Хоть внедрение солнечной энергии и получило сейчас обширное распространение, стоимость фотобатарей остается на высочайшем уровне. Но их полностью можно выполнить своими руками. Почти всегда этим интересуются обладатели личных домов. Но некоторым удается снабдить самодельными фотопанелями даже свою квартиру.
Устройство солнечной батареи
Перед тем как сделать солнечную батарею своими руками, стоит разобраться в ее работе. Электрическую энергию копят батареи. В базе работы самой батареи лежит фотоэлектрический эффект. Он происходит в фотоэлементах, которые и «собирают» энергию солнечных лучей. Такие пластинки как раз и выступают основной частью фотобатарей. Как преобразуется энергия из солнечной в электрическую:
- Лучи солнца попадают на одну из сторон пластинки, имеющую узкий слой бора либо фосфора.
- Под их воздействием высвобождается огромное количество электронов. Фосфорная пленка держит их, не давая разлетаться.
- Движение электронов упорядочивается металлическими «дорожками», которыми вооружена любая пластинка.
- Так появляется электрический ток. Его можно получить тем больше, чем больше взять кремниевых ячеек.
Избираем фотоэлементы
Первыми в перечне нужных материалов идут, конечно, солнечные фотоэлементы. Так как развитие других источников энергии в мире не стоит на месте, создано уже огромное количество разных солнечных пластинок.
- Пленочные. Сейчас их выпускают только технологически «продвинутые» компании, потому за ними остается только «охотиться». Такие элементы встречаются в уже готовых фотобатареях.
- Бесформенные. Это фотопластины, способные собирать лучи солнца в всех погодных критериях: на закате, при запыленном воздухе, в дождик и пр. В базе бесформенных частей лежит тончайший слой кремния, напыляемый на стеклянную либо полимерную поверхность. Для сотворения самодельной солнечной батареи своими руками такие элементы применяют изредка из-за маленького срока службы и недостающего КПД.
- Из кристаллического кремния. Тут выделяют два типа фотопластин:
- Монокристаллические. Состоят из 1-го кремниевого кристалла. Эффективность таких панелей выше за счет однобокого направления. Подобные элементы почаще используют в регионах с высочайшей активностью солнца. Распознать подобные ячейки можно по однородному темному цвету и срезанным углам. Их КПД составляет около 19%, а срок службы добивается 50 лет.
- Поликристаллические. Огромное количество маленьких кристаллов объединяют в один элемент. Эффективность от этого понижается, но зато панели можно применять там, где солнце не очень интенсивно. Структуру из огромного числа кристаллов можно найти по более светлому колеру синего цвета и неоднородному рисунку. Поликристаллы уступают монокристаллам в сроке службы (до 25 лет) и КПД (до 15%).
Впервой сделать солнечную батарею своими руками лучше из более дешевеньких поликристаллических пластинок. К монокристаллическим стоит перебегать уже после обкатки технологии. Дешевые фотопластины продаются в забугорных интернет-магазинах. Самые известные посреди них: EBay, Aliexpress и Amazon.
Сейчас некоторые торговцы предлагают уцененные фотопластины класса «B». Они стоят дешевле в связи с имеющимися повреждениями: разными сколами, отсутствующими уголками, микротрещинами и пр. Производительность ячеек от этого не мучается, но стоимость существенно понижается. Для «набивки руки» такие элементы полностью подходят.
Кандидатура фотоэлементам
Решив выполнить солнечную батарею своими руками из средств находящихся под рукой, можно поменять фотопластины на полупроводники с p-n-переходами. Они нередко остаются от старенькых приемников и телевизоров. Полупроводники тоже в состоянии производить ток под действием солнечного излучения. Для производства панели остается только соединить несколько схожих деталей.
Подкол тут в недостаточной мощности получаемых устройств. При самых массивных транзисторах удается получить напряжение менее 0,2 В с каждого. Сила тока в них будет измеряться микроамперами, и это при самом ярчайшем солнце. Дабы достигнуть тех же характеристик, что дают кремниевые фотоэлементы, необходимо будет отыскать сотки полупроводников. Но даже в наилучшем случае вы можете зарядить только светодиодный фонарь либо телефон.
Расчет количества фотоэлементов
Принципиальным шагом в аннотации, как выполнить солнечную батарею своими руками, выступает расчет ее размера. Тут важны напряжение и сила тока фотоэлементов. Для средних ячеек эти характеристики составляют 0,5 В и 3 А соответственно. Если для сотворения батареи соединить 30 ячеек, тогда ее мощность составит 30 · 0,5 В · 3 А = 45 Вт.
С учетом приобретенного значения можно высчитать и то, сколько будет нужно таких блоков для фотобатареи той либо другой мощности, также требуемую для них площадь.
Что еще будет нужно для сотворения фотобатареи
До работ проверьте, все ли из перечня есть у вас под рукою:
- рейки и фанера для каркаса;
- силиконовый герметик;
- припой;
- антисептик и краска для дерева;
- многожильный медный провод для соединения фотоэлементов;
- уголки дюралевые;
- антибликовое стекло, поликарбонат либо плексиглас;
- диоды Шоттки, рассчитанные на отдачу одной фотопластины.
Также будет нужно обычный инструмент: паяльничек, пила, стеклорез, отвертка, малярная кисть – все, что есть у любого домовитого владельца.
Аннотация по созданию солнечной панели
Соединяя солнечные ячейки, стоит придерживаться соотношения сторон 1:1. К примеру, если по вашим расчетам получится, что нужна уложить 120 пластинок, то можно расположить их в 12 рядов по 10 шт. Каждые два «столбика» подключите параллельно, а 5 приобретенных блоков – последовательно. Так провода будут уложены аккуратнее. Определившись с расположением ячеек, можно приступать к выполнению аннотации, как собрать солнечную батарею своими руками. Она включает несколько главных шагов.
Создание корпуса
Корпус изготавливают из древесных реек. Высота их не должна быть больше 25 мм, по другому последние ряды ячеек окажутся затененными. Для соединения реек применяют дюралевые уголки. Размеры корпуса определяются размерами фотопластин. Для ячеек 3х6 дюймов (7,62х15,24 см) при расположении их в 12 рядов по 10 шт. будет нужно рама более 160х100 см.
Оборотная сторона зашивается доской, а понизу рамы просверливают отверстия вентиляции. Для защиты дерева его покрывают антисептиком, а потом окрашивают. Уже по готовому каркасу из стекла либо плексигласа вырезают панель, которую укрепляют с помощью уголковых креплений.
Пайка фотоэлементов
Для выполнения этой задачи нужен паяльничек мощностью до 40 Вт и легкоплавкий припой. Маленькое его количество наносится на выводные части пластинок. Непременно соблюдается полярность подключения. Расстояние между фотоэлементами должно быть более 5 мм для учета вероятного расширения. Для роста напряжения элементы соединяют последовательно, а для увеличения тока – параллельно.
Когда отдельные цепочки будут собраны, их кладут тыльной стороной к подложке и приклеивают герметиком. Каждый блок солнечных пластинок должен быть оснащен диодиком Шоттки, исключающим разрядку аккумов ночкой. По схеме, представленной выше, производят соединение всех цепочек с внедрением медного провода либо специальной шины.
Окончательная сборка
Уже готовые подложки укладывают в корпус. Для крепления применяют шурупы. При наличии в раме поперечины в ней просверливают отверстия под провода. Выведенный наружу кабель фиксируют и припаивают к выводам сборки. Стекло укладывают в каркас, за ранее нанеся на верхний контур рамы слой герметика.
Исследовав, как делают солнечные батареи в домашних критериях своими руками, можно прийти к выводу, что для этого требуются хотя бы малые познания электротехники. Но сделав все очень аккуратненько, можно надежды на удачное выполнение намеченной цели. Также необходимо быть готовым, что другая энергия своими руками просит денежных и временных издержек. Потренировавшись на первой панели, вы можете выполнить еще не одну солнечную батарею, тем обеспечив свое жилье бесплатной электроэнергией.
МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ
В общем от диодной солнечной панели я вожделел получить номинальное напряжение при обычном солнечном освещении 9 вольт, напряжение при пасмурной погоде более 6 вольт, а при ярчайшем солнечном освещении планировалось получить до 14-16 вольт напряжения, про силу тока побеседуем позже. Итак, так как пиковое значение напряжение в 0,7 вольт мои кристаллы отдавали очень изредка (в течении 3-х дней испытании на солнце мультиметр только один раз показал такое значение от 1-го кристалла), то решил для удобства проведения расчетов применять расчетную величину тока 1-го кристалла 0,5 вольт. Для получения 12 вольт напряжения необходимо последовательно соединить 24 кристалла полупроводниковых диодов. Сейчас объясню, как достать кристалл из диодика. Берем сам диодик и с помощью молотка разбиваем стеклянный держатель верxнего контакта диодика. Потом с помощью плоскогубцев необходимо открыть диодик. Там мы увидим кристалл, который припаян к основании диодика. К кристаллу припаян медный многожильный провод на конце которого прикреплен верxний контакт диодика. Берем нижнее основание диодика на который припаян кристалл и идем к газовой плите. Держим его с помощью плоскогубцев на огне (так, что полупроводниковый кристалл наxодился сверxу). Через пол-минуты олово кристалла расплавится и уже можно тихо взять его с помощью пинцета. Так необходимо делать со всеми диодиками. У меня на это ушло пару дней. Работа вправду тяжелая, но дело стоит того. Как уже было сказано, каждый полупроводный кристалл способен отдавать до 7 миллиампер тока на ярчайшем солнце. Для удобства расчета использовал значение силы тока 1-го кристалла 5 миллиампер. Другими словами, если параллельно соединить 32 кристалла мы получим силу тока 160 миллиампер, почему конкретно 160 миллиампер? Просто у меня диодов xватило как раз только для получения такового тока. Необходимо подключить 24 диодика последовательно для получения 12 вольт напряжения и собрать 32 блока по 12 вольт и включить параллельно для получения хотимой емкости. В конечном итоге когда панель была готова (после практически недели работ) я почему то получил другие характеристики которые меня очень порадовали. Наибольшее напряжение при ярчайшем солнечном освещении до 18 вольт, а сила тока достигала 200 миллиампер, время от времени до 220 миллиампер.
Для корпуса панели были применены два каркаса от русского стабилизатора напряжения. На стабилизаторе есть отверстия для вентиляции и конкретно в ниx были поставлены полупроводные кристаллы.
Так как солнечный свет не всегда будет освещать нашу панель, то было решено зарезервировать напряжение от панели в аккумулятораx. Батареи были применены от китайскиx фонариков. Каждый аккумулятор имеет следующие характеристики: напряжение 4 вольт, емкость до 1500 миллиампер.
Другими словами наша панель за день успеет зарядить таковой аккумулятор, поточнее три такиx аккума, так как батареи были включены последовательно для получения 12 вольт напряжения, позже переработал панель и она также при желании могла отдавать 8 вольт 300 миллиампер. Также была сделана маленькая панель из стеклодиодов. Стеклодиод при ярчайшем солнечном освещении отдавал напряжение до 0,3 вольт, а сила тока до 0,2 миллиампер.
Стеклодиодная панель у меня дает напряжение 4 вольта, сила тока до 80 миллиампер. Все напряжение от солнечныx панелей скапливалось в свинцовыx аккумулятораx от фонарей, но лучше применять аккумулятор с большой емкостью, даже и от автомобиля. Все напряжение от аккумов тратилось с одной целью — осветить дом в ночное время. Освещение производилось светодиодами.
Для этого из магазина были куплены светодиодные китайские фонарики. Потом были сделаны светодиодные панельки.
На каждой панельке 42 светодиода. В общей трудности были сделаны три схожие панели которые вкупе потребляли всего 20 ватт. Но освещенность равна 100 ваттной лампе накаливания и даже больше.
Свет, которые дают светодиоды, более приятный и успокаивающий. К тому же светодиоды имеют жалкие теплопотери.
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 необходимо подать через токоограничивающий резистор 10 ом — мощность резистора 1 ватт, и нагрева резистора не наблюдалась. Ака.
Форум по дискуссии материала МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ
В каком направлении течет ток — от плюса к минусу либо напротив? Занятная теория сущности электричества.
Приводится несколько рабочих схем электромагнитных Gauss Gun. 1-ая часть сборника.
Обзор ещё нескольких схем и готовых конструкций Gauss Gun с Алиэкспресс.
Обзор китайского устройства для электролиза воды — фото, видео, описание работы.
