Солнечная батарея своими руками из подручных средств и материалов в домашних условиях – как собрать и изготовить солнечную батарею из диодов, транзисторов и фольги? Фотомануал: солнечная батарея своим
Углеводородные энергоносители смеют свойство заканчиваться, а их использование не всегда происходит в чистых технологических процессах. Поэтому мы наблюдаем постоянное загрязнение окружающей среды, в которой живут люди.
Применение альтернативных источников электрической энергии позволит сохранить экологию для будущих поколений. Использование энергии Солнца имеет ряд преимуществ:
- неиссякаемый потенциал. Светило способно удовлетворить потребности человека в любом количестве нужной ему чистой энергии;
- энергия тишины. Преобразование солнечного света в электрическую энергию происходит в полной тишине. Это является важным фактором, который выгодно отличает этот процесс от других методов получения электрической энергии;
- бесплатный свет. Солнечные лучи проникают повсюду и бесплатно согревают каждого жителя. Однажды вложив деньги в приобретение солнечных батарей, владелец может гарантированно эксплуатировать модуль в течение двадцати лет.
Солнечная батарея своими руками из подручных средств в домашних условиях
- Долговечность. Такой источник энергии будет работать на вас очень долго, поэтому, приобретая солнечную батарею, вы подписываете с ней долгосрочный контракт.
- Простое строение. Батарею вы сможете сделать сами в домашних условиях, в этом нет ничего трудного. Ниже будет приведена инструкция, как это сделать.
- Маленький вес. Солнечные батареи из-за особенности своей конструкции и использующегося материала мало весят, это является огромным плюсом в некоторых отраслях.
- Поддаются ремонту. Такого рода батареи ломаются довольно редко, но если это и произошло, то их можно с легкость восстановить.
- Экологичность. Солнечные батареи безвредны для окружающей среды, они используют неисчерпаемый ресурс — солнечный свет. Кроме экологичности, у них есть еще одно преимущество — бесшумность.
Купить или сделать
Экономить время или деньги – все зависит от вас Преимущества изготовления своими руками состоят в приличной экономии денег — намного дешевле будет заказать необходимые материалы, например, на аукционе eBay, чем покупать готовую солнечную батарею на рынке.
Однако, большим недостатком будет неопределенное количество времени, потраченное на заказ и ожидание посылок с материалами, а также на изготовление и сбор коллектора. Выбирайте сами, что вам важнее — время или деньги!
Смотрите видео, в котором специалист подробно показывает, как собрать солнечную батарею своими руками:
Солнечные батареи — устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.
Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо понять устройство и принципы ее работы. Солнечная батарея включает в себя фотоэлементы, соединенные последовательно и параллельно, аккумулятор, накапливающий электроэнергию, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и контроллер, следящий за зарядкой и разрядкой аккумулятора.
Как правило, фотоэлементы изготавливают из кремния, но его очистка обходится дорого, поэтому в последнее время начали использовать такие элементы, как индий, медь, селен.
Каждый фотоэлемент является отдельной ячейкой, генерирующей электроэнергию. Ячейки сцеплены между собой и образуют единое поле, от площади которого зависит мощность батареи. То есть, чем больше фотоэлементов, тем больше электроэнергии генерируется.
Солнечные батареи для дома своими руками
Большой плюс самостоятельного изготовления солнечных батарей заключается в том, что можно собрать небольшой пробный комплекс, а затем постепенно наращивать его мощность, докупая больше элементов.
Не стоит собирать слишком большие батареи. Их сложно монтировать, тяжело менять угол наклона, кроме того, они, как парус, будут улавливать ветер, что небезопасно.
Выбор элементов для панели
Главный вопрос – это приобретение гелиоэлементов. От удачной покупки будет зависеть, имеет ли смысл затевать самостоятельное изготовление батареи.
Можно приобрести готовый комплект для сборки панели за 4,3 — 5,1 тыс. руб.
Ещё один вариант – на известных торговых сайтах приобрести повреждённые, но работающие панели.
Это детали, отбракованные производством – они могут иметь, например, сколы, что существенно снижает их стоимость, но не влияет на работоспособность.
Важно знать, что вне зависимости от размера пластины, они выдают одинаковое напряжение, а вот на силу тока и вес конструкции, габариты влияют.
Чем больше размер панели, тем она тяжелее. А вот применять в одной системе разные панели нельзя.
Разработка проекта системы
По получившимся данным рассчитывается размер будущей конструкции и её вес. Эти показатели пригодятся для того, чтобы выполнить каркас нужного размера, а также выяснить, сможет ли выдержать конструкцию кровля дома, на которую планируется установка оборудования.
Размещая панель важно стремиться, чтобы солнечный свет попадал на поверхность под прямым углом. Поэтому, кроме того, чтобы выбрать самую освещённую сторону крыши, нужно ещё и позаботиться о том, чтобы можно было менять угол наклона гелиопанели. В снегопад, например, оборудование размещают практически вертикально, чтобы на его поверхности не задерживался снег.
Изготовление каркаса
Первым делом высчитываются размеры будущей конструкции. Сделать это просто, если уже известно, сколько панелей каких размеров будет применяться. Однако нужно оставлять по 3-4 мм между элементами, чтобы компенсировать расширение основы при изменениях температуры.
По рассчитанным размерам, из фанеры вырезается днище или основа будущей батареи. По периметру её внешней стороны делается рама из брусков. Толщина брусков – около 20 мм.
Каркас для солнечной батареи из алюминиевых уголков
Идеальная температура для работы гелиопанелей от 70 до 90° C. Под стеклом t сложно контролировать и она может значительно повышаться, особенно в тёплое время года. Поэтому в деревянной раме делаются вентиляционные отверстия. Сверлят их через каждые 20 см (диаметр около 10 мм). В нижней части тоже насверливаются отверстия с шагом в 5 см.
Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельную панель
- Нарезать проводники в размер по картонной заготовке.
- Разместить проводники на нужных местах фотоэлементов.
- Нанести припой и кислоту на площадки контактов.
- Зафиксировать проводник.
- Паять, не нажимая на кристаллическую поверхность.
Инструкция по изготовлению солнечной батареи
Сборка модульного каркаса
Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.
Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс
Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:
- листы фанеры выбранного размера;
- невысокие рейки для бортиков;
- клей универсальный или для древесины;
- уголки и саморезы для крепежа;
- дрель;
- плиты ДВП;
- куски оргстекла;
- краска.
Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.
Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло
Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.
Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса
Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.
Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева
Как сделать солнечные батареи: фото, видео, инструкция
Фотоэлектрические системы частного дома
Электрические домашние системы энергообеспечения с использованием солнечных элементов можно разделить на 3 вида:
Если дом подключен к центральной энергосети, то оптимальным вариантом будет смешанная система: днем питание производится от солнечных батарей, а ночью – от аккумуляторов. Центральная сеть в данном случае является резервом. Когда нет возможности подключиться к центральному энергоснабжению, его заменяют топливными генераторами – бензиновыми или дизельными.
Контроллер необходим для предотвращения короткого замыкания в момент максимальной нагрузки, аккумулятор – для накопления энергии, инвертор – для распределения и подачи ее к потребителю
При выборе наиболее удачного варианта следует учитывать время суток, в которое происходит максимальное потребление энергии. В частных домах пиковый период выпадает на вечер, когда солнце уже зашло, поэтому логичным будет использовать либо подключение к общей сети, либо дополнительное применение генераторов, так как солнечное энергоснабжение происходит в дневное время.
В фотоэлектрических системах энергоснабжения используют сети и с постоянным, и с переменным током, причем второй вариант подходит для размещения приборов на расстоянии более 15 м
Для дачников, режим работы которых часто совпадает со световым днем, подходит солнечная энергосберегающая система, которая начинает функционировать вместе с восходом солнца, а заканчивает вечером.
Комплекты солнечных батарей 3 кВт на дачу от 60000 рубле
Для производства 1 кВт электроэнергии необходим комплект производительностью более 200 Вт. Согласно многочисленным отзывам солнечные электростанции для дома на даче производительностью 800 Вт способны обеспечить полное автономное электроснабжение объекта. Стоимость такой системы обойдется от 80000 руб.
Согласно отзывам владельцев, солнечные батареи для дома на дачном участке лучше укомплектовывать двумя или четырьмя модулями мощностью 200 В каждый. Это зависит от количества потребителей энергии, продолжительности и периодичности их использования. Если мощности недостаточно, ее можно нарастить, добавляя солнечные панели.
Многие приобретают такой комплект для частного сектора, где есть централизованное электроснабжение, как дополнительный источник энергии. Многочисленные отзывы о солнечных батареях для дома свидетельствуют, что в этом случае можно существенно сэкономить на оплате счетов за электроэнергию.
Как собрать солнечную батарею из китайских панелей своими руками
- простая установка устройства, которая не требует прокладывания кабелей к опорам;
- система не требует больших временных затрат на свое обслуживание;
- выработка электроэнергии не оказывает пагубного влияния на окружающую среду;
- конструкция не имеет подвижных частей;
- бесшумный режим работы;
- поставка электроэнергии не зависит от распределительной сети;
- длительный период эксплуатации системы при минимальных затратах.
Как изготовить солнечные батареи своими руками
Четыре солнечные пластины вырабатывают в общей сложности 2 В электроэнергии
Для создания солнечной батареи для дома своими руками необходимо подготовить определенные материалы.
Первым главным составляющим для создания солнечных батарей является набор качественных фотоэлементов. Сегодня можно приобрести элементы из поликристаллического или монокристаллического кремния. Более популярными являются последние фотоэлементы, которые идеально подходят для домашнего энергоснабжения.
Полезный совет! Все необходимые для сборки элементы стоит приобретать у одного производителя. Поскольку материалы различных торговых марок существенно отличаются, что усложнит сборку всей конструкции.
Солнечную батарею можно собрать из подручных материалов, но эффективность такой батареи будет не высока
Солнечную станцию можно считать долгосрочным вложением денежных средств, которое окупится и в будущем будет приносить прибыль
Солнечные батареи для дома своими руками: пошаговая инструкция для изготовления
После того, как все необходимые элементы приготовлены, можно приступать к сборке конструкции, которая состоит из следующих этапов:
- Создание каркаса из алюминиевых уголков с невысокими бортиками и метизов, размер которых зависит от количества преобразователей и их площади. Здесь следует учесть расстояние между ФЭП не менее 5 мм.
- На внутренние грани реек следует нанести герметик.
- Уложить на каркас лист из прозрачного материала, плотно прижив его к клеевому контуру.
- После полного высыхания герметика с помощью метизов скрепить раму и прозрачную поверхность.
- Разложить на ровной поверхности все фотоэлементы батареи «минусовой» стороной вверх.
- С помощью паяльного инструмента к каждому ФЭП присоединяются проводники одинаковой длины. Это удобнее всего производить, когда модуль располагается на стекле.
- Все элементы последовательно соединяются между собой в виде «змейки».
- Крайние контакты необходимо припаять к шине (серебренному широкому проводнику).
- Для предотвращения снижения качества освещения в темное время суток необходимо создать «средние точки» при помощи шунтирующих диодов, которые устанавливаются на плюсовой клемме. Для этого подойдут диоды Шоттки.
- Уложить на прозрачную плоскость фотоэлементы с проводниками.
- Смазать все ФЭП, выводимые и соединяющие провода силиконовым клеем.
- Закрыть конструкцию задней панелью.
- Подключить солнечную панель к аккумулятору, контроллеру заряда солнечной батареи и инвертору.
Полезный совет! Чтобы между нагрузкой и отдельными элементами батареи не возникало короткого замыкания необходимо установить предохранители.
Преимущества и недостатки использования
- Низкий коэффициент полезного действия. Лучшие, экспериментальные варианты изготовления преобразовывающих полупроводниковых пластин не имеют КПД более 44% от достигающей их энергии света. Для дешевых – кремниевых – такой коэффициент составляет всего лишь 9-25%, в зависимости от формы использования кристаллов.
- Площадь пластин. Вытекает из предыдущего пункта – для выработки реальной энергетической отдачи требуются и большие площади генерирующих сборок.
- Потери. В случае, когда полупроводник не освещен, он из генерирующего превращается в потребляющий. Для обхода этого фактора используются специальные байпасы в сборках кристаллов. Это своеобразные пути движения тока, которые минуют потребляющие элементы и подключают их в сеть, только если в них возникает ток.
- Цена. Даже самые дешевые солнечные панели в сборе с оборудованием генерации энергии (инвертор, контроллер, аккумулятор) стоят от 70000 рублей за генерируемую площадь, достаточную для получения всего лишь 200 Вт*ч электроэнергии или 1 кВт в сутки. Размер подобной приблизительно составит 1,5 м 2 . Как видно, параметры достаточно суровы, но позволяют, в экономном режиме, обеспечить питанием небольшое жилье (без отопления). Прилично уменьшить цену поможет вариант, если сделать солнечную батарею своими руками из элементов, которые можно купить на различных торговых площадках.
Выбор правильного места
Начало создания любой гелиостанции – выбор места ее размещения. От размера и формы свободного пространства и зависит количество полупроводниковых модулей – основы солнечной батареи. Место должно быть хорошо освещено, на него не допускается падание тени.
В идеале, предпочтительна поверхность строго перпендикулярная относительно земли, чтобы солнце давало свой максимум, независимо от светлого времени суток.
Существуют системы, поворачивающие сборки полупроводниковых кристаллов вслед движению светила. К сожалению, практического толка в них мало, так как механика подобных конструкций сама потребляет энергию, сводя на нет весь плюс такого подхода.
Проведение расчетов
Следующим действием производят расчет реальной и максимально потребляемой энергии. Он нужны для знания требуемых технических параметров компонентов гелиостанции и количества необходимых генерирующих элементов – полупроводниковых модулей, из которых и будет состоять панель в целом. Потребление электричества в обычном доме
Итого ежесуточный расход равен 6,28 кВт. Конечно, эти цифры весьма приблизительны и могут колебаться в различные стороны. Единственный от них плюс – понимание общего количества тока для снабжения дома.
Как сделать солнечную батарею своими руками в домашних условиях: пошаговая инструкция, материалы
- аккумуляторы, в количестве обеспечивающим необходимую емкость;
- инвертор, способный выдавать требуемую мощность;
- контроллер заряда аккумулятора, не допускающий его превышение;
- полупроводниковые модули, в вычисленном количестве;
- алюминиевый, металлический, деревянный или прочный пластиковый профиль для рамы;
- ДСП или жесть в качестве основания конструкции;
- стекло, которое будет использоваться для закрытия поверхности фотоэлементов;
Основные ошибки при установке солнечных батарей
Основной ошибкой можно назвать место выбора размещения солнечных панелей. Если монтаж производится на крыше, то необходимо учитывать направление ее наклона и положение их согласно сторонам света.
Если панели находятся с востока на запад – это наилучший вариант, они будут освещены всегда согласно ходу солнца.
Еще одна ошибка, часто делаемая начинающими специалистами – неверное сечение проводов для солнечных панелей. Казалось бы, вольтаж в них не большой, а значит можно использовать тонкую линию. Это не так: нагрев проводов происходит от нагрузки и вырабатываемой мощности, а для 6А он довольно существенен.
Как эксплуатировать солнечные батареи?
Важно понимать, что у батареи, выдающей максимальную мощность 80 Вт днем, она уменьшится с наступлением темного времени суток. В течение же светового дня такой мощности достаточно для подключения телевизора, ноутбука, для зарядки часов на солнечных батареях водонепроницаемых.
Но, к солнечной батарее потребуется инвертор, который постоянное напряжение 12 В, будет преобразовывать в переменной – 220В.
Если же днем, находясь на работе, вы электричеством не пользуетесь, но желает накопить энергию на вечер, необходимо иметь АКБ и контроллер заряда к нему.
Электричество, станет поступать от солнечной батареи на контроллер, что приведет к зарядке аккумулятора от солнечной батареи. С помощью инвестора электричество с аккумулятора преобразуется в 220В, а резерв будет тем больше, чем больше емкость аккумулятора. Им и можно воспользоваться в темное время.
Стоимость солнечной батареи, изготовленной своими руками, в 3 раза ниже, чем при ее покупке, но за аккумулятор, контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи и качественный инвертор сумму придется выложить немалую.
Солнечные батареи для дома своими руками: технология изготовления
- алюминиевый уголок;
- стекло;
- фотоэлементы и проводники;
- диоды и материал для каркаса;
- герметик;
- мультиметр;
- паяльник;
- олово;
- флюс;
- шины для пайки;
- герметик
- шурупы;
- краску и оплетку для изоляции кабеля.
