Солнечные батареи самодельные. Самодельная солнечная батарея своими руками: пошаговая инструкция по изготовлению

Как сделать солнечную батарею в домашних условиях из подручных материалов. Какие виды самодельных солнечных панелей существуют. Пошаговая инструкция по сборке солнечной батареи своими руками. На что обратить внимание при изготовлении.

Виды самодельных солнечных батарей

Существует несколько основных видов самодельных солнечных батарей, которые можно изготовить в домашних условиях:

• Из алюминиевых банок — простейший солнечный коллектор для нагрева воды
• Из транзисторов — для получения небольшого количества электроэнергии
• Из светодиодов — более эффективный вариант для выработки электричества
• Из фотоэлементов — наиболее мощный и эффективный тип самодельной солнечной панели

Рассмотрим подробнее особенности и процесс изготовления каждого вида.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок

Это самый простой вариант самодельной солнечной батареи, которая вырабатывает тепловую энергию для нагрева воды или воздуха. Для её изготовления потребуется:

• Алюминиевые банки из-под напитков
• Деревянная рама
• Стекло или пластик для остекления
• Черная краска

Процесс сборки коллектора:

1. Собрать деревянную раму нужного размера
2. Заполнить раму алюминиевыми банками
3. Покрасить банки и раму в черный цвет для лучшего поглощения тепла
4. Накрыть конструкцию стеклом или пластиком
5. Установить коллектор на южной стороне дома

Такой самодельный коллектор позволяет эффективно нагревать воду или воздух для обогрева помещений за счет энергии солнца.

Солнечная батарея из транзисторов

Этот вариант позволяет получить небольшое количество электроэнергии для питания маломощных устройств или подзарядки телефона. Для изготовления потребуется:

• Транзисторы (чем больше, тем мощнее батарея)
• Монтажная плата
• Провода для соединения
• Диоды

Процесс сборки:

1. Аккуратно спилить верхнюю часть транзисторов для доступа света
2. Соединить транзисторы последовательно на монтажной плате
3. Подключить диоды для выпрямления тока
4. Припаять выводные провода

Такая самодельная батарея позволит получить напряжение 3-5В для питания небольших электронных устройств.

Солнечная панель из светодиодов

Более эффективный вариант для получения электричества. Для изготовления понадобится:

• Светодиоды (желательно белого или синего цвета)
• Текстолитовая плата
• Эпоксидная смола
• Провода для соединений

Этапы сборки:

1. Припаять светодиоды к плате параллельными рядами
2. Соединить ряды последовательно для увеличения напряжения
3. Залить конструкцию эпоксидной смолой для герметизации
4. Подключить выводные провода

Такая самодельная панель позволяет получить напряжение 12-24В в зависимости от количества светодиодов.

Солнечная батарея из фотоэлементов

Самый эффективный, но и самый сложный вариант самодельной солнечной панели. Для изготовления потребуется:

• Фотоэлементы (можно купить готовые или изготовить самостоятельно)
• Каркас для панели
• Прозрачное покрытие (стекло или оргстекло)
• Герметик для заливки
• Контроллер заряда

Основные этапы сборки:

1. Изготовить каркас нужного размера
2. Соединить фотоэлементы последовательно-параллельно
3. Установить элементы в каркас
4. Залить герметиком и накрыть стеклом
5. Подключить контроллер заряда и аккумулятор

Такая батарея позволяет получить мощность до 100Вт с 1 кв.м. при хорошем освещении.

На что обратить внимание при изготовлении

При самостоятельном изготовлении солнечной батареи важно учитывать следующие моменты:

• Тщательно герметизировать конструкцию для защиты от влаги
• Обеспечить хорошее охлаждение элементов для повышения КПД
• Использовать качественные материалы для долговечности батареи
• Правильно рассчитать необходимую мощность перед сборкой
• Соблюдать меры безопасности при работе с электричеством

При соблюдении этих рекомендаций можно изготовить вполне работоспособную солнечную батарею своими руками.

Преимущества и недостатки самодельных солнечных батарей

Самостоятельное изготовление солнечных панелей имеет свои плюсы и минусы:

Преимущества:

• Низкая стоимость по сравнению с готовыми панелями
• Возможность изготовить батарею нужного размера и мощности
• Получение практических навыков и опыта

Недостатки:

• Более низкий КПД по сравнению с промышленными образцами
• Меньший срок службы из-за несовершенства конструкции
• Сложность изготовления качественной батареи в домашних условиях

Тем не менее, самодельные солнечные батареи могут стать хорошим решением для получения небольшого количества энергии в частном доме или на даче.

Заключение

Изготовление солнечной батареи своими руками — интересный и полезный проект для тех, кто хочет сэкономить на покупке готовых панелей. Несмотря на более низкую эффективность, самодельные батареи позволяют получить бесплатную энергию солнца при минимальных затратах. Главное — правильно подобрать материалы и тщательно соблюдать технологию сборки. С помощью таких самодельных панелей можно обеспечить освещение, подзарядку гаджетов или работу маломощных электроприборов на даче или в загородном доме.

как сделать самодельную солнечную панель

Солнечные батареи — источник получения энергии, которую можно направить на выработку электричества или тепла для малоэтажного дома. Вот только солнечные батареи имеют высокую стоимость и недоступны большинству жителей нашей страны. Согласны?

Другое дело, когда сделана солнечная батарея своими руками — затраты значительно уменьшаются, а работает такая конструкция ничуть не хуже, чем панель промышленного производства. Поэтому, если вы всерьез задумываетесь о приобретении альтернативного источника электроэнергии, попытайтесь сделать его своими руками – это не очень сложно.

В статье речь пойдет об изготовлении солнечных батарей. Мы расскажем, какие материалы, и инструменты для этого потребуются. А немного ниже вы найдете пошаговую инструкцию с иллюстрациями, которые наглядно демонстрируют ход работы.

Содержание статьи:

• Коротко об устройстве и работе
• Материалы для создания солнечной пластины
  • Кремниевые пластины или фотоэлементы
  • Каркас и прозрачный элемент
• Проект системы и выбор места
• Монтаж солнечной батареи по шагам
  • Шаг #1 — пайка контактов кремниевых пластин
  • Шаг #2 — изготовление каркаса для солнечной батареи
  • Шаг #3 — монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов
  • Шаг #4 — тестирование батареи перед герметизацией
  • Шаг #5 — герметизация уложенных в корпус фотоэлементов
• Выводы и полезное видео по теме

Коротко об устройстве и работе

Энергию солнца можно преобразовать в тепловую, когда энергоносителем является жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторах. Батарея представляет собой генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта.

Преобразование энергии солнца в электроэнергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые являются основной частью батареи.

При этом световые кванты «отпускают» свои электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают электрический ток, который проходит через контроллер и скапливается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям.

Галерея изображений

Фото из

Сборка солнечной батареи из кремниевых пластинок

Формирование плюсовой токоведущей дорожки

Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны

Подключение проводника и блокирующего диода

В роли пластин-фотоэлементов выступают элементы из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта тончайшим слоем фосфора или бора — пассивного химического элемента.

В этом месте под действием солнечных лучей высвобождается большое количество электронов, которые удерживаются фосфорной плёнкой и не разлетаются.

На поверхности пластины имеются металлические «дорожки», на которых выстраиваются свободные электроны, образуя упорядоченное движение, т.е. электрический ток.

Чем больше таких кремниевых пластин-фотоэлементов, тем больше электрического тока можно получить. Подробнее о принципе работы солнечной батареи читайте .

Верхний слой пластин-фотоэлементов покрыт слоем, который не допускает отражение солнечного света от пластин, повышая их КПД

Материалы для создания солнечной пластины

Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами:

• силикатные пластины-фотоэлементы;
• листы ДСП, алюминиевые уголки и рейки;
• жёсткий поролон толщиной 1,5-2,5 см;
• прозрачный элемент, выполняющий роль основания для кремниевых пластин;
• шурупы, саморезы;
• силиконовой герметик для наружных работ;
• электрические провода, диоды, клеммы.

Количество требуемых материалов зависит от размера вашей батареи, которая чаще всего ограничивается количеством доступных фотоэлементов. Из инструментов вам понадобиться: шуруповёрт или набор отвёрток, ножовка по металлу и дереву, паяльник. Для проведения испытаний готовой батареи понадобиться тестер-амперметр.

Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно.

Кремниевые пластины или фотоэлементы

Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов:

• поликристаллические;
• монокристаллические;
• аморфные.

Поликристаллические пластины характеризуются низким КПД. Размер полезного действия составляет около 10 — 12 %, но зато этот показатель не понижается с течением времени. Продолжительность работы поликристаллов — 10 лет.

Солнечную батарею собирают из модулей, которые в свою очередь составляют из фотоэлектрических преобразователей. Батареи с жесткими кремниевыми фотоэлементами представляют собой некий сэндвич с последовательно расположенными слоями, закрепленными в алюминиевом профиле

Монокристаллические фотоэлементы могут похвастаться более высоким КПД — 13-25% и долгими сроками работы – свыше 25 лет. Однако со временем КПД монокристаллов снижается.

Монокристаллические преобразователи получают путем пиления искусственно выращенных кристаллов, что и объясняет наиболее высокую фотопроводимость и производительность.

Пленочные фотопреобразователи получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на полимерную гибкую поверхность

Гибкие батареи с аморфным кремнием — самые современные. Фотоэлектрический преобразователь у них напылен или наплавлен на полимерную основу. КПД в районе 5 — 6 %, но пленочные системы крайне удобны в укладке.

Пленочные системы с аморфными фотопреобразователями появились сравнительно недавно. Это предельно простой и максимально дешевый вид, но быстрее соперников теряющий потребительские качества.

Нецелесообразно использовать фотоэлементы разного размера. В данном случае максимальный ток, вырабатываемый батарей, будет ограничен током наиболее маленького по размеру элемента. Значит, более крупные пластины не будут работать на полную мощность.

При покупке фотоэлементов поинтересуйтесь у продавца способом доставки, большинство продавцов используют метод воскования, чтобы предотвратить разрушение хрупких элементов

Чаще всего для самодельных батарей используются моно- и поликристаллические фотоэлементы размером 3х6 дюймов, которые можно заказать в интернет-магазинах типа Е-бай.

Стоимость фотоэлементов достаточно высока, но многие магазины продают так называемые элементы группы В. Изделия, отнесённые к этой группе имеют брак, но пригодны к использованию, а их стоимость ниже, чем у стандартных пластин на 40-60%.

Большинство интернет-магазинов продают фотоэлементы комплектами по 36 или 72 фотоэлектрической преобразовательной пластины. Для соединения отдельных модулей в батарею потребуются шины, для подключения к системе нужны будут клеммы.

Галерея изображений

Фото из

Поликристаллическая фотоэлектрическая пластина

Лицевая и тыльная стороны кремниевой пластины

Монокристаллическая фотоэлектрическая пластина

Обратная сторона монокристаллической пластины

Каркас и прозрачный элемент

Каркас для будущей панели можно сделать из деревянных реек или алюминиевых уголков.

Второй вариант более предпочтителен по целому ряду причин:

• Алюминий — лёгкий металл, не дающий серьёзной нагрузки на опорную конструкцию, на которую планируется установка батареи.
• При проведении антикоррозийной обработки алюминий не подвержен воздействию ржавчины.
• Не впитывает влагу из окружающей среды, не гниёт.

При выборе прозрачного элемента необходимо обратить внимание на такие параметры, как показатель преломления солнечного света и способность поглощать ИК-излучение.

От первого показателя напрямую будет зависеть КПД фотоэлементов: чем показатель преломления ниже, тем выше КПД кремниевых пластин.

Минимальный коэффициент светоотражения у плексиглас или более дешёвого его варианта — оргстекла. Чуть ниже показатель преломления света у поликарбоната.

От величины второго показателя зависит, будут ли нагреваться сами кремниевые фотоэлементы или нет. Чем меньше пластины подвергаются нагреванию, тем дольше они прослужат. ИК-излучения лучше всего поглощает специальное термопоглощающее оргстекло и стекло с ИК-поглощением. Немного хуже — обычное стекло.

Если есть возможность, то оптимальным вариантом будет использование в качестве прозрачного элемента антибликового прозрачного стекла.

По соотношению стоимости к показателям преломления света и поглощения ИК-излучения оргстекло — самый оптимальный вариант для изготовления гелиобатареи

Проект системы и выбор места

Проект гелиосистемы включает в себя расчёты необходимого размера солнечной пластины. Как было сказано выше, размер батареи, как правило, ограничен дорогостоящими фотоэлементами.

Гелиобатарея должна устанавливаться под определённым углом, который обеспечил бы максимальное попадание на кремниевые пластины солнечных лучей. Наилучший вариант — батареи, которые могут менять угол наклона.

Место установки солнечных пластин может быть самым разнообразным: на земле, на скатной или плоской крыше дома, на крышах подсобных помещений.

Единственное условие — батарея должна быть размещена на солнечной, не затененной высокой кроной деревьев стороне участка или дома. При этом оптимальный угол наклона необходимо вычислить по формуле или с применением специализированного калькулятора.

Угол наклона будет зависеть от месторасположения дома, времени года и климата. Желательно, чтобы у батареи была возможность менять угол наклона вслед за сезонными изменениями высоты солнца, т.к. максимально эффективно они работают при падении солнечных лучей строго перпендикулярно поверхности.

Для европейской части стран СНГ рекомендуемый угол стационарного наклона 50 — 60 º. Если в конструкции предусмотрено устройство для изменения угла наклона, то в зимний период лучше располагать батареи под 70 º к горизонту, в летнее время под углом 30 º

Расчёты показывают, что 1 квадратный метр гелиосистемы даёт возможность получить 120 Вт. Поэтому путём расчетов можно установить, что для обеспечения среднестатистической семьи электроэнергией в количестве 300 кВт в месяц необходима гелиосистема минимум в 20 квадратных метров.

Сразу установить такую гелиосистему будет проблематично. Но даже монтаж 5-ти метровой батареи поможет сэкономить электроэнергию и внести свой скромный вклад в экологию нашей планеты. Советуем также ознакомиться с принципом расчета необходимого количества .

Солнечная батарея может использоваться в качестве резервного энергоисточника при частом отключении централизованного энергоснабжения. Для автоматического переключения необходимо предусмотреть систему бесперебойного питания.

Подобная система удобна тем, что при использовании традиционного источника электроэнергии одновременно производится зарядка . Оборудование обслуживающее гелиобатарею размещается внутри дома, поэтому необходимо предусмотреть для него специальное помещение.

Размещая батареи на наклонной крыше дома, не забывайте об угле наклона панели, идеальный вариант, когда у батареи есть устройство для сезонного изменения угла наклона

Монтаж солнечной батареи по шагам

Выбрав место для размещения солнечной панели и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а также имея в наличии все требуемые материалы и инструменты, можно начинать монтаж батареи.

При монтаже необходимо соблюдать технику безопасности, особенно осуществляя на крышу дома. Рассмотрим пошаговый алгоритм, как сделать солнечную батарею.

Шаг #1 — пайка контактов кремниевых пластин

Монтаж самодельной солнечной батареи часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Безусловно, если у вас есть возможность, то лучше всего купить фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка — очень непростая и кропотливая работа, занимающая много времени.

Пайка осуществляется следующим образом:

1. Берётся кремниевый фотоэлемент без проводников и металлическая полоса-проводник.
2. Проводники нарезаются при помощи картонной заготовки, их длина в 2 раза больше, чем размер кремниевой пластины.
3. Проводник аккуратно выкладывается на пластину. На один элемент — два проводника.
4. На место, где будет производиться спайка, необходимо нанести кислоту для работы с паяльником.
5. Произвести пайку при помощи паяльника, аккуратно присоединив проводник к пластине.

В процессе пайки нельзя давить на силикатный элемент, т.к. он очень хрупкий и может разрушиться! Если вам посчастливилось, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от долгой и сложной работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи.

Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В производится так же и в том же направлении, что и для целых пластин

Шаг #2 — изготовление каркаса для солнечной батареи

Каркас — это место, куда будут устанавливаться фотоэлементы. Для изготовления каркаса берутся алюминиевые уголки и рейки, из которых складываются рамки. Рекомендуемый размер уголка — 70-90 мм.

На внутреннюю часть металлических уголков наносится силиконовый герметик. Герметизацию уголков необходимо произвести тщательно, от этого зависит долговечность всей конструкции.

После того, как алюминиевая рамка готова, приступаем к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус представляет собой деревянный ящик из ДСП с невысокими бортиками.

Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, поэтому их высота не должна превышать 2 см. Бортики привинчиваются при помощи саморезов и шуруповёрта.

Галерея изображений

Фото из

Изготовление корпуса для солнечной батареи

Вентиляционные отверстия в бортиках корпуса

Подложка для крепления кремниевых пластин

Окрашивание деталей корпуса для гидроизоляции

На дне ящика-корпуса из ДСП делаются вентиляционные отверстия. Расстояние между отверстиями примерно 10 см. В алюминиевую раму устанавливается прозрачный элемент (оргстекло, антибликовое стекло, плексиглас).

Прозрачный элемент прижимается и фиксируется, его крепление осуществляется при помощи метизов: 4 по углам, а также по 2 с длинных и по 1 с короткой стороны рамы. Метизы крепятся шурупами.

Каркас для гелиобатареи готов и можно приступать к самой ответственной части — монтажу фотоэлементов. Перед монтажом необходимо очистить оргстекло от пыли и обезжирить спиртсодержащей жидкостью.

Шаг #3 — монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов

Монтаж и пайка кремниевых пластин — самая трудоёмкая часть работы по созданию солнечной панели своими руками. Сначала раскладываем фотоэлементы на оргстекло синими пластинами вниз.

Если вы впервые собирайте батарею, то можно воспользоваться подложкой для нанесения разметки, чтобы расположить пластины ровно на небольшом (3-5 мм) расстоянии друг от друга.

1. Производим пайку фотоэлементов по следующей электросхеме: «+» дорожки расположены на лицевой стороне пластины, «-» — на обратной. Перед пайкой аккуратно наносит флюс и припой, чтобы соединить контакты.
2. Производим пайку всех фотоэлементов последовательно рядами сверху вниз. Ряды затем должны быть также соединены между собой.
3. Приступаем к приклеиванию фотоэлементов. Для этого наносим небольшое количество герметика на центр каждой кремниевой пластины.
4. Переворачиваем получившиеся цепочки с фотоэлементами лицевой стороной (там, где синие пластины) вверх и размещаем пластины по разметке, которую нанесли ранее. Осторожно прижимаем каждую пластину, чтобы зафиксировать её на своём месте.
5. Контакты крайних фотоэлементов выводим на шину, соответственно «+» и «-«. Для шины рекомендуется использовать более широкий проводник из серебра.
6. Гелиобатарею необходимо оснастить блокирующим диодом, который соединяется с контактами и предотвращает разрядку аккумуляторов через конструкцию в ночное время.
7. В дне каркаса сверлим отверстия для вывода проводов наружу.

Провода необходимо прикрепить к каркасу, чтобы они не болтались, сделать это можно используя силиконовый герметик.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Для того чтобы удалить защитный восковой слой с поверхности фотоэлектрических пластинок, их опускают в горячую, но не кипящую воду

Шаг 2: После отмокания в горячей воде для устранения воскового покрытия кремниевые пластины высушиваются на полотенце

Шаг 3: Для облегчения процесса пайки и крепления пластин контуры их вычерчиваются на подложке

Шаг 4: Элементы соединяются последовательно. В пайке используется маломощный паяльник и прутковый припой с канифолью в сердцевине

Шаг 5: Пайка производится до тех пор, пока все элементы единичной гелиосистемы не будут соединены по 6 контактам

Шаг 6: После соединения тыльной стороны фотоэлектрических пластинок их переворачивают и формируют внешние токоведущие линии

Шаг 7: Токоведущая шина, к которой подключаются линии батареи, выполнена из медной оплетки отслужившего кабеля. шина посажена на каплю клея

Шаг 8: После сборки каждую из двух частей будущей солнечной батареи необходимо протестировать на работоспособность при естественном освещении

Подготовка кремниевых пластин к пайке

Сушка избавленных от воска элементов батареи

Вычерчивание абриса пластинок на подложке

Процесс пайки фотоэлектрических элементов батареи

Соединение кремниевых пластин в солнечную батарею

Соединение кремниевых пластин с лицевой стороны

Устройство медных токоведущих шин прибора

Проверка работоспособности части батареи

Шаг #4 — тестирование батареи перед герметизацией

Тестирование солнечной панели необходимо проводить до её герметизации, чтобы иметь возможность устранить неисправности, которые часто возникают во время пайки. Лучше всего производить тестирование после спайки каждого ряда элементов — так значительно проще обнаружить, где контакты соединены плохо.

Для тестирования вам понадобиться обычный бытовой амперметр. Измерения необходимо проводить в солнечный день в 13-14 часов, солнце не должно быть скрыто облаками.

Выносим батарею на улицу и устанавливаем в соответствии с ранее рассчитанным углом наклона. Амперметр подключаем к контактам батареи и проводим измерение тока короткого замыкания.

Смысл тестирования заключается в том, что рабочая сила электрического тока должна быть на 0,5-1,0 А ниже, чем ток короткого замыкания. Показания прибора должны быть выше 4,5 А, что говорит о работоспособности гелиобатареи.

Если тестер выдаёт меньшие показания, то где-то наверняка нарушена последовательность соединения фотоэлементов.

Обычно самодельная , сконструированная из фотоэлементов группы В выдаёт показания 5-10 А, что на 10-20% ниже, чем у солнечных панелей промышленного производства.

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: После проверки работоспособности частей батареи, запаянных на подложке, их располагают в корпусе

Шаг 10: Подложки с пластинами внутри корпуса фиксируются на четыре шурупа. Провод, соединяющий части батареи, выводится через вентиляционные отверстия

Шаг 11: К каждой из половин сооружаемой батареи последовательно подключается диод Шоттки. Его минус подключается к плюсу системы

Шаг 12: Для вывода проводов из корпуса высверливается отверстие. Провода скреплены узлом, чтобы не болтались, и зафиксированы герметиком

Шаг 13: После нанесения герметика необходимо сделать технологический перерыв, отпущенный на полимеризацию состава

Шаг 14: К выведенному из солнечной батареи проводу подсоединяется двухконтактный разъем. Принадлежащая ему розетка крепится на аккумуляторе прибора, который будет заряжать батарея

Шаг 15: После сборки обеих частей прибора и вывода силовой линии наружу батарею закрывают заранее подготовленным экраном

Шаг 16: Перед герметизацией стыков гелиоприбора еще раз проводится проверка работоспособности, чтобы вовремя устранить отошедшие контакты, если они будут обнаружены

Установка обеих частей батареи в подготовленный корпус

Крепление основы солнечной батареи внутри корпуса

Установка блокирующего диода Шоттки

Вывод из корпуса наружу проводов прибора

Ожидание затвердевания герметика

Крепление двухконтактного разъема к проводу

Установка светопропускающего экрана на прибор

Контроль работоспособности перед герметизацией

Шаг #5 — герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик.

Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах

Существует два способа герметизации:

• полная заливка, когда панели заливаются герметиком;
• нанесение герметика на пространство между фотоэлементами и на крайние элементы.

В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом.

Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1,5-2,5 см.

Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются.

После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине:

Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи:

Сделать солнечную батарею своими руками — не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи — правильно выбрать и установить фотоэлементы.

Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса.

У вас есть практические навыки создания солнечных батарей? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом с посетителями нашего сайта — пишите комментарии в расположенном ниже блоке. Там же можно задать вопросы по теме статьи.

Самодельная солнечная батарея из подручных материалов

Дата публикации: 24 августа 2020

Содержание

• Тепло от алюминиевых банок
• Транзисторы – генераторы электричества
• Светодиоды – свет во все дома
• Фольга для батареи – в чем плюс?

Ни для кого не секрет, что солнечная энергетика набирает обороты с каждым днем. Одна проблема: из-за высокой стоимости модулей позволить себе пользоваться дарами солнца может не каждый, вот и выкручиваются умельцы как могут. Кто-то заказывает фотоэлементы через интернет-магазины и уже из них паяет солнечные панели, некоторые изготавливают батареи из светодиодов и транзисторов, а кому-то в голову приходят более интересные идеи, не требующие больших финансовых вложений.

Ведь мало, кто задумывается, что для того, чтобы солнце работало для Вас и Вашего дома, не нужно устанавливать дорогостоящую солнечную систему, нужно только внимательно посмотреть вокруг себя. Порой, самые обычные вещи, которые уже давно можно сдать в утиль, могут принести немалую помощь и сэкономить Вам кучу денег. Минимум финансовых затрат, немного усилий, и Ваши приборы начинают потреблять бесплатную энергию.

Тепло от алюминиевых банок

Вряд ли найдется хотя бы один человек, который никогда не пил из алюминиевых банок. И чаще всего мы их просто выкидываем, а ведь они могут стать отличным исходным материалом при изготовлении солнечной батареи для дома. Да, да, не удивляйтесь, это не выдумка, а вполне проверенный факт. Единственное уточнение, из алюминиевых банок вы сможете смастерить не батарею, а коллектор, то есть на выходе Вы получите не электрическую энергию, а тепловую, например, для обогрева дома, что тоже очень даже неплохо.

Делается подобная солнечная батарея очень просто. Все, что Вам понадобится это некоторое количество банок, рама и материал для остекления коллектора. Из деревянных брусков или картона собирается рама, которая заполняется банками. Для увеличения количества поглощенного тепла раму и банки рекомендуется покрасить в черный цвет. Сверху полученная конструкция накрывается стеклом, гофрированным поликарбонатом или пластиком. У каждого из этих материалов есть и плюсы, и минусы. Стекло является самым дорогим и хрупким, главный недостаток поликарбоната – небольшая ширина листа, всего 60 см, а пластик прослужит Вам не больше 3-х лет. Но при этом все они справляются с повышенными температурами и хорошо пропускают солнечный свет.

Каким бы странным Вам не казался этот метод изготовления батареи (коллектора) из алюминиевых банок, практика показывает, что он вполне действенный. При размещении на южной стороне дома такая самодельная батарея хорошо нагревается и может служить эффективным обогревательным прибором. А с ее сборкой справится и школьник.

Подробности изготовления солнечной панели из банок на видео:

Транзисторы – генераторы электричества

Самодельная солнечная батарея, которая на выходе будет генерировать не тепловую энергию (как в предыдущем разделе), а электрическую может быть собрана из обычных транзисторов. Конечно, для энергообеспечения всего дома такая самодельная батарея не подойдет, но запитать небольшие приборы или подзарядить мобильный телефон Вы точно сможете. Чем больше транзисторов Вы используете, тем более мощная солнечная батарея у Вас получится, это нужно учитывать.

Первое с чего нужно начать, это аккуратно спилить верхнюю часть элемента, чтобы солнечный свет беспрепятственно попадал на p-n переходы. Если Вы используете транзисторы типа П, необходимо высыпать порошок из его внутренней части. После этих приготовлений переходим непосредственно к процессу сборки. Последовательное соединение элементов используется для повышения напряжения, а параллельное – силы тока.

В качестве подложки рекомендуется использовать текстолит или органическое стекло. Чтобы не повредить кристалл транзистора, паять выводы, подходящие к нему, лучше не стоит. Один транзистор обеспечивает силу тока от 0,1 до 3 мА, а блок, состоящий из 4-х транзисторов, – от 10 до 15 мА.

Светодиоды – свет во все дома

Самодельная солнечная панель из светодиодов – явление не новое, вот только изготовить ее можно лишь в качестве эксперимента, ведь, как показывает практика, вырабатываемое ею напряжение слишком мало, чтобы от него был толк. Более подробно о батареях из светодиодов мы уже писали в одной из предыдущих статей «Мастерим солнечную батарею из диодов», поэтому сильно углубляться в эту тему не будем. Заметим только, что для подобной панели подойдут светодиоды любого размера и цвета, но в зависимости от цвета светодиодов будет зависеть их светопропускная способность.

Значение пикового напряжения 1 светодиода равняется в среднем 2,5 В. Для увеличения выходных параметров элементы соединяются последовательно/параллельно, но для того, чтобы получить хорошие показатели количество светодиодов должно быть неограниченно большое. Одно уточнение: подобная батарея очень чувствительна к углу наклона относительно солнца, даже небольшое отклонение от прямого попадания лучей может снизить напряжение на выходе.

Фольга для батареи – в чем плюс?

Как мы выяснили из предыдущих разделов статьи, самодельная солнечная батарея может делаться из различных материалов, причем некоторые из них улучшают эффективность ее работы. Так, например, использование фольги для подложки позволяет увеличить отражающую способность. Один из вариантов – изготовление солнечного коллектора из самого простого шланга для полива, деревянной рамы и фольги. Подводим к шлангу 2 трубки, и солнечный водонагреватель для дачного дома готов.

Также фольгу можно использовать и при установке панелей, размещая их на поверхность фольги, Вы уменьшаете риск перегрева батареи, что способствует улучшению их эксплуатации и увеличению срока работоспособности. Напоследок один совет: не бойтесь экспериментировать, ведь когда-то те вещи, без которых сегодня мы не представляем своей жизни, людям казались фантастикой. Лишь эксперименты двигают науку вперед. И кто знает, может, Вы придумаете новый способ изготовления солнечной батареи своими руками.

 

Статью подготовила Абдуллина Регина

Диоды для солнечной панели: подробности на видео:

Как построить собственную систему солнечных батарей

Создание собственной солнечной системы для использования солнечной энергии — это большое мероприятие, но для многих мастеров-любителей или всех, кто интересуется инженерией, это может быть увлекательным и полезным проектом.

Самостоятельное построение всей системы потребует большого количества исследований и планирования, включая поиск нужных материалов и получение соответствующих разрешений в вашем городе.

Это имеет смысл, если вы хотите построить панель для небольшого проекта, например, в качестве резервного источника питания для RV. Мы не рекомендуем создавать собственную систему солнечных батарей для использования в вашем доме, поскольку может произойти слишком много ошибок, которые могут привести к небезопасным панелям.

Мы познакомим вас с тем, что вам нужно знать, рассмотрим плюсы и минусы самодельных панелей и почему работа с профессиональным установщиком может быть более безопасной ставкой.

На этой странице

… Показать еще

Можно ли построить свои собственные солнечные батареи?

Да, можно построить собственную солнечную систему и даже солнечные панели с нуля. Однако это может быть рискованно, так как некачественная работа приведет к поломкам и отказу системы.

Солнечные панели изготавливаются путем пайки солнечных элементов в цепочки, соединения этих цепочек вместе и соединения их с распределительной коробкой. После соединения компоненты должны быть герметизированы, чтобы активные части солнечной панели были водонепроницаемыми. Затем передняя часть покрывается прозрачным водонепроницаемым продуктом для защиты. Затем используется кремний для герметизации панели по краям, чтобы не попадала влага.

Изготовить единую солнечную панель технически не сложно, в основном это пайка проводов и солнечных элементов.

Самой большой проблемой является поиск качественного материала для изготовления панелей . Как правило, материалы приобретаются по принципу ad hoc у множества различных дистрибьюторов, поэтому качество трудно отследить. Изготовление солнечных панелей из некачественного оборудования может привести к повреждению панелей или риску возгорания из-за некачественного изготовления.

Если вы хотите построить свои собственные панели, мы рекомендуем делать их в меньшем масштабе, например, для подключения электричества к вашему сараю, а не ко всему дому. Небольшие проекты будут поддерживать низкое энергопотребление, что делает самостоятельную установку управляемой и с меньшей вероятностью сломается.

Для тех, у кого практически нет опыта работы с солнечным оборудованием, может быть опасно строить и устанавливать систему, достаточно большую для питания вашего дома.

Как построить систему солнечных батарей?

Вы можете выполнить пошаговый процесс, описанный ниже.

Обратите внимание: прежде чем приобретать оборудование, важно иметь в виду, что солнечные батареи, предлагаемые на веб-сайтах, обычно представляют собой секунды, не прошедшие контроль качества. Они могут быть сколоты, помяты или иным образом повреждены, что определенно не идеально.

Как собрать систему солнечных батарей

Этап 1	Проектирование и определение размера вашей системы
Этап 2	Покупка комплектующих для солнечных панелей
Этап 3	Приобретение инверторов и стеллажей
Этап 4	Установить стеллаж
Этап 5	Подключение солнечных панелей к стеллажу
Этап 6	Установить солнечный инвертор

1.

Спроектируйте и определите размер вашей системы на основе ваших потребностей в энергии

Чтобы определить, сколько солнечных панелей вам понадобится, вам нужно знать, сколько энергии вы планируете использовать в среднем в месяц и как много пребывания на солнце вы можете ожидать в течение года. Как только вы это узнаете, вы сможете выбрать марку и модель солнечной панели, которая вам подойдет.

Узнать больше : Сколько солнечных панелей мне нужно?

Если вы строите панели для небольшого проекта или устройства, вам понадобится меньше панелей. Просто определите, сколько кВтч потребуется устройству, а затем выясните, сколько панелей нужно построить.

2. Приобретите компоненты, из которых состоит солнечная панель 

Вам потребуется:

• Солнечные батареи
• Предварительно припаянная проводка
• Непроводящий материал (дерево, стекло или пластик)
• Оргстекло

Солнечные элементы 

Солнечные элементы преобразуют солнечную энергию в электричество. Каждая солнечная панель состоит примерно из 36 солнечных элементов.

Предварительно припаянная проводка 

Источник изображения: Amazon.com

Покупка предварительно припаянной проволочной клеммы сократит часть процесса, но вам все равно понадобится паяльник, чтобы припаять проводку к обратной стороне солнечных элементов и правильно натяните провод, чтобы соединить солнечные элементы.

Непроводящий материал для крепления элементов, например дерево, стекло или пластик 

Для самодельных солнечных панелей лучше всего подходит древесина в качестве подложки, поскольку в ней легко просверлить отверстия для проводки. После того, как вы соединили свои солнечные элементы, вы можете приклеить их к деревянной подложке, а затем прикрепить все провода и припаять каждый солнечный элемент вместе.

После подключения вы подключаете эти провода к контроллеру заряда, который регулирует вольты энергии. Из дерева также можно построить короб для защиты солнечных элементов, а затем положить сверху оргстекло для защиты от влаги.

Запечатайте солнечную панель плексигласом 

После того, как ваши солнечные элементы подключены и приклеены к деревянной подложке, вам необходимо герметизировать их плексигласом для защиты от тепла, мусора и влаги.

3. Приобретите дополнительное солнечное оборудование, такое как инверторы и стеллажи 

Если вы не доверяете себе создание солнечных панелей с нуля, вы можете приобрести комплект солнечных панелей, который будет поставляться с более конкретными инструкциями (и обычно стеллажами), которые помогут защитить ваши панели. Покупка солнечного комплекта может быть более полезной, так как она уже включает в себя стеллажи.

Установка стеллажей сложна, вам нужно определить, какое стеллажное оборудование подходит для вашего конкретного типа крыши или наземного крепления. Существует почти огромное количество вариантов зажимного и монтажного оборудования, если вы посмотрите на сайты оптовых дистрибьюторов.

4. Установите стеллаж для ваших солнечных панелей 

При покупке стеллажа выбор варианта покупки зависит от того, куда будут устанавливаться ваши панели. Например, будут ли они установлены на земле или на вашем доме на колесах? Это определит тип стеллажа, который вам нужно купить. После того, как вы выберете стеллаж, вам нужно наметить, где вы будете сверлить отверстия, чтобы прикрепить стеллаж к вашей конструкции.

5. Подсоедините солнечные панели к стеллажному оборудованию 

Чтобы прикрепить солнечные панели к стеллажному оборудованию, вам потребуются зажимы или соединители, предназначенные для выбранного вами стеллажа. Покупка их вместе и у одного и того же дистрибьютора — хороший способ убедиться, что они созданы друг для друга. Комплекты солнечных панелей обычно поставляются со стеллажами, но если вы покупаете все по отдельности, убедитесь, что вы провели исследование, чтобы построить полностью функционирующую солнечную энергетическую систему.

6. Установите правильный солнечный инвертор 

Установка солнечного инвертора требует опыта, поскольку его необходимо подключить к электрической сети. Для этого мы рекомендуем воспользоваться помощью профессионального установщика, так как он сделает это безопасно и эффективно при наличии соответствующих разрешений.

Достаточно ли у вас навыков, чтобы построить собственные солнечные батареи?

Солнечные панели достаточно просты в изготовлении, но для того, чтобы они оставались функциональными в течение длительного периода времени, они должны быть изготовлены с предельной точностью. Солнечные панели должны сохранять свою целостность в суровых погодных условиях и при постоянном воздействии тепла и солнечного света.

Безопасность — самая большая проблема с самодельными солнечными панелями . Влага может попасть внутрь и испортить их, а неправильно построенные панели могут загореться от солнечного тепла. Освоение пайки и электропроводки — это сложная задача, которая обычно требует знаний квалифицированного электрика или инженера.

Создание системы требует готовности исследовать, делать ошибки и приобретать опыт в области электромонтажных работ и методов пайки. Так что, если вы опытный инженер или электрик, это может быть немного легче освоить, но это определенно не стоит быстрых выходных, чтобы заняться своими руками.

Как собрать собственную систему солнечных батарей с помощью комплекта?

Создание солнечных панелей с нуля, а затем модернизация всей солнечной системы возможно , большинство людей обычно хотят построить солнечную систему из готового оборудования и затем установить систему.

Основное преимущество покупки упакованного солнечного комплекта, такого как у Grape Solar, по сравнению с покупкой всего материала по отдельности, заключается в том, что оборудование в комплекте гарантированно работает вместе. Это не обязательно так, если вы покупаете каждый предмет специально. Например, некоторые солнечные панели и инверторы могут работать друг с другом только в пределах определенных электрических характеристик.

В комплекты солнечных панелей входит большинство деталей, которые вам понадобятся для завершения вашего небольшого проекта солнечной энергетики. Источник изображения: Amazon.

Каковы плюсы и минусы самодельных солнечных панелей и солнечных систем?

Большинство проектов «сделай сам» имеют свои плюсы и минусы, но, поскольку солнечные батареи обеспечивают электроэнергией ваш дом, очень важно иметь правильно изготовленные панели. Это разница между экономией нескольких тысяч долларов и наличием солнечных батарей, которые, как вы знаете, будут безопасными.

Как видите, минусов намного больше, чем плюсов.

Плюсы и минусы построения собственной солнечной системы

Плюсы	Минусы
Имеются планы и инструкции	Может вызвать пожар
Может быть отличным опытом обучения	Материалы могут быть некачественными или проданными из вторых рук
	Самодельные системы часто нарушают электрические коды
	Не имеет права на скидки или налоговые льготы
	Гарантии будут недействительны

Профессионалы

• Схемы и инструкции легко доступны в Интернете практически бесплатно. Возможность следовать шагам по созданию панели, безусловно, возможна, но это большой проект, который нужно взять на себя.
• Изготовление собственных солнечных панелей для небольших автономных проектов может стать отличным обучающим опытом. Если у вас есть инженерное мышление и вам интересно, как работают солнечные батареи, это может стать для вас интересным испытанием.

Минусы

• Неправильно настроенные самодельные солнечные панели могут стать причиной пожара из-за интенсивного накопления тепла в жаркие солнечные дни.
• Если вы решите покупать бывшие в употреблении на таких сайтах, как eBay, вы, скорее всего, покупаете заводские секундные батареи, бракованные или поврежденные солнечные элементы. Покупка любого из этих материалов обязательно приведет к сбою системы.
• Самодельные системы часто нарушают электрические нормы, что приведет к проблемам с получением разрешений. Легче полагаться на солнечную компанию для обработки электрических кодов.
• Самодельные панели не имеют права на льготы, такие как федеральный налоговый кредит или скидки, которые помогают снизить стоимость домашних солнечных систем.
• Гарантии на любые детали будут аннулированы, гарантии на модели обычно распространяются только в случае их установки профессионалом.
• Сумма денег, которую вы сэкономите, может иметь короткий срок годности. Если ваши панели сломаются, вы будете на крючке за эту цену. Не говоря уже о том, что самодельные панели не прослужат так же долго, как панели профессионального изготовления.

Сколько стоит создание собственной системы солнечных батарей или комплектов солнечных панелей?

Комплекты солнечных панелей различаются по цене; система мощностью 6 кВт может стоить от 7 000 до 18 000 долларов США без учета 30% федерального налогового кредита. Однако это не включает расходы на получение разрешений или установку, которые включены, если вы работаете с профессионалом.

По состоянию на август 2023 года средняя стоимость системы мощностью 6 кВт составляет 18 000 долларов США до вычета налогов; что принесет системе 12 600 долларов. Эта относительно более высокая стоимость того стоит, потому что она поставляется с системой, которой можно доверять в течение 25 лет.

Что касается создания солнечных батарей с нуля, то стоимость солнечных батарей, электропроводки, инверторов, разрешений и т. д. варьируется и может оказаться меньше, чем стоимость работы с профессионалом. Но эти панели могут не работать, и у вас не будет поддержки производителя или гарантий, на которые можно положиться, если ваша система перестанет работать или у вас возникнут вопросы.

Какие еще преимущества дает профессиональная установка?

Стоимость установки солнечной системы может быть пугающей, однако существует множество вариантов финансирования, таких как солнечные кредиты, а также стимулы для домовладельцев, которые могут значительно снизить цену.

Несмотря на то, что стоимость установки солнечной системы высока, установщики имеют многолетний практический опыт – то, чего не могут воспроизвести никакие исследования или инструкции.

Ознакомьтесь с нашим списком 100 лучших установщиков в США.

Федеральная налоговая льгота была увеличена до 30% до 2032 года. Повторяю, вы не имеете права на эту льготу, если изготавливаете и устанавливаете панели самостоятельно.

Самодельные солнечные панели и солнечные системы возможны, но их лучше оставить для научных проектов или мелкомасштабного использования. Профессиональные установки могут не дать вам удовлетворения от завершения проекта, но они могут дать вам душевное спокойствие.

Важные выводы

• Создание солнечных батарей с нуля требует самоотверженности и точности. Это лучше всего подходит для небольших проектов.
Комплекты солнечных панелей
• включают в себя все необходимые компоненты, что упрощает проект.
• Если вы строите собственную солнечную систему, вы не получаете денежных поощрений, гарантий или поддержки от производителей.
• Работа с профессиональными установщиками гарантирует безопасность, надежность и гарантию панелей на 25 лет.

Как сделать солнечную панель из обычных предметов домашнего обихода

••• Martin Harvey/Photodisc/GettyImages

Крис Гейнс

В современном мире, где все озабочены тем, чтобы «стать зеленым», важно знать, как внесите свой вклад в защиту окружающей среды, сэкономив при этом много денег. Солнечные панели преобразуют солнечный свет в полезную электроэнергию. Кроме того, солнечную панель можно изготовить прямо у себя дома за небольшую часть стоимости купленной в магазине солнечной панели. Это простой процесс, который занимает около часа, и стоит потратить время и усилия на просмотр телевизора, когда он питается солнечным светом.

Отрежьте ножницами по металлу кусок медного листа так, чтобы он был размером примерно с одну из конфорок печи. Убедитесь, что ваши руки полностью чистые при работе с медным листом.

Вымойте кусок медного листа с мылом, чтобы удалить масло или жир. Очистите медный лист наждачной бумагой, чтобы удалить легкую коррозию.

Поместите медный лист на горелку электрической плиты и включите горелку на максимум. Медный лист будет окрашиваться в разные цвета, в конечном итоге становясь черным. Дайте медному листу полностью почернеть, а затем продолжайте нагревать его еще 30 минут.

Выключите горелку и дайте листу медленно остыть до комнатной температуры. Это охлаждение должно занять около 20 минут. Во время охлаждения большая часть черного покрытия на медном листе отслаивается, обнажая красный оксид меди, необходимый для солнечной панели.

Промойте лист под водой, чтобы аккуратно удалить оставшиеся черные отложения.

Отрежьте второй лист меди примерно такого же размера, как и первый. Отрежьте верхнюю часть бутылки. Аккуратно согните обе части и поместите их в бутылку, не касаясь друг друга.

Прикрепите зажимы типа «крокодил» к медным пластинам, по одному к каждой, так, чтобы провода прижимали пластины к бутылке. Подсоедините провод от первой части к отрицательной клемме микроамперметра, а другой провод к положительной клемме.

Смешайте несколько ст. соли горячей водой из-под крана, пока вся соль не растворится. Аккуратно налейте соленую воду в банку, оставив пластины на 1-2 дюйма выше уровня воды. Не мочите провода.

Вещи, которые вам понадобятся

• ½ квадратного фута прошивки меди
• Оловянные снижения
• Наждачная бумага или проволочная щетка
• Электрическая плита
• Большая, прозрачная пластиковая бутылка
• 2 Столп.

Статьи по теме

Ссылки

• Scitoys: Глава 3: Электрохимия

Об авторе

Крис Гейнс — профессиональный писатель и опытный художник, работающий во многих средах, включая цифровые и традиционные стили.