Солнечная батарея из транзисторов своими руками: Простая самодельная солнечная батарея

Содержание

Солнечная батарея из старых транзисторов: полезное применение вместо утилизации

Популярность солнечных батарей во многом обусловлена возможностью получения бесплатной электроэнергии. Тем более что затраты на приобретение панели можно свести к нулю, самостоятельно изготовив ее из подручных материалов. Это могут быть, например, транзисторы от старых радиоприемников и ТВ, которым не осталось места в современном мире. Немного терпения и четкое понимание процесса – и в вашем распоряжении окажется эффективная солнечная батарея из транзисторов, которую можно подключить к бытовым устройствам низкой и средней энергоемкости.

Общий принцип действия солнечной батареи

Физический закон, положенный в основу действия солнечной батареи, — внутренний фотоэффект на так называемом p-n переходе. Так называют возникновение в полупроводниковом элементе новых носителей электрического заряда в процессе поглощения световой энергии – электронов или дырок. При этом первые концентрируются в n-области, а вторые – в р-области, и между ними возникает электродвижущая сила, обозначаемая аббревиатурой ЭДС.

При подключении внешней нагрузки под воздействием освещения в р-n переходе возникает электрический ток, и энергия света трансформируется в электрическую.

Количество получаемой энергии зависит от нескольких факторов. Это материал полупроводника, площадь поверхности р-n перехода и качество его освещенности. В большинстве случаев сила тока солнечной батареи невелика, и для достижения ею требуемого уровня нужно собрать панель из значительного количества отдельных элементов. Зато солнечные батареи не боятся короткого замыкания, для возникновения которого имеющегося напряжения попросту недостаточно.

Материалы для сборки солнечной батареи из транзисторов

Выбор в пользу транзисторов и диодов для монтажа солнечной панели оправдан наличием у них р-n перехода. У диода имеется один такой переход, а у транзистора – два: между базой, коллектором и эмиттером. Использовать такую радиодеталь при сборке солнечной батареи можно в случаях, если:

  • площадь перехода должна быть достаточно большой;
  • есть возможность открыть p-n переход для доступа солнечной энергии.

Первое условие полностью выполнимо для плоскостных транзисторов большой мощности. Чтобы не возникло сложностей с открытием перехода, стоит выбрать элементы наподобие кремниевого транзистора КТ801 (а) или германиевых транзисторов П210-П217. Для первого достаточно снять крышку корпуса, для вторых – разрезать корпус по линии АА и снять с детали полученные фрагменты.

Перед использованием транзисторов для сборки солнечной батареи необходимо проверить их работоспособность. Для этого потребуется обычный мультиметр. Следует переключить режим устройства на показания в несколько миллиампер, чтобы оно смогло распознать незначительный по величине заряд. Мультиметр включается между базой и коллектором или базой и эмиттером, а деталь располагается таким образом, чтобы переход был хорошо освещен. Если прибор покажет 1 мА или чуть меньше, транзистор рабочий. Переключив режим на измерение напряжения, следует произвести еще один замер. Если показание мультиметра составит несколько десятых вольта, деталь можно смело использовать, т.

к. все условия для сборки рабочей солнечной панели выполнены.

Обратите внимание: выполняя тестовые замеры, транзисторы стоит сразу группировать в зависимости от полученных показаний – чуть больше или чуть меньше нормы. Близкие значения выходной силы тока и напряжения в элементах сделают готовую солнечную панель более надежной, исключая перегревание более «слабых» комплектующих.

Чтобы увеличить выходной ток и рабочее напряжение, используют метод смешанного соединения элементов. Внутри групп выполняется параллельное соединение транзисторов с близкими выходными значениями, которые были отобраны на этапе тестирования. Группы соединяют между собой последовательно. Общий уровень выходной силы тока и напряжения равен сумме аналогичных параметров всех групп.

Оптимальным решением для сборки источника тока будет разработка монтажной платы на основе фольгированного стеклотекстолита. Ее можно поместить в подходящий по размеру корпус и закрыть оргстеклом. Нескольких десятков транзисторов достаточно, чтобы сгенерировать ток напряжением несколько вольт для питания маломощных устройств или подзарядки аккумуляторов.

Особенности солнечной панели из диодов

Если вместо транзисторов решено использовать диоды, стоит отдать предпочтение кремниевым моделям КД202 или выпрямителям типа Д242, Д237, Д226 или Д223. Для открывания перехода р-n следует:

  1. Надежно зажать диод за фланец.
  2. Отрезать и расправить вывод анода, чтобы появилась возможность освободить медный провод р-n перехода.
  3. Отделить защитный фланец с помощью острого металлического предмета.

Аналогичным образом отделяются фланцы всех диодов, которые планируется использовать для сборки солнечной батареи. Проще всего сделать это с диодами марки Д223. Их достаточно выдержать в ацетоне, который растворит краску на стеклянном корпусе и откроет для света р-n переход.

Соединение диодных элементов полностью аналогично сборке батареи на основе транзисторов. Внутри групп диоды соединяют параллельно: с одной стороны – только аноды, с другой – только катоды. Тестирование и классификация диодов по группам в зависимости от выходных параметров осуществляется так же, как и отбор транзисторов.

Чем больше элементов использовано для сборки солнечной батареи, тем выше будут выходные параметры мощности конструкции. Так, пяти групп по 10 диодов достаточно, чтобы получить напряжение в 2,5 В силой тока до 25 мА. Аналогичные расчеты можно произвести для любого количества диодов, если вам требуется более или менее мощная солнечная батарея.

Обратите внимание: диоды и транзисторы чувствительны к температурному воздействию и легко выходят из строя при перегреве. Поэтому для их пайки следует использовать маломощный паяльник. Его будет достаточно, чтобы надежно соединить элементы между собой в единую полупроводниковую систему.

МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

   Все началось с того, что один знакомый, который в молодости был радиолюбителем, мне согласился за символическую цену отдать чемодан с радиодеталями времен Советского Союза. Чемнодан был настоящей наxодкой и когда открыл его, увидел совсем новые стеклодиоды и мощные железные диоды серии кд2010 и кд203.
 Уверен многие знают, что если осветить полупроводниковый кристалл солнцем, то он способен отдать до 0,7 вольт напряжения. Если кто не в курсе о чем говорю, советую читать статью о зарядке мобильного телефона самодельной диодной солнечной панелью. Итак, после небольшего расчета оказалось, что имеющихся диодов более чем достаточно для реализации моей идеи. Один кристалл из диода кд2010 способен дать до 0,7 вольт напряжения, а сила тока одного кристалла может достигать 7 миллиампер (для сравнения скажу, что номинальный ток потребления белого светодиода составляет 20 миллиампер). 


   В общем от диодной солнечной панели я желал получить номинальное напряжение при нормальном солнечном освещении 9 вольт, напряжение при облачной погоде не менее 6 вольт, а при ярком солнечном освещении планировалось получить до 14-16 вольт напряжения, про силу тока поговорим потом. Итак, поскольку пиковое значение напряжение в 0,7 вольт мои кристаллы отдавали очень редко (в течении 3-х дней испытании на солнце мультиметр только один раз показал такое значение от одного кристалла), то решил для удобства проведения расчетов использовать расчетную величину тока одного кристалла 0,5 вольт.

Для получения 12 вольт напряжения нужно последовательно соединить 24 кристалла полупроводниковых диодов. Теперь поясню, как достать кристалл из диода. Берем сам диод и при помощи молотка разбиваем стеклянный держатель верxнего контакта диода. Затем при помощи плоскогубцев нужно открыть диод. Там мы увидим кристалл, который припаян к основании диода. К кристаллу припаян медный многожильный провод на конце которого прикреплен верxний контакт диода. Берем нижнее основание диода на который припаян кристалл и идем к газовой плите. Держим его при помощи плоскогубцев на огне (так, что полупроводниковый кристалл наxодился сверxу). Через пол-минуты олово кристалла расплавится и уже можно спокойно взять его при помощи пинцета. Так нужно делать со всеми диодами. У меня на это ушло пару дней. Работа действительно трудная, но дело стоит того. Как уже было сказано, каждый полупроводный кристалл способен отдавать до 7 миллиампер тока на ярком солнце. Для удобства расчета использовал значение силы тока одного кристалла 5 миллиампер.
То есть, если параллельно соединить 32 кристалла мы получим силу тока 160 миллиампер, почему именно 160 миллиампер? Просто у меня диодов xватило как раз только для получения такого тока. Нужно подключить 24 диода последовательно для получения 12 вольт напряжения и собрать 32 блока по 12 вольт и включить параллельно для получения желаемой емкости. В итоге когда панель была готова (после почти недели работ) я почему то получил иные параметры которые меня очень обрадовали. Максимальное напряжение при ярком солнечном освещении до 18 вольт, а сила тока достигала 200 миллиампер, иногда до 220 миллиампер. 

   Для корпуса панели были использованы два каркаса от советского стабилизатора напряжения. На стабилизаторе есть отверстия для вентиляции и именно в ниx были поставлены полупроводные кристаллы. 

   Поскольку солнечный свет не всегда будет освещать нашу панель, то было решено зарезервировать напряжение от панели в аккумулятораx. Аккумуляторы были использованы от китайскиx фонариков.

Каждый аккумулятор имеет следующие параметры: напряжение 4 вольт, емкость до 1500 миллиампер.

   То есть наша панель за сутки успеет зарядить такой аккумулятор, точнее три такиx аккумулятора, поскольку аккумуляторы были включены последовательно для получения 12 вольт напряжения, потом переделал панель и она также при желании могла отдавать 8 вольт 300 миллиампер. Также была изготовлена небольшая панель из стеклодиодов. Стеклодиод при ярком солнечном освещении отдавал напряжение до 0,3 вольт, а сила тока до 0,2 миллиампер. 

   Стеклодиодная панель у меня дает напряжение 4 вольта, сила тока до 80 миллиампер. Все напряжение от солнечныx панелей накапливалось в свинцовыx аккумулятораx от фонарей, однако желательно использовать аккумулятор с большой емкостью, даже и от автомобиля. Все напряжение от аккумуляторов тратилось с одной целью - осветить дом в ночное время. Освещение выполнялось светодиодами. 

   Для этого из магазина были куплены светодиодные китайские фонарики.

Затем были созданы светодиодные панельки.

   На каждой панельке 42 светодиода. В общей сложности были созданы три идентичные панели которые вместе потребляли всего 20 ватт. Но освещенность равна 100 ваттной лампе накаливания и даже больше. 

   Свет, которые дают светодиоды, более приятный и успокаивающий. К тому же светодиоды имеют ничтожные тепловые потери.

   Ну в прочем думаю все отлично знают, что светодиоды более эффективны. Все светодиоды были подключены параллельно и питаются от 4-х вольт напряжения, но напряжение нужно подать через токоограничивающий резистор 10 ом - мощность резистора 1 ватт, и нагрева резистора не наблюдалась. Ака.

   Форум по энергосберегающим технологиям

   Форум по обсуждению материала МОЩНАЯ САМОДЕЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

Солнечная батарея своими руками из транзисторов в короткие сроки

Электрическая энергия сегодня стоит недешево, поэтому такой вопрос, как альтернативные источники энергии, является очень актуальным.

Среди таких источников энергии одним из самых распространенных является солнце, поэтому солнечные батареи становятся все более популярными. Такой источник энергии действительно является очень хорошим, однако если приобретать солнечную батарею в магазине, то нужно быть готовым к тому, что стоит такое оборудование недешево. Однако можно существенно сэкономить, если сделать солнечную батарею своими руками. Лучше всего делать солнечную батарею из транзисторов, поскольку во многих домах всегда найдутся диоды и транзисторы от старых, ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. Если все сделать правильно, то таким транзисторам можно дать новую жизнь и с их помощью можно получать большое количество энергии.

При помощи солнечной батареи можно уменьшить затраты на электроэнергию в доме.

Изготовление солнечной батареи из транзисторов

Сделать своими руками полупроводниковую солнечную батарею для радиоприемника на транзисторах не сложно.

Конечно, преимущество имеют те, кто располагает опытом в технической сфере, тем не менее, обязательным условием это не является. Главное – четко придерживаться инструкции, и тогда все получится. При изготовлении такой солнечной батареи своими руками нужно принимать во внимание то обстоятельство, что, когда проводник освещается светом (в данном случае светом солнца), он является источником электрического тока, то есть фотоэлементом. Именно этим свойством и необходимо воспользоваться, когда делается солнечная батарея из транзисторов своими руками.

Что касается силы тока и такого важного фактора, как электродвижущая сила такого фотоэлемента, то все зависит от материала полупроводника, величины его поверхности и освещенности. Однако превратить транзистор в фотоэлемент не так просто. Для того чтобы это сделать, надо уметь добраться до полупроводникового кристалла, для этого его необходимо вскрыть.

Схема контроллера заряда солнечной батареи.

Надо отметить то обстоятельство, что энергия, которая вырабатывается одним фотоэлементом, слишком мала, именно поэтому такие фотоэлементы собираются в одну батарею. Для того чтобы увеличить силу тока, отдаваемого во внешнюю цепь, все одинаковые фотоэлементы нужно соединить в строгой последовательности. Тем не менее следует учитывать то обстоятельство, что самые лучшие результаты можно получить, если работать по принципу смешанного соединения. Такой принцип подразумевает процесс сборки фотобатареи из последовательно соединенных групп, каждая группа при этом состоит из одинаковых, параллельно соединенных элементов. Транзисторы необходимо подготовить заранее, собрать их нужно на пластине из генитакса, текстолита или органического стекла. Что касается способа соединения, то между собой все элементы нужно соединять тонкими лужеными проводами, сделанными из меди. Выводы, которые подходят к кристаллу, паять не рекомендуется, так как в процессе паяния возникает высокая температура, в результате чего полупроводниковый кристалл может повредиться.

Пластина с фотоэлементом помещается в корпус из прочного материала, который должен иметь прозрачную верхнюю крышку. Оба вывода нужно подпаять к разъему, к нему потом подключить шнур от радиоприемника. Солнечная батарея, сделанная своими руками таким способом, на солнце может генерировать напряжение до 2,1 В при токе до 0,8 Ом. Такой мощности вполне достаточно для того, чтобы работал радиоприемник на одном-двум транзисторах.

Вернуться к оглавлению

Что понадобится для изготовления солнечной батареи?

Превратить транзисторы в фотоэлементы можно следующим способом. Нужно предварительно подготовить оловянно-свинцовый припой, канифоль и батарейку на 4,5 В. Из инструментов понадобятся следующее:

Схема устройства солнечной батареи.

  • плоскогубцы;
  • маленький молоток;
  • паяльник;
  • тестер;
  • пинцет;
  • бокорезы;
  • тиски.

С помощью бокорезов нужно отрезать выводы по линиям, затем смятую трубочку нужно расправить, чтобы один из выводов был свободен. Потом нужно диод в тисках зажать за фланец, к сварному шву прикладывается острый нож, по его тыльной стороне нужно слегка ударить и удалить крышку. При этом нужно внимательно следить за тем, чтобы лезвие ножа не проходило слишком глубоко внутрь, в противном случае кристалл может быть поврежден. Именно такие фотоэлементы и являются основой для оборудования, которое можно сделать своими руками в короткие сроки, не затрачивая при этом больших усилий.

Изготовление солнечной батареи на транзисторах самостоятельно в России актуально еще и потому, что собственного производства нет, а зарубежное оборудование стоит недешево. Нельзя сказать, что мощность его большая, однако следует учитывать то обстоятельство, что стоимость изготовления его очень мала, а выгода от его использования очевидна.

Изготовление транзистора своими руками

Эта статья заинтересует в первую очередь тех, кто любит и умеет мастерить. Конечно, можно купить различные готовые устройства и приборы, в том числе и изделия солнечной фотовольтаики в сборе или россыпью. Но умельцам намного интереснее создать собственное устройство, не похожее на другие, но обладающее уникальными свойствами. Например, из транзисторов своими руками может быть изготовлена солнечная батарея, на базе этой солнечной батареи могут быть собраны различные устройства, например, датчик освещенности или маломощное зарядное устройство.

Собираем солнечную батарею

В промышленных гелиевых модулях в качестве элемента, преобразующего солнечный свет в электричество, используется кремний. Естественно, этот материал прошел соответствующую обработку, которая превратила природный элемент в кристаллический полупроводник. Этот кристалл нарезается на тончайшие пластины, которые затем служат основой для сборки больших солнечных модулей. Этот же материал используется и при изготовлении полупроводниковых приборов. Поэтому, в принципе, из достаточного количества кремниевых транзисторов можно изготовить солнечную батарею.

Для изготовления гелиевой батареи лучше всего использовать старые мощные приборы, имеющие маркировку «П» или «КТ». Чем мощнее транзистор, тем большую площадь имеет кремниевый кристалл, а следовательно, тем большую площадь будет иметь фотоэлемент. Желательно, чтобы они были рабочие, в противном случае их использование может стать проблематичным. Можно, конечно, попробовать использовать и неисправные транзисторы. Но при этом каждый из них следует проверить на предмет отсутствия короткого замыкания на одном из двух переходов: эмиттер – база или коллектор – база.

От того, какова структура используемых транзисторов (р-n-р или n-р-n), зависит полярность создаваемой батареи. Например, KT819 имеет структуру n-р-n, поэтому для него положительным («+») выходом будет вывод базы, а отрицательными («-») – выводы эмиттера и коллектора. А транзисторы типа П201, П416 имеют структуру р-n-р, поэтому для них отрицательным («-») выходом будет вывод базы, а положительными («+») — выводы эмиттера и коллектора. Если взять в качестве фотопреобразователя отечественные П201 – П203, то при хорошем освещении можно получить на выходе ток до трех миллиампер при напряжении в 1.5 вольта.


Транзистор П202М

После того, как будет выбран тип и собрано достаточное количество транзисторов, к примеру, П201 или П416, можно приступать к изготовлению солнечной батареи. Для этого на расточном станке следует сточить фланцы транзисторов и удалить верхнюю часть корпуса. Затем нужно провести рутинную, но необходимую операцию по проверке всех транзисторов на пригодность использования их в качестве фотоэлементов. Для этого следует воспользоваться цифровым мультиметром, установив его в режим миллиамперметра с диапазоном измерения до 20 миллиампер. Соединяем «плюсовой» щуп с коллектором проверяемого транзистора, а «минусовой» — с базой.


Проверка транзистора

Если освещение достаточно хорошее, то мультиметр покажет значение тока в пределах от 0.15 до 0.3 миллиампер. Если значение тока окажется ниже минимального значения, то этот транзистор лучше не использовать. После проверки тока следует проверить напряжение. Не снимая щупов с выводов, мультиметр следует переключить на измерение напряжения в диапазоне до одного вольта. При этом же освещении прибор должен показать напряжение, равное примерно 0.3 вольта. Если показатели тока и напряжения соответствуют приведенным значениям, то транзистор годен для использования в качестве фотоэлемента в составе солнечной батареи.


Схема соединений транзисторов в солнечную батарею

Если есть возможность, то можно попробовать выбрать транзисторы с максимальными показателями. У некоторых транзисторов в плане расположения выводов для монтажа батареи может оказаться более удобным переход база – эмиттер. Тогда свободным остается вывод коллектора. И последнее замечание, которое нужно иметь в виду при изготовлении гелиевой батареи из транзисторов. При сборке батареи следует позаботиться об отводе тепла, так как при нагревании кристалл полупроводника, начиная примерно с температуры +25°С, на каждом последующем градусе теряет около 0.5% от начального напряжения.


Транзисторы П203Э с радиаторами охлаждения

В летний солнечный день кристалл кремния может нагреваться до температуры +80°С. При такой высокой температуре каждый элемент, входящий в состав гелиевой батареи, может терять в среднем до 0.085 вольта. Таким образом, коэффициент полезного действия такой самодельной батареи будет заметно снижаться. Именно для того, чтобы минимизировать потери, и нужен теплоотвод.

Обычный транзистор как элемент солнечной фотовольтаики

Кроме того, что обычный транзистор достаточно просто можно превратить в фотоэлектрический преобразователь, при небольшой фантазии его можно использовать и в других полезных схемах, используя фотоэлектрические свойства полупроводника. И область применения этих свойств может быть самая неожиданная. Причем применять модифицированный транзистор можно в двух вариантах – в режиме солнечной батареи и в режиме фототранзистора. В режиме солнечной батареи с двух выводов (база – коллектор или база – эмиттер) без каких-либо модификаций снимается электрический сигнал, вырабатываемый полупроводником при освещении его.

Фототранзистор представляет собой полупроводниковое устройство, реагирующее на световой поток и работающее во всех диапазонах спектра. Этот прибор преобразовывает излучение в электрический сигнал постоянного тока, одновременно усиливая его. Ток коллектора фототранзистора находится в зависимости от мощности излучения. Чем интенсивнее освещается область базы фототранзистора, тем больше становится ток коллектора.

Из обычного транзистора можно сделать не только фотоэлемент, преобразующий световую энергию в энергию электрическую. Обычный транзистор можно легко превратить в фототранзистор и использовать в дальнейшем уже его новые функциональные возможности. Для такой модификации подходят практически любые транзисторы. Например, серии MП. Если повернуть транзистор выводами кверху, то мы увидим, что вывод базы припаян непосредственно к корпусу транзистора, а выводы эмиттера и коллектора изолированы и заведены вовнутрь. Электроды транзистора расположены треугольником. Если повернуть транзистор так, чтобы вершина этого треугольника – база – была повернута к вам, то коллектор окажется слева, а эмиттер – справа.


Корпус транзистора, сточенный со стороны эмиттера

Теперь надфилем следует аккуратно сточить корпус транзистора со стороны эмиттера до получения сквозного отверстия. Фототранзистор готов к работе. Как и фотоэлемент из транзистора, так и самодельный фототранзистор может быть использован в различных схемах, реагирующих на свет. Например, в датчиках освещенности, которые управляют включением и выключением, например, внешнего освещения.


Схема простейшего датчика освещения

И те, и другие транзисторы могут быть использованы в схемах слежения за положением солнца для управления поворотом солнечных батарей. Слабый сигнал с этих транзисторов достаточно просто усиливается, например, составным транзистором Дарлингтона, который, в свою очередь, уже может управлять силовыми реле.

Примеров использования таких самоделок можно привести великое множество. Сфера их применения ограничивается только фантазией и опытом человека, взявшегося за такую работу. Мигающие елочные гирлянды, регуляторы освещенности в комнате, управление освещением дачного участка… Все это можно сделать своими руками.

самодельные из подручных материалов, как сделать из фольги

Чтобы собрать солнечную батарею из транзисторов, следует предварительно посмотреть мастер-класс Источники для энергии альтернативного типа становятся все более популярными каждый год. Одной из причин этому являются повышенные тарифы на оплату электричества. Кроме того создать такую установку людей толкает невозможность подключения к общей пользовательской сети. Самыми востребованными альтернативными источниками питания на рынке стали солнечные батареи. Данные установки способны вырабатывать электрическую энергию под воздействием солнечного света на структуры, которые изготовлены из кремния. А можно ли сделать солнечную батарею своими руками?

Самодельные солнечные батареи: подбираем материалы

Первое, что от вас потребуется это найти определенные транзисторы. Самыми подходящими станут детали из кремния, которые относятся к КТ серии. Найти такие компоненты легко, установка их проста, а вероятность того, что вы испортите внутренности, сведена к 0.

Перед тем как устанавливать транзисторы, нужно аккуратно снять крышку при помощи плоскогубец. Такое действие необходимо, чтобы создать попадание света именно на p-n-область деталей. Если вы используете П-транзистор, то не забудьте из них удалить порошок.

Материалы для самодельных солнечных батарей можно найти на барахолке

Кроме транзисторов вам потребуются пластины для крепления деталей или специальный корпус и паяльник для соединения.

Число деталей зависит от выбранной вами схемы.

Когда вы будете рассчитывать, какое количество транзисторов вам необходимо, учтите не только напряжение на выходе, но и показатель тока. Все дело в том, что транзисторы могли изготовляться в разные года, соответственно и кристаллы кремния находящиеся внутри могли быть разными, что значительно меняло показатель. В среднем показатель транзистора старого типа может составлять от 0. 13 до 3 мА при условном напряжении от 0.1 до 0.5 В.

Солнечная батарея своими руками из подручных материалов: схема сборки

Сразу следует сказать, что одной общей схемы для создания солнечной батареи нет, сборки могут быть разными, и зависят они от выходных параметров. Самым простым вариантом можно назвать сборку из 4-х транзисторов последовательного расположения. Так например если в сборке будут присутствовать детали 2N3055, то при токе в 10-15мА вы сможете получить результат до 4 В. Конечно нельзя сказать что это хороший показатель, но даже используя такую конструкцию вы сможете подпитать небольшой светильный прибор и даже часы.

Для того чтобы улучшить параметры, можно скомпоновать пару блоков. Их последовательное соединение даст прибавку к напряжению.

Чтобы сделать самодельную солнечную батарею, не нужно затрачивать много финансовых средств

Для того чтобы закрепить транзисторы в основном выбирают навесной монтаж, так как это значительно облегчает сборку. Кроме того, в основном все подобные устройства обладают немаловажным качеством, они не боятся короткого замыкания. Однако старайтесь оберегать их от возможных перегревов, так как при перегреве их напряжение на выходе может упасть.

Зарядное устройство и солнечная батарея из транзисторов

Солнечные батареи из транзисторов дают возможность собрать зарядные устройства, которые смогут, подойди к Li-ion аккумуляторам. Для такой конструкции нужно несколько дополнительных конденсаторов, которые смогут накапливать энергию и выравнивать ток в случае изменения освещенности.

Кроме того понадобятся несколько световых диодов и токоограничивающие резисторы, которые сыграют роль стабилизатора напряжения, а так же смогут питать звуковые сигнализаторы.

Сигнализаторы должны использоваться в обязательном порядке, чтобы свидетельствовать о том, что заряд полностью накоплен. Сделать его можно при помощи старого будильника электромеханического типа.

Транзисторы смогут создать параллельную стабилизацию, которая будет предохранять аккумулятор от превышения заряда. Диод требуется для того чтобы предотвратить обратный разряд аккумуляторного блока в случае отсутствия света.

Как сделать солнечную батарею из фольги

Как мы смогли выяснить из выше написанного в статье, самодельную батарею солнечного типа можно сделать из разных компонентов. Некоторые из составляющих могут даже улучшить работоспособность установки. Установку можно сделать не только из транзисторов, но даже с использованием консервных банок.

Солнечная батарея из фольги не сильно эффективная, но дешевая

Сюда же можно записать и использование фольги в качестве подложки, которая позволит увеличить отражающие способности панели.

Самым простым вариантом стает создание солнечного коллектора, используя обычный поливочный шланг, как основной элемент, деревянную раму и фольгу. К шлангу подводим несколько труб и наш водонагреватель готов.

Кроме того установка фольги может быть проведена и за панелями, таким образом вы сможете уменьшить риск перегрева, а так же улучшить производительность панелей и увеличить срок их эксплуатации. Фольга, подложенная за старые радиаторы, значительно улучшит теплоотдачу. Самодельные установки включают в себя разные компоненты.

Делаем сами: солнечная батарея из транзисторов своими руками (видео)

Подводя итоги можно дать один простой совет. Никогда не бойтесь проводить эксперименты, ведь без экспериментов не появились бы вещи, которыми мы пользуемся в повседневной жизни и уже не представляем, как без них быть. Только с помощью экспериментов наука может продвинуться на шаг вперед. Кто может знать, вдруг именно вы сможете придумать новый метод создания батареи солнечного типа своими руками, и уже очень скоро мы будем знакомиться именно с ней.


Добавить комментарий

Самодельная солнечная батарея | Полезное своими руками

В хозяйстве радиоконструктора всегда найдутся старые диоды и транзисторы от ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. В умелых руках это - богатство, которому можно найти дельное применение. Например, сделать полупроводниковую солнечную батарею для питания в походных условиях транзисторного радиоприемника.

Ранее мы уже приводили один из способов, надеемся, вы заметили. Как известно, при освещении светом полупроводник становится источником электрического тока - фотоэлементом. Этим свойством мы и воспользуемся. Сила тока и электродвижущая сила такого фотоэлемента зависят от материала полупроводника, величины его поверхности и освещенности. Но чтобы превратить диод или транзистор в фотоэлемент, нужно добраться до полупроводникового кристалла, а, говоря точнее, его нужно вскрыть.

Как это сделать, расскажем чуть позже, а пока загляните в таблицу, где приведены параметры самодельных фотоэлементов. Все значения получены при освещении лампой мощностью 60 Вт на расстоянии 170 мм, что примерно соответствует интенсивности солнечного света в погожий осенний день.

Энергия, вырабатываемая одним фотоэлементом, очень мала, поэтому их объединяют в батареи. Чтобы увеличить ток, отдаваемый во внешнюю цепь, одинаковые фотоэлементы соединяют последовательно. Но наилучших результатов можно добиться при смешанном соединении, когда фотобатарею собирают из последовательно соединенных групп, каждая из которых составляется из одинаковых параллельно соединенных элементов.

Предварительно подготовленные группы диодов собирают на пластине из гетинакса, органического стекла или текстолита, например, так, как показано на рисунке 4. Между собой элементы соединяются тонкими лужеными медными проводами. Выводы, подходящие к кристаллу, лучше не паять, так как от высокой температуры можно повредить полупроводниковый кристалл. Пластину с фотоэлементом поместите в прочный корпус с прозрачной верхней крышкой. Оба вывода подпаяйте к разъему - к нему будете подключать шнур от радиоприемника.

Солнечная батарея из 20 диодов КД202

Пять групп по четыре параллельно соединенных фотоэлемента на солнце генерирует напряжение до 2,1 В при токе до 0,8 мА. Этого вполне достаточно для того, чтобы питать радиоприемник на одном-двух транзисторах.

Теперь о том, как превратить диоды и транзисторы в фотоэлементы. Приготовьте тиски, бокорезы, плоскогубцы, острый нож, небольшой молоток, паяльник, оловянно-свинцовый припой ПОС-60, канифоль, пинцет, тестер или микроамперметр на 50-300 мкА и батарейку на 4,5 В. Диоды Д7, Д226, Д237 и другие в похожих корпусах следует разбирать так. Сначала отрежьте бокорезами выводы по линиям А и Б (рис.1).

Смятую при этом трубочку В аккуратно расправьте, чтобы освободить вывод Г. Затем диод зажмите в тисках за фланец. Приложите к сварному шву острый нож и, несильно ударив по тыльной стороне ножа, удалите крышку. Следите за тем, чтобы лезвие ножа не проходило глубоко вовнутрь - иначе можно повредить кристалл. Вывод Д очистите от краски - фотоэлемент готов.

У диодов КД202 (а также Д214, Д215, Д242-Д247) плоскогубцами откусите фланец А (рис.2) и отрежьте вывод Б. Как и в предыдущем случае, расправьте смятую трубку В, освободите гибкий вывод Г.

Как делают солнечные элементы

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Устройство и принципы работы

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.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • безвредность для экологии;
  • долговечность;
  • бесшумная работа;
  • легкость изготовления и монтажа;
  • независимость поставки электричества от распределительной сети;
  • неподвижность частей устройства;
  • незначительные финансовые затраты;
  • небольшой вес;
  • работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

  1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
  2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

  1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
  2. На основе селенида меди — индия: КПД выше, чем у предыдущих.
  3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

  • фотоячейки;
  • алюминиевые уголки;
  • диоды Шоттки;
  • силиконовые герметики;
  • проводники;
  • крепежные винты и метизы;
  • поликарбонатный лист/оргстекло;
  • паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться — это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

  • 2 «крокодильчика»;
  • медная фольга;
  • мультиметр;
  • соль;
  • пустая пластиковая бутылка без горлышка;
  • электрическая печь;
  • дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Устройство и принципы работы

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.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • безвредность для экологии;
  • долговечность;
  • бесшумная работа;
  • легкость изготовления и монтажа;
  • независимость поставки электричества от распределительной сети;
  • неподвижность частей устройства;
  • незначительные финансовые затраты;
  • небольшой вес;
  • работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

  1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
  2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

  1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
  2. На основе селенида меди — индия: КПД выше, чем у предыдущих.
  3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

  • фотоячейки;
  • алюминиевые уголки;
  • диоды Шоттки;
  • силиконовые герметики;
  • проводники;
  • крепежные винты и метизы;
  • поликарбонатный лист/оргстекло;
  • паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться — это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

  • 2 «крокодильчика»;
  • медная фольга;
  • мультиметр;
  • соль;
  • пустая пластиковая бутылка без горлышка;
  • электрическая печь;
  • дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

Солнечные элементы преобразуют энергию солнца в электричество, подобно тому, как растения превращают ее в пищу в процессе фотосинтеза. Солнечные элементы работают на основе энергии Солнца, под воздействием которой электроны в полупроводниковых материалах переходят от орбит, близких к ядрам их атомов, в более высокие орбиты, где они могут проводить электричество. Коммерческие солнечные элементы используют кремний в качестве полупроводника, но вот способ сделать солнечную батарею из более доступных материалов, чтобы лично увидеть, как это работает.

Как сделать солнечную батарею (самодельную солнечную батарею) с использованием силового транзистора 2N3055

Чтобы легко сделать самодельный солнечный элемент или сделать его своими руками, возьмите силовой транзистор, например 2N3055 и аккуратно вскрыть корпус. Это обнажает полупроводник материал внутри к свету. Подключите провода, и все готово! Делая это Мне удалось получить около 500 милливольт и 5,5 миллиампер, что составляет 2,7 милливатт. Для питания компактной люминесцентной лампы мощностью 15 Вт я бы нужно как минимум 5555 из них.Однако только 5 из них в серии будут питайте небольшой калькулятор на 1,5 вольта в условиях хорошего внутреннего освещения.

Обязательно ознакомьтесь с солнечная панель Я использовал несколько таких транзисторных солнечных элементов для питания калькулятор, а также это более мощный один заключен в коробку.

Транзисторный солнечный элемент подключен ...

... и проходит испытания.

На фото слева внизу транзистор.

Используйте ножовку, чтобы отрезать переднюю часть металлического корпуса, как на фото. справа. Внутри тонкие тонкие провода, поэтому, когда вы режете, делайте много коротких стрижек по всему корпусу, стараясь не допустить, чтобы лезвие залезть глубоко внутрь корпуса. Не делайте только один разрез на всем пути через.

Силовой транзистор 2Н3055 - вид сверху.

Разрезание корпуса.

На фото слева внизу корпус полностью разрезан до подложка и тонкая нежная проволока полностью незащищены. в на фото справа обрезана только передняя часть корпуса, оставляя защитную цилиндрическую стенку вокруг внутренней части, защита для проводов.

ВАЖНО: почти каждый раз, когда мой не работал или перестал работать, потому что середина одного из эти тонкие провода каким-то образом были зажаты и что-то касались, создание короткого замыкания.Чтобы увидеть это, вам может понадобиться увеличительное стекло. Если это произойдет, очень-очень осторожно приподнимите середину проволоки. вверх, так что он образует дугу с двумя концами, которые где-то связаны как на фото ниже. Я использую для этого кончик x-acto ножа, но Подойдет любой достаточно узкий инструмент, который может попасть под проволоку. Будьте очень, очень осторожны, чтобы не отсоедините любой конец провода от того места, где он подключен. я не знаю, сможете ли вы снова подключить его, если вы это сделаете.

Солнечная батарея и тонкие провода.

Корпус разрезан, чтобы оставить защитную стену.

Как показано на фото и иллюстрации, следует обратить внимание на три момента. электрический контакт с транзистором в отличие от типичного солнечного клетка.

Вид снизу, показывающий, где подключать провода.

Сравнение транзистора и типичного солнечного элемента.

Чтобы узнать, как подключиться к транзистору, чтобы получить наилучший выход, я установить испытательную станцию, где транзистор будет прочно закреплен на месте, пока пробовал все возможные способы подключения к нему и замерил выход для каждого пути. Результаты справа, ниже. Это было сделано в помещении, чтобы обеспечить постоянное освещение. Использовались две компактные люминесцентные лампы холодного белого цвета. Это означает, что значения низкие и могут масштабироваться по-разному. в солнечном свете, поскольку солнечный свет имеет другой диапазон частот.

Настройка для проверки эффективности различных способов подключения.

Тест Напряжение Текущий Мощность
База +, Эмиттер- 370 мВ 94 мкА 35 мкВт
База и эмиттер +, коллектор- 325 мВ 215 мкА 70 мкВт
Коллектор-, База + 340 мВ 265 мкА 90 мкВт
Коллектор +, Эмиттер- 28 мВ 65 мкА 1 мкВт

Как видно из таблицы выше, использование коллектора в качестве отрицательного (я.е. подключение к металлическому корпусу) и основание как положительное (т. е. подключение к штырю базы), игнорируя эмиттер. полученные результаты.

И напоследок, ради интереса, поигрался с фокусировкой света на солнечном ячейку с помощью небольшой линзы Френеля, чтобы увидеть разницу. я получил около 520 милливольт и более 5,5 миллиампер (измерено на шкала микроампер, шкала миллиампер на моем счетчике сломана.)

Фокусировка солнечного света на транзисторном солнечном элементе с помощью линзы Френеля.

Видео все о транзисторном солнечном элементе 2N3055

Вот видео, которое я сделал о своих экспериментах с транзистором 2N3055. солнечная батарея.

Изготовление солнечной панели из этих транзисторных солнечных элементов

Солнечная панель из транзисторных солнечных элементов, питающая вычислитель

После экспериментировал с одним солнечным элементом, изготовленным из источника питания 2N3055. транзистор, решил попробовать сделать солнечную панель из несколько из них для питания калькулятора.

Пять транзисторных солнечных элементов для питания калькулятора.

Разводка транзисторов сзади.

Вот принципиальная схема. Они соединены последовательно, чтобы напряжения складываются. Калькулятору нужно 1,5 вольта.

Принципиальная схема моей солнечной панели на транзисторах 2N3055.

Обратите внимание, что я не использовал вывод эмиттера транзистора, а только базовый вывод. и коллектор, который является корпусом транзистора. я сделал это потому что когда я измерил выходную мощность для всех возможных проводов комбинации для одного солнечного элемента с использованием базы в качестве положительного подключение и коллектор как минус дали наилучшие результаты как показано в следующей таблице.

Настройка для проверки эффективности различных способов подключения.

Результаты испытаний
Тест Напряжение Текущий Мощность
База +, Эмиттер- 370 мВ 94 мкА 35 мкВт
База и эмиттер +, коллектор- 325 мВ 215 мкА 70 мкВт
Коллектор-, База + 340 мВ 265 мкА 90 мкВт
Коллектор +, Эмиттер- 28 мВ 65 мкА 1 мкВт

Обратите внимание, что приведенные выше тесты были выполнены с двумя холодными белыми компактными флуоресцентные лампы, а не солнечный свет.Это нормально, так как это Калькулятор предназначен для использования в помещении.

Тестирование транзисторного калькулятора солнечных батарей с питанием от солнечных панелей

Сначала я тестировал на солнечном свете (см. Фото слева внизу). Солнце было позади. тонкие облака и свет проникал сквозь экран от мухи и два стекла оконного стекла. Это сработало просто отлично.

Затем я протестировал в помещении с желтоватой компактной люминесцентной лампой мощностью 27 Вт. лампочка (см. фото справа внизу). Мне нужен был калькулятор. 1 фут или меньше от источника света, чтобы получить достаточную мощность.

Тестирование солнечным светом.

Тестирование при внутреннем освещении.

Поскольку мне нужно было иметь калькулятор относительно близко к помещению свет для его питания, я полагаю, решением было бы добавить второй набор из пяти последовательных транзисторов параллельно с первым набором. Я получаю достаточного напряжения, поэтому добавление большего количества последовательно не поможет, но добавит еще один параллельный набор удваивает ток.К сожалению, у меня закончился транзисторы, поэтому я не мог этого сделать.

Принципиальная схема добавления второго комплекта параллельно.

Видео - Изготовление транзисторной солнечной панели

Вот видео, на котором я снимаю солнечную панель и показываю, как она работает. проверено.

Изготовление защищенной от атмосферных воздействий транзисторной солнечной панели в штучной упаковке

Можно сделать коробку с прозрачной стеклянной или пластиковой передней панелью. и поместите в него транзисторы для защиты от атмосферных воздействий.Таким образом вы есть портативная уличная солнечная панель. Однако транзисторы могут нагреваться от солнца и чем горячее они становятся, тем менее эффективными будут.

Поэтому вам может потребоваться установить их на радиатор, который обычно кусок толстого металла, отводящего тепло, часто алюминия так как это такой отличный проводник тепла. Когда-то источник алюминия это такие места, как Home Depot или Lowes, а некоторые в форме алюминия стержни или уголки.Этот алюминий можно разрезать ножовкой или разделочная пила.

Алюминиевые стержни и уголки, приобретенные в Home Depot.

Но есть проблема. Если вы установите их все на один и тот же кусок металл, который электрически соединит все их коллекторы вместе; коллекционеры дело обстоят. На данный момент у вас есть два варианта. Либо:

  1. установите каждый транзистор на свой радиатор, или
  2. смонтируйте их все на одном радиаторе с помощью монтажных комплектов радиатора.

Монтажные комплекты радиатора позволяют теплу отводиться к радиатору. при предотвращении электрического контакта между корпусом транзистора / коллектором и радиатор.

Монтажный комплект радиатора транзистора.

Кусок радиатора с просверленными отверстиями.

Транзистор крепится к радиатору с помощью комплекта.

Другая сторона показывает проводку.

А если установить транзисторы на радиатор с помощью монтажного kit, то в следующем видео показано, как это сделать шаг за шагом.

Как сделать солнечный элемент из транзистора

У большинства начинающих любителей электроники наверняка есть пара сгоревших силовых транзисторов, таких как 2N3055, которые прячутся в ящике для мусора.

Предположим, что их внутренние полупроводниковые переходы все еще не повреждены, устройство можно преобразовать в симпатичный маленький солнечный элемент, отпилив или отпилив верхнюю крышку устройства, чтобы открыть внутренний встроенный кристалл чипа.

Сколько тока может генерировать солнечный элемент 2N3055?

Когда этот полупроводник 2N3055 подвергается воздействию сильного солнечного света, он, вероятно, выдает примерно 0,7 В при токах до 20 мА. График демонстрирует зависимость выходного напряжения от тока нагрузки.

Как увеличить Curent

Поскольку площадь поверхности кремниевого чипа мала по сравнению со стандартным солнечным элементом, вам может потребоваться увеличительное стекло или выпуклая линза, чтобы сконцентрировать солнечные лучи на кремниевом кристалле кристалла, чтобы увеличить выходную мощность. Текущий.

С другой стороны, категорически не рекомендуется использовать очень сильный концентрированный солнечный свет, иначе он может навсегда сжечь переход транзистора!

Преимущества использования нового 2N3055

Если используется транзистор в хорошем состоянии, то вы можете обнаружить, что выходной ток удвоится, когда переход коллектор-база и эмиттер-база соединены параллельно, как показано на принципиальной схеме.

Это может быть невозможно, если транзистор уже неисправен. Это связано с тем, что поврежденный транзистор может иметь неисправный переход, который может быть закорочен, вызывая короткое замыкание на выходе солнечного элемента.

Как получить 12 В от солнечного элемента 2N3055

Чтобы получить 12 В от индивидуальных солнечных элементов 2N3055, вам, возможно, придется соединить 18 из них последовательно, как показано на следующей диаграмме.

Поскольку каждое устройство способно производить около 0,7 В, общее генерируемое напряжение может быть около 0.7 x 18 = 12,6 В. Однако максимальный ток не изменится и будет по-прежнему около 40 мА.

Предупреждение. Не используйте устаревшие германиевые силовые транзисторы, поскольку они могут содержать чрезвычайно токсичные ингредиенты. С другой стороны, ведущий производитель полупроводников убедился, что более современные кремниевые устройства, включая 2N3055, абсолютно безопасны в этом отношении.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Взломать цепь солнечной энергии

Панель солнечных батарей

Солнечные панели состоят из солнечных элементов , также называемых фотоэлектрическими элементами. Солнечные элементы - это крошечные электрические устройства, которые преобразуют энергию источника света, например солнца, в электричество.Солнечные элементы состоят из кремния, который представляет собой полупроводниковый материал (материал, который может действовать как изолятор или как проводник). Каждый солнечный элемент состоит из положительно заряженного слоя кремния (p-типа), расположенного под отрицательно заряженным слоем кремния (n-типа). Противоположные заряды между этими двумя слоями посредством обмена электронами от n-слоя к p-слою образуют микроскопическое электрическое поле на их границе раздела. Когда частицы солнечного света (фотоны) вступают в контакт с солнечными элементами, они сталкиваются и перемещают электроны в этом электрическом поле, создавая электрический ток между двумя слоями кремния, который может быть захвачен проводящими проводами в электрической цепи.

Эти ресурсы могут предоставить дополнительную информацию о том, как работают солнечные элементы:

Как работает солнечный элемент - Американское химическое общество

План урока "Как работают солнечные элементы" - Фонд экологического образования

Как работают солнечные элементы? - Научные мультфильмы

A Схема

Цепь - это замкнутая петля, по которой течет электричество. Цепь создается путем соединения электрических компонентов (причудливое слово для разных частей цепи) вместе с проводником, таким как провод.Электрическая цепь должна включать в себя источник электричества, проводник и электрическую нагрузку . Источником электричества может быть что угодно, что управляет потоком электричества через цепь, например, аккумулятор или солнечная панель. Проводники - это материалы, через которые может проходить электричество, например медные провода. Нагрузка - это любое устройство в цепи, которое потребляет электричество. Нагрузки могут включать в себя двигатели, лампочки, зуммеры или что-нибудь еще, работающее от электричества.

Попробуйте эту онлайн-лабораторию, чтобы узнать больше о схемах: Комплект для построения схем - PhET

Чтобы получить подробное представление о схемах, ознакомьтесь с этими ресурсами:

Что такое схема? - Северо-Западный университет

Используйте проводящее тесто для формования схем - мягкие схемы

Что такое цепь? - Sparkfun

DIY Зарядное устройство для солнечных батарей для литий-ионных аккумуляторов 18650

В этом проекте «Сделай сам» я покажу вам, как спроектировать и построить простое, но эффективное зарядное устройство для солнечных батарей для аккумуляторов 18650.Используя этот проект, вы можете заряжать две литий-ионные батареи 18650 напрямую от солнечной батареи без какого-либо сетевого адаптера.

Введение

Потребность в устойчивом образе жизни привела к увеличению использования возобновляемых источников энергии. Если не брать в расчет показатели эффективности, солнечная энергия является одной из удобных альтернатив (по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер) электроснабжению.

В наши дни большие солнечные фермы устанавливаются на акрах бесплодных земель во многих странах.Но также становятся популярными небольшие солнечные электростанции, например, на крышах отдельных зданий и возле небольших жилых домов.

Установка солнечной электростанции. будь то большой или маленький, это довольно просто. Установите массив солнечных панелей на крыше, подключите их к контроллеру заряда солнечных батарей и зарядите батареи. От аккумуляторов можно запускать любые сетевые приборы с помощью соответствующих инверторов.

В качестве новичка в солнечном проекте я разработал очень простое зарядное устройство для солнечных батарей для зарядки литий-ионных аккумуляторов 18650.Используя эти аккумуляторы, вы можете заряжать свои мобильные телефоны, планшеты или использовать аккумуляторы в светодиодных лампах, аварийном освещении и т. Д.

Принципиальная схема

Давайте погрузимся в проект, взглянув на принципиальную схему или, скорее, на схему подключения это зарядное устройство DIY для солнечных батарей для 18650. Все компоненты, которые я перечислю в следующем разделе, очень легко приобрести и легко доступны в местных магазинах электроники (вы также можете приобрести их в Интернете).

Необходимые компоненты

  • Миниатюрная солнечная панель 6 В - 100 мА
  • 2 литий-ионных аккумулятора 18650
  • Держатели аккумулятора 18650
  • TP4056 Зарядный модуль для литий-ионных аккумуляторов с защитой
  • Входное напряжение от 1 В до 5 В, шаг выходного напряжения 5 В повышающий преобразователь (повышающий преобразователь)
  • 1N4007 PN Junction Diode
  • Switch (Push to ON и Push to OFF)
  • Соединительные провода

Для получения дополнительной информации о модуле зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов TP4056 прочтите « TP4056 Lithium Зарядное устройство для ионных аккумуляторов “.

Как настроить зарядное устройство DIY на солнечной батарее для 18650?

Сначала я объясню подключения и пошаговую настройку зарядного устройства на солнечной батарее для 18650. Затем мы разберемся с принципом работы.

Что касается соединений, мини-солнечная панель имеет два провода, идущие от нее. Один красный, это положительный провод, а другой черный (или коричневый в моем случае), это отрицательный провод.

Теперь возьмем модуль зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов TP4056 с защитой аккумулятора.Со стороны входа он имеет два соединения с именами IN + и IN-. Возьмите красный провод от солнечной панели и подключите его к аноду диода 1N4007.

Подключите катод диода к клемме IN + модуля TP4056 и напрямую подключите черный провод солнечной панели к клемме IN- TP4056. На этом раздел ввода завершен.

На выходной стороне TP4056 есть четыре соединения с именами B +, B-, OUT + и OUT-. Возьмите две литий-ионные батареи 18650 с держателями и подключите их параллельно i.е. обе положительные клеммы батарей являются общими, а обе отрицательные - общими.

Подключите общий положительный полюс батарей к B + TP4056. Возможно, вам придется припаять провода к плате литий-ионного зарядного устройства. Аналогичным образом подключите общий отрицательный полюс батарей к B- TP4056.

Последним шагом сужения является подключение выхода TP4056 к модулю повышающего преобразователя 5 В. Модуль повышающего преобразователя имеет две входные клеммы с именами IN + и IN-.Подключите OUT + TP4056 к IN + модуля повышающего преобразователя и OUT- к IN- соответственно.

Вы можете использовать переключатель между TP4056 и повышающим преобразователем, чтобы вы могли включать или выключать выход. Я приклеил всю установку к корпусу держателя батареи с переключателем в центре и портом USB на краю.

Принцип DIY солнечного зарядного устройства для 18650

Солнечная панель, используемая в этом проекте, представляет собой небольшую панель на 6 В с небольшим выходом 100 мА. Выходная мощность этой солнечной панели не будет постоянной 6 В, но может колебаться от 5 В до 7.5V (согласно его паспорту).

Это напряжение подается на вход модуля зарядки литий-ионной батареи TP4056, который в этом сценарии действует как контроллер заряда от солнечной батареи. Входной сигнал TP4056 может находиться в диапазоне от 4 В до 8 В (что является диапазоном выходной мощности солнечной панели).

TP4056 затем заряжает аккумулятор от самой солнечной энергии. Если вы хотите только зарядить батареи, этого достаточно. Но поскольку в нашем проекте также необходимо заряжать мобильный телефон, нам нужен выход 5 В, а выход литий-ионных аккумуляторов 18650 - всего 3.7В.

На помощь приходит повышающий преобразователь. Повышающий преобразователь, который я использовал, представляет собой повышающий преобразователь входного напряжения 1-5 В в выходное напряжение 5 В, то есть он принимает входное напряжение от 1 В до 5 В и выдает постоянный выходной сигнал 5 В. Кроме того, этот повышающий преобразователь может поддерживать ток до 1 А, поэтому зарядка мобильного телефона не будет такой медленной.

Я использовал этот проект для зарядки своего мобильного телефона, а также для включения платы Arduino.

Создание зарядного устройства для солнечных батарей для Ni-MH аккумуляторов

Вы можете купить зарядное устройство на солнечной батарее, но дешевле и интереснее сделать его самостоятельно.

Если вы похожи на меня и любите проводить много времени в сельской местности, это означает, что у вас нет возможности заряжать свои устройства. Вы можете пойти посмотреть на коммерческое зарядное устройство для солнечных батарей, но для популярных брендов оно может легко стоить 100 долларов или больше. Так почему бы не построить его самому?

В своей простейшей форме зарядное устройство подает напряжение или ток на положительный полюс батареи. Это приведет к зарядке аккумулятора и увеличению его напряжения. Единственный раз, когда я знаю, что кто-нибудь заряжает аккумулятор с помощью такой простой системы, - это заводить автомобиль от внешнего источника.Простое приложение напряжения к аккумулятору может зарядить его, но у него нет системы защиты аккумулятора. Химический состав каждой батареи имеет уникальные свойства, в том числе, но не ограничиваясь: номинальное напряжение, максимальное напряжение, плотность энергии, скорость саморазряда, внутреннее сопротивление и жизненный цикл. Из-за уникальных требований к химическому составу каждой батареи важно сначала указать, какой химический состав батареи мы хотим использовать.

Зарядка одной батареи AAA

Выбор батареи

В настоящее время в потребительских устройствах используются аккумуляторные батареи трех типов.У нас есть ион лития, металлогидрид никеля (Ni-MH) и кадмий никеля (NiCd). Итак, начнем с номинального напряжения для литий-ионных аккумуляторов. Оно варьируется от 3,2 В до 3,7 В, никель-металлгидридные - 1,2 В и никель-кадмиевые - также 1,2 В. Потому что в большинстве бытовых устройств используются внутренние батареи, батарейки типа AA или AAA. Давайте исключим литий-ионный ион, потому что его номинальное напряжение более чем в два раза превышает напряжение батарей AA или AAA. Если мы затем сравним плотность энергии Ni-MH и NiCd, мы обнаружим, что Ni-MH имеет плотность энергии 140-1000 Втч / л, а NiCd имеет плотность энергии 50-150 Втч / л.Поэтому я собираюсь использовать Ni-MH для лучшей плотности энергии.

Способы зарядки аккумулятора

Существуют подробные сведения о методах зарядки для аккумуляторов любого химического состава, и я рекомендую найти хороший источник информации о том, с каким химическим составом вы хотите работать. Для Ni-MH компании Panasonic и Energizer предоставили отличные материалы.

Для быстрой зарядки аккумулятора (менее чем за несколько часов) обычно используется микроконтроллер для контроля как напряжения, так и температуры аккумулятора.Если напряжение начинает падать, значит, аккумулятор перезарядился и зарядное устройство отключается. Если температура начинает быстро расти, это может означать повреждение аккумулятора или состояние перезаряда и зарядное устройство отключается.

Если время не имеет значения, можно воспользоваться другим способом - медленно зарядить аккумулятор с помощью таймера, чтобы он отключился через 12–14 часов. Во избежание перезарядки зарядное устройство требует минимальной емкости аккумуляторов. Но если аккумуляторы имеют большую емкость, чем минимальная, на которую рассчитано зарядное устройство, они не будут заряжены полностью.Простое решение, но почти требует, чтобы емкость аккумулятора указывалась зарядным устройством.

Другой вариант - непрерывная подзарядка аккумуляторов. Для полной зарядки разряженной батареи в соответствии с рекомендациями Energizer потребуется 60 часов. Не очень практично для полной зарядки аккумулятора, скорее, он часто используется в качестве вторичного метода зарядки. Как только аккумуляторы полностью заряжены, начинается непрерывная подзарядка, чтобы поддерживать аккумуляторы «заряженными».

Давайте рассмотрим, что может быть лучшим способом для нашего солнечного зарядного устройства.Подзарядка займет слишком много времени, поэтому давайте сбрасываем ее со счетов. Зарядное устройство по времени также быстро сталкивается с проблемами; если солнечное зарядное устройство теряет мощность, таймер сбрасывается, что приводит к перезарядке. Это можно решить, добавив батарею только для таймера. Однако, если питание было потеряно, таймер все равно будет работать, но не заряжать батареи, в результате чего батарея не будет заряжена. Из-за длительного времени зарядки метода таймера он почти всегда теряет мощность. Значит, метод таймера отсутствует.Использование микроконтроллера кажется хорошим выбором, но это гораздо более сложная система. У него должен быть термистор для каждого слота батареи и один для измерения температуры окружающей среды. Затем нам также необходимо измерить напряжение на каждой батарее, и она может не выполнить быструю зарядку из-за ограничений мощности от солнечной панели.

Кажется, каждый из представленных методов имеет ограничения, вызывающие беспокойство. Вместо того, чтобы просто использовать один из этих методов, я предлагаю метод, который использует компоненты методов таймера и микроконтроллера.Мы используем компаратор для контроля напряжения и предотвращения перезарядки, но используем низкую скорость заряда таймера для защиты аккумулятора. Это имеет некоторые ограничения, но предлагает более простой дизайн, который легко масштабировать; система, которая не требует постоянного питания и является безопасной.

Дизайн

Поскольку это устройство не будет находиться в среде с контролируемой температурой, я рекомендую, чтобы все компоненты имели максимальную рабочую температуру не менее 70 ° C и не менее -25 ° C. Хотя 70 ° C выше любой ожидаемой температуры воздуха, зарядное устройство будет находиться на солнце, что приведет к повышению температуры устройства и может легко достичь температуры выше 50 ° C.

Во-первых, нам нужно выбрать солнечную батарею. Я выбрал панель мощностью 5 Вт, она имеет напряжение холостого хода (Voc) 22 В и ток короткого замыкания (Isc) 300 мА. Высокое напряжение этой панели позволяет использовать ее для зарядки автомобильных аккумуляторов 12 В, что я считал желательным. К тому же это было довольно доступно. Ток в 300 мА ограничивает количество аккумуляторов, которые мы можем заряжать одновременно, до пары небольших аккумуляторов или одной большой.

Мы говорили о химическом составе аккумуляторов ранее, но не говорили о емкости или форм-факторе.Вы, вероятно, имеете в виду форм-фактор (AA, AAA и т. Д.), Поскольку у вас, вероятно, есть конкретное устройство, для которого вы хотели бы подзарядить батареи. Я буду разрабатывать свой для Ni-MH AAA 1100 мАч, но химический состав и емкость действительно определяют электрические характеристики. Как правило, чем больше батарея, тем больше ее емкость. Однако небольшие различия в упаковке и технологии означают, что емкость одного AAA может отличаться от емкости другого AAA.

У нас есть источник питания и аккумуляторы для зарядки, так что приступим к остальным конструкторским работам.Я уже упоминал, что я бы с помощью компаратора, который означает, что нам нужен источник опорного напряжения. Часто это можно сделать с помощью делителя напряжения, но поскольку наш источник питания сильно изменчив, я решил использовать стабилизатор напряжения. LM317 - это обычный регулятор напряжения, простой в использовании, недорогой и обладающий высокой рабочей температурой. Выходное напряжение контролируется 2 резисторами. Я буду использовать второй второй LM317, чтобы сделать линию 12 В, которую я буду использовать как VCC для остальной цепи.

Lm317 настроен на выход 1.47В

Lm317 настроен на выход 12 В

В качестве транзистора для светодиода я использовал 2N3904, эмиттер был подключен к токоограничивающему резистору и светодиоду последовательно. Это показывает, когда аккумулятор заряжается и когда наша батарея полностью заряжена.

В качестве транзистора, регулирующего ток батареи, я использовал силовой транзистор IRF840. Он превосходит спецификации и стоит недорого, но его можно заменить на силовой транзистор по вашему выбору.Транзистор включен последовательно с токоограничивающим резистором и батареей.

Теперь это зарядит вашу батарею, но я решил пойти немного дальше и добавить еще одну систему для ограничения тока. Я добавил еще один силовой транзистор и подключил затвор к таймеру 555. Таймер 555 настроен на рабочий цикл 80% с частотой 1 кГц. Это ограничивает средний ток, но также гарантирует, что индикаторный светодиод будет иметь достаточно времени, чтобы работать достаточно ярко, чтобы видеть под ярким солнцем.

Таймер 555, настроенный на 80% рабочего цикла при 1 кГц

Я сконструировал прототип схемы на макетной плате с местом для зарядки одной батареи AAA. Осредненный по времени ток, протекающий через батарею, был измерен на уровне 90 мА в солнечный зимний день. Я разрядил, а затем зарядил четыре батареи с помощью солнечного зарядного устройства, а затем зарядил четыре с помощью коммерческого зарядного устройства производства Duracell. Напряжение было измерено на каждой батарее для ограниченного сравнения.

Напряжение аккумулятора

Батареи солнечного зарядного устройства имели среднее напряжение 1274 мВ, а батареи зарядного устройства Duracell имели среднее напряжение 1295 мВ. Немного более низкое напряжение неудивительно, потому что солнечное зарядное устройство было разработано для завершения цикла заряда на 30 мВ при максимальном напряжении. Теперь у вас есть полный дизайн вашего собственного солнечного зарядного устройства.

Схема солнечного зарядного устройства для одной батареи

Предложения по дальнейшим действиям

Добавить аккумуляторы
Добавить светодиодный индикатор питания к зарядному устройству
Добавить капельное зарядное устройство после первичной зарядки

Попробуйте сами! Получите спецификацию.

Самодельное зарядное устройство для электрического забора - Сделай сам

Это самодельное зарядное устройство для электрического забора было создано, когда вышедший из строя домашний скот вызвал потери урожая, что и привело к этой идее управления животноводством. (Подробные схемы электрических ограждений см. В галерее изображений.)

Неважно, выращиваете ли вы овощи или разводите тварей (особенно, если вы делаете и то и другое), вы знаете, как важно держать голодный скот на своем месте. Конечно, колючая проволока обычно служит эффективным средством отпугивания всех, кроме самых упорных животных.Однако для тех немногих упрямых зверей это самодельное зарядное устройство для электрического забора может быть правильным выбором. . . и для этого требуются менее прочные и, следовательно, зачастую менее дорогие стойки, чем для ограждения из колючей проволоки.

Однако, если бы вы купили зарядное устройство для забора на местной ферме, это оборудование, вероятно, обойдется вам в сумму от 25 до 35 долларов. Тогда вы будете рады узнать, что этот компонент можно сделать самостоятельно, используя легкодоступные и некоторые легко утилизируемые электронные детали и информацию, представленную здесь, всего за 10–15 долларов.

СТАНДАРТНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРОВ. . . И ГОРЯЧЕ!

Зарядное устройство, которое мы собрали, питается от автомобильного аккумулятора на 12 В и может подавать привлекающее внимание 25 000 вольт электричества к прядям забора раз в секунду. Устройство, построенное на основе стандартной автомобильной катушки зажигания, не имеет достаточной силы тока, чтобы серьезно повредить или убить животное, но его «укус», безусловно, послужит укреплению концепции существования территориальных границ!


По сути, восстановленная катушка выполняет ту же работу, что и под капотом автомобиля, но точки прерывания заменяет простое реле.Когда контакты этого устройства замкнуты, ток течет через катушку, которая может накапливать энергию. Затем, когда контакты размыкаются (тем самым разрывая цепь), накопленной мощности некуда деваться, и магнитное поле схлопывается. . . индуцирование тока во вторичной обмотке катушки. Поскольку в этой последней обмотке намного больше витков, чем в первичной обмотке , напряжение значительно усиливается и затем передается непосредственно на проводящий провод ограждения.

Реле срабатывает только на мгновение - фактически около 15/1000 секунды, поскольку ток управляется одной базовой интегральной схемой. Это электронное чудо 79d, содержащее 32 индивидуально соединенных транзистора, генерирует импульс (с небольшой помощью пары схем синхронизации) каждую секунду или около того, активируя реле. Переменный резистор можно использовать для регулировки частоты пульса.

ПОСТРОИТЬ ЭЛЕКТРОЗАБОР ДЛЯ ПЕСНИ

Для удобства покупки запчастей наш список материалов включает стандартные компоненты Radio Shack и каталожные номера.Все предметы, за исключением катушки зажигания и печатной платы, можно приобрести в местной торговой точке примерно за 11 долларов.

Катушку - которая должна быть от обычной автомобильной системы зажигания , а не более новых транзисторных версий - должно быть легко найти или, возможно, купить за бесценок на свалке.

Печатная плата также может быть получена несколькими способами. Если у вас есть некоторый опыт работы с электронными проектами, сделанными своими руками, вы можете сделать свой собственный из полноразмерного шаблона, показанного ниже.(Даже если у вас нет такого опыта, вы все равно можете попробовать свои силы в изготовлении плат, используя комплект для печатных схем, доступный в Radio Shack.)

Другой вариант - купить готовую предварительно просверленную доску, изготовленную специально для этого проекта компанией Danocinths, Inc. (информацию для заказа см. В списке материалов).

Остальная часть работы проста: просто вставьте детали в соответствующие отверстия, следуя руководству по компоновке. (Помните, что очень важно соблюдать направление и полярность компонентов.После того, как детали будут на месте, используйте канифольный припой и небольшой утюг с карандашом, чтобы прикрепить их к плате. Старайтесь избегать чрезмерного накопления проводящего расплава или , позволяя ему перекрывать два соседних пути.

Затем отрежьте пять 12-дюймовых отрезков изолированного провода калибра 18 или 20 и закрепите их через квинтет продольных отверстий на плате. . . которые ведут к земле, питанию, земле и двум клеммам катушки (на данном этапе не имеет значения, какой провод куда идет). Затем отложите печатную плату и начните сборку защитного кожуха для электрических компонентов.

Хотя для этой работы подойдет любой непроводящий материал, мы решили сделать простой навес. . . используя кусок фанеры размером 46 дюймов размером 1 на 5, кусок фанеры размером 7-1 / 2 на 14 дюймов, кусок 18-дюймовой угловой лепнины размером 1 дюйм и кусок оргстекла размером 9 на 15 дюймов. (Эта последняя часть может быть заменена куском ДВП Masonite, но только в том случае, если сначала она достаточно гидроизолирована.)

Начните с вырезания деревянных деталей до размеров, указанных на схеме на следующей странице.Обратите внимание, что две части стены и угловые молдинги должны быть скошены под углом 45 градусов. Затем соберите коробку, используя винты для дерева с плоской головкой № 7 на 1-1 / 4 дюйма, где указано, и убедитесь, что головки утоплены, а стыки защищены замазкой или силиконовым герметиком.


Теперь просверлите два отверстия диаметром 1/4 дюйма (они подходят для двух клемм аккумулятора) в правой и левой стенках и просверлите еще четыре отверстия диаметром 1/4 дюйма в задней стенке: по одному для провода высокого напряжения, держатель катушки и клемма заземления, а также последнее отверстие рядом с пиком крыши, чтобы можно было повесить устройство.Вы также можете в это время покрыть все деревянные части защитным водоотталкивающим герметиком, например полиуретаном.

После этого обрежьте лицевую крышку из оргстекла по размеру и подготовьте ее к установке в передней части коробки с помощью шурупов № 4 на 3/8 дюйма с полукруглой головкой. Чтобы упростить сборку, вы, вероятно, захотите разрезать крышку пополам по горизонтали, примерно на 7 дюймов ниже ее пика. . . а затем установите печатную плату в нижнюю часть оргстекла с помощью четырех No.2 крепежных винта с полукруглой головкой размером 1-1 / 4 дюйма, гайки и распорки 1 дюйм. Затем, пока вы это делаете, установите тумблер. (Однако перед тем, как привинтить или крышку на место, обязательно проложите правильные провода к минусовой батарее и клеммам заземления с помощью болтов 1/4 дюйма, подключите катушку и закрепите ее другим креплением 1/4 дюйма, убедившись, что Провод высокого напряжения не проложен рядом с чувствительными электронными компонентами, поскольку он проходит через заднюю часть коробки - и подключите переключатель к плюсовому выводу аккумулятора в точке перед клеммой, как показано на рисунке.)

Все, что осталось, - это прикрепить угловой молдинг к поверхности пика крыши (поверх плексигласового покрытия) с помощью шурупов № 7 на 1/2 дюйма с плоской головкой. . . оставшиеся секции сделайте водонепроницаемыми. . . и установите. кабели аккумулятора и зажимы с зажимами на концах внешних проводов.

ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОМАШНИХ ЗАБОРОВ В ТЕЧЕНИЕ МЕСЯЦЕВ

Самодельное зарядное устройство для забора, конечно же, подключается так же, как и покупные. Мы просто повесили ящик на удобный столб для забора, поместили 12-вольтовый автомобильный аккумулятор, приподнятый над землей, и воткнули 4-футовый голый стальной стержень в землю рядом с площадкой.(Если вы решите построить еще один кожух для защиты батареи от погодных условий, как показано на обложке этого выпуска, убедитесь, что у вас есть вентиляционные отверстия для выхода любых горючих газов.)

Положительный и отрицательный выводы подключаются к соответствующим клеммам на батарее, клемма с надписью «земля» должна быть подключена к закопанному стальному стержню с помощью куска (желательно изолированного) провода, а высоковольтный провод фиксируется непосредственно на оголенном прядь забора.

Однако имейте в виду, что «горячая» проволока для забора будет выполнять свою работу, только если она [1] изолирована как от столбов забора, так и от земли стандартными керамическими или пластиковыми ручками (конечно, вы можете попробовать самодельные протекторы, такие как бутылки шеи или секции трубы из ПВХ) и [2] размещены на высоте, подходящей для животных, которых вы пытаетесь дрессировать.

Помните также, что вы можете проложить несколько жил заборной проволоки на разных уровнях, если их просто связать вместе соединительной проводящей проволокой. Такое расположение позволит вам удержать взрослых и молодых зверей от прохода через выбранные вами границы.

При надежных соединениях и исправном аккумуляторе зарядное устройство для забора должно проработать несколько месяцев без "наддува". . . и само устройство должно прослужить довольно долго, прежде чем откажется какая-либо часть компонента.

Кроме того, поскольку частота пульса регулируется, вы можете немного продлить срок службы устройства, быстро включив его, а затем, через несколько дней (к тому времени, когда большинство ваших животных усвоят уроки), отключив обратно, выключив переменный резистор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *