Солнечная батарея своими руками из подручных средств в домашних условиях

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

  • Главная
  • Каталог самоделки
  • Дизайнерские идеи
  • Видео самоделки
  • Книги и журналы
  • Партнеры
  • Обратная связь
  • Самоделки для дачи
  • Самодельные приспособления
  • Автосамоделки, для гаража
  • Электронные самоделки
  • Самоделки для дома и быта
  • Альтернативная энергетика
  • Мебель своими руками
  • Строительство и ремонт
  • Самоделки для рыбалки
  • Поделки и рукоделие
  • Самоделки из материала
  • Самоделки для компьютера
  • Самодельные супергаджеты
  • Другие самоделки
  • Материалы партнеров

5 новых самоделок!

Решил написать рассказ про то, как я сделал консоль под ТВ и аудио аппаратуру в стиле Лофт. Делюсь рассказом, фотографиями процесса и, конечно же, результата. Раз решил делать в стиле Loft, то значит это должен быть минималистский дизайн с каркасом из металла и столешницами из натурального дерева.

Порядок действий по изготовлению летнего душа из профильной трубы и металлопрофиля
Повествование о том, как я строил туалет на даче.

Как сделать помощника в домашнюю мастерскую — токарный станок из дерева. Прилагаются чертежи станка для самостоятельного изготовления

Делюсь своим вариантом сварочной подкатной тележки (сварочного поста), сделанной мной самостоятельно

Солнечная батарея своими руками (пошагово, фото)

Солнечная батарея своими руками (пошагово, фото)

Все началось с прогулки по сайту eBay –увидел солнечные панели и заболел.

Споры с друзьями об окупаемости были смешны…. Покупая автомобиль никто, не думает об окупаемости. Авто как любовница, готовь сумму на удовольствие заранее. А тут совсем наоборот, затратил деньги так они еще и пытаются окупиться… Кроме того, подключил к солнечным панелям инкубатор так они еще как оправдывают свое предназначение, предохраняя ваше будущее хозяйство от гибели. В общем, имея инкубатор, ты зависишь от многих факторов, тут либо пан, либо профан. Когда будет время, напишу о самодельном инкубаторе. Ну ладно чего рассуждать, каждый в праве выбирать….

После долгих ожиданий, заветная коробочка с тонкими хрупкими пластинками, наконец, греет руки и сердце.

Первым делом конечно Интернет … ну, не боги горшки обжигают. Опыт чужой всегда полезен. И тут наступило разочарование….. Как оказалось, своими руками панели сделали человек пять, остальные просто перекопировали на свои сайты, причем некоторые, дабы быть оригинальней скопированы с разных разработок. Ну да бог с ними пусть это остается на совести хозяев страничек.

Решил почитать форумы, долгие рассуждения теоретиков «как доить корову» привели в полное уныние. Рассуждения о том, как ломаются пластины от нагрева, трудности герметизации и т д. Почитал и плюнул на все это дело. Мы пойдем своим путем, методом проб и ошибок, опираясь на опыт «коллег», чего изобретать велосипед?

✅Солнечная электростанция своими руками 💡Подробная инструкция сборки, альтернативная энергетика

1) Панель должна быть изготовлена из подручных материалов, дабы не тянуть кошелек, ибо неизвестен результат .

2) Процесс изготовления должен быть нетрудоемким.

Начинаем изготовление солнечной панели:

Первым делом были приобретены 2 стекла 86х66 см. для будущих двух панелей.

Стекло простое, приобретал у производителей пластиковых окон. А может и не простое…

Долгий поиск алюминиевых уголков, по опыту уже проверенному «коллегами» закончился ничем.

Потому процесс изготовления начинался вяло, с чувством долгостроя.

Процесс пайки панелей описывать не стану, так как в сети много информации про это и даже видео есть. Просто оставлю свои заметки и замечания.

Не так страшен черт, как его малюют.

Не смотря на трудности, которые описывают на форумах, пластины элементов паяются легко, как лицевая сторона, так и тыльная. Так же, вполне пригоден наш советский припой ПОС- 40, во всяком случае, никаких трудностей я не испытал. Ну и конечно, наша родная канифоль, куда без нее… За время пайки не сломал ни одного элемента, думаю надо быть полным идиотом, чтобы сломать их на ровном стекле.

Проводники, которые идут в комплекте к панелям, очень удобны, во-первых, они плоские, во-вторых, они луженные, что значительно сокращает время пайки. Хотя вполне можно использовать обычный провод, провел эксперимент на запасных пластинах, трудностей в пайке не испытал. ( на фото остатки плоского провода)

На пайку 36 пластин у меня ушло около 2 часов. Хотя на форуме читал, что люди паяют по 2 дня.

Паяльник желательно использовать на 40 Вт. Так как пластины легко отводят тепло, а это затрудняет пайку. Первые попытки паять 25 Ватным паяльником были нудными и печальными.

Так же при пайке желательно оптимально подбирать количество флюса (канифоли). Ибо большой избыток ее не дает прилипнуть олову к пластине. А потому приходилось практически залуживать пластинку, в общем, ничего страшного, все поправимо. (приглядитесь на фото видно.)

Расход олова довольно большой.

Ну вот, на фото пропаянные элементы, во втором ряду косяк, не пропаян один вывод, но ничего главное заметил и исправил.

Окантовка стекла сделана двухсторонним скотчем далее на этот скотч будет приклеена полиэтиленовая пленка.

Скотчи, которые использовал.

После припайки, начало герметизации (скотч вам в помощь).

Ну вот, проклеенные пластины скотчем и исправленным косяком.

Далее с окантовки панели снимаем защитный слой двухстороннего скотча и приклеиваем на нее полиэтиленовую пленку с запасом на края. (сфоткать забыл) Ах да, в скотче проделываем прорези для отходящих проводов. Ну не глупые, поймете, что и когда… По краю стекла, а так же выводы проводов, углы, промазываем силиконовым герметикам.

И загибаем пленку на внешнюю сторону.

Предварительно было изготовлена рамка из пластика. Когда в доме устанавливал пластиковые окна, на окно шурупами крепят пластиковый профиль для подоконника. Посчитал, что эта часть слишком тонкая. А потому удалил и сделал подоконник по своему. Потому, от 12 окон остались пластиковые профили. Так сказать материал в избытке.

Рамку клеил обычным, старым, советским утюгом. Жаль, процесс не снимал, но думаю, ничего тут сверх непонятного нет. Отрезал под 45 градусов 2 стороны, нагрел на подошве утюга и приклеил предварительно установив на ровный угол. На фото рамка под вторую панель.

Устанавливаем стекло с элементами и защитной пленкой в рамку

Лишнюю пленку обрезаем, а края проклеиваем силиконовым герметикам.

Получаем вот такую панель.

Да, забыл написать, что кроме пленки к рамке приклеил направляющие, которые не дают упасть элементам, если скотч отклеиться. Пространство между элементами и направляющими залито монтажной пеной. Что позволило прижать плотнее элементы к стеклу.

Ну, начнем испытания.

Так как панель одну я изготовил заранее, результат одной мне известен Напряжение 21Вольт. Ток короткого замыкания 3,4 Ампера. Сила тока заряда аккумуляторной батареи 40А. ч 2,1 Ампера.

К сожалению не фоткал. Надо сказать, что сила тока круто зависит от освещенности.

Теперь соединенные параллельно 2 батареи.

Погода на момент изготовления была облачная, было около 4 часов дня.

Вначале меня это расстроило, а потом даже обрадовало. Ведь это самые усредненные условия для батареи, а значит результат правдоподобнее, чем при ярком солнце. Солнышко просвечивало через облака не так ярко. Надо сказать, что и светило солнышко немного сбоку.

При таком освещении ток короткого замыкания составил 7.12 Ампер. Что считаю превосходным результатом.

Напряжение без нагрузки 20,6 Вольт. Ну, это стабильно около 21 вольта.

Ток заряда АКБ 2,78Ампера. Что при таком освещении гарантирует заряд АКБ.

Замеры показали, при хорошем солнечном деньке результат будет лучше.

К тому времени погода ухудшалась, тучи закрыли, солнышко полностью и мне стало интересно, а что покажет при таком раскладе. Это же практически вечерние сумерки…

Небо выглядело так, специально снял линию горизонта. Да впрочем, на самом стекле батареи видно небо как в зеркало.

Напряжение при таком раскладе 20,2 вольта. Как уже говорилось 21в. это практически константа.

Ток короткого замыкания 2,48А. В общем, то, для такого освещения замечательно! Практически равен одной батареи при хорошем солнышке.

Ток заряда АКБ 1,85 Ампера. Ну что сказать… Даже в сумерки АКБ будет заряжаться.

Вывод построена солнечная батарея, не уступающая по характеристикам промышленным образцам. Ну а долговечность…. будем смотреть, время покажет.

Ах да, заряд батареи ведется через диоды Шоттки на 40 А. ну, что нашлось.

Так же хочу сказать про контроллеры. Все это красиво выглядит, но не стоит затраченных на контроллер денег.

Если вы дружите с паяльником, схемы очень просты. Делайте и получайте удовольствие от изготовления.

Ну вот, налетел ветер и оставшиеся запасные 5 элементов сорвались в неуправляемый полет….. результат осколки. Ну что поделать, безалаберность должна быть наказана. А с другой стороны…. Куда их?

Решили сделать из осколочков еще одну панельку, вольт на 5. На изготовление ушло 2 часа. Остатки материалов как раз пришлись в пору. Вот что получилось.

Замеры сделаны вечером.

Надо сказать, что при хорошем освещении сила тока короткого замыкания более 1 ампера.

Кусочки спаяны параллельно и последовательно. Цель, обеспечить примерно одинаковую площадь. Ведь сила тока равна самому маленькому элементу. А потому при изготовлении подбирайте элементы по площади освещения.

Настало время рассказать о практическом применении изготовленых мною солнечных батарей.

Весной установил две изготовленые панели на крыше, высота 8 метров под углом 35 градусов, оринтированые на юговосток. Такое орентирование было выбрано не случайно, потому как было замечено, что в данной широте, летом солнышко всходит в 4 утра и к 6-7 часам вполне сносно заряжает аккумуляторы током в 5-6 ампер, тоже касается и вечера. Каждая панель должна обязательно иметь свой диод. Дабы исключить выгорание элементов при отличающийся мощности панелей. И как следствие неоправданое снижение мощности панелей.
Спуск с высоты был выполнен многожильным проводом сечением 6мм2 каждая жила. Таким образом удалось достигнуть минимальных потерь в проводах.

В качестве накопителей энергии использованы старые еле-живые аккумуляторы 150А.ч,75А.ч,55А.ч, 60А.ч. Все аккумуляторы соеденены паралельно и учитывая потерю емкости, сумарно составляют ококло 100А.ч.
Контроллер заряда аккумулятора отсутствует. Хотя думаю установка контроллера необходима.Над схемой контроллера сечас работаю. Так как в течении дня аккумуляторы начинают кипеть. Потому приходится ежедневно сбрасывать излишки энергии, путем включения ненужной нагрузки. В моем случаее включаю освещение бани. 100 Вт. Так же в течении дня работает LCD телевизор примерно 105Вт, вентилятор 40Вт., а к вечеру добавляется энергосберегающая лампочка 20Вт.

Любителям проводить расчеты скажу: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА не одно и тоже. Так как такой «сендвичь» вполне прекрасно работает свыше 12 часов. при этом иногда заряжаем от него телефоны.Полного разряда аккумуляторов еще не достиг ни разу. Что соответственно перечеркивает расчеты.

В качестве преобразователя использован чуть- чуть переделаный для свободного пуска от аккумуляторов компьютерный бесперебойник (инвертор) 600В.А, что примерно соответствует нагрузке в 300Вт.
Так же хочу отметить, что батареи заряжаются и при яркой луне. При этом ток составляет 0,5-1 Ампер, думаю для ночи это совсем неплохо.

Конечно хотелось бы увеличить нагрузку, но для этого требуется мощьный инвертор. Планирую изготовить инвернтор сам по ниже приведенной схеме. Так как покупать инвертор за бешаные деньги НЕРАЗУМНО!

Надеюсь, продолжение следует!

Подготовка инструментов и выбор материалов

Помимо преобразователей, для сборки полноценной солнечной панели вам понадобятся такие материалы:

  • Припой – для солнечной батареи необходимы легкоплавкие оловянные сплавы.
  • Соединительные провода – подбираются однопроволочные медные марки. Для соединения монокристаллических и поликристаллических пластин применяются голые проводники, а для отвода электроэнергии изолированные.
  • Рамка – создает основной каркас, в котором располагается вся солнечная батарея. Состоит из основания – ДСП, USB, фанеры и прочих, металлических или деревянных планок, уголков и саморезов для их соединения.
  • Стекло или полимерная пластина – создают защитный слой поверх монокристаллических пластин, также, в сочетании с рамой, служат для скрытия элементов от воздействия атмосферных осадков и механических воздействий.
  • Герметик – наилучшим материалом для герметизации является эпоксидный компаунд, но это достаточно дорогостоящее удовольствие, поэтому его можно заменить силиконовым герметиком.
  • Аккумуляторная батарея – предназначена для накопления электрической энергии в светлое время суток с целью дальнейшего использования. Экономить при выборе батареи не стоит, так как качественная модель прослужит гораздо дольше.
  • Инвертор – используется для преобразования постоянного напряжения в переменное. Преобразователь напряжения необходим для подключения к солнечной батареи любых бытовых приборов.

Из инструментов вам пригодиться ножовка, дрель, шуруповерт или обычная отвертка для закручивания саморезов, мультиметр или амперметр для определения работоспособности солнечной батареи, паяльник.

Составление проекта

На этапе подготовки проекта необходимо определить наиболее подходящее место для установки солнечной батареи. Определите, с какой стороны участка находиться больше всего солнечных лучей, не падает тень от деревьев и других построек. Место установки может быть на земле, скатах крыши, стенах или отдельно стоящих конструкциях. К примеру, если вы хотите установить солнечную батарею на крыше, следует убедиться, что конструкция выдержит ее вес.

Из-за того, что максимальная производительность моно- и поликристаллических ячеек обеспечивается исключительно при перпендикулярном попадании на них солнечных лучей, желательно собрать для них регулируемую конструкцию. Которая позволит изменять угол наклона солнечной батареи, в зависимости от времени года или даже времени суток. Так как положение источника света в различные периоды года и суток значительно отличаются (рисунок 1).

Зависимость положения солнца от времени года

Также обратите внимание, что в стационарно установленной батарее, к примеру, вырабатывающая в идеальных условиях 7 кВт/ч, утром и вечером будет вырабатыватся только 3 кВт/ч. Соответственно, при установке только в одном положении, батарея будет выдавать номинальную мощность лишь несколько месяцев в году. Если вы решите монтировать ее в стационарном положении, панели следует располагать под углом от 50 до 60º, для регулируемых устанавливается два предела – зимний в 70º и летний в 30º, а в промежуточный период, их наклоняют как стационарные.

Чтобы определить количество пластин, необходимо подсчитать, какой электрический ток или мощность генерирует одна из них или 1 м 2 . Как правило, 1 м 2 выдает порядка 125 Вт, поэтому чтобы получить около 2,5 кВт для бытовых нужд, необходимо установить 20 м 2 панелей.

Описание компонентов устройства

▍ Диоксид титана ()

Одним из основных компонентов подобной солнечной батареи является диоксид титана. Несмотря, на такое «слишком химическое» название, с точки зрения обывателя, не нужно пугаться — он является одним из самых распространённых белых красителей и входит в состав множества красок, белил, лаков, различных грунтовок, штукатурок и т.д. и т.п. Ценят его за белизну и укрывистость, позволяющие создавать плотное белое покрытие на поверхности, и, кроме того, стойкое к ультрафиолету. Но, с другой стороны, его нельзя назвать дешёвым компонентом, и высокий процент содержания диоксида титана в лакокрасочном материале — на соответствующий процент поднимает и конечную цену.

Кроме названного, существенное количество диоксида титана идёт на производство пластика и резины, в качестве наполнителей. Также используется он и для производства бумаги, в фармацевтике, в пищевой промышленности (например, в зубных пастах) и даже в белой гуаши:-).

Одно время, автор этой статьи, когда прорабатывал идею собственного самодельного ксерокса (ну да, ударило в голову, было такое) — проводил эксперименты по созданию фотобарабана как раз с применением белой титановой гуаши из детского магазина…

Правда есть некоторая информация, что диоксид титана согласно классификации международного агентства по изучению рака отнесён к группе веществ, являющихся возможными канцерогенами для человека (насколько эта информация точна, не уверен).

При изготовлении солнечной батареи, нанесение титана производят следующим образом: на стеклянную пластину, со стороны токопроводящего слоя наклеиваются квадратом четыре отрезка скотча, таким образом, чтобы в середине между ними образовался квадрат открытого стекла.

Изменяя количество слоёв наклеиваемого скотча, можно варьировать и толщину будущего наносимого титанового покрытия. После чего, диоксид титана, в пастообразном виде наносят на пластину и стеклянной палочкой раскатывают по ней. В результате должна получиться плёнка из диоксида титана толщиной приблизительно 10-14 мкм, а скотч в этом процессе выступает как ограничитель толщины слоя (стеклянная палочка упирается в него).

Далее скотч снимают, и, после высыхания этого слоя, пластина с нанесённым диоксидом титана отжигается на воздухе, что в результате приводит к образованию пористой структуры из диоксида титана, совокупная площадь пор которой примерно в 2000 раз превосходит плоскую поверхность самой пластины. Это необходимо для того, чтобы создать максимальную площадь контакта.

▍ Красители — сенсибилизаторы

Как было уже сказано ранее, красители являются весьма важным элементом, и в качестве них могут использоваться как естественные красители, так и искусственные.

▍ Натуральные красители

Естественные красители являются весьма привлекательными в фотоячейках, так как обладают широким распространением и низкой ценой, в виду возможности быть добытыми из естественных источников.

Например, в качестве таких красителей может быть использован сок красного сицилийского апельсина, экстракт из кожуры баклажана, а также ряд иных плодовых экстрактов:

Картинка: Т. Н. Патрушева – «Технологии изготовления компонентов оксидных солнечных батарей»

— фототок короткого замыкания;
— фотонапряжение холостого хода;
— мощность;
— коэффициент заполнения;

Тем не менее несмотря на имеющиеся успешные примеры применения, стабильность и устойчивость естественных красителей оставляет желать лучшего, и фактически, можно сказать, что их возможности находятся ниже промышленных требований.

▍ Синтетические красители

Так как эти красители предназначены для обеспечения устойчивого окрашивания в промышленных условиях, к ним предъявляются жёсткие требования и они должны образовывать устойчивые цвета, несмотря на обработку горячей водой, паром, кислотами и т.д. (конечно, они должны соответствовать не всему сразу, каждый краситель предназначен для своего, конкретного применения).

Самыми лучшими красителями, обеспечивающими наивысшие КПД и устойчивость во времени (для целей фотоэлектрического преобразования), являются красители на базе полипирипил-комплексов рутения и осмия («N3», «black dye»).

Кроме того, так как фотоэлектрические ячейки работают в области видимого спектра, а инфракрасный спектр остаётся не задействованным, идут исследования красителей, способных воспринимать и преобразовывать и этот частотный диапазон. В качестве одного из таких красителей был найден эффективный преобразователь на базе цианинового сенсибилизатора (NK6037).

▍ Электролит

В качестве большинства электролитов используются водные растворы щелочей, солей, кислот. Их несомненным плюсом является то, что концентрация, а, соответственно, и проводимость электролита, может быть изменена в широких пределах. Одними из самых широко распространённых являются растворы гидроксидов калия и натрия, при этом щелочные растворы обладают высокой электрической проводимостью. В качестве электролита могут быть использованы и растворы солей, обладающие умеренной электрической проводимостью.

▍ Прозрачные плёнки-электроды

Так как захваченные электроны необходимо ещё каким-то образом отводить, то для этих целей используются специальные прозрачные и в то же время топроводящие плёнки, нанесённые на поверхность стёкол (стекло нужно в качестве механической основы, чтобы создать механически прочный «бутерброд»). В качестве таковых могут использоваться плёнки с оксидами олова, индия, кадмия, галлия, меди, цинка.

Так как плёнки подобного типа будет не так просто достать, либо они могут быть не совсем дешёвыми, полагаю, что для целей создания дешёвого фотоэлемента можно попробовать использовать какую-либо из великого разнообразия металлизированных декоративных плёнок. Или, например, использовать стандартные металлизированные (т.е. тонированные) стёкла, которые используются для остекления — так как обычно их покрывают металлами, насколько мне известно, в том числе даже и золотом (скажем, стёкла для остекления солнечной стороны зданий). Да, за счёт не такой хорошей прозрачности, эффективность, по идее, будет ниже. Но, почему бы и нет! Этот вопрос остаётся открытым, поэтому будет интересно обсудить его в комментариях…

Практический пример — малиновый фотоэлемент

В примере ниже разобран любопытный вариант создания фотоэлемента, который интересен тем, что дано просто пошаговое руководство, сопровождающее видео, по которому можно достаточно легко повторить показанное:

Вкратце, как это делается: по описанной выше технологии, наклеивается скотч на стекло с токопроводящим слоем, после чего на стекло наносится тонкий слой диоксида титана, предварительно превращённый в пасту, консистенции латексной краски. Для этого он смешивается с сильно разведённой уксусной кислотой (0,1 мл концентрированной кислоты на 50 мл воды) и несколькими каплями средства для мытья посуды.

После нанесения на стекло, скотч снимается, стекло высушивается и обжигается и на нём образуется спечёное пористое покрытие из диоксида титана.

Далее, готовая пластина погружается в малиновый сок, который авторами был предварительно получен из замороженной малины. В процессе такого окунания диоксид титана образует с малиной комплекс и меняет свой цвет, после чего пластина промывается спиртом, для удаления частичек малины и осушения от воды (т.к. спирт поглощает воду).

После этого подготавливается вторая пластина: она проводится токопроводящим слоем с оксидом олова над пламенем свечи, что позволяет её сильно закоптить (насколько я понимаю, это делается для увеличения площади контакта).

Подготовленные пластины соединяются с помощью канцелярского зажима, и в щель между ними с помощью пипетки капается несколько капель раствора трийодида, который за счёт капиллярного действия проникает в пространство между пластинами и занимает его полностью.

Теперь остаётся только подключить провода к токопроводящим слоям обеих стёкол и осветить этот «бутерброд» источником света. Фотоэлемент готов!

Ещё одно хорошее видео аналогичного эксперимента находится вот тут:

Таким образом, как мы видим, есть более дешёвые альтернативы кремниевым солнечным панелям, которые позволяют вполне поэкспериментировать в этой области любому желающему. Однако, говоря об устройствах на основе природных органических красителей, следует иметь в виду, что необходимо каким-то образом озаботиться и о герметизации торцов пластин, чтобы не происходило испарение электролита; кроме того, имеет смысл рассмотреть использование синтетических красителей, так как службы природных будет весьма недолгим…

Для написания статьи использовались материалы, в том числе книги Т. Н. Патрушевой – «Технологии изготовления компонентов оксидных солнечных батарей».

  • самодельная солнечная батарея
  • химия
  • физика
  • ruvds_статьи

Простая самодельная солнечная батарея

Начитавшись в безграничных просторах интернета про самодельные солнечные элементы, я решил провести свои «эксперименты» в этой области. Я расскажу вам о самом простом способе изготовления солнечных батарей своими руками. Для начала я решил определиться с элементной базой. Для солнечного элемента нам надо P-N переходы. Они есть в диодах и транзисторах. Решено было выбрать кремниевые транзисторы КТ801. Они выпускались в металлическом корпусе и поэтому их можно открыть не портя кристалл. Достаточно надавить пассатижами на крышку и она отломается. Транзистор КТ801Теперь разберёмся в параметрах. При среднем дневном освещении, каждый наш транзистор выдаёт 0.53В (База — плюс, а Коллектор и Эмиттер — минусы). А дальше идёт один нюанс. Транзисторы 1972 года выпуска имеет большой белый кристалл, и выдают около 1.1мА. Транзисторы с 1973 по 1980гг. выпуска имеют большой кристалл с зелёным покрытием, и выдают около 0.9мА. Транзисторы выпускаемые позже имеют маленькие кристаллы и выдают всего 0.13мА. Для эксперимента я использовал батарею из двух параллельных цепочек по 4 транзистора. Под нагрузкой она выдавала около 1.8В, 2-2.5мА. Это довольно скромные параметры, зато как говорится «на халяву». Питать такой батарейкой можно китайские наручные часы, или зарядить аккумулятор и питать светодиод, жучок и др. Солнечная батарея из транзисторовДля удобства крепления и измерений можно закрепить транзисторы на печатной плате как на рисунке ниже. Моё устройство выполнено навесным монтажом, так как это ускоряет сборку. Печатная плата

  • печатка.lay (6 Кб)

Теги:

Баутин Виталий Опубликована: 2011 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

На какую мощность можно рассчитывать

Мощность солнечной батареи — это количество электроэнергии, которое батарея способна выдать в единицу времени. Теоретически возможная мощность характеризуется солнечной постоянной – 1 кВт на 1 м². Эта величина измерена на экваторе при 250 °С и обозначает количество энергии, прошедшее через земную атмосферу и падающее вертикально на земную поверхность в солнечный день. КПД солнечного элемента 16%. Это значит, что с одного квадратного метра можно получить в лучшем случае около 160 Ватт электричества. На практике достичь такой величины мощности невозможно.

Расчёт солнечной электростанции должен учитывать поправки на сезонные условия, длительность дня в данной точке планеты и другие природные факторы.

Солнечная панель, собранная из фотоэлементов

Дополнительное оборудование тоже потребляет электрическую энергию. Корректный расчёт требуемого количества солнечных панелей можно сделать и по формулам, и по онлайн-калькулятору. А ещё можно изучить опыт соседей, которые уже смонтировали солнечную электростанцию.

Сборка представленной на рис. 3 батареи проводилась из 36 пластинок размером 80 х 150 мм. Производительность каждой пластинки по 2,1 Вт, общая мощность прибора 76 Вт.

Правила конструирования

Правила конструирования технических изделий выработаны давно и проверены при выполнении многих десятков тысяч различных конструкторских работ. Результатом конструирования является комплект рабочей документации, по которой можно изготовить задуманное изделие.

Всё начинается с разработки технического задания (ТЗ). В этом документе формулируется цель работы, технические характеристики изделия, краткое техническое описание (принцип действия), приводится экономический анализ.

Затем разрабатывается комплект рабочей документации: чертежи общего вида, чертежи всех деталей, перечень всех деталей – спецификация. Приводится описание технологии изготовления некоторых самодельных устройств.

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. Чемодан был настоящей находкой 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 небольшого 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).

диоды серии кд203

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 верхнего 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 верхний 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 находился сверху). 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 хватило 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.

Полезное на сайте:
ФОНАРЬ НА КОНДЕНСАТОРАХ

каркас от советского стабилизатора напряжения

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.

светодиодная панель в стабилизатор напряжения

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.

Аккумуляторы от китайскиx фонариков

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.

Стеклодиоды

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.

Стеклодиоды в солнечную панель

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

светодиодные китайские фонарики

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.

светодиодные китайские панели

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

светодиодные китайские фонарики - освещение

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.

Сколько стоит изготовление солнечной батареи?

На солнечные батареи для дома цены разные, стоимость зависит от требуемой мощности. Готовые батареи имеют достаточно высокую цену. Купить одну солнечную панель, мощность которой составляет 170 Вт, можно в среднем от $250 до $450. В то время как фотоэлементы для самостоятельного изготовления стоят значительно дешевле, порядка $30. Стоимость комплекта в целом с шинами, карандашами для пайки и прочими необходимыми элементами 300-400 долларов.

Для изготовления каркаса используют алюминиевые уголки, фанеру, ДСП, а в качестве защитного покрытия подойдет органическое или обычное стекло. Для герметизации конструкции используют силиконовые герметики или компаунды.

Перед тем, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, следует обозначить ее предназначение, соответственно просчитать нужную мощность и размер панели и количество материалов.

Как собрать солнечную батарею?

Соединение фотоэлементов солнечных панелей имеет одинаковые схемы. Все элементы могут быть соединены в последовательную или параллельную цепь. Последовательное припаивание фотоэлементов происходит в соответствии со следующими этапами:

  • Фотоэлементы следует выложить на ровную поверхность, при этом между ними должно оставаться расстояние в 5 мм.
  • На точки пайки наноситься припой.
  • Контакты элементов припаиваются последовательно друг другу.
  • Крайние контакты фотоэлементов выводятся в соответствии к плюсу или минусу на шину.
  • На конец шины устанавливается клеймо подключения.

Параллельное подключение имеет такие же принципы пайки. Для параллельного соединения следует минусовой контакт первого фотоэлемента соединить с плюсовым контактом второго, минусовой второго элемента — с плюсовым третьего и т. д. Крайние плюс и минус всей цепочки соединяются общей шиной.

В независимости от того, как устроена солнечная батарея, она будет выдавать одинаковую мощность рассчитанную от площади фотоэлементов.

Перед тем, как сделать солнечную батарею, следует определить:

  • для каких целей она будет использоваться
  • какие материалы при этом понадобятся. Для частного дома батарея должна иметь твердый защитный каркас, а для квартиры больше подойдут гибкие солнечные батареи. Для разных целей подойдет свой тип батареи. Маленькие солнечные батареи могут пригодиться для питания отдельных низкопотреблямых объектов, а для домов нужны самодельные аналоги производственных моделей. Солнечные батареи для дачи можно выполнить даже из подручных материалов.

Как сделать солнечную батарею из фольги

  • медная фольга;
  • пластиковая бутылка;
  • нагревательные приборы;
  • соль;
  • два проводника «крокодильчика».

Изначально следует вырезать два одинаковых по площади листа фольги. Затем листы размещают на электроплите или другом нагревательном элементе для того, чтобы оксидная пленка отслоилась и ее можно было убрать.

Солнечная панель из фольги

Одному листу дают остыть, другому нет. Листы сгибаются и размещаются в пластиковой бутылке так, чтобы они не соприкасались между собой. Вовнутрь наливают воду с растворенной в ней солью. Далее один проводник подключается к нагретой панеле, образовывая плюсовой контакт, второй — к не нагретой, образовывая минусовой.

Принцип подключения

Солнечная батарея из транзисторов

Старые работающие транзисторы также могут сгодиться для изготовления батареи. Пластина, которая размещена внутри транзисторов может выступать как фотоэлемент.

Чтобы изготовить батарею, транзистор следует вскрыть, срезав с него крышку. Раскрытые транзисторы спаиваются между собой и размещаются внутри корпуса. Солнечная батарея из транзисторов имеет низкий КПД за счет маленького объема пластины, поэтому чем больше их будет использовано, тем мощнее будет батарея.

Солнечная батарея из транзисторов

Солнечные батареи своими руками из диодов

Фотоэлементом в данном случае будет выступать кристалл, содержащийся в диоде. Для того, чтобы извлечь кристалл, следует вскрыть диод и разогревать его в течении 20 секунд, чтобы расплавился припой. Чистые кристаллы размещают на панели и припаивают между собой последовательно или параллельно серебряными контактами.

Солнечная панель из диодов

Тонкопленочные солнечные батареи

Для изготовления следует приобрести соответствующий фотоэлемент необходимой площади. Тонкопленочная солнечная панель может быть легко смонтирована и помещена на крышу или на балкон. Такая текстура принимает любые изгибы и ее монтаж не проблематичный, так как не требует изготовления каркаса.

Тонкопленочные солнечные панели

Для подключения отрезки пленки соединяют между собой и выводят общие контакты через преобразователь и стабилизатор напряжения в потребляющую сеть. Особенно выгодно использовать тонкопленочные солнечные батареи на кровле частных домов. Под ними допускается размещение труб. Такая система позволяет снимать излишний нагрев с солнечных панелей для обеспечения большего КПД, а подогрев воды в трубах может использоваться для отопления дома.

Кремниевые (монокристаллические) солнечные батареи

Кремниевые солнечные батареи размещают на солнечной стороне крыши. Сами фотоэлементы должны быть размещены на каркасе. Каркас может быть выполнен из любых материалов.

Сборка солнечной батареи такого типа начинается с изготовления каркаса. Верхняя его часть должна быть выполнена из стекла, помещенного в раму, нижняя часть — твердая ровная панель. Для установки потребуется сконструировать ножки. Следует учитывать особенности места установки и преимущественный наклон для солнечной панели.

Далее приобретенные кремниевые элементы соединяются между собой в электрическую сеть. Можно осуществлять пайку прямо на лицевой стороне каркаса, разместив пластины лицом вниз.

Пайка фотоэлементов

Выходы шин контактов выводятся через отверстия в раме, швы герметизируются, а сама конструкция закрывается нижней панелью. Далее солнечная панель устанавливается, а контакты от нее прокладываются к источнику электросети.

Герметизация

Многопереходные (многослойные, тандемные) солнечные модули

Многопереходные солнечные модули подключаются и устанавливаются аналогично кремниевым, только в своей основе имеют более улучшенный фотоэлемент. За счет этого и более высокий КПД, и соответственно стоимость.

Многопереходные солнечные модули

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий