Как сделать солнечные батареи своими руками

      Комментарии к записи Как сделать солнечные батареи своими руками отключены

Сделать солнечную батарею собственными руками Самодельная солнечная батарея собранная в алюминиевом каркасе, залитая лаком и установленная под стекло для эксплуатации в уличных условиях

Генератор на солнечных батареях Научное пояснение способов получения солнечной энергии и современные энергетические башни нагревающие солнечной энергией пар до температуры в 250 градусов

Выбор солнечных элементов для солнечной панели

Разработка проекта гелиевой энергосистемы

Изготовление каркаса солнечной батареи

Монтаж корпуса солнечной батареи

Подбор и пайка солнечных элементов

Сборка и пайка солнечной батареи

Герметизация солнечной панели

Схема электроснабжения дома

Сделать солнечную батарею собственными руками Самодельная солнечная батарея собранная в алюминиевом каркасе, залитая лаком и установленная под стекло для эксплуатации в уличных условиях

Генератор на солнечных батареях Научное пояснение способов получения солнечной энергии и современные энергетические башни нагревающие солнечной энергией пар до температуры в 250 градусов

Как сделать солнечные батареи своими руками

Жизнь в стиле «Органик», столь популярная мысль сейчас, предполагает гармоничные «отношения» человека с окружающей средой. Яблоком раздора любого экологического подхода есть применение нужных ископаемых чтобы получить энергию.

  • Выбор солнечных элементов для солнечной панели

  • Разработка проекта гелиевой энергосистемы

  • Изготовление каркаса солнечной батареи

  • Монтаж корпуса солнечной батареи

  • Подбор и пайка солнечных элементов

  • Сборка и пайка солнечной батареи

  • Герметизация солнечной панели

  • Схема электроснабжения дома

Выбросы токсичных углекислоты и веществ в воздух, выделяющихся при сгорании ископаемого горючего, неспешно убивают планету. Исходя из этого концепция «зеленой энергии», которая не вредит окружающей среде, есть базисной базой многих новых энерготехнологий. Одним из таких направлений получения экологически чистой энергии есть разработка преобразования солнечного света в электрический ток. Да, как раз так, обращение отправится о возможности установки и солнечных батареях совокупностей независимого энергообеспечения в загородном доме. На данный момент энергоустановки промышленного изготовления на базе солнечных батарей, используемые для полного энерго- и теплообеспечения коттеджа, стоят не меньше 15-20 тыс. долларов при гарантированном сроке эксплуатации около 25 лет. Цена любой гелиевой совокупности в перерасчете соотношения гарантированного срока эксплуатации к средним годичным затратам на коммунальное содержание загородного дома высокая: во-первых, сейчас средняя цена солнечной энергии соизмерима с приобретением энергоносителей из центральных энергосетей, во-вторых, требуются одномоментные капитальные вложения для установки совокупности. В большинстве случаев принято разделять гелиосистемы, предназначенные для тепло- и энергообеспечения. В первом случае употребляется разработка солнечного коллектора, во втором — фотоэлектрический эффект для генерации электрического тока в солнечных батареях. Мы желаем поведать о возможности независимого изготовления солнечных батарей. Разработка ручной сборки солнечной энергетической совокупности достаточно несложна и дешева. Фактически любой россиянин может собрать личные энергосистемы с высоким КПД при относительно низких затратах. Это выгодно, доступно а также модно. Выбор солнечных элементов для солнечной панели Приступая к изготовлению нашей системы, необходимо обратить внимание, что при личной сборке нет необходимости в одномоментной установке полнофункциональной совокупности, её в полной мере возможно наращивать неспешно. В случае если первый опыт был успешным, то имеет суть расширять функциональность гелиосистемы. По собственной сути, солнечная батарея — это генератор, трудящийся на базе фотоэлектрического результата и преобразовывающий солнечную энергию в электрическую. Кванты света, попадающие на кремниевую пластину, выбивают электрон с последней ядерной орбиты кремния. Данный эффект формирует достаточное количество свободных электронов, образующих поток электрического тока. Перед сборкой батареи необходимо определиться в типе фотоэлектрического преобразователя, в частности: монокристаллическом, поликристаллическом и аморфном. Для независимой сборки солнечной батареи выбирают дешёвые в продаже монокристаллические и поликристаллические солнечные модули.

Вверху: Монокристаллические модули без припаянных контактов. Внизу: Поликристаллические модули с припаянными контактами Панели на базе поликристаллического кремния имеют низкий КПД (7-9%), но данный недочёт нивелируется тем, что поликристаллы фактически не понижают мощность при облачности и пасмурной погоде, гарантийная долговечность таких элементов образовывает около 10 лет.

Панели на базе монокристаллического кремния имеют КПД около 13% при сроке эксплуатации около 25 лет, но эти элементы очень сильно снижают мощность при отсутствии прямого солнечного света. Показатели КПД кристаллов кремния от различных производителей смогут значительно варьироваться. По практике работы солнечных электростанций в поле возможно сказать о сроке работы монокристаллических модулей более 30 лет, а для поликристаллических — более 20 лет.

Причем за целый период эксплуатации утрата мощности у кремниевых моно- и поликристаллических элементов образовывает не более 10%, в то время, когда у тонкопленочных аморфных батарей за первые два года мощность понижается на 10-40%.

Солнечные элементы Evergreen Solar Cells с контактами в комплекте 300 шт. На аукционе Еbay возможно купить комплект Solar Cells для сборки солнечной батареи из 36 и 72 солнечных элементов. Такие комплекты дешёвы в продаже и в Российской Федерации.

В большинстве случаев, для независимой сборки солнечных батарей употребляются солнечные модули В-типа, другими словами модули, отбракованные на промышленном производстве. Эти модули не теряют собственных эксплуатационных показателей и существенно дешевле. Кое-какие поставщики предлагают солнечные модули на стеклотекстолитовой плате, что предполагает большой уровень герметичности элементов, а, соответственно, надежности.

в комплекте с кислотой и диодами для паяния в карандаше

$46.00

$8.95доставка

Solar Cells (США новые)

монокристаллические, 156х156 мм, 81х150 мм, 4W (0,5 В), 8А, эффективность (%) – 16.7-17.9

$7.50

Solar Cells на стеклотекстолитовой плате

монокристаллические, 153х138 мм, U хол. хода – 21,6V, I корот. зам. – 94 mA, Р – 1,53W, эффективность (%) – 13

$15.50

Solar Cells на стеклотекстолитовой плате

поликристаллические, 116х116 мм, U хол. хода – 7,2V, I корот. зам. – 275 mA., Р – 1,5W, эффективность (%) – 10

$14.50

Solar Cells (Еbay) с контактами

поликристаллические, комплект – 72 шт., 81х150 мм 1.8W

$87.12

$9.25 доставка

Solar Cells (Еbay) без контактов

поликристаллические, комплект – 72 шт., 81х150 мм 1.8W

$56.11

$9.25 доставка

Solar Cells (Еbay) с контактами

монокристаллические, комплект – 40 шт., 152х152 мм

$87.25

$14.99 доставка

Разработка проекта гелиевой энергосистемы Проектирование будущей гелиосистемы сильно зависит от метода её монтажа и установки. Солнечные батареи должны быть установлены под наклоном, дабы обеспечить попадание прямых солнечных лучей под прямым углом.

Производительность солнечной панели сильно зависит от интенсивности световой энергии, и от угла падения солнечных лучей.

Размещение солнечной батареи относительно солнца и угол наклона зависит от расположения гелиевой совокупности и времени года.

Сверху вниз: Монокристаллические солнечные панели (по 80 ватт) на даче установлены фактически вертикально (зима). Монокристаллические солнечные панели на даче имеют меньший угол (весна)ю Механическая совокупность управления углом наклона солнечной батареи. Промышленные гелиосистемы довольно часто снабжены датчиками, каковые снабжают ротационное перемещение солнечной панели по направлению перемещения солнечных лучей, и зеркалами-концентраторами солнечного света.

В личных совокупностях такие элементы существенно усложняют и удорожают совокупность, исходя из этого не используются. Возможно применена несложная механическая совокупность управлением углом наклона. Зимой солнечные панели должны быть установлены фактически вертикально, это кроме этого защищает панель от обледенения конструкции и налегания снега.

Схема расчета угла наклона солнечной панели в зависимости от времени года Солнечные батареи устанавливаются с солнечной стороны строения, дабы обеспечить максимально дешёвый количество солнечной энергии днем. В зависимости от уровня солнцестояния и географического расположения вычисляется угол наклона батареи, что самый подходит для вашего расположения.

При усложнении конструкции возможно создать совокупность управления углом наклона солнечной батареи в зависимости от времени года и углом поворота панели в зависимости от времени дней. Энергоэффективность таковой совокупности будет выше. При проектировании нашей системы, которая будет устанавливаться на крышу дома, необходимо в обязательном порядке узнать, сможет ли кровельная конструкция выдержать требуемую массу.

Независимая разработка проекта предполагает расчет кровельной нагрузки с учетом веса снежного покрова зимой.

Выбор оптимального статического угла наклона для кровельной нашей системы монокристаллического типа Для изготовления солнечных панелей возможно выбирать разные материалы по другим характеристикам и удельному весу. При выборе материалов конструкции нужно учитывать максимально допустимую температуру нагрева солнечного элемента, поскольку температура солнечного модуля, трудящегося на полную мощность, не должна быть больше 250С.

При превышении пиковой температуры солнечный модуль быстро теряет собственную свойство преобразовывать солнечный свет в электрический ток. Готовые гелиосистемы для личного применения, в большинстве случаев, не предполагают охлаждение солнечных элементов.

Независимое изготовление может подразумевать охлаждение гелиосистемы либо управление углом наклона солнечной панели для обеспечения функциональной температуры модуля, и выбор соответствующего прозрачного материала, поглощающего ИК-излучение. Грамотная конструкция нашей системы разрешает обеспечить требуемую мощность солнечной батареи, которая будет приближаться к номинальной.

При расчете конструкции необходимо учитывать, что элементы одного типа дают однообразное напряжение, не зависящее от размера элементов. Причем сила тока у крупноразмерных элементов будет больше, но и батарея будет существенно тяжелее. Для изготовления нашей системы постоянно берутся солнечные модули одного размера, поскольку большой ток будет ограничен большим током малого элемента.

Расчеты говорят о том, что в среднем в ясный солнечный сутки возможно взять с 1 м солнечной панели не более 120 Вт мощности. Такая мощность не обеспечит работу кроме того компьютера. Совокупность в 10 м дает более 1 кВт энергии и может обеспечивать электричеством работу главных бытовых устройств: светильников, телевизора, компьютера.

Для семьи из 3-4 человек нужно около 200–300 кВт в месяц, исходя из этого наша система, установленная с южной стороны, размером 20 м может в полной мере обеспечить домашние энергопотребности. В случае если разглядывать среднестатистические эти по электроснабжению личного жилого дома, то: ежедневное энергопотребление образовывает 3 кВт ч, солнечная радиация с весны по осень — 4 кВт ч/м в сутки, пиковая мощность потребления — 3кВт (при включении стиральной машины, холодильника, электрочайника и утюга).

С целью оптимизации энергопотребления для освещения в дома принципиально важно применять лампы переменного тока с низким энергопотреблением — светодиодные и люминесцентные. Изготовление каркаса солнечной батареи В качестве каркаса солнечной батареи употребляется алюминиевый уголок. На аукционе Еbay возможно купить готовые рамы для солнечных батарей.

Прозрачное покрытие выбирается по желанию, исходя из черт, каковые нужны для данной конструкции.

Набор рамы со стеклом для солнечной батареи, цена от 33 долларов При выборе прозрачного защитного материала возможно кроме этого ориентироваться на следующие чертей материала:

В случае если разглядывать показатель преломления света в качестве критерия выбора материала. Самый минимальный коэффициент преломления имеет плексиглас, более недорогим вариантом прозрачного материала есть отечественное оргстекло, менее подходящим — поликарбонат.

В продаже имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, кроме этого данный материал снабжает большой уровень термозащиты. При выборе прозрачных материалов по способности и удельному весу поглощать ИК-спектр лучшим будет поликарбонат. К лучшим прозрачным материалам для солнечных батарей относятся материалы с высоким светопропусканием.

При изготовлении солнечной батареи принципиально важно выбирать прозрачные материалы, каковые не пропускают ИК-спектр и, так, снижают нагревание кремниевых элементов, теряющих собственную мощность при температуре более чем 250С. В индустрии употребляются особые стекла, имеющие оксидно-железное покрытие. Совершенным стеклом для солнечных панелей считается тот материал, каковые пропускает целый спектр не считая ИК-диапазона.

Схема поглощения УФ и ИК излучения разными стеклами.

а) простое стекло, б) стекло с ИК-поглощением, в) дуплекс с термопоглощающим и простым стеклом. Большое поглощение ИК-спектра обеспечит защитное силикатное стекло с оксидом железа (Fe2O3), но оно имеет зеленоватый оттенок. ИК-спектр прекрасно поглощает любое минеральное стекло за исключением кварцевого, плексиглас и оргстекло относятся к классу органических стекол.

Минеральное стекло более устойчиво к повреждениям поверхности, но есть весьма дорогим и недоступным. Для солнечных батарей кроме этого используется особое антибликовое сверхпрозрачное стекло, пропускающее до 98% спектра. Кроме этого это стекло предполагает поглощение большей части ИК-спектра.

Оптимальный выбор оптических и спектральных черт стекла существенно повышает эффективность фотопреобразования солнечной панели.

Солнечная панель в корпусе из оргстекла Во многих мастер-классах по изготовлению солнечных батарей рекомендуется применять оргстекло для задней панели и передней. Это разрешает проводить инспекцию контактов. Но конструкцию из оргстекла сложно назвать всецело герметичной, талантливой обеспечить бесперебойную эксплуатацию панели в течение 20 лет работы.

Монтаж корпуса солнечной батареи В мастер-классе показывается изготовление солнечной панели из 36 поликристаллических солнечных элементов размером 81×150 мм. Исходя из этих размеров, возможно вычислить размеры будущей солнечной батареи. При расчете размеров принципиально важно между элементами делать маленькое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров базы под атмосферным действием, другими словами между элементами должно быть 3–5 мм.

Результирующий размер заготовки должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Подбор и пайка солнечных элементов На данный момент на аукционе Еbay представлен громадный ассортимент изделий для независимого изготовления солнечных батарей.

Комплект Solar Cells включает набор из 36 поликристаллических кремниевых элементов, проводники для шины и элементов, диоды Шотке и карандаш с кислотой для паяния Так как солнечная батарея, сделанная собственными руками, фактически в 4 раза дешевле готовой, независимое изготовление — это большая экономия. На Еbay возможно купить солнечные элементы с недостатками, но они не теряют собственной функциональности, так, цена солнечной батареи может значительно сократиться, если вы имеете возможность дополнительно пожертвовать внешним видом батареи.

Поврежденные фотоэлементы не теряют собственной функциональности При первом опыте лучше покупать комплекты для изготовления солнечных панелей, в продаже имеются солнечные элементы с припаянными проводниками. Пайка контактов — это достаточно процесс, сложность усугубляется хрупкостью солнечных элементов. Если вы купили кремниевые элементы без проводников, то сперва нужно совершить пайку контактов.

Пайка элементов — это достаточно усердная работа.

Если не удастся взять обычного соединения, то нужно повторить работу. По нормативам серебряное напыление на проводнике должно выдерживать 3 цикла пайки при допустимых тепловых режимах, на практике сталкиваешься с тем, что напыление разрушается.

Разрушение серебряного напыления происходит из-за применения паяльников с нерегулируемой мощностью (65Вт), этого возможно избежать, в случае если понизить мощность следующим образом — необходимо последовательно с паяльником включить патрон с лампочкой в 100 Вт. Номинальная мощность нерегулируемого паяльника через чур высока для пайки кремниевых контактов. Кроме того в случае если продавцы проводников уверяют, что припой на соединителе имеется, его лучше нанести дополнительно.

На протяжении пайки старайтесь бережно обращаться с элементами, при минимальном упрочнении они лопаются; не следует складывать элементы пачкой, от веса нижние элементы смогут треснуть. Сборка и пайка солнечной батареи При первой независимой сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая окажет помощь расположить элементы ровно на некоем расстоянии друг от друга (5 мм).

Разметочная подложка для элементов солнечной батареи База выполняется из страницы фанеры с маркированием уголков. По окончании пайки на любой элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

Монтажная лента, использованная для крепления, с обратной стороны солнечного элемента При таком типе крепления сами элементы дополнительно не герметизируются, они смогут вольно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву элементов и контактов. Герметизации поддаются лишь соединительные части конструкции. Таковой вид крепления больше подходит для опытных образцов, но вряд ли может обеспечивать долговременную эксплуатацию в поле. Последовательный замысел сборки батареи выглядит так:

Перед пайкой необходимо нанести припой и флюс, по окончании бережно припаять серебряные контакты.

По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Контакты крайних элементов выводятся на шину, соответственно, на «плюс» и «минус». Для шины употребляется более широкий серебряный проводник, что имеется в комплекте Solar Cells.

Рекомендуем кроме этого вывести «среднюю» точку, с ее помощью ставятся два дополнительных шунтирующих диода.

Клемма устанавливается кроме этого с внешней стороны рамы.

Так выглядит схема подключения элементов без выведенной средней точки.

Так выглядит клеммная планка с выведенной «средней» точкой. «Средняя» точка разрешает на каждую половину батареи поставить шунтирующий диод, что не позволит батарее разряжаться при понижении освещения либо затемнении одной половины.

На фото продемонстрирован шунтирующий диод на «плюсовом» выходе, он противостоит разрядке аккумуляторная батарей через батарею ночью и разрядке вторых батарей на протяжении частичного затемнения.

Чаще в качестве шунтирующих диодов применяют диоды Шотке. Они дают меньшую утрату на неспециализированной мощности электрической цепи.

В качестве токовыводящих проводов возможно использован звуковой кабель в силиконовой изоляции. Для изоляции возможно применить трубки из-под капельницы.

Все провода должны быть прочно зафиксированы силиконом.

Элементы смогут быть соединены последовательно (см. фото), а не при помощи неспециализированной шины, тогда 2-й и 4-й последовательность нужно развернуть на 1800 довольно 1-го последовательности.

Главные неприятности сборки солнечной панели связаны с качеством пайки контактов, исходя из этого эксперты предлагают перед герметизацией панели ее протестировать.

Тестирование панели перед герметизацией, напряжение сети 14 вольт, пиковая мощность 65 Вт Тестирование возможно делать по окончании пайки каждой группы элементов. Если вы обратите внимание на фотографии в мастер-классе, то часть стола под солнечными элементами вырезана. Это сделано намеренно, дабы выяснить работоспособность электросети по окончании пайки контактов.

Герметизация солнечной панели Герметизация солнечных панелей при независимом изготовлении — это самый спорный вопрос среди экспертов. С одной стороны, герметизация панелей нужна для увеличения долговечности, она постоянно применяется при промышленном изготовлении. Для герметизации зарубежные эксперты советуют применять эпоксидный компаунд «Sylgard 184», что дает прозрачную полимеризованную высокоэластичную поверхность.

Цена «Sylgard 184» на Еbay образовывает около 40 долларов.

Герметик с высокой степенью эластичности «Sylgard 184» Иначе, если вы не желаете нести дополнительные затраты, в полной мере возможно применять силиконовый герметик. Но в этом случае не следует всецело заливать элементы, дабы избежать их вероятного повреждения в ходе эксплуатации. При таких условиях элементы к задней панели возможно прикрепить при помощи силикона и герметизировать лишь края конструкции.

Как действенна такая герметизация, неизвестно, но применять не- рекомендованные водоизоляционные мастики не рекомендуем, довольно большая возможность элементов и разрыва контактов.

Схема электроснабжения дома Системы электропитания домов с применением солнечных батарей принято именовать фотоэлектрическими совокупностями, другими словами совокупностями, снабжающими генерацию энергии с применением фотоэлектрического результата.

Для личных жилых домов рассматриваются три фотоэлектрические совокупности: независимая совокупность энергообеспечения, гибридная батарейно-сетевая фотоэлектрическая совокупность, безаккумуляторная фотоэлектрическая совокупность, подключенная к центральной совокупности энергоснабжения. Любая из совокупностей имеет собственный преимущества и предназначение, но чаще всего в жилых зданиях используют фотоэлектрические совокупности с резервными подключением и аккумуляторными батареями к централизованной энергосети.

Питание электросети осуществляется при помощи солнечных батарей, ночью от аккумуляторная батарей, а при их разрядке — от центральной энергосети. В труднодоступных районах, где нет центральной сети, в качестве резервного источника энергоснабжения употребляются генераторы на жидком горючем. Более экономной альтернативой гибридной батарейно-сетевой электрической системе будет безаккумуляторная наша система, подсоединенная к центральной сети энергоснабжения.

Электроснабжение осуществляется от солнечных батарей, а ночью сеть питается от центральной сети. Такая сеть более применима для учреждений, по причине того, что в жилых зданиях большинство энергии потребляется в вечернее время.

Схемы трех типов фотоэлектрических совокупностей Разглядим обычную установку батарейно-сетевой фотоэлектрической совокупности. В качестве генератора электричества выступают солнечные панели, каковые подсоединены через соединительную коробку. Потом в сети устанавливается контроллер солнечного заряда, дабы избежать замыкания при пиковой нагрузке.

Электричество накапливается в резервных батареях-аккумуляторная батареях, и подается через инвертор на потребители: освещение, бытовую технику, электроплиту и, быть может, употребляется для нагревания воды. Для установки совокупности отопления действеннее использовать гелиоколлекторы, каковые относятся к другой гелиотехнологии.

Гибридная батарейно-сетевая фотоэлектрическая совокупность с переменным током Существует два типа электросетей, каковые употребляются в фотоэлектрических совокупностях: на базе постоянного и переменного тока. Применение сети переменного тока разрешает размещать электропотребители на расстоянии, превышающем 10–15 м, и снабжать условно-неограниченную нагрузку сети. Для частного жилого дома в большинстве случаев применяют следующие комплектующие фотоэлектрической совокупности:

  • суммарная мощность солнечных панелей должна быть равна 1000 Вт, они обеспечат выработку около 5 кВт ч;

  • аккумуляторная батареи с неспециализированной емкостью в 800 А/ч при напряжении 12 В;

  • инвертор должен иметь номинальную мощность 3кВт с пиковой нагрузкой до 6 кВт, входное напряжение 24–48 В;

  • контроллер солнечного разряда 40–50 А при напряжении в 24 В;

  • источник бесперебойного питания для обеспечения короткого заряда с током до 150 А.

    • Так, для фотоэлектрической системы электропитания пригодится 15 панелей на 36 элементов, пример сборки которых приведен в мастер-классе. Любая панель дает суммарную мощность в 65 Вт. Более замечательными будут солнечные батареи на монокристаллах. К примеру, солнечная панель из 40 монокристаллов имеет пиковую мощность 160 Вт, но такие панели чувствительны к облачности и пасмурной погоде.

    В этом случае солнечные панели на базе поликристаллических модулей оптимальны для применения на севере России. Андреева Жанна, rmnt.ru

    Рандомные показатели записей:

    Как сделать солнечную батарею своими руками


    Подборка наиболее релевантных статей: