Солнечные батареи для дома своими руками



солнечные батареи для дома своими руками

Изготовление солнечных батарей для дома своими руками

  • Выбираем материал
  • Пайка проводников
  • Сборка корпуса
  • Солнечные батареи на основе диодов
  • Монтирование солнечных батарей для дома на основе диодов

Сегодня солнечные батареи #8212 одни из самых распространенных и эффективных вариантов альтернативной энергии. На современном рынке можно без особого труда найти такую конструкцию, хотя, в связи с большой стоимостью, приобрести ее сможет не каждый. В связи с этим многие владельцы частных домов конструируют самодельные солнечные батареи. В зависимости от необходимой мощности таких конструкций, существует несколько способов их изготовления.

Рис. 1. Пример готовой солнечной батареи. Для изготовления батареи лучше всего использовать монокристаллический кремень.

Выбираем материал

Рис. 2. Крепление стекла происходит за счет метизов.

Перед тем как начать сборку солнечных батарей своими руками для дома, необходимо решить, какие материалы будут взяты за основу будущего изделия. Основной частью фотопанели являются фотоэлементы, среди которых наибольшее распространение получили элементы из монокристаллического и поликристаллического кремния. КПД монокристаллов около 13%, а поликристаллов #8212 7-9%. Поэтому солнечные батареи своими руками чаще всего изготавливают именно из этих элементов. Внешний вид такой конструкции показан на Рис. 1.

Для изготовления солнечных батарей для дома нам понадобятся такие материалы и инструменты:

  • фотоэлементы
  • плоские проводники
  • блокирующий (шунтирующий) диод
  • алюминиевые уголки
  • поликарбонат или стекло
  • пластиковые пластины
  • крепежные метизы
  • паяльник
  • паяльная кислота, припой
  • силиконовый герметик
  • кабели для токоотвода
  • двусторонняя монтажная лента.

Рис. 3. Электрическая схема спайки солнечной батареи.

Приобрести фотоэлементы можно на многих сайтах или в специализированных магазинах. Кстати, покупать набор, который, помимо пластин, содержит еще проводники и блокирующий диод выгоднее, чем искать их отдельно.

Для создания корпуса лучше всего подойдут небольшие алюминиевые уголки. Изготавливать корпус из дерева не рекомендуется, потому что он постоянно будет находиться под погодным воздействием, что негативно скажется на сроке его службы. В качестве внешнего покрытия пластин хорошо подходит поликарбонат или простое стекло.

Вернуться к оглавлению

Пайка проводников

Когда все составляющие в наличии, приступаем к сборке солнечных батарей своими руками. Сначала нужно припаять проводники к фотоэлементам. Этот процесс достаточно трудоемкий и сопряжен с некоторыми сложностями, потому что пластины имею хрупкую конструкцию, поэтому при их пайке нужно быть особо внимательным.

На этом этапе порядок действий будет таков:

  • нарезать проводники необходимой длины
  • поместить проводник на ячейку
  • нанести припой и паяльную кислоту на место соединения
  • осторожно припаять проводник.

При соединении пластин нужно помнить, что тыльная ее сторона #8212 это «+», а лицевая #8212 «-», то есть припаянные на одну сторону проводники первой пластины должны соединяться с противоположной стороной второй пластины и т.д.

Если две пластины соединить одноименными сторонами, то получится элемент с удвоенным током. Соответственно, две пластины по 8 А дадут модуль на 16 А.

Вернуться к оглавлению

Сборка корпуса

Рис.4. Для изготовления солнечной батареи можно использовать кремниевые диоды КД202, Д226 или Д237.

Чтобы смастерить корпус для солнечных батарей своими руками, нам нужны алюминиевые уголки нужных размеров и крепежные метизы. Не нужно использовать высокие уголки, потому что их установка будет затенять фотоэлементы и увеличит толщину всей конструкции. На внутреннюю грань соединенных профилей наносится силиконовый герметик. На слой герметика кладется лист прозрачного материала (поликарбонат или стекло), прижимается и фиксируется. После того как силикон высохнет, стекло дополнительно фиксируется с помощью метизов (Рис. 2).

После этого проводится установка соединенных между собой фотоэлементов на внутреннюю плоскость прозрачной поверхности, причем расстояние между ними должно быть около 5 мм. Это нужно для того, чтобы ячейки под влиянием больших температур смогли свободно расширяться.

Рис. 5. Правильная обрезка диода.

Далее все самодельные элементы батареи для дома необходимо спаять в единую конструкцию. Это можно сделать по схеме, показанной на Рис. 3. В схеме в обязательном порядке должен присутствовать шунтирующий диод, который монтируется на «плюсовом» проводнике. Он нужен для того, чтобы аккумулятор, подсоединенный к системе, в ночное время не разряжался. Для этих целей лучше всего подходят диоды Шоттки. Для токоотвода можно использовать обычные кабели с хорошей изоляцией.

Затем выполняется монтаж фотоэлементов и герметизация панели с помощью прочного пластика. Для этого на ячейки наносят силикон и прижимают их к пластмассовой пластине. Если использовать прозрачный пластик, то можно будет контролировать техническое состояние ячеек и возможно появление каких-либо дефектов.

Когда силикон застынет, проводится установка панели в алюминиевую раму. Для крепления фотоэлементов можно использовать и двусторонний монтажный скотч. Главное, чтобы толщина ленты превышала толщину пайки, чтобы предотвратить повреждение контактов.

Вернуться к оглавлению

Солнечные батареи на основе диодов

Рис. 6. Пример правильно обрезанного диода.

Если ваш бюджет не позволяет приобрести фотоэлементы для питания дома электрической энергией, можно создать самодельные солнечные батареи своими руками на основе транзисторов или диодов. Такая конструкция послужит автономным источником питания для электроприборов небольшой мощности.

Ее работа основывается на зависимости тока от степени освещенности р-n перехода, с помощью которой имеется возможность преобразовать световое излучение в электрический ток. Сила тока будет зависеть от таких факторов: материала, из которого изготовлен полупроводник (германий, кремний и др.) степени освещенности, площади поверхности р-n перехода.

Рис. 6. Принципиальная схема солнечной батареи.

  • 55 диодов марки КД202 (Д226, Д237)
  • плоскогубцы
  • ножницы по металлу
  • текстолитовая плата
  • медный провод
  • гайки М5
  • токоотводящий кабель.

Для создания батарей для дома своими руками лучше всего подходят кремниевые диоды КД202, внешний вид которого показан на Рис. 4. При отсутствии данной марки можно использовать диоды Д226 или Д237.

Схема подключения солнечных панелей.

Для того чтобы сделать из диода источник фототока, нужно добраться к его кристаллу, чтобы на р-n переход смог попадать солнечный свет. Для этого ножницами по металлу или плоскогубцами отрезаем вывод диода и снимаем с диода фланец. Чтобы это сделать, нужно приложить к сварному шву острый предмет и сверху несильно ударить по нему несколько раз (Рис. 5). Чтобы не повредить кристалл, необходимо следить, чтобы кончик острого предмета не заходил глубоко внутрь. Если все действия выполнены правильно, то результат вашей работы будет выглядеть, как показано на Рис. 6. Для всех остальных диодов выполняем аналогичные действия.

Принципиальная схема солнечной батареи для дома показана на Рис. 7. Батарея включает в себя 5 модулей по 11 диодов в каждом. Диоды между собой соединяются последовательно, а модули #8212 параллельно. Для получения большего тока можно использовать большее количество элементов. Главное, чтобы они были соединены по схеме. Описанная конструкция будет выдавать напряжение до 5 В при силе тока в 2,5 мА. Для питания электронных часов, малогабаритного приемника и другой небольшой аппаратуры этого вполне достаточно.

Вернуться к оглавлению

Монтирование солнечных батарей для дома на основе диодов

Подготовленные диоды монтируются на плату из стеклотекстолита. Положительные выводы диодов соединяются с помощью медного провода. При таком монтаже пайку лучше не использовать, так как большие температуры могут повредить р-n переход. Диоды данной серии включают в себя токосъемные болтовые контакты с резьбой М5, которые служат выводами отрицательной полярности. Для их соединения между собой нужно накрутить на них гайки М5, а между платой и гайкой провести оголенный медный провод, а затем затянуть его гайкой.

После установки всех элементов плата устанавливается в корпус с прозрачной крышкой из органического стекла или других материалов. В корпусе необходимо сделать небольшое отверстие для вывода питающего шнура.

Все самодельные солнечные батареи, сделанные своими руками, в зависимости от их мощности и габаритов, могут использоваться дома для многих целей. Чтобы смастерить такое устройство, не нужно обладать особыми талантами. Достаточно иметь свободное время и «прямые» руки, и вы сможете создать солнечную батарею, цена которой будет намного ниже заводского аналога.

Как сделать солнечную батарею для дома своими руками?

Сделать солнечные батареи для дома своими руками при наличии необходимых материалов и инструментов под силу каждому хозяину

Оглавление:

Электроэнергия, полученная в подарок от солнца – это не выдумка. Над этим альтернативным способом получения электричества люди задумывались уже давно, однако, широкое применение он начал получать только сейчас. Что может быть экономнее летом для загородного жилища, чем солнечные батареи? Тем более что сделать и установить солнечные батареи для дома можно даже своими руками. И много затрат на это не потребуется, примерно от 300 до 400 долларов будет стоить ваша электрификация. Но зато вам не придется беспокоиться о том, как быть без электричества, если вдруг его отключат, и будете существенно экономить электроэнергию. подаваемую к вам в дом централизованно.

Принцип работы солнечной электростанции

Чтобы иметь возможность смастерить солнечные батареи для дома своими руками, нужно разобраться в том, как они работают. Если вы будете хорошо понимать, для чего нужна каждая из деталей, сможете разобраться в принципах работы и устройстве системы, степени ее сложности, то создание панелей для генерации солнечной энергии станет довольно понятной и простой задачей для вас.

Солнечная энергетическая станция делится на три основные составные части:

  • Солнечная батарея. Задачей этого, состоящего из нескольких элементов блока является разделение энергии солнечного света на две группы электронов: с положительным зарядом и с отрицательным. Получается собственно электрический ток. Минус солнечных батарей в том, что они не могут вырабатывать большое количество электроэнергии. Мощного напряжения они не дадут, в среднем один элемент, работающий от солнца, производит около 0.5 вольт. Для преобразования энергии солнца в привычные 220 вольт потребуется батарея огромных размеров. Но вырабатывать напряжение до 18 вольт такая электростанция вполне способна. А этого будет достаточно для того, чтобы подзарядить аккумулятор на 12 вольт в составе солнечного устройства.
  • Аккумуляторные батареи. Солнечные батареи предполагают использование нескольких таких устройств, некоторые содержат более десяти. Одна 12-вольтовая батарея не справится с задачей оснащения электричеством всего дома. Конечно, все будет зависеть от количества необходимой энергии для всех приборов, ее потребляющих. В процессе эксплуатации вы можете увеличивать мощность своей станции, увеличивая количество аккумулирующих устройств. Но, естественно, при этом необходимо будет добавлять и дополнительные солнечные элементы.
  • Устройство, которое будет видоизменять ток с низким напряжением в энергию с высоким напряжением. Оно называется инвертор. Инвертор вы можете купить в магазине готовым, он стоит недорого. При покупке вам нужно обратить внимание на выдаваемую им мощность. Она должна составлять не менее 4 киловатт.
Вот и все, что потребуется вам для того, чтобы сделать солнечные панели своими руками.

Аккумуляторы и инвертор вы приобретете готовыми, они стоят не так уж дорого, а сами панели легко изготовить самим, если, конечно, у вас есть на это желание и время.

Как сделать солнечную батарею?

Такое изделие, как солнечная батарея своими руками потребует приобретения улавливающих солнечные лучи элементов. Если покупать новые, то это выйдет довольно дорого. И вряд ли стоит тогда тратить лишние деньги на сборку собственноручно, проще купить полностью новое, уже собранное устройство. Выход есть – купить немного поврежденные элементы, которые вполне способны еще работать. Такие вещи продаются различных сайтах, подобных eBay, или с рук. Для изготовления одного солнечного генератора может потребоваться около 36 элементов.

Берите немного большее количество улавливающих элементов, чем вам нужно, чтобы в случае, если какой-то из них окажется нерабочим, можно было заменить. Положите их подальше, в такое место, где вы их не повредить, пока не начнете сборку. Они чрезвычайно хрупкие.

Процесс изготовления солнечных батарей

Следующим по плану будет изготовление корпуса для мини-электростанции. Вам потребуются следующие материалы:

  • бруски дерева
  • фанерные листы
  • плиты ДВП и органическое стекло.
  1. Дно для корпуса вырезается из листа фанеры, предварительно рассчитав нужные размеры.
  2. По периметру листа прикрепляется брус, по толщине составляющий 2-2,5 см.
  3. В брусках на расстоянии 20 см сверлятся отверстия примерно 10 мм для вентиляции и профилактики перегрева устройства.
  4. Делается «подстилка» для солнечных элементов. Для этого потребуется плита ДВП, которая вырезается точно по периметру нашего корпуса, подгоняя, чтобы она хорошо легла внутрь.
  5. Эту основу тоже нужно оснастить небольшими отверстиями для воздуха, сверлятся они на расстоянии примерно 5 см.
  6. Делается крышка для корпуса: берется оргстекло и вырезается по его размерам, сверлятся отверстия и при помощи саморезов крепятся к корпусу.
  7. Готовый корпус нужно прокрасить двумя слоями краски и дать ему подсохнуть.
  8. Теперь можно доставать наши солнечные элементы. Укладываем их на подложку и последовательно соединяем.
Процесс спайки требует тщательного подхода. Если вы соедините полностью все элементы, вам будет достаточно трудно перевернуть их, не повредив. Лучше соединять их по рядам, а потом уже объединять ряды в одно целое.

  1. После того как вы соедините и перевернете все ряды, нужно приклеить каждый из них с помощью силикона.
  2. После этого проверьте, работает ли собранная конструкция. При помощи специального прибора измерьте напряжение на выходе. Если процесс сборки удался, то оно должно быть равно 19 вольт.
  3. В случае если прибор показал именно эту цифру, последовательным способом впаивайте туда небольшой диод. Это нужно для того, чтобы предотвратить разрядку аккумуляторов.
  4. Дальше выводите выходные провода и закрепляйте сделанную из оргстекла крышку.
Теперь производство солнечных батарей можно считать оконченным. Некоторое время нужно понаблюдать за ними, проверяя, способны ли они подзаряжать аккумулятор.

Последним этапом сборки будет герметизация всех щелей, стыков. Не забудьте только оставить отверстия для вентиляции.

Когда вы знаете, как сделать солнечную батарею, нужно определиться с местом ее установки. Естественно, это место должно быть ничем не загорожено и иметь контакт с большим количеством прямых солнечных лучей. Если вы решите установить их на крыше, то, возможно, вам понадобятся поддерживающие опоры.

Как сделать небольшие солнечные батареи?

Не всегда рядом с домом или даже на крыше достаточно места для полноценной солнечной электростанции, но маленькую солнечную батарею может сделать практически каждый, кто разбирается в электричестве. В итоге у вас получится собственная солнечная батарея для зарядки телефона .

Перед тем, как сделать солнечные батареи небольших размеров, понадобятся такие материалы:

  • Небольшой лист меди, стоимость его примерно до 150 рублей за квадратный метр. Вам потребуется около 50 квадратных сантиметров.
  • Два зажима, называемых крокодильчиками.
  • Прибор для измерения тока в пределах от 10 до 50 микроампер.
  • Электропечь мощностью не меньше чем 1100 Ватт. Спираль такой печи должна разогреваться до красноты.
  • Пластиковая емкость (бутылка) с отрезанным горлышком.
  • Несколько ложек обычной каменной соли.
  • Немного теплой воды.
  • Наждачная бумага.
  • Лист металла.

Процесс сборки маленькой солнечной батареи

  1. Отрежьте кусок очищенного медного листа такого размера, чтобы он совпадал с размером спирали на вашей печи. Положите его на спираль.
  2. Разогрейте печку. Во время разогревания меди начнут происходить определенные химические метаморфозы. Она будет со временем менять свой цвет. Дождитесь того момента, когда лист меди не станет покрыт черным толстым слоем. Это примерно около получаса.
  3. Дайте листу меди время остыть. Окись, образовавшаяся на поверхности меди в виде черного налета, начнет при остывании отходить от всего остального.
  4. Когда лист остынет до температуры воздуха, сполосните его небольшим количеством проточной воды комнатной температуры. Не снимайте оставшуюся окись меди!
  5. Вырежьте из листа меди еще один такой же кусок, как уже был вырезан. Его не нужно обрабатывать, как первый.
  6. Складываем по отдельности два листа: обработанный и необработанный. Они должны войти в пластиковую бутылку не соприкасаясь.
  7. Теперь нужно прицепить к каждому листу по «крокодильчику».
  8. Подводим от необработанного листа провод к плюсу, а от обработанного – к минусу.
  9. Теперь делаем раствор из 2-3 столовых ложек соли с теплой водой, размешиваем и даем раствориться.
  10. Выливаем этот раствор в бутылку, где лежат пластины из меди, не доливая до их края примерно 25 мм.
Теперь батарея готова. Прибор для измерения тока должен показывать около 6 миллиампер. А Вы хотели бы поставить солнечные батареи на крышу своего дома? Или Вы уже успешно сделали это? Расскажите об этом в комментариях .

Источники: http://1poteply.ru/radiatory/solnechnye-batarei-dlya-doma-svoimi-rukami.html, http://www.rutvet.ru/in-kak-sdelat-solnechnuyu-batareyu-dlya-doma-svoimi-rukami-7449.html





Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением