Самодельная солнечная батарея своими руками: Простая самодельная солнечная батарея

Содержание

Самодельная солнечная батарея — небольшой опыт

Как то в одно время я увлекся солнечными панелями, просто очень нравилось что вот так просто можно от солнца брать энергию и использовать ее на свои потребности, например в походах зарядить телефон, или аккумулятор для фонаря. Много разной информации нашел в интернете, очень понравилась одна статья где просто и понятно рассказывалось как можно самому сделать солнечную панель из набора элементов. И после этого я решил заказать набор для сборки. Заказал самый дешевый набор элементов. И у другова продавца приобрел отдельно шину для спайки и флюс-карандаш.

Так выглядят элементы, такие и подобные элементы сейчас купить не проблема, многие заграничные интернет сайты предлагают все комплектующие для самостоятельного изготовления солнечных панелей.

>

Сначала чтобы понять что к чему и как лучше сделать из разбитых элементов собрал маленькую панельку, а потом приступил к сборке большой панели.

Так как покупал самый дешевый набор, то на лицевой стороне пластин не-было заранее напаянных проводников, напаивать их пришлось самому. Надо сказать что трудное и долгое это дело, но в итоге все получилось. Паял паяльником 25 ватт и обычным припоем ПОС-61. Ниже фотка элементов с припаянными контактными шинами.

>

Далее надо было определится как собирать солнечную панель, то-есть на чем. Вариантов в интернете нашел много, в плоть до того что делать панель как на заводе методом запекания в пленку EVA — ламинировать, но в домашних условиях все это трудно выполнимо и получается дорого. Так-же элементы еще заливают специальным компаундом для герметизации панелей. Это двухкомпантный состав на подобие эпоксидки, только идеально прозрачный, но его стоимость поставила на нем «крест».

Поэтому я решил делать вообще без заливки. Да и стекло мне тоже не нравилось, хоть оно и крепкое, но стоит уронить панель или на нее случайно что-то упадет, то все, больше нет панели и элементы поломаются. В заводских панелях за счет спекания с пленкой стекло обладает более высокой прочность, а если просто так стекло ставить, то его даже сильный град может побить, а такого мне не хотелось, поэтому я решил использовать оргстекло.

Для тыльной стороны приобрел оргстекло 4мм толщиной, и для лицевой 2мм. Для спайки элементов на листе фанеры сделал шаблон, расчертил под элементы и наклеил пластмассовые крестики. Так все элементы будут с равным расстоянием и внешне панель будет более качественно сделана.

>

Расстояние между элементами получилось 5 мм, размеры каждого элемента 80*150мм. Оргстекло удалось купить размером 68*76см, из-за размеров на оргстекло помещалось не 36 элементов как положено, а 32, по 8 шт в ряду. Но я решил что в этом нет ничего страшного, просто напряжение будет немного выше, но его все равно будет хватать для зарядки аккумулятора. Ниже на фото разложены элементы перед спайкой между собой.

>

Вот уже спаянные элементы.

>

Выводы цепочек элементов соединяются более толстой шиной.

>

Для фиксации элементов решил зафиксировать их кусочками двухсторонней клейкой монтажной лентой. Для этого нарезал кусочки и приклеил по центру каждого элемента.

>

Потом накрыл элементы оргстеклом, немного придавил и перевернул все лицевой стороной наружу.

>

Потом по периметру наклеил полоски двухсторонней ленты, уже была белая, но такой-же толщины что и на элементах. Сверху положил лицевой лист оргстекла и постепенно из под него вытаскивал защитную пленку на ленте. Так стекло сразу ровно приклеивается, а если просто накрыть то можно ошибиться и оргстекло криво ляжет.

>

С тыльной стороны вывел три контакта, средний контакт это вывод с половины панели, это может понадобится если к примеру нужно будет напряжение 7вольт. Так-же можно по отдельности включать половины панели.

>

Вот такая получилась солнечная панель.

>

Элементы были заказаны на eBay, всего 110шт, цена этого набора 199$ , все вместе с доставкой и дополнительными шинами, флюсом, и диодами мне обошлось 160$. Но когда я все это покупал цены были выше чем сейчас, и самодельная панель обошлась намного дешевле чем если бы я купил готовую на 60 ватт по цене около 300$.

Покупая элементы небольшими партиями, чтобы не платить таможенную пошлину, и с уже припаянными проводами и шинами в комплекте, я думаю, что можно уложиться и в меньшую сумму. Но даже 160 баксов за солнечную батарею в 50 Ватт — это неплохой результат тем более что еще осталось много элементов с этого набора на такую-же панель.

Статья написана по материалам >>источник

Солнечная батарея своими руками » полезные самоделки

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.

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.

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.

Способ, как сделать солнечную батарею в домашних условиях

Чтобы сделать солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо запастись нужными материалами. Потребуется медный лист, пластиковая бутылка без горлышка, кухонная соль, теплая вода и 2 зажима. Из инструментов пригодится тестер, электроплита и наждачная бумага.

Последовательная сборка солнечной батареи:

  1. Отрезаем кусок металла подходящего размера для размещения на спирали электрической плиты.
  2. На плите медь нагреется и почернеет. Спустя полчаса можно снять материал.
  3. Медь должна остыть. Материал начнет сжиматься и окись отслоится.
  4. После остывания меди, материал моет в теплой воде.
  5. Дальше начинается изготовление солнечной панели. Отрезаем еще одну медную пластину. Сжимаем 2 части и помещаем в бутылку. Медные части не должны контактировать между собой.
  6. Фиксируем материал с помощью зажимов.
  7. Подсоединяем провода к плюсам и минусам.
  8. В бутыль помещаем соленую воду. При этом жидкость не должна доставать к меди несколько сантиметров.

Выбирать размер солнечной батареи нужно в зависимости от того, для чего она будет использоваться

Такая простая конструкция способна работать даже без солнечной энергии. Но это достаточно простая панель. Подходит она для зарядки мобильника, не более. Проверить работоспособность модуля можно с помощью тестера.

Комплектующие

Что необходимо для того, чтобы собрать простейшую солнечную батарею?

Во-первых, потребуются сами солнечные элементы, с помощью которых энергия нашего светила будет преобразовываться в электрическую. Производители предлагают различного рода элементы с разными размерами и разной мощностью. Чаще всего это устройства размерами 15×8 мм, такие небольшие пластинки. Чтобы собрать батарею мощностью 60 Вт, потребуется приблизительно около сорока приборчиков. Приплюсуйте сюда еще 10 штук про запас на случай излома. Солнечные элементы очень хрупкие.

  • Во-вторых, понадобится оргстекло. Для этого надо будет два листа: один снизу, который будет выполнять функции основы батареи. Его толщина должна быть 4-6 мм. Кстати, нижнее оргстекло можно заменить фанерой. Второй слой – верхний толщиною 2 мм.
  • В-третьих, крепежные детали: самоклеящийся двусторонний скотч, металлические (алюминиевые) уголки, клей, болты с гайками для крепления двух оргстекол между собой.
  • В-четвертых, дополнительные электрические детали: припой (лучше всего легкоплавкий), флюс, диоды и так далее.

Солнечная батарея своими руками из подручных материалов: схема сборки

Сразу следует сказать, что одной общей схемы для создания солнечной батареи нет, сборки могут быть разными, и зависят они от выходных параметров. Самым простым вариантом можно назвать сборку из 4-х транзисторов последовательного расположения. Так например если в сборке будут присутствовать детали 2N3055, то при токе в 10-15мА вы сможете получить результат до 4 В. Конечно нельзя сказать что это хороший показатель, но даже используя такую конструкцию вы сможете подпитать небольшой светильный прибор и даже часы.

Чтобы сделать самодельную солнечную батарею, не нужно затрачивать много финансовых средств

Для того чтобы закрепить транзисторы в основном выбирают навесной монтаж, так как это значительно облегчает сборку. Кроме того, в основном все подобные устройства обладают немаловажным качеством, они не боятся короткого замыкания. Однако старайтесь оберегать их от возможных перегревов, так как при перегреве их напряжение на выходе может упасть.

Принцип работы и конструкция

Кванты попадают на фотоэлементы, в результате чего с внешних орбит атомов вещества уходят электроны.

Становясь свободными, они создают ток, идущий через контролер к аккумулятору, где накапливается заряд. Затем энергия поступает потребителю — различным бытовым или техническим устройствам.

Комплект солнечной батареи для дома составляется из кремниевых фотоэлементов. Одна их сторон пластины имеет тонкий слой химически пассивного фосфора либо бора.

Электроны, возникая, сдерживаются этой пленкой. Поверхность элемента пересекается металлическими дорожками, где свободные частицы собираются, выстраиваются и движутся упорядоченно, создавая ток.

При большом числе фотоэлементов в комплекте батареи можно получить достаточно много электричества.

Верхний слой пластины снабжен противоотражающим слоем. Это увеличивает КПД.

Пластины фотоэлементов могут быть:

  • поликристаллические, с небольшим КПД около 12 %, но стабильно работающие до 10 лет;
  • монокристаллические, с КПД до 25 % и функционированием до 25 лет, но со снижением параметра эффективности во времени;
  • аморфные, КПД до 6 %, удобные для укладки.

Как работает солнечная батарея?

Работа солнечной батареи основывается на фотоэлектрическом эффекте. Первый функционирующий фотоэлемент был создан русским ученым Александром Столетовым, но открытие его еще середине XIX приписывают французскому физику Александру Беккерелю.

Фотоэлектрический эффект достигается путем замыкания полупроводников (фотоэлементов) в электрическую цепь. Один полупроводник должен иметь в составе лишние электроны (n-слой), во втором их должно не хватать (р-слой). Лучи солнца способны выбивать лишние электроны из n-слоя, после чего они автоматически направляются на свободные места в р-слое, и наоборот. Таким образом достигается постоянное движение электронов. Вытесненные из р-слоя электроны проходят через аккумулятор и возвращаются в n-слой.

Отдельные фотоэлементы могут обеспечить электроэнергией незначительные по мощности объекты, а для питания крупных объектов требуется объединить множество фотоэлементов в одну электрическую цепь.

Первым в истории фотоэлементом стал селен, но он обладал КПД менее одного процента, поэтому ему сразу же стали искать замену. Нашли ее в кремние и до сих пор этот элемент наиболее широко используется в солнечных панелях.

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.

Сборка солнечной панели своими руками

После спайки собираем все элементы воедино. Для начала необходимо разобраться с инверторами. Они перерабатывают ток и меняют его напряжение.

Виды инверторов:

  1. Системные – дополнительный источник энергии. При создании энергии в комплексе с центральным источником электроэнергии, аккумуляторы совсем не потребуются.
  2. Гибридные – подходит в качестве основного источника, но от центральной подачи отказываться все равно не стоит. Такие инверторы способны не только перерабатывать энергию, но и накапливать ее.
  3. Автономные – используются без центрального энергоснабжения. Монтируется с необходимым количеством аккумуляторов.

Количество аккумулятор для дома придется рассчитать, исходя из требуемой мощности. Также играет роль количество панелей и высота их установки. Чем выше смонтировать солнечную батарею, тем лучше.

К аккумулятору солнечная батарея подключается при помощи диода. Такое мероприятие не позволит батареи разрядиться за ночь. Для исключения перезарядки и закипания приборов приобретается контроллер заряда.

Сборка батареи

На нижний лист оргстекла с помощью самоклеящегося скотча прикрепляются солнечные элементы. Их можно располагать в любой последовательности, но лучше, если они заполнять равномерно всю площадь будущей батареи. При этом расстояние между ними должно быть минимальным.

На готовую панель укладывается верхний лист оргстекла

Обратите внимание, что с помощью скотча можно регулировать зазор между солнечными элементами и верхним стеклом. Уложите его чуть больше (в два или три слоя по периметру), и зазор увеличится

Нет необходимости переусердствовать, зазор быть должен, но небольшой (1-3 мм).

После чего по всему периметру между стеклами наносится герметик, далее устанавливается алюминиевый уголок, который скрепляется болтами и гайками. Все, самодельная солнечная батарея почти готова, можно проводить испытание. В таком состоянии прибор должен выдавать напряжение 20-22 вольта (это без нагрузки), при нагрузке 16-18 вольт. При этом выделяется ток силой 3,0-3,5 А. можно подсчитать, и результат будет – 60 Вт, что и требовалось.

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.

Монтаж солнечных батарей своими руками: расчетные работы

Раму для солнечных батарей можно сделать самостоятельно из подручных материалов, что поможет сэкономить. Но можно и приобрести готовый вариант. Для самостоятельно изготовления лучше всего использовать дюралюминий. Но можно специально подготовить и другой материал, который покрывается особенной защитой.

Для начала необходимо рассчитать размеры рамы. Необходимо взять необходимый заряд аккумулятора. Берем данное число за основу и разделяем на 0,5 Вт. Получается нужно количество элементов.

Для зарядного тока в 3,6 А потребуется соединить параллельно 3 цепочки. Для этого количество необходимых деталей умножается на 3 цепочки. Если умножить данный показатель на цену, то можно узнать стоимость панели.

На деле полученный расчет будет меньше, так как солнце неравномерно светит на протяжении всего дня. Для полноценного заряда потребуется соединить вместе несколько панелей. Так получится 6 рядов элментов.

Необходимые инструменты для работы:

  • Сварочный аппарат;
  • Канифоль;
  • Монтажный провод;
  • Герметик на основе силикона;
  • Двусторонний скотч.

Для монтажа солнечных батарей потребуется минимум 2 человека

Количество инструментов может меняться. Чтобы разместить все элементы на раме, потребуется модуль размером 90х50 см. Если в готовых рамах другие размеры, то можно провести иные расчеты.

Какие бывают солнечные батареи

Солнечные панели сейчас широко применяются для питания различных устройств, механизмов и помещений, в частности для мобильных гаджетов, электроавтомобилей. Используются солнечные батареи в квартире, в доме, на даче и промышленных объектах.

Классификация солнечных батарей осуществляется по типу их конструкции и условно может быть распределена на четыре основных вида:

Тип Особенности
Жесткие Производятся в основном из кристаллического или аморфного кремния. Представляют собой твердую панель из фотоэлементов.
Пленочные Такой вид представляет собой тонкую гибкую пленку из кристаллического или аморфного кремния, теллурида кадмия и других элементов.
Односторонние Панели, поглощающие солнечные лучи только с одной стороны.
Двухсторонние Фотоэлементы способны поглощать энергию с двух сторон.

Транзисторы – генераторы электричества

Самодельная солнечная батарея, которая на выходе будет генерировать не тепловую энергию (как в предыдущем разделе), а электрическую может быть собрана из обычных транзисторов. Конечно, для энергообеспечения всего дома такая самодельная батарея не подойдет, но запитать небольшие приборы или подзарядить мобильный телефон Вы точно сможете. Чем больше транзисторов Вы используете, тем более мощная солнечная батарея у Вас получится, это нужно учитывать.

Первое с чего нужно начать, это аккуратно спилить верхнюю часть элемента, чтобы солнечный свет беспрепятственно попадал на p-n переходы. Если Вы используете транзисторы типа П, необходимо высыпать порошок из его внутренней части. После этих приготовлений переходим непосредственно к процессу сборки. Последовательное соединение элементов используется для повышения напряжения, а параллельное – силы тока. В качестве подложки рекомендуется использовать текстолит или органическое стекло. Чтобы не повредить кристалл транзистора, паять выводы, подходящие к нему, лучше не стоит. Один транзистор обеспечивает силу тока от 0,1 до 3 мА, а блок, состоящий из 4-х транзисторов, – от 10 до 15 мА.

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.

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.

Чтобы правильно выполнить пайку солнечных элементов, стоит предварительно посмотреть обучающее видео

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.

Что влияет на эффективность солнечных батарей

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

  • При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
  • При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
  • Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
  • Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств

В целях экономии и заботе об окружающей среде, люди давно используют альтернативные источники энергии как солнечные аккумуляторы. Приобретение аппарата обойдется очень дорого, поэтому некоторые «умельцы» научились изготавливать солнечные батареи своими руками из подручных средств.

Устройство и принцип действия солнечных панелей

Приницп работы и устройство батареи заключается в нескольких параметрах, среди которые есть такие:

  • нескольких электронных приборов, которые преобразуют энергию фотонов в электрическую. Фотоэлектрические элементы, соединены в солнечных батареях в строгой последовательностью, расположены параллельно друг другу;
  • аккумулятора, который накапливает в себе электродвижущую силу;
  • генератора-преобразователя периодического напряжения;
  • электрического многопозиционного переключающего аппарата, контролирующего работу всех устройств в батарее.

Фотоэлектрические элементы для создания батарей изготавливаются из кремния. Однако очистка материала очень дорогая процедура. Поэтому в последнее время производители используют медь и индий. Каждый элемент представляет собой автономный бокс, генерирующий электроэнергию. Боксы соединены друг с другом, образуя единую площадку. От ее размеров зависит интенсивность солнечной батареи. Поэтому чем больше солнечная станция содержит фотоэлектрических элементов, тем больше производит энергии.

При попадании лучей солнца на элемент в нем образуется фотоэдс, создается тепловая генерация электронно-дырочных пар. Часть лишних электронов проходит через область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости из одного слоя в другой. После этого на внешнем участке электроцепи возникает напряжение. При этом на p-контакте возникает положительный полюс тока, на n-контакте – отрицательный. После подключения к аккумулятору фотоэлектрические элементы образуют замкнутое кольцо. В результате солнечная станция работает по принципу «белка в колесе». Стабильно отрицательно заряженные частицы «бегают» по кругу, а аккумулятор набирает заряд.

На заметку!

Стараясь найти замену дорогому кремнию, ученые-физики создали солнечные станции из органических соединений углерода и меди. Так, немецкий концерн Heliatek оснастил органическими солнечными коллекторами толщиной в 1 мм несколько зданий в Дрездене.

Классификация фотоэлектрических модулей

Солнечные электростанции различаются по интенсивности и принципу действия встроенных фотоэлектрических элементов. Некоторые модули значительно проигрывают в мощности, однако, меньше стоят. Отличаются методом изготовления из кремния деталей и бывают:

  • тонкопленочные, являющиеся недорогими и маломощными модулями. Ключевым компонентом в этой батарее является пленка, изготовленная из аморфного кремния. Она занимает большую площадь батареи, однако, энергию генерирует в малом количестве. При установке монтируется как на крышу, так и на любые поверхности;
  • полимерные, изготовленные их кремневодорода. Силан наносят на подложный изоляционный материал батареи. Кроме того полимерный элемент можно нанести на мягкую подложку, поэтому монтировать аморфную станцию можно на любой неровной поверхности;
  • монокристаллические, имеющие собственный надежный корпус, защищенный от попадания влаги и пыли. Благодаря одиночным кристаллам отличаются надежной генерацией энергии в течение большого промежутка времени. Стабильные в работе модули, которые чаще всего устанавливаются в России, Украине и Белоруси;
  • мультикристаллические, изготовленные из солнечных элементов со множеством разнонаправленных кристаллов. Меньше подвержены воздействию высокой и низкой температуры. Однако для генерации энергии этим батареям нужна большая площадь.

Собирают солнечные модули только из фотоэлектрических элементов одного размера. В противном случае максимальная мощность тока маленьких пластин будут ограничивать работу крупных.

Таблица КПД современных солнечных батарей

Степень соответствия удовлетворению потребностей при использовании солнечных модулей определяет отношение отдаваемой к подводимой мощности. Параметр включает в себя затраты на преобразование энергии, его средний показатель составляет 16-21 %. Именно такое количество электричества модуль получает от солнечных лучей, попадающих на фотоэлектрические элементы.

Все модели панелей имеют коэффициент полезного действия от 4,5 % до 26 %. Такая разница между преобразованием и передачей энергии обуславливается различием между материалами и конструкциями при изготовлении пластин. На характеристики в отношении передачи и преобразования солнечной энергии также влияет:

  • мощность излучения солнца. При понижении активности светила интенсивность панелей понижается. Чтобы модули снабжали владельцев электричеством ночью, в них интегрируют специальные аккумуляторы-накопители;
  • температура. Нагрев фотоэлектрических преобразователей снижает их способность превращать энергию в ток. Панели с встроенными охлаждающими приборами являются продуктивнее. Поэтому при температуре воздуха -15 градусов и солнечной погоде, КПД преобразователей выше, чем летом при температуре воздуха +28 — +32 градуса;
  • угол наклона панели. Для обеспечения максимально высокого КПД конструкцию панели нужно направить строго под попадание лучей солнца. Самыми производительные модели, уровень наклона которых регулируется относительно расположения светила;
  • климатические условия. На практике доказано, что у владельцев фотоэлектрических преобразователей, проживающих в регионах с пасмурной дождливой погодой, показатель КПД панелей ниже.

На заметку!

При изготовлении современных солнечных панелей, ученые-конструкторы из немецкого Института энергосистем Фраунгофера использовали технологию сращивания пластин, добившись рекордного КПД в 34, 8%.

Коэффициент полезного действия солнечных преобразователей во многом зависит от типа самородного элемента-кремния. Аппараты на основе этого материала отличаются методом изготовления и КПД.

Вид панели КПД Описание
Монокристаллические 15%-25% Аппараты, которые являются самыми производительными и долговечными. Из-за высокой структурированности материала имеют высокую цену.
Поликристаллические и полимерные 11%-19% Модули, которым для хорошей производительности нужна большая площадь, чем монокристаллическим. Имеют неоднородную внешнюю конструкцию, которую можно исправить при помощи просветляющих покрытий.
Тонкопленочные 5% -10% Аппараты отличаются простотой в изготовлении и низкой ценой. В процессе эксплуатации показатели КПД этих модулей снижаются.

Преимущества и недостатки природной энергии

Чем же так хороша природная энергия и что толкает на установку модулей не только частных лиц, но и владельцев крупных предприятий? Основными достоинствами солнечных преобразователей являются:

  • доступность источника электричества, которое обойдется пользователю бесплатно;
  • положительное влияние на сохранность окружающей среды;
  • долговечность приборов;
  • простой монтаж и принцип действия;
  • отсутствие проблем при повышении цен на коммунальные услуги.

Однако среди всех достоинств, панели имеют недостатки в виде:

  • очень большой стоимости;
  • приобретения повышенного количества фотоэлементов для удовлетворения потребностей большой семьи или помещения с площадью более 50 кв. м;
  • спада производительности при работе панели в пасмурную погоду.

Солнечная батарея своими руками

Затраты на изготовление самодельной солнечной батареи в несколько раз меньше, чем приобретение даже самой дешевой модели панели из Китая. Работает такая конструкция-самоделка не хуже, чем модуль, изготовленный на производстве.

Имея минимум знаний и умений, можно попытаться сделать солнечную батарею для дома или дачи своими руками. При этом фотоэлектрические элементы можно не покупать, а изготовить из имеющихся материалов. Мини-генераторы из диодов или старых транзисторов не будут обладать супермощностью. Однако благодаря самодельным коллекторам можно зарядить мобильный телефон или планшетник, подключить настольную лампу. Коллектор, изготовленный из старых алюминиевых банок при правильном размещении, поднимет температуру воздуха в двух-трех комнатах на 10-12 градусов.

На заметку!

В процессе пайки диодов не стоит спешить. Хрупкие тонкие элементы при резком движении могут поломаться.

Коллекторы из диодов

Кристаллы-полупроводники, заключенные в пластиковый корпус, концентрируют на себе солнечный свет. Под воздействием света на участке p-n-зоны начинают активное движение электроны, формирующие направленный поток, а после фототок. Благодаря этому можно создать мини-панель из светодиодов самостоятельно. Стоит знать, что вырабатываемая одним полупроводником мощность будет маленькая. Поэтому чтобы изготовить панель средней мощности нужно очень много светодиодов, которые нужно соединить в замкнутый круг. Для создания коллектора:

  • группу из светодиодов собрать на пластине из текстолита или листе плотного картона, соединив их медными проводами;
  • пластину с элементами поместить в прочную емкость с прозрачной крышкой;
  • выводы припаять к разъему, к которому подключать приборы.

На заметку!

Стоит знать, что выработка энергии самодельной панели из диодов возможна только под прямыми лучами солнца. Как только небольшое облако закроет светило, напряжение на выходе полупроводников будет равно нулю.

Коллекторы из транзисторов

У людей, которые увлекаются радиотехникой, накапливается много электронных запчастей. Среди них могут быть радиоэлектронные полупроводниковые триоды, выпущенные еще в Советском Союзе. Как детали они нигде не применяются из-за больших габаритов. Однако из этих старых транзисторов можно собрать миниатюрный фотоэлектрический элемент. Интенсивность такой батареи будет небольшой по отношению к ее габаритам, подойдет только для подключения к питанию маломощных аппаратов.

Для переделки полупроводникового триода в солнечную панель, нужно:

  • избавиться от верхней поверхности прибора, оставив неповрежденными кристалл и тонкие провода;
  • соединить элементы между собой медной проволокой на куске органического стекла или плотной бумаги;
  • для лучшего напряжения транзисторы соединить последовательно;
  • выводы припаять к разъему, к которому можно подключить для зарядки телефон, фонарик, нотбук;
  • после параллельного соединения полупроводников и попадания на них солнца, образуется ток.

Преобразователи из алюминиевых банок

Конструкция солнечного генератора из алюминиевого вторсырья представляет собой деревянный короб с изолированной задней поверхностью и прозрачной верхней крышки из оргстекла или поликарбоната. Внутри каркаса монтируются трубы, изготовленные из склеенных баночек, покрашенных черной матовой краской. По сделанным трубам прокачивается воздух, который поступает из нижней части пространства комнаты и в разогретом виде поднимается вверх.

В процессе происходит свободноконвективные движения воздуха и принудительная тяга. Мощная движущая сила толкает нагретый воздушный поток по вентиляционному каналу в комнату, где он замещает холодный воздух. Алюминий не подвержен коррозии даже при образовании внутри трубок коллектора конденсата. Кроме того, глянцевая внутренняя поверхность банок отражает тепло внутрь трубок и не выпускает наружу. Чтобы изготовить солнечный генератор из алюминиевых емкостей своими руками:

  • 200-250 банок из-под пива или напитков установить в деревянном коробе, склеив емкости при помощи термоустойчивого герметика;
  • в ящике сделать отверстия для входа-выхода воздуха;
  • банки и основание покрасить черной не глянцевой краской;
  • выкрашенные емкости накрыть оргстеклом или поликарбонатом, зафиксировав прозрачную поверхность алюминиевыми профилями;
  • установить на южную стену дома или квартиры.

Солнечный коллектор из кремниевых пластин или фотоэлементов

Полупроводниковые кремниевые вафли-фотоэлементы можно заказать в интернет-магазинах и сделать из деталей среднемощный солнечный коллектор. Под воздействием солнца электроны в таких полупроводниках отходят от ядер атомов в более высокие орбиты, создавая электрический ток. Для того чтобы собрать такой солнечный генератор:

  • очистить поверхности кремниевых спиртом;
  • при помощи мультиметра определить токопроводящую сторону пластины;
  • закрепив квадраты клейкой лентой, нанести раствор диоксида титана;
  • удалив ленту, поместить пластины на электрическую плиту, чтобы обжечь двуокись титана;

  • в емкости с водой развести сок вишни или сливы, поместить элемент на 15 минут;
  • пластины высушить, обтереть спиртом;
  • подготовить антибликовое или оргстекло;
  • при помощи паяльника мощностью не менее 60-80 Вт и проводников спаять детали на прозрачной поверхности последовательно сверху вниз;
  • спаянные фотоэлементы приклеить к стеклу термостойким герметиком;
  • контакты крайних кремниевых вафель вывести на шину с плюсом и минусом;
  • оснастить будущий коллектор блокирующим диодом, который в дальнейшем соединить с контактами;
  • из ДСП подготовить деревянный каркас, закрепить его по бокам алюминиевыми уголками, в нижней части через каждые 10 см проделать вентиляционные отверстия;
  • зафиксировать в коробе прозрачную поверхность с приклеенными кремниевыми вафлями, выведя контакты наружу;
  • установить солнечный аккумулятор рядом с источником света.

На заметку!

Лучше всего заказывать солнечные кремниевые пластины с диодами, шинами и плоскими тонкими проводниками. Такая покупка сохранит не только время, но и деньги на приобретение второстепенных запасных элементов.

Проект системы и выбор места

Схема системы сборки солнечного коллектора предусматривает расчеты нужного размера пластины. Кроме того по проекту коллектор устанавливается на фасаде, ориентированном в южную сторону. Допустимо отклонение на 35 градусов на восток.

Генератор устанавливается под определенным углом, который обеспечит максимальное попадание солнечных лучей на фотоэлектрические элементы. Место установки панели можно подобрать в любом месте: на земле, на крыше, на стене. Главное, разместить батарею на солнечной стороне так, чтобы она не затенялась деревьями или постройками.

При подборе угла наклона коллектора учитывать расположение постройки и время года. Желательно монтировать батарею так, чтобы величину угла можно было менять в зависимости от сезонных изменений, так как фотоэлементы эффективно работают только при перпендикулярном попадании лучей на поверхность.

На заметку!

Один квадратный метр самодельной батареи из кремниевых вафель выдает в процессе 100 Вт-120 Вт. Поэтому для обеспечения электроэнергией в 250 кВт-350 кВт панель должна иметь не менее двадцати квадратных метров площади.

Тестирование самодельной батареи перед герметизацией

До того как обеспечить коллектору полную герметичность, нужно протестировать аккумулятор при помощи амперметра. Кроме того, проверив заранее панель, можно устранить ошибки, которые возникают во время спаивания вафель.

Тестирование нужно провести в солнечный день в час-два дня. Для этого:

  • вынести генератор на улицу, установить под тем углом, который был определен заранее;
  • подсоединить к контактам электроизмерительный прибор, измерить ток короткого замыкания;

  • если солнечный коллектор правильно спаян и собран, мощность электрического тока должна составлять на 0, 5 – 1 ампер ниже, чем возрастающий электрический импульс ударного типа. Показания прибора должны быть не менее 4, 5 ампера;
  • самодельный генератор, изготовленный из кремниевых пластин-фотоэлементов, должен выдать параметры в 5-10 ампер.

Герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

После тестирования кремниевых пластин можно проводить герметизацию. Для заделки швов и стыков использовать эпоксидную смолу или термоустойчивый герметик. Олигомер нанести на пространство между фотоэлементами и на крайние детали. Далее, сверху установить акриловое стекло, плотно прижав к кремниевым пластинам.

В качестве дополнительной защиты и меньшего изнашивания фотоэлементов, между поверхностью короба и кремниевыми элементами установить прокладку из минеральной ваты.

После установки акрилового стекла конструкцию уложить на твердую поверхность так, чтобы стенка короба из ДСП была вверху. Это необходимо для того, чтобы из батареи вышел воздух. После повторного тестирования коллектор установить на выбранный участок, подключить к системе дома или квартиры.

Загоревшись желанием создания солнечной стации своими руками, не стоит изготавливать огромный коллектор. Чтобы понять все нюансы работы, нужно собрать маленький генератор. Если после тестирования, прибор хорошо справится с задачей, приступать к созданию более мощной модели.

устройство, необходимые элементы для сборки и принцип работы, фото, видео-инструкция как сделать солнечную батарею из подручных средств

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 273 Опубликовано

Современная жизнь без телефонов, навигаторов, ноутбуков и других гаджетов уже немыслима. Все хорошо, если вы находитесь в городе, потому что все эти устройства обычно в процессе их эксплуатации разряжаются. Но что делать, если оно разрядилось далеко от плодов цивилизации, скажем, в лесу или на озере, где нет электропитания? Вариант один – купить солнечную батарею и носить ее с собой в походы и на пикник. Правда, стоит это устройство немалых денег, так что не всем по карману. Поэтому лучше всего это устройство изготовить самостоятельно, благо комплектующие сегодня в свободном доступе и в обычных магазинах, и в Интернете. Итак, будем разбираться с вопросом, как и из чего собирается солнечная батарея своими руками.

Солнечная батарея для зарядки телефона

Комплектующие

Что необходимо для того, чтобы собрать простейшую солнечную батарею?

  • Во-первых, потребуются сами солнечные элементы, с помощью которых энергия нашего светила будет преобразовываться в электрическую. Производители предлагают различного рода элементы с разными размерами и разной мощностью. Чаще всего это устройства размерами 15×8 мм, такие небольшие пластинки. Чтобы собрать батарею мощностью 60 Вт, потребуется приблизительно около сорока приборчиков. Приплюсуйте сюда еще 10 штук про запас на случай излома. Солнечные элементы очень хрупкие.

Внимание! Выбирайте те солнечные элементы, в которые уже впаяны отводящие провода. Это облегчит и ускорит сам процесс сборки. Все дело в том, что пайка провода к элементу – операция мелкая и трудоемкая.

  • Во-вторых, понадобится оргстекло. Для этого надо будет два листа: один снизу, который будет выполнять функции основы батареи. Его толщина должна быть 4-6 мм. Кстати, нижнее оргстекло можно заменить фанерой. Второй слой – верхний толщиною 2 мм.
  • В-третьих, крепежные детали: самоклеящийся двусторонний скотч, металлические (алюминиевые) уголки, клей, болты с гайками для крепления двух оргстекол между собой.
  • В-четвертых, дополнительные электрические детали: припой (лучше всего легкоплавкий), флюс, диоды и так далее.

Сборка батареи

На нижний лист оргстекла с помощью самоклеящегося скотча прикрепляются солнечные элементы. Их можно располагать в любой последовательности, но лучше, если они заполнять равномерно всю площадь будущей батареи. При этом расстояние между ними должно быть минимальным.

На готовую панель укладывается верхний лист оргстекла. Обратите внимание, что с помощью скотча можно регулировать зазор между солнечными элементами и верхним стеклом. Уложите его чуть больше (в два или три слоя по периметру), и зазор увеличится. Нет необходимости переусердствовать, зазор быть должен, но небольшой (1-3 мм).

После чего по всему периметру между стеклами наносится герметик, далее устанавливается алюминиевый уголок, который скрепляется болтами и гайками. Все, самодельная солнечная батарея почти готова, можно проводить испытание. В таком состоянии прибор должен выдавать напряжение 20-22 вольта (это без нагрузки), при нагрузке 16-18 вольт. При этом выделяется ток силой 3,0-3,5 А. можно подсчитать, и результат будет – 60 Вт, что и требовалось.

Дополнительные элементы (комплектующие)

Дополнением к конструкции будет диод шотки. Это специальный полупроводниковый элемент с малым падением напряжения, если производится прямое включение. Падение напряжения – это, по сути, потери, от которых необходимо избавиться, что и позволяет сделать установленный диод шотки. Он в первую очередь дает возможность заряжать аккумуляторы через солнечную батарею, во-вторых, в момент отсутствия самого солнца не дать аккумуляторам разрядиться. Все дело в обратном токе. Это очень важная комплектующая.

Чтобы дальше усовершенствовать весь прибор, можно добавить и еще некоторые устройства.

  1. Контроллер заряда аккумулятора. Он дает возможность сохранять электроэнергию определенное количество времени. К примеру, от 50 до 100 часов. Стоит этот прибор недешево, но если вы хотите, чтобы все устройство работало долго, то стоит раскошелиться.
  2. Инвертор. Это преобразователь напряжения, то есть, на выходе получится не 12 В, а 220 В. При этом мощность самой солнечной батареи может подняться до 100 Вт.

Как видите, усовершенствовать и сделать солнечную батарею своими руками не так уж и сложно. Тем более вся конструкция обойдется вам в разы дешевле, чем промышленный экземпляр. Плюс ко всему самодельная конструкция будет весить меньше, а, значит, в походе нагрузка на плечи от рюкзака снизится. Для сравнения, промышленный модуль ТСМ-60, вырабатывающий мощность 60 Вт, весит 6 кг. Самодельная конструкция около 4 кг.

Солнечные батареи на загородных участках

Конечно, с гаджетами все понятно, ситуаций, где используется их зарядка от солнечной батареи, большое количество. Но тут встает другой вопрос, а можно ли использовать эти устройства для нужд на дачах? К примеру, соорудить садовый светильник на солнечных батареях своими руками.

Как показывает практика, ничего невозможного нет. Правда, это устройство более сложное в плане сбора электрического тока. Поэтому для того чтобы светильник горел ночью, когда солнца нет, нужны аккумуляторы.

Комплектация светильника

Итак, потребуется:

  • Аккумулятор емкостью 1500 мАч. Выходное напряжение на клеммах должно составлять 3,7 В. Такие аккумуляторы приобрести не проблема.
  • Солнечная панель. Ее параметры: напряжение 5,5 В, ток 200 мА. Такая батарея зарядит аккумулятор часов за восемь.
  • Несколько резисторов, транзистор, диоды. Их количество видно на рисунке ниже.

Все комплектующие в сборе поместятся на колпачок от обычного дезодоранта. Только схему из диодов, транзисторов и резисторов, а также аккумулятор, можно разместить внутри колпачка. Солнечную же панель размещают снаружи. Ее просто можно приклеить специальным термоклеем. Чтобы усилить отражающую способность всей конструкции, к колпачку надо приклеить обычный компакт-диск. По сути, сборка очень похожа на детский конструктор.

Такая батарея спокойно потянет светодиод мощностью до 3 Вт. А его хватит для одного дачного уличного светильника. Самое интересное, что на основе данной схемы сам светильник будет автоматически включаться с приходом темноты и отключаться ранним утром. Как видите, даже такие сложные солнечные батареи своими руками сделать не проблема.

Правда, практика показывает, что иногда солнечные батареи для дома или дачи на улицу горят с меньшей яркостью и вдруг затухают совсем. Это связано с низким сопротивлением схемы. Поэтому данная проблема решается просто. Необходимо в цепь врезать резистор сопротивления (последовательно) с номиналом 20-80 Ом. Специалисты рекомендуют выбирать резистор по току. Его показатель – 5 мА, что хватит с лихвой обеспечить электричеством светодиод в течение нескольких часов. Кстати, в этом случае можно использовать аккумулятор меньшей емкости.

Светодиодные светильники на солнечных батареях

Заключение по теме

Итак, в этой статье мы постарались ответить на вопрос, как сделать солнечную батарею в домашних условиях? Были рассмотрены две схемы для зарядки гаджетов и для светодиодного светильника, который можно установить на улице в загородном доме. Есть ли необходимость все это создавать, если рынок заполнен промышленными изделиями. Все, как обычно, упирается в стоимость. А у промышленных образцов она достаточно высокая. Так что все дело, как обычно, в деньгах. Но не стоит сбрасывать со счетов и хобби. Это занимательное и очень увлекательное дело – собирать солнечную батарею в домашних условиях своими руками.

Самодельная солнечная батарея своими руками

Многие считают, что переход на альтернативные источники энергии, позволит не только сохранить чистоту окружающей среды, но и значительно сэкономит финансовые средства. Сейчас уже применяются экологические технологии, которые способствуют сохранению природных ресурсов. Отличный пример – солнечная энергия. До тех пор, пока это небесное тело будет светить, его энергию вполне можно использовать в необходимых целях. Однако для этого потребуется специальный прибор, а именно – солнечная батарея.

Несмотря на тот факт, что технология не является новой, она по-прежнему весьма дорогостоящая. Именно по этой причине, некоторые интересуются, можно ли сделать самодельную солнечную батарею своими руками. На этот вопрос мы попробуем ответить в данной статье.

Схема подключения

Разновидности самодельных солнечных батарей

До того, как начать что-то делать, стоит разобрать, что собой представляет солнечная батарея.

Итак, солнечная батарея – это специальная фотопластина, которая имеет свойство изменять собственную проводимость при воздействии на нее солнечного света. Указанный процесс осуществляется с выделением электрической энергии.

На самом деле, подобное приспособление однозначно не будет лишним в любом жилье. А сделав солнечную батарею своими руками в домашних условиях, можно значительно сэкономить денежные средства на приобретении производственной модели. Ну и, естественно, любой умелец получит долю морального удовольствия от того, что он смог смастерить серьезный прибор самостоятельно.

Тем, кто решил собрать солнечную батарею, следует изучить принцип ее работы. Самодельная солнечная батарея из диодов может иметь в основе следующие типы элементов:

  • Светодиоды.
  • Старые диоды.

Необходимые материалы

Перед тем, как приступить к изготовлению прибора, необходимо найти следующие материалы:

  1. Фотоэлементы.
  2. Медный провод (многожильный).
  3. Припой.
  4. Метизы.
  5. Герметик (силиконовый).
  6. Краска.
  7. Защитный состав для деревянной поверхности.
  8. Рейки.
  9. Фанера.
  10. Диоды Шоттки.
  11. Антибликовое стекло.

Кроме того, из инструментов понадобится практически все, что всегда имеется под рукой: паяльник, пила, отвертки, стеклорез и пр.

Необходимые компоненты

Солнечная батарея своими руками из диодов

Тем, кто решил сделать прибор своими руками уже известно, что солнечные батареи вполне можно собрать из обычных световых диодов, и именно этот вариант мы предлагаем подробно разобрать далее.

Важно! Принцип действия светодиодов практически идентичен простым диодам. Единственное отличие – первые имеют специальный корпус, который является линзой, благодаря чему солнечные лучи фокусируются на проводящем кристалле.

Корпус

С корпуса берет начало сборка самой солнечной панели, то есть, понадобиться рама. Для этих целей необходимо подготовить уголки из алюминия (также можно взять деревянные рейки). Высота реек или уголков не должна превышать 25 мм. Обратная сторона корпуса, как правило, зашивается листом фанеры. В нижнем торце обязательно просверливаются отверстия для вентиляции.

По внешним габаритам каркаса необходимо вырезать панель из стекла или плексигласа. Для крепления стекла берут уголковые кронштейны, в которых просверливают отверстия для крепления непосредственно к самой раме.

Чтобы обеспечить корпус из дерева от влаги и возникновения грибка, его обрабатывают антибактериальным раствором и сверху покрывают масляной краской.

Чтобы сборка электрической составляющей была менее трудоемкой, из древесноволокнистой плиты можно сделать подложку, которая бы соответствовала внутренним габаритам рамы. Далее на такой подложке гораздо проще осуществлять монтаж всех элементов.

Пайка элементов

Перед тем, как приступить к пайке, необходимо набросать план, по которому будут укладываться фотоэлементы. Если цепочка из диодов довольно длинная, оптимальным вариантов будет соединять детали поочередно, а потом выполнить окончательную сборку.

Для пайки лучше взять паяльник (мощность не более 40 Вт.). Легкоплавкий припой следует наносить в малом количестве на все выводные части пластины. Далее детали соединяются друг с другом. В данном случае обязательно соблюдение полярности подключения.

Собранные цепочки приклеиваются герметиком к поверхности. Блоки фотоэлементов нужно снабдить диодом Шоттки.

Сборка

Подложки с размещенными фотоэлементами нужно аккуратно уложить в корпус и закрепить с помощью саморезов. Кабель нужно вывести наружу и прочно зафиксировать непосредственно на раме. Также его необходимо припаять к выводам сборки. Чтобы избежать путаницы с полярностью, оптимальным вариантом станет применение двухцветных проводов, используя их следующим образом: красный вывод присоединить к «плюсу», синий – к «минусу».

На верхнюю линию рамы наносят герметик сплошным слоем, а сверху накладывают стекло. После того, прибор будет окончательно закреплен, сборку можно считать оконченной.

Важно! Чтобы подключить солнечную батарею к аккумулятору, в обязательном порядке необходим контроллер, который бы следил за зарядкой и разрядкой.

Солнечная батарея своими руками — 66 фото инструкции по постройке мощной установки

Спрос на альтернативные источники энергии возрастает с каждым днём. Народные умельцы активно осваивают способы, как изготовить солнечную батарею своими руками.

Содержимое обзора:

Подготовительная стадия: что надо знать о солнечных батареях

Для самостоятельного изготовления солнечной батареи можно использовать как специально закупленные заготовки, так и по максимуму использовать материал, имеющийся в домашней мастерской – диоды, транзисторы, фольгу.

Солнечные батареи не могут в большинстве случаев заменить полноценную электростанцию и дать рабочее напряжение 220 В для работы мощных электроприборов. Ограничения возникают по причине их высокой стоимости и большой площади свободного пространства для монтажа.

Часто их применяют как дополнительный источник энергии и для не электрифицированных дачных участков.

КПД солнечных батарей зависит от погодных условий, интенсивности потока солнечных лучей, угла падения светового потока.

Небольшое количество ясных дней в конкретном регионе, сильная затенённость земельного участка, может быть причиной экономической нерентабельности новой установки: срок окупаемости будет больше, чем срок службы (до 30 лет).

Место для установки солнечной батареи для вашего дома должно быть хорошо освещённым, желательно находится выше уровня земли (на крыше), а сама конструкция иметь возможность коррекции положения в пространстве, чтобы лучи солнца падали перпендикулярно поверхности фотоэлементов.

Как самостоятельно сконструировать солнечную батарею

Чтобы собрать солнечную батарею надо:

  • Изготовить каркас – рамку из алюминиевых уголков или деревянных реек. Форму корпуса, и соответственно, форму солнечной батареи выбирать можно любую. Надо подготовить подложку из ДВП и защитное стекло в размер.
  • Спаять солнечные элементы. Самый ответственный этап: от качественной спайки зависит итоговый КПД батареи. 3. Уложить пластину в каркас и загерметизировать – завершающий этап работы.

Главная часть солнечной батареи составляют фотоэлементы, которые преобразовывают энергию дневного светила в электрическую.

Промышленность выпускает 3 вида пластин: монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные (аморфные). Только 2 первых доступны по цене и закупаются как заготовки для будущих домашних экспериментов.

Различие между ними состоит в КПД – до 14% и 9% соответственно, долговечности – 30 и 20 лет службы, и чувствительности к интенсивности солнечного света.

Только батареи с поликристаллическими проводниками не снижают выработку электроэнергии в пасмурную погоду.

Имеет смысл закупать уценённые фотоэлементы второго сорта – для промышленных целей они не подходят, а существующие дефекты не ухудшают качество самоделок.

Приобретённые фотоэлементы требуется спаять между собой. Отдельный элемент даёт 0.5 В напряжения, обычно домашние умельцы ориентируются на номинальное напряжение готового изделия 18 В.

Правильно объединяя цепь, легко добиться нужных потребительских свойств: параллельное соединение увеличивает силу тока, последовательное – напряжение.

На рабочем столе должен быть паяльник, флюс и припой. Олово проволочное, флюс бескислотный, оставляющий минимум жирных следов.

Кремниевые пластины укладываются на защитное стекло, оставляя зазор 5 мм: при нагревании фотоэлементы расширяются. При спайке важно соблюдать полярность – дорожки с отрицательным знаком и положительным различить не сложно.

Обратите внимание!

Лучше приобретать солнечные элементы с уже припаянными плоскими проводниками к солнечным элементам, а самостоятельно только объединять их в цепь. Крайние элементы цепи выводятся на общую шину.

Дополнительно следует припаять диода Шоттки 31DQ03 или аналогичный, чтобы не допустить саморазряда батареи в неактивном состоянии.

Сердцевина солнечной батареи готова, осталось уложить её в подготовленный корпус. После этого по центру каждого отдельного фотоэлемента наносится одна капля термостойкого герметика (если капель несколько, то при расширении от нагревания пластина может лопнуть) и аккуратно накрывается подложкой, затем крышкой.

При помощи силикона следует загерметизировать стыки, и изделие готово.Что может быть альтернативой промышленным фотоэлементам

Фото солнечных батарей из подручных радиодеталей удивляют своей оригинальностью, хотя технические характеристики имеют не очень впечатляющие.

Обратите внимание!

Для домашнего производства электричества можно использовать разнообразный материал:

  • Транзисторы типа КТ или П, внутри которых расположен полупроводниковый кремниевый элемент. С них срезается металлическая крышка, и открывшееся пластина способна выполнить функции фотоэлемента, её напряжение 0,35 В.
  • Диоды Д223Б. Их преимущества перед другими – напряжение 0,35 В при компактных размерах, удобный корпус, лёгкое очищение от ненужной краски при помощи ацетона для последующей работы.
  • Медная фольга.

Чтобы она приобрела свойства преобразовывать солнечную энергию в электрическую, необходимо осуществить специальную обработку:

  • Обезжирить.
  • Обработать наждачной бумагой с целью удаления защитной оксидной плёнки и возможной коррозии. • Прокалить на газовой горелке до образования оксида меди – пластина меняет цвет на чёрный и нагревается после этого полчаса.
  • Заготовка после медленного охлаждения аккуратно промывается под проточной водой с целью удаления черной пленки.

Искомый полупроводник – пластина с тонким слоем медной окиси. В отличие от первых двух вариантов, для дальнейшей работы паяльные работы здесь не нужны.

Требуется поместить соленый раствор 2 кусочка фольги одинакового размера, но разных по свойствам – обработанный и первоначальный вариант.

Соприкасаться они не должны, зажать «крокодильчиками» с проводами. Положительный полюс – к чистой меди, отрицательный – к оксиду. Солёный раствор в прозрачной ёмкости на 2-3 см не доходит до верхней части пластин.

Купить солнечные батареи в виду достаточно высокой цены безболезненно для семейного бюджета может не каждый. Проявите себя в техническом творчестве, порадуйте домочадцев и удивите гостей результатами своего труда.

Обратите внимание!

Фото солнечной батареи своими руками


материалы, устройство и принцип работы

Солнечная батарея своими руками собирается намного проще, чем думают многие. Чтобы провести работу, не нужно быть специалистом по электротехнике, из инструментов используется то, что можно купить за небольшие деньги. Главное – хорошо разобраться в теме, сделать подробную схему и купить качественные комплектующие.

Самодельные варианты работают не хуже заводских при правильной сборке.

Какие фотоэлементы подойдут и где их можно приобрести

В первую очередь надо рассмотреть, какие виды фотоэлементов выпускают на данный момент и разобраться в их особенностях:

  1. Монокристаллические кремниевые панели изготавливаются из слитков самого высокого качества. В них срезаются тонкие пластины, которые имеют большой срок службы – до 50 лет и КПД около 19%. Но и цена этого решения самая большая.
  2. Поликристаллические модули изготавливаются из кремния более низкого качества, но имеют неплохой КПД в 15%, что при сроке службы в 25 лет делает этот вариант оптимальным с точки зрения соотношения цены и качества.

    Поликристаллические варианты подойдут лучше всего.

  3. Аморфные модули отличает то, что кремний напыляется на гибкую основу. Это делает листы легкими и недорогими, но по сроку службы и показателям работы они хуже первых решений.

Самодельные варианты всегда уступают по эффективности заводским солнечным батареям. Это происходит по ряду причин – от точности расчетов и качества деталей до невозможности приобрести некоторые комплектующие отдельно. Но если подобрать подходящий тип и сделать работу по инструкции, можно получить качественный и эффективный модуль.

Читайте также

Как работают солнечные батареи

 

В продаже нет пленочных вариантов, поэтому выбирать придется между монокристаллическими и поликристаллическими изделиями. Второй тип стоит дешевле, поэтому его используют чаще.

Стариков Михаил

Старший инженер-электроник

Задать вопрос

Продаются фотоэлементы нескольких классов – «А», «В», «С» и «D». Самое высокое качество у первого вида, дальше оно снижается. Чтобы собрать солнечную панель, лучше купить тип «В», он намного дешевле, но при этом имеет неплохие эксплуатационные характеристики.

Подготовка проекта и выбор места расположения

Батареи на крыше экономят место и защищают кровельный материал, продлевая срок его службы.

Сделать простейшую схему самодельной батареи несложно, для этого нужно учесть несколько моментов:

  1. Необходимая мощность. Рассчитывается исходя из энергопотребления. Можно закрывать только часть потребностей, со временем наращивая показатели, а можно сразу установить столько панелей, сколько надо для полной автономности.
  2. Количество фотоэлементов и комплектующих к ним. Рассчитать лучше заранее, чтобы заказать все, что нужно и не ждать неделями доставки недостающей детали.
  3. Стоит заранее продумать конструкцию каркасов и систему крепления, они должны обеспечить надежность. Важно, чтобы при сильном ветре солнечные батареи не опрокинулись и не упали, так как они будут испорчены.

Место расположения подбирается так, чтобы на солнечные панели большую часть дня падал свет. Чаще всего батареи ставят на крыше или на земле. Важно, чтобы на поверхность не падала тень. Угол подбирается в зависимости от региона, в средней полосе оптимальный показатель составляет от 50 до 60 градусов. На зимний период можно увеличить угол до 70, а в летний уменьшить до 30-40 градусов.

Сборка конструкции

Солнечная панель своими руками собирается в несколько этапов. Лучше всего делать работу по порядку, чтобы ничего не упустить и добиться хорошего результата.

Изготовление каркаса

Алюминиевый каркас – идеальное решение.

Основа под будущие фотоэлементы должна быть прочной и долговечной, ее можно делать из разных материалов. Можно использовать влагостойкую фанеру или плиты ОСП, работа в этом случае проводится так:

  1. Вырезаются куски подходящего размера, по периметру делается обрамление из деревянного бруска, важно точно подогнать все части друг к другу, чтобы не было щелей, а стыки и соединения промазать атмосферостойким герметиком. Затем поверхность покрывается защитным составом или краской и оставляется до полного высыхания. Лучше нанести покрытие в несколько слоев.
  2. Используйте алюминиевый каркас, так как он намного прочнее и долговечнее, чем деревянный. В этом случае подбираются уголки и соединяются, чтобы получилась прочная рама. В нее ставится оргстекло или другой прозрачный материал, все стыки надо обработать герметиком, чтобы не было щелей. Продолжать работу можно после того, как состав полностью высохнет, излишки можно срезать строительным ножом.

    Герметизация изделия обязательна.

Кстати! Размеры каркаса подбираются под параметры приобретенных фотоэлементов. Пока их нет, рамы лучше не делать.

Пайка проводов и соединение фотоэлементов

На всех модулях есть контакты, имеющие разную полярность, перед началом работы они протираются спиртом, после чего к ним припаиваются проводники. Только потом их можно объединить между собой, чтобы собрать систему. Если проводники уже припаяны, обязательно проверяются все соединения, нередко там есть брак, который надо исправить перед монтажом. Если используются специальные шины, то инструкция по проведению работы такая:

  1. Шины нужно нарезать на полоски подходящего размера, если они идут в одном листе. Контакты на пластинах обязательно протираются спиртом для обезжиривания, после чего на них аккуратно наносится небольшой слой флюса.
  2. Шину следует приложить к контакту по всей длине, после чего разогретым паяльником нужно провести по поверхности без нажима, чтобы не испортить панель. После остывания элемент переворачивается и работа повторяется на контакте со второй стороны в том же порядке.

    Паять нужно очень аккуратно.

  3. Чтобы правильно разместить соединения и подобрать подходящую длину, предварительно разложите модули на подготовленном основании и разметьте их положение.
  4. Подготовить солнечный элемент своими руками не так сложно. После того, как контакты прикреплены, модули ставятся на место и соединяются между собой. Главное – следить за соблюдением полярности.

Если на соединении шины с контактом есть неровности, надо провести по поверхности паяльником еще раз.

Нанесение герметика

В домашних условиях проще всего использовать строительные атмосферостойкие составы, которые продают во всех магазинах. Работа проводится так:

  1. Вначале надо нанести капли состава по краям фотоэлементов через небольшое расстояние. После этого они размещаются на прозрачном основании по меткам, нанесенным ранее. Важно ровно выставить модули и прижать их как можно плотнее к поверхности.
  2. Для фиксации в подходящем положении на места нанесения герметика ставятся любые грузы. Их можно снять после высыхания состава.
  3. Далее необходимо покрыть герметиком все края, а также стыки между элементами, чтобы полностью герметизировать их. При этом важно не попадать на рабочие части.

Сборка панели

Когда герметик высох, можно проводить окончательную сборку. Тут могут быть свои особенности в зависимости от системы, но чаще всего процесс выглядит так:

  1. В первую очередь в боковой части корпуса крепится разъем для подключения, к которому надо присоединить диоды Шоттки.
  2. На наружную сторону вырезается экран из прозрачного материала, который лучше всего закрепить на герметике, чтобы обеспечить герметичность конструкции и исключить попадание влаги внутрь.
  3. Готовый элемент проверяется на работоспособность. Если все нормально, можно ставить на каркас крепления, чтобы установить батарею в подготовленном месте.
Читайте также

Виды и способы установки солнечных панелей

 

Как сделать источник питания из подручных материалов

Собрать простейшую батарейку можно из подручных элементов. Вариантов несколько, самые популярные такие:

  1. Берется кусок медной фольги и греется на электроплите полчаса, после остывания с поверхности удаляется оксидная пленка. Вырезается второй кусок такого же размера, оба элемента слегка подгибаются и ставятся в обрезанную бутылку или банку, чтобы не соприкасались между собой. На края крепятся крокодильчики, в емкость наливается соленая вода, после чего начнется выработка тока.
  2. Если под рукой есть много ненужных транзисторов, можно извлечь полупроводники из них и собрать солнечную батарею. Собранные элементы ставятся на пластину и соединяются, после чего подключается провод и можно пользоваться системой. Много энергии такой вариант не даст, но для работы радиоприемника и зарядки телефона его вполне хватит.
  3. Можно сделать источник питания из диодов, для этого их надо вскрыть, чтобы открыть фотоэлемент. Для извлечения элемент нагревается, чтобы расплавить припой. Извлеченные кристаллы припаивают к корпусу и соединяют в систему.
  4. Из пивных банок можно собрать конструкцию для нагревания воды или воздуха. Для этого в них вырезается верхняя часть, в нижней делается отверстие, тара хорошо моется. Затем делается большой короб из деревянного бруска и поликарбоната. Банки кладутся рядами и соединяются герметиком. После окрашивания поверхности в черный цвет можно поставить модуль на улицу.

Необычный вариант из пивных банок.

Банки проще всего прижимать длинными пластинками или брусками, размещаемыми через 50-80 см.

Установка и подключение солнечной батареи

После монтажа батареи ее надо подключить правильно, чтобы обеспечить эффективное энергопотребление и сохранение электричества, когда оно не используется. Все просто:

  1. К модулю подключается контроллер, его желательно располагать как можно ближе.
  2. В специально отведенном месте ставятся аккумуляторы. Лучше использовать гелевые.
  3. Для преобразования напряжения обязательно наличия инвертора.

Тут все аналогично системам с готовыми батареями, поэтому разбираться в теме не нужно.

Так выглядит схема подключения.

Что влияет на эффективность солнечных батарей

Чтобы добиться максимально эффекта, надо соблюдать простые советы:

  1. Ставить батареи в место с наилучшим освещением в течение дня.
  2. Периодически мыть защитное стекло от грязи и пыли.
  3. Регулировать угол наклона в зависимости от поры года.
  4. Использовать инвертор, подходящий по мощности.
  5. Следить за состоянием контактов и соединений.

При использовании линз эффективность батарей сильно снижается в пасмурную погоду.

Что лучше – купить или сделать солнечную батарею

Тут нет однозначного ответа, все зависит от бюджета, необходимых параметров системы и себестоимости каждого из вариантов. Лучше всего сделать сравнительный анализ обоих видов, чтобы сопоставить материальные и временные затраты на каждый из видов.

Обычно изготовление своими руками обходится в два раза дешевле, поэтому если надо сэкономить, лучше выбрать самодельный тип. Если ограничений по бюджету нет, лучше использовать готовые системы.

Подробная видео-инструкция сборки от популярного канала KREOSAN

Собрать солнечную батарею своими руками несложно, если разобраться в особенностях конструкции, рассчитать нужное количество модулей и заранее купить их. Важно соблюдать инструкцию по сборке и обеспечить герметичность самодельных модулей.

Как сделать самодельный аккумуляторный блок для солнечных панелей

Думаете об установке батарей в комплекте с солнечными батареями? Независимо от того, является ли это автономной горной хижиной или резервным аккумулятором для ваших домов, подключенных к сети, основной процесс планирования разработки собственного блока аккумуляторов довольно прост, но может немного запутать вас в первый раз.

Ниже приведены основные шаги по планированию и конструированию собственного аккумуляторного блока для самостоятельной сборки в дополнение к вашей солнечной установке.Чтобы облегчить понимание процесса планирования, мы включили в статью рабочий пример. Просто найдите курсивом в каждом разделе, чтобы продолжить!

Используйте приведенную ниже информацию в качестве отправной точки, но когда придет время действительно начать планировать свой банк аккумуляторов своими руками, обязательно ознакомьтесь с несколькими книгами по этой теме в местной библиотеке, просмотрите соответствующие онлайн-статьи и видео и присоединитесь к пара онлайн-форумов для совета и помощи с любыми вопросами, которые у вас есть!

Рассчитайте нагрузку

Первым шагом в проектировании вашей аккумуляторной батареи для дома является расчет того, сколько электроэнергии вы обычно используете — известная как ваша электричество нагрузка .Есть два метода расчета нагрузки:

  • Во-первых, вы можете посмотреть на свое предыдущее потребление электроэнергии. Если вы уже подключены к сети, просто посмотрите на свое общее потребление электроэнергии за последние 12 месяцев и разделите на 365, чтобы получить среднесуточное значение.
  • Если вы не подключены к сети, вероятно, у вас нет данных о предыдущем потреблении энергии. В этом случае вам нужно будет рассчитать, сколько электроэнергии вам нужно, сложив мощность всех электрических устройств в доме и прикинув, сколько часов вы будете использовать их каждый день.

Например:

  • 5 светодиодных лампочек * 8 Вт (мощность каждой лампочки) * 3 часа в день = 120 Вт-часов / день
  • Блендер на 1500 Вт * 0,05 часа в день = 75 ватт-часов в день (я не могу обойтись без утренних смузи!)
  • Ноутбук мощностью 50 Вт * 6 часов в день = 300 Вт-часов в день

Как вы понимаете, этот процесс требует времени и нужно отслеживать множество цифр, поэтому не торопитесь с этим шагом! Размер всего вашего аккумуляторного блока будет основан на этих расчетах, поэтому вам нужно убедиться, что они являются максимально точными!

Для облегчения отслеживания используйте электронную таблицу, например Microsoft Excel или Google Spreadsheets (что бесплатно с Gmail!).Есть также множество онлайн-инструментов, которые помогут вам в этом процессе, в том числе калькуляторы с таких сайтов, как Wholesale Solar и Affordable Solar.

Пример. Допустим, у нас есть небольшая автономная горная хижина. Обогреватель, водонагреватель и плита работают на пропане, поэтому электричество требуется только для некоторых основных элементов. Наряду со светодиодами, блендером и ноутбуком, указанными выше, нам также потребуется питание нашего мобильного телефона, вентиляторов, телевизора и стиральной машины. Наше использование, вероятно, выглядит примерно так:

Товар Кол-во единиц Мощность часов в день Суммарное суточное потребление кВтч
Светодиодные лампы 5 8 3 .12
Блендер 1 1500 .05 .075
Ноутбук 1 50 6 .30
Сотовый телефон 1 3,5 8 .028
Вентиляторы 2 50 3 .30
телевизор 1 100 1 .10
Стиральная машина 1 600 .50 .30
Всего 2,312 1,22 кВтч

Наша общая нагрузка на каждый день составляет 1,22 кВтч и около 36,6 кВтч в месяц. Замечу, что это ОЧЕНЬ маленькая кабина, в которой всего несколько электроприборов! Для справки: среднее потребление киловатт-часов в месяц для домов, подключенных к сети, в США составляет 900 киловатт-часов!

Количество резервной мощности и глубина разряда

Батареи

позволяют хранить электроэнергию, вырабатываемую вашей солнечной установкой, для последующего использования, и после того, как вы определите свою ежедневную электрическую нагрузку, вам нужно решить, сколько дней резервного питания вы хотите.Большинство домовладельцев выбирают от 1 до 4 дней, хотя это зависит от ваших потребностей и погоды.

Пример. Мы выберем 3 дня резервного питания, то есть наша аккумуляторная система должна обеспечивать не менее 3,66 кВтч (1,22 кВтч в день, умноженное на 3 дня) в те дни, когда идет дождь или облачно.

Чтобы сделать процесс немного более запутанным: емкость батареи измеряется в ампер-часах, а не в ватт-часах или киловатт-часах, как электричество, вырабатываемое вашей солнечной установкой.К счастью для нас, найти ампер-часы очень просто! Просто разделите ватт-часы на напряжение солнечной установки. Автономные солнечные установки могут иметь напряжение 12, 24 или 48 вольт — выбираемое вами напряжение зависит от размера, местоположения и планировки вашей установки, а также потребностей.

Пример: наша небольшая установка будет на 12 вольт, что означает, что нам нужна батарея на 305 ампер-часов.

(3660 ватт-часов / 12 вольт = 305 ампер-часов)

305 ампер-часов. Легко, правда?

Постойте, есть еще один шаг.Если вы разрядите батареи до полной емкости, вы можете помешать их полной зарядке в будущем. По этой причине производители аккумуляторов рекомендуют использовать только часть имеющихся аккумуляторов, обычно от 25% до 50% для свинцово-кислотных аккумуляторов (наиболее распространенный тип аккумуляторов для солнечных батарей). Конечно, использование лишь небольшой части энергии ваших батарей раздражает, но просто рассматривайте все батареи как вложение. Если вы разрядите батареи только до 25% или 50%, они обеспечат вам годы надежной службы.

Связано: Обзор аккумуляторной батареи Tesla Powerwall II

Мы решили, что мы собираемся разрядить только около 40% емкости наших батарей, поэтому нам нужно разделить размер нашей батареи на 0,4, чтобы учесть это: 305 ампер-часов * 0,4 = 763 ампер- часы.

Итак, наши батареи должны быть на 12 вольт и иметь емкость не менее 763 ампер-часов.

Подключение аккумуляторов параллельно и последовательно

Теперь, когда вы знаете напряжение вашей установки и необходимую емкость аккумулятора, самое время приступить к изучению аккумуляторов! В вашей системе батарей есть два способа соединения нескольких батарей — параллельно или последовательно:

  • Параллельно: Параллельное подключение батарей просто означает, что положительный полюс каждой батареи подсоединяется к положительной клемме следующей батареи (а каждая отрицательная клемма подключается к следующей отрицательной клемме).Батареи, подключенные параллельно, складывают все свои ампер-часы вместе, что позволяет увеличить общую емкость батареи.
  • In Series: Последовательное соединение аккумуляторов означает соединение положительной клеммы первой батареи с отрицательной клеммой следующей и т. Д. При последовательном подключении ампер-часы не увеличиваются, но напряжение складывается между всеми батареями. Также возможно создать систему, в которой батареи подключены как параллельно, так и последовательно для увеличения как напряжения, так и ампер-часов!

Нам нужно 768 ампер-часов для нашей солнечной установки на 12 вольт.Если мы подключим параллельно, у нас могут быть две 12-вольтовые батареи по 400 ампер-час, что дает нам 800 ампер-часов, но сохраняет нашу 12-вольтовую систему. Если мы подключим последовательно, у нас может быть 2 6-вольтовых 800 ампер-часов, что дает нам 12-вольтовую аккумуляторную систему с емкостью 800 ампер-часов. Подключение последовательно или параллельно зависит от имеющихся батарей и конструкции вашей солнечной и аккумуляторной установки.

Все это может сбивать с толку, но помните: параллельное подключение добавляет ампер-часы; последовательное подключение добавляет напряжение! Знание доступных вам опций поможет вам построить наиболее экономичную установку, соответствующую вашим потребностям.

Определите размер вашего инвертора

Инверторы

являются неотъемлемой частью любой солнечной и аккумуляторной установки, поскольку они преобразуют электричество постоянного тока (DC), производимое вашими солнечными панелями и содержащееся в батареях, в переменный ток (AC), необходимый для всех наших электронных устройств.

Инверторы

преобразуют электричество из постоянного тока в переменный в реальном времени. У инверторов нет накопительной емкости — поскольку ваши устройства используют электричество, оно перетекает от батарей через инвертор к устройству.Из-за этого ваш инвертор должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать самую большую нагрузку, которую вы возьмете на него в любой момент.

Самый простой способ вычислить это — сложить мощность всех ваших устройств, которые могут работать одновременно.

Допустим, мы очень заняты в своей каюте, поэтому вполне возможно, что все наши электрические устройства могут работать одновременно. Как видно из таблицы выше, общая мощность всех моих устройств составляет 2312 Вт. Поэтому мне нужен инвертор, который может непрерывно обрабатывать не менее 2312 Вт.

Есть еще один важный шаг к определению размера вашего инвертора. Некоторые электрические устройства, особенно устройства с приводом от двигателя, такие как холодильники, электроинструменты и кондиционеры, потребляют в 2-8 раз больше энергии, чем они обычно используют только для включения! Это огромное энергопотребление известно как импульсная нагрузка , и вы должны учитывать это при выборе инвертора.

В отличие от типичной мощности устройства, которая указана на задней панели устройства, производители не публикуют данные о импульсной нагрузке своих устройств, поэтому вам нужно либо связаться с ними напрямую, либо самостоятельно измерить электрическую тягу для ваших устройств с моторным приводом.

К счастью для нас, производители инверторов в наши дни учитывают импульсные нагрузки, и большинство инверторов могут справляться с резкими скачками напряжения за короткие промежутки времени. При выборе инвертора убедитесь, что он выдержит импульсную нагрузку любого используемого вами электрического оборудования.

Мы знаем, что нам нужен инвертор, который может непрерывно обрабатывать не менее 2312 Вт, но допустим, наша стиральная машина потребляет в 3 раза больше энергии, чем просто ее включить, так что наша импульсная нагрузка составляет 3512 Вт. Мы могли бы просто купить инвертор мощностью 4000 Вт, но это дорого и ненужно.Так уж случилось, что есть инвертор мощностью 2500 Вт, способный выдержать импульсную нагрузку в 5000 Вт — более чем достаточно для наших нужд!

Кредиты на фото: Flickr vs CC Лицензия: 1, 2, 3, 4

Резервное копирование солнечных батарей своими руками — что вам нужно и ошибки, которых следует избегать

Само собой разумеется, что вам понадобится аккумуляторная батарея большой емкости, если вы планируете построить автономную солнечную энергосистему, но многие люди забывают, что вы также можете добавить резервную батарею к сетевой системе.

Резервная солнечная батарея может действовать как аварийный источник питания в случае выхода из строя сети или просто позволить вам получить доступ к бесплатному и экологически безопасному электричеству в часы пик, когда цены на электроэнергию повышаются.

Все, что вам нужно сделать для создания собственной резервной солнечной батареи, — это инвестировать в одну или несколько солнечных батарей глубокого цикла, а также другие компоненты, необходимые для эффективной работы этих батарей.

Если вы находитесь в районе с ненадежной электросетью или живете в месте, подверженном суровым погодным условиям, инвестирование в резервную солнечную батарею — одно из лучших решений, которые вы можете принять.Чтобы помочь вам создать собственную резервную солнечную батарею своими руками, мы рассмотрим все, что вам понадобится, а также перечислим некоторые распространенные ошибки, которых следует избегать.

Преимущества добавления резервной солнечной батареи к вашей солнечной энергетической системе

Добавление резервной солнечной батареи к существующей системе даст множество финансовых преимуществ. Когда ваши солнечные батареи производят избыточное количество энергии или у вас есть избыток солнечной электроэнергии, вы можете хранить ее в батареях на случай чрезвычайных ситуаций и для использования, когда чистые измерительные цены являются самыми высокими.

Если вы не используете полностью автономную систему, в которой электричество, хранящееся в ваших солнечных батареях, является единственным источником энергии, к которому у вас есть доступ, добавление резервной солнечной батареи к сетевой солнечной энергетической системе создает то, что часто называют гибридным. система.

Гибридные солнечные энергетические системы:

По сути, гибридная солнечная энергетическая система представляет собой комбинацию подключенной к сети системы и автономной системы.

Вы получаете финансовую выгоду и гибкость, которые дает система, привязанная к сети, а также дополнительные преимущества надежной системы накопления энергии, которая позволит вам получать доступ к солнечной электроэнергии в удобное для вас время.

Гибридные системы подключены к сети, что означает, что владелец может подавать солнечную электроэнергию в сеть за денежные скидки и ежемесячные скидки от местной коммунальной компании, но они также хранят часть электроэнергии в одной или нескольких солнечных батареях на случай чрезвычайных ситуаций. и использовать в часы пик.

Для среднего домовладельца имеет смысл поддерживать связь с местной коммунальной компанией, поскольку удовлетворение всех ваших потребностей в электроэнергии с помощью только солнечной энергии может быть трудным, если только вы не владеете огромным участком земли, который получает много прямого солнечного света.Гибридные системы позволяют поддерживать это соединение, чтобы вы могли питаться и получать энергию из сети, но вы также получаете преимущества резервной солнечной батареи.

Эти солнечные системы с накоплением энергии позволяют получить максимальную финансовую выгоду от солнечной энергии, избегая пиковых цен на электроэнергию.

Что нужно для создания солнечной энергетической системы с резервным аккумулятором?

Учитывая, что сетевые системы часто являются наиболее рентабельными типами солнечных энергетических систем для установки, неудивительно, что они невероятно популярны.Если вы в настоящее время используете энергосистему, привязанную к сети, вы будете счастливы узнать, что на самом деле довольно просто и доступно модернизировать существующую систему с помощью резервной солнечной батареи.

Если в настоящее время у вас нет солнечной энергосистемы, но вы хотите инвестировать в нее, мы объясним, как вы можете легко добавить резервную солнечную батарею в любую систему, которую вы в конечном итоге создаете.

Основные компоненты, которые вам понадобятся для оснащения вашей солнечной энергосистемы аккумуляторным блоком, следующие:

  • Соответствующий контроллер заряда
  • Инвертор солнечной энергии
  • Одна или несколько солнечных батарей глубокого цикла
  • Необходимые кабели, крепления и разъемы

Контроллер заряда играет жизненно важную роль в любой солнечной системе хранения.Хотя основная цель контроллера заряда — регулировать поток электричества от солнечных панелей к батарее и предотвращать проблемы с перезарядкой, более совершенные контроллеры заряда также предотвращают разрядку батареи, которая происходит, когда электричество течет от батареи к солнечным панелям. когда они больше не производят электричество.

Инвертор мощности, с которым вы будете знакомы, если в настоящее время работаете с сетью, преобразует мощность постоянного тока, генерируемую вашими солнечными панелями, в мощность переменного тока, которая требуется для питания ваших электронных устройств и приборов.Использование инвертора с резервной солнечной батареей гарантирует, что электричество, хранящееся в ваших батареях, действительно может быть использовано для зарядки и работы ваших электронных устройств и приборов.

Аккумуляторы глубокого разряда специально разработаны для повторяющихся процессов зарядки и разрядки, которые происходят при использовании солнечной энергии. В то время как другие батареи большой емкости, такие как те, которые вы найдете в вашем автомобиле, предназначены для обеспечения быстрого всплеска энергии, солнечные батареи глубокого цикла предназначены для использования в качестве источника питания, который может обеспечить постоянный поток электричества для любого электронного устройства. устройство или прибор, который получает от них энергию.

Как построить хранилище на солнечной батарее своими руками

Рассчитайте нагрузку и выберите батареи:

Теперь, когда вы знаете, что вам понадобится, вы можете собрать и установить солнечную батарею своими руками. Первый шаг — это расчет количества электроэнергии, которое вам нужно будет хранить. Рассчитав нагрузку, вы сможете определить, сколько батарей потребуется вашей системе хранения.

Воспользуйтесь нашим калькулятором солнечной нагрузки в ватт-часах, чтобы определить ваши потребности в хранении.Оттуда выберите количество и тип батарей, которые вам понадобятся, чтобы удовлетворить ваши требования к нагрузке.

Вы сможете найти именно то, что вам нужно, просмотрев нашу коллекцию солнечных батарей глубокого цикла, которая содержит солнечные батареи 12 В, 24 В и 48 В от некоторых из самых уважаемых брендов в отрасли.

Если вы хотите построить недорогой аккумулятор на солнечных батареях, мы рекомендуем обратить внимание на аккумулятор BattleBorn 100Ah 12V Deep Cycle Battery. Эта литий-ионная солнечная батарея может быть разряжена на 100%, заряжается быстро и эффективно, имеет встроенную систему управления батареями и доступна по невысокой цене.Лучше всего то, что их можно штабелировать, что означает, что вы можете подключить несколько батарей, чтобы создать аккумуляторную батарею большой емкости для вашей солнечной энергосистемы.

Выберите контроллер заряда:

Контроллер заряда будет регулировать напряжение и ток, поступающие от ваших солнечных панелей, поэтому необходимо выбрать такой, который позволит вашей солнечной энергетической системе работать оптимально в любое время. Контроллеры заряда
MPPT, как правило, имеют самый высокий уровень эффективности, но они также более дороги, чем менее сложные варианты PWM.Найдите идеальный контроллер заряда для вашей конкретной комбинации батарейного блока и солнечной панели, купив нашу коллекцию контроллеров заряда. Мы предлагаем широкий ассортимент контроллеров заряда MPPT и PWM с широким спектром различных ампер.

Выберите инвертор мощности:

Вам понадобится инвертор мощности с номинальной мощностью, равной или превышающей общую нагрузку в ваттах вашей системы. Это обеспечит эффективную работу вашей системы, а энергия, хранящаяся в ваших батареях, будет соответствовать вашим потребностям.

Вы сможете найти широкий выбор инверторов солнечной энергии, а также полезную информацию о выборе правильного напряжения инвертора для вашей аккумуляторной батареи, просмотрев нашу коллекцию инверторов солнечной энергии.

Соедините все вместе:

Первый компонент, который вы собираетесь подключить, — это контроллер заряда. Большинство инструкций по эксплуатации контроллеров заряда советуют вам сначала подключить устройство к батареям, так как это позволит ему откалибровать правильное напряжение для ваших батарей.После того, как он будет правильно подключен, индикатор вашего контроллера заряда должен загореться и сообщить вам о состоянии заряда ваших батарей.

Теперь вы можете подключить солнечные батареи к контроллеру заряда. Опять же, следуйте инструкциям, изложенным в инструкции по эксплуатации контроллера заряда. Оттуда вам просто нужно подключить систему к инвертору питания, который будет гарантировать, что ваши батареи будут накапливать мощность переменного тока, а не постоянного тока.

Ошибки, которых следует избегать

Одной из наиболее распространенных ошибок, которые делают люди при внедрении накопителя на солнечных батареях своими руками в свою солнечную энергетическую систему, является то, что они забывают убедиться, что все приобретенные компоненты совместимы и работают при одном и том же напряжении.

Люди также будут недооценивать свои фактические потребности в электроэнергии, поэтому так важно правильно рассчитать нагрузку, прежде чем выбирать количество и тип аккумуляторов глубокого разряда, которые вы собираетесь приобрести.

Некоторые люди также купят некачественный низковольтный контроллер заряда, чтобы сэкономить деньги. Хотя эти низковольтные контроллеры заряда PWM дешевле, многие контроллеры заряда MPPT с более высоким напряжением могут работать с любым напряжением, что означает, что они могут работать с любым напряжением и могут адаптироваться к вашей системе по мере ее расширения.

Также важно прочитать инструкции по эксплуатации и обратиться за помощью, если вы не знаете, что делать. Вместо того, чтобы рисковать повредить ваше солнечное оборудование, сделайте свое исследование. Хотя вы, безусловно, можете установить резервную солнечную батарею самостоятельно, вы всегда должны уделять время, чтобы убедиться, что вы знаете, что делаете.

Заключительные слова

Создание резервной солнечной батареи своими руками не должно быть сложным или чрезмерно дорогим. Выбрав правильные компоненты для ваших нужд и тщательно подключив все вместе, вы можете быстро и легко наслаждаться свободой доступа к солнечной энергии в удобное для вас время.

Для получения дополнительной информации о выборе подходящего оборудования для хранения солнечной энергии прочтите наше Руководство по лучшим аккумуляторным батареям, которое расскажет вам все, что вам нужно знать о солнечных батареях и солнечных генераторах.

Если у вас есть какие-либо вопросы о создании резервной солнечной батареи или любые другие вопросы, связанные с солнечной энергией, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы всегда готовы помочь!

4 ошибки DIY с точки зрения установщиков солнечных батарей

2.Создание собственного солнечного стеллажа

Часто люди думают, что солнечные стеллажи слишком дороги. Они видят цены на систему багажников на крышу или наземное крепление и думают, что они могли бы просто сделать что-нибудь из Uni-Strut в хозяйственном магазине за гораздо меньшие деньги. При этом они получают что-то уродливое, что не предназначено для удержания панелей, не покрывается их страховкой и гарантированно рассердит вашего супруга. Кроме того, это вызовет протекание их крыши. Эти системы «сделай сам», построенные из готовых запчастей хозяйственного магазина, также занимают больше времени, потому что вам нужно «изобретать» стеллажную систему с нуля.Несмотря на то, что солнечные стеллажи могут быть дорогими, все они соединяются вместе и работают вместе, поэтому в конечном итоге это вызовет гораздо меньше головной боли.

Некоторые люди даже строят стеллажи из обработанной под давлением древесины. Если вы не установите панели должным образом, на солнечные панели не будет распространяться гарантия. Любая система, которая будет монтироваться на крыше, должна быть рассчитана на срок службы 25 лет. Создать что-то из готовых деталей просто невозможно.

Покупка подходящего солнечного стеллажа экономит время

Установщики солнечных батарей своими руками делают ошибки при установке стеллажа, чтобы сэкономить деньги.Существует множество способов сэкономить деньги при создании системы, но время, потраченное на создание стеллажной системы своими руками, значительно замедлит ваш солнечный проект.

Если вы хотите построить систему самостоятельно, важно хотя бы попросить кого-нибудь помочь вам спланировать систему. Многие люди имеют опыт работы с электрикой и не боятся высокого напряжения, однако все же важно поговорить с кем-нибудь о проектировании панелей, стеллажа и проводки.

Совсем недавно у нас был заказчик, который хотел использовать провода меньшего диаметра, потому что они у него были.Он спросил, почему он не может его использовать. Нам пришлось сказать ему, что он может загореться и вызвать пожар в его доме. Так что, если вам нужен совет по построению системы, никогда не помешает спросить.

Плюсы и минусы солнечных панелей своими руками: Стоит ли устанавливать и обслуживать солнечные панели самостоятельно?

Солнечные батареи своими руками — хорошая идея? Или плохая идея?

Getty Images / urbazon

Если вы домовладелец, нетрудно увидеть привлекательность установки солнечных батарей.Независимо от того, осведомлены ли вы о выбросах углерода или просто о своем бюджете, возможность установки солнечных панелей своими руками на вашем участке дает возможность уменьшить ваше влияние на планету и уменьшить ежемесячный счет за электроэнергию.

Но хотя солнечные панели своими руками могут быть элегантным и экологически чистым вариантом для некоторых ситуаций, это не делает их универсальным решением для всех ваших проблем, связанных с энергией. Ниже мы расскажем о плюсах и минусах выполнения проекта DIY по установке собственных солнечных панелей, чтобы вы могли решить, хотите ли вы взять на себя эту задачу или выбрать другой вариант, например, договор о покупке солнечной энергии.

Затраты

Одно из главных преимуществ любого проекта «Сделай сам», помимо удовлетворения от хорошо выполненной работы, — это экономия денег. Если вы решите установить солнечные панели на своей собственности самостоятельно, это означает, что вам не придется платить за чей-либо опыт или труд, что обычно увеличивает стоимость проекта.

Согласно исследованию, проведенному Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, труд обычно составляет около 10% от общей стоимости установки солнечных панелей.Учитывая, что средняя стоимость установки солнечных панелей составляет 18 500 долларов, это означает экономию почти 2000 долларов. Это значительная сумма денег, которую нужно держать на вашем банковском счете.

Однако есть компромисс. Если вы не платите кому-то за установку, значит, вы делаете ее сами. Это означает значительный объем ручного труда и времени, затрачиваемого на настройку системы, которую вы будете делать самостоятельно. Вы также можете не иметь возможности требовать определенных льгот, предлагаемых домовладельцам, которые устанавливают солнечные батареи.Некоторые из налоговых льгот, которые государство предлагает для перехода на зеленый свет, требуют, чтобы сертифицированная компания выполнила установку за вас. Чтобы убедиться, что вы действительно экономите деньги, стоит проверить эти стимулы и узнать, сколько они вам сэкономят.

Обновите свой дом с помощью последних достижений в области автоматизации, безопасности, коммунальных услуг, сетей и многого другого.

Установка

Можно сделать процесс установки солнечных батарей самостоятельно. Существуют солнечные системы, разработанные специально для домашних мастеров, которые, хотя иногда и требуют много времени, должны быть более чем выполнимыми.

Тем не менее, стоит отметить, что многие солнечные панели, сделанные своими руками, не предназначены для подключения к традиционной энергосети. Они больше предназначены для автономных целей, например, для питания жилых автофургонов или других помещений, которые обычно не обслуживаются стандартными коммунальными предприятиями.Если вы хотите только дополнить свой традиционный источник энергии, солнечные панели DIY могут справиться с этой задачей. Если вы хотите снабдить весь свой дом солнечной энергией, возможно, лучше довериться эксперту.

Установка полной солнечной энергетической системы требует, по крайней мере, некоторых знаний электрика, чтобы вы могли правильно выполнить проводку и другие технические аспекты. Скорее всего, вам придется работать в относительно опасных условиях, включая работу на крыше и работу с подземными проводами.Ставки на неудачу высоки; перекрещенные провода могут привести к неисправности и даже к возгоранию электрического тока. Выполнение этой работы без помощи профессионала также может быть незаконным в зависимости от законов о зонировании вашего муниципалитета.

Как всегда, проконсультируйтесь с квалифицированным специалистом, если у вас есть какие-либо вопросы по проекту домашней установки.

Использование

Как уже упоминалось, большинство проектов солнечных панелей своими руками не предназначены для замены традиционных источников энергии. Они предлагают возможность дополнять электроэнергию от сети или питать небольшие помещения, такие как дом на колесах или крошечный дом.Но для полноразмерного дома лучше всего подойдет профессионально установленная солнечная система.

Есть некоторые настройки, которые идеально подходят для солнечного проекта своими руками. Если у вас есть гараж или сарай, требующий электричества, вы можете отключить его от сети и использовать солнечные батареи. Солнечные панели своими руками часто предлагают немного больше гибкости по размеру и размещению, поэтому их можно настроить так, чтобы они лучше всего работали для вас в этих настройках. Солнечные панели своими руками также полезны в качестве резервного варианта, если вы потеряли электроэнергию в электросети, если у вас есть работающая солнечная батарея для хранения вырабатываемой энергии.

Техническое обслуживание

Солнечные панели обычно служат около 25 лет, но это не значит, что проблем не возникнет. В частности, солнечные панели, изготовленные своими руками, могут нуждаться в техническом обслуживании, поскольку качество не гарантируется.

Возможно, вы пытались сэкономить на первоначальных затратах и ​​купили более дешевые панели, которые более подвержены износу. К сожалению, вы можете самостоятельно их заменить. Если неисправность не подпадает под гарантию производителя, вам, возможно, придется заменить панель самостоятельно.Гораздо проще случайно аннулировать гарантию, если вы устанавливаете панели самостоятельно.

Часто на профессионально установленные панели предоставляется какая-то гарантия от компании, выполняющей установку. Они смогут решить любую проблему, с которой вы можете столкнуться, и даже могут покрыть расходы.

Решите, что лучше всего подходит для вашего дома

Солнечные панели DIY могут стать интересным проектом и функциональным элементом вашего дома, предлагая дополнительную электроэнергию из возобновляемых источников энергии. Однако эти панели лучше подходят для небольших помещений, таких как сараи или крошечные дома. Если вы хотите полностью отказаться от электросети и питать весь дом солнечной энергией, подумайте о профессиональной установке. Это может стоить дороже, но дополнительные преимущества экспертной установки, поддержка в случае сбоя в будущем и доступ к полным налоговым льготам могут со временем окупиться.

Понимание автономных систем DIY — Renogy Australia

Что нужно знать об установке автономной солнечной установки самостоятельно?

Отключение от сети — отличный способ стать энергонезависимым, сэкономить деньги и дать вам душевное спокойствие, так как вы сможете поддерживать свой дом под напряжением независимо от обстоятельств.Хотя поначалу это может показаться устрашающим, установить солнечную батарею самостоятельно никогда не было так просто благодаря множеству различных комплектов солнечных панелей , которые избавляют от головной боли при создании эффективной и доступной системы. Что вам нужно для автономной солнечной установки, сделанной своими руками, и что важно помнить при выборе вариантов?

Что такое внесетевая солнечная энергия?

Автономные солнечные системы, также известные как автономные энергосистемы, вырабатывают достаточно энергии за счет использования солнечных панелей и аккумуляторов без необходимости подключения к электросети.Это означает, что вы будете собирать достаточно энергии для питания всех своих бытовых приборов и устройств, а счета за коммунальные услуги останутся в прошлом.

Что лучше в солнечной системе: от сети или от сети?

Если что-то из этого применимо к вам, отключение от сети может быть отличным решением:

  • Я живу в крошечном доме, домике, жилом доме на колесах, лодке или в отдаленном районе.
  • Я хочу быть энергонезависимым и перестать платить коммунальным предприятиям.
  • Я живу в районе, где нет надежного и стабильного доступа к электросети.
  • Я хочу вести экологически рациональный образ жизни и снизить выбросы углекислого газа.

Преимущества автономных солнечных систем включают доступ к электроэнергии во время отключения электроэнергии, уменьшение выбросов углекислого газа и прекращение ежемесячных счетов за коммунальные услуги. Для тех, кто живет в крошечном доме, доме на колесах, в каюте, на лодке или в изолированном месте или в районе, где у них нет надежного и стабильного доступа к электросети, автономная солнечная энергия может быть отличным решением.

При этом, если вы находитесь в зоне с доступом к сети, оставайтесь в сети.Пребывание в сети дает вам возможность воспользоваться преимуществом стабильного доступа к электричеству из сети и сэкономить деньги, используя солнечные панели для дополнения производства энергии. Поскольку вы используете энергию из нескольких источников, это означает, что вы сможете удовлетворить свои потребности в энергии с помощью более компактной и дешевой системы.

Что мне нужно для автономной солнечной системы?

Ключевыми компонентами автономных солнечных установок являются солнечные панели, контроллер заряда, аккумуляторная батарея, инвертор, кабели и монтажное оборудование.Большинство комплектов солнечных панелей DIY будут включать солнечные панели, контроллеры заряда, кабели и монтажное оборудование, что означает, что вам все равно нужно покупать инвертор и батареи.

Панели

Солнечные панели , которые состоят из множества солнечных элементов, сделанных из кремния, создают электрический ток, когда солнечный свет попадает на панели, они создают электрический ток. Есть несколько вариантов солнечных панелей на выбор. Панели могут быть гибкими и жесткими, а также монокристаллическими или поликристаллическими.

Руководство по солнечным панелям для новичков

Что нужно знать о гибких солнечных панелях

Контроллеры заряда

Ток, накапливаемый вашими солнечными панелями, подается на контроллер заряда , который контролирует, сколько тока поступает в аккумулятор. Контроллеры заряда контролируют этот ток и предотвращают перезарядку аккумуляторов.

Общие сведения о контроллерах заряда от солнечных батарей

Являются ли контроллеры заряда MPPT лучшим вариантом?

Аккумуляторы

Хранение аккумуляторов — ключевая часть любой автономной системы, потому что ваш аккумуляторный блок — это то место, где вы сможете использовать энергию, собранную в течение дня, в то время, когда ваши панели не производят мощность, например, ночью.

Все, что вам нужно знать о солнечных батареях

Литиевые батареи — лучший вариант?

Инверторы и оборудование

Для использования устройств переменного тока, таких как микроволновые печи, ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, подключается инвертор для изменения мощности постоянного тока на пригодный для использования переменный ток. Вам также необходимо помнить о монтажном оборудовании, компонентах и ​​соединителях для солнечных батарей, которыми завершается вся ваша система.

Что нужно знать о соединителях для солнечных батарей

Сколько солнечных панелей мне нужно, чтобы отключить сеть?

Точное понимание ваших потребностей в энергии даст вам лучшее представление о затратах и ​​гарантирует, что вы не перестроите или не перестроите систему.Калькулятор солнечных батарей Renogy — это мощный инструмент, который позволяет быстро и легко определить ваши конкретные потребности в энергии. Калькулятор размеров солнечных батарей позволяет вводить информацию о вашем образе жизни, чтобы помочь вам определиться с требованиями к солнечным панелям. Вам просто нужно знать, какое общее количество ватт будет потреблять ваша электроника, как долго вы планируете использовать устройства, эффективность вашего контроллера заряда и среднее количество солнечных часов в день. После этого калькулятор солнечных батарей сможет определить минимальный и рекомендуемый размер системы, а также рекомендованную мощность батареи.

Заключение

Возможность приводить в действие все в вашем доме, используя только энергию солнца, — это невероятно. И сделать это самому вполне недосягаемо. С наборами для самостоятельной работы на солнечной энергии и небольшими исследованиями вы можете сразу же приступить к освоению и использованию энергии солнца.

Как построить свою солнечную систему своими руками

Обеспечить полноценное питание вашего дома, автомобиля, каюты или лодки от солнца в 2020 году никогда не было так просто. Во-первых, Международное энергетическое агентство недавно заявило в своем отчете «Перспективы на 2020 год», что солнечная энергия — «новый король» электричества — это самая дешевая из когда-либо созданных форм электричества.Таким образом, значительно уменьшив или даже исключив ваши счета за коммунальные услуги с помощью DIY Solar, теперь почти наверняка .

Еще лучше то, что стоимость материалов, необходимых для домашней солнечной энергии, резко упала за последнее десятилетие на 70%. Самая большая причина падения цен кроется в самих фотоэлектрических (PV) панелях: снижение цены на 90% (в 2019 году) с 2 долларов за ватт до ничтожных 0,20 доллара за ватт!

В среднем в США в период с 2010 по 2020 год стоимость установки солнечной системы в жилых домах упала с 7 долларов.От 50 / ватт до 2,50 доллара / ватт. (Значения варьируются на доллар или два от места к месту, и от того, основываете ли вы их на постоянном или переменном токе.)

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

Где вы начнете свое собственное солнечное путешествие? Здесь вы откроете для себя все аспекты домашнего солнечного проекта , которые вы должны изучить, прежде чем приступить к реализации и эксплуатации .Выполнение описанного здесь пошагового процесса гарантирует, что вы охватите все свои основы, принимая мудрые решения и делая выбор на этом пути.

DIY солнечный обзор

Большинство домовладельцев, которые хотят установить солнечную батарею, в конечном итоге находят компанию по установке, но это не единственный вариант.

Самостоятельные специалисты с большим опытом или опытом работы в сфере заключения контрактов на электроэнергию смогут завершить успешный солнечный проект «сделай сам» от начала до конца после тщательного исследования и планирования, используя приведенные здесь руководящие принципы.

Если это похоже на вас, дерзайте! Вы на пути к тому, чтобы владеть и эксплуатировать установку экологически чистой энергии, которая может обеспечить вам энергетическую самообеспеченность и низкий уровень выбросов углекислого газа на десятилетия вперед.

Однако, если вы являетесь домашним мастером, практически не знакомым с настройкой сложных и состоящих из нескольких частей электрических систем, проект DIY солнечной энергии , выполненный с профессиональной помощью в нескольких ключевых моментах во время проекта, таких как установка и электромонтаж, может быть более разумный вариант.

Имея в команде опытных людей, вы избежите покупки неправильных компонентов или некачественных материалов. Что еще более важно, вы исключите вероятность смертельных несчастных случаев, связанных с высоким напряжением. Кроме того, у вас меньше шансов аннулировать какие-либо гарантии.

Основные типы солнечных энергетических систем

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

  1. Подключено к сети — Ваша солнечная батарея напрямую подключена к коммунальной электросети, от которой вы подключаетесь, когда потребность в энергии превышает выходную мощность вашей системы.Любые излишки отправляются в сетку. В большинстве случаев электрическая компания кредитует ваш счет.
  1. Подключено к сети с резервным аккумулятором (гибрид) — Эта альтернатива позволяет хранить избыточную электроэнергию, производимую солнечными панелями, в вашем доме в качестве резервного аккумулятора. Если ваши батареи полностью заряжены, избыток электроэнергии отправляется в сеть, и в большинстве случаев вам за это платят. Чтобы удовлетворить ваши домашние потребности, аккумуляторная батарея активируется и гаснет до того, как сеть перейдет в режим пиковой нагрузки.
  1. Автономный режим — В этой солнечной установке вы полностью независимы от коммунального электроснабжения. Независимо от мощности вашей солнечной батареи — это все, что у вас есть. Вы можете подключить резервную батарею, чтобы избежать перебоев в работе.

На этапе исследования и планирования вашего солнечного проекта DIY вы должны спросить себя:

  • Какие именно — это потребности в электроэнергии, которые я хочу удовлетворить с помощью своей солнечной установки?
  • Что лучше: сеточная, автономная или гибридная?
  • Какие необходимые разрешения, лицензии и проверки я должен получить?
  • Какие материалы лучше всего доступны для моего проекта?
  • Как мне контролировать свою систему, чтобы убедиться, что она все время работает с максимальной эффективностью и функциональностью?
  • Что мне нужно делать, чтобы поддерживать свою солнечную батарею, чтобы она работала оптимально в течение всего срока службы?

Какое оборудование и материалы для солнечной энергии вам нужны?

На быстро растущем рынке возобновляемых источников энергии у вас есть много вариантов для каждого компонента, который вы должны интегрировать, чтобы ваша солнечная система DIY работала эффективно в течение всего срока ее эксплуатации.Вот список основных частей для большинства солнечных систем. ( Примечание: Вам могут понадобиться другие элементы, не перечисленные здесь, в вашей уникальной ситуации.)

  1. Панели солнечных батарей
  2. Инверторы
  3. Оптимизаторы мощности
  4. Контроллеры заряда
  5. Отсоединение фотоэлектрических модулей
  6. Измеритель нетто
  7. Монтажные стойки или стойки + кронштейны
  8. Электропроводка и другие электрические детали
  9. Аккумуляторы

После всех головных работ и логистики готово, вы переходите к беговой работе: установке фотоэлектрических панелей на стойки или столбы где-нибудь на вашей территории, а затем их подключение к домашнему электрическому щиту.В зависимости от того, выберете ли вы сетевую, автономную или гибридную систему, могут потребоваться дополнительные электрические подключения, чтобы все заработало.

Плюсы DIY solar

Поскольку покупка солнечной батареи является значительным вложением средств, крайне важно тщательно изучить возможные варианты и взвесить преимущества и недостатки.

Вот основные преимущества солнечного проекта своими руками:

  1. Самый дешевый способ электрифицировать свой дом или автомобиль.
  1. Удовлетворение тем, что вы сделали это самостоятельно.
  1. Может быть более рентабельным для небольших проектов по электрификации, таких как наружное освещение или сарай для инструментов, чем их подключение к электросети.
  1. Личный вклад в преобразование возобновляемой энергии, необходимый для сдерживания нашего климатического кризиса.

Минусы DIY Solar

Самостоятельный солнечный проект также имеет ряд недостатков.

Вот основные минусы солнечного проекта своими руками:

  1. Для создания солнечной батареи с нуля требуются передовые технические знания и опыт, которых у вас может не быть.
  1. Домашние наборы для самостоятельной работы на солнечной энергии обычно предназначены для автономной работы в небольших проектах. Сегодня становятся доступными комплекты для солнечных батарей, которые позволяют напрямую подключаться к коммунальной сети и могут позволить вам питать весь ваш дом.
  1. Поскольку стоимость полной солнечной установки резко упала в последние годы, как больше не рентабельно выполнять работу самостоятельно, а не использовать сертифицированных технических специалистов из аккредитованной компании.
  1. Если ваш проект представляет собой солнечную батарею на крыше, вы можете случайно повредить крышу при сверлении отверстий или неправильной гидроизоляции.
  1. Повреждение крыши, скорее всего, приведет к аннулированию гарантии на нее. Страхование не может покрывать ущерб, нанесенный водой или плесенью в результате утечек.
  1. Работа при высоком напряжении может легко привести к случайному поражению электрическим током и возможной смерти, если у вас нет лицензии.
  1. Если вы устанавливаете фотоэлектрические панели на крыше, риск травмы или смерти в результате падения может быть слишком велик для человека, не имеющего опыта работы на высоте.
  1. Самостоятельная установка солнечной энергии может помешать вам воспользоваться определенными местными или государственными скидками или льготами, которые вы бы заработали, если бы наняли уполномоченную солнечную компанию.

После рассмотрения всех плюсов и минусов самостоятельной солнечной энергии, вы все равно можете высказаться в пользу реализации собственного проекта. Если да, то перед тем как начать, нужно сделать длинный список. Если внимательно следовать, вы все равно можете выйти вперед.

Расчет потребности в электроэнергии

Сколько электроэнергии вы хотите производить с помощью своей солнечной батареи? Ответ на этот вопрос — самый важный аспект вашего солнечного проекта DIY.

Это позволит вам выяснить, сколько солнечных панелей вам нужно, и, при желании, размер вашей аккумуляторной батареи для хранения солнечной энергии. Потребление энергии также будет определять необходимый вам инвертор и контроллеры заряда, а также толщину проводки и размеры предохранителей.

Каждый электрический прибор важно включить в этот расчет, чтобы получить общей выходной мощности . Вам нужна сумма всех требований к электроэнергии от всех ваших приборов, таких как холодильник, духовка, водонагреватель, компьютеры, телевизоры, стиральная машина, фен, фены, часы, освещение, электрические плинтусы, обогреватели, мобильные телефоны. , планшеты и др.

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

На некоторых из них может отображаться мощность. В других случаях вам придется рассчитывать это на основе заданной силы тока или напряжения. Используйте эту формулу для преобразования:

Ватт (Вт) = Вольт (В) x Ампер (А)

Есть много онлайн-калькуляторов, которые можно использовать при суммировании всего этого. Или вы можете настроить такую ​​таблицу:

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

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

DIY сетка солнечная

В солнечной установке, связанной с сетью, вы напрямую подключаетесь к коммунальной электросети.Это означает, что когда ваша солнечная батарея производит больше электроэнергии, чем вам нужно, она переходит в сеть и становится доступной для потребления другими.

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

Будет ли ваш поставщик электроэнергии возмещать вам расходы по розничной или оптовой цене, зависит от того, где вы живете.К сожалению, не во всех штатах разрешен нетто-учет.

Чтобы получить дополнительную информацию о правилах учета нетто в вашем штате, посетите DSIRE (База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности).

Источник изображения: DSIRE

В системе с привязкой к сетке, когда ваши потребности в энергии выше, чем может обеспечить ваша солнечная батарея — например, ночью или когда ваши панели покрыты снегом, — электрическая сеть отправляет необходимую энергию на ваш домой, избегая перебоев.

Оборудование, необходимое для солнечной системы, связанной с сеткой

В сетке, иногда называемой сетевой солнечной установкой для крыши, есть несколько основных компонентов, необходимых для правильного функционирования.

  • Фотоэлектрические панели
  • Монтажное оборудование
  • Чистый синусоидальный инвертор, подходящий для установки в сети (преобразует постоянный ток фотоэлектрических панелей в переменный для домашнего использования; перекачивает дополнительный переменный ток обратно в энергосистему)
  • Постоянный ток или оптимизатор мощности (максимизирует энергию, получаемую от ваших солнечных элементов)
  • Отключение сети (для отключения вашей системы во время сбоя)
  • Отключение постоянного тока (для отключения массива для обслуживания)
  • Комбайнер (хранит все компоненты в одном месте)

Примечание: Существует три различных типа инверторов, которые могут работать в системе с привязкой к сети.Независимо от вашего выбора, убедитесь, что это инвертор чисто синусоидального типа. (Подробнее об этом см. Ниже в разделе «Автономные сети»).

Струнный инвертор

Инверторы струн являются наиболее экономичными, если у вас дом, выходящий на южную сторону, без проблем с затемнением. С помощью этого инвертора электрический ток от цепочек из нескольких панелей каждая подключается и подается в инвертор. Если на одну панель в струне влияет затенение или она выходит из строя, выход энергии из всей этой струны уменьшается.

Струнный инвертор с технологией оптимизатора постоянного тока

Струнный инвертор с технологией оптимизатора постоянного тока решает эту проблему. К каждому солнечному модулю в вашем массиве прикреплен отдельный оптимизатор мощности, который работает независимо от всех остальных. Весь постоянный ток, поступающий от оптимизаторов, направляется в инвертор, где происходит преобразование постоянного тока в переменное.

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

Микроинвертор

Микроинвертор — это тип инвертора, прикрепленный к каждой панели. Там происходит преобразование постоянного тока в переменный. Затем переменный ток соединяется с вашей крышей и питается непосредственно к вашей домашней коробке выключателя переменного тока.

Этот тип инвертора самый простой в установке. Это также позволяет вам расширить солнечную батарею с помощью других типов или моделей фотоэлектрических панелей, каждая из которых имеет свой собственный микроинвертор.(Напротив, чтобы расширить солнечную батарею с помощью струнных инверторов, вы должны использовать тот же тип панели.)

Если учесть все факторы, то система привязки к сетке на самом деле является самой простой и наименее дорогой установкой. Автономные и гибридные системы требуют — в дополнение к перечисленным выше основным частям сетевой системы — контроллеры заряда, аккумуляторный блок и другие дополнительные устройства защиты от перегрузки по току.

У нас есть пост о лучших солнечных инверторах, которые вы можете купить.

Автономные солнечные системы

Если вы каким-либо образом заинтересованы в том, чтобы жить без электросети или если вы далеки от коммунального предприятия, автономная автономная солнечная батарея (иногда ее называют автономной) — это легкая задача.Хорошие новости на 2020 год: ваши возможности автономной солнечной энергии буквально безграничны, независимо от того, электризуете ли вы удаленную кабину, фургон, жилой дом или даже лодку.

Оборудование, необходимое для автономных солнечных систем

Основные компоненты автономной системы аналогичны настройке с привязкой к сетке с добавлением:

  • Контроллер заряда (подает постоянный ток на резервный аккумуляторный блок, но время от времени отключает его для предотвращения перезарядки)
  • Аккумуляторный блок (необходим для подачи питания, когда солнце не светит)
  • Инвертор ( модифицированная или чистая синусоида в зависимости от ваших потребностей в питании)
  • Баланс компонентов системы (BoS) (провода, предохранители, блок выключателя и т. д.))

Следующее короткое видео от Su-Kam Solar описывает различные варианты использования чисто синусоидальных инверторов по сравнению с модифицированными синусоидальными инверторами. Вы не только увидите разницу в графических иллюстрациях обоих; вы тоже услышите контрасты.

Определите ваши потребности в электроэнергии для автономной солнечной системы

Для любого типа солнечного проекта «сделай сам» вы должны определить свои потребности в электроэнергии, как обсуждалось ранее.В автономном режиме вы берете это значение и вычисляете количество батарей, в которых вам нужно его хранить. Если вы предпочитаете, чтобы его хватило на несколько дней или недель, вы также должны это учитывать. .

С батареями все усложняется, поскольку они рассчитаны на хранение при комнатной температуре или немного выше. Это означает, что их емкость для хранения значительно уменьшается (на 50% и более), если вы находитесь в морозных условиях. Поэтому, когда вы находитесь в холодном месте или в сезон, вам может потребоваться значительно увеличить емкость аккумулятора только по этой причине.

Напряжение аккумулятора

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

Чтобы определить напряжение, подумайте, сколько ватт вам нужно для питания всех ваших приборов. Аккумуляторный блок на 12 В может быть достаточным для мобильного телефона и нескольких приборов на 12 В постоянного тока. Но если вы хотите выработать 2000 Вт или более, аккумулятор на 24 или 48 В имеет больше смысла.

вс часы

Еще одно важное соображение — это количество солнечных часов , которое ваши панели будут получать каждый день. Это число не соответствует длине светового дня и меняется в зависимости от времени года.

Это зависит от угла наклона солнца по отношению к ориентации ваших панелей. Карты солнечных часов для США доступны в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL).

Годовая горизонтальная освещенность в США
Источник изображения: NREL
Контроллер заряда

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

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

Преобразователь постоянного / переменного тока

И последнее, но не менее важное, это инвертор, который вам нужен для преобразования постоянного тока из модулей в переменный ток для устройств, работающих от переменного тока. Кроме того, вам необходимо знать, какой тип переменного тока требуется инвертору.В США это разделенная фаза 120/240 В, 60 Гц.

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

Дополнительные соображения

Еще одним усложняющим фактором является то, что некоторые устройства используют 240 В, а другие — 120 В. Не все инверторы выдают 240 В, поэтому вам может потребоваться объединить в стек (то есть соединить вместе) два инвертора, каждый с номинальным напряжением 120 В, чтобы удовлетворить все ваши потребности в энергии.Опять же, проверьте спецификацию, чтобы убедиться, что вы используете правильное оборудование.

И последнее: инвертор предназначен для работы с конкретным аккумулятором — 12 В, 24 В или 48 В. Итак, вам нужно решить, какой размер батарейного блока вы будете использовать , прежде чем вы купите инвертор.

Если вы думаете, что, возможно, захотите увеличить свою солнечную батарею и / или емкость аккумулятора в будущем, покупка инвертора сейчас, который может выдерживать дополнительное напряжение, избавит вас от необходимости делать дорогостоящую модернизацию инвертора позже.

DIY гибридные солнечные системы

Объединяя возможности как сетевых, так и автономных солнечных систем, гибридные системы объединяют в себе лучшее из обоих миров. Вы можете хранить солнечную энергию для использования ночью или при отключениях электроэнергии.

Это идеальный вариант для домовладельцев в определенных районах, которым в противном случае пришлось бы платить более высокие пиковые ставки за электроэнергию в сети по вечерам или ночью.

Однако, если у вас есть хороший сетевой счетчик в вашем районе и перебои в подаче электроэнергии минимальны, стандартная система привязки к сети может быть вашим лучшим выбором.

Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая, как работает гибридная система:

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

Для гибридных систем обычно используются аккумуляторные батареи по переменному току.Эти батареи хранят и постоянного тока от солнечной батареи, и сети переменного тока как переменный ток (AC) . В настоящее время Tesla Powerwall — один из самых популярных вариантов аккумуляторной батареи с переменным током.

Напротив, батарея с постоянным током накапливает постоянный ток от ваших солнечных панелей и преобразует переменный ток из электросети в постоянный ток, который также сохраняется в батарее.

Фотоэлектрическая система, использующая батарею с постоянным током, более энергоэффективна, чем современные батареи с переменным током.Эта разница более выражена при масштабной установке. Так что это, вероятно, не повлияет на эффективность вашей домашней солнечной установки.

Какой тип солнечной панели лучше всего подходит для вашего солнечного проекта своими руками?

Для жилых проектов доступны три основных типа солнечных панелей.

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

Поликристаллические солнечные панели также содержат 60 или 72 солнечных элемента, каждый из которых имеет идеально квадратную форму и имеет пестрый синий цвет. Они преобразуют около 15-17% солнечной энергии в полезную электрическую энергию. Поликристаллические панели немного дешевле монокристаллических модулей.

Тонкопленочные солнечные элементы — это легкие и гибкие листы фотоэлектрического материала, нанесенные на твердую поверхность, например стекло.Тонкие пленки даже менее эффективны, чем другие типы, обычно всего на 10-13%. Они также дешевле.

Выбор солнечных панелей для работы

Если вы ограничены в пространстве для своего солнечного проекта своими руками, монокристаллические панели — лучший вариант из-за их максимальной эффективности и сопоставимой стоимости с их поликристаллическими собратьями.

Поликристаллические панели могут быть подходящими, если пространство не является проблемой, и вы пытаетесь снизить затраты — даже незначительно.

Тонкие пленки не подходят для небольших проектов по установке солнечных батарей, да и того не стоит.

Часто задаваемые вопросы о солнечных батареях своими руками

Для такого сложного и дорогого проекта, как солнечная энергия своими руками, вам абсолютно необходимо все сделать правильно. Вот несколько вопросов, на которые вы, возможно, хотели бы ответить.

1. Является ли солнечная система с привязкой к сети, автономной или гибридной солнечной системой лучше всего для самостоятельного солнечного проекта?

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

Например, если ваша цель — привести в действие все ваши 2000 кв.футов дома для семьи из четырех человек, и у вас есть чистые измерения с редкими отключениями электроэнергии, система привязки к сети является наиболее экономичной.

Однако, если вы хотите электрифицировать уединенное охотничье убежище только осенью, автономная солнечная система — ваш лучший выбор.

Гибридная солнечная система — лучший вариант, если у вас нет доступа к сетевым счетчикам, ваша коммунальная компания взимает высокие ставки в периоды пикового использования или если вы подвержены частым отключениям или отключениям электроэнергии.

2. Каковы скрытые затраты на солнечный проект своими руками?

Есть несколько разрешений и инспекций — от вашей местной юрисдикции и энергетической компании — за которые вы должны заплатить , прежде чем ваш солнечный проект DIY может быть запущен.Проконсультируйтесь с ними, чтобы узнать, что вы должны делать и когда в процессе. Отсутствие хотя бы одного может задержать или даже помешать завершению вашего проекта.

Но прежде чем вы даже начнете проводить исследования своей солнечной системы, убедитесь, что домовладелец, не имеющий лицензии, может установить солнечную батарею, привязанную к сети. Если нет, вам придется привлечь лицензированную солнечную компанию. Это может быть на несколько тысяч долларов больше, чем вы изначально планировали.

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

Если вы не совсем уверены, что приобрели все необходимые компоненты, убедитесь, что они подлежат возврату, прежде чем даже вынимать их из коробки. Если вы ошиблись и вам нужно заменить материалы, вы будете разочарованы дополнительными расходами, если вам не удастся вернуть деньги за товар (-ы).

3. Имею ли я право на какие-либо налоговые льготы как независимый домовладелец, выполняющий установку солнечных батарей?

В U.S., федеральный налоговый кредит на солнечную батарею, также называемый инвестиционным налоговым кредитом (ITC), позволяет вычесть 26% (сниженная до 22% в 2021 году) от стоимости вашей солнечной установки без ограничения. Вы можете сделать это как установщик или нанять компанию для выполнения этой работы.

На данный момент нет плана по предоставлению этой налоговой льготы после 2021 года домовладельцам при нынешней администрации, хотя недавно избранная исполнительная власть и Конгресс могли бы это сделать.

Сертификаты

на солнечную возобновляемую энергию (SREC) — еще один стимул для домовладельцев.С помощью этой программы вы продаете энергетические сертификаты своему коммунальному предприятию и получаете деньги обратно. Система работает как биржа. Значения SREC варьируются от штата к штату и от месяца к месяцу.

Вы должны связаться с властями своего штата и местными властями, чтобы узнать о любых других льготах или скидках. Это может быть условием вашего найма утвержденной солнечной компании для выполнения установки.

Завершение работы на солнечной батарее своими руками

Самая важная часть солнечного проекта своими руками — это планирование и дизайн.Для этих шагов вы должны провести много исследований.

Критическое число, необходимое для всех расчетов, — это количество ватт-часов электроэнергии, потребляемой в день всеми приборами, которые вы хотите получать от солнечной батареи. Если вы включаете аккумулятор, важно знать, на сколько дней вы хотели бы иметь запас энергии.

Как только вы это поймете, вам следует приобрести необходимые компоненты для сетевой, автономной или гибридной системы.

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

Ваш проект DIY солнечной энергии, если он сделан правильно, может обеспечить вас десятилетиями чистой энергии. Это беспроигрышный вариант для вас и всей планеты.

Недорогая солнечная энергия своими руками — комплект за 600 долларов

Все мы знаем, что оборудование дома солнечными батареями сейчас стоит недешево. Использование достаточного количества солнца, чтобы иметь возможность жить полностью вне сети, стоит от многих тысяч долларов до многих десятков тысяч, в зависимости от того, сколько требуется электроэнергии.Но действительно ли нам нужно перейти от 0% к 100% чистой энергии за один раз? Обычно это не так; мы обычно вносим инкрементальные изменения. Идеалист скажет, что это недостаточно быстро (и, возможно, будет прав), но реалист скажет, что у мейнстрима больше шансов пойти на это, если он не будет слишком радикальным и дорогим, и что силу чисел трудно отрицать. Возникает вопрос: действительно ли нам нужно сразу перейти на 100% солнечную энергию? Какая наименьшая сумма, которую вы могли бы заплатить, и при этом иметь достаточно солнечной энергии, чтобы управлять некоторыми вещами по дому? На этот вопрос отвечает блог Off-Grid.

Частичное солнечное решение

Обновление : Как сделать недорогие самодельные солнечные панели с поврежденными солнечными батареями на eBay за 600 долларов, вы можете получать достаточно солнечной энергии каждую неделю (около 1 кВтч) для:

включите 20-дюймовый телевизор на 20 часов, портативную стереосистему на 100 часов, портативный компьютер на 40 часов или 12-ваттную компактную люминесцентную лампу на 80 часов.
Инвертор мощностью 800 Вт (с импульсной мощностью 2000 Вт) будет работать с небольшим пылесосом, дрелью или небольшим сверлильным станком, шлифовальной машиной, лобзиком или небольшой ленточной пилой, но не с большой циркулярной пилой.Он подходит для многих тостеров и кофеварок, но не для всех. Блендер был бы детской игрушкой для этого инвертора, а микроволновая печь — невозможным. Фен на низком уровне, да; на высоте, забудьте об этом.

Комплект солнечных батарей за 600 $

Вот из чего состоит «набор за 600 долларов»:

Один фотоэлектрический модуль Uni-Solar на 32 Вт из аморфного кремния, 12 вольт: 180,00 долларов
Один контроллер заряда Morningstar на 6 ампер, 12 вольт: 40,00 долларов США
Две герметичные батареи Deka 92 ампер-час, 12 вольт: (130 долларов США каждая) 260 долларов США.00
Модифицированный синусоидальный инвертор One Aims мощностью 800 Вт, 12 вольт: 65,00 долларов США
ИТОГО: 545,00 долларов США
Это оставляет вам 55 долларов США на провод, кабели аккумуляторной батареи, монтажное оборудование, предохранители между компонентами и различные ненужные детали, которые всегда необходимы для любой проект средней сложности.

Большинство из них, вероятно, можно найти в Интернете в некоторых магазинах альтернативной энергии, о которых мы говорили ранее.

Но прелесть в том, что как только вы перейдете в «стартовую» солнечную систему, ее относительно легко расширить по мере роста ваших потребностей или кошелька.

За исключением инвертора, эту систему можно легко расширить. Любое количество одинаковых модулей может быть соединено параллельно, при условии, что модули имеют одинаковую мощность. Контроллер заряда на 6 ампер может управлять до трех 32-ваттных модулей, и дополнительные контроллеры заряда могут быть подключены к системе параллельно, поскольку ваша жажда энергии начинает расти.
Аккумуляторы, конечно, всегда рады, когда их количество увеличивается.
Но увы, инвертор то, что есть.Его нельзя подключить к другому инвертору для обеспечения большей мощности (хотя могут быть и более дорогие модели), и его нельзя настроить для работы с более высоким входным напряжением, если вы когда-нибудь проявите амбициозность и измените напряжение системы на 24 или 48 вольт. С другой стороны, действительно ли это имеет значение при цене 65 долларов? Слегка используемый 800-ваттный источник питания переменного тока, который может потреблять энергию сразу от аккумулятора, — удобный аксессуар, который любой автомобиль гордился бы, спрятав рядом с запасным колесом.
Итак, пока вы копите на покупку роскошного синусоидального инвертора на 4000 Вт с возможностью зарядки аккумулятора, наслаждайтесь небольшой стартовой системой за 600 долларов, которая пробила дверь солнечной энергии, и попытайтесь представить, где все это может привести.

Этот проект можно сделать самостоятельно, только если вы знаете, что делаете, и, как обычно, когда задействовано электричество, квалифицированный электрик должен одобрить вашу установку, прежде чем вы включите ее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*