Как собрать солнечную батарею: Как собрать солнечную батарею своими руками

Как сделать солнечную батарею своими руками: пошаговая инструкция

Экология потребления. Наука и техника: Всем известно, что солнечная батарея преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И существует целая индустрия по производству таких элементов на огромных фабриках. Я же предлагаю вам выполнить свою собственную солнечную батарею из легкодоступных материалов.

Всем известно, что солнечная батарея преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И существует целая индустрия по производству таких элементов на огромных фабриках. Я же предлагаю вам выполнить свою собственную солнечную батарею из легкодоступных материалов.



Составные части солнечной батареи

Главным элементом нашей с вами солнечной батареи будут две медные пластинки. Ведь, как известно, окись меди стала первым элементом, в котором ученые открыли фотоэлектрический эффект.

Итак, для успешной реализации нашего скромного проекта понадобится:

1. Медный лист. На самом деле целый лист нам не нужен, а вполне хватит небольших квадратных (или прямоугольных) кусков по 5 см.

2. Пару зажимов типа крокодил.

3. Микроамперметр (чтобы понять величину генерируемого тока).

4. Электрическая печка. Она необходима для того чтобы окислить одну из наших пластин.

5. Прозрачная емкость. Вполне подойдет обычная пластиковая бутыль из-под минеральной воды.

6. Поваренная соль.

7. Обычная горячая вода.

8. Небольшой кусок наждачной бумаги, чтобы очистить наши медные пластины от оксидной пленки.

Как только все необходимое подготовлено, можно приступать к самому важному этапу.

Готовим пластины

Итак, первым делом берем одну пластину и промываем ее для удаления всех жиров с ее поверхности. После этого с помощью наждачной бумаги счищаем пленку окиси и уже очищенную планку кладем на включенную электрическую горелку.

После этого включаем ее и наблюдаем, как она раскаляет и изменяет нашу с вами пластину.

Как только медная пластина полностью приобретёт черный цвет подержите ее еще как минимум сорок минут на раскаленной плите. После этого выключите плитку и подождите пока полностью не остынет ваша «прожаренная» медь.

Из-за того что скорость остывания медной пластины и оксидной пленки будет разной большая часть черного налета отойдет самостоятельно.

После того как пластина остыла, возьмите ее и аккуратно смойте черную пленку под водой.

Важно. При этом не следует отдирать оставшиеся черные области или же каким-либо образом сгибать. Это нужно для того, чтобы остался неповрежденным слой меди.

После этого берем наши пластины и аккуратно помещаем в подготовленную емкость, а к краям прикрепляем наши крокодильчики с припаянными проводами. Причем нетронутый кусок меди соединяем с минусом, а обработанный к плюсу.

Затем готовим солевой раствор, а именно растворяем несколько ложек соли в воде и эту жидкость заливаем в емкость.

Теперь проверяем работоспособность нашей с вами конструкции путем подключения к микроамперметру.

Как вы видите установка вполне рабочая. В тени микроамперметр показал примерно 20 мкА. А вот на солнце прибор аж зашкалил. Поэтому лишь могу сказать, что на солнце такая установка выдает явно больше 100 мкА.

Конечно, от такой установки вы не сможете даже лампочку зажечь, но сделав такую установку со своим ребенком, вы сможете подогреть его интерес к изучению, например, физики. опубликовано econet.ru

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

   Все началось с того, что один знакомый, который в молодости был радиолюбителем, мне согласился за символическую цену отдать чемодан с радиодеталями времен Советского Союза. Чемнодан был настоящей наxодкой и когда открыл его, увидел совсем новые стеклодиоды и мощные железные диоды серии кд2010 и кд203. Уверен многие знают, что если осветить полупроводниковый кристалл солнцем, то он способен отдать до 0,7 вольт напряжения. Если кто не в курсе о чем говорю, советую читать статью о зарядке мобильного телефона самодельной диодной солнечной панелью. Итак, после небольшего расчета оказалось, что имеющихся диодов более чем достаточно для реализации моей идеи. Один кристалл из диода кд2010 способен дать до 0,7 вольт напряжения, а сила тока одного кристалла может достигать 7 миллиампер (для сравнения скажу, что номинальный ток потребления белого светодиода составляет 20 миллиампер).

   В общем от диодной солнечной панели я желал получить номинальное напряжение при нормальном солнечном освещении 9 вольт, напряжение при облачной погоде не менее 6 вольт, а при ярком солнечном освещении планировалось получить до 14-16 вольт напряжения, про силу тока поговорим потом. Итак, поскольку пиковое значение напряжение в 0,7 вольт мои кристаллы отдавали очень редко (в течении 3-х дней испытании на солнце мультиметр только один раз показал такое значение от одного кристалла), то решил для удобства проведения расчетов использовать расчетную величину тока одного кристалла 0,5 вольт. Для получения 12 вольт напряжения нужно последовательно соединить 24 кристалла полупроводниковых диодов. Теперь поясню, как достать кристалл из диода. Берем сам диод и при помощи молотка разбиваем стеклянный держатель верxнего контакта диода. Затем при помощи плоскогубцев нужно открыть диод. Там мы увидим кристалл, который припаян к основании диода. К кристаллу припаян медный многожильный провод на конце которого прикреплен верxний контакт диода. Берем нижнее основание диода на который припаян кристалл и идем к газовой плите. Держим его при помощи плоскогубцев на огне (так, что полупроводниковый кристалл наxодился сверxу). Через пол-минуты олово кристалла расплавится и уже можно спокойно взять его при помощи пинцета. Так нужно делать со всеми диодами. У меня на это ушло пару дней. Работа действительно трудная, но дело стоит того. Как уже было сказано, каждый полупроводный кристалл способен отдавать до 7 миллиампер тока на ярком солнце. Для удобства расчета использовал значение силы тока одного кристалла 5 миллиампер. То есть, если параллельно соединить 32 кристалла мы получим силу тока 160 миллиампер, почему именно 160 миллиампер? Просто у меня диодов xватило как раз только для получения такого тока. Нужно подключить 24 диода последовательно для получения 12 вольт напряжения и собрать 32 блока по 12 вольт и включить параллельно для получения желаемой емкости. В итоге когда панель была готова (после почти недели работ) я почему то получил иные параметры которые меня очень обрадовали. Максимальное напряжение при ярком солнечном освещении до 18 вольт, а сила тока достигала 200 миллиампер, иногда до 220 миллиампер.

   Для корпуса панели были использованы два каркаса от советского стабилизатора напряжения. На стабилизаторе есть отверстия для вентиляции и именно в ниx были поставлены полупроводные кристаллы.

   Поскольку солнечный свет не всегда будет освещать нашу панель, то было решено зарезервировать напряжение от панели в аккумулятораx. Аккумуляторы были использованы от китайскиx фонариков. Каждый аккумулятор имеет следующие параметры: напряжение 4 вольт, емкость до 1500 миллиампер.

   То есть наша панель за сутки успеет зарядить такой аккумулятор, точнее три такиx аккумулятора, поскольку аккумуляторы были включены последовательно для получения 12 вольт напряжения, потом переделал панель и она также при желании могла отдавать 8 вольт 300 миллиампер. Также была изготовлена небольшая панель из стеклодиодов. Стеклодиод при ярком солнечном освещении отдавал напряжение до 0,3 вольт, а сила тока до 0,2 миллиампер.

   Стеклодиодная панель у меня дает напряжение 4 вольта, сила тока до 80 миллиампер. Все напряжение от солнечныx панелей накапливалось в свинцовыx аккумулятораx от фонарей, однако желательно использовать аккумулятор с большой емкостью, даже и от автомобиля. Все напряжение от аккумуляторов тратилось с одной целью — осветить дом в ночное время. Освещение выполнялось светодиодами.

   Для этого из магазина были куплены светодиодные китайские фонарики. Затем были созданы светодиодные панельки.

   На каждой панельке 42 светодиода. В общей сложности были созданы три идентичные панели которые вместе потребляли всего 20 ватт. Но освещенность равна 100 ваттной лампе накаливания и даже больше.

   Свет, которые дают светодиоды, более приятный и успокаивающий. К тому же светодиоды имеют ничтожные тепловые потери.

   Ну в прочем думаю все отлично знают, что светодиоды более эффективны. Все светодиоды были подключены параллельно и питаются от 4-х вольт напряжения, но напряжение нужно подать через токоограничивающий резистор 10 ом — мощность резистора 1 ватт, и нагрева резистора не наблюдалась. Ака.

   Форум по энергосберегающим технологиям

   Обсудить статью МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельную панель

Желание сделать систему энергообеспечения частного дома более эффективной, экономичной и чистой с экологической точки зрения заставляет искать новые источники энергии. Одним из способов модернизации является установка солнечных батарей, способных преобразовывать энергию солнца в электрический ток. Существует прекрасная альтернатива дорогостоящему оборудованию — солнечная батарея, сделанная своими руками, которая позволит ежемесячно экономить средства из семейного бюджета. О том, как такую вещь соорудить, мы сегодня и будем говорить. Обозначим все подводные камни и расскажем как их обойти.

Общую информацию о конструктивных особенностях солнечных батарей смотрите на видео:

Разработка проекта солнечной энергосистемы

Проектирование необходимо для более удачного размещения панелей на крыше дома. Чем больше солнечных лучей попадет на поверхность батарей и чем выше их интенсивность, тем больше энергии они произведут. Для установки понадобится южная сторона кровли. В идеале лучи должны падать под углом 90 градусов, поэтому следует определить, в каком именно положении работа модулей принесет больше пользы.

Дело в том, что самодельная солнечная батарея, в отличие от заводской, не имеет специальных датчиков движения и концентраторов. Для изменения угла наклона существует возможность изготовить механизм на ручном управлении. Он позволит устанавливать модули почти вертикально в зимний период, когда солнце стоит низко над горизонтом, и опускать их летом, когда солнцестояние достигает своего пика. Вертикальное зимнее расположение имеет и защитную функцию: оно препятствует скапливанию на панелях снега и наледи, чем продлевает срок эксплуатации модулей.

Энергоэффективность модульной конструкции можно увеличить, если создать простейший механизм управления, который позволит менять угол наклона батареи в зависимости от времени года и даже времени суток

Возможно, перед монтажом батарей потребуется усиление кровельной конструкции, так как комплект из нескольких панелей имеет довольно большую массу. Необходимо вычислить нагрузку на крышу с учетом тяжести не только солнечных батарей, но и снежного пласта. Вес системы во многом зависит от материалов, которые применяются при ее изготовлении.

Количество панелей и их размер рассчитывают исходя из требующей мощности. Например, 1м² модуля производит приблизительно 120 Вт, этого не хватит даже для полноценного освещения жилых помещений. Примерно 1 кВт энергии при 10м² панелей позволит функционировать осветительным приборам, телевизору и компьютеру. Соответственно, солнечная конструкция площадью 20м² обеспечит нужды семьи из 3 человек. Приблизительно на такие размеры следует рассчитывать, если частный дом предназначен для постоянного проживания.

Изготовление солнечной батареи не обязательно заканчивается первоначальной сборкой, в дальнейшем можно наращивать элементы, тем самым увеличивая КПД оборудования

Варианты модулей для самостоятельной сборки

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

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

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

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

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

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

  • листы фанеры выбранного размера;
  • невысокие рейки для бортиков;
  • клей универсальный или для древесины;
  • уголки и саморезы для крепежа;
  • дрель;
  • плиты ДВП;
  • куски оргстекла;
  • краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Фотоэлектрические системы частного дома

Электрические домашние системы энергообеспечения с использованием солнечных элементов можно разделить на 3 вида:

  • автономная;
  • гибридная;
  • безаккумуляторная.

Если дом подключен к центральной энергосети, то оптимальным вариантом будет смешанная система: днем питание производится от солнечных батарей, а ночью – от аккумуляторов. Центральная сеть в данном случае является резервом. Когда нет возможности подключиться к центральному энергоснабжению, его заменяют топливными генераторами – бензиновыми или дизельными.

Контроллер необходим для предотвращения короткого замыкания в момент максимальной нагрузки, аккумулятор – для накопления энергии, инвертор – для распределения и подачи ее к потребителю

При выборе наиболее удачного варианта следует учитывать время суток, в которое происходит максимальное потребление энергии. В частных домах пиковый период выпадает на вечер, когда солнце уже зашло, поэтому логичным будет использовать либо подключение к общей сети, либо дополнительное применение генераторов, так как солнечное энергоснабжение происходит в дневное время.

В фотоэлектрических системах энергоснабжения используют сети и с постоянным, и с переменным током, причем второй вариант подходит для размещения приборов на расстоянии более 15 м

Для дачников, режим работы которых часто совпадает со световым днем, подходит солнечная энергосберегающая система, которая начинает функционировать вместе с восходом солнца, а заканчивает вечером.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Портативная солнечная электростанция своими руками

Какие комплектующие нужны и где их купить

Основная деталь – солнечная фотопанель. Обычно кремниевые пластины покупают через интернет с доставкой из Китая или США. Это связано с высокой ценой на комплектующие отечественного производства.

Себестоимость отечественных пластин получается настолько высокой, что выгоднее заказать на Еbay. Что касается брака, то на 100 пластин лишь 2-4 непригодны к использованию. Если заказывать китайские пластины, то риски выше, т.к. качество оставляет желать лучшего. Преимущество – только в цене.

Готовая панель гораздо удобнее в использовании, но и втрое дороже, поэтому лучше все-таки озадачиться поиском комплектующих и собрать устройство своими руками

Остальные комплектующие можно купить в любом магазине электротоваров. Также потребуются оловянный припой, рама, стекло, пленка, лента и карандаш для разметки.

При покупке комплектующих стоит обращать внимание на гарантию производителя. Обычно она составляет 10 лет, в некоторых случаях – до 20

Важно также правильно подобрать аккумулятор. Экономия на нем нередко оборачивается неприятностями: во время зарядки прибора может выделяться водород, что чревато взрывом

Идеи из подручных материалов

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

Солнечная батарея из фольги

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

Как сделать солнечную батарею из фольги?

Нам понадобится:

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

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

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

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

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

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

Солнечная батарея из транзисторов

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

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

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

Солнечная батарея из диодов

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

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

Солнечная батарея из пивных банок

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

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки

Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом

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

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

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

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

  • С поликристаллическим модулем – отличаются стабильными показателями генерации, не зависимо от интенсивности солнечных лучей. Также солнечные батареи на основе поликристаллического кремния отличаются сравнительно небольшим КПД – от 9 до 18%, в зависимости от производителя. Со временем КПД не снижается, но к недостаткам поликристаллических элементов следует отнести сравнительно небольшой срок службы – порядка 10 лет.
  • С монокристаллическим модулем – такие панели неравномерно вырабатывают электричество в солнечную и пасмурную погоду, теряют мощность со временем эксплуатации. Но КПД автономного электроснабжения на основе монокристаллического кремния находится в пределах от 12 до 25%. А срок службы монокристаллических панелей составляет порядка 25 лет.
  • С аморфными кристаллами – используются в гибких пластинах, отличаются довольно низким КПД – порядка 6%. Максимальная мощность, заявляемая производителем, значительно снижается со временем эксплуатации и может упасть на 20 – 40%. Срок службы довольно низкий – не более 5 лет.

Электронные системы поворота

Принцип работы

Принцип работы поворотного устройства очень прост и держится на двух деталях, одна из которых механическая, а другая электронная. Механическая часть поворотного устройства соответственно отвечает за поворот и наклон батареи. А электронная часть регулирует моменты времени и углы наклона, по которым действует механическая часть.

Электрооборудование, используемое вместе с солнечными батареями, заряжается от самих же батарей, что в некотором роде также экономит средства на подпитку электроники.

Положительные стороны

Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.

Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.

Как сделать своими руками

Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.

Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.

Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:

  1. Удостовериться в наличия питания на схему.
  2. Провести подключение двигателя с постоянным током.
  3. Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
  4. Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
  5. Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
  6. Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
  7. Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
  8. Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
  9. Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
  10. Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
  11. Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо же более модернизированные поворотные аналоги

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

  • на крыше загородного коттеджа;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

Чтобы обеспечить максимальную производительность солнечных батарей, угол наклона устройств рекомендуется менять 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.

Некоторые «умельцы» с целью защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, но даже при видимой прозрачности стеклянная прослойка способна снизить КПД панелей на 30%

Существует несколько способов фиксации панелей:

  • посредством задействования прижимных фиксаторов;
  • путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.

Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.

Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.

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

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

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

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

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

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

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

Можно ли заменить фотоэлектрические пластины чем-то другим

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

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

Внимательный читатель сразу же спросит, в чём подвох. Зачем платить за фабричные моно- или поликристаллические ячейки, если можно использовать то, что лежит буквально под ногами. Как всегда, дьявол скрывается в деталях. Дело в том, что самые мощные германиевые транзисторы позволяют получить на ярком солнце напряжение не более 0. 2 В при силе тока, измеряемой микроамперами. Для того чтобы достичь параметров, которые выдаёт плоский кремниевый фотоэлемент, понадобится несколько десятков, а то и сотен полупроводников. Сделанная из старых радиодеталей батарея сгодится разве что для зарядки кемпингового светодиодного фонаря или небольшого аккумулятора мобильного телефона. Для реализации более масштабных проектов, без покупных солнечных ячеек не обойтись.

Производственный процесс создания

В специализированных магазинах можно приобрести наборы, в которых есть уже всё необходимое для создания солнечной панели

Доведенные ежемесячными счетами до кондиции, люди, могут собрать солнечные панели самостоятельно.

И для создания такой панели им нужно:

  1. Определиться с количеством ячеек в будущей солнечной панели.
  2. Припаять солнечные элементы по монтажной схеме группами.
  3. Нанести защитный материал, если его нет, то приклеить силиконом стекло к каждой панели.
  4. Дождаться пока высохнет силикон.
  5. Также можно застеклить и вторую часть, заключив тем самым солнечный элемент с обеих сторон.
  6. Дать этой конструкции хорошо высохнуть как минимум за сутки.
  7. Произвести работы по монтажу рамки. Для этого необходимо герметизировать края рамки и закрепить рамку из алюминия.
  8. Соединительную коробку с тыльной части конструкции нужно закрепить с помощью герметика. Клей герметик соединит с поверхности модуля соединительную коробку.
  9. Установить инвертер. Для этого на задней части панели соединительную коробку необходимо сделать с колодкой. Блок с одной стороны необходимо сделать плюсовым, со второй стороны необходимо провести провод к инвертеру. При небольшом инвертере и тока будет мало.
  10. Последним этапом является тестирование солнечной панели. На этом этапе необходимо измерить электрические параметры модуля, когда на него воздействует мощный световой поток, который имитирует солнечную энергию.

Перечень параметров, которые необходимо измерить:

  • ток короткого замыкания;
  • напряжение холостого ход;
  • электроэнергия максимальной мощности;
  • напряжение максимальной мощности;

Какой угол наклона сделать у солнечной панели?

Угол наклона полностью зависит от времени года (высоты подъема солнца)

При установке солнечной панели очень важно обратить внимание на ее расположение и угол наклона. Именно поэтому при выборе месторасположения батареи, выберите то место, где лучи будут падать перпендикулярно и будет небольшой наклон

Очень важно при размещении солнечной панели иметь возможность в дальнейшем контролировать ее уклон. Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома

Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши

Идеальное месторасположение солнечной панели – это крыша дома. Проблема установки может заключать только в том, что не каждая крыша выдержит вес солнечной батареи. Если такие случаи возникают, рекомендуется использовать специальные подставки, которые минимизируют нагрузку на поверхность крыши.

Рабочие показатели

При изготовлении солнечной панели точно по вышеуказанной схеме, солнечная батарея будет давать 500 Вт электричества в неделю.

Для многих такое количество электроэнергии покажется слишком маленьким. Но заметим, что солнечная батарея в нашем случае маленькая, всего 28 солнечных ячеек, и месторасположение играет немаловажную роль. В связи с этим, если необходима мини-электростанция, как говорится и затрат нужно будет значительно больше.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

Конец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение

Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств

Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает

Чтобы избежать поломки контроллера, при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность. Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

  1. Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
  2. К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
  3. К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
  4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
  5. К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаечную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Энергия солнечных электростанций найдет применение в питании маломощных бытовых приборов и в зарядке аккумуляторов мобильной техники:

Желающим соорудить солнечную батарею собственноручно поможет информация, приведенная в следующей статье.

Установка

Монтировать батарею необходимо по месту максимальной освещенности солнечным светом. Панели могут крепиться на крыше дома, на жестком или поворотном кронштейне.

Лицевая часть солнечной батареи должна быть обращена на юг или юго-запад под углом от 40 до 60 градусов. При монтаже нужно учитывать внешние факторы. Панели не должны загораживаться деревьями и другими предметами, на них не должна попадать грязь.

Несколько рекомендаций, которые помогут сберечь деньги и время при изготовлении солнечных панелей:

  1. Лучше покупать фотоэлементы с небольшими дефектами. Они также работоспособны, только имеют не такой красивый внешний вид. Новые элементы очень дороги, сборка солнечной батареи будет экономически не оправдана. Если нет особой спешки, пластины лучше заказать на eBay, это обойдется еще дешевле. С пересылкой и Китая нужно быть осторожнее – большая вероятность получить бракованные детали.
  2. Фотоэлементы нужно купить с небольшим запасом, велика вероятность их поломки во время монтажа, особенно, если нет опыта сборки подобных конструкций.
  3. Если элементы пока не используются, следует припрятать их в надежное место во избежание поломок хрупких деталей. Нельзя складывать пластины большими стопками – они могут лопнуть.
  4. При первой сборке следует изготовить шаблон, на котором будут размечены места расположения пластин перед сборкой. Так легче вымерять расстояния между элементами перед пайкой.
  5. Паять необходимо маломощным паяльником, и ни в коем случае не применять усилие при пайке.
  6. Для сборки корпуса удобнее применять алюминиевые уголки, деревянная конструкция менее надежная. В качестве листа с тыльной стороны элементов лучше использовать оргстекло или другой подобный материал и надежнее, чем крашеная фанера, и эстетично выглядит.
  7. Располагать фотоэлектрические панели следует в местах, где солнечное освещение будет максимальным в течение всего светового дня.

Виды солнечных коллекторов

Наиболее распространёнными считаются плоские и вакуумные гелиоколлекторы.

Вакуумные

Главным элементом вакуумного устройства является тепловая труба. Внешне представляет собой ряд, состоящий из стеклянных трубок, заключённых в алюминиевом каркасе. Каждая трубка состоит из двух трубок разных диаметров, а между ними находится вакуум. Благодаря нему теплоноситель внутри неё намного лучше защищён от воздействия температуры окружающей среды.

Устройство вакуумного гелиоколлектора

Медная труба с меньшим диаметром содержит внутри себя специальную нетоксичную жидкость. При нагревании она испаряется. Пар поднимается к самому верху трубки – к наконечнику. Там он отдаёт тепло теплоносителю, находящемуся в теплопроводе.

Обратите внимание! Нетоксичная жидкость испаряется даже при температуре на улице -30°С, благодаря вакууму между трубками.

Конденсируясь на стенках трубы, жидкость обратно стекает вниз. Далее процесс снова повторяется. Все трубы расположены параллельно. Угол наклона зависит от места монтажа системы и географической широты объекта. Панель должна быть направлена на юг.

Устройство водонагревательной системы с использованием вакуумного гелиоколлектора

Солнечный гелиоколлектор отлично работает даже в пасмурную погоду, так как вакуумные трубки хорошо поглощают инфракрасное излучение, проходящее сквозь тучи. В отличие от плоских устройств на вакуумные оказывает меньшее влияние низкая температура на улице и ветер, благодаря изоляционным свойствам вакуума. Системы с солнечными гелиоколлекторами этого типа могут функционировать до -35°C.

Чтобы внутри трубок как можно дольше сохранялся вакуум, один их конец покрыт толстым слоем бария. Он поглощает различные газы, которые появляются во время эксплуатации и хранения устройства. Также барий является своеобразным индикатором. Если он изменил цвет с серебристого на белый, значит, вакуума в трубке уже нет и её следует заменить на новую.

Чтобы провести замену, не нужно останавливать всю систему. Также, если одна из трубок вышла из строя, то коллекторы всё равно продолжат работать как прежде. В случае необходимости в систему можно добавить трубки или снять лишние.

Преимущества вакуумных гелиоколлекторов:

  • удобный монтаж;
  • простое обслуживание;
  • низкие теплопотери;
  • длительный период работы.

К недостаткам относят невозможность самостоятельной очистки от снежных наносов, а также минимальный угол наклона должен быть не менее 20°.

Плоские

Внешне плоские солнечные гелиоколлектора представляют собой прямоугольную панель. Корпус выполнен из алюминия. Для подачи и вывода теплоносителя имеются 2 патрубка. Боковые стороны и одна стена утеплены теплоизолятором толщиной 3-4 см. Это позволяет значительно сократить теплопотери устройства.

Главная часть всего гелиоколлектора – это абсорбер, соединенный с теплопроводом. Именно он поглощает инфракрасное излучение. Сверху он закрыт закалённым стеклом с низким уровнем металла. Чаще всего поглощающий элемент делается из меди, так как она имеет высокую теплопроводность.

Устройство плоского солнечного гелиоколлектора

Принцип действия коллектора следующий: солнечные лучи проникают сквозь стекло и попадают на абсорбер. Он нагревается и передаёт тепло теплоносителю. В отличие от вакуумных систем, плоские коллектора могут самостоятельно очиститься от снега. Их монтаж можно провести под любым углом. Но по сравнению с вакуумными устройствами, у них больше теплопотери, и устанавливать их нужно только в полностью собранном виде. Еще один недостаток – в случае повреждения придётся менять всю панель. Но по сравнению с вакуумными, они более надёжные и простые.

История создания и перспективы использования

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

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

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

Преобразование солнечного излучения в электричество имеет огромные перспективы, ведь на каждый квадратный метр земной поверхности приходится в среднем 4. 2 кВт/час энергии в день, а это экономия практически одного барреля нефти в год. Изначально используемая лишь для космической отрасли технология уже в 80-х годах прошлого века стала настолько обыденной, что фотоэлементы стали использовать в бытовых целях — в качестве источника питания калькуляторов, фотоаппаратов, светильников и т. д. Параллельно создавались и «серьёзные» гелиоэлектрические установки. Закреплённые на крышах домов, они позволяли полностью отказаться от проводного электричества. Сегодня можно наблюдать рождение электростанций, представляющих собой многокилометровые поля из кремниевых панелей. Вырабатываемая ими мощность позволяет питать целые города, поэтому можно с уверенностью говорить о том, что будущее — за солнечной энергетикой.

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

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

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

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

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные.

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

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

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

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

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

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

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

Как сделать солнечную батарею своими руками ⋆ Как это сделано

Все больше людей стремится к приобретению домов, находящихся в отдалении от очагов цивилизации. Причин этому существует множество, главная из которых, наверное, экологическая. Ни для кого не секрет, что интенсивное развитие промышленности пагубно сказывается на состоянии окружающей среды. Но при покупке такого дома можно столкнуться с отсутствием электроснабжения, без которого жизнь в двадцать первом веке едва ли можно себе представить.

Проблему обеспечения энергией здания, находящегося далеко от очагов цивилизации можно попробовать решить установкой ветрогенератора. Однако этот способ далеко не идеален. Для того, чтобы электроэнергии хватило на весь дом потребуется установка большого ветряка или нескольких, но и в этом случае энергообеспечение будет носить эпизодический характер, отсутствуя в безветренную погоду.

Для обеспечения стабильности энергообеспечения дома, эффективным решением является совместное использование ветрогенератора и солнечной батареи, но, к сожалению, батареи далеко не дешевы. Решением этих сложностей было бы производство солнечной батареи своими руками, способной на равных конкурировать с заводскими по мощности, но в то же время приятно отличаться от них ценой. И такое решение есть!

Для начала, необходимо определиться, что же представляет собой солнечная батарея. По своей сути, это контейнер, содержащий в себе массив, преобразующих солнечную энергию в электрическую, элементов. Слово «массив» применимо в данном случае, потому что для генерации достаточных объемов энергии, необходимых в условиях энергообеспечения жилого дома, солнечных элементов потребуется довольно внушительное количество. В виду высокой хрупкости элементов, их в обязательном порядке объединяют в батарею, которая обеспечивает им защиту от механических повреждений и объединяет вырабатываемую энергию. Как видно, в принципиальном устройстве солнечной батареи нет ничего по-настоящему сложного, поэтому ее вполне можно сделать своими руками.

Перед тем, как приступать непосредственно к действиям, принято проводить глубокую теоретическую подготовку, чтобы избежать лишних трудностей и издержек в процессе. Именно на этом этапе многие энтузиасты сталкиваются с первым препятствием – практически полным отсутствием полезной с практической точки зрения информации. Именно это явление создает надуманную видимость сложности солнечных батарей: раз их никто не делает сам, значит это сложно. Однако, задействовав логическое мышление можно придти к следующим выводам:

  • основа целесообразности всего процесса заключается в приобретении солнечных элементов по доступной цене
  • покупка новых элементов исключена, ввиду их высокой стоимости и сложности покупки в необходимом количестве.
  • солнечные элементы, обладающие дефектами и повреждениями, могут быть приобретены на аукционе eBay и в других источниках, по значительно более низким ценам, чем новые.
  • дефектные элементы вполне могут быть использованы в заданных условиях.

На основе сделанных выводов, становится ясно, что следующим шагом в изготовлении солнечной батареи будет покупка дефектных солнечных элементов. В нашем случае элементы были куплены на eBay.

Приобретенные монокристаллические солнечные элементы имели размер 3х6 дюйма, и каждый их них выдавал порядка 0.5В энергии. Таким образом, соединенные последовательно 36 таких элементов, в общей сложности выдают около 18В, которых достаточно для эффективной подзарядки 12В аккумулятора. Следует помнить, что такие солнечные элементы хрупкие и ломкие, поэтому вероятность их повреждения при неосторожном обращении крайне высока.

Для обеспечения защиты от механических повреждений продавец покрыл воском наборы из восемнадцати штук. С одной стороны это эффективная мера, позволяющая избежать повреждений во время транспортировки, с другой стороны – лишние проблемы, так как удаление воска вряд ли кому-то покажется приятной и легкой задачей. Поэтому, если есть такая возможность, приобретение элементов, не покрытых воском, является лучшим решением. Если обратить внимание на изображенные световые элементы, можно заметить, что они имеют припаянные проводники. Даже в этом случае придется поработать паяльником, а если же приобрести элементы без проводников – работы будет в разы больше.

Вместе с тем были приобретены пара наборов элементов, которые не были залиты воском, у другого продавца. Они пришли упакованными в коробку из пластика с незначительными сколами по бокам. В нашем случае сколы не являлись предметом для беспокойства, потому как не были способны ощутимо снизить эффективность всего элемента. Однако, возможно, кто-то сталкивался с более плачевными результатами повреждений при транспортировке, что необходимо иметь в виду. Приобретенных элементов было достаточно для изготовления двух солнечных батарей, даже с излишком, на случай непредвиденных повреждений или отказов.

Конечно, при изготовлении солнечной батареи можно использовать и другие световые элементы, в широком спектре размеров и форм присутствующих у продавцов. В этом случае необходимо помнить три вещи:

  1. Световые элементы одного типа генерируют идентичное напряжения, вне зависимости от размера и формы, поэтому их требуемое количество останется неизменным
  2. Генерация тока имеет прямую зависимость от размера элемента: большие генерируют больший ток, маленькие – меньший.
  3. Суммарная мощность солнечной батареи определяется ее напряжением, умноженным на ток.

Как видно, использование элементов большого размера при изготовлении солнечной батареи способно обеспечить более высокий показатель мощности, но вместе с тем и сделает саму батарею более громоздкой и тяжелой. В случае использования элементов меньшего размера, размер и вес готовой батареи уменьшится, однако вместе с тем уменьшится и выдаваемая мощность. Крайне не рекомендуется использование в одной батарее солнечных элементов разного размера, так как генерируемый батареей ток будет эквивалентен току самого маленького из используемых элементов.

Приобретенные в нашем случае солнечные элементы при размере 3х6 дюйма генерировали ток примерно в 3 ампера. При солнечной погоде, тридцать шесть, соединенных последовательно, элемента, способны выдавать порядка 60 Вт мощности. Цифра не особенно впечатляет, тем не менее, это лучше, чем ничего. Следует учитывать, что указанная мощность будет генерироваться каждый солнечный день, заряжая аккумулятор. В случае использования электроэнергии для осуществления питания светильников и аппаратуры с небольшим потреблением тока, такая мощность является вполне достаточной. Не нужно и забывать о ветрогенераторе, также производящем энергию.

После приобретения солнечных элементов далеко не лишним будет спрятать их от людских глаз в безопасное место, защищенное от детей и домашних животных, до того момента, когда возможно будет их непосредственная установка в солнечную батарею. Это жизненная необходимость, в виду крайне высокой хрупкости элементов и подверженности их механической деформации.

По сути корпус солнечной батареи, ни что иное, как простой неглубокий ящик. Ящик непременно необходимо изготовить неглубоким, для того чтобы его бортики не создавали тени, когда солнечный свет падает на батарею под большим углом. В качестве материала вполне подойдет фанера 3/8 дюйма и рейки для бортиков 3/4 дюйма толщиной. Для лучшей надежности крепление бортиков не лишним будет осуществить двумя способами – приклеиванием и привинчиванием. Для упрощения последующей пайки элементов, батарею лучше разделить на две части. Роль разделителя выполняет расположенная по центру ящика планка.

На этом небольшом наброске, можно увидеть размеры в дюймах(1 дюйм равен 2,54 см.), изготовленной в нашем случае солнечной батареи. Бортики расположены по всем краям и в середине батареи и имеют толщину 3/4 дюйма. Данный эскиз ни в коем случае не претендует на роль эталона при изготовлении батареи, он был сформирован скорее из личных предпочтений. Размеры приведены для наглядности, но в принципе они, как и дизайн, могут быть различны. Не бойтесь экспериментировать и вполне вероятно, батарея может получиться лучше, чем в нашем случае.

Вид на половину корпуса батареи, в которой будет производится размещение первой группы солнечных элементов. Небольшие отверстия, которые вы видите на бортиках, представляют собой не что иное, как вентиляционные отверстия. Они предназначены для удаления влаги и поддержания давления, эквивалентного атмосферному внутри батареи. Следует обратить особое внимание на расположении отверстий для вентиляции в нижней части корпуса батареи, потому как расположение их в верхней части приведет к попаданию излишней влаги извне. Также отверстия необходимо сделать и в планке, расположенной по центру.

Два вырезанных куска ДВП будут выполнять функцию подложек, т.е. на них будет производиться монтаж солнечных элементов. В качестве альтернативы ДВП подойдет любой тонкий материал, обладающий высокими показателями жесткости и не проводящий электрический ток.

Как сделать в домашних условиях солнечную батарею? +видео уроки

Рассмотрим создание и включение простой солнечной схемы.Нам нужно:

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

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

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

Далее используем соединительную цепь из четырёх транзисторов, соединенных поочередно. Во время нагрузки такая цепь выдаст 1.8В, 2-2.5мА. Нагрузка крохотная, но на маленький прибор ее хватит.

Мощная батарея

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

Вам понадобится:

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

Все эти материалы легко добываются в обычных строительных магазинах.

Как следует выбирать батареи

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

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

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

Конструкция

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

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

Как подключить батарею

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

Установка батареи в корпус

Дальше нужно склеить соединенные клетки к подложке на верхней части панели. Для этого используется силиконовый клей. Но много клея не надо, чтобы избежать повреждения батареи.

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

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

Таким образом, батареи прекратят заряжаться, когда питание прекратит поступать. После ставят оргстекло на вершину корпуса, и крепят его винтами. Теперь настает очередь провода, выходящего из солнечной панели к проводу питания дома, после подключенного к батарее.

Видео уроки

Создайте свои собственные солнечные панели

29 ноября 2018 г.

соавтор: Engineering for Change Эдинбургский университет

Engineering for Change наткнулся на страницу Facebook организации-единомышленника, которая носит наше имя. в Эдинбурге, Великобритания. British Engineering for Change — это организация под руководством студентов Эдинбургского университета. Организация родилась из «Инженеров без границ» в Великобритании, когда студенты самостоятельно приступили к внесению изменений в правила своего университета, которые препятствовали членству во внешних сообществах.Сейчас студенты реализуют два местных проекта в Великобритании и два международных проекта.

За границей организация отправляет студентов инженерных специальностей в Камбоджу и Румынию на каникулы в летних школах. В Камбодже студенты работают с местной организацией под названием «Сообщество прежде всего» над разработкой систем аквапоники, дополняющих устойчивые методы ведения сельского хозяйства. В Румынии студенты работают в румынской благотворительной организации FAST для оказания социальной помощи маргинализированным общинам рома. Дома студенты работают со своим университетом и с начальными школами, чтобы вести интерактивную образовательную деятельность в области науки и инженерии.Недавно команда разработала машину для переработки пластика для университетского городка и провела семинар по созданию солнечных панелей.

Это практическое руководство представляет собой (британский) вклад Engineering for Change в лучшее понимание основ солнечной энергетики.

1. Что вам понадобится

Обратите внимание, что мы упомянули стоимость некоторых необычных товаров, и цены указаны в британских фунтах.

  • Флюсовый перо, провод шины, провод для табуляции.
    Стоимость: их можно купить вместе через VIKOCELL на Amazon.£ 9,99 за 20-метровую табуляцию, 2-метровую шину, 1 шт.
  • Солнечные элементы: 12,5 см x 12,5 см каждый. 10 на доску.
    Стоимость: 12,99 фунтов стерлингов за 10 ячеек (монокристаллическая кремниевая фотоэлектрическая пластина VIKOCELL 2,7 Вт) на Amazon.
  • Паяльник (и хватит припоя!)
    Стоимость: Любой магазин электроники примерно за 20 фунтов.
  • Клеевой пистолет и клей.
  • Защитные очки.
  • Деревянная доска, 35 см x 80 см.
    Стоимость: Может быть бесплатно. Попробуйте мастерские по запискам.
    Наждачная бумага, если доска нуждается в шлифовании.
  • Проволока: около 20 см.
  • Вольтметр и светодиоды для проверки вашей солнечной панели.
    Стоимость: светодиоды очень дешевы, их можно купить в любом магазине электроники.

2. Подготовьте древесину

Не забудьте при необходимости отшлифовать острые кромки и шероховатые участки.

Нарисуйте карандашом 10 квадратов (12,5 x 12,5 см) на одной стороне доски. Оставьте 1 см свободного пространства.

3. Обрежьте тросик.

Отрежьте отрезок троса длиной 26 см.То есть 2 х 12,5 см + 1 см.

4. Припаяйте элементы

Сначала нам нужно припаять положительную сторону элемента (синяя сторона).

4.1. Нанесите флюсовую ручку

Нанесите флюсовую ручку перед пайкой. Выделите только область, которую вы будете паять, обозначенную на схеме красными полями.Выделите область 2-3 раза.

4.2. Поместите соединительный провод + удерживайте

Поместите соединительный провод на ячейку, которую вы собираетесь паять.

Удерживайте фиксирующий провод неподвижно, поместив груз на провод (но не на солнечный элемент!)

Поместите груз как можно ближе к зоне пайки, чтобы он был как можно более устойчивым.

4.3. Припаяйте язычок к ячейке

Держа паяльник в одной руке, а припой в другой, припаяйте язычок к ячейке.

Не дави слишком сильно и действуй быстро!

Слишком долгая пайка в одной области приведет к сгоранию ячеек и появлению черных отметин (см. Рисунок ниже).

4.4. Припаяйте ячейку по всей длине.

Припаяйте соединительный провод по всей длине ячейки.

Повторите для второй строки.

5. Соберите ячейки

Для сборки ячеек теперь вы собираетесь припаять отрицательную часть ячеек (внизу).Этот раздел аналогичен разделу 4.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Эта сторона еще более хрупкая. Будьте предельно осторожны.

Конечный продукт виден на изображениях слева; верхняя (положительная) часть каждой солнечной панели должна быть подключена к нижней (отрицательной) следующей.

5.1. Нанесите флюсовую ручку

Нанесите флюсовую ручку на 4 полосы (еще 2-3 раза).

Оставьте между ними расстояние ~ 1 см.

Соблюдайте осторожность, чтобы собрать ячейки по прямой линии.Используйте деревянную палку или другой прямой край.

6. Приклейте ячейки

Приклейте ячейки на деревянную доску. Один человек должен осторожно держать пять ячеек, в то время как другой человек наносит клей (клеевой пистолет) на доску под одной ячейкой. Сделайте это для каждой ячейки.

Убедитесь, что положительный конец одной линии находится рядом с отрицательным концом другой линии (проверьте амперметром).

Будьте осторожны с клеевым пистолетом; неудивительно, что клей горячий.

7. Приклейте провод шины

Отрежьте два небольших провода шины (меньше длины ячейки) и один длинный (длина ячейки вдвое больше).

Приклейте их на расстоянии 2-3 см от ячеек. Один человек наносит клей, а другой — провод шины.

Не пытайтесь удалить клей. Если это неизбежно, будьте очень осторожны. Клей крепится к хрупким клеткам. Вам придется начинать все сначала, если вы сломаете одну сейчас!

8.Припаяйте провода

Припаяйте конец красного провода к положительному началу, а конец черного провода к отрицательному концу.

Клей плавится из-за нагрева припоя; не беспокойся об этом.

9. Приведение в действие солнечной панели

Теперь, когда у вас есть полностью собранная солнечная панель, вы захотите извлечь из нее пользу!

9.1 Проверьте свою солнечную панель

Сначала проверьте свою солнечную панель.Используйте вольтметр для измерения напряжения. Какое у вас напряжение? Посветите светом на солнечные элементы, чтобы увидеть увеличение! Нам удалось получить 3,5 В с помощью лампочки для автомобильных фар.

9.2 Приложения

Эта панель питается постоянным током (DC), поэтому сейчас она может питать только определенные электрические компоненты (мы питали светодиоды). Даже при таком низком напряжении, если вы поместите оба провода близко друг к другу на язык, вы можете почувствовать небольшой толчок (не болезненный!).

Розетки в вашем доме работают от переменного тока.Если вы хотите преобразовать постоянный ток в переменный, вам понадобится инвертор мощности для преобразования мощности, контроллер заряда для ее стабилизации и конденсатор для ее хранения. Все это весело.


Благодарим Фергуса Макилвейна из Engineering for Change — University of Edinburgh за создание этого руководства.

теги: доступная солнечная энергия, DIY, практическое руководство, SDG7, солнечная панель

Пошаговое руководство по созданию солнечной панели с полными иллюстрациями

Назначение
Цель этого проекта — продемонстрировать, как собрать солнечную панель из отдельных компонентов (не говоря уже о том, что мне было любопытно).При правильных компонентах стоимость создания солнечной панели с долговечностью, устойчивой к ухудшению окружающей среды, может стоить до на 30% меньше, чем на , чем коммерческие солнечные панели того же номинала ватт (не говоря уже о том, что вы создаете, исходя из вашей оценки окружающая среда, в которой будет использоваться солнечная панель, на самом деле может быть более устойчивой, чем солнечная панель, произведенная «формочкой для печенья»).

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотите увидеть, как устроен развлекательный центр или электростанция на солнечной энергии? Когда вы закончите работу с этой страницей, ознакомьтесь с учебными пособиями по центрам развлечений и электростанциям, работающим на солнечной энергии.

Введение
Цель солнечного элемента — генерировать электричество путем высвобождения электронов из материала, который подвергается бомбардировке электромагнитным излучением или фотонами. Большинство кристаллических солнечных элементов чувствительны к видимому излучению от 400 до 700 нанометров, что соответствует 3,1 — 1,8 электронвольт в видимой области, как показано ACEPT W3 Group (1999), а также к ближнему инфракрасному спектру. По мере увеличения длины волны электромагнитного излучения количество электрон-вольт уменьшается.Это означает, что инфракрасное излучение имеет меньше электрон-вольт, чем видимый спектр света (потому что оно имеет большую длину волны, чем видимый свет), а ультрафиолетовое и гамма-излучение имеет больше электрон-вольт, чем видимый спектр света и инфракрасное излучение (поскольку они имеют меньшая длина волны, чем инфракрасный и видимый свет). Abramowitz, M., Davidson, M., Neaves, S. (2003) писали, что все формы электромагнитного излучения исходят от атома, который содержит электроны, вращающиеся вокруг его ядра.Когда эти электроны поглощают больше внешней энергии, чем они могут содержать, чтобы оставаться стабильными, дополнительная энергия выделяется в форме электромагнитной волны. Эта электромагнитная волна содержит магнитное поле и электрическое поле, одно смещенное на девяносто градусов по отношению к другому вдоль плоскости распространения.

Как отметил Сил, Э. (2003), первый кремниевый солнечный элемент был разработан Расселом Олом в 1941 году и был похож на фотодиод с большой светочувствительной областью. Олдос, С. (2007) писал, что чистый кремний, основной компонент кремниевых солнечных элементов, сам по себе является плохим проводником электричества.Фактически, у атома кремния отсутствуют четыре электрона во внешней оболочке. Атом фосфора, с другой стороны, содержит пять электронов в своей внешней оболочке, что означает, что он может связываться с атомами кремния, а поскольку у него есть дополнительный электрон, который может быть вытеснен электромагнитным излучением, в процессе создается энергия. Однако улавливание этой энергии невозможно без создания электрического поля. Это достигается путем введения примесей в кремниевый материал. Как упоминалось ранее, кремний, смешанный с фосфором, создает полупроводник N-типа; N-типа или отрицательный, потому что фосфор содержит свободные электроны.Кремний, смешанный с атомами бора (которые содержат только три электрона на своей внешней оболочке), представляет собой отсутствие электронов и становится полупроводником P-типа; P-типа или положительный. В плоскости, где соединяются N-тип и P-тип, создается электрическое поле, и солнечный элемент достигает электрической нейтральности. Введение фотонов (электромагнитного излучения) в полупроводник N-типа (кремний и фосфор) освобождает электроны, которые пытаются перейти к полупроводнику P-типа (кремний и бор), где фотон удаляет электрон.Наличие магнитного поля между двумя слоями предотвращает этот переход в некоторой степени непосредственно от полупроводника N-типа к полупроводнику P-типа. Это означает, что когда мы подключаем нагрузку к полупроводникам P и N, мы наблюдаем ток (от потока электронов) и напряжение (от магнитного поля), когда свободные электроны перемещаются от одного полупроводника к другому через нагрузку.

Значение солнечных панелей
Сам по себе солнечный элемент не представляет большой ценности в нашем энергопотребляющем мире.Только когда солнечные элементы объединяются в массивы или панели, мы обычно видим их истинное преимущество в доставке массовых объемов энергии. В зависимости от того, что требует мощности, определяется количество необходимых солнечных панелей. Например, если вы заинтересованы в том, чтобы обеспечить электроэнергией весь свой дом, вам, несомненно, понадобится много солнечных панелей; есть онлайн-калькулятор, который вы можете использовать, чтобы понять, сколько солнечных панелей и других компонентов вам может понадобиться, который вы можете найти на странице калькулятора солнечных батарей.

Теперь, когда мы знаем, как делается солнечный элемент, давайте посмотрим, как делают солнечную панель, поскольку панель состоит из совокупности солнечных элементов. В этом примере будут использоваться следующие элементы:

Прочие ресурсы
Прежде чем продолжить, позвольте мне показать вам другие ресурсы, которые могут быть вам полезны в связи с солнечными элементами и панелями:

Сломанные солнечные элементы
Лично я бы не стал покупать фрагменты солнечных элементов или «мешки» с сломанными солнечными элементами, так как вы можете легко потратить сотни часов, собирая вместе достаточно фрагментов, чтобы получить мощность 100 Вт (не говоря уже о том, что сопротивление увеличивается с увеличением количества проводов к солнечной батарее. соединения ячеек, которые вы производите; сопротивление ограничивает поток электричества и генерирует тепловую энергию или «тепло»).Если это то, с чем вам нужно работать, то ничего страшного.

Определите, что будут поддерживать ваши солнечные панели
Одна из главных причин, по которой все больше и больше людей переходят на солнечную энергию, заключается в том, чтобы «стать экологически чистыми» или уменьшить свой углеродный след, поскольку были проведены исследования, показывающие, что здания, дома (или жилые дома) вносят что-то примерно в 20 000 фунтов углекислого газа на один в год каждый (у вас может не быть генератора углекислого газа там, где вы живете, но если вы потребляете электричество, природный газ, воду, канализацию и т. д., то эти «услуги» создают углекислый газ как побочный продукт того, что вы потребляете).Другие могут переходить на солнечную энергию, потому что у них нет выбора (например, вы живете на острове, где нет электричества).

Независимо от причины приобретения или изготовления собственных солнечных панелей, определите, для чего они будут использоваться. Если вы хотите обеспечить электричеством электрический забор, вам может потребоваться всего одна солнечная панель мощностью 100 Вт, поэтому ваши вложения будут довольно низкими. С другой стороны, если вы пытаетесь обеспечить свою резиденцию солнечными батареями, вам потребуется более 100 Вт.Я обнаружил, что для жилого дома площадью 1000 квадратных футов вам потребуется примерно восемь 100-ваттных солнечных панелей на человека (это суждение отнюдь не научное, а приблизительное число, на которое стоит обратить внимание). Чтобы получить более точное определение количества солнечных панелей, которые вам понадобятся, используйте этот калькулятор солнечной энергии. Вот краткое представление о том, чего ожидать с точки зрения потребностей в электроэнергии, если вы используете 350 кВт · ч энергии в месяц … вам понадобится 2700 Вт мощности (солнечные панели 27-100 Вт) и примерно 16-12 В постоянного тока, 100 А · ч. батареи глубокого разряда (батареи на случай, если вы планируете использовать электричество, когда не светит солнце).

Как видите, определение предназначения солнечных панелей и небольшое исследование могут очень помочь в получении приблизительной оценки их стоимости. Но, возвращаясь к цели этого проекта (создать солнечную панель из комплектующих), можно сэкономить более 30% стоимости солнечных панелей. Но будьте готовы потрудиться, чтобы создать солнечную панель. Это требует времени (90% этого времени уходит на пайку, как будто завтра не наступит). Мне потребовалось около 12 часов, чтобы оловить провод, припаять его к солнечным элементам, а затем спаять солнечные элементы вместе…для одной солнечной панели мощностью 100 Вт.

Сделаем солнечную панель
Тип солнечного элемента, который я буду использовать в этом руководстве, — это испорченный (или класс ‘b’) шестидюймовый диаметр, монокристаллический солнечный элемент Siemen (теперь Shell) PowerMax … вы можете получить элементы класса ‘a’, но они есть более дорогой. Идеальный рабочий солнечный элемент (класс «а») обычно генерирует максимум примерно 0,55 В постоянного тока, 5,6 А и 3 Вт мощности (ватт рассчитывается путем умножения напряжения и силы тока вместе).Кстати, одна лошадиная сила равна чуть более 700 Вт.

ШАГ 1
  1. Возьмите мультиметр, способный измерять доли постоянного напряжения и вашу коллекцию солнечных элементов.
  2. Расположите источник света рядом с вашей коллекцией солнечных батарей; это позволит вам получить постоянное измерение выходного напряжения каждого из ваших солнечных элементов с источником света, который имеет постоянную мощность и находится на фиксированном расстоянии.
ШАГ 2
  1. Установите мультиметр для измерения постоянного напряжения.
  2. Поместите отрицательный измерительный провод (обычно черный) на сторону солнечного элемента, которая показывает отрицательное напряжение (обычно на передней панели).
  3. Поместите положительный измерительный провод (обычно красный) на сторону солнечного элемента, которая показывает положительное напряжение (обычно на задней панели).
  4. Обратите внимание на максимальное выходное напряжение.Не перемещайте солнечную батарею, чтобы получить более высокое показание, поскольку вы будете группировать солнечные элементы вместе в зависимости от того, какое напряжение они генерируют в одном месте от вашего источника света.
  5. Разделяйте солнечные элементы на группы с шагом 0,05 В по мере измерения напряжения.
  6. Это позволит вам максимально использовать выходную мощность солнечных элементов, группируя солнечные элементы вместе (каждая группа будет представлять собой солнечную панель). Например, если у вас есть 35 солнечных элементов, мощность которых составляет.45 вольт, а у вас был тот, который имел выходное напряжение 0,35 вольт, выход вашей солнечной панели пострадает.
ШАГ 3
  1. Нам нужно соединить наши солнечные элементы вместе с помощью луженого соединительного провода. Для этого нам нужно взять катушку соединительного провода и разрезать ее на отрезки длиной 10,5 дюймов для шестидюймовых солнечных элементов.
ШАГ 4
  1. На каждую длину луженого соединительного провода должен быть добавлен припой.Это делается путем добавления припоя к 5,25 дюймам провода, начиная с одного конца. Затем переверните провод и добавьте припой на 5,25 дюйма провода, начиная с противоположного конца.
ШАГ 5
  1. Припаяйте отрезок соединительного провода к каждой соединительной планке, которая находится на передней части каждого солнечного элемента (в этом случае на каждый солнечный элемент используется три отрезка соединительного провода).
ШАГ 6
  1. При последовательном соединении солнечных элементов друг с другом с использованием шестидюймовых солнечных элементов Powermax в этом примере используется уникальный подход, при котором все солнечные элементы спаяны вместе зигзагообразно, чтобы минимизировать количество используемых соединительных проводов.
ШАГ 7
  1. Чтобы спаять солнечные элементы вместе, один должен быть помещен лицевой стороной вниз.
ШАГ 8
  1. Возьмите другой солнечный элемент лицевой стороной вниз и поместите соединительные провода поверх предыдущего солнечного элемента (оставьте пространство примерно 1/16 дюйма между солнечными элементами) и припаяйте эти соединительные провода к предыдущему солнечному элементу.
ШАГ 9
  1. Теперь, когда вы узнали, как спаять солнечные элементы вместе, вам необходимо знать последовательность спайки 36 солнечных элементов вместе в компактную форму (начиная с № 1 и заканчивая № 36).См. Графическое представление.
ШАГ 10
  1. После того, как 36 солнечных элементов будут спаяны, они будут напоминать то, что показано.
ШАГ 11
  1. Хотя это и не требуется, рекомендуется размещать припаянные солнечные элементы внутри защитного термопластического материала, такого как лист этиленвинилацетата (EVA) или устойчивый к УФ-излучению лист Surlyn.Со временем, если внутри солнечной панели будет кислород или другие загрязнения, ваши солнечные элементы будут преждевременно разрушаться. Если у вас есть один из этих типов листов, поместите лист поверх солнечных элементов, которые вы только что спаяли, и используйте тепловую пушку на листе, чтобы он приклеился к солнечным элементам.
  2. Вы заметите, что я разместил солнечные элементы поверх белой бумаги, а затем спаял их вместе до того, как нагреть на них лист EVA. Причина этого в том, что лист EVA является очень липким материалом при нагревании (он также становится примерно на 100% прозрачным после нагрева).При переворачивании солнечной панели в картонную рамку (так, чтобы на другую сторону можно было нанести лист EVA), бумагу можно легко удалить; без бумаги между солнечной панелью и картоном было бы необходимо отделить перевернутый лист EVA и солнечную панель от жесткого картона, что приведет к повреждению отдельных солнечных элементов.
  3. Вам может понадобиться перерезать лист, так как он сжимается при нагревании.
ШАГ 12
  1. Осторожно переверните лист солнечных элементов, поместите лист поверх солнечных элементов и используйте тепловую пушку на листе так, чтобы он приклеился к солнечным элементам и листу.
ШАГ 13
  1. Возьмите белый лист ABS размером 48 x 48 x 3/16 дюйма и с помощью режущего инструмента разрежьте его на лист размером 38 5/16 x 38 5/16 x 3/16 дюйма. Затем просверлите отверстие диаметром 5/16 дюйма в листе в шести дюймах от правого верхнего края и на один дюйм ниже правого верхнего края.
ШАГ 14
  1. Поместите 36 солнечных элементов, которые были спаяны вместе, лицевой стороной вверх на белый лист АБС и отцентрируйте их на листе.Отрежьте лишний лист EVA или Surlyn (если вы применили его к солнечным элементам) так, чтобы он был примерно на дюйм меньше с каждой стороны, чем размер белого листа ABS.
ШАГ 15
  1. Припаяйте примерно 3 дюйма цветного провода к соответствующему положительному и отрицательному соединительному проводу на солнечных элементах №1 и №36. Проденьте другой конец проводов через просверленное отверстие 5/16 дюйма.
ШАГ 16
  1. Отрежьте две прозрачные экструдированные акриловые планки 72 x 1/4 x 1/4 дюйма до длины 38,3125 дюйма. Отрежьте оставшиеся два прозрачных экструдированных акриловых стержня 72 x 1/4 x 1/4 дюйма до длины 37,8125 дюйма.
ШАГ 17
  1. Приклейте одну прозрачную экструдированную акриловую планку размером 38,3125 дюймов к верхней части белого листа АБС, выровняв планку с краем белого листа АБС.Дайте клею высохнуть. Затем поместите вторую прозрачную экструдированную акриловую планку размером 38,3125 дюймов на нижнюю часть белого листа АБС, выровняв планку с краем белого листа АБС. Дайте клею высохнуть.
ШАГ 18
  1. Приклейте одну прозрачную экструдированную акриловую полосу диаметром 37,8125 дюймов слева от белого листа АБС, выровняв планку с краем белого листа АБС. Дайте клею высохнуть.Затем возьмите вторую прозрачную экструдированную акриловую планку диаметром 37,8125 дюймов справа от белого листа АБС, совместив планку с краем белого листа АБС. Дайте клею высохнуть.
ШАГ 19
  1. Разрежьте оставшийся прозрачный экструдированный акриловый стержень на блоки размером 1 x 1/4 x 1/4 дюйма. Приклейте каждый блок по центру между каждым солнечным элементом в чередующемся порядке (это придаст прочность солнечной панели).
ШАГ 20
  1. Возьмите прозрачный лист акрилита, стабилизированный УФ-излучением, размером 48 x 48 x 1/8 дюйма и с помощью режущего инструмента разрежьте его на лист размером 38 5/16 x 38 5/16 x 3/16 дюйма. Нанесите клей на верхнюю часть четырех акриловых полос, которые были приклеены к белому листу АБС. Нанесите клей поверх каждого блока размером 1 x 1/4 x 1/4 дюйма. Совместите лист акрилита с краями четырех акриловых полос и плотно положите его сверху.Дайте клею высохнуть.

Что дальше
Поздравляем, создана одна солнечная панель! Следующий раздел находится здесь на тот случай, если вы хотите защитить свою солнечную панель от обратного тока. Ток, протекающий через солнечную панель, повредит солнечные элементы и сделает их неспособными вырабатывать электричество (обычно это может произойти, когда солнечная панель подключена непосредственно к батарее; если у вас есть контроллер заряда, контроллер предотвратит это) .Предполагая, что у вас нет контроллера заряда, вам нужно добавить выпрямительный диод к одному из проводов, выходящих из вашей солнечной панели, чтобы заблокировать обратный ток. В этом разделе мы сосредоточимся на добавлении выпрямительного диода к задней части солнечной панели.

ШАГ 1
  1. Просверлите одно отверстие 5/16 дюйма в нижней части коробки проектного шкафа 3 x 2 x 1 дюйм. Просверлите еще одно отверстие диаметром 5/16 дюйма в боковой части коробки.Нанесите клей на заднюю часть коробки. Пропустите провод, торчащий из задней части солнечной панели, через нижнее отверстие коробки. Плотно установите коробку на заднюю часть панели и дайте ей высохнуть.
ШАГ 2

Схема


Визуальная диаграмма
  1. Соберите соединительный блок с проводом и диодом, как показано.
ШАГ 3
  1. Наконец, нанесите достаточное количество силиконового герметика / клея, чтобы заполнить отверстия в нижней и боковой части корпуса корпуса.Дайте герметику / клею высохнуть.

Список литературы
Абрамовиц, М., Дэвидсон, М., Невз, С. (2003). Частота и длина волны света . Получено с http://micro.magnet.fsu.edu/optics/lightandcolor/frequency.html.
Группа ACEPT W3 (1999). Узоры в природе: свет и оптика . Получено с http://acept.asu.edu/PiN/rdg/color/color.shtml.
Олдос, С. (2007). Как работают солнечные элементы .Получено с http://science.howstuffworks.com/solar-cell2.htm.
Сил, Э. (2003). Солнечные батареи . Получено с http://encyclobeamia.solarbotics.net/articles/solar_cell.html.

Как делают солнечные панели

Популярность солнечной энергии резко возросла в последние несколько лет, что оказывает значительное влияние на рынок энергии. По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, в США установлено достаточно солнечной энергии для выработки электроэнергии 13.Согласно прогнозам, к 2024 году 1 миллион домов и общая мощность солнечной энергии в США увеличится более чем вдвое.

По мере того, как использование солнечной энергии становится все более распространенным, растет и информация о том, как она используется и используется. Фотоэлектрические или солнечные панели часто можно найти как в коммерческих, так и в жилых районах. Как изготавливаются эти панели и из каких материалов они производятся?

В таблице ниже указаны сырье и детали, из которых состоит солнечная панель.

  • Сырье

    Кремний — это основной материал для токопроводящих электрических компонентов. Прежде чем его можно будет использовать, он должен пройти процесс обработки, который удаляет примеси и превращает его в чистый кремний или поликремний. В ближайшее время отрасль не должна столкнуться с нехваткой материалов; Кремний присутствует в большом количестве, составляя четверть земной коры по весу.

  • Слитки и вафли

    Как только кремний очищается от примесей, он превращается в слитки, которые представляют собой цилиндры из чистого кремния. Слитки сделаны из кристалла кремния, погруженного в поликристаллический кремний. Примеси остаются в расплавленной жидкости, поэтому слиток образует полностью чистый цилиндр.Оттуда слиток нарезается на пластины толщиной 0,5 миллиметра, которым придают форму прямоугольника или шестиугольника, чтобы они могли плотно прилегать друг к другу.

  • Ячейка

    Бор и фосфор добавляются к пластинам путем легирования.Пластины нагреваются, чтобы позволить атомам этих элементов или примесей проникнуть в кремний. Когда эти элементы добавляются к поликремнию, первым результатом является избыток электронов, а затем их недостаток. Это позволяет поликремнию действовать как полупроводник.

  • Панели солнечных батарей

    Чтобы проводить большое количество электричества, многие элементы должны быть соединены электрическими контактами.Затем группа подключается к приемнику. На панель нанесено антибликовое покрытие, чтобы предотвратить потерю солнечного света и потерю энергии. Затем ячейки запечатывают в резину или винилацетат, обрамляют алюминием и покрывают стеклом или пластиком.

Кремний: сырье для солнечных батарей

Кремний — второй по распространенности элемент в земной коре.По мнению Коалиции за просвещение по минералам, его нельзя найти в чистом виде; скорее, он содержится в сочетании с кислородом в таких породах, как обсидиан, гранит и песчаник, в форме, известной как кремнезем. Кремний можно добывать из кварцита, слюды и талька, но песок является его наиболее распространенным источником руды. Кремний в солнечных панелях производится путем восстановления, в котором диоксид кремния нагревается углеродным материалом, а кислород удаляется, оставляя более чистый кремний металлургического качества.

После этого сорт должен быть дополнительно очищен до поликремния, чистота которого для солнечной энергии составляет 99.999 процентов. Для получения поликремния разных марок к элементу можно применить несколько процессов. Для электронного поликремния, который имеет более высокий процент чистоты, силикон металлургического сорта должен проходить через хлористый водород при чрезвычайно высоких температурах и подвергаться дистилляции. Но чтобы получить конечный продукт, пригодный для использования в солнечной энергии, силикон проходит процесс химической очистки. В этом процессе газы пропускаются через расплавленный кремний для удаления примесей, таких как бор и фосфор.В чистом виде кремний солнечного качества затем превращается в цилиндры, называемые слитками, которые затем разрезаются на небольшие проводящие части, которые поглощают солнечный свет в солнечных батареях.

Слитки и вафли: основа солнечных элементов

Из слитков вырезают несколько типов пластин: монокристаллические, поликристаллические и кремниевые ленты. Они различаются своей эффективностью в проведении солнечного света и количеством производимых отходов.

Монокристаллические пластины тонко вырезаны из цилиндрического слитка, который имеет монокристаллическую структуру, что означает, что он состоит из чистого однородного кристалла кремния.Алмазная пила используется для обрезки пластин с цилиндра, в результате чего получается круглая форма. Однако, поскольку круги не плотно прилегают друг к другу, круглые пластины разрезают на прямоугольную или шестиугольную форму, что приводит к потере кремния из частей, которые удаляются. Согласно GreenRhinoEnergy.com, этот отработанный кремний может быть переработан в поликремний и переработан. Исследователи пытаются найти способы создания монокристаллических ячеек без лишних обрезков и отходов.

Поликристаллические, иногда называемые поликристаллическими, слитки состоят из нескольких кристаллических структур.Они могут производить меньше отходов, но они не так эффективны, как монокристаллические. Слитки имеют форму куба, потому что они сделаны из расплавленного кремния, залитого в фасонную отливку. Это означает, что вафлям можно сразу придать желаемую форму, что сокращает количество отходов.

Кремниевые ленты представляют собой тонкие листы мультикристаллического кремния. Они такие тонкие, что их не нужно нарезать вафлями. Хотя тонкие листы или тонкие пленки являются гибкими, их можно использовать интересными способами и дешевле в производстве, они не так долговечны, как пластины, и требуют большей поддержки, чем другие конструкции солнечных панелей.

Солнечные элементы: добавление легирующих добавок для активации пластины

Хотя кремниевые пластины к этому моменту готовы, они не будут проводить никакой энергии, пока не пройдут процесс легирования. Этот процесс включает ионизацию пластин и создание положительно-отрицательного (p-n) перехода. Вафли нагревают в цилиндрах при очень высокой температуре и опускают в воду. Затем верхний слой цилиндра подвергается воздействию фосфора (отрицательная электрическая ориентация), а нижний слой — воздействию бора (положительная электрическая ориентация).Соединение положительно-отрицательного элемента позволяет ему правильно работать в солнечной панели.

После этого шага нужно сделать еще несколько вещей, чтобы создать функционирующую ячейку. Поскольку кремний естественным образом отражает солнечный свет, существует значительный риск потери значительной части потенциальной энергии солнца, которую клетки должны поглощать. Чтобы минимизировать это отражение, производители покрывают ячейки просветляющим нитридом кремния, который придает ячейкам последний синий цвет, который мы видим на установленных панелях.

Оттуда производители внедряют систему сбора и распределения солнечной энергии. Это делается с помощью процесса шелкографии или трафаретной печати, при котором металлы печатаются с обеих сторон ячейки. Эти металлы составляют основу для прохождения энергии по пути к приемнику.

Панели солнечных батарей: сборка элементов в полезные устройства

Производители солнечных панелей используют различные запатентованные процессы для производства своих конечных продуктов.Но в целом это автоматизированный процесс, в котором роботы выполняют работу. Сначала клетки необходимо соединить вместе, чтобы получился большой лист. По данным Solar World, ведущего производителя солнечных панелей, процесс состоит из пайки шести цепочек по десять ячеек в каждой, в результате чего получается прямоугольник из 60 ячеек. Каждая прямоугольная матрица наклеивается на стекло и быстро превращается в большую панель. Таким образом, панель необходимо оформить так, чтобы она была прочной и защищенной от любых погодных условий.

Кроме того, в раме должно находиться электрическое оборудование, которое соединяет панели вместе и принимает энергию.

Откуда берется поликремний?

Поликремний имеет одно происхождение: кремнезем. Кремнезем добывается из земли и содержится в песке, камне и кварце. Поскольку диоксид кремния содержит диоксид, его необходимо доставить на завод, где он превращается в кремний в процессе нагрева. По данным Геологического общества США, шесть отечественных компаний производят кремниевые материалы на восьми заводах. Все они расположены к востоку от реки Миссисипи.Кремний импортируется со всего мира, включая Китай, Россию, Японию, Бразилию, Южную Африку, Канаду, Австралию и другие страны.

Места добычи и переработки кремнезема в США

Источник: USGS

Сколько стоит кремний-сырец?

По последним данным USGS, производство кремниевых сплавов составляет 1,14 миллиарда долларов. Металлический кремний, используемый в фотоэлектрических панелях, стоит 1 доллар.38 за фунт в 2018 году. Согласно публикации USGS Mineral Information Publication, поскольку производство силикатов настолько разнообразно, только небольшая часть этой отрасли связана с производством солнечных батарей.

Факты о производстве и добыче кремния

  • 430 000: метрические тонны кремния, добытого в 2018 году в США.С.

  • 90%: процент проданных сегодня модулей, использующих кремний.

  • 468 миллиардов: мировые продажи полупроводников в 2018 году.

  • Китай, Россия и США.С. являются крупнейшими производителями кремния.

Кремниевые тенденции растут и, по прогнозам, значительно увеличатся в следующие 10 лет. Этот богатый ресурс поступает из многих стран и имеет множество применений; Производство солнечных батарей — это лишь малая часть. Источники: Геологическая служба США, Министерство энергетики США, Ассоциация полупроводниковой промышленности

.

Ресурсы

Создание солнечных панелей

Информация о солнечной энергии

Лучшая цена сборка солнечной панели — Отличные предложения по сборке солнечной панели от глобальных продавцов сборки солнечных панелей

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для сборки солнечной батареи.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот топ, собирающий солнечную панель, вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что собрали солнечную панель на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в сборке солнечной панели и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, мы думаем, вы согласитесь, что вы получите assembly solar panel по самой выгодной цене в Интернете.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

.