Как в домашних условиях изготовить солнечную батарею: как сделать в домашних условиях, самодельная панель, как смастерить самому из пивных банок и других подручных средств, пошаговая инструкция

Содержание

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

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

Особенности и разновидности устройства

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

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

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

Существует такие три основных варианта кремния, как:

  • монокристаллы;
  • поликристаллы;
  • аморфное вещество.

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

Несомненным преимуществом монокристаллического кремния является очень высокий КПД

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

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

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

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

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

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какие инструменты понадобятся?

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

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

Как изготовить?

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

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Последовательность соединения является следующей:

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендации по эксплуатации

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

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

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

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

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

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

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

Полезные советы

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

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

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

Солнечная батарея своими руками. Изготавливаем дома.

Идея перехода на альтернативное электроснабжение будоражит ума многих умельцев. Выгода от такого действия действительно очень ощутима, особенно если жить приходится в отдаленных участках или в местах, где перебои с электричеством обычное дело. В настоящий момент приобрести солнечную батарею довольно просто. Солнечная батарея своими руками — еще одна мысль, многих умельцев.

Для покупки необходима определенная сумма денег и только. Вопрос в том, какая именно потребуется сумма, и не потянет ли такая покупка ко дну весь семейный бюджет. Изготовление солнечных батарей в домашних условиях может послужить отличнейшим выходом для тех, кто твердо решил перейти на альтернативный вид энергии, но не готов выкладывать десятки кровно заработанных за готовый комплект солнечных панелей.

Выбор между ценой и качеством

Многие могут сразу возразить, что качество и технология домашних работ намного ниже заводских, и в какой-то мере будут правы. Изготовить в подобных условиях цельную алюминиевую раму или точно подогнанное стекло будет трудновато, но главная идея это выработка батарей электрического тока, а красота и эстетика внешней оболочки дело второе.

Самый основной элемент, который представляет собой кремниевые солнечные пластины, изготовлению в домашних условиях, конечно, не подлежит, а вот вся остальная начинка в виде проводов и предохранителей поддается самостоятельному конструированию.

Солнечная батарея своими руками — с чего начать проектирование автономного источника?


Что же необходимо для того чтобы изготовлению солнечных батарей ничего не помешало, и вся сборка прошла, что называется, «как по маслу». На первом этапе необходимо выбрать расчетную мощность солнечных батарей. Для этого потребуется владение нехитрыми математическими навыками.

Каждый электрический прибор в доме имеет свои параметры потребления. Их нетрудно найти в технической документации, которая поставляется вместе с устройством. Если таковых документов не имеется, то не трудно отыскать в интернете похожий прибор того же производителя и посмотреть потребление данным источником.

Оценив свои потребности в электричестве, стоит подумать о том, какие приборы будут включаться одновременно, какие периодически, а какие будут работать постоянно. Такой подход позволит в дальнейшем избежать полной разрядки аккумуляторов за довольно быстрый период.

Следует также учитывать, что солнечные батареи по своей природе выдают максимальное значение не так часто, как этого хотелось бы. Поэтому если накинуть в своих расчетах несколько солнечных модулей про запас, это позволит не испытывать дефицита в выработке электричества.

Подготовка всех необходимых элементов

После окончания теоретических расчетов можно переходить к покупке самых главных участников всего мероприятия – солнечным модулям. Лучшим вариантом будет покупка таких устройств в специализированном магазине, так как есть возможность самому убедиться в качестве и сохранности приобретения. Заказывая такие хрупкие элементы по почте или через интернет, существует огромная вероятность приобретения бракованного или испорченного в процессе пересылки материала.

Купив автономные модули, начинаем сбор необходимых составляющих для изготовления батарей. Технология сборки не такая сложная, как может показаться на первый взгляд. Для этого понадобятся:

  • солнечные преобразователи,
  • конвертер,
  • аккумуляторы,
  • контроллер,
  • несколько деревянных досок,
  • несколько квадратных метров ДВП или фанеры,
  • столько же метров оргстекла,
  • герметик,
  • саморезы,
  • краска,
  • провода.

Изготовлению солнечной батареи предшествует определение размера каждой отдельной батареи. В принципе, размер может быть любой и зависит только от удобства изготовления и последующего монтажа на фасад или крышу дома.

Воплощение задуманного.

Технология сборки альтернативных панелей заключается в следующем. Первым делом собирается корпус будущей батареи. Он напоминает деревянный поддон с отверстиями на обратной стороне. Вентиляция необходима не только для охлаждения батарей, но и для предотвращения конденсации влаги внутри закрытого пространства.

Чтобы максимально обезопасить начинку солнечных батарей все стыки промазываются герметиком, что бы исключить попадание влаги во время осадков.

Собирать сами солнечные элементы удобнее всего на токонепроводящим каркасе и затем уже в собранном виде устанавливать в корпус устройства. Соединение всех элементов лучше всего производить в последовательном виде. Такое соединение обеспечивает наилучшую производительность.

На конечном этапе изготовления солнечной батареи,  производится установка защитных устройств, для предотвращения разряда аккумулятор в темное время суток от самих батарей и установка лицевого стекла на собранную конструкцию.

Количество таких батарей зависит от выбранной мощности и доступного свободного места для их установки. Последующая схема собирается, так же как и в обычных солнечных установках.

Позиционирование модулей

Немаловажным аспектом является размещение  готовых панелей. Оптимальным местом размещения станет крыша здания. Такой вариант позволит батареям находиться максимальное время под действием солнечных лучей, а значит функционировать на полную мощность.

Если же по каким либо причинам подобное размещение невозможно, придется размещать установки на стенах. Для такого крепления стоит выбрать солнечную сторону, которая наибольшее количество времени находится под действием солнечных лучей. Лучше соорудить конструкцию, позволяющую расположить панели под углом к стене, что позволить батарее в большей степени воспринимать свет.

Не стоит забывать о том, что в дальнейшем устройство придется обслуживать, поэтому расположение на стене в этом плане конечно удобнее, но производительность ниже, чем у крышной установки. Поэтому решение данного вопроса ложится полностью на плечи владельца автономного источника.

Универсальность солнечной энергетики — солнечная батарея своими руками

Технология домашнего изготовления поможет значительно сэкономить денежные затраты, к тому же солнечная батарея своими руками будет не только радовать своим прямым назначением, то есть выработкой электрического тока, но и самой мыслью о том, что удалось приручить солнечную энергию своими руками, почти не выходя из дома.

Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?

Даже если не получится создать полностью автономное устройство, которое будет обеспечивать весь дом, такое изобретение всегда можно приспособить для решения локальных небольших задач. К примеру, небольшой батареи хватит для зарядки переносных электроприборов, таких как телефон или ноутбук.

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

Сегодня на рынке доступно большое количество солнечных батарей, некоторые обещают зарядить ваш телефон, в то время как у других достаточно энергии для зарядки ipad. Они стали вполне доступными и портативными. Однако у всех них есть один существенный недостаток, и он связан с тем, как зарядная схема в телефоне и планшете заряжает свою внутреннюю батарею.

Итак, вы нашли идеальную солнечную панель, которая имеет идеальный USB-разъем для вашего телефона, установили его под яркое солнце, и телефон заряжается, как и ожидалось. Однако, если вы не живете в пустыне, в небе всегда есть вещи, которые разрушат вашу идеальную систему зарядки. Это облака, птицы, дрожащие деревья или даже пролетающие самолеты. Зарядная цепь телефона оснащена защитой и когда она обнаруживает падение напряжения в источнике питания, он начинает считаться ненадежным, а она отключает его от внутренней батареи.

Тем не менее, для источников солнечной энергии на даче внезапные прерывания питания происходят постоянно. Достаточно просто пройти мимо кого-нибудь и бросить тень на солнечную панель, чтобы отключить процесс зарядки. Несмотря на то, что вы купили идеальную систему, вы можете вернуться через час и обнаружить, что телефон не заряжается. А иногда, что еще хуже, телефон запускает свои цепи, чтобы заблокировать колеблющийся источник питания и это на самом деле в конечном итоге использует еще больше заряда от батареи.

Данная инструкция о том, как сделать солнечную батарею в домашних условиях для хранения избыточного заряда при полном солнечном освещении и использовать этот избыточный заряд для того, чтобы выждать время, когда на панели есть тень. Я разработал систему для работы с 12 В, потому что это нормальное напряжение для обычных коммерческих солнечных панелей, с которыми можно работать.

Основные характеристики для моей схемы:

  • Номинальное напряжение ……………. 13,0 В
  • Емкость аккумулятора …………….. 3,3Ач
  • Энергетическая мощность……..> 40Wh
  • Химия аккумуляторов …………… LiFePO4
  • Максимальный ток зарядки ……….. 3А
  • Максимальный ток разряда …… 7А (непрерывный)
  • Импульсный ток разряда …. 27А (10сек)
  • Напряжение падения заряда … 1 В
  • Напряжение полного заряда ………… 14,4 В

Выходная мощность батареи оказалась намного более мощной, чем я первоначально ожидал, и она была достаточно мощной, чтобы питать небольшой инвертор для работы фар и других небольших приборов.

Химия LiFePO4 аккумуляторов выбрана потому, что она хорошо сочетается с выходным напряжением солнечной панели, а также за ее отличные характеристики мощности и длительный срок службы. Хорошая батарея должна обеспечивать более 1000 циклов зарядки.

Материалы, которые вам понадобятся для изготовления солнечных батарей:

Для батареи:

  • 4 ячейки LiFePO4, приобретите их как предварительно собранный аккумулятор, либо соберите свой собственный
  • 1x 12V LiFePO4 схема защиты аккумулятора. Я использую PCM-LFP7A4S из-за низкого потребления тока холостого хода

Для контроллера заряда аккумулятора:

  • TL431 — Ленточный регулятор
  • VN2222 — Может быть заменен на любой слабый N-канальный MOSFET
  • 2x красных светодиода — тип не важен
  • LTV-816 — Оптический изолятор с выходом BJT, может быть заменен на аналогичный
  • IRF9Z24N — Мощный МОП-транзистор с каналом P-типа, для уменьшения потерь, можно использовать устройство большего тока.
  • диод Шоттки 2А — здесь будет работать любой диод с низким прямым напряжением
  • Потенциометр на 100К
  • Резисторы: 4,7 кОм, 100 кОм, 510 кОм и 1 кОм. Обычные 1/8 Вт работают нормально, или выберите SMD, если вы предпочитаете их

Разъемы:

Я использую обычный 5-миллиметровый цилиндрический разъем для подключения питания к солнечной панели и автомобильный разъем для выхода

Измеритель мощности:

Amazon продает несколько светодиодных или жидкокристаллических измерителей напряжения по довольно низкой цене, любой из которых будет работать нормально.

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.

Собираем каркас

Теперь приступим к решению вопроса: «Как собрать солнечную батарею собственного производства?».

Первое, что делают, когда изготавливают самодельные солнечные батареи, – создают своеобразную защитную оболочку – корпус. Сделать его можно при помощи уголков из алюминия или деревянных брусков. Если будет использоваться металлическая основа, то на какой-то из полок нужно будет при помощи напильника снимать фаску под углом в 45 градусов, вторая же полка будет отражаться под таким же углом. Детали каркаса, которые отрезаны, нужно будет скрутить, используя угольники, которые изготовлены из такого же материала. Когда рама будет готова, к ней при помощи силикона нужно приклеить специальное защитное стекло.

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.

Варианты модулей для самостоятельной сборки

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

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

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

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

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

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).

Установка панелей

Как правильно крепить панели и где их устанавливать? Ответы на эти вопросы зависят от конструкции СБ и от возможностей их владельца. Единственное, о чем должны позаботиться все без исключения – это о соблюдении угла наклона. Для каждого региона этот угол будет свой, а зависит он напрямую от широты местности.

В таблице представлены оптимальные рекомендации. И если угол наклона не планируется изменять в течение года, то можно просто следовать ее данным. Смена этого параметра хотя бы 2 раза в год поможет значительно увеличить КПД батареи.

В среднем зимой угол наклона должен быть на 10°…15° выше оптимального значения, летом – на такую же величину – ниже. Статистические данные по солнечной энергии в различных городах можно посмотреть в разделе FORUMHOUSE.

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

Подбор и пайка солнечных элементов

Геопанель должна работать при температуре 70-90 градусов. Но контролировать данный показатель бывает непросто. Именно поэтому в раме потребуется проделать отверстия для вентиляции. Их диаметр приблизительно 10 мм. Элементы для батареи придется спаять самому.

Для приобретения набора элементов для пластин потребуется потратить определенную сумму. Но в итоге все равно выйдет дешевле, чем те варианты, что выпускает Мариуполь и другие заводы. Это кремниевые пластины, способные перерабатывать солнечную энергию в электричество. Для их производства используется поликристаллический кремний.

Пайка деталей включает такие этапы:

  1. Проводники необходимо нарезать согласно заготовкам;
  2. Элементы устанавливаются на нужных местах;
  3. На контакты наносят припой и кислоту;
  4. Дальше происходит фиксация проводников;
  5. Затем начинают паять.

Перед работой стоит учесть, что перевертывать сваренную конструкцию бывает непросто. Именно с этой целью сначала спаиваются элементы, а затем ряды. На крайних элементах делают шину на минус и плюс. Выводящая проводка оснащается изоляцией. Наружная сторона рамы оборудована клеммой.

Если возникают трудности при пайке, то можно обработать контакты нулевой наждачной бумагой.

Дальше необходимо прикрепить панели к основанию. Здесь пригодится силиконовый герметик. Силикон соединяет все элементы и провода с основанием.

После соединения элементов следует проверить их работоспособность. Для этого используют тестер. Оптимальные показатели прибора – 17-19 Вт. Данное мероприятие проводят несколько дней и только после этого переходят к герметизации.

На раму наносят герметик и монтируют оргстекло. Нужно выделить время, чтобы силикон высох. К раме оргстекло прикрепляется с помощью саморезов. Все швы также необходимо заполнить герметиком.

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.

Рекомендации по монтажу и эксплуатации

Эффективность работы солнечной батареи зависит от её ориентации на солнце — максимальная мощность достигается при падении солнечных лучей под прямым углом. Чтобы повысить производительность установки, её размещают на поворотном каркасе. Эта конструкция представляет собой деревянную или металлическую раму, установленную на поворотной горизонтальной оси.


Для максимальной эффективности солнечная панель должна быть сориентирована строго на Солнце. Лучше всего с этой задачей справляются автоматические установки, называемые гелиотрекерами

Для поворота и фиксации рамы можно использовать как механический привод (например, цепную передачу), так и подпорную планку со ступенчатой регулировкой. Наиболее совершенные поворотные устройства оснащают узлом вращения в вертикальной плоскости и системой автоматического слежения за Солнцем. Подобную аппаратуру можно собрать, используя шаговые двигатели и современный микроконтроллер, например, Arduino.

Постройка гелиотрекера в домашних условиях — чрезвычайно сложная задача, поэтому чаще всего умельцы обходятся простым каркасом с наклонной или зафиксированной рамой

Подключение солнечной батареи к системе автономного электроснабжения следует выполнять посредством контроллера заряда. Это устройство не только правильно распределит потоки электрической энергии, но и предотвратит глубокий разряд АКБ, увеличивая срок её эксплуатации. Все подключения, включая присоединение 220-вольтового инвертора, следует выполнять медными проводами сечением не менее 3–4 кв. мм — это позволит избежать оммических потерь энергии.


Контроллер заряда солнечной батареи позволит ей работать с максимальной токоотдачей и предохранит аккумуляторы от чрезмерного разряда

Напоследок хотелось бы порекомендовать следить за солнечной батареей не только по индикаторам и стрелкам приборов. Помните о том, что загрязнённое стекло может снизить производительность установки на 50% и более. Не забывайте проводить регулярную уборку, и собранная своими руками установка отплатит вам киловаттами совершенно бесплатной, а главное, экологически чистой энергии.

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.

Солнечные элементы 52х19мм 0.14 W

ВНИМАНИЕ!!! 

Минимальное количество отправляемых солнечных элементов 10 штук одного размера

==============================================================

Солнечные элементы 52х19мм 0.14 W для сборки солнечной батареи — солнечные фотоэлементы из поликристаллического кремния для сборки солнечной батареи, ток до 0.28А, напряжение 1 элемента 0.5 вольт, размер элемента 52х19 миллиметров, эффективность 17.4%.

==============================================================

Описание солнечных элементов 52х19мм 0.14 W из поликристаллического кремния

 Солнечные элементы из поликристаллического кремния (52*19мм) предназначены для сборки солнечной батареи в домашних условиях своими руками.

Солнечные батареи собранные  из поликристаллического кремния сохраняют работоспособность даже в пасмурную погоду, с некоторым уменьшением мощности.

ЧТО ИЗ ЭТИХ ЭЛЕМЕНТОВ МОЖНО СДЕЛАТЬ?

Из солнечных фотоэлементы поликристаллического кремния 52*19мм можно в домашних условиях изготовить солнечную батарею мощностью от 0.4 до 5W и более.

Изготовление солнечной батареи в домашних условиях по силам практически 
любому радиолюбителю, «кулибину», или человеку который любит мастерить всё 
своими руками.

И по финансовым затратам солнечная панель собранная своими руками на порядок 
дешевле промышленной солнечной батареи.

К тому же при проектировании, расчёте и сборке солнечной батареи можно учесть 
все технические нюансы и личные потребности, в любом конкретном случае.

 ==============================================================

Характеристики солнечных элементов 52х19мм 0.14 W из поликристаллического кремния:

Размер одного солнечного элемента составляет 52х19мм

Средняя мощность (Ватт): 0.14 Wp

Средний ток (А): 0.28 Imax

Среднее напряжение (В): 0.5 Vmax

Эффективность, КПД (%): 17.6%

Один элемент имеет среднюю мощность 0.14W рабочее напряжение – 0.54В при нагрузке до 0.28A.

 ==============================================================

Применение солнечных элементов 52х19мм 0.14 W из поликристаллического кремния

Для самостоятельной сборки солнечной батареи мы так же предлагаем аксессуары для изготовления солнечных батарей:

луженая медная шина для пайки 1.8 мм

флюс-карандаш для пайки

Из 3 солнечных фотоэлементов 52х19мм 0.14 W, при последовательном соединении, Вы получите источник энергии 1.5В при нагрузке до 0.28A (0.4W).

Это позволит Вам заряжать любые аккумуляторы напряжением 1.2В (типа AA и AAA) – средним током 0.28A.

Из 12 солнечных элементов можно собрать солнечную батарею 1.4W (5V — 0.28A) – подходит для обеспечения электропитания, освещения и зарядки различных устройств с рабочим напряжение 5В — любое устройство, которое питается или заряжает свои аккумуляторы через USB-порт.
Питание и зарядка любого мобильного устройства, сотовые телефоны и КПК, фото и видео камеры, MP3 и MP4 плееры, GPS-навигаторы, игровые консоли типа SONY PSP, совместим с большинством сотовых телефонов, а также iPhone, Ipad и другими продуктами Apple, зарядка всех типов аккумуляторов AA, AAA, Li-Ion, Li-Pol с помощью зарядного устройства (приобретается отдельно).

Из 36 фотоэлементов можно собрать солнечную батарею 5W (18V — 0.28A), что позволяет подключать любое устройство, которое питается или заряжает свои аккумуляторы от автомобильного прикуривателя 12 – 24 вольта. А так же позволит Вам заряжать любые аккумуляторы напряжением 12В.
Собранные таким образом солнечной батареи сохраняют работоспособность даже в пасмурную погоду, с некоторым уменьшением мощности.

 ============================================================

У нас вы всегда можете купить или заказать

  • Фотоэлементы, солнечные элементы любых размеров и мощности
  • Солнечные батареи, солнечные панели водонепроницаемые, ударопрочные
  • Широкий ассортимент аксессуаров для самостоятельной сборки солнечных батарей
  • Измерительные, диагностические цифровые приборы
  • Мобильные зарядные устройства от батареек или аккумуляторов
  • Мобильные источники питания на солнечных батареях
  • Аккумуляторы Ni-MH, LI-PO и LI-ION 
  • Преобразователи напряжения – 12/24В- 220 вольт – инверторы
  • Повышающие, понижающие, стабилизированные, преобразователи напряжения
  • Светодиоды, светодиодное освещение, светодиодное оборудование
  • Электронные гаджеты на солнечных батареях
  • Светодиодное освещение для автомобиля

 

У нас выгодно покупать, потому что:

Индивидуальный подход к каждому клиенту
Предусмотрена гибкая система скидок
Техническая поддержка наших клиентов
Бесплатные консультации по телефону

Будем рады ответить на Ваши вопросы, в любой день, кроме субботы, с 9 до 21 часов

Изготовить солнечную батарею в домашних условиях. Солнечные батареи своими руками. Устройство солнечной батареи. Как сделать солнечную батарею для дома или дачи. Эффективность солнечных батарей

Люди уже давно задумываются над тем, как можно получить электрическую энергию благодаря солнцу. Тогда возникает вопрос: «Как сделать солнечный коллектор?». Ведь если в доме у вас полно электрических приборов, это очень экономно. Особенно летом, когда солнце стоит круглый день. Вы можете сами сделать свою солнечную батарею, и на это не уйдет много денег – будет стоить 300–400 долларов. Взамен получите постоянный источник электроэнергии. Вам больше не придется беспокоиться о том, что ее отключат, и вы не сможете пользоваться электроприборами. Итак, чтобы разобраться, как сделать солнечную батарею, надо понять принцип ее работы. Тем более, если монтировать солнечную батарею придется в домашних условиях.

По сути, солнечная батарея делает из получаемой от солнца энергии электрическую, благодаря специальным фотоэлектрическим преобразователям.

Весь суть работы основана на фотоэлектрическом эффекте. На фотоэлементы попадает свет от солнца, тем самым он выбивает незанятые электроны из последних орбит каждого из атомов, которые находятся на пластине из кремния. Затем этот свет становится переменным током, которым можно электрифицировать дом.

Принцип самостоятельного изготовления солнечной батареи

Так как самому сделать солнечную батарею? Чтобы изготовить гелиосистему своими руками, нужны:

  • Алюминиевый или деревянный каркас
  • Подложка, сделанная из ДВП
  • Обычное стекло или оргстекло
  • Диоды и проводники
  • Фотоячейки

Только одна самодельная солнечная батарея будет иметь около 36 элементов и для каждого нужно будет напряжение равное 0,5 вольт. Получается 18 вольт на одну солнечную панель.

Кстати, по причине хрупкости панели с ними нужно обращаться как можно аккуратней и по этой же причине желательно купить на несколько штук больше, дабы дома были запасные, если вдруг что-то случится.

Преимуществом самостоятельной сборки солнечной батареи является то, что вы можете сделать основу, а потом к ней уже добавлять мощность, закупая дополнительные элементы.

Большие батареи ни к чему, так как появятся сложности в их установке, выборе угла наклона. Тем более они, скорее всего, будут улавливать ветер, а это крайне небезопасно.

И, кстати, учтите, что 220 вольт обеспечить от солнца никак не сможете потому, что для этого потребуется батарея огромных размеров. Одна пластина сможет дать ток, напряжение которого будет составлять 0,5 В. Идеальный вариант – это если солнечный коллектор будет обладать напряжением 18 вольт, но для этого потребуется рассчитывать количество фотоэлементов. Изготовление солнечных панелей – труд не простой, но и не сложный. В данном случае нас интересует плоский солнечный коллектор.

Собираем каркас

Теперь приступим к решению вопроса: «Как собрать солнечную батарею собственного производства?».

Первое, что делают, когда изготавливают самодельные солнечные батареи, – создают своеобразную защитную оболочку – корпус. Сделать его можно при помощи уголков из алюминия или деревянных брусков. Если будет использоваться металлическая основа, то на какой-то из полок нужно будет при помощи напильника снимать фаску под углом в 45 градусов, вторая же полка будет отражаться под таким же углом. Детали каркаса, которые отрезаны, нужно будет скрутить, используя угольники, которые изготовлены из такого же материала. Когда рама будет готова, к ней при помощи силикона нужно приклеить специальное защитное стекло.

Делаем спайку пластин

Первое, что при этом нужно знать, – это то, что напряжение повышается при последовательном соединении, а ток, соответственно, при параллельном.

Кремниевые пластины нужно будет выложить на стекло так, чтобы между ними осталось небольшое расстояние – примерно 5 мм с каждой из сторон. Это нужно, чтобы не допустить расширения компонентов при температурном нагреве, так как нет радиатора. У преобразователей есть две дорожки – это, соответственно, плюс и минус. Детали придется соединить последовательным образом в одну цепь. Проводники с последних радиодеталей нужно будет вывести на общую шину.

Чтобы батарея не разряжалась ночью сама, желательно установить диод Шоттки 31DQ0 на средний контакт.

Когда все элементы будут спаяны, проверьте показатель напряжения, который будет на выходе, мультиметром. Оно должно быть не менее 18–19 вольт.

Диодная солнечная батарея

Изготовление солнечных батарей в домашних условиях не ограничивается одним способом. Можно получать энергию от солнца при помощи диодов Д223Б. Они хороши, благодаря высокому вольтажу и стеклянному корпусу.

Как сделать:

  1. Все радиодетали нужно сложить в специальную емкость и залить их ацетоном, где-то на несколько часов.
  2. Затем найдите неметаллическую пластину и разметьте ее для будущих компонентов, которые будут составлять источник питания.
  3. Используя мультиметр, отыскиваем плюс на каждом диоде и слегка загибаем его. Важно, чтобы диоды впаивались в вертикальном положении, таким образом удастся получить значительно большее напряжение генерации.

Вот так, в три этапа можно сделать солнечный коллектор своими руками.

Солнечная батарея из фольги

Как делается солнечная батарея из диодов, теперь понятно. Ещё хороший способ: можно сделать батарею из фольги. Но ее мощность будет ниже, чем у предыдущих методов.

Инструкция:

  1. Потребуется медная фольга площадью 45 кв. см. Ее нужно обезжирить.
  2. При помощи наждачной бумаги избавьтесь от оксидной пленки.
  3. Теперь нужно положить фольгу на горелку, мощность которой должна быть менее 1,1 кВт. Необходимо нагревать, пока не начнут появляться красно-оранжевые пятна.
  4. После этого нагревать нужно еще в течение получаса, чтобы образовалась оксидная пленка нужной толщины.
  5. Затем прожарку нужно остановить и дать остыть листу вместе с печкой.
  6. Остатки удалить проточной водой, но не сгибая лист
  7. Обрежьте с пластиковой бутылки объемом 2–2,5 литра горло и поместите туда два куска фольги. Они не должны соединяться. Закрепляются они специальным зажимом типа «Крокодил».
  8. К обработанному куску пойдет минус, а к другому – плюс.
  9. Теперь туда нужно залить раствор из соли. Его уровень должен быть чуть ниже верхней кромки электродов – примерно на 2,5 см. Готовится он из 2–4 столовых ложек соли.

Самодельная солнечная панель – это отличный выход. И как можно заметить, имеется много способов ее изготовить: солнечная батарея из транзисторов, солнечный коллектор из алюминиевых банок, из фольги, из диодов. И это еще далеко не все. Собирать совсем несложно, если понимать принцип ее работы. Она, конечно, не сможет запитать целый дом или дачу, но в качестве дополнительного аккумулятора для зарядки телефона или другой мелкой техники вполне подойдет. Изготавливая солнечную батарею в домашних условиях, будьте очень аккуратны и четко соблюдайте все инструкции.

Комфортность проживания в домах и квартирах современного человека с годами требует все большего количества электроэнергии. Но в современных условиях себестоимость каждой единицы электроэнергии неуклонно повышается, что, соответственно, сказывается и на затратах. Поэтому вопрос о переходе на альтернативные источники электроэнергии является наиболее актуальным. Одним из способов обеспечить независимость в получении электроэнергии является возможность применять для этих целей солнечные батареи для дома.

Эффективная альтернатива или всеобщее заблуждение?

Разговоры об автономном питании бытовых приборов и освещении в домах с использованием солнечной энергии ведутся еще с середины прошлого века. Развитие технологий и всеобщий прогресс позволили приблизить эту технологию к обыкновенному потребителю. Утверждение о том, что использовать солнечные батареи для дома станет довольно эффективным способом замены традиционных энергосетей, можно было бы считать бесспорным, если бы не пара существенных «но».

Основным требованием эффективности использования гелиевых батарей является количество солнечной энергии. Устройство солнечной батареи позволяет эффективно пользоваться энергией нашего светила только в регионах, где большую часть года солнечно. Необходимо также принимать во внимание и широту, на которой монтируются солнечные батареи, — чем выше широта, тем меньшей силой обладает луч солнца. В идеале можно добиться эффективности около 40%. Но это в идеале, а на практике все несколько иначе.

Следующий момент, на который стоит обратить внимание, — необходимость использования достаточно больших площадей, позволяющих смонтировать автономные солнечные батареи. Если батареи планируется размещать на дачном участке, загородном доме, коттедже, то здесь проблем не будет, а вот живущим в многоквартирных домах думать об этом придется серьезно.

Солнечная батарея — что это такое?

Устройство солнечной батареи основано на способности фотоэлементов преобразовывать солнечную энергию в электричество. Соединенные в общую систему, эти преобразователи создают многоячеистое поле, каждая ячейка которого под воздействием солнечной энергии становится источником электрического тока, который затем аккумулируется в специальных устройствах — аккумуляторах. Разумеется, что мощность такого устройства тем выше, чем больше данное поле. То есть чем больше в нем фотоэлементов, тем большее количество электроэнергии оно способно произвести.

Но это не значит, что только огромные площади, на которых возможна установка солнечных батарей, могут обеспечить необходимой электроэнергией. Существует множество гаджетов, которые имеют возможность работать не только от привычных всем автономных источников питания — батареек, аккумуляторов — но и использовать энергию солнца. В конструкции таких приборов вмонтированы портативные солнечные батареи, дающие возможность как подзаряжать устройство, так и работать автономно. Например, обычный карманный калькулятор: в солнечную погоду, положив его на стол, можно обеспечить подзарядку батареи, что продлевает срок ее службы на долгие годы. Существует масса различных устройств, где такие батареи используются: это и ручки-фонарики, и фонарики-брелоки и т. д.

На дачных и загородных участках в последнее время стало модным использовать для освещения фонарики на солнечных батареях. Экономичное и несложное устройство обеспечивает освещение вдоль садовых дорожек, на террасах и во всех необходимых местах, используя электроэнергию, накопленную в светлое время суток, когда светит солнце. Экономные лампы освещения способны расходовать эту энергию достаточно долгое время, что и обеспечивает большой интерес к таким устройствам. Освещение на солнечных батареях используется и в домах, коттеджах, а также подсобных помещениях.

Типы автономных солнечных батарей

Существует два типа преобразователей солнечной энергии, обусловленных устройством самой батареи, — пленочные и кремневые. К первому виду относятся тонкопленочные батареи, в которых преобразователи представляют собой пленку, изготовленную по особой технологии. Еще их называют полимерными. Такие батареи устанавливаются в любом доступном месте, но обладают несколькими недостатками: им нужно много места, низкий коэффициент полезного действия и при даже средней облачности их энергоэффективность падает на 20 процентов.

Кремневый тип солнечных батарей представлен монокристаллическими и поликристаллическими устройствами, а также аморфными кремниевыми панелями. Монокристаллические батареи состоят из множества ячеек, в которых встроены кремневые преобразователи, соединенные в общую схему и заполненные силиконом. Просты в эксплуатации, с высоким (до 22%) КПД, водонепроницаемые, легкие и гибкие, но для эффективной работы требуют прямого солнечного потока. Облачная погода может стать причиной полного прекращения выработки электроэнергии.

Поликристаллические батареи от монокристаллических отличаются количеством преобразователей, размещенных в каждой ячейке и установленных разнонаправленно, что обеспечивает их эффективную работу даже при рассеянном свете. Это наиболее распространенный вид батарей, которые применяются и в городских условиях, хотя их КПД несколько ниже, чем у монокристаллических.

Аморфные кремниевые источники питания, несмотря на свою низкую энергоэффективность — около 6%, тем не менее считаются более перспективными. Они поглощают солнечный поток в двадцать раз больше, чем кремниевые, и намного эффективнее в пасмурные дни.

Все это промышленные устройства, которые имеют свою — и в настоящее время не очень демократичную — цену. А возможно ли собирать солнечные батареи своими руками?

Общий принцип выбора и компоновки деталей для солнечных батарей

В связи с последними требованиями к производству электрической энергии, которые направлены на переход с традиционного сырья, используемого при его производстве, тема солнечных источников питания принимает все более практическое значение. Массовое производство элементов для создания собственной электрической сети уже предлагает потребителю различные варианты обеспечения автономной электроэнергией. Но пока еще стоимость автономного солнечного источника питания достаточна высока и недоступна для массового потребителя.

Но это не значит, что нельзя смастерить солнечные батареи своими руками. При этом просто необходимо определиться со способом сборки такого устройства. Или, приобретая отдельные элементы, компоновать их самостоятельно, или делать все составные части собственноручно.

Из чего, собственно, состоит система питания, основанная на преобразовании солнечной энергии в электрический ток? Основным, но не последним из ее элементов, является солнечная батарея, конструкция которой была рассмотрена выше. Вторым элементом в схеме является контроллер солнечной батареи, задача которого состоит в контроле зарядки аккумуляторных батарей электрическим током, полученным в солнечных батареях. Следующей частью домашней солнечной электростанции является батарея электрических аккумуляторов, в которой и накапливается электричество. И последним элементом «солнечной» электрической цепи будет инвертор, позволяющий полученное электричество небольшого вольтажа использовать для бытовых приборов, рассчитанных на 220 В.

Рассматривая каждый элемент домашней гелиоэлектростанции отдельно, можно увидеть, что каждый ее элемент может быть приобретен в розничной сети, на электронных аукционах и т. д. или собран собственноручно. И даже контроллер солнечной батареи своими руками можно изготовить — при наличии определенных навыков и теоретических знаний.

Теперь что касается задач, которые ставятся перед собственной электростанцией. Они просты и сложны одновременно. Простота их в том, что солнечная энергия используется для определенных целей: освещения, отопления или полного обеспечения потребностей жилища. Сложность — в правильном расчете требуемой мощности и соответствующем подборе комплектующих частей.

Начинаем собирать солнечную панель

Сейчас можно найти массу предложений о том, как и из чего можно собрать солнечные панели. Способов много, и выбрать можно по своему предпочтению. В данном материале рассматриваются базовые принципы, которые необходимо использовать, изготавливая солнечные батареи своими руками.

Прежде всего, нужно определиться с мощностью, которую необходимо получить, и решить, на каком напряжении будет работать сеть. Существует два варианта сетей на солнечной энергии — с постоянным током и переменным. Переменный ток более предпочтителен из-за возможности разнесения потребителей электроэнергии на значительное расстояние — более 15 метров. Это как раз для небольшого дома. Не вдаваясь глубоко в расчеты и отталкиваясь от опыта тех, кто уже пользуется солнечной энергией на своих дачах, можно с уверенностью говорить о том, что на широтах Москвы — а опускаясь южнее, эти показатели будут, естественно, выше — один квадратный метр солнечных панелей может производить до 120 ватт в час. Это если при сборке использовать поликристаллические элементы. Они более привлекательны по цене. А суммарную мощность вполне реально определить, сложив всю потребляемую мощность каждого отдельного электроприбора. Очень приблизительно можно сказать, что для семьи из 3-4 человек, требуется около 300 киловатт в месяц, которые могут быть получены от солнечных панелей в 20 кв. метров.

Также можно встретить описание сетей на солнечной энергии, использующих панели из 36 элементов. Каждая из панелей имеет мощность около 65 Ватт. Солнечная батарея для дачи или небольшого частного дома может состоять из 15 таких панелей, которые способны вырабатывать до 5 кВт в час общей электрической мощности, имея собственную мощность в 1 кВт.

Солнечные панели своими руками

А теперь о том, как сделать солнечную батарею. Первым, что придется приобрести, будет набор преобразующих пластин, количество которых зависит от мощности самодельной гелиоэлектростанции. Для одной батареи нужно будет 36 штук. Можно воспользоваться набором Solar Cells, а также приобрести поврежденные элементы или с дефектами — это скажется лишь на внешнем виде батареи. Если они рабочие, то на выходе получится почти 19 Вольт. Спаивать их нужно с учетом на расширение — оставляя зазор до пяти миллиметров между ними. Устройство солнечной батареи своими руками требует предельной внимательности при исполнении пайки фотопластинок. Если пластинки приобретались без проводников, то их необходимо напаивать вручную. Процесс сложный и ответственный. Если работа выполняется паяльником на 60 Вт, лучше всего последовательно с ним подключить простую стоваттную лампочку.

Схема солнечной батареи очень проста — каждая пластина спаивается с другими последовательно. Стоит отметить, что пластины очень хрупкие, и их спайку желательно проводить с использованием какого-нибудь каркаса. При распайке фотопластинок также необходимо помнить о том, что в цепь нужно вставить предохранительные диоды, предотвращающие разряд фотоэлементов при затемнении или снижении освещенности. Для этого шины половинок панели выводятся на клеммник, создавая среднюю точку. Эти диоды предотвращают также разряд аккумуляторов ночью.

Качество пайки — основное требование к безупречной работе солнечных батарей. Перед установкой подложки необходимо все места пайки протестировать. Выводить ток рекомендуется с использованием проводов малого сечения. Например, акустическим кабелем с силиконовой изоляцией. Все проводники необходимо закрепить герметиком.

Затем стоит определиться с поверхностью, на которую эти пластины будут крепиться. Вернее, с материалом для ее изготовления. Самым подходящим по характеристикам и легкодоступным является стекло, которое имеет максимальную пропускную способность светового потока по сравнению с оргстеклом или карбонатом.

Следующим шагом станет изготовление короба. Для этого используется алюминиевый уголок или деревянный брус. В каркас на герметик сажается стекло — желательно тщательное заполнение всех неровностей. Следует заметить, что герметик должен высохнуть полностью — во избежание загрязнения фотопластинок. Затем на стекло крепится готовый лист из спаянных фотоэлементов. Способ крепления может быть различный, но солнечные батареи для дома, отзывы о которых распространены, закреплялись в основном с помощью прозрачной эпоксидной смолы или герметика. Если эпоксидку наносят равномерно на всю поверхность стекла, после чего на нее помещают преобразователи, то герметиком крепят в основном на каплю посредине каждого элемента.

Для подложки используется различный материал, который также крепится на герметик. Это могут быть и древесно-стружечные плиты небольшой толщины или лист ДВП. Хотя можно, опять же, залить и эпоксидной смолой. Корпус батареи должен быть герметичным. Сделанная таким способом солнечная батарея своими руками, схема сборки которой оговаривалась выше, даст 18-19 Вольт, обеспечив зарядку 12-вольтового аккумулятора.

Можно ли сделать преобразователь солнечной энергии своими руками?

Мастеровые люди, обладающие обширными познаниями в электронике, могут сделать фотоэлементы для преобразования солнечной энергии в электрическую и самостоятельно. Для этого используются кремневые диоды, вернее их кристаллы, освобожденные из корпусов. Процесс этот трудоемкий, и начинать его или нет, каждый решает самостоятельно. Можно брать диоды, использующиеся в мостовых схемах выпрямителей напряжения и стабилизаторах — Д226, КД202, Д7 и др. Находящийся в этих диодах полупроводниковый кристалл при попадании на него солнечного света становится точно так же как и фотопластинка. Но добраться до него и при этом его не повредить — довольно сложный и кропотливый процесс.

Всем, кто решится заняться созданием элементов для преобразователя самостоятельно, стоит запомнить следующее — если удалось аккуратно разобрать и спаять батарею, состоящую всего из двадцати диодов марки КД202 по схеме из параллельно соединенных 5 групп, то можно получить напряжение около 2 В с током до 0,8 Ампера. Этой мощности хватит лишь на питание небольшого радиоприемника, имеющего в своей схеме всего один или два транзистора. Но чтобы из них получилась полноценная солнечная батарея для дачи, нужно очень сильно постараться. Огромный труд, большие площади, громоздкость конструкции делает это занятие бесперспективным. Но для маленьких приборов и гаджетов это вполне подходящая конструкция, которую могут сделать все, кто любит заниматься электротехникой.

Можно ли использовать светодиоды для солнечных панелей?

Светодиодная солнечная батарея является чистым вымыслом. Из светодиодов собрать даже небольшую солнечную микропанель практически невозможно. Вернее, создать можно, но стоит ли? С помощью солнечного света вполне реально получить на светодиоде около 1,5 вольта напряжения, но при этом сила сгенерированного тока очень мала, а для его генерации требуется только очень сильное солнце. И еще — светодиод при подаче на него напряжения сам выделяет лучевую энергию, то есть светится. А значит, те его собратья, на которые попал солнечный свет большей силы, будут вырабатывать электричество, которое этот светодиод сам же и будет потреблять. Все правильно и просто. И разобраться при этом в том, какие светодиоды производят, а какие потребляют энергию, просто невозможно. Даже если использовать десятки тысяч светодиодов — а это непрактично и неэкономично — толку никакого не будет.

Отапливаем дом солнечной энергией

Если про реальную возможность обеспечить бытовые электроприборы «солнечным» током уже говорилось выше, то для обогрева жилья солнечной энергией существуют два варианта. И чтобы использовать солнечные батареи для отопления дома, нужно знать некоторые требования, обязательные для выполнения этой задачи.

В первом варианте использование солнечной энергии для отопления происходит с помощью иной системы, нежели обычная электрическая сеть. Устройство для отопления дома, использующее солнечную энергию, называется гелиосистема и состоит из нескольких приборов. Основным рабочим устройством является вакуумный коллектор, который превращает солнечный свет в тепло. Он состоит из множества стеклянных трубок небольшого диаметра, в которые помещена жидкость с очень низким порогом нагрева. Нагреваясь, эта жидкость в дальнейшем передает свое тепло воде в баке-накопителе объемом не менее 300 литров воды. Затем эта нагретая вода подается на отопительные панели, выполненные из тонких медных труб, которые, в свою очередь, отдают полученное тепло, прогревая воздух в помещении. Вместо панелей можно, конечно, использовать и традиционные радиаторы, но эффективность их намного ниже.

Конечно, для отопления можно использовать и солнечные панели, но в этом случае нужно будет согласиться с тем, что на нагревание воды в бойлере с помощью ТЭНов потребуется львиная доля генерируемой батареями энергии. Простые расчеты показывают, что для нагревания бойлером 100 литров воды до 70-80 ⁰С требуется порядка 4 часов. За это время водяной котел с нагревателями на 2 кВт мощности потребит около 8 кВт. Если солнечные батареи в суммарной мощности смогут вырабатывать до 5 кВт в час, то проблем с энергообеспечением в доме не будет. Но если солнечные панели имеют площадь меньше 10 кв. метров, то такие мощности для полноценного обеспечения электрической энергией не подойдут.

Использование вакуумного коллектора для отопления дома оправдано в том случае, когда это полноценный жилой дом. Схема работы такой гелиосистемы обеспечивает теплом все жилище в течение круглого года.

И все-таки это работает!

В конце концов, солнечные батареи, своими руками собранные энтузиастами, являются вполне реальными источниками питания. И если использовать в цепи 12-вольтные аккумуляторы с током не менее 800 А/час, оборудование по превращению напряжения из низкого в высокое — инверторы, а также контроллеры напряжения на 24 В с рабочим током до 50 Ампер и простой «бесперебойник» с током до 150 Ампер, то получится очень приличная электростанция, работающая на солнечных лучах, которая способна обеспечить потребности в электроэнергии жильцов частного дома. Естественно, при определенных погодных условиях.

В течение почти двух веков человечество думает о том, как обеспечить электрической энергией изобретения и возрастающие потребности. За этот период были изобретены электростанции, сила расщепленного атома, масштабные ГЭС, а бурные реки пришли на помощь человечеству. Стремительно развиваются в разных регионах Земли. Сюда следует отнести ветровые станции и солнечные батареи.

Если учесть тот факт, что угасание Солнца прогнозируется лишь через 5 миллиардов лет, этот источник энергии можно считать неисчерпаемым. Взаимодействие между электрической энергией и светом первым обнаружил физик Он выяснил, что ультрафиолет способствует возникновению и прохождению разряда между проводниками электрической энергии.

Первую схему по выработке и передачи энергии с использованием лучей произвел ученый Александр Столетов. Он создал первый фотоэлемент. А вот открытие фотоэффекта, которое было произведено Эйнштейном, привело к тому, что индустрия солнечных батарей стала развиваться.

Устройство батареи

Если вы решили сделать солнечную батарею самостоятельно, то должны для начала ознакомиться с ее устройством. Она представляет собой систему взаимосвязанных элементов, структура которых позволяет использовать принцип фотоэффекта. Солнечный свет падает на элементы под определенным углом и преобразуется в электрический ток.

Устройство солнечной батареи и принцип работы будут описаны в статье. Для начала необходимо изучить первую часть вопроса. Конструкция предусматривает наличие следующих комплектующих:

  • материала-полупроводника;
  • источника электропитания;
  • контроллера;
  • заряда аккумулятора;
  • инвертора-преобразователя;
  • стабилизатор напряжения.

Материал-полупроводник представляет собой совмещенные слои с разной проводимостью. Это может быть поликристаллический или монокристаллический кремний с добавлением некоторых химических соединений. Последние позволяют получить нужные свойства для возникновения фотоэффекта.

Один из слоев должен иметь избыток электронов, чтобы обеспечить переход электронов из одного материала в другой. Дополнительный слой должен иметь недостаток электронов. Тонкий слой элемента в системе необходим для противостояния перехода электронов. Он располагается между вышеописанными слоями.

Если подключить источник электропитания к противостоящему слою, то электроны будут преодолевать запорную зону. Это позволяет добиться что и называется электрическим током. Для сохранения и накапливания энергии применяется аккумулятор. Для преобразования электрического тока в переменный используется инвертор-преобразователь. А вот для создания напряжения нужного диапазона применяется стабилизатор.

Принцип работы

Если вы задумались над вопросом о том, как в домашних условиях сделать солнечную батарею, то должны ознакомиться еще и с принципом ее функционирования. Он заключается в том, что фотоны света, которые являются солнечным излучением, падают на поверхность полупроводника. Они передают свою энергию при столкновении с поверхностью электронам полупроводника. Электроны, выбитые из полупроводника, преодолевают защитный слой. Они обладают дополнительной энергией.

Отрицательные электроны покидают проводник р-вида, а далее следуют в проводник n. С положительными электронами все происходит наоборот. Этому переходу способствуют электрические поля, существующие в проводниках. Это увеличивает силу и разницу зарядов. Сила электрического тока в элементе будет зависеть от нескольких факторов, среди них:

  • количество света;
  • интенсивность излучения;
  • площадь принимающей поверхности;
  • угол падения света;
  • время эксплуатации;
  • КПД системы;
  • температура внешнего воздуха.

Инструкция по изготовлению

Перед тем как в домашних условиях сделать солнечную батарею, вы должны ознакомиться с несколькими вариантами сборки таких элементов. Технология будет зависеть от количества солнечных элементов и дополнительных материалов. Чем больше площадь панели, тем мощнее окажется оборудование, но это повлечет увеличение веса конструкции. В одной батарее следует использовать одинаковые модули, ведь эквивалентность тока будет приравниваться к показателям меньшего элемента.

Подготовка инструментов и материалов

Некоторые владельцы частных домов задумываются, как в домашних условиях сделать солнечную батарею. Если вы тоже оказались в их числе, то должны знать, что дизайн модулей и их габариты могут быть выбраны вами самостоятельно.

Для изготовления корпуса, внутри которого будут находиться элементы, следует подготовить:

  • листы фанеры;
  • универсальный клей;
  • дрель;
  • куски оргстекла;
  • невысокие рейки;
  • уголки и саморезы;
  • плиты ДВП;
  • краску.

Сборка каркаса

На первом этапе следует взять фанеру, которая будет выполнять роль основания. По ее периметру приклеиваются бортики. Рейки не должны загораживать солнечные элементы, поэтому их высота не должна быть больше 3/4 дюйма. Для надежности приклеенные рейки привинчиваются саморезами, а углы фиксирую уголками. Для вентиляции в нижней части корпуса и по бортам высверливаются отверстия. В крышке их быть не должно, так как это может стать причиной попадания влаги.

Если перед вами встал вопрос о том, как в домашних условиях сделать солнечную батарею, вы должны ознакомиться с технологией. Она предусматривает крепление элементов на листы ДВП, которые могут быть заменены другим материалом. В качестве основного условия выступает то, что полотно не должна проводить электроток.

Методика проведения работ

Из оргстекла следует вырезать крышку и подогнать под размеры корпуса. Для защиты деревянных частей следует использовать пропитку. Солнечные модули раскладываются на подложке обратной стороной вверх, чтобы осуществить пайку проводников. Для работы следует подготовить припой и паяльник.

Если вы хотите знать, как в домашних условиях сделать солнечную батарею самому, то следует учитывать: места пайки обрабатываются карандашом. Для начала вы можете потренироваться на двух элементах. Все элементы соединяются последовательной цепочкой, в результате должна получиться змейка. Элементы соединяются, а после система поворачивается лицевой стороной вверх. Модули наклеиваются на панели. В качестве клея можно использовать силиконовый герметик.

Настоящим помощником в хозяйстве для вас может стать батарея для дома изготавливается довольно просто. После крепления модулей на подложку можно проверить функциональность системы. Затем основа помещается в каркас и фиксируется шурупами.

В заключение

Для того чтобы исключить разряд аккумулятора через батарею, на панель устанавливается блокировочный диод, который после крепится герметиком. Установленные элементы сверху накрываются экраном из оргстекла. Перед фиксацией еще раз следует проверить работоспособность конструкции. Теперь вам известно, как сделать солнечную батарею в домашних условиях. Дополнительно следует знать еще и о том, что тестировать модули вы можете в процессе установки и пайки, делать это можно группами по несколько штук.

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

Особенности и разновидности устройства

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

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

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

Существует такие три основных варианта кремния, как:

  • монокристаллы;
  • поликристаллы;
  • аморфное вещество.

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

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

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

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

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

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

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какие инструменты понадобятся?

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

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

Как изготовить?

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

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Последовательность соединения является следующей:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

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

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

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

Содержание:

Обеспечение комфортных условий проживания в современных квартирах и частных домах не может обойтись без электрической энергии, потребность в которой постоянно увеличивается. Однако с достаточной регулярностью увеличиваются и цены на этот энергоноситель. Соответственно возрастают и общие затраты на содержание жилья. Поэтому все более актуальной становится солнечная батарея своими руками для частного дома, наряду с другими альтернативными источниками электроэнергии. Данный способ дает возможность сделать объект энергонезависимым в условиях постоянного роста цен и отключений электричества.

Эффективность солнечных батарей

Проблема автономного электроснабжения приборов и оборудования в частных домах рассматривается уже в течение длительного времени. Одним из вариантов альтернативного питания стала солнечная энергия, которая в современных условиях нашла широкое применение на практике. Единственным фактором, вызывающим сомнения и споры, является эффективность солнечных батарей, которая не всегда оправдывает возлагаемые надежды.

Работа солнечных батарей напрямую зависит от количества солнечной энергии. Таким образом, батареи будут наиболее эффективны в регионах, где преобладают солнечные дни. Даже в самом идеальном варианте эффективность батарей составляет всего 40%, а в реальных условиях этот показатель гораздо ниже. Другое условие нормального функционирования заключается в наличии значительных площадей для монтажа автономных солнечных систем. Если для загородного дома это не является серьезной проблемой, то владельцам квартир приходится решать множество дополнительных технических задач.

Устройство и принцип работы

В основе работы солнечных батарей лежит способность фотоэлементов выполнять преобразование солнечной энергии в электрическую. Все вместе они собираются в виде многоячеистого поля, объединенного в общую систему. Действие солнечной энергии превращает каждую ячейку в источник электрического тока, собирающегося и накапливающегося в аккумуляторных батареях. Размеры общей площади такого поля напрямую влияют на мощность всего устройства. То есть с возрастанием числа фотоэлементов, соответственно увеличивается и количество вырабатываемой электроэнергии.

Это вовсе не означает, что необходимое количество электричества может вырабатываться только на очень больших площадях. Существует множество мелких бытовых приборов, использующих солнечную энергию — калькуляторы, фонарики и другие устройства.

В современных загородных домах все более популярными становятся приборы освещения на солнечных батареях. С помощью этих простых и экономичных устройств освещаются садовые дорожки, террасы и другие необходимые места. В темное время суток используется электроэнергия, накопленная днем, когда светит солнце. Использование экономных ламп позволяет расходовать накопленную электроэнергию в течение длительного времени. Решение основных задач энергоснабжения осуществляется с помощью других, более мощных систем, позволяющих вырабатывать достаточное количество электричества.

Основные виды солнечных батарей

Перед тем как приступать к собственноручному изготовлению солнечных батарей, рекомендуется ознакомиться с их основными видами, чтобы выбрать для себя наиболее подходящий вариант.

Все преобразователи солнечной энергии разделяются на пленочные и кремневые, в соответствии с их устройством и конструктивными особенностями. Первый вариант представлен тонкопленочными батареями, где преобразователи выполнены в виде пленки, изготовленной по специальной технологии. Эти конструкции также известны как полимерные. Их можно устанавливать в любые доступные места, однако, они требуют много места и обладают низким коэффициентом полезного действия. Даже средняя облачность способна снизить эффективность пленочных устройств сразу на 20%.

Кремниевые батареи представлены тремя типами:

  • . Конструкция состоит из многочисленных ячеек с встроенными кремневыми преобразователями. Они соединяются в одно целое и заполняются силиконом. Отличаются простотой эксплуатации, легкостью, гибкостью, водонепроницаемостью. Но, чтобы обеспечить эффективную работу таких батарей, требуется действие прямых солнечных лучей. Несмотря на сравнительно высокий КПД — до 22%, при наступлении облачности выработка электроэнергии может значительно снизиться или прекратиться полностью.
  • . По сравнению с монокристаллическими, у них больше преобразователей, размещаемых в ячейках. Их установка выполнена в разных направлениях, что существенно повышает эффективность работы даже при слабом свете. Эти батареи получили наибольшее распространение, особенно в городских условиях.
  • Аморфные. Обладают низкой эффективностью — всего 6%. Однако, они считаются очень перспективными, благодаря способности к поглощению светового потока во много раз больше, чем у первых двух типов.

Все рассмотренные виды солнечных батарей изготавливаются в заводских условиях, поэтому их цена остается пока еще очень высокой. В связи с этим можно попытаться изготовить солнечную батарею самостоятельно, с использованием недорогих материалов.

Выбор материалов и деталей для изготовления солнечной батареи

Поскольку высокая стоимость автономных источников солнечной энергии делает их недоступными для широкого использования, домашние мастера могут попробовать организовать изготовление солнечных батарей своими руками из подручных материалов. Следует помнить, что при изготовлении батареи невозможно обойтись лишь подручными материалами. Обязательно придется покупать заводские детали, пусть даже и не новые.

В состав преобразователя солнечной энергии входит несколько основных элементов. В первую очередь, это сама батарея определенного типа, которая уже была рассмотрена выше. Далее идет контроллер батареи, контролирующий уровень заряда аккумуляторов полученным электрическим током. Следующим элементом являются аккумуляторы, накапливающие электричество. В обязательном порядке потребуется , преобразующий постоянный ток в переменный. Таким образом, все домашние бытовые приборы, рассчитанные на 220 вольт, смогут нормально работать.

Каждый из этих элементов можно свободно приобрести на рынке электроники. Если же имеются определенные теоретические знания и практические навыки, то большую часть из них можно собрать самостоятельно по типовым схемам, в том числе и контроллер солнечной батареи. Для того чтобы рассчитать мощность преобразователя, необходимо знать, с какой целью он будет использоваться. Это может быть только освещение или отопление, а также полное обеспечение потребностей объекта. В связи с этим будут выбираться материалы и комплектующие детали.

При изготовлении солнечной батареи своими руками, нужно определиться не только с мощностью, но и с рабочим напряжением сети. Дело в том, что сети на солнечной энергии могут работать на постоянном или переменном токе. Последний вариант считается более предпочтительным, так как позволяет разносить электроэнергию потребителям на расстояние свыше 15 метров. При использовании поликристаллических батарей, с одного квадратного метра можно получить, в среднем, за один час примерно 120 Вт. То есть, для получения 300 кВт в месяц потребуются солнечные панели общей площадью 20 м2. Именно столько расходует обычная семья в составе 3-4 человек.

В частных домах и на дачах применяются солнечные панели, каждая из которых включает 36 элементов. Мощность одной панели составляет около 65 Вт. В небольшом частном доме или на даче вполне достаточно 15 панелей, способных вырабатывать электрическую мощность до 5 кВт в час. После выполнения предварительных расчетов можно приобретать преобразующие пластины. Допускается приобретение поврежденных элементов с небольшими дефектами, влияющими только на внешний вид батареи. В рабочем состоянии каждый элемент способен выдавать около 19 В.

Изготовление солнечных батарей

После того как все материалы и детали подготовлены, можно начинать сборку преобразователей. При спаивании элементов нужно предусмотреть зазор на расширение между ними в пределах 5 мм. Паять следует очень внимательно и осторожно. Например, при отсутствии проводков у пластинок, их нужно будет напаять вручную. Для работы понадобится паяльник на 60 ватт, к которому последовательно подключена обычная лампа накаливания на 100 Вт.

Все пластины спаиваются последовательно между собой. Пластины отличаются повышенной хрупкостью, поэтому их спаивание рекомендуется производить с использованием каркаса. Во время распайки в схему совместно с фотопластинками вставляются диоды, предохраняющие фотоэлементы от разряда при снижении уровня освещенности или наступлении полной темноты. С этой целью половинки панели объединяются в общей шине, которая в свою очередь выводится на клеммник, за счет чего и происходит создание средней точки. Те же самые диоды предохраняют аккумуляторные батареи от разряда в ночное время.

Одним из основных условий эффективной работы батарей является качественная пайка всех точек и узлов. Перед тем как устанавливать подложку, эти места обязательно тестируются. Для вывода тока рекомендуется использовать проводники с малым сечением, например, акустический кабель в силиконовой изоляции. Все провода закрепляются с помощью герметика. После этого выбирается материал для поверхности, к которой будут прикрепляться пластины. Наиболее подходящими характеристиками обладает стекло, гораздо лучше пропускающее световой поток, чем карбонат или оргстекло.

При изготовление солнечной батареи из подручных средств, необходимо позаботиться и о коробе. Обычно короб изготавливается из деревянного бруса или алюминиевого уголка, после чего в него на герметик укладывается стекло. Герметик должен заполнить все неровности, а затем полностью высохнуть. За счет этого пыль не попадет внутрь, и фотопластинки в процессе эксплуатации не будут загрязняться.

Далее на стекло устанавливается лист с припаянными фотоэлементами. Он может закрепляться разными способами, однако, наиболее оптимальными вариантами считаются прозрачная эпоксидная смола или герметик. Эпоксидной смолой равномерно покрывается вся поверхность стекла, затем на нее устанавливаются преобразователи. При использовании герметика крепление осуществляется точками в центре каждого элемента. По концу сборки должен получиться герметичный корпус, внутри которого размещается солнечная батарея. Готовое устройство будет выдавать примерно 18-19 вольт, что вполне достаточно для зарядки аккумуляторной батареи на 12 вольт.

Возможность домашнего отопления

После того как самодельная солнечная батарея собрана, каждый хозяин наверняка захочет проверить ее в действии. Наиболее важной проблемой считается отопление дома, поэтому в первую очередь проверяются возможности обогрева за счет солнечной энергии.

Для отопления используется гелиоколлекторы. С помощью вакуумного коллектора солнечный свет превращается в тепло. Тонкие стеклянные трубки заполняются жидкостью, которая нагревается от солнца и передает тепло воде, помещенной в бак-накопитель. В нашем случае этот способ не подходит, поскольку речь идет исключительно о преобразовании солнечной энергии в электрическую.

Все зависит от мощности используемого устройства. В любом случае на нагрев воды в бойлере будет уходить большая часть получаемой энергии. Если 100 литров воды нагреть до 70-80 градусов, понадобится примерно 4 часа времени. Потребление электроэнергии водяным котлом с ТЭНами на 2 кВт составит 8 кВт. При вырабатывании электроэнергии 5 кВт в час, никаких проблем не будет. Однако при площади батарей менее 10 м2 отопление частного дома с их помощью становится невозможным.

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.

Солнечные батареи для дома своими руками пошаговая инструкция


Делаем солнечную батарею для дома своими руками

Главный элемент батареи, работающей от солнечной энергии, это фотоэлемент, осуществляющий трансформацию – солнечную энергию в электричество. Солнечные батареи для дома своими руками, пошаговая инструкция. Батарея может быть создана двумя способами: Можете купить уже готовый фотоэлемент в специальном магазине или же заняться его созданием вручную, задействовав при этом специальные инструменты и приспособления.

Первым делом необходимо подсчитать количество необходимых фотоэлементов для работы батареи. Батарея от солнца своими руками создается по формуле, то есть вначале делается расчет – он поможет определить какое именно количество фотоэлементов необходимо для создания оборудования. Ознакомьтесь с формулой:

N=U/Uф

Uф — напряжение единично взятого фотоэлемента.

U — необходимое напряжение.

N — необходимое число фотоэлементов.

После расчета количества фотоэлементов, проводится расчет необходимой мощности солнечной батареи. Солнечная батарея своими руками должна быть мощной – мощность должна быть равной подключенной нагрузке, для того чтобы обеспечить работу СБ.

Таким образом производится расчет числа солнечных батарей по уравнению:

N=Kнаг/K1

K1 — мощность отдельной солнечной батареи, равная мощности всех ее фотоэлементов.

Кнаг — мощность нагрузки.

Данная батарея обязательно работает от солнечной энергии, соединяются друг с другом параллельным соединением. Фотоэлементы же соединяются по последовательной схеме соединения. Такая схема обеспечивает суммацию напряжений всех фотоэлементов, имея на выходе необходимое значение.

Самостоятельное изготовление фотоэлемента гораздо более сложное предприятие. Для его осуществления нужен плоский медный кусок, который потребуется накалить на электроплите до почернения.

После этого потребуется убрать медный кусок с огня и оставить его охлаждаться до комнатной температуры. При остывании, почернения частично отстанут, но не стоит стараться полностью убрать весь нагар, так как существует вероятность повреждения получившейся оксидной пленки. Остывшую медь обмыть теплой водой.

Далее начинается сборка, создается солнечная батарея своими руками. Для этого потребуется поместить пласт меди с окислым слоем и чистый пласт меди в пластиковой таре, так, чтобы они не соприкасались. Необходимо, чтобы чистый медный кусок подключался к “+”, окислый — к “-“. Бутылку требуется заполнить соленой водой таким образом, чтобы жидкость не касалась кусачек.


Как работает строительство солнечных панелей: DIY Solar

Время чтения: 3 минуты

Когда вы устанавливаете солнечные панели, ваш дом вырабатывает чистую электроэнергию с нулевым уровнем выбросов. Если вы любите делать все своими руками, вы можете построить свою собственную солнечную энергетическую систему. В некоторых случаях вы даже можете построить свои собственные солнечные панели, хотя количество, которое вы можете эффективно сделать самостоятельно, зависит от того, сколько вы хотите энергии.


Узнайте, как сделать свои собственные солнечные панели.

Создание собственной солнечной панели — процесс трудоемкий и требует определенных навыков работы с электричеством.Тем не менее, это также может быть очень полезным — научиться создавать собственные фотоэлектрические панели — отличный способ понять, как генерируется солнечная электроэнергия.

Прежде чем вы сможете создавать свои собственные солнечные панели, вам сначала нужно понять, как солнечные элементы вырабатывают электричество. Подавляющее большинство используемых сегодня солнечных панелей изготовлено из кристаллических кремниевых пластин, которые обычно имеют квадратные шесть дюймов. Когда солнце освещает эти пластины, электроны в них начинают двигаться. Этот поток электронов представляет собой электрический ток.

Одна полноразмерная солнечная панель, подобная той, что используется в солнечных энергетических системах на крыше, будет иметь 60 кремниевых пластин. Вы также можете сделать панели меньшего размера, если ваши потребности в электроэнергии невысоки. После того, как вы купили отдельные солнечные элементы (их можно приобрести в Интернете), основной процесс создания собственной солнечной панели выглядит следующим образом:

  1. Подготовьте основу для вашей панели. Многие производители солнечных батарей своими руками используют деревянную доску в качестве основы для своих солнечных батарей. Вам нужно будет просверлить отверстия в плате, чтобы через них проходили провода для каждой ячейки.
  2. Соедините ваши солнечные элементы вместе. Это требует некоторого опыта в электромонтажных работах. Используйте паяльник, чтобы прикрепить провод к солнечным элементам, а затем соедините каждый из элементов вместе.
  3. Прикрепите ячейки к подложке. Если возможно, прикрепите каждый фотоэлемент к основанию индивидуально. Это упрощает замену отдельной ячейки в случае ее повреждения или неправильной работы.

На данный момент у вас есть функциональная солнечная панель, которая может вырабатывать электричество, когда светит солнце.Однако солнечная панель сама по себе бесполезна. Если вы пытаетесь генерировать электричество для питания устройств в своем доме, вам необходимо соединить свою панель с инвертором, который будет преобразовывать энергию постоянного тока (DC) от солнца в мощность переменного тока (AC), используемую в большинстве современных электронных устройств.

Для автономной автономной системы вам также необходимо включить аккумулятор и контроллер заряда в вашу солнечную установку DIY. Аккумуляторная батарея служит для хранения избыточной энергии, а контроллер заряда регулирует количество электричества, протекающего через аккумулятор.

Если вы хотите построить систему солнечных батарей, которая будет питать ваш дом, процесс значительно усложняется. Стандартная солнечная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, которая может питать ваш дом, будет иметь около 20 солнечных панелей, каждая из которых должна быть соединена вместе и установлена ​​на вашей крыше (или в незатененном месте на земле на вашем участке). Что наиболее важно, квалифицированный электрик должен подтвердить, что ваша система построена правильно, прежде чем ваша коммунальная сеть позволит вам подключить ваши панели к электросети.

Создайте свою собственную систему солнечных батарей или работайте с установщиком

Независимо от того, для чего вы хотите установить солнечную батарею, вы сами создаете свою собственную систему солнечных панелей с комплектом солнечных батарей или работаете с опытным установщиком солнечных батарей.

Для небольших автономных установок вы можете сделать это своими руками.

Солнечные панели портативны и удобны для различных автономных применений. Вам даже не нужно строить собственные солнечные панели, если вы этого не хотите — в продаже есть недорогие комплекты солнечных панелей, которые включают в себя все компоненты, которые вам понадобятся для солнечной установки своими руками.Создание собственной системы солнечных панелей — хороший вариант, если вы хотите построить небольшую автономную систему для питания каюты, дома на колесах, лодки или крошечного дома.

Для системы солнечных панелей всего дома, используйте установщик солнечных батарей

Когда дело доходит до установки полномасштабной системы солнечной энергии на вашем участке, работа с установщиком солнечных батарей со значительным опытом может сэкономить ваше время и деньги. долгий пробег. Некоторые из ведущих компаний, работающих в области солнечной энергетики, устанавливают системы солнечной энергии на протяжении десятилетий — опыт, который невозможно воспроизвести ни в одном онлайн-исследовании или в руководствах по ремонту.Ваш установщик солнечной энергии также может помочь вам найти финансовые стимулы, доступные в вашем районе, и заполнить разрешения и заявки, необходимые для запуска и запуска вашей солнечной энергетической системы.

Чтобы понять, сколько вы можете сэкономить, установив систему солнечных панелей для своего дома, просмотрите мгновенную оценку солнечной энергии с помощью Solar Calculator EnergySage. Если вы спорите между созданием собственной солнечной энергосистемы и работой с установщиком, получите несколько предложений от местных солнечных компаний, чтобы узнать, сколько это будет стоить.Вы можете легко сравнить варианты, предлагаемые квалифицированными установщиками в вашем регионе, бесплатно, присоединившись к EnergySage Solar Marketplace.

Этот пост был первоначально опубликован в «Новостях Матери-Земли».

с низким содержанием cvr


DIY Солнечная система — Going Solar

Как построить собственную систему солнечных батарей дома

Если вы хотите сократить или полностью отказаться от ежемесячных счетов за электроэнергию с помощью солнечной энергии, полностью отказаться от сети или оставить меньше углеродного следа в окружающей среде, все это отличные причины научиться создавать свою собственную солнечную панель.

С годами внесетевые солнечные системы (и даже сетевые) стали более распространенными, что побудило домовладельцев найти способы использовать преимущества этого полезного возобновляемого источника энергии. Всегда возникает один вопрос: Можно ли построить солнечный модуль на крыше самостоятельно?

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

Возможно ли?

Конечно, можно использовать солнечные панели дома без помощи домашней компании, производящей солнечные батареи.Перед покупкой панелей необходимо сначала все проверить, в том числе:

Ваша крыша: К сожалению, многие домовладельцы не осматривают свои крыши перед тем, как попробовать установить солнечную батарею своими руками. Ключевым моментом является то, что ваша крыша получает достаточно солнечного света в течение всего года; в противном случае вы не получите максимальную отдачу от своих инвестиций. Энергии, производимой вашими традиционными солнечными панелями, должно быть достаточно, чтобы заменить счет за электроэнергию в вашем доме чистой энергией.

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

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

  • Знайте, сколько солнечной энергии вам нужно, поскольку это всегда зависит от того, что вы планируете делать с накопленной электрической энергией. Например, для зарядки аккумуляторов лодки, дома на колесах или электросамокатов требуется другое напряжение зарядного устройства, чем для питания дома.
  • Вы можете купить панели в Интернете, но будьте осторожны, потому что некоторые веб-сайты продают только подержанные, отклоненные панели и бесполезные.
  • Вы можете нарушить электротехнические нормы и правила, если не знаете об их соблюдении до того, как построите систему солнечных инверторов самостоятельно.

Вам также необходимо научиться подключаться к сети, если вы не планируете использовать солнечную систему вне сети. Определенная логистика организована в зависимости от того, где вы живете, когда вы подключаетесь к коммунальному предприятию, например, оплата комиссии и время, необходимое для ее подключения.Домовладельцы также должны узнать о чистом измерении солнечной энергии, когда коммунальные службы возвращают деньги за недвижимость с домашней солнечной батареей по той же ставке, которую эти компании взимают за использование электроэнергии. Измерение солнечной энергии помогает системе солнечных батарей стать более прибыльной для владельца, поскольку он платит им за избыточную солнечную энергию.

Достаточно ли у вас навыков?

Возможно, у вас уже есть инструкции специалиста и даже автоматика контроллера, которая включает инструкции, данные для оборудования.

Они могут дать вам уверенность в установке системы фотоэлектрических панелей самостоятельно, но они не гарантируют срок службы и эффективность построенного вами солнечного модуля. Возможно, в течение нескольких месяцев вы получите панель, которая больше не будет работать из-за резких перепадов температуры, влажности внутри панелей или недостатков в конструкции или установке.

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

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

Где взять необходимые материалы

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

Если вы планируете покупать на определенных сайтах, например на eBay, вы должны быть уверены в их качестве. В большинстве случаев ячейки, доступные в Интернете, уже используются или не прошли проверку качества.

Возможно, вы захотите приобрести материалы, необходимые для строительства солнечной энергосистемы на крыше. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о наценках подрядчика и даже о расходах на электромонтаж и установку.

Вот несколько советов по покупке необходимых материалов:

Солнечные элементы : Если вы планируете покупать солнечные элементы в Интернете, обязательно оцените их производителя и продавца перед покупкой. Некоторые компании предлагают солнечные батареи из Китая, которые часто имеют лучшие цены, хотя их качество может вызывать сомнения.Японские, как правило, имеют хорошую цену и производительность, в то время как американские считаются лучшими, но могут быть дорогими. Выберите тип, соответствующий вашему бюджету, и сначала купите пару элементов с напряжением, достаточным для зарядки вашего автофургона, троллингового двигателя или нескольких бытовых приборов в доме.

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

Другие материалы, которые могут вам понадобиться, включают:
  • Стеклянные листы
  • Блокирующий диод
  • Ленты для выступов и шин
  • Распределительная коробка
  • Клеммная колодка
  • Трубка термоусадочная
  • Герметик
  • Уголок алюминиевый
  • Крестики из плитки
  • Инвертор

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

Как построить свою собственную систему солнечных батарей

Когда у вас есть все необходимые элементы, вы можете приступить к созданию системы. Чтобы упростить задачу, вы можете получить предварительно сконфигурированные комплекты солнечных панелей, которые содержат фотоэлектрические системы солнечных батарей и инверторы.

Перед покупкой солнечного комплекта необходимо проверить наличие в комплекте следующих деталей:
  • Кабели постоянного тока
  • Выключатели-разъединители
  • Крепления
  • Водонепроницаемая распределительная коробка
  • Трубопровод
  • Электросхема для оформления разрешительной документации

В зависимости от того, какой комплект солнечных панелей вы получите, вам также понадобится дополнительная панель.Убедитесь, что он тоже есть в солнечном комплекте.

Стоимость, которую нужно сделать самому

Сейчас оптовая стоимость панелей снизилась по сравнению с прошлым годом. Часто можно увидеть, что они стоят 1 доллар за каждый ватт, что делает эти панели более экономичными, чем когда-либо. В идеале вы должны приобрести элемент, стоимость которого не превышает 1,3 доллара за ватт.

Самый простой способ подсчитать, сколько вам нужно потратить, — это посчитать в долларах за ватт. В долларах за ватт указывается сумма, в которой в среднем обходятся доступные затраты на производство электроэнергии.В среднем домовладельцы платят 3,05 доллара за ватт, что является средней стоимостью системы мощностью 6 кВт. Это означает, что весь процесс установки обойдется примерно в 18 300 долларов без учета скидок и налоговых льгот.

Плюсы и минусы солнечных панелей своими руками

Установка солнечных батарей своими руками позволяет сэкономить больше, чем если это сделает за вас профессионал.

Комплекты

для солнечных батарей стали более доступными, чем профессиональная услуга, которая может стоить не менее 7 долларов за ватт. Таким образом, система мощностью 5 кВт стоит около 35000 долларов (по крайней мере) до льгот.Самостоятельная установка означает, что вам не нужно оплачивать затраты на установку, что дает вам около 4 долларов на ватт или в общей сложности 15 000 долларов экономии для системы мощностью 5 кВт.

С каждым годом создание солнечной энергосистемы своими руками становится все проще. В Интернете или в местном хозяйственном магазине можно найти множество комплектов для солнечных батарей, которые помогут вам начать работу. Вы можете получить полную домашнюю солнечную батарею и приступить к ее установке. С профессиональным установщиком вам может потребоваться подождать несколько недель, чтобы компания получила оборудование и предоставила вам график установки.

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

Самым большим недостатком самостоятельного построения солнечной энергетической системы является сложность процесса установки. В конечном итоге вы будете смотреть массу онлайн-руководств, но все равно будет сложно определить, правильно ли вы поступаете, если не попытаетесь. Вы сделаете много ошибок, что приведет к большим расходам.Однако, если вы знакомы с электрическими и строительными работами, установка солнечной электростанции станет проще без профессиональной помощи.

Как сделать солнечную панель с CD

В этом небольшом кратком руководстве мы покажем вам , как сделать солнечную панель с CD . Он отлично подходит для научного проекта для детей, старшеклассников и даже взрослых для практических образовательных целей.

Это руководство научит вас использовать эти компакт-диски в солнечных батареях и как вырабатывать электричество.

Приступим!

Краткий обзор Цели

Конструкция солнечной панели компакт-диска может служить забавным научным экспериментом для студентов или интересным самодельным проектом. Надеемся, что когда мы погрузимся в процесс изготовления солнечной панели с компакт-диском, вы сможете больше узнать о бесплатной солнечной энергии и о том, насколько полезна солнечная энергия для нашей повседневной жизни.

Необходимые инструменты и материалы

Для начала потребуются следующие предметы:

Если у вас дома нет компакт-дисков, скорее всего, кто-то из ваших знакомых это сделает.В других, более тяжелых случаях, мы рекомендуем отправиться в магазин подержанных пластинок, чтобы найти дешевые компакт-диски.

ИЛИ купите на Amazon

[tcb-script type = ”text / javascript”] amzn_assoc_tracking_id = «sunv20-20»; amzn_assoc_ad_mode = «manual»; amzn_assoc_ad_type = «smart»; США »; amzn_assoc_design =« расширенные_ссылки »; amzn_assoc_asins =« B003ZDNZSI »; amzn_assoc_placement =« adunit »; amzn_assoc_linkid =« 676bc009f232d1fd6047ed1d79cd1bfcb »-скрипт.amazon-adsystem.com/widgets/onejs?MarketPlace=US Suzuki [/ tcb-script]

4 шага к созданию солнечной панели с компакт-диском

Существует 4 основных шага для создания собственной солнечной панели с компакт-диском:

  1. Приклейте медный провод к блестящей стороне CD.
  2. Подключите стабилитроны к промежуткам медного провода.
  3. Подключите изолированные провода к оставшимся концам медного провода.
  4. Присоедините изолированные провода к вольтметру. или простое устройство для проверки!

Шаг № 1: прикрепите медный провод

Приклейте медный провод к блестящей задней стороне компакт-диска, чтобы компакт-диск больше не работал.Это можно сделать несколькими способами, но популярным методом является изгибание медной проволоки на отдельные изогнутые участки.

Для начала приклейте самый конец медной проволоки возле центрального отверстия компакт-диска. Затем вам нужно продлить медный провод до края диска, сформировать изгиб шпильки, а затем вернуть его к центральному отверстию.

Повторите этот процесс, двигаясь по кругу вокруг компакт-диска, приклеивая провод по мере необходимости. После каждых 3 или 4 сгибов вам нужно перерезать провод возле центрального отверстия и начать новый отрезок.В итоге проволока должна немного напоминать лепестки вокруг цветка.

При изготовлении солнечной панели из компакт-диска вы можете поэкспериментировать с различными типами размещения проводов, чтобы увидеть, что работает лучше всего, поскольку существует несколько альтернативных конструкций.

Шаг № 2: Присоедините стабилитроны

После того, как медный провод был приклеен и оставлен для высыхания, вам нужно будет прикрепить стабилитроны. Стабилитроны используются для регулирования напряжения.

Эти диоды следует размещать в промежутках между отрезанными участками медной проволоки.С помощью паяльника припаяйте концы медного провода к концам стабилитронов. Обязательно оставьте один из зазоров открытым, так как именно к нему вы будете подключать изолированные провода на следующем шаге.

Шаг № 3: Подключите изолированный электрический провод

После того, как стабилитроны припаяны к медному проводу, пора подключить изолированный электрический провод к солнечной панели DIY CD. Вы можете использовать нож или небольшое лезвие, чтобы очистить концы проводов, чтобы обеспечить лучшее соединение.

Здесь вы снова воспользуетесь паяльником, чтобы соединить два оставшихся конца медных проводов с изолированными концами электрических проводов. После этого шага вы, по сути, закончили создание простой солнечной панели для компакт-дисков. Все, что вам осталось сделать, это проверить это!

Шаг 4: Проверьте это!

Выберите солнечный день и выходите на улицу с солнечной панелью CD. Вот где пригодится вольтметр или миниатюрное низковольтное устройство.

Подключите солнечную панель к вольтметру с помощью электрических проводов и поставьте компакт-диск на прямой солнечный свет.Если он работает правильно, вы должны увидеть, что показания глюкометра увеличиваются под воздействием солнечного света. Вы также можете попробовать накрыть солнечную панель CD рукой или поместить ее в тень, чтобы увидеть, как отреагирует чтение.

Если кажется, что ваша новая солнечная панель вырабатывает электроэнергию, вы можете попробовать подключить ее к небольшому низковольтному устройству, чтобы проверить, успешно ли вы создали источник бесплатной солнечной энергии.

Каково практическое использование солнечной панели CD?

Обучение

Изучение того, как сделать солнечную панель из компакт-диска, несомненно, является образовательным опытом.Этот проект «сделай сам» позволяет учиться на практике, когда вы действительно можете увидеть результаты своей работы.

Создание солнечной панели из компакт-диска — отличный способ обучения для людей всех возрастов. Дети, студенты и взрослые могут извлечь выгоду из этого проекта. Для многих он может стать воротами к реализации более продвинутых солнечных проектов и расширению их знаний о возобновляемых источниках энергии.

Студенческий научный проект

Используя только несколько обычных предметов и силу солнечных лучей, вы можете продемонстрировать пример производства электроэнергии.

Младшим ученикам потребуется присмотр, так как этот проект требует использования паяльника, но все остальные необходимые материалы легко доступны и не будут стоить руки и ноги.

Ознакомьтесь с другими интересными солнечными проектами здесь

Игрушка

Да, эта солнечная панель DIY CD может служить забавной самодельной игрушкой. Решение о том, что вы хотите использовать от своей солнечной панели, полностью зависит от вас. Хотя его общая выходная мощность может быть ограничена, многие предпочитают использовать небольшие портативные вентиляторы или даже миниатюрные фонари.

Когда вы будете уверены в том, как сделать солнечную панель с компакт-диском, вы можете проявить творческий подход и найти новые забавные применения для своей солнечной панели.

Дешевый источник энергии

У большинства из нас валяются тонны старых компакт-дисков, так почему бы не использовать их? Улавливание солнечной энергии с помощью компакт-дисков и медных проводов — дешевый способ получения реальной энергии. Как только ваша солнечная панель CD будет построена, вся энергия будет производиться за счет бесплатного легкодоступного солнечного света.

Как уже упоминалось, этого недостаточно для питания ваших устройств.Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими портативными зарядными устройствами для солнечных панелей, которые доказали свою пригодность для практического использования в реальной жизни.

Эксперименты

Несмотря на то, что солнечные панели на компакт-диске нельзя использовать для серьезных реальных задач, они предоставляют людям дома некоторые возможности для экспериментов.

У нас также есть руководство по сборке солнечных печей в коробке из-под обуви, если вы хотите проверить это здесь, на сайте.

Заключение

Теперь, когда мы подробно обсудили, как сделать солнечную панель с компакт-диском, пора вам самому попробовать.Не стесняйтесь корректировать мелкие детали по мере необходимости, чтобы сделать панель успешной. Солнечная энергия — отличный экологически чистый способ использовать бесплатную энергию, и эта солнечная панель DIY CD показывает, насколько простой она может быть в некоторых случаях.

Как управлять домом исключительно на солнечной энергии

Чтобы представить, как солнечная энергия может обеспечить достаточно энергии для всего дома, необходимо немного рассказать об основах. Мы, наверное, все уже видели более традиционные солнечные панели — плоские, слепящие, громоздкие на вид вещи, которые устанавливаются на крышах домов.

Солнечные панели улавливают любой доступный солнечный свет и преобразуют его в постоянный ток. Инвертор преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока (что мы используем для питания электронных устройств). Для людей, которые хотят полностью снабдить весь дом солнечными лучами, существуют системы для преобразования и хранения дополнительной энергии в виде энергии батареи. Таким образом, дом по-прежнему может иметь источник энергии ночью или в плохую погоду (хотя он не может покрыть недостаток плохо спроектированной или неадекватной системы).

Солнечная черепица — также изящная, обтекаемая альтернатива более старым и большим панелям. Они сделаны из тех же материалов, что и традиционные солнечные панели, действуют как традиционная черепица и выглядят очень похоже на обычную крышу … возможно, только немного ярче. Вопреки распространенному мнению, новые панели могут работать даже в условиях слабого или рассеянного солнечного света.

Так почему переход на солнечную энергию иногда требует некоторого убеждения? Как правило, дома в США получают тепло либо от газа, либо от электричества, обычно обеспечиваемого местными коммунальными предприятиями.Предположим, что кто-то зацикленный на использовании солнечной энергии хочет полностью отключить сеть — ни газа, ни электричества от коммунальных компаний. Таким образом, электроэнергия, вырабатываемая солнечной энергией, должна использоваться для отопления, кондиционирования воздуха (что, безусловно, является одним из самых больших источников энергии в доме), других частей инфраструктуры дома, таких как освещение и вентиляторы, все основные бытовая техника (холодильник, плита, стиральная машина и сушилка) и другая электроника, такая как стереосистемы, телевизоры и компьютеры. (Этот список, конечно, ни в коем случае не является исчерпывающим: скольким членам вашей семьи необходимо постоянно заряжать свои смартфоны или планшеты?)

Если ваш дом огромен или вы слишком много энергии, и электроника остается включенной на весь день. , вам понадобится более интенсивная солнечная установка.Было бы неплохо предположить, что те, кто серьезно относится к выполнению этого преобразования, уже достаточно осведомлены о потреблении и прилагают усилия для снижения энергопотребления, например, используют изолированные оконные шторы вместо запуска кондиционера или отказ от посудомоечной машины, которая нагревается и взбивает часами. Однако по мере того, как солнечная энергия становится все более популярной, экологически сознательные первые приверженцы могут не составлять большинство. Им нужна более прочная солнечная система.

Умный потребитель рассчитывает потребление электроэнергии, а затем собирает солнечную панель, которая может удовлетворить этот спрос.Если настройка кажется слишком сложной, возможно, стоит сократить потребление.

Хотя это, безусловно, сложно и может быть дорого, люди, у которых есть ресурсы для проектирования и строительства дома на солнечной энергии с нуля, имеют некоторые преимущества. При планировании жилой солнечной системы для конкретного существующего дома возникает множество тонкостей. Фактический дизайн дома является одним из таких факторов. Насколько велика поверхность крыши (что влияет на ее потенциальную площадь солнечной поверхности)? В каком направлении обращена крыша и каков ее наклон? Есть ли препятствия, вызывающие полутень?

Местоположение также имеет значение.Дом в Скандинавии с ее заведомо короткими днями не будет жить так же хорошо, как дом у экватора. Имеет значение и среднее количество солнечных дней; если до наступления темноты идет дождь, не имеет особого значения, если ночь наступает поздно. Если вы строите свой собственный дом мечты на солнечной энергии, у вас будет больше возможностей повлиять на некоторые из этих переменных.

Когда вы пытаетесь выяснить, сколько энергии вы можете произвести с помощью своей новой солнечной установки и сколько вам потребуется, полезно также посмотреть на метеорологические данные для вашего региона.Он покажет вам, сколько солнечного света вы можете ожидать в любой месяц, исходя из прошлых средних значений. У вас должны быть поблизости копии счетов за коммунальные услуги, которые позволят вам узнать, сколько энергии вы потребляете. Вы можете использовать всю эту информацию, чтобы выяснить, будет ли необходимая вам система производить достаточно электроэнергии.

Общие правила рекомендуют установку, которая генерирует 1 киловатт на 1 000 квадратных футов (93 квадратных метра) дома. Но не позволяйте своему оптимизму взять верх — вам нужно убедиться, что вы можете производить достаточно энергии, чтобы пережить худшие, а не лучшие времена.Вы захотите буквально подготовиться к пресловутому дождливому дню.

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

Вы когда-нибудь смотрели на солнечные панели на крышах и задавались вопросом, что именно они делают и как? Что ж, эти высокотехнологичные пространства мерцающего стекла на самом деле являются всего лишь одним компонентом в сложной сети, которая использует возобновляемую энергию солнца для доставки электричества в дом.

Давайте посмотрим, как работает солнечная энергия, шаг за шагом.

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

ШАГ 1: Панели активируются солнечным светом.


Солнечная система стоечно-панельная

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

ШАГ 2: Ячейки вырабатывают электрический ток.


Кремниевый слиток и пластина

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

ШАГ 3: Преобразуется электрическая энергия.


Солнечный инвертор. Изображение предоставлено SMA Solar Technology AG

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

ШАГ 4: Преобразованная электроэнергия питает ваш дом.


Солнечный микроинвертор

После того, как солнечная энергия преобразована из постоянного тока в переменный, она проходит через вашу электрическую панель и распределяется по дому для питания ваших приборов. Он работает точно так же, как электроэнергия, вырабатываемая через сеть вашей электроэнергетической компанией, поэтому ничего в доме не нужно менять.Поскольку вы по-прежнему остаетесь подключенными к своей традиционной энергетической компании, вы можете автоматически потреблять дополнительную электроэнергию, чтобы восполнить любую нехватку солнечной энергии из сети.

ШАГ 5: Счетчик нетто измеряет использование.


Умный электросчетчик

В пасмурные дни и в ночное время ваша солнечная черепица или панели могут не улавливать достаточно солнечного света для использования в качестве источника энергии; и наоборот, в середине дня, когда никого нет дома, они могут собирать излишки энергии — больше, чем вам нужно для работы вашего дома.Вот почему счетчик используется для измерения расхода электроэнергии в обоих направлениях — в ваш дом и из него. Ваша коммунальная компания часто предоставляет кредиты за любую избыточную мощность, которую вы отправляете обратно в сеть. Это известно как чистый счетчик .

Заключение

Теперь, когда вы знаете основы солнечной энергии, вы можете поразиться тому, как современные фотоэлектрические технологии могут улавливать огромную энергию солнца для управления домом. Возможно, это и не ракетостроение, но это определенно проявление человеческой изобретательности в лучшем виде.

Заинтересованы в солнечной кровле для вашего дома? Изучите наши солнечные продукты или найдите сертифицированного установщика солнечных батарей в вашем регионе.

Выберите DIY, чтобы сэкономить на солнечных батареях для вашего дома!

Вы думали об установке солнечных панелей в своем доме, но разочаровались из-за слишком высокой стоимости? Здесь, в Монтане, мы с семьей сэкономили 40 процентов стоимости солнечной электрической системы, купив комплект и выполнив установку самостоятельно.

Одной из примечательных особенностей нашей солнечной энергосистемы является то, что в ней используется относительно новая технология микро-инверторов.В этой системе каждая фотоэлектрическая (PV) панель имеет свой собственный инвертор, подключенный к сети, который монтируется прямо рядом с панелью. Такой тип системы проще для самостоятельной установки, и он имеет другие преимущества, такие как меньшая чувствительность к частичному затемнению, оптимизация выходной мощности для каждой фотоэлектрической панели и гибкость, позволяющая начать с малого и наращивать систему с учетом времени и бюджета. разрешать.

Мы решили использовать сетевую систему, которая намного более рентабельна, чем автономная. Одним из преимуществ является то, что вам не нужно покупать дорогие батареи, которые необходимо время от времени заменять.Вы также можете установить меньшую и менее дорогую систему, которая вырабатывает лишь часть вашей электроэнергии. С другой стороны, сетевые системы не обеспечивают электроэнергию, когда энергосистема не работает.

Первым шагом к планированию вашей системы является оценка вариантов скидки и получение разрешений. В вашей местной энергетической компании есть правила, которые вы должны соблюдать при подключении готовой системы к сети, также могут применяться строительные нормы и правила. Помимо федеральных стимулов, штаты (и даже некоторые города) предлагают скидки, чтобы снизить стоимость системы.Понимание местных правил до начала работы избавит вас от разочарования в дальнейшем.

У большинства коммунальных предприятий есть информационный пакет и человек, специализирующийся на требованиях коммунальных услуг. Мы нашли нашу местную утилиту и инспекторов кода полезными и дружелюбными. Мы не заметили с их стороны ни малейшего сопротивления идее фотоэлектрической системы, устанавливаемой домовладельцем. Стоимость разрешения и время обработки были небольшими. Информацию о скидках в вашем штате можно найти в Базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE).

Следующий шаг — определение размера вашей системы. Для системы, привязанной к сети, размер менее критичен, потому что сеть обеспечивает питание, когда ваша фотоэлектрическая система не работает. Системы мощностью всего в пару сотен ватт практичны, но вы также можете установить панели, которые будут производить достаточно электроэнергии для всех ваших нужд. Посмотрите, сколько электроэнергии вы используете сейчас, а затем оцените, что вы сможете сэкономить, применив меры по экономии и повышению эффективности по всему дому. Это даст вам представление о том, какого размера систему вы хотите построить.Вы, конечно, можете построить систему меньшего размера, но установка более крупной может не окупиться. Посмотрите свое состояние на DSIRE, чтобы узнать о правилах чистых измерений в том месте, где вы живете, в том числе о том, сколько вам могут заплатить за выработку избыточной энергии.

Выяснение способов использования меньшего количества энергии в вашем доме почти всегда более рентабельно, чем установка большой фотоэлектрической батареи. Мы начали с ежемесячного использования 1000 киловатт-часов (кВтч), что примерно в среднем для семьи в США. Мы снизили это примерно до 500 кВт / ч, потратив чуть больше 1000 долларов на эффективное освещение, удлинители с переключателями, новый холодильник и несколько других стратегий (см. 8 простых проектов для мгновенной экономии энергии).Сравните это с фотоэлектрической системой, которая экономит нам 250 кВт / ч в месяц, но стоит 6000 долларов — ясно, где лучше всего окупить. Сначала примите меры по повышению эффективности, затем , затем , купите фотоэлектрическую систему.

Мы планировали создать фотоэлектрическую систему, которая сократит наше текущее потребление примерно наполовину (то есть систему, которая будет вырабатывать около 250 кВтч в месяц или 3000 кВтч в год). Мы использовали калькулятор PVWatts Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, чтобы оценить размер системы, которая будет производить 3000 кВт / ч в год в нашем районе.Компания PVWatts разработала систему размером чуть более 2 киловатт. Система, которую мы в итоге установили, имеет расчетную мощность 2,15 киловатт.

В нашей системе используются микроинверторы Enphase, но также могут быть доступны и другие марки. У нас есть 10 фотоэлектрических панелей мощностью 215 Вт каждая, каждая из которых оснащена инвертором мощностью 190 Вт, который преобразует постоянный ток, производимый панелями, в переменный ток, который является стандартной системой для электричества в домах в Соединенных Штатах. Мы заказали систему комплектом, в который вошли фотоэлектрические панели, микроинверторы, монтажные рейки и ряд других деталей.Набор был хорошим выбором, но не ожидайте, что он будет типа «вставьте язычок-A-в-слот-B». В основном вы получаете коробку, полную деталей. Вскоре вы познакомитесь с веб-сайтами компаний, производящих детали, особенно с разделом «скачать руководства».

Расположение фотоэлектрической матрицы

В идеале солнечные панели в вашем доме должны быть обращены на юг и наклонены под углом, примерно равным вашей местной широте. Они также будут находиться на полном солнечном свете без затенения от примерно трех часов до солнечного полудня (время, когда солнце находится прямо посередине своего пути по небу в данный день) до трех часов после солнечного полудня.Производительность не сильно пострадает, если вы не можете направить панели прямо на юг или правильно наклонить, но даже небольшое затенение может иметь серьезный негативный эффект.

Обследование участка солнечной энергии покажет вам любые потенциальные проблемы с затенением в любое время года. Вы можете провести обзор сайта двумя способами. Один из способов — это процедура, в которой вы используете «солнечную карту» для своего района и просто наблюдаете за объектами, которые могут вызывать тени. Это может быть веселое семейное мероприятие, на котором всех расскажут о пути солнца в течение года.Еще один простой метод — смоделировать фотоэлектрический массив и потенциальные объекты затенения в бесплатной программе рисования Google SketchUp. В SketchUp есть функция, которая покажет вам образцы затенения для любого времени дня и года.

Микроинверторы

предлагают преимущество в ситуациях частичного затемнения, потому что в этой системе каждая фотоэлектрическая панель имеет инвертор, который обеспечивает отслеживание точки максимальной мощности, чтобы получить максимально возможную мощность от этой панели, независимо от того, частично ли она затенена или на полном солнце. Для традиционных струнных инверторных систем частичная тень может вызвать падение напряжения на цепочке панелей до точки, при которой инвертор отключается, а выходная мощность падает до нуля — действительно, большой эффект.Если у вас серьезные проблемы с оттенком, которые вы не можете исправить, PV, вероятно, не будет хорошим выбором для вашей ситуации.

Мы выбрали наземное крепление, а не крепление на крышу, потому что оно упростило установку (и сделало ее менее опасной), и нам не нужно снимать панели, если крышу когда-либо нужно будет заменить.

Установка солнечных панелей

Пришло время самое интересное — установка системы! Вы можете построить или купить много типов систем крепления фотоэлектрических панелей, но фотоэлектрические панели, вероятно, прослужат 30 лет, поэтому выбирайте монтажную систему, которая может выдерживать ветер и непогоду в течение длительного времени.Мы изготовили нашу собственную монтажную стойку из обработанных деревянных столбов 4 на 4 и бетонных опор, а затем установили панели на алюминиевые рельсы, специально предназначенные для поддержки панелей над деревянными каркасами.


С помощью соседей и взятой взаймы бетономешалки мы довольно быстро установили крепления. Важно убедиться, что крепления хорошо выровнены. Мы использовали временные рамы 2 на 6 позади вертикальных стоек, чтобы выровнять все опорные рамы.

Убедитесь, что стыки в деревянной раме усилены металлическими пластинами и что опоры имеют соответствующий размер.Нанесите дополнительный слой консерванта на все торцы волокон обработанной древесины и участки, где древесина соприкасается с бетоном. В нашем климате обработанная древесина служит долго, но если вы живете во влажном климате, вы можете рассмотреть возможность использования металлических опор.

После того, как монтажные рамы были в земле, мы установили алюминиевые опорные рейки. Это было легко сделать с помощью прилагаемых L-образных скоб. Затем мы установили микро-инверторы на рельсы, для чего требовалось всего два болта из нержавеющей стали для каждого инвертора.

Затем мы установили фотоэлектрические панели, начиная с одного конца и двигаясь поперек рельсов. Будь осторожен! Один промах может стоить вам фотоэлектрической панели в 600 долларов. С панелями неудобно обращаться, поэтому помощь с этой частью очень важна. Мы временно зажали под каждой панелью полоску размером 2 на 6, чтобы поддержать ее при окончательной регулировке. Монтажные зажимы просто вставляются в прорези на опорных направляющих. После того, как фотоэлектрическая панель установлена, зажимы можно затянуть, чтобы закрепить панель.

Часто проверяйте выравнивание при установке панелей.Небольшие ошибки выравнивания складываются и становятся заметными. Мы затянули зажимы панели ровно настолько, чтобы удерживать их на месте, а позже использовали динамометрический ключ для окончательной затяжки.

Электропроводка фотоэлектрической системы

Подключение системы Enphase относительно простое, но обязательно прочтите все инструкции и поймите вопросы безопасности. Вы имеете дело с высоким напряжением, и фотоэлектрические панели нагревают систему, даже если она не подключена к сети. Если вы думаете, что это может быть больше, чем вы хотите решить, вы можете объединиться с местным электриком, чтобы провести электромонтаж.На самом деле трудозатраты на электромонтаж не так велики, поэтому это не должно существенно увеличивать стоимость системы.

Выходные провода каждой фотоэлектрической панели подключаются к ответным проводам на микро-инверторах. Выходные кабели от микро-инверторов просто соединяются гирляндной цепью. Выходной сигнал последнего инвертора сначала поступает в распределительную коробку на фотоэлектрической батарее, а затем на выключатель фотоэлектрической батареи, расположенный рядом с домашним счетчиком. От выключателя питание поступает на неиспользуемый автоматический выключатель в коробке автоматического выключателя.

Выключатель фотоэлектрического массива позволяет работникам коммунального предприятия отключать фотоэлектрический массив от сети. Выключатель должен быть запираемым, он должен находиться рядом с главным счетчиком в доме и иметь четкую маркировку. Автоматический выключатель, который подает фотоэлектрическую энергию в коробку автоматического выключателя, также должен иметь маркировку.

Я подключил фотоэлектрические панели и новый автоматический выключатель последним, так что почти вся проводка была проведена в «мертвой» системе.

Заземление системы

Проверьте всю проводку и убедитесь, что все заземлено должным образом.Все эти компоненты (каркасы фотоэлектрических панелей, несущие шины фотоэлектрических панелей, корпуса микроинверторов, распределительные коробки фотоэлектрических батарей и выключатель) должны быть заземлены утвержденным методом заземления.

Например, даже несмотря на то, что фотоэлектрические панели прикреплены болтами к заземляющим шинам, это не утвержденное заземляющее соединение. Для большинства из них мы использовали систему заземления Weeb, и она хорошо зарекомендовала себя.

Помимо вопросов безопасности, инспекторы будут искать надлежащее заземление. Если бы мне пришлось делать это заново, я бы использовал систему Weeb везде, потому что это так просто.

Более подробную информацию о конструкции можно найти на сайте Build It Solar.

Запуск инвертора

В системах Enphase блок, называемый EMU, обменивается данными со всеми инверторами, посылая сигналы через линию питания. EMU предоставляет информацию о том, как работает система, проверяет состояние и работоспособность инверторов и отправляет данные на сервер Enphase через домашнее Интернет-соединение.

После того, как инспектор одобрит вашу систему, а поставщик коммунальных услуг установит счетчик нетто, вы можете включить систему и подключить EMU к обычной розетке.EMU найдет ваши инверторы и начнет составлять отчеты. На данный момент система вырабатывает электроэнергию, и EMU предоставит вам основную статистику. Устройтесь поудобнее, выпейте пива и посмотрите, как набирает силу.

PV Производительность и экономия

Наша система работает с ноября 2009 года и работает хорошо. У нас не было сбоев, и система не нуждалась в обслуживании. Пока что производство энергии примерно на 10 процентов превышает расчетную оценку PVWatts.Проверьте производительность нашей системы в режиме реального времени в любое время.

Стоимость нашей системы составляла 9 960 долларов, или 4,63 доллара за ватт — сейчас цены могут быть немного ниже. 30-процентная федеральная скидка плюс скидка штата 500 долларов снизили стоимость до 6470 долларов, или 3,01 доллара за ватт. Скидки в некоторых штатах намного больше, чем в Монтане.

Профессионально установленные системы такого размера часто продаются по цене 7,50 долларов за ватт, что означает, что мы сэкономили около 6000 долларов. Если ваша основная мотивация для самостоятельной сборки системы — это стоимость, я рекомендую получать ставки на установленные системы и сравнивать их со стоимостью всех частей, которые вам понадобятся для аналогичной системы.

Экономия на наших счетах за электричество в первый год составила 332 доллара (из расчета примерно 10 центов за кВт / ч), плюс мы снизили выбросы CO2 на 4700 фунтов. Простой период окупаемости вложенных нами 6000 долларов составит 18 лет, но я ожидаю, что он будет намного короче, если цена на электроэнергию продолжит расти. Например, если ставки увеличиваются на 10 процентов в год, общий срок окупаемости составит всего 11 лет.


Источники солнечной энергии

Детали конструкции

Калькулятор PVWatts

Производительность в реальном времени

Исследование участка солнечной энергии

База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности

Система заземления Weeb

Solar Unbound


Гэри Рейса разработал всевозможные проекты «сделай сам», чтобы использовать энергию солнца для обогрева своего дома, магазина и горячего водоснабжения, а также для производства электроэнергии.Его веб-сайт Build It Solar — отличный ресурс, если вы планируете собственный проект.


Первоначально опубликовано: июнь / июль 2011 г.

Пошаговое руководство по настройке солнечной энергии дома

Автор — Алисия Гордан

Чистая энергия быстро набирает обороты именно тогда, когда парниковые газы и выбросы углерода наносят огромный вред нашей экосистеме.С 2011 года во всем мире установлено две трети солнечных электростанций. К счастью, Индия идет в ногу с быстрым развитием чистой солнечной энергетики. Отчеты показывают, что производство солнечной энергии в Индии увеличилось на 86% в 2017 году.

Сейчас идеально использовать солнечную энергию не только в коммерческих, но и в жилых помещениях. Стоимость установки солнечной электростанции неуклонно снижается, но вы всегда можете попробовать вариант «сделай сам», чтобы не выходить за рамки своего бюджета. Вы можете сэкономить деньги, установив солнечную систему с солнечной фотоэлектрической (PV) системой самостоятельно, прочитав это простое руководство по настройке солнечной энергии.Вот подробный обзор того, как вы можете построить и установить солнечную электростанцию ​​для вашего дома:

Пошаговое руководство по установке солнечной электростанции

Шаг 1: Соберите компоненты солнечной энергии

Все начинается со сбора основных компонентов солнечной электростанции. Вам понадобятся четыре основных предмета — солнечные панели, контроллер заряда, инвертор и аккумулятор. В дополнение к этим предметам вам, среди прочего, потребуются прерыватель, измеритель, разъем MC4 и предохранители.Имейте в виду, что необходимо прочитать инструкции к модулю солнечной панели.

Шаг 2: Рассчитайте мощность нагрузки

Перед тем, как приступить к установке солнечной энергии, очень важно подвести итог мощности, которую вы используете в своем доме. Это не ракетостроение. Все, что вам нужно сделать, это записать бытовую технику, которую вы используете ежедневно, в том числе телевизор, свет, вентилятор и так далее. Затем добавьте время, в течение которого эти устройства работают в день. Просмотрите таблицу характеристик своих бытовых электроприборов, чтобы проверить их продолжительность использования или время работы, а также их номинальную мощность.

Теперь рассчитайте «Ватт-час», умножив время работы прибора на его номинальную мощность. Выполните этот шаг для каждого электрического устройства, затем просуммируйте отдельные числа ватт-часов, чтобы получить общую сумму. Вы также можете упростить этот расчет, используя онлайн-калькулятор автономной нагрузки.

Шаг 3: Выберите и зарядите аккумулятор

Основная проблема с солнечной энергией заключается в том, что она не обеспечивает электричеством, когда солнце садится. Однако вы можете легко решить эту проблему, используя аккумулятор.Свинцово-кислотный или литий-ионный аккумулятор накапливает солнечную энергию, генерируемую днем, и разряжает ее ночью. Это обеспечивает стабильную подачу энергии при условии, что вы выбрали оптимальную емкость аккумулятора. Вам понадобится контроллер мощности, чтобы контролировать зарядку аккумулятора. Они проходят между панелями и аккумулятором. Такие контроллеры обычно оснащены небольшой светодиодной лампочкой, которая сообщает о состоянии зарядки аккумулятора и регулирует мощность, поступающую в аккумулятор.

Шаг 4: Настройте инвертор

Солнечные батареи вырабатывают электричество постоянного тока (DC), но электрические приборы используют энергию в виде переменного тока (AC).Инвертор — это устройство, которое экономит время, позволяя использовать электрические устройства без адаптеров. Инверторы бывают разной мощности и типов, включая прямоугольные, модифицированные синусоидальные и чисто синусоидальные инверторы. Прямоугольные волны совместимы не со всеми устройствами, а выходной сигнал модифицированной синусоидальной волны не подходит для некоторых устройств, таких как холодильник. Это делает инвертор синусоидальной волны лучшим выбором для вашей солнечной системы.

Шаг 5: Закрепите солнечные панели на крыше

Когда аккумулятор, контроллер и инверторы готовы, вам нужно приступить к установке солнечных панелей.Выберите лучшее место для панелей на крыше или на открытом грунте, которое беспрепятственно получает солнечное излучение. Подставку для крепления можно сделать самостоятельно или приобрести в магазине. Наклон монтажной стойки должен быть почти равным углу широты вашего местоположения. Правильная настройка солнечных панелей имеет решающее значение для их эксплуатации и обслуживания. Следовательно, важно, чтобы панели были обращены к солнцу в течение дня.

На последнем этапе этого шага подключите солнечные панели.Вы можете проследить небольшую распределительную коробку на задней части солнечной панели. Распределительная коробка имеет отрицательный и положительный знаки полярности. В большой панели распределительная коробка также имеет клеммные провода с разъемом MC4. Однако вам придется самостоятельно выровнять распределительную коробку с внешними проводами, если вы используете небольшие солнечные батареи. Используйте черный и красный провод для отрицательного и положительного клемм соответственно.

Шаг 6: Подключите солнечные панели к батарее

Необходимо подключить солнечные батареи к аккумулятору.В некоторых фотоэлектрических системах они объединяются вместе, поэтому вам не нужно прилагать дополнительных усилий. В случаях, которые не указаны как единое целое, необходимо выполнить последовательное и параллельное соединение. Вы можете выполнить последовательное соединение, соединив положительную клемму устройства с отрицательной клеммой другого устройства. Для параллельного подключения вам необходимо соединить отрицательную клемму одного устройства с отрицательной клеммой другого устройства и так далее.

Шаг 7: Установка означает инвертор и аккумулятор

Ваш жилой солнечный блок неполон без подставок для аккумулятора и инвертора.Опять же, у вас есть возможность построить трибуны или получить их. Как только выделенные позиции для инвертора и батареи готовы, вы можете приступить к работе с проводкой. Начнем с подключения контроллера. Первое соединение слева предназначено для подключения контроллера к солнечным панелям. Второе соединение предназначено для сопряжения аккумулятора с контроллером. Последнее подключение предназначено для подключения контроллера к прямому подключению нагрузки постоянного тока.

Для подключения солнечной панели к контроллеру заряда вам понадобится отдельный разъем, называемый разъемом MC4.После подключения контроллера к батарее должны загореться его светодиодные индикаторы. Точно так же вам нужно будет соединить клемму инвертора с клеммой аккумулятора.

Следуя этим шагам, вы сможете установить солнечную электростанцию ​​у себя дома. Высокие затраты, понесенные при установке, могут быть окуплены позже, поскольку солнечная энергия не только чистая, но и экономически выгодное вложение.

Автор Биография

Алисия Гордан — технический наркоман и писатель-фрилансер, которая любит читать и писать статьи о здравоохранении, технологиях, фитнесе и образе жизни.Вы можете найти ее в Twitter: @meetalycia

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*