1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Солнечная батарея своими руками: инструкция и схема по изготовлению

Солнечная батарея своими руками: инструкция и схема по изготовлению

Природа способна обеспечить человечество всеми необходимыми ресурсами, в том числе и электроэнергией. Самым большим источником энергии является Солнце, преобразование энергии которого активно применяется и развивается. Альтернативные методы и технологии производства электрического тока способны сделать электрообеспечение более эффективным и дешевым. Особенно это актуально для майнеров, ведь затраты на изготовление солнечной батареи могут быстро окупиться, и майнинг начнет приность чистую прибыль. Это может быть очень выгодно, ведь, как известно, добыча криптовалюты потребляет огромное количество электроэнергии.

Какой вариант выбрать?

Первое, что вам нужно – приобрести фотоэлектрический преобразователь. Различные модели предлагаются как отечественными производителями, так и зарубежными. Наиболее дешевыми вариантами являются китайские кремниевые фотоэлементы. Они имеют ряд недостатков, но, в сравнении с американскими и отечественными, куда более дешевые. Все модели, в зависимости от типа, подразделяются на три вида:

  • монокристаллические модули – состоят из искусственно выращенных кристаллов достаточно больших размеров. Отличаются самым высоким КПД в 13 – 26% и самым длительным сроком эксплуатации в 25 лет. Недостатком солнечных батарей на их основе является снижение максимального КПД в течении периода эксплуатации.
  • поликристаллические фотоэлементы – в сравнении с предыдущими имеют куда меньший срок эксплуатации, как заявляет производитель – 10 лет. Также они могут выдать только 10 – 12% КПД, в с равнении с предыдущими, зато этот параметр остается постоянным для них в течении всего периода работы.
  • аморфные батареи – это пленочные батареи, в которых на гибкую основу нанесен аморфный кремний. Такие фотоэлементы появились сравнительно недавно и могут наклеиваться на любые поверхности – окна, стены и т.д. Они характеризуются самым низким КПД – 5 – 6%.

Выбор определенного типа зависит от ваших пожеланий и поставленных задач. К примеру, если количество солнечного излучения сравнительно невелико в вашем регионе, лучше устанавливать монокристаллические преобразователи, так как у них самый высокий КПД.

Цена или качество, что выбрать?

Многие, конечно, мысленно уже спорят, и восклицают, что создание солнечной панели своими руками, не идет ни в какое сравнение, с тем, что приобретается в магазине.

Безусловно, заводские солнечные панели будут куда лучше домашних, но в вопросах функциональности порой панели, сделанные своими руками, совсем не уступают станочным изделиям.

Уступать может домашняя батарея в эстетике, так как заводское, новенькое, чистенькое непременно выглядит наиболее эффектней. Но если солнечная батарея, несмотря на свой неприглядный вид, будет обеспечить весь дом электроэнергией, данный вопрос будет снят с обсуждения.

При изготовлении солнечной панели в домашних условиях, возможно, сделать все самому от А до Я, кроме, конечно же, кремниевых пластин. Что касается алюминиевых углов и защитного стекла, это, конечно же, проблематично, но разрешимо. То же самое можно сказать и о проводах, в купе с инвертером.

Этапы работы

Процесс пайки элементов При покупке всех необходимых материалов и инструментов можно переходить к сборке панели.

Читать еще:  Изготовление наковальни своими руками

Сборка солнечной панели несложное мероприятие, требует определенных навыков пайки и общего понимания схемы.

Пайка проводников панели:

  1. При помощи кусачек нарезаем проводники нужной длины.
  2. Пинцетом аккуратно вставляем в ячейку отрезанный проводник.
  3. Наносим две капли паяльной кислоты и припой. Для точного нанесения припоя лучше использовать настольное увеличительное стекло, которое продается в каждом супермаркете.
  4. Аккуратно припаиваем проводник, не нажимая на фотоэлемент.

Вот в принципе и вся пайка. Сам процесс долгий и потребует несколько часов. Желательно после каждого часа работы нужно отдохнуть хотя бы 30 минут. Это позволит идеально припаять фотоэлементы.

Далее собираем корпус и фиксируем ячейки. Рекомендуем собирать корпус под солнечную панель из алюминиевых уголков. Так надежно и эстетично.

  1. Обрезаем уголки до нужных размеров. Важно выбрать уголки, которые не будут бросать тень на фотоэлементы.
  2. На внутренней стороне уголков наносим слой силиконового клея или герметика. Это нужно, чтобы изолировать фотоэлементы от попадания влаги.
  3. На слой клея аккуратно кладем обрезанное до необходимых размеров оргстекло. Аккуратно прижимаем, и ждем, пока высохнет герметик.
  4. После полной фиксации стекла с алюминиевой конструкцией укрепляем ее метизами.
  5. Далее, укладываем собранные фотоэлементы с проводниками на внутреннюю сторону конструкции. Между элементами должно быть расстояние 5-8 мм, так как при нагревании материал будет расширяться.

Желательно заранее карандашом разметить места, где будут фиксироваться элементы. Это позволит сократить время сборки.

Объединяем ячейки в одну энергосистему:

  1. Согласно ранее составленной схеме все элементы панели фиксируем между собой паяльником. Важно, чтобы в схеме были соединительные диоды Штоке, фиксирующиеся в положительном проводнике. Это нужно чтобы система не разряжалась в темное время суток.
  2. После сборки панель тестируется на поступление напряжения.
  3. Затем крепим фотоэлементы и надежно герметизируем панель.
  4. После этого панель устанавливаем в алюминиевую конструкцию и герметизируем швы.
  5. Солнечная панель готова к испытаниям.

Преимущества солнечных панелей, собранных своими руками очевидны:

  • можно самому заказывать подходящие фотоэлементы различных видов;
  • самостоятельно подбирать схемы, проводить сборку и тестировать панель;
  • себестоимость готовой конструкции собранной в домашних условиях намного дешевле предлагаемых интернет порталами.

Из минусов можно отметить потраченное время и терпение на сборку. Еще есть шанс ошибиться, если нет определенных навыков в работе с паяльником.

Но в любом случае сборка солнечной панели — это отличный способ стать независимым от общей электроэнергии.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно показывает процесс сборки солнечной панели своими руками:

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Шаг 5: Защитите ячейки стеклом

После того, как вы закончили с проводами, можете добавить поверх солнечных элементов защитное стекло или плексиглас. Проведите непрерывную силиконовую полоску по периметру задней панели, а затем осторожно опустите стекло на подложку над ячейками. Силикон должен образовывать сплошное уплотнение по краям панели, и теперь ваши ячейки будут защищены.

Зажмите стекло и подложку (в этом случае подложка также представляет собой лист стекла) и дайте силикону отвердеть в течение ночи. Не используйте винтовые зажимы, так как они создают слишком большое усилие и стекло может треснуть, вместо этого используйте пластиковые пружинные зажимы.

Читать еще:  Фолксваген - жук, своими руками (игрушка)

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.

Читать еще:  Внутренние откосы своими руками

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

Конструкция и принцип работы солнечной батареи

Прежде чем начать монтаж системы преобразования света в электроэнергию, нужно понять общие принципы ее функционирования.

Все существующие, на текущий момент солнечные батареи построены на основе полупроводниковых кристаллов. Кванты света, падая на них, лишаются свободных электронов и протонов, которые впоследствии, через PN-переход, разделяются и отправляются уже по проводам дальше.

Ежесекундно, на каждый метр площади поверхности Земли падает солнечный свет, эквивалентный более чем 100 Вт электроэнергии. Речь идет о тех периодах, когда небо затянуто облаками. При ярком солнечном свете этот показатель, конечно, выше. Один из вариантов использования солнечных батарей и обычной линии

Для практического домашнего использования, кванты светового потока преобразуются в электричество посредством полупроводников. Генерируемая мощность последних зависит от материала солнечной батареи и ее площади.

В идеальных случаях, для получения киловатта энергии необходимо около 10 м² поверхности полупроводника.

Затем, постоянный ток от них поступает на инвертор и контроллер, первый из которых преобразует его в переменный ток, повышая значения напряжения до применяемых в условиях быта. Второй заряжает аккумулятор, который будет использоваться в периоды снижения освещенности.

Несомненными достоинствами солнечных электростанций и соответственно солнечных панелей, являются следующие их показатели, это:

  • Возможность создать на их основе автономный источник электроснабжения, который может выступать как основным, так и резервным источником получения электрической энергии.
  • Продолжительные сроки эксплуатации.
  • Отсутствие платы за использованную электрическую энергию, полученную путем солнечной генерации.
  • Экологическая безопасность производства энергии.
  • Возобновляемость и неисчерпаемость ресурса первичной энергии, в качестве которого выступает солнце.

На ряду с несомненными достоинствами использования солнечных панелей, есть и ряд недостатков, которые определяются технологиями их производства, условиями эксплуатации и наличием подделок в этой группе товаров.

Недостатки использования можно сформулировать следующим образом:

  • Высокая стоимость, вне зависимости от типа солнечных панелей и их конструкции.
  • Зависимость работы устройств и их технических характеристик от времени года, погодных условий, времени суток и региона расположения.
  • Высокий процент изделий низкого качества, что объясняется стремлением производителей изготовить товар с минимальными затратами и реализовать его посредством интернет- ресурсов.
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector