарілу компонентну базу, розкриті діоди і транзистори мають занадто низьку напругу і силу струму - знадобляться тисячі таких пристроїв

Відразу ж хочеться попередити, що немає сенсу шукати аналог серед різних підручних електронних пристроїв. Так, отримати працюючий фотоелектронний модуль можна з потужних діодів або транзисторів, вилучених зі старого радіо або телевізора. І навіть зробити батарею, з'єднавши кілька таких елементів у ланцюжок. Однак запитати подібною «сонячною панеллю» щось потужніше за калькулятор або світлодіодний ліхтар не вдасться через занадто слабкі технічні характеристики одиничного модуля.

Принцип розрахунку потужності батареї

Для розрахунку необхідної потужності саморобної електричної геліосистеми потрібно знати місячне споживання електроенергії. Визначити цей параметр найлегше - кількість споживаної електрики в кіловат-годинах можна подивитися по лічильнику або дізнатися, зазирнувши в рахунки, які регулярно надсилає енергозбут. Так, якщо витрати становлять, наприклад, 200 кВт×год, то сонячна батарея повинна виробляти щодня приблизно 7 кВт×ч електроенергії.

У розрахунках слід враховувати, що сонячні панелі генерують електрику лише у світлий час доби, причому їхня продуктивність залежить як від кута Сонця над горизонтом, так і погодних умов. В середньому до 70% усієї кількості енергії виробляється з 9 години ранку до 16 години вечора і за наявності навіть невеликої хмарності або серпанку потужність панелей падає в 2–3 рази. Якщо ж небо затягнуте суцільні хмари, то у найкращому разі ви зможете отримати 5–7% від максимальних можливостей геліосистеми.

За графіком енергоефективності сонячної батареї видно, що основна частка енергії, що генерується, припадає на час від 9 до 16 годин

З огляду на все вищесказане можна підрахувати, що для отримання 7 кВт×год енергії за ідеальних умов знадобиться масив панелей потужністю не менше 1 кВт. Якщо ж враховувати зменшення продуктивності, пов'язане зі зміною кута падіння променів, погодні фактори, а також втрати в акумуляторах та перетворювачах енергії, цей показник необхідно збільшити як мінімум на 50–70 відсотків. Якщо брати до уваги верхній показник, то для прикладу, що розглядається, буде потрібна сонячна панель потужністю 1.7 кВт.

Подальший розрахунок залежить від того, які фотоелементи використовуватимуться. Наприклад, візьмемо згадані раніше полікристалічні елементи 3?×6? (площа 0,0046 кв. м) з напругою 5 В і силою струму до 3 А. Щоб набрати масив фотоелементів з вихідною напругою 12 В і силою струму, що дорівнює 1 700 Вт/ 12 В = 141 А знадобиться з'єднати 24 елементи в ряд (послідовне з'єднання дозволяє підсумовувати напругу) і використовувати 141 А/3 А = 47 таких ряду (1128 пластин). Площа батареї при максимально щільному укладанні складе 1128 х 0.0046 = 5.2 кв. м

Для того щоб накопичити та трансформувати сонячну енергію у звичні 220 Вольт знадобиться масив акумуляторів, контролер заряду та підвищуючий інвертор

Для накопичення електрики використовуються акумулятори з напругою 12, 24 або 48 В, причому їх ємності повинно вистачати для того, щоб вмістити ті самі 7 кВт×год енергії. Якщо брати поширені 12-вольтові свинцеві батареї (далеко не найкращий варіант), то їх ємність повинна бути не менше 7 000 Вт×ч/12 В = 583 А×ч, тобто три великі акумулятори по 200 ампер-годин кожен. Слід враховувати, що ККД акумуляторних батарей становить не більше 80%, а також те, що при перетворенні напруги інвертором в 220 буде втрачатися від 15 до 20% енергії. Отже, доведеться докупити як мінімум ще один такий самий акумулятор для компенсації всіх втрат.

До питання можливості використання електричних сонячних панелей з метою опалення

Як ви вже могли, мабуть, помітити, словосполучення "сонячна батарея" або "сонячна панель" постійно згадується у контексті пристрою електричної природи. Зроблено це невипадково, оскільки так само часто називають і інші сонячні панелі або батареї - геоколектори.

Декілька геліоколекторів зможуть забезпечити будинок гарячою водою і візьмуть на себе частину витрат на опалення

Можливість прямого перетворення енергії сонячного випромінювання безпосередньо на тепло дозволяє значно підвищити продуктивність таких установок. Так, сучасні геоколектори з селективним покриттям вакуумних трубок мають ККД 70-80% і можуть використовуватися як в системах гарячого водопостачання, так і для обігріву приміщень.

Конструкція сонячного колектора з вакуумними трубками дозволяє мінімізувати теплопередачу у довкілля.

Повертаючись до питання про те, чи можна використовувати електричну сонячну панель для живлення опалювальних приладів, розглянемо, скільки тепла знадобиться, наприклад, для будинку в 70 кв. метрів. Виходячи із стандартних рекомендацій у 100 Вт тепла на 1 кв. м площі приміщення, отримаємо витрати 7кВт енергії на годину або приблизно 70 кВт×год на добу (адже обігрівальні прилади не будуть включені постійно).

Тобто 10 саморобних батарей загальною площею 52 кв. Уявляєте собі махину шириною, скажімо, 4 м і довжиною понад 13 м, а також блок із 12-вольтових акумуляторів сумарною ємністю 7200 ампер-годин? Така система не зможе навіть вийти на самоокупність до того, як буде вироблено ресурс акумуляторних батарей. Як бачите, говорити про доцільність застосування сонячних батарей з метою опалення поки що зарано.

Вибір місця для встановлення електричної геліопанелі

Вибирати місце, де буде встановлена ​​сонячна панель, необхідно ще на етапі проектування. Це може бути або звернений на південь схил даху, або відкритий майданчик на заміській ділянці. Друге, звичайно ж, краще з кількох причин:

• встановлену внизу сонячну батарею легко обслуговувати;
• землі простіше змонтувати поворотний пристрій;
• виключається додаткове навантаження на покрівлю та її пошкодження під час встановлення геліосистеми.

Місце встановлення електричної панелі повинно бути відкрито для сонячних променів протягом усього світлового дня, тому поруч не повинно бути дерев або будівель, тінь яких могла б падати на її поверхню.

Вибираючи місце для встановлення геліосистеми, обов'язково враховують можливість затінення сонячних батарей навколишніми предметами

Друга обставина, яка змушує шукати такий майданчик до початку збирання сонячної батареї, пов'язана з визначенням габаритів панелі. Збираючи пристрій своїми руками, ми можемо гнучко підходити до вибору його розмірів. У результаті можна отримати установку, яка ідеально впишеться в екстер'єр.

Приступаємо до виготовлення сонячної батареї своїми руками

Зробивши всі необхідні розрахунки та визначившись із місцем для встановлення сонячної батареї, можна приступати до її виготовлення.

Що знадобиться у роботі

Крім куплених фотоелементів, для будівництва електричної геліопанелі знадобляться такі матеріали:

• мідний багатожильний провід;
• припій;
• спеціальні шини для поєднання висновків фотоелементів;
• діоди Шоттки, розраховані на максимальний струм одного осередку;
• припій;
• дерев'яні рейки або алюмінієві куточки;
• фанера або OSB;
• ДВП або інший твердий листовий діелектричний матеріал;
• оргскло (можна використовувати полікарбонат, антивідблискові надпрозорі стекла або поглинаючі ІЧ-промені шибки товщиною не менше 4 мм);
• силіконовий герметик;
• саморізи;
• антибактеріальне просочення для дерева;
• Масляна фарба.

При виборі скла для сонячної батареї слід вибирати поглинаючі ІЧ-промені сорту з максимальним світлопропусканням та мінімальним світловідбиттям.

Для роботи знадобиться такий нехитрий інструмент:

• паяльник;
• ножівка або електролобзик;
• набір викруток або шуруповерт;
• малярські пензлі.

Якщо під сонячну панель споруджуватиметься додатковий кронштейн або поворотна опора, то, відповідно, список матеріалів та інструментів повинен поповнити дерев'яний брус або металеві куточки, сталевий пруток, зварювальний апарат тощо.

Інструкція з ходу робіт

Як приклад розглянемо процес спорудження електричної геліосистеми з сонячних елементів, що розглядаються вище, 3х6 дюйма з напругою 0.5 В і силою струму до 3А. Для заряду 12-вольтового акумулятора необхідно, щоб наша батарея видавала не менше 18 В, тобто знадобиться 36 пластин. Складання слід виконувати поетапно, інакше не уникнути помилок у роботі. Слід пам'ятати, що будь-які переробки, як і зайві маніпуляції з фотоелементами можуть призвести до їх пошкодження - ці пристрої відрізняються підвищеною крихкістю.

Для виготовлення повноцінної сонячної батареї знадобиться кілька десятків фотоелементів

Виготовлення корпусу

Корпус сонячної батареї є плоским ящиком, закритим з однією стороною фанерою, а з іншого - прозорим склом. Для виготовлення каркаса можна використовувати як алюмінієві куточки, так і дерев'яні рейки. Другий варіант простіший у роботі, тому для виготовлення своєї першої панелі рекомендуємо вибрати його.

Приступаючи до спорудження сонячної панелі, зробіть невеликий креслення - надалі це допоможе заощадити час та уникнути помилок із розмірами

З рейок перетином 20х20 мм збирають прямокутний каркас із зовнішніми розмірами 118х58 см, посилений однією поперечиною.

Корпус сонячної батареї є дерев'яним щитом з бортиками висотою не більше 2 см - в такому випадку вони не будуть затінювати фотоелементи

У нижніх торцях корпусу, а також у розпірній планці свердлять вентиляційні пристрої. Вони повідомлятимуть внутрішню порожнину з атмосферою, завдяки чому скло не запітнітиме з внутрішньої сторони. Після цього з листа оргскла вирізають прямокутник, що відповідає зовнішнім габаритам рами.

Виготовлені в рейках отвори служать для вентиляції внутрішнього простору панелі

Зворотний бік коробу зашивають фанерою або OSB. Корпус обробляють антисептиком і фарбують олійною фарбою.

Щоб захистити дерев'яний корпус від атмосферних впливів, його фарбують олійною фарбою.

За розміром внутрішніх порожнин корпусу вирізають дві підкладки для фотоелементів. Їх використання під час монтажу пластин не тільки зробить роботу зручнішою, а й зменшить ризик пошкодження крихкого скла. Для підкладок можна взяти будь-який щільний матеріал – ДВП, текстоліт тощо. буд. Головне, щоб він не проводив електричний струм і добре протистояв нагріванню.

Як підкладки для фотоелементів можна використовувати будь-який відповідний діелектрик, наприклад, перфоровану ДВП

Складання пластин

Складання пластин починають з розпакування. Нерідко для збереження фотоелементів їх збирають у стопку та заливають парафіном. У цьому випадку вироби занурюють у ємність із водою та підігрівають на водяній бані. Після того, як парафін буде розтоплений, пластини слід відокремити один від одного і добре просушити.

Видалення воску з пакета пластин краще проводити на водяній бані. Спосіб, який показаний на малюнку, зарекомендував себе не найкращим чином - при кипінні пластини починають вібрувати і ударятися один про одного

Фотоелементи розкладають на підкладці таким чином, щоб їх висновки були направлені у потрібну сторону. У нашому випадку всі 36 пластин з'єднуються послідовно – це дозволить «набрати» потрібні нам 18 В. Для простоти монтажу слід паяти по 6 пластин, отримуючи 6 окремих ланцюжків.

Перед паянням фотоелементи розкладають у ланцюжки потрібної довжини

Знаючи принцип формування сонячних панелей, ви зможете легко підібрати необхідну напругу та силу струму. Все дуже просто: спочатку збирається група послідовно з'єднаних пластин, яка дасть потрібну напругу. Після цього окремі блоки з'єднують паралельно - при цьому сумуватиметься їх сила струму. Таким чином можна отримати панель будь-якої потужності.

На струмопровідні доріжки фотоелементів наноситься припій і з допомогою малопотужного паяльника деталі з'єднуються друг з одним.

Купуючи дешевші фотоелементи без висновків, будьте готові до кропіткої роботи з паяння провідників

Зібравши всі шість груп, центр кожної пластини необхідно нанести краплю силіконового герметика. Потім ланцюжки фотоелементів розгортають та акуратно приклеюють до підкладки.

Для фіксації фотоелементів на підкладці використовують силіконовий герметик або гумовий клей.

До плюсового виведення кожного ланцюжка припаюють діод Шоттки - він захистить акумулятор від розряду через панель у темну пору доби або при сильній хмарності. Використовуючи спеціальну шину або мідне обплетення, окремі блоки з'єднують у єдиний ланцюг.

На схемі електричних підключень елементи сонячної панелі обведені пунктирною лінією

При послідовному з'єднанні плюсовий висновок має приєднуватися до мінусового контакту, а при паралельному - до однойменного.

Встановлення пластин у корпус

Зібрані на підкладці фотоелементи укладають у корпус і фіксують до фанери за допомогою шурупів. Окремі частини сонячної батареї з'єднують між собою мідним провідником. Його можна пропустити через один з вентиляційних отворів у поперечині - так не створюватиметься перешкод при встановленні скло.

До "плюсу" і "мінусу" припаюють багатожильний кабель, який виводять назовні через отвір у нижній частині корпусу - він знадобиться для підключення панелі до акумулятора. Для запобігання пошкодженню пластин кабель міцно фіксують до дерев'яної рами.

Після встановлення пластин усі навісні елементи фіксують за допомогою термоклею або герметика.

Зверху сонячну батарею накривають листом оргскла, яке кріплять за допомогою куточків або шурупів. Щоб захистити фотоелементи від вологи, між рамою та склом наносять шар силіконового герметика. На цьому збирання можна вважати закінченим - можна виносити сонячну батарею на дах і підключати до споживачів.

Після укладання та фіксації скляного покриття сонячна панель готова до роботи

Ефективність роботи сонячної батареї залежить від її орієнтації на сонці – максимальна потужність досягається при падінні сонячних променів під прямим кутом. Щоб підвищити продуктивність установки її розміщують на поворотному каркасі. Ця конструкція є дерев'яною або металевою рамою, встановленою на поворотній горизонтальній осі.

Для максимальної ефективності сонячна панель має бути зорієнтована на Сонце. Найкраще з цим завданням справляються автоматичні установки, які називають геліотрекерами.

Для повороту та фіксації рами можна використовувати як механічний привід (наприклад, ланцюгову передачу), так і підпірну планку зі ступінчастим регулюванням. Найбільш досконалі поворотні пристрої оснащують вузлом обертання у вертикальній площині та системою автоматичного стеження за Сонцем. Подібну апаратуру можна зібрати, використовуючи крокові двигуни та сучасний мікроконтролер, наприклад Arduino.

Будівництво геліотрекера в домашніх умовах - надзвичайно складне завдання, тому найчастіше умільці обходяться простим каркасом із похилою або зафіксованою рамою.

Підключення сонячної батареї до автономного електропостачання слід виконувати за допомогою контролера заряду. Цей пристрій не тільки правильно розподілить потоки електричної енергії, але й запобігатиме глибокому розряду АКБ, збільшуючи термін її експлуатації. Усі підключення, включаючи приєднання 220-вольтового інвертора, слід виконувати мідними проводами перетином не менше 3-4 кв. мм – це дозволить уникнути оммічних втрат енергії.

Контролер заряду сонячної батареї дозволить їй працювати з максимальною струмовіддачею та захистить акумулятори від надмірного розряду.

Насамкінець хотілося б порекомендувати стежити за сонячною батареєю не лише за індикаторами та стрілками приладів. Пам'ятайте, що забруднене скло може знизити продуктивність установки на 50% і більше. Не забувайте проводити регулярне прибирання, і зібрана своїми руками установка відплатить вам кіловатами абсолютно безкоштовною, а головне екологічно чистої енергії.

Відео: складання сонячної панелі своїми руками

Сьогодні немає жодних перешкод для збирання сонячної панелі своїми руками. Немає проблем ні з придбанням фотоелементів, ні з покупкою контролера чи перетворювача енергії. Сподіваємося, що ця стаття стане для вас відправною точкою на шляху до автономного будинку, і ви візьметеся за справу. Чекатимемо від вас питань, ідей та пропозицій щодо конструювання та покращення сонячних батарей. До нової зустрічі!

Схожі записи:

Схожі записи не знайдено.

Якщо ви вирішили зібрати сонячну панель самотужки, то ви швидше за все зіткнетеся з такою річчю, як паяння провідників на фотоелементи. Сам собою процес паяння шин на сонячні елементи є дуже кропітким, тому складним. Для того, щоб ваше прагнення використовувати альтернативні джерела енергії не зіткнулося з такою перешкодою, ви можете ознайомитися з основними аспектами правильної пайки провідників на елементи сонячної панелі.

Матеріали необхідні для паяння елементів:
1) сонячні елементи
2) тонкі плоскі провідники
3) паяльник
4) широкі плоскі провідники
5) флюс
6) припій

Розглянемо докладніше всі нюанси процесу паяння елементів сонячної панелі.

Найголовніше при цьому це не поспішати. Самі сонячні елементи дуже тонкі і тендітні, їх товщина залишає всього 0.2 мм, тому будь-яке надмірне зусилля або різкий рух може призвести до їхньої поломки.

У середньому на пайку однієї сонячної панелі, що складається з 36 елементів, йде близько двох днів часу. Тому якщо ви вирішили збирати цілі системи, що складаються з безлічі сонячних панелей, то всерйоз подумайте над кількістю часу витраченим на пайку провідників, можливо купувати сонячні елементи з вже готовими провідниками буде вам вигідніше.

Основною помилкою тих, хто вперше вирішив зібрати сонячну панель є те, що вони вважають достатнім придбати в магазині тільки самі сонячні елементи, а решту можна замінити аналогами радіодеталей, що продаються на місцевому ринку. Однак це бачення не зовсім вірно, в сонячних панелях використовуються плоскі провідники, які звичайними проводами замінювати не рекомендується, тому що знадобляться досить товсті дроти, а це означає великі витрати часу на паяння, не естетичний вигляд конструкції і до того ж, зайва жорсткість дроту може стати причиною поломки самого елемента.

Саме тому автор рекомендує замовляти комплект сонячних елементів вже з діодами, шинами, тонкими плоскими провідниками для паяння елементів та ширшими для з'єднання секцій між собою. Такий підхід заощадить як ваш час, так і гроші на доставку.

Також нам знадобиться паяльник потужністю 60-80 Вт. Якщо паяльник буде менш потужним, то швидше за все він швидше остигатиме через те, що велика поверхня сонячного елемента відбиратиме тепло, отже доведеться придавлювати паяльник і довше утримувати його на сонячному елементі. Це своє чергу може викликати поломку елемента чи його перегрів. Як припой автор рекомендує використовувати дротяне олово, можна навіть з каніфоллю. Як флюс підійде будь-який безкислотний для паяння радіоелектроніки, але бажано використовувати той, який не вимагає промивання і залишає менше жирних слідів.

Після того, як усі необхідні інструменти та комплектуючі були зібрані, можна приступати до підготовки до паяння сонячних елементів. Для початку необхідно нарізати пласкі провідники. Довжину провідників необхідно розрахувати так, щоб вона була трохи коротша за ширину сонячного елемента. Таким чином, при використанні сонячних елементів розміром 78 на 156 мм довжина провідника повинна становити 146 мм, враховуючи зазор 5 мм між елементами. Розподіл провідника по елементу йде наступним чином: 78 мм припаюється до лицьової частини елемента, 5 мм залишає на проміжок між ними, а 63 мм припаюється до трьох контактів розташованим на тильній стороні елемента.

Досить зручно робити нарізку провідників за допомогою товстого картону. Береться два листи картону шириною 63 мм і товщиною 5 мм, вони складаються разом, а потім на них намотується провідник. Потім картон розсувається і з одного боку провідник розрізається ножицями.

Так само слід зауважити, що при паянні елементів 6 на 6, з метою економії, допустимо паяти шину не по всій довжині, а частину, що залишилася, просто залудити.

Однак запам'ятайте від того наскільки якісно будуть припаяні провідники сильно залежатиме ККД всієї сонячної батареї.

Після нарізки провідника можна розпочинати підготовку елементів для паяння. Зазвичай лицьова торона елементів є мінусом, а тильна плюсом. тому по всій довжині контактного майданчика лицьового боку вона промазується флюсом.

Потім плоский провідник прикладається та фіксується паяльником. Лудити контакт не обов'язково, тому що на лицьовій стороні контакти срібні, а на самій шині є тонкий шар олова. Головне щоб шина міцно припаялася до контактів і добре трималася, інакше слід все-таки лудити.

Після цього плавним рухом припаюється провідник зі зворотного боку елемента, головне стежити, щоб у процесі сам елемент не перегрівався.

Ці дії необхідно виконати з кожним елементом, після чого починати паяння їх у загальний ланцюг. Стандартно прийнято з'єднувати елементи послідовно від плюса до мінуса в один ланцюжок, таким чином напруга всіх елементів підсумовується, а струм залишається незмінним.

Нижче наведена схема паяння елементів у загальний ланцюг:

Після того, як ви визначилися з підсумковою формою сонячної панелі, слід розмістити елементи в кілька рядів на робочій поверхні тильною стороною вгору.

Є кілька моментів, які допоможуть вам зафіксувати елементи під час паяння, щоб наприкінці панель мала гарний та акуратний вигляд. Краї сонячних елементів можна прихопити скотчем, який просто зрізається канцелярським ножем. Для того, щоб відстань між елементами була однакова, ви можете скористатися будівельними хрестиками, які зазвичай використовуються для укладання плитки, ці хрестики забезпечать зазор в 2-5 мм.

Найкраще зробити цілий макет із фанери, на яку приклеюються хрестики.