В последнее время вопросы энергосбережения становятся все более актуальными. Многие граждане начинают задумываться об экономии электроэнергии путем использования различных энергосберегающих технологий. В последнее время применение энергии солнца в домашних условиях интересует практически всех рационально мыслящих людей, которые прекрасно понимают, что лучше один раз потратиться на установку солнечных батарей, а потом в течение многих лет иметь существенную экономию семейного бюджета. Тем более, с каждым днем цены на энергоносители, как в нашей стране, так и во всем мире неуклонно растут.

В этой статье мы поговорим о том, как сделать солнечную батарею своими руками, дадим пошаговую инструкцию по сборке батареи из подручных материалов, а также покажем схемы, фото и видео материалы.

Содержание:

• Выбор элементов для панели
• Разработка проекта системы
• Изготовление каркаса
• Монтаж корпуса
• Подбор и пайка элементов
• Сборка
• Из подручных материалов
  • Вариант 1
  • Вариант 2
• Видео
• Фото
• Схемы

Главная особенность в производстве солнечных батарей — это минимальное вложение финансовых средств и доступность комплектующих деталей.

Выбор элементов для панели

Большое достоинство солнечной системы, собранной при индивидуальной сборке, состоит в том, что нет необходимости в единовременной установке комплексной системы, ее можно постепенно наращивать. Если опыт окажется удачным, то можно в любой момент расширять объем системы.

Солнечная батарея – это локальный генератор, который работает на основе фотоэлектрического элемента и преобразовывает солнечную энергию в приборе в электрическую. Для самостоятельной сборки нужно выбирать доступные в продаже солнечные модули. Сегодня на аукционной продаже Еbay можно купить комплект SolarCells для самостоятельной сборки солнечных батарей из 36 солнечных элементов. Такой набор доступен в продаже в России.

Разработка проекта системы

Проектирование будущей системы зависит от способа монтажа и размещения. Солнечные батареи устанавливаются под наклоном, для обеспечения попадания под прямым углом направления солнечных лучей, вместе с максимальным освещением, так как производительность готовой солнечной панели напрямую зависит от интенсивности энергии солнца. Солнечные батареи устанавливают с солнечной стороны строения, в зависимости от географического месторасположения объекта и уровня солнцестояния в регионе вычисляют угол наклона солнечной батареи.

При проектировании системы, которая будет установлена на крыше дома, нужно заранее выяснить несущую способность кровельной конструкции, которая должна выдержать массу батареи.

Изготовление каркаса

Перед тем как сделать солнечную батарею, нужно купить солнечные элементы в количестве 36 штук. Каждый элемент по расчетам дает 0,5 Вольт, то есть с готовых 36 элементов можно получить расчетных 18 Вольт энергии.

Существует большой выбор пластин с разными размерами, но следует помнить при их выборе следующее:

• Пластины выдают одинаковое напряжение вне зависимости от размеров.
• Чем больше размерами пластина, тем больше сила тока будет получаться.
• Применяя большие пластины, получают больше энергии, однако помните о тяжести больших панелей.
• Использовать пластины разных размеров в одной конструкции солнечных батарей не рекомендуется.

В качестве каркаса для изготовления солнечных батарей используют алюминиевый уголок, можно приобрести сейчас уже готовые рамы. Прозрачное покрытие выбирают по желанию с учетом показателя преломления света. Самым доступным вариантом материала является оргстекло, менее подходит по характеристикам поликарбонат обычный. В продаже есть поликарбонат со специальным антиконденсатным покрытием, который обеспечивает допустимый уровень термозащиты.

К лучшим материалам относят материалы с высоким уровнем светопропускания. Выбор оргстекла для панелей позволяет проводить в процессе эксплуатации инспекцию контактов.

Монтаж корпуса

Стандартное изготовление одной солнечной батареи предполагает использование 36 элементов размером пластин 81×150 мм. При расчете размеров необходимо между элементами оставлять небольшое расстояние 3-5 мм, которое будет технологически учитывать изменения размеров основы в результате атмосферных воздействий. Размер заготовки с учетом допуска 835х690 мм с шириной уголка каркаса 35 мм.

Солнечная батарея, изготовленная с применением алюминиевого профиля, похожа на панель фабричного производства, она обеспечивает высокую степень герметичности, жесткости и прочности конструкции.

Вначале берем алюминиевый уголок и выполняем заготовки, каркасные рамки размером 835х690 мм. Для крепления метизов в раме делают отверстия. Потом на внутреннюю поверхность уголка наносим силиконовый герметик, без пропусков. Это очень важно, чтобы не оставалось мест, незаполненных герметиком. В готовую раму кладем лист прозрачного материала: оргстекла, антибликового стекла или специального поликарбоната.

Силикону необходимо дать высохнуть, иначе испарения могут создать ненужную пленку на элементах.

Стекло или другой материал тщательно прижимаем и фиксируем. Для надежного крепления стекла используем метизы по периметру каркаса. Каркас для будущей солнечной батареи почти готов.

Подбор и пайка элементов

На Еbay можно купить солнечные элементы для батареи с уже припаянными проводниками. Вы должны сами расценить свои силы, так как пайка контактов в такой сложной конструкции является достаточно сложным процессом, который усугубляется хрупкостью элементов.

Если вы решили сами паять элементы, то сначала проводники нужно нарезать при помощи картонной заготовки и аккуратно положить его на фотоэлемент. Потом на место припаивания наносят кислоту и припой. Для удобства проводник фиксируют тяжелым предметом. Необходимо аккуратно проводник припаять к фотоэлементу, не пережимая хрупкий кристалл. По нормативу серебряное напыление на проводниках должно выдерживать три цикла пайки.

Сборка

При первой сборке лучше воспользоваться заготовленной разметочной подложкой, помогающей расположить ровно элементы друг от друга. Основу выполняем из фанеры с обязательным маркированием уголков конструкции. После пайки на элемент батареи с обратной стороны крепим кусок ленты для монтажа, и таким образом их переносим. Герметизации подвергаются исключительно соединительные части.

Дальнейшие действия выглядят следующим образом:

• Выложите элементы на поверхность стекла.
• Между элементами оставьте расстояние и прижмите их грузами.
• Пайку сделайте по электрической схеме, то есть «Плюсовые» дорожки размещаются на лицевой стороне, а «минусовые» дорожки — на обратной стороне.
• Аккуратно припаяйте серебряные контакты.
• Соедините по этому принципу все элементы. В крайних элементах контакты выводят на шину «плюс» и «минус».

Рекомендуется также поставить «среднюю» точку, с двумя дополнительными шунтирующими диодами. Клемму устанавливают с внешней стороны нашей рамы. В качестве выводящих проводов можно использовать акустический кабель в изоляции. Все провода прочно фиксируются силиконом.

Основные проблемы солнечные панели после сборки имеют из-за качества пайки контактов, специалисты предлагают провести перед герметизацией тестирование, которое можно сделать в каждой группе элементов в процессе пайки.

Грамотная конструкция системы позволит обеспечить необходимую мощность батареи. При расчете конструкции учитывают, что для изготовления одной солнечной батареи всегда берут солнечные модули только одного размера, так как в системе максимальный ток ограничен током самого малого элемента.

Стандартные расчеты показывают, что в солнечный день получают с 1 метра панели около 120 Вт мощности. Конечно, такая мощность не даст необходимого напряжения даже для компьютера. Но уже панель в 10 метров даст 1 кВт энергии и обеспечит энергией работу основных приборов дома: светильников, телевизора, холодильника и компьютера. Для обычной семьи из 4 человек необходимо в месяц около 300 кВт, поэтому система, установленная оптимально с южной стороны, размером 20 метров обеспечит семейные потребности в электроэнергии. С целью оптимизации потребления энергии для освещения важно использовать в доме лампочки переменного тока — светодиодные и люминесцентные.

Солнечные батареи как современные альтернативные источники питания становятся все более популярными. Однако зачастую их цена завышена, поэтому сегодня, пользуясь доступными материалами и инструкциями, вполне по силам любому человеку сделать солнечные системы самостоятельно.

Из подручных материалов

Ниже предлагаем вам рассмотреть изготовление солнечной батареи из подручных материалов, а именно:

• Вариант 1-й – из медного листа.
• Вариант 2-й – из алюминиевых банок.

Вариант 1

Для того чтобы сделать солнечную батарею из меди, вам потребуется подготовить такой материал:

• Медный лист размером в 0,45 м².
• Зажимы (крокодильчики) – 2 шт.
• Тестер для измерения электричества между 10 и 50 микроамперами.
• Электроплита, мощностью от 1100 Ватт.
• Пластиковая бутылка со срезанным горлышком.
• Соль.
• Теплая вода.
• Наждачная бумага.

При наличии всего этого, можно приступать к работе, ниже приводится пошаговая инструкция:

1. Отрежьте кусок меди, равные размеру спирали на кухонной плите. Медь следует тщательно очистить от пыли и грязи.
2. При нагревании меди на плите происходят химические реакции медь начнет чернеть. Когда она приобрела такой окрас должно пройти полчаса. За этот период слой черного цвета должен стать толстым.
3. После этого выключите плиту. Кусок меди должен остыть. При этом процессе медная окись и сама медь начнет сжиматься с разной скоростью. Именно в этот момент и произойдет отслоение окиси.
4. Теперь, когда температура заготовки снизится до комнатной, помойте ее в теплой воде. Важно не отскребывать черные остатки окиси.
5. На следующем этапе можно начинать сборку солнечной батареи. Для этого отрежьте второй кусок меди, по размеру соответствующий первому.
6. 2 листа сгибаете так, чтобы их можно было поместить в бутылку. Далее необходимо прицепить к ним зажим так, чтобы они не соприкасались друг с другом.
7. В завершение присоедините шнур от второго непрогретого куска меди на плюс, а от прогретого на плите к минусу.
8. На следующем этапе добавьте пару ложек соли в нагретую воду и перемешайте ее до полного растворения.
9. Полученный раствор вылейте в бутылку, где расположены медные заготовки. Пластины заливайте не полностью, от их краев оставьте 0,5 см.

Изготовленная таким методом солнечная батарея сможет давать несколько миллиампер даже в пасмурную погоду.

Вариант 2

В этом случае вам потребуются такие материалы:

• Алюминиевые пивные банки.
• Обезжириватель.
• Деревянная рама.
• Оргстекло.
• Фольга.

Жестяные пивные банки не подойдут для изготовления солнечной батареи. Так как этот материал сильно подвержен коррозии, а также отличается низким уровнем теплообмена.

Итак, работа по изготовлению такой батареи выглядит следующим образом:

1. На первом этапе осуществляете подготовку банок. Для этого промойте каждую банку. Для потока и сборки тепла, дно банок пробивается.
2. Поверхность банки необходимо обезжирить.
3. По принципу конструктора, банки склеиваете друг на друга.
4. Далее изготавливаете каркас для теплообменника из деревянных реек и оргстекла.
5. В качестве подложки лучше всего использовать фольгу, так как этот материал имеет хорошие показатели по светоотражению.

Вот такими простыми и нехитрыми методами, можно сделать солнечные батареи из подручных средств.

Видео

В данном сюжете показан процесс сборки солнечной батареи.

Фото

На фотографиях можно рассмотреть разные варианты применения солнечных батарей:

Схемы

Ниже приводится ряд схем, на которых можно увидеть принцип изготовления солнечных батарей: