Как сделать солнечную батарею своими руками. Как устроена солнечная батарея и как ее сделать самому

Содержание

Инвертор представляет собой устройство с двумя полюсами — положительным и отрицательным. Чтобы увеличить напряжение, элементы соединяются последовательно, а для повышения тока они подключаются параллельно.

Как сделать солнечную батарею своими руками: инструктаж по самостоятельной сборке

Солнечные панели выступают в роли альтернативного источника энергии, способного вырабатывать электричество и тепло для малоэтажных зданий. Однако стоимость готовых солнечных батарей нередко оказывается высокой и недоступной для большинства граждан в нашей стране. Вы разделяете это мнение?

Кроме того, стоит остановиться на возможности конструировать свои собственные солнечные батареи. Такой подход существенно снижает затраты, и по своим характеристикам самодельные конструкции могут не уступать фабричным аналогам. Поэтому, если вы думаете о том, чтобы сменить блок питания на что-то более экономичное, стоит рассмотреть возможность самостоятельной сборки солнечной батареи. На самом деле это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

В этой статье мы подробно разберем конструкцию солнечной батареи. Вы найдете перечень необходимых материалов и инструментов, которые понадобятся для работы. Также будет приведена пошаговая инструкция с фотографиями, наглядно иллюстрирующими процесс сборки.

Коротко об устройстве и работе

Энергия солнечных лучей может быть преобразована в тепловую энергию при помощи теплоносителя, после чего эта энергия может быть преобразована в электричество и аккумулирована в батареях. Аккумулятор функционирует как генератор, работая на принципе фотоэлектрического эффекта.

Процесс преобразования солнечной энергии в электричество начинается, когда солнечные лучи попадают на солнечные панели, представляющие основную часть батареи.

Во время взаимодействия с солнечными лучами фотоны выводят электроны с внешних орбит кремниевых атомов. Эти свободные электроны, образуя электрический ток, направляются к контроллеру, где накапливаются в аккумуляторе, откуда затем поступают к потребителю.

Например, батарея, объекты которой представлены в качестве примера, была собрана из 36 кремниевых плат размером 80×150 мм. Мощность каждой из этих плат составляет 2,1 Вт, а общая мощность, которую выдает такая батарея, достигает 76 Вт.

На лицевой стороне конструкции солнечного элемента располагается проводник, который был получен путем экологичной сварки.

Соединение кабелей осуществляется в строго установленном порядке. На выходе положительной линии устанавливается диод Шоттки, основной функцией которого является предотвращение разряда батареи в условиях пасмурной погоды, когда солнечные лучи менее интенсивны.

Кремниевая пластина, выступающая в качестве основного материала фотоэлемента, с одной стороны покрыта тонким слоем пассивного химического элемента — фосфора или бора. Это покрытие и создает условия для активной выработки электронов под воздействием солнечного света, ведь солнечные лучи задерживаются на полупроводниковой пленке и не могут уйти обратно в атмосферу.

На поверхности фотоэлемента образуются металлические «орбитали», где высвобожденные электроны выстраиваются в упорядоченные потоки, что приводит к образованию электрического тока. Чем больше таких кремниевых пластин, тем больше электроэнергии они способны произвести. Однако об этом мы расскажем подробнее ниже.

Верхний слой солнечной панели имеет специальное покрытие, обеспечивающее блокировку отражения солнечного света, что повышает ее эффективность

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сборке солнечных батарей, важно запастись следующими материалами:

Силиконовые пластины — фотоэлементы, которые являются основным компонентом.
Листовой ДСП, алюминиевые уголки и планки для создания каркаса.
Жесткий поролон толщиной 1,5-2,5 см для изоляции.
Основание из кремниевой пластины, а также прозрачные элементы для защиты.
Винты и саморезы для крепежа.
Силиконовые герметики для защиты внешней части устройства от влаги.
Электрические кабели, диоды и клеммы для соединений.

Количество необходимых материалов будет зависеть от размеров вашей батареи, однако оно часто определяется количеством доступных солнечных элементов. Необходимые инструменты включают отвертку или набор отверток, пилы по металлу и дереву, а также паяльник. Не забудьте взять амперметр для проверки готовности батарей и их производительности.

Давайте теперь более подробно рассмотрим ключевые компоненты.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Существуют три основных типа фотоэлементов, которые можно использовать в солнечных батареях:

Поликристаллические пластины обладают низкой эффективностью, которая составляет около 10-12%. Однако стоит отметить, что этот уровень эффективности не снижается со временем. Срок эксплуатации таких кремниевых пластин составляет около 10 лет.

Солнечные батареи формируются из модулей, где в основе каждого модуля лежат фотоэлектрические преобразователи. Батареи с жесткими кремниевыми элементами структурированы в виде сэндвича, с постоянным слоем, закрепленным на алюминиевом профиле.

Монокристаллические элементы являются более эффективными, с КПД от 13% до 25%, а срок их службы превышает 25 лет. Тем не менее, со временем их эффективность может снизиться. Монокристаллические solares производятся из искусственно выращенных кристаллов, что обеспечивает высочайшую фотопроводимость и эффективность.

Пленочные фотопреобразователи создаются путем нанесения тонкого аморфного кремниевого слоя на гибкую подложку из полимера. Такие гибкие батареи, использующие аморфный кремний, являются наиболее современными. Их фотоэлектрические преобразователи напыляются либо наплавляются на полимерную основу. Эффективность таких батарей составляет около 5-6%, но процесс установки пленочной системы значительно проще.

Пленочные солнечные батареи с аморфными фотоэлектрическими преобразователями достаточно недавно вошли в обиход. Это дешевый и простой в производстве вид, но по своей скорости эффективность уже уступает более современным конкурентам, теряя свои качества.

Применение фотоэлементов разных размеров может быть неудобным. В таком случае максимальное значение тока, который будет сгенерирован батареей, будет ограничен током самого маленького элемента. Таким образом, более крупные пластины не будут работать на полную мощность.

При покупке фотоэлементов стоит задать продавцу вопрос о способах их доставки. Большинство продавцов применяют специальные методы упаковки, такие как восковая депиляция, чтобы избежать повреждений хрупких элементов.

Чаще всего для самодельных батарей выбираются монокристаллические и поликристаллические фотоэлементы размером 3×6 дюймов, которые можно легко приобрести на интернет-площадках, таких как E-bay.

Пленочные системы с аморфными фотоэлектрическими преобразователями появились сравнительно недавно. Это очень простой и самый дешевый вид, но более быстрые конкуренты теряют свои потребительские качества.

Подготовка инструментов и выбор материалов

Помимо выбранного преобразователя, для успешной сборки полноценной солнечной батареи понадобятся и другие материалы:

Припой, который представляет собой легкоплавкий сплав олова и используется для соединений.
Соединительный провод, предпочтительно одножильный медный; оголенные проводники используются для соединения монокристаллических и поликристаллических пластин, тогда как изолированные проводники нужны для безопасного отвода электричества.
Рама, которая обеспечит поддержку всей солнечной панели, обычно ее изготавливают из листового ДСП, фанеры, USB, либо металлических и деревянных уголков.
Стеклянная или полимерная пластина, которая служит защитным слоем для кремниевых пластин и помогает предотвратить механические повреждения.
Герметик, лучший вариант — эпоксидный компаунд, но его высокая цена может быть заменена более доступным силиконовым герметиком.
Батареи для хранения электрической энергии, которые днём аккумулируют выработанную энергию для дальнейшего использования; высококачественные устройства обладают длительным сроком службы, поэтому на них не стоит экономить.
Инверторы, которые преобразуют постоянное напряжение в переменное, что необходимо для подключения электроприборов к солнечным батареям.

Что касается инструментов, вам потребуются: ножовка, дрель, отвертка для завинчивания шурупов, мультиметр или амперметр для определения эффективности солнечных панелей, а также паяльник.

Составление проекта

В процессе подготовки проекта нужно определить оптимальное место для установки солнечных батарей. Необходимо выяснить, какая сторона участка получает максимальное количество солнечного света и не затенена деревьями или постройками. Место установки может находиться на земле, на скате крыши, на стене здания или на отдельно стоящей конструкции. Например, если вы планируете установить солнечные батареи на крыше, необходимо удостовериться, что конструкция сможет выдержать их вес.

Поскольку максимальная эффективность монокристаллических и поликристаллических элементов гарантируется только при перпендикулярном угле к солнечному свету, рекомендуется строить установки с возможностью регулировки угла. Это позволит менять положение солнечных батарей в зависимости от времени года и суток. Это связано с изменениями положения солнца на небе в течение года и даже в течение одного дня.

Это интересно: Езда на квадроцикле по городу и по дорогам общего пользования. Какие документы нужны для езды на квадроцикле

Рисунок 1: Зависимость положения солнца от времени года

Также следует иметь в виду, что, например, если при фиксированном положении солнечная батарея генерирует 7 кВт/ч, то утром и вечером ее мощность будет только 3 кВт/ч. Таким образом, если панель установлена горизонтально, она сможет обеспечивать заявленную мощность только в течение нескольких месяцев в году. При фиксированной установке угол наклона составляет 50-60 градусов, в то время как при регулируемой установке зимой верхний угол наклона составляет 70°, а летом — 30°, с переходным расчетом между сезонами.

Чтобы определить количество пластин, следует рассчитать производительность одной пластин или 1 м². Обычно в среднем 1 м² солнечной панели вырабатывает около 125 Вт, таким образом, чтобы закрыть потребности в 2,5 кВт для бытовых нужд, вам потребуется установить 20 м² панелей.

Порядок изготовления солнечной батареи

Цель подразумевает объединение поликристаллических или монокристаллических кремниевых элементов в одну панель. Процесс соединения происходит через сварки контактов к проводникам. Пошаговый процесс выглядит следующим образом:

Отрежьте проводник нужной длины, который будет равен форме солнечного элемента и удвойте его размер. Рисунок 2: Измерение проводников по стандартам.
Установите устройство на ровную поверхность, например, на фанеру, стол или решетку.
Зачистите и залудите электрические контакты. Нанесите небольшое количество клея, достаточно тонкого слоя, чтобы он не затекал. Рис. 3: Припаяйте контакты.
Приклейте предварительно сваренные провода к контактам, наблюдая за тем, чтобы не слишком сильно давить на пластину, так как она весьма хрупкая. Рис. 4: Приваривание проводов к элементу.
С помощью проволоки замерьте ток от ячейки, что позволит рассчитать общий ток через батарею.

Если вами была приобретена солнечная батарея с уже установленными соединительными кабелями, этот шаг можно пропустить и перейти сразу к сборке каркаса.

Постройка каркаса

Каркас солнечной батареи представляет собой коробку с нижней стороной, покрытой прозрачным стеклом. Для его создания выполните следующие шаги:

Сначала возьмите прямоугольный лист фанеры или ДСП достаточного размера, чтобы разместить необходимое количество компонентов. В нем нужно просверлить небольшие отверстия с интервалом около 10 см для вентиляции. Рисунок 5: Отверстия для вентиляции.
Приклейте деревянные планки высотой не более 2 см по краям пластины, чтобы избежать отбрасывания теней на солнечные панели. Закрепите их с помощью маленьких винтов.
Вырежьте крышку из стекла или прозрачного полимера. Ее размеры должны соответствовать нижнему листу или быть немного меньше, в зависимости от возможности сверления. Если крышка может быть закручена, размеры могут совпадать. Если существует риск, что стекло разобьется при сверлении, сделайте верхнюю часть на 0,5-1 см меньше. Рисунок 6: Подготовка стеклянной крышки.
Создайте прижимную рамку из алюминиевого уголка для верхней прозрачной крышки, но пока не фиксируйте ее на месте.

Выбирайте матовый материал для верхней крышки. В противном случае часть солнечной энергии будет отражаться, что приведет к значительному снижению ее эффективности. После окончания сборки каркаса можно переходить к установке солнечных панелей.

Построение секций

На этапе создания электрической схемы солнечной батареи следует проявлять особую осторожность. В случае повреждения может пострадать как рабочий элемент, так и весь блок целиком, что потребует дополнительных затрат на восстановление.

Установите солнечные панели на прозрачной крышке довольно плотно. Между элементами должно оставаться расстояние примерно 3-5 мм. Если первого раза трудно осуществить это, можно сделать разметку на стекле. Рисунок 8: Размещение элементов.
Аккуратно сведите провода от всех элементов, соединяя положительные + с положительными и отрицательные — с отрицательными. Положительные провода должны быть на лицевой стороне, отрицательные — на внутренней стороне. Рисунок 9: Сварка проводов элементов.

Все элементы должны соединяться в один ряд сверху вниз, чтобы избежать зажатия при приклеивании элементов, расположенных ниже. Приварите вертикальный ряд к общей шине.

В центр ячейки нанесите небольшое количество герметика и аккуратно прижмите вниз, чтобы зафиксировать фотоэлемент на прозрачной крышке. Убедитесь, что он установлен точно в соответствии с разметкой, а его рабочая поверхность направлена к стеклу. Если установка окажется неточной, корректировать ее потом будет сложно. Рисунок 10: Приклеивание элементов к стеклу.
Просверлите отверстия в раме для положительных и отрицательных проводов солнечной панели. Включите контроллер заряда в цепь батареи, который будет предотвращать разрядку аккумулятора на солнечную батарею в ночное время. Для этого выберите подходящие характеристики диода и убедитесь, что цепь полностью отключена от обратного тока.
Закрепите кабель солнечного коллектора в отверстии и нанесите герметик, после чего помещайте его в раму. Рис. 11: Закрепление кабеля с помощью герметика.

Чтобы рассчитать, сколько пластин вам нужно, определите общую мощность, которую производит каждая пара или 1 м². Обычно 1 м² солнечной панели вырабатывает около 125 Вт, таким образом, для бытовых нужд в 2,5 кВт вам потребуется установить 20 м² панелей.

Солнечная батарея своими руками

Солнечная энергия как альтернативный источник электроэнергии становится все более актуальной среди жителей, особенно для тех, кто живет в частных домах, стремящихся к меньшей зависимости от централизованных сетей. Но, несмотря на это, готовые системы зачастую остаются слишком дорогими, и не каждый может себе их позволить. В таких случаях лучшим решением будет импровизированная сборка солнечных панелей из подручных материалов.

Самодельные солнечные водонагреватели обычно обходятся значительно дешевле заводских аналогов. Солнечные батареи от проверенных производителей проходят строгий отбор и производятся с использованием качественных компонентов, в то время как у домашних аналогов чаще всего нет подобной тщательной проверки. Но, при этом, они могут вполне успешно выполнять свою работу и достигать приемлемых результатов.

Сделать солнечные батареи самостоятельно вполне реально, и при соблюдении технологий самодельные изделия могут показывать отличные эксплуатационные характеристики, не сильно отличаясь от заводских. С точки зрения финансов это позволяет экономить вдвое, более того, при определенных условиях процесс сборки панелей оказывается не только удобным, но и экономически выгодным. Поэтому основной задачей на подготовительном этапе является выбор подходящего солнечного элемента для вашего проекта. По техническим причинам пленочные и аморфные элементы лучше сразу исключить, а рассмотреть возможность использования кристаллического кремния. Для начальных экспериментов домашние поликристаллические элементы будут ideal, прежде чем перейти к более дорогим монокристаллическим.

Фотоэлементы, необходимые для сборки, можно найти на многих широко известных международных рынках, таких как Aliexpress и Amazon. Они предлагаются в свободной продаже в виде отдельных плиток различной мощности и размеров, что позволяет собрать солнечные панели нужной мощности.

Также существуют так называемые изделия категории «брак», имеющие небольшие дефекты, такие как сколы или трещины. Хотя это может слегка снизить эффективность, такие панели стоят значительно меньше, и это делает их привлекательными для использования в домашних солнечных системах.

При выборе элемента акцент стоит сделать на его внешнем виде. Монокристаллические ячейки обладают однотонным темно-синим цветом, на котором ясно видна сетка электродов, тогда как поликристаллические пластины имеют более яркий и разнообразный рисунок, состоящий из множества мелких кристаллов. Чтобы подробнее ознакомиться с различиями между монокристаллическими и поликристаллическими элементами, вы можете посмотреть информацию на специализированных ресурсах, например, по ссылке: https://electric-220.ru/news/monokristallicheskie_i_polikristallicheskie_solnechnye_batarei/2018-12-26-1624.

Расчет и проектирование

Для корректного расчета солнечных батарей, которые будут собраны в домашнем обиходе, важно составить список всех электроприборов и оборудования, используемых в доме, а также выяснить их энергопотребление.

Определить коэффициент потребляемой мощности возможно, взглянув на этикетки или технические паспорта устройств. Учитывая, что эти данные могут быть весьма приблизительными, для работы инвертора необходимо внести поправки в панель, умножив среднее значение напиражируемого потребления на расчетный коэффициент. Полученная мощность умножается на 1,2, чтобы учесть потери, возникающие при работе инвертора. Оборудование с высокой мощностью при запуске может потреблять ток, значительно превышающий номинальное значение, поэтому инверторы должны быть способны переработать ток, удвоенный или утроенный за короткий период времени.

Когда в системе присутствует много мощных приборов, но они редко включаются одновременно, использование инверторов, рассчитанных на высокий ток, становится дорогим удовольствием, поэтому, если нет крупных нагрузок, разумно применять устройства с меньшей мощностью и соответственно меньшими затратами.

При расчетах системы солнечного отопления в доме следует учитывать часы работы каждого устройства в сутки. Результаты расчетов умножаются на потребление энергии, и итогом будет суммарный расход электроэнергии в киловатт-часах.

Это интересно: HDR в камере телефона: что это. Что такое hdr в камере телефона

Также не будет лишним собрать информацию с ближайших метеостанций о реальном количестве солнечной энергии, которое может быть получено в данной области. Этот показатель складывается на основе среднегодовой солнечной радиации и среднемесячных показателей наихудших погодных условий. Итоговые данные помогут определить минимальное количество электроэнергии, которое необходимо для удовлетворения текущих нужд.

После получения исходной информации можно переходить к определению емкости отдельных солнечных элементов. Для этого стоимость солнечного излучения необходимо разделить на 1000, что даст нам так называемые «часы пик»: на текущий момент интенсивность солнечной радиации равна 1000 Вт/м2.

Тип расчета.

Энергия W, которую вырабатывает устройство, определяется по формуле: W = k * Pw * E / 1000, где E — количество солнечной радиации за определённый период, а k — поправочный коэффициент (например, 0,5 — 0,7 летом и 0,7 зимой), Pw — мощность одного элемента. Поправочный коэффициент учитывает потерю энергии солнечным элементом при нагреве солнечными лучами и изменения наклона лучей относительно поверхности в течение дня. Зимой ячейки нагреваются меньше, поэтому коэффициент будет выше.

С учетом общей всех потребляемых мощностей и данных, полученных через данное уравнение, можно рассчитать общую мощность солнечного элемента. Полученный результат делится на мощность одной ячейки, и в итоге мы получим требуемое количество компонентов для реализации проекта.

Существуют различные виды с мощностями ячеек от 50 Вт до более 150 Вт. Подбирая элементы нужной мощности, есть возможность собрать солнечные панели с учетом заданных характеристик. Например, если требуется мощность 90 Вт, необходимо две панели по 50 Вт каждая. Система позволяет создавать разные комбинации имеющихся солнечных элементов. Однако все расчеты должны выполняться с некоторыми оговорками.

Количество солнечных элементов влияет и на выбор емкости батареи, так как они будут генерировать зарядный ток. Если мощность панели составляет 100 Вт, то минимальная емкость батареи должна составлять 60 А*ч. По мере увеличения мощностей панелей требуются и более мощные аккумуляторы.

Сразу установить такую солнечную систему может быть сложно. Однако установка 5-метровой батареи экономит энергию и способствует охране окружающей среды. Рекомендуется ознакомиться с тем, как рассчитать необходимое количество солнечных панелей.

Необходимый инструмент и материалы

Если вас не пугает объем и сложность предстоящих работ, стоит серьезно подготовиться к ним.

Ключевым элементом системы является сам солнечный элемент. Количество ячеек следует выбирать на основе их характеристик, согласно таблице FUTURE. Однако главное требование — идентичность технических характеристик всех элементов. Если вы не имеете опыта в сборке подобных конструкций, рекомендуется предусмотреть некоторые запасные элементы для начальной стадии работы, чтобы избежать потерь.

Теперь ниже перечислены материалы, которые потребуются:

Лист ДСП,
Металлические профили и уголки, предпочтительно из алюминия,
Жесткий поролон толщиной 1,6-2,7 см,
Перекрытия перекрытий с пересечением в проемах колонн.
Набор саморезов и болтов,
Некоторые трубы с силиконовым герметиком,
Электропроводка,
Клеммные зажимы.

Количество необходимых материалов зависит от размера и количества компонентов, используемых для сборки самодельных солнечных панелей.

Теперь о необходимых инструментах и вспомогательных материалах:

Отвертка;
Ножовка для металла; ножовка для дерева;
Электрический паяльник на 40 Вт;
Электрический тестер;
Паяльный флюс и припой;
Промышленный спирт для подготовки поверхности под пайку;
Хлопковые прокладки для тампонов.

Совет по подбору панелей

Чтобы достичь 145 Вт выходной мощности при напряжении 18 вольт, не превышая при этом бюджет, возможно, стоит обратить внимание на комплект класса B.

Комплекты класса B составляют большую часть общего рынка аккумуляторов Helio. Если вы желаете создать собственные панели, рекомендуется обратиться именно к этим производителям. Впрочем, на сегодняшний день существует множество компаний, которые не производят, а лишь перепродают готовые компоненты. Кроме того, активно внедряют ручную сборку панелей с целью экономии. Это, в свою очередь, может приводить к ухудшению качества. Поэтому стоит быть готовым к тому, что заявленные характеристики могут отличаться от реальных, а гарантии от менее известных компаний часто не являются надежными.

Стоимость покупки 36 китайских панелей на сайте Alibaba составляет 3 200 рублей. При этом цена 6250 рублей на аналогичные характеристики также находит поддержку среди потребителей, благодаря очевидным преимуществам.

Таким образом, идея самодельного производства солнечных батарей становится еще более актуальной и экономически оправданной.

Какие панели покупать

Существует несколько основных категорий таких продуктов:

Первая из них имеет более однородную структуру, из-за чего они становятся гораздо эффективнее аморфных аналогов. Это и обуславливает их более высокую стоимость.

Эти фотоэлементы легко различить по цвету (монокристаллические обычно темно-синие) и форме.

Что выбрать — решать вам, однако стоит учитывать, что более дешевые аморфные элементы, как правило, производятся небольшими компаниями в Китае, где уровень качества материала колеблется, но стоимость их ниже.

Рассчитывая количество фотоэлементов, стоит ориентироваться на предполагаемую мощность самодельной панели.

По данным паспортов, с одного квадратного метра панели можно получить мощность 0,12 кВт/ч. Для бытовых нужд достаточно, чтобы устройство генерировало от 280 до 320 кВт в месяц.

Все фотоэлементы должны иметь одинаковый размер и номинал.

Если вы приобрели фотоэлемент с защитным восковым покрытием, его следует удалить сразу после покупки.

Серия действий по подготовке фотоэлемента включает в себя следующее:

Распакуйте панель.
Обработайте в теплой воде (при температуре 90 ± 5° по Цельсию).
После расплавления воска отделите все элементы друг от друга.
Очистите каждую панель от восковых остатков горячей водой.
Разложите обработанные панели на мягкой ткани для просушки.

Многие удивятся, узнав, что солнечные батареи можно создать из фольги. На самом деле, фольга увеличивает отражательную способность материала, что делает ее полезной при организации панелей. Например, фольгу можно использовать для снижения перегрева солнечных панелей.

Как изготовить?

Пошаговая инструкция предусматривает создание панели с последовательным соединением элементов, обладающими защитными диодами, что предотвращает саморазряд. Поэтому к выходам прикладывается электрический ток на уровне 14,3 В. При стандартном токе зарядки, который составляет 3,6 А, это достигается путём использования 90 ячеек. Части панели соединяются в системе параллельно и последовательно.

Не стоит использовать одинаковое количество ячеек в гирляндной цепи.

С применением поправочного коэффициента в 12 часов солнечного света можно ожидать получение приблизительно 0,28 кВт/ч. Элементы должны быть расположены в 6 полос, размеры которых составляют 90×50 см для свободной установки. Если размеры конструкции отличаются, стоит пересчитать необходимые параметры. Если это невозможно, могут быть использованы элементы разных размеров с различной длиной и шириной в рядах.

Рекомендуется работать с плоскими деталями, чтобы обеспечить доступ с любых сторон. Лучше разместить подготовленную панель немного сбоку, чтобы предотвратить возможные падения и удары. Сборку деталей следует производить с особой осторожностью, аккуратно подбирая их по одному. При установке солнечных батарей на доме или даче важно установить надёжное УЗО, которое обеспечит безопасность и защитит от поражений током или возгорание.

Рекомендуется склеивать сварочные элементы в единый контур, используя полностью плоскую основу. Это гарантирует высокую надежность конструкции. Альтернативно можно вставить лист стекла или оргстекла в раму, чтобы обеспечить дополнительную прочность. Данный продукт необходимо тщательно запечатать. Элементы следует расположить в заданном порядке и закрепить двойной клейкой лентой.

Рабочая сторона должна быть обращена к прозрачному материалу, а сварочные кабели должны быть проведены на обратной стороне. Процесс соединения кабелей будет более удобным, если рама расположена на уровне стола.

Если панель фиксируется, требуется установка поглощающей прокладки, а используемый материал представляет собой сварочный кабель с закрепленным на обратной стороне элементом, который позже приваривается к раме.

После этого задняя стенка может быть вставлена в раму и загерметизирована. Возможно использование эпоксидной смолы в качестве герметика, но стоит учитывать, что такая оконечная работа может затруднить разборку конструкции для ремонта. Обычно стандартная секция может обеспечить примерно 50 Вт электроэнергии в благоприятных условиях, что достаточно для освещения небольшого дома.

Дневное потребление электроприборами должно составлять минимум 4 кВт/ч. Для семьи из трёх человек эта цифра вырастает до 12 кВт/ч. Учитывая сезонные приросты (например, когда одновременно функционирует несколько мощных приборов), предполагаемая потребность может увеличиться еще на 2-3 кВт. Эти параметры обеспечивают основу для расчета требуемых вариантов. Чтобы система функционировала правильно, в цепь обязательно требуется подключение контроллера заряда.

Полезные советы

Импровизированный солнечный водонагреватель может быть также использован для обогрева частного сектора. Это оборудование, как правило, может устанавливаться без специальных разрешений. Однако его действенность после 36 месяцев активной эксплуатации сложно будет оценить, что вызывает сомнения. Вместе с тем, это предложение, как и многие другие системы, также довольно дорогостоящее. В силу того, что практически во всех регионах России температура постоянно ниже нуля, необходимо позаботиться о дополнительной изоляции в солнечной системе.

Стабильная работа батареи может гарантироваться в диапазоне температур от -40 до +90 градусов Цельсия. В среднем производители дают гарантию на функционирование на 20 лет, а после данная производительность заметно падает. При выборе контроллера стоит обратить внимание на различия между мощными и слабыми электрическими системами. Если контроллер отсутствует или выходит из строя, следить за состоянием всех батарей становится жизненно важным. Невнимательность может существенно сократить срок службы аккумуляторов.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как самостоятельно собрать солнечные батареи.

Общая укладка производится рядами по 15 штук, поэтому рационально соединять только по пять пластин одновременно, чтобы избежать повреждений хрупких компонентов. Осуществлять окончательную сборку следует на уровне земли. Для сварки следует использовать маломощный паяльник (40 Вт) и качественный клей. При подключении всех частей обращайте внимание на полярность.

Расчеты и проект

При наличии должного подхода, изготовление солнечных батарей своими руками не составит трудностей.

Для начала необходимо рассчитать ежедневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное количество солнечных часов, присущих вашему региону, и спроектировать необходимую мощность. Это даст вам ясное представление о том, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Как уже упоминалось выше, уровень напряжения, производимый ячейками, зависит от их размера.

После определения размера и количества необходимых компонентов, рассматривается размеры каркаса и его вес, чтобы удостовериться, что крыша или другое место установки способны выдержать ожидаемую конструкцию.

Запланировав установку панели, выбирайте одно из солнечных мест, стремитесь располагать конструкцию под прямым углом к солнечным лучам, чтобы добиться максимальной эффективности.

Этапы работы

Постройка корпуса

Прежде чем перейти к изготовлению солнечной батареи, необходимо построить для неё корпус. Это обеспечит защиту от повреждений, влаги и пыли.

Корпус изготавливается из водонепроницаемых материалов, например, влагостойкой фанеры или алюминиевых уголков, на которые с помощью силиконового герметика будет прикрепляться оргстекло или поликарбонат.

Помните, что расстояние между элементами должно оставаться минимальным (3-4 мм) из-за теплового расширения материалов.

Связывание элементов

Фотоэлементы должны располагаться на лицевой стороне прозрачной поверхности с интервалом в 5 мм между ними: это положение позволит предотвратить возможное расширение фотоэлементов при нагреве.

Каждый инвертор имеет два полюса — положительный и отрицательный. Чтобы увеличить напряжение, модули соединяются последовательно; а для увеличения тока — параллельно.

Для предотвращения ночной разрядки аккумулятора в единую цепь, которая включает в себя все обязательные детали, включается диод Шоттки, соединяясь с положительным проводником. Все компоненты затем свариваются вместе.

Постановка

После сварки преобразователи помещаются на окончательный каркас, на фотоэлементы наносится силикон, всё это покрывается слоем ДВП, и стыки деталей обрабатываются герметиком.

Даже граждане мегаполисов могут соорудить и установить солнечную батарею на своих балконах. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен. Здесь мы узнали, как создать солнечную батарею в домашних условиях, и видим, что это далеко не сложный процесс.

Идеи из подручных материалов

Вы можете собрать солнечную батарею своими руками, используя подручные материалы. Рассмотрим некоторые из наиболее популярных вариантов.

Солнечная панель из алюминиевой фольги

Не все знают, что из фольги можно изготовить солнечные батареи. На самом деле в ней нет ничего сверхъестественного, так как она значительно усиливает отражающую способность основания. Попробуем рассмотреть, как сделать солнечную батарею из фольги?

Два крокодила,
медная фольга,
мультиметр,
соль,
пустая пластиковая бутылка без горлышка,
электрическая плита,
дрель.

Сначала очистите медную фольгу и помойте руки, отрежьте кусок фольги, затем положите его в разогретую духовку на 30 минут, следя за подрумяниваемостью. После этого выньте фольгу из духовки, дайте ей остыть, а затем убедитесь, что фольга отделяется на части, запомнив, что оксидный слой можно аккуратно удалить водой.

Затем следует отрезать второй кусок фольги аналогичного размера первому, сложить оба вместе и опустить в бутылку так, чтобы они не соприкасались.

После этого «крокодилы» прикрепляются к плате: провод от ненагретой фольги к положительному полю, от разогретой фольги к отрицательному. Растворите соль в воде, заливая её в бутылку. Аккумулятор готов.

Помимо этого, фольгу можно использовать для обогревания. Простая конструкция натягивается на рамку, к которой крепятся трубки, соединенные, например, с лейкой.

Таким образом, вы теперь знаете, как создать солнечную батарею для своего дома из доступных материалов.

Солнечная батарея из транзистора

Старые транзисторы, находящиеся в домах, также могут быть использованы для формирования солнечной батареи. Фотоэлектрический элемент здесь представляет собой полупроводниковую пластину, которая располагается внутри транзистора. Как же создать транзисторную солнечную батарею своими руками? Для начала необходимо разобрать транзистор, сделав разрез на крышке для доступа к пластине. Этот элемент достаточно маленький, что обуславливает низкую эффективность солнечных батарей из транзисторов.

Следующим шагом станет проверка функционирования транзистора. Для этого потребуется мультиметр: подсоедините его к транзистору с хорошо освещенным p-n-переходом и измерьте ток. Мультиметр должен показывать от нескольких миллиампер до 1 и более; затем переключите прибор на измерение напряжения — в этом режиме он должен зафиксировать десятые доли вольта.

Проверенные транзисторы помещаются в корпус, например, пластиковый лист, после чего аккуратно спаиваются вместе. Такую конструкцию успешного можно получить в домашних условиях для зарядки аккумуляторов и формирования маломощных радиоприемников.

Солнечная панель из диодов

Старые диоды также могут быть использованы для сборки солнечной батареи. Процесс создания панели из диодов не так сложен: вначале требуется открыть диод, чтобы выявить кристалл, являющийся фотоэлементом. Далее необходимо нагреть диод в течение 20 секунд на газовой конфорке, после чего расплавится клей и кристалл можно будет извлечь. Последний шаг – приклеить удаленные кристаллы к основанию.

Таким образом, с помощью всех этих методов можно изготовить солнечные батареи своими руками в домашних условиях!