Різне

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

20.02.2017

Сонячну батарею робимо своїми руками

Отримання електрики з альтернативних джерел живлення досить витратне заняття. Наприклад, використання сонячної енергії при покупці готового обладнання доведеться витратити значну суму грошей. Але в наш час можливо зібрати сонячні батареї своїми руками для дачі або приватного будинку з готових фотоелементів або інших підручних матеріалів. І перш, ніж приступити до купівлі необхідних компонентів і проектування конструкції, необхідно зрозуміти, що таке сонячна батарея та її принцип роботи.

Сонячна батарея: що це і як працює

У людей, які вперше стикаються з цим завданням, відразу виникають питання: «Як зібрати сонячну батарею?» або «Як зробити сонячну батарею?». Але вивчивши пристрій і принцип його роботи, проблеми з реалізацією даного проекту відпадають самі собою. Адже конструкція і принцип дії прості і не повинні викликати труднощів при створенні джерела живлення в домашніх умовах.

Сонячна батарея (СБ) — це фотоелектричні перетворювачі енергії, випромінюваної сонцем в електричну, які з’єднані у вигляді масиву елементів і укладені в захисну конструкцію. Перетворювачі — напівпровідникові елементи з кремнію для генерації постійного струму. Вони виготовляються трьох видів:

  • Монокристалічний;
  • Полікристалічний;
  • Аморфний (тонкоплівковий).

Типи фотоелементів

Принцип роботи пристрою заснований нафотоелектричних ефекті. Сонячне світло, падаючи на фотоелементи, вибиває вільні електрони з останніх орбіт кожного атома кремнієвої пластини. Переміщення великої кількості вільних електронів між електродами батареї виробляють постійний струм. Далі, він перетворюється на змінний струм для електрифікації будинку.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Принцип роботи сонячної батареї

Вибір фотоелементів

До початку проектних робіт по створенню панелі в домашніх умовах потрібно вибрати один з трьох типів перетворювачів сонячної енергії. Для вибору відповідних елементів потрібно знати їх технічні характеристики:

  • Монокристалічні. ККД цих пластин 12-14%. Однак, вони чутливі до кількості потрапляє світла. Невелика хмарність значно знижує кількість вироблюваної електрики. Термін служби до 30 років.
  • Полікристалічні. Ці елементи здатні видавати ККД 7-9%. Але на них не впливає якість освітленості і вони здатні видавати таку ж кількість струму в хмарну і навіть похмуру погоду. Експлуатаційний період — 20 років.
  • Аморфні. Виготовляються на основі гнучкого кремнію. Виробляють ККД близько 10%. Кількість виробленої електрики не знижується із-за якості погоди. Але дороге і складне виробництво робить їх важкодоступними.

Для виготовлення СБ своїми силами можна придбати перетворювачі типу В (другий сорт). До них належать елементи з невеликими дефектами, навіть при заміні деяких компонентів собівартість батарей буде в 2-3 рази менше ринкової, завдяки цьому заощадите свої кошти.

Для забезпечення приватного будинку електрикою від альтернативного джерела енергії найкраще підходять перші два типи пластин.

Вибір місця і проектування

Батареї краще розташовувати за принципом: чим вище, тим краще. Відмінним місцем буде дах будинку, на неї не потрапляє тінь від дерев або інших будівель. У випадку, якщо конструкція перекриттів не дозволяє витримати вагу установки, то місце слід вибирати на ділянці дачі, який найбільше сприймає випромінювання від сонця.

Зібрані панелі необхідно розташовувати під таким кутом, щоб сонячні промені максимально перпендикулярно падали на кремнієві елементи. Ідеальним варіантом встановлення сонячних батарей буде наявність можливості коригування всієї установки за напрямом за сонцем.

Кут нахилу РБ можна легко розрахувати виходячи з географічного розташування та рівня сонцестояння для даної ділянки.

Виготовлення батареї своїми руками

Забезпечити будинок або дачу електрикою 220 В від сонячної батареї вам не вдасться, оскільки розміри такої батареї будуть величезні. Одна пластина генерує електричний струм з напругою 0,5 Ст. Оптимальним варіантом вважається СБ з номінальною напругою 18 Ст. Виходячи з цього розраховується необхідна кількість фотоелементів для пристрою.

Зборка каркаса

В першу чергу саморобна сонячна батарея потребує захисної рамці (корпусі). Її можна виготовити з алюмінієвих куточків 30х30 мм або з дерев’яних брусків в домашніх умовах. При використанні металевого профілю на одній з полиць знімається напилком фаска під кутом 45 градусів, а друга полиця відрізається під тим же кутом. Відрізані за потрібними розмірами з обробленими кінцями деталі каркаса скручується за допомогою косинців з того ж матеріалу. До готової рами на силікон приклеюється захисне скло.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Корпус з алюмінієвого куточка

Спайка пластин

При паянні елементів в домашніх умовах потрібно знати, що для збільшення напруги необхідно з’єднувати послідовно. а для збільшення сили струмупаралельно. Крем’яні пластини викладаються на скло, залишаючи між ними зазор 5 мм з кожного боку. Цей проміжок необхідний для погашення можливого температурного розширення елементів при нагріванні. Перетворювачі мають дві доріжки: з одного боку «плюс », з іншого — «мінус ». Всі деталі з’єднуються послідовно в єдиний ланцюг. Потім провідники з останніх компонентів ланцюга виводяться на загальну шину.

Для уникнення саморозряду пристрою в нічний час або хмарну погоду фахівці рекомендують передбачити монтаж діода Шотткі 31DQ03 або аналога на контакт від «середньої» точки.

Після закінчення паяльних робіт за допомогою мультиметра необхідно перевірити вихідну напругу, яка повинна бути В 18-19 для повноцінного забезпечення приватного будинку електроенергією.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Збірка елементів батареї

Збірка панелі

У готовий корпус укладаються спаяні перетворювачі, потім у центр кожного крем’яного елемента наноситься силікон. і зверху накривається підкладкою з ДВП для їх фіксації. Після чого конструкція закривається кришкою, і герметизуються всі стики герметиком або силіконом. Готова панель монтується на держатель або каркас.

Сонячні батареї з підручних матеріалів

Крім складання СБ з куплених фотоелементів їх можна зібрати з підручних матеріалів, які є у будь радіоаматора: транзисторів, діодів і фольги.

Батарея з транзисторів

Для цих цілей найбільш відповідними деталями є транзистори типу КТ абоП. Всередині них знаходиться досить великий крем’яний напівпровідниковий елемент, необхідний для виробництва електрики. Підібравши необхідну кількість радіодеталей, з них необхідно зрізати металеву кришку. Для цього потрібно затиснути його в тесках і ножівкою по металу акуратно зробити зріз верхній частині. Всередині можна побачити пластину, яка буде служити в якості фотоелемента.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Транзистор для батареї з спиляної кришечкою

Всі ці деталі мають три контакту: база, емітер і колектор. При складанні СБ потрібно вибирати колекторний перехід у зв’язку з найбільшою різницею потенціалів.

Збірка здійснюється на рівній площині з будь-якого діелектричного матеріалу. Споювати транзистори потрібно в окремі послідовні ланцюжки. а ці ланцюжки, у свою чергуз’єднувати паралельно.

Розрахунок готового джерела струму можна виробляти з характеристик радіодеталей. Один транзистор видає напругу 0,35 В і силу струму при КЗ в 0,25 мкА.

Батарея з діодів

Сонячна батарея з діодів Д223Б дійсно може стати джерелом електричного струму. Ці діоди мають найбільший вольтаж і виконані в скляному корпусі, вкритому фарбою. Напруга на виході готового виробу можна визначити з розрахунку, що один діод на сонце генерує 350 мВ.

  1. Необхідну кількість радіодеталей складаємо в ємність і заливаємо ацетоном або іншим розчинником і залишаємо на кілька годин.
  2. Потім, необхідно взяти пластину потрібного розміру з неметалевого матеріалу і виконати розмітку під впаювання компонентів джерела живлення.
  3. Після розмокання фарбу можна легко зішкребти.
  4. Озброївшись мультиметром, на сонці або під лампочкою визначаємо плюсовій контакт і загинаємо його. Діоди впаюються вертикально. т. к. в такому положенні кристал найкраще генерує електрику з енергії сонця. Тому на виході отримаємо максимальне напруження, яке буде генерувати сонячна батарея.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Розпаювання діодів

Батарея з фольги

Крім описаних вище двох способів джерело живлення можна зібрати з фольги. Саморобна сонячна батарея, зроблена згідно з покрокової інструкції, описаною нижче, зможе давати електроенергію, хоча і дуже малої потужності:

  1. Для саморобки знадобиться мідна фольга площею 45 кв. див. Відрізаний шматок обробляється в мильному розчині для видалення жиру з поверхні. Так само бажано вимити руки, щоб не залишати жирові плями.
  2. Наждаком необхідно видалити захисну оксидну плівку і будь-який інший вид корозії з площини розрізу.
  3. На пальник електричної плитки потужністю не менше 1,1 кВт лягає лист фольги і нагрівається до утворення червоно-оранжевих плям. При подальшому нагріванні утворені оксиди перетворюються в оксид міді. Цьому свідчить чорний колір поверхні шматка.
  4. Після утворення оксиду нагрівання необхідно продовжуватипротягом 30 хвилин. щоб утворилася оксидна плівка достатньої товщини.
  5. Просмаження зупиняється, і лист остигає разом з піччю. При повільному охолодженні мідь і оксид остигають з різною швидкістю, що сприяє останньому легко відшаруватися.
  6. Під проточною водою видаляються залишки оксиду. При цьому не можна згинати лист і механічно віддирати дрібні шматочки, щоб не пошкодити тонкий шар окису.
  7. Вирізається другий лист за розмірами першого.
  8. пластиковий бутель обсягом 2-5 літрів з обрізаним горлом потрібно помістити два шматка фольги. Закріпити їх затискачами «крокодил». Розташовувати їх треба, щоб вони не з’єднувалися .
  9. До обробленому шматку підводиться мінусова клема, а до другого — плюсова.
  10. В банку заливається сольовий розчин. Його рівень повинен бути нижче верхнього краю електродів на 2,5 см. Для приготування суміші 2-4 столові ложки солі (в залежності від обсягу пляшки) розчиняються в невеликій кількості води.

Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Всі сонячні батареї не придатні для забезпечення дачі або приватного будинку приміщення електрикою на увазі свою малу потужність. Але вони здатні служити джерелом живлення для радіоприймачів або зарядки дрібних електроприладів.

Короткий опис статті: сонячні батареї своїми руками Як зробити сонячні батареї своїми руками детально описано в статті. Розглянуті варіанти з фотоелементів, транзисторів, діодів і навіть з мідної фольги.

Джерело: Сонячні батареї своїми руками: багато способів, відео

Також ви можете прочитати