Солнечная батарея в готовом для функционирования виде стоит недешево. Но ее можно соорудить своими руками. Подобные технологические новшества — отнюдь не редкость в нашем веке. Подобные устройства многим помогают в быту и жизни.
Так солнечные батареи на крыше дома делают электрическую энергию практически бесплатной. Отопление оранжерей, обеспечение работы отдельных бытовых приборов, обогрев и другие функции — сфера применения подобных конструкций.
С каждым годом они приобретают все большую популярность. Рассмотрим метод сборки электростанции своими силами.
Краткое содержимое статьи:
Разобравшись, как сделать солнечные батареи своими руками, возможно малыми затратами соорудить собственную конструкцию. Она будет работать аналогично тем, производятся промышленностью. Это генератор, функционирующий за счет фотоэлектрического эффекта.
Для того, что бы узнать, как обустроить и установить оборудование на дачном участке, рекомендуем профильный портал — dachnichek.
Гелеоэнергия преобразуется в электричество вследствие падения лучей на пластины, представляющие собой фотоэлементы — главные части конструкции.
Для примера, собранная система состоит из 36 пластин. Характеристики солнечных батарей для дома будут следующие: каждый элемент имеет размеры 8 на 15 см и выдает 2,1 Вт. Суммарная мощность устройства получится равной 76 Вт.
Кванты попадают на фотоэлементы, в результате чего с внешних орбит атомов вещества уходят электроны.
Становясь свободными, они создают ток, идущий через контролер к аккумулятору, где накапливается заряд. Затем энергия поступает потребителю — различным бытовым или техническим устройствам.
Комплект солнечной батареи для дома составляется из кремниевых фотоэлементов. Одна их сторон пластины имеет тонкий слой химически пассивного фосфора либо бора.
Электроны, возникая, сдерживаются этой пленкой. Поверхность элемента пересекается металлическими дорожками, где свободные частицы собираются, выстраиваются и движутся упорядоченно, создавая ток.
При большом числе фотоэлементов в комплекте батареи можно получить достаточно много электричества.
Верхний слой пластины снабжен противоотражающим слоем. Это увеличивает КПД.
Пластины фотоэлементов могут быть:
Фотопреобразователи представляют собой модули всей конструкции, закрепляемой в профиле из алюминия.
Для сборки конструкции приготавливают следующий перечень материалов:
Габариты батареи предопределяют количество всех нужных материалов. А это зависит от планируемого числа фотоэлементов.
Понадобятся следующие инструменты:
Фотоэлементы, не совпадающие по размеру, использовать крайне нежелательно. Ведь получаемый по максимуму ток ограничит наименьший из них. При этом мощность больших снижается.
Для сборки модулей воедино понадобятся шины. Подключение производится посредством клемм.
Каркас формируют из деревянных реек. Или же из алюминиевых уголков, отдавая им предпочтение по причинам легкости, надежности этого материала. Отсутствует коррозия, гниение, разбухание от влаги.
Потребуется также прозрачный элемент. От показателя преломления зависит КПД. Важна и способность поглощать ИК (инфракрасный) спектр.
Что нужно знать при выборе ветрогенератора
Генератор из асинхронного двигателя: схема, таблица, инструкция, как сделать своими руками + фото от мастера!
Как подобрать солнечную электростанцию: готовые решения, принцип работы, как выбрать и установить своими руками (фото + видео-инструкция)
Первый параметр наилучший у плексигласа и оргстекла. А также применяется поликарбонат, который несколько хуже.
Поглощение ИК изучения влияет на нагрев, а значит — на срок службы. Берется термопоглощающее оргстекло или обычное со специальной функцией (например, антибликовое).
Солнечная система должна быть рассчитана перед сборкой по размеру, основу чего составляют габариты пластины.
Также необходимо предусмотреть угол наклона установки, при котором освещаемость панелей будет максимальной (обычно — 50 или 60 градусов).
Лучше, если эта величина будет переменной, но максимум панель получает при перпендикулярном падении лучей.
По отношению к выбору места батареи располагают на земле, крышах. Крона деревьев не должна бросать тень, выбирается солнечная сторона.
Расчету также подлежат электрические параметры. Каждый метр может дать 120 Вт. Семья в среднем потребляет 300 кВт ежемесячно.
Для удовлетворения таких нужд потребуется примерно 20 кв. м. Но если цифра площади — всего 5 метров, дом получит значительную экономию.
Сборка состоит из следующих шагов.
В пластинах необходимо припаять контакты. Иногда элементы продаются вместе с металлическими проводниками, но в другом случае те и другие соединяют пайкой.
Приготавливают каркас под размещение фотопластин. Рамки складывают из алюминиевых уголков (70 или 90 мм) или реек. Внутри наносят герметик. Задний корпус выполняют из ДСП с бортами до 2 см высотой, привинченными саморезами.
При расчете размеров оставляют зазор для элементов до 5 мм. В корпусе делают отверстия для вентиляции, шаг 10 см.
Прозрачный элемент вставляют в раму, прикрепляется метизами на углах и сторонах.
Нужно смонтировать элементы, разложив их поверхностью вниз на стекло. Делают пайку с «+» на лицевой и «-» на обратной стороне. Соединяют контакты. Припаивают рядами. Затем элементы надо приклеить, нанеся в середину каждого герметик.
Затем цепочки переворачиваются вверх лицом и располагаются по предварительной разметке. Немного прижимаем, выводим на шину контакты через каркасные отверстия. Устройству нужен также диод Шоттки для блокирования обратного тока.
Тестирование амперметром в ясную погоду, полдень. Прибор присоединяем к контактам, меряем ток короткого замыкания, норма силы которого — от 0,5 до 1 А. Максимальный показатель работы батареи — 10 А.
Работоспособные части, размещенные на подложке, переносят в корпус.
Герметизацию делают эпоксидным компаундом или силиконовым герметиком, что дешевле. Заливают полностью или между элементами.
Ждут просыхания после чего ставят оргстекло. В каркас можно подложить амортизирующий поролон. На стекло надавливают для удаления воздуха.
Осталось лишь вновь протестировать конструкцию и разместить в месте функционирования. Сделать ее не так просто, а также КПД несколько меньше, чем у промышленного образца.
Для тренировки рекомендуется сначала соорудить небольшой солнечный агрегат.
Вам понравилась статья? Поделитесь 😉
Желание сделать систему энергообеспечения частного дома более эффективной, экономичной и чистой с экологической точки зрения заставляет искать новые источники энергии.
Одним из способов модернизации является установка солнечных батарей, способных преобразовывать энергию солнца в электрический ток. Существует прекрасная альтернатива дорогостоящему оборудованию — солнечная батарея, сделанная своими руками, которая позволит ежемесячно экономить средства из семейного бюджета. О том, как такую вещь соорудить, мы сегодня и будем говорить. Обозначим все подводные камни и расскажем как их обойти.
Общую информацию о конструктивных особенностях солнечных батарей смотрите на видео:
Содержание
1 Разработка проекта солнечной энергосистемы
2 Варианты модулей для самостоятельной сборки
3 Инструкция по изготовлению солнечной батареи
3.1 Сборка модульного каркаса
3.2 Монтаж солнечных элементов
4 Фотоэлектрические системы частного дома
Проектирование необходимо для более удачного размещения панелей на крыше дома.
Чем больше солнечных лучей попадет на поверхность батарей и чем выше их интенсивность, тем больше энергии они произведут. Для установки понадобится южная сторона кровли. В идеале лучи должны падать под углом 90 градусов, поэтому следует определить, в каком именно положении работа модулей принесет больше пользы.
Дело в том, что самодельная солнечная батарея, в отличие от заводской, не имеет специальных датчиков движения и концентраторов. Для изменения угла наклона существует возможность изготовить механизм на ручном управлении. Он позволит устанавливать модули почти вертикально в зимний период, когда солнце стоит низко над горизонтом, и опускать их летом, когда солнцестояние достигает своего пика. Вертикальное зимнее расположение имеет и защитную функцию: оно препятствует скапливанию на панелях снега и наледи, чем продлевает срок эксплуатации модулей.
Энергоэффективность модульной конструкции можно увеличить, если создать простейший механизм управления, который позволит менять угол наклона батареи в зависимости от времени года и даже времени суток
Возможно, перед монтажом батарей потребуется усиление кровельной конструкции, так как комплект из нескольких панелей имеет довольно большую массу.
Необходимо вычислить нагрузку на крышу с учетом тяжести не только солнечных батарей, но и снежного пласта. Вес системы во многом зависит от материалов, которые применяются при ее изготовлении.
Количество панелей и их размер рассчитывают исходя из требующей мощности. Например, 1м² модуля производит приблизительно 120 Вт, этого не хватит даже для полноценного освещения жилых помещений. Примерно 1 кВт энергии при 10м² панелей позволит функционировать осветительным приборам, телевизору и компьютеру. Соответственно, солнечная конструкция площадью 20м² обеспечит нужды семьи из 3 человек. Приблизительно на такие размеры следует рассчитывать, если частный дом предназначен для постоянного проживания.
Изготовление солнечной батареи не обязательно заканчивается первоначальной сборкой, в дальнейшем можно наращивать элементы, тем самым увеличивая КПД оборудования
Основное назначение солнечной панели – генерировать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в электрическую.
Полученный электроток представляет собой поток свободных электронов, высвобожденных световыми волнами. Для самостоятельной сборки оптимальным вариантом являются моно- и поликристаллические преобразователи, так как аналоги еще одного вида – аморфные – в течение первых двух лет снижают свою мощность на 20-40%.
Стандартные монокристаллические элементы имеют размеры 3 х 6 дюймов и довольно хрупкую структуру, поэтому работать с ними нужно крайне бережно и аккуратно
Разные виды кремниевых пластин имеют свои плюсы и минусы. Например, поликристаллические модули отличаются довольно низким КПД – до 9%, тогда как КПД монокристаллических пластин достигает 13%. Первые сохраняют показатели мощности даже в облачную погоду, но служат в среднем 10 лет, мощность вторых резко падает в пасмурные дни, зато они прекрасно функционируют на протяжении 25 лет.
Самодельное устройство должно быть функциональным и надежным, поэтому часть деталей лучше приобрести в готовом виде. Перед тем, как сделать солнечную батарею по индивидуальному проекту, загляните на сайт eBay, где можно обнаружить огромный выбор модулей с незначительным браком.
Легкая поломка не влияет на качество работы, зато заметно уменьшает стоимость панелей. Предположим, монокристаллический модуль Solar Cells, расположенный на стеклотекстолитовой плате, стоит чуть больше 15 долларов, а поликристаллический комплект из 72 штук – около 90 долларов.
Лучший готовый вариант солнечного элемента — панель с проводниками, которые требуют лишь последовательного соединения. Модули без проводников стоят дешевле, но увеличивают время сборки батареи в несколько раз
Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.
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:
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
Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».
Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки
Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх.
Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.
Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.
Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком
Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты.
В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В
Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.
Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов
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.
Оцените статью:
(9 голосов, среднее: 3.6 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Вы заинтересованы в установке собственной солнечной панели? Большой! Мы здесь, чтобы помочь. Мы создали это краткое руководство по основам изготовления солнечных батарей своими руками, чтобы помочь вам перейти на солнечную энергию!
Сделайте глубокий вдох, пришло время спланировать солнечную систему своими руками.
Как только вы узнаете, сколько солнечной энергии вам понадобится, следующим шагом будет выбор конкретных компонентов для установки солнечной панели своими руками.
Компоненты, которые вам понадобятся:
Детали, которые могут вам понадобиться:
Если вы строите сетевую солнечную систему, вам понадобится сетевая измерительная коробка (обычно предоставляется вашей коммунальной службой), чтобы подавать электричество обратно в сеть.
Если вы устанавливаете самодельную автономную систему солнечных панелей или систему с резервным хранилищем, вам понадобится аккумуляторная батарея для солнечной батареи и контроллер заряда.
Например, предположим, что вы строите автономную систему «сделай сам» для обеспечения примерно 720 ватт-часов (Втч) в день.
Предполагая 4 часа идеального солнечного света в день, общая мощность ваших солнечных панелей должна составлять около 180 Вт (720 Втч/4 часа = 180 Вт). Оставляя немного места для маневра, 200-ваттная солнечная панель (или две 100-ваттные солнечные панели) идеально подходят.
Большинство небольших солнечных систем имеют аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В или 24 В. Выбор емкости для вашей батареи в значительной степени зависит от вашего бюджета, поэтому для этой базовой установки солнечной панели своими руками мы рекомендуем батарею солнечной панели 12 В на 100 ампер-час (Ач).
Для любой самодельной системы солнечных батарей с резервным питанием выбор контроллера заряда с ШИМ вместо MPPT будет менее эффективным, но более рентабельным. Чтобы рассчитать правильный размер для вашего контроллера заряда, просто разделите мощность солнечной батареи на напряжение батареи. Опять же, оставляя место для ошибки, в этом случае контроллер заряда на 20 А будет работать хорошо (200 Вт / 12 В = ~ 17 А).
Размер ваших инверторов солнечной энергии во многом зависит от количества энергии, которое вы планируете использовать за один раз. Предположим, вы планируете заряжать свой телефон (6 Вт) и ноутбук (60 Вт), используя небольшой телевизор (200 Вт), вентилятор (100 Вт) и несколько светодиодных ламп (40 Вт). Суммарная мощность этих элементов составляет чуть более 400 Вт. Таким образом, инвертор мощностью 500 Вт будет работать хорошо.
Помимо основных компонентов вашей солнечной системы, вам нужно будет смонтировать каждую часть и проложить провода между солнечными панелями, контроллером заряда, батареей и инвертором.
Дважды проверьте при покупке материалов, чтобы убедиться, что эти детали включены в вашу покупку или вам придется покупать их отдельно.
Теперь, когда у вас подготовлен список покупок, пришло время приобрести компоненты для вашей системы солнечной энергии, сделанной своими руками. Вы можете купить все детали по отдельности или приобрести комплект солнечной панели. Здесь вы можете обнаружить, что замена инвертора, батареи и контроллера заряда для автономной солнечной системы своими руками может быть проще или дешевле.
У вашего порога стоит гигантский ящик, а это значит, что пришло время установить солнечную панель своими руками. Всегда помните об осторожности, так как электричество может быть довольно опасным.
Для установки солнечных панелей на крыше доступны различные варианты стеллажей. Если на вашей крыше недостаточно полезного пространства, рассмотрите возможность установки наземной системы.
Для одно- или двухпанельных систем, как в нашем примере выше, подойдут простые варианты, такие как ввинчивание в z-образные скобы.
Где бы вы ни решили установить свою систему, лучше всего располагать компоненты близко друг к другу, чтобы избежать возможных потерь питания и свести к минимуму возможность повреждения. Большинство частей системы солнечных панелей, сделанных своими руками, имеют предварительно просверленные отверстия для облегчения монтажа. Убедитесь, что ваш контроллер заряда находится на видном месте, так как вы захотите контролировать потребление солнечной энергии. Вы также захотите получить доступ к инвертору, чтобы подключить электронику, хотя важно, чтобы держите инвертор в безопасном месте , так как во время работы он выделяет тепло.
Большинство солнечных панелей указывают размер провода, который лучше всего использовать. Если вы не уверены, вот полезный калькулятор для определения размера провода.
Если у вас несколько солнечных панелей, вам нужно будет соединить их либо последовательно, либо параллельно. Как на изображении, вы будете подключать солнечные батареи к контроллеру заряда (регулятору), затем к аккумулятору, затем к инвертору.
Мы надеемся, что это руководство дало некоторое представление о том, как настроить и установить солнечную панель своими руками. Если у вас есть конкретные вопросы о вашей собственной солнечной установке, рассмотрите возможность бесплатной консультации у эксперта по солнечной энергии, сделанной своими руками, на сайте www.shopsolarkits.com.
Если вам это кажется довольно простым и немного забавным, и вы не прочь сделать карьеру в отрасли, не стесняйтесь прочитать нашу другую статью «Узнайте, как установить солнечные батареи».
Был ли вам полезен наш блог? Тогда рассмотрите возможность проверки:
com1 Найдите для этого…
2 Если вы ввели URL-адрес… убедитесь в правильности написания, заглавных букв и пунктуации. Затем попробуйте перезагрузить страницу.
3 Поговорите с одним из наших невероятно полезных энтузиастов солнечной энергетики , и они будут искать в нашем списке товаров то, что вам нужно (даже если этого нет на нашем веб-сайте).
Кто-то купил
..44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
..44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
..44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
44 минуты назад
Кто-то купил
