Солнечная батарея своими руками — принцип и порядок сборки

Категории

По типу оборудования

МЫ ПРИНИМАЕМ

  • Наличные
  • Банковские переводы
  • Банковские карты
  • Платежные терминалы
  • Оплата в кассах
  • Денежные переводы

ГлавнаяИнвертор

Инвертор для солнечной батареи своими руками

Рассчитываем и изготавливаем солнечные батареи своими руками. Инвертор для солнечной батареи своими рукамиul

Содержание

Советы по самостоятельной сборке солнечной батареи

  Некоторые заказчики предпочитают сами собирать «солнечные модули». Занятие это неблагодарное в домашних условиях, если конечно это не какой то опытный образец или какое то сильно специфическое изделие. Но большинство делает это из соображений экономии. Честно сказать экономика здесь обычно плачевная, точнее сказать на подобные изделия без слез как говорится не взглянешь. Поэтому принимая такие заявки(на покупку отдельных солнечных элементов) мы всегда настоятельно рекомендуем купить готовое изделия. Причин этому несколько. Во первых элементы очень хрупкие, толщина их не превышает обычно 180-200мкм. Напаять на каждый солнечный элемент плоский проводник( монтажную шинку), собрать элементы в «линейки», а затем в схему без навыка не так то просто-испортите значительную часть солнечных элементов. Во вторых без специального оборудования заламинировать или загерметизировать иным способом солнечные элементы в домашних условиях чрезвычайно трудно. В случае если же между защитным стеклом и солнечными элементами будет воздушный зазор, то это приведем к неизбежным потерям мощности, по причине многократного перехода солнечного света из одной среды в другую и соответствующих этому неизбежных потерь(порядка 15-20%). В третьих желательно использовать закаленное текстурированное стекло, которое в обычном магазине не купишь. То же самое относится к алюминиевому профилю и другим материалам. Но даже, если Вам удастся собрать солнечную батарею самостоятельно, то качество её будет достаточно низким, а срок службы не сравнится с промышленным изделием ни в коей мере. Кроме того подсчитайте стоимость затрат на самоделку, учтите расходы на неудачные варианты сборки, брак и т.д., и сравните с заводской солнечной батареей, не забывая про различие в качестве и эстетике, и Вы увидите что идея самостоятельной сборки не так привлекательна. Тем не менее, если Вы настроены решительно, то мы дадим Вам советы, которые помогут избежать основных ошибок при сборке и потратить деньги и время не совсем зря:

        ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПО РАБОТЕ С СОЛНЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ:

  • 1) Фотоэлемент имеет два полюса: положительный и отрицательный. Наиболее распространены солнечные элементы проводимости типа «р».Такие элементы имеют плюс на тыльной стороне фотоэлемента, а отрицательный полюс на лицевой стороне. Элементы проводимости типа «n» соответственно наоборот. На каждой стороне фотоэлемента имеются 2 или 3 основные токосъемные дорожки. Еще их называют барами, а элементы соответственно двух- или трехбарными. Именно эти дорожки и служат для напаивания монтажной шинки;
  • 2) Монтажная шина применяемая при сборке солнечных батарей представляет собой плоский медный луженый проводник. Ширина порядка 2мм, толщина 0,1-0,13мм. У разных производителей различная глубина лужения и состав припоя.ul

    Принцип самостоятельного изготовления солнечной батареи

    Так как самому сделать солнечную батарею? Чтобы изготовить гелиосистему своими руками, нужны:

    • Алюминиевый или деревянный каркас
    • Подложка, сделанная из ДВП
    • Обычное стекло или оргстекло
    • Диоды и проводники
    • Фотоячейки

    Только одна самодельная солнечная батарея будет иметь около 36 элементов и для каждого нужно будет напряжение равное 0,5 вольт. Получается 18 вольт на одну солнечную панель.

    Кстати, по причине хрупкости панели с ними нужно обращаться как можно аккуратней и по этой же причине желательно купить на несколько штук больше, дабы дома были запасные, если вдруг что-то случится.

    Преимуществом самостоятельной сборки солнечной батареи является то, что вы можете сделать основу, а потом к ней уже добавлять мощность, закупая дополнительные элементы.

    Большие батареи ни к чему, так как появятся сложности в их установке, выборе угла наклона. Тем более они, скорее всего, будут улавливать ветер, а это крайне небезопасно.

    И, кстати, учтите, что 220 вольт обеспечить от солнца никак не сможете потому, что для этого потребуется батарея огромных размеров. Одна пластина сможет дать ток, напряжение которого будет составлять 0,5 В. Идеальный вариант – это если солнечный коллектор будет обладать напряжением 18 вольт, но для этого потребуется рассчитывать количество фотоэлементов. Изготовление солнечных панелей – труд не простой, но и не сложный. В данном случае нас интересует плоский солнечный коллектор.

    ul

    Диодная солнечная батарея

    Изготовление солнечных батарей в домашних условиях не ограничивается одним способом. Можно получать энергию от солнца при помощи диодов Д223Б. Они хороши, благодаря высокому вольтажу и стеклянному корпусу.

    Как сделать:

    1. Все радиодетали нужно сложить в специальную емкость и залить их ацетоном, где-то на несколько часов.
    2. Затем найдите неметаллическую пластину и разметьте ее для будущих компонентов, которые будут составлять источник питания.
    3. Используя мультиметр, отыскиваем плюс на каждом диоде и слегка загибаем его. Важно, чтобы диоды впаивались в вертикальном положении, таким образом удастся получить значительно большее напряжение генерации.

    Вот так, в три этапа можно сделать солнечный коллектор своими руками.

    ul

    Как сделать своими руками

    Солнечная батарея состоит из фотоэлементов изготовленных на основе кремния и изготовить их самостоятельно не представляется возможным. В связи с этим, при желании изготовить подобное устройство своими руками, нужно воспользоваться фотоэлементами заводского производства.

    Сразу следует оговориться, что самостоятельно изготовленная панель будет обладать худшими техническими характеристиками, чем панель заводского производства, что определяет возможности ее использования — они весьма ограничены.

    Для самостоятельного изготовления солнечной панели понадобятся:

    • Комплект фотоэлементов;
    • Проводники, посредством которых фотоэлементы собираются в единую конструкцию;
    • Материалы для изготовления корпуса, имеющиеся в наличии;
    • Защитные элементы (стекло или иной прозрачный и плотный материал);
    • Элементы крепления (болты, саморезы и т.д.).

    Работы выполняются в следующем порядке:

    • Фотоэлементы собираются в единую электрическую цепь. Для этого используются медные проводники, при этом плюсовой контакт одного фотоэлемента соединяется с минусовым контактом следующего, а концы с первого и последнего – являются выводами всего устройства.
    • Собрав фотоэлементы в единую цепь, можно определить геометрические размеры создаваемой солнечной батареи, а зная их, изготовить каркас (основу), на котором фотоэлементы будут закреплены.
    • Для изготовления каркаса можно использовать металлический профиль (уголок, труба и т.д.) или пиломатериалы (обрезная дока, фанера ДСП или ОСБ-листы), из которых делается прочная конструкция, на которой можно разместить все собранные фотоэлементы. Боковые стенки каркаса должны быть выше уложенных на основание фотоэлементов, для того, чтобы была возможность положить защитный материал.
    • Когда каркас готов, монтируются фотоэлементы, а поверх них укладывается защитное стекло или иной материал, обеспечивающий их сохранность от внешних воздействий (дождь, снег, град).
    • Крепление элементов каркаса и защитного стекла выполняется при помощи крепежных элементов с использование деревянных штапиков или металлических пластин и монтажных уголков. Фотоэлементы приклеиваются к основанию при помощи специальных мастик или клеевых составов.
    • Выводы с фотоэлементов обеспечивают соединение собранной солнечной батареи, являющейся источником электрической энергии, с аккумулятором, который выступает в роли накопителя энергии, а также с прочими элементами электрической цепи (контроллер, инвертор, другие солнечные панели), входящими в комплект солнечной установки.

    ul

    Средние цены

    Стоимость солнечных батарей зависит от их конструкции, технических характеристик, материала из которого они изготовлены (их типа), места их приобретения и бренда производителя.

    Средние цены на товары этой категории, зависят от выше перечисленных параметров и мощности, и при реализации через интернет-магазины составляют:

    • Для монокристаллических моделей – от 1000,00 до 15000,00 рублей.
    • Для поликристаллических моделей – от 500,00 до 12000,00 рублей.
    • Для гибких моделей – от 2500,00 до 25000,00 рублей.
    • Для мобильных моделей – от 1500,00 до 15000,00 рублей.

    ul

    Плюсы и минусы

    Несомненными достоинствами солнечных электростанций и соответственно солнечных панелей, являются следующие их показатели, это:

    • Возможность создать на их основе автономный источник электроснабжения, который может выступать как основным, так и резервным источником получения электрической энергии.
    • Продолжительные сроки эксплуатации.
    • Отсутствие платы за использованную электрическую энергию, полученную путем солнечной генерации.
    • Экологическая безопасность производства энергии.
    • Возобновляемость и неисчерпаемость ресурса первичной энергии, в качестве которого выступает солнце.

    На ряду с несомненными достоинствами использования солнечных панелей, есть и ряд недостатков, которые определяются технологиями их производства, условиями эксплуатации и наличием подделок в этой группе товаров.

    Недостатки использования можно сформулировать следующим образом:

    • Высокая стоимость, вне зависимости от типа солнечных панелей и их конструкции.
    • Зависимость работы устройств и их технических характеристик от времени года, погодных условий, времени суток и региона расположения.
    • Высокий процент изделий низкого качества, что объясняется стремлением производителей изготовить товар с минимальными затратами и реализовать его посредством интернет- ресурсов.

    ul

    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.

    ul

    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.

    ul

    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.

    ul

    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?

    Нам понадобится:

    • 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.

    Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

    ul

    Виды модулей солнечной батареи

    • Однопереходные конструкции (мощность от 90 до 105 Вт).
    • Полупрозрачные системы, мощность которых — 75-95 Вт, а степень прозрачности 20 — 40%. Такая модель увеличивает возможности использования подобного рода модулей при внедрении в здании. Их можно использовать во время остекленения зданий, заменив ими окна либо же тонированные стёкла.
    • Микроморфные модули с мощностью 118 — 140 Вт. Самая новая технология, рая превосходит стандартные модули по коэффициенту полезного действия и высокому показателю вырабатываемой мощности.

    ul

    Системы солнечной батареи своими руками

    1. Перед приобретением фотоэлементов для создания солнечной панели своими руками важно предусмотреть несколько принципиальных моментов. Следует сперва определить нагрузку, которую будут питать будущие солнечные батареи. Это позволит понять потребность в фотоэлементах, их мощность, а также площадь, которую они будут занимать. Здесь следует подумать о возможном наращивании батарей в будущем. Располагать фотоэлементы лучше на самой солнечной стороне с соответствующим углом наклона. Для максимально эффективного использования панелей рекомендуем организовать возможность механического изменения угла их наклона. Это особенно пригодится в зимний период, когда для защиты от налипания снега батареи устанавливают почти перпендикулярно земле.
    2. При выборе материала для каркаса батарей особых ограничений нет. Единственное требование для материала прозрачной поверхности — защита от инфракрасного спектра. Благодаря этому фотоэлементы будут меньше нагреваться. На практике используют орг- или обычное стекло. Алюминиевый уголок берут для создания корпуса, хотя можно встретить и иные решения, например, из фанеры и ДСП.
    3. При сборке батарей с использованием солнечной системы не обойтись без пайки, даже если вы приобрели фотоэлементы с заранее припаянными проводниками. В данном случае только упроститься ваша задача. Помните о хрупкости элементов и действуйте осторожно. Не кладите одну батарею на другую во избежание появления трещин на них. Перед пайкой обязательно нанесение флюса и припоя.
    4. Завершив изготовление каркаса и пайку, можно начинать сборку панелей. Элементы осторожно располагают на лицевой поверхности с таким расчётом, чтобы между ними сохранить небольшой зазор (не менее 5 миллиметров). Некоторые самоделкины сперва переносят все фотоэлементы на лицевую поверхность и потом паяют. Далее каждый крайний элемент припаивается к шине. Они продаются с наборами и выглядят как широкие проводники. После выводим + и -.
    5. Стоит также вывести среднюю точку, позволяющую подключить шунтирующие диоды к каждой половине панели. За счёт этого батарея не разрядится в темноте или при пасмурной погоде. Применять следует диоды Шотке.
    6. Завершать сборку необходимо герметизацией. Однако перед этим желательно провести тест панелей, проверив пайку. В западных странах герметизацию проводят компаундами, но из-за их дороговизны в нашей стране применяют герметик из силикона. Сперва зафиксируйте конструкцию с краёв и по центру и только после этого заливайте пространство между элементами силиконом. Тыльная сторона покрывается акрилом, предварительно смешанным с силиконовым герметикам.

    Как вы сами могли убедиться, сборка солнечных батарей собственными руками вполне посильная задача для любого мужчины.

    ul

    Устройство солнечных батарей

    Солнечные батареи для квартиры на балконе должны быть небольшими, но достаточно мощными. Поскольку их мощность напрямую зависит от размеров, здесь нужно искать компромисс. Батареи представляют собой панели, состоящие из следующих элементов:

    • аккумулятора;
    • непосредственно солнечной батареи, состоящей из фотоэлементов;
    • инвертора;
    • системы управления.

    Собрать систему самостоятельно не составит труда, поэтому ее установкой и подключением можно заняться самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Солнечная батарея со всеми комплектующими не занимает много места и полностью размещается в пределах балкона. В процессе эксплуатации она не требует особого ухода – ее достаточно при необходимости очищать от пыли и грязи.

    Единственное требование – наличие системы отопления на балконе или хотя бы утеплительного слоя по всему периметру. Оборудование чувствительно к отрицательным температурам и в зимний период может работать с большими потерями энергии.

    Солнечные батареи установка на балконеСолнечные батареи установка на балконе

    Элементы системы размещаются на балконе таким образом, чтобы не загромождать собой полезную площадь и при этом эффективно выполнять свои функции. Самым габаритным компонентом является аккумулятор. Его можно разместить под самым потолком, закрепив на стене, где он не будет никому мешать. Панель солнечной батареи, которая улавливает солнечную энергию и превращает ее в электрическую, закрепляется на стекле или в раме остекления. При этом она, будучи не совсем прозрачной, играет роль тонировки и надежно защищать от ультрафиолета.

    ul

    Принцип работы солнечной батареи

    Солнечная батарея – это, в первую очередь, набор фотоэлементов, которые, соединяясь между собой, формируют панель. Особенность фотоэлементов заключается в их способности генерировать электрическую энергию под воздействием солнечных лучей, что делает ее практически бесплатной. Количество производимой энергии зависит от материала панели и от ее площади. Таким образом, на выходе получается постоянный электрический ток, который попадает в инвертор, где преобразуется в переменный и может использовать в быту. Поскольку производительность батареи зависит от многих факторов (времени года, погоды, времени суток), энергия должна накапливаться впрок, для чего и используется аккумулятор. Он накапливает в себе электричество, а потом постепенно отдает его даже тогда, когда солнца нет, и батарея не выполняет свои функции.

    Солнечные батареи на балконеСолнечные батареи на балконе

    Одним из главных характеристик любой солнечной батареи является материал для фотоэлементов. Среди наиболее популярных:

    • поликристаллы кремния – самый популярный материал на сегодняшний день, сочетающий в себе доступную цену и хорошие эксплуатационные характеристики. Панели из поликристаллов кремния легко устанавливаются, так что с их сборкой может справиться любой. Их характерная особенность – синий цвет поверхности, по которой их легко узнать;
    • монокристаллы кремния более продуктивные, но их стоимость гораздо выше. Еще один недостаток – это их форма в виде многоугольника. Она не дает возможность подогнать отдельные монокристаллы впритык друг к другу, поэтому рабочая поверхность панели в результате оказывается не сплошной, а с множеством зазоров, что уменьшает полезную площадь;
    • аморфный кремний наименее эффективный среди всех разновидностей кремния и самый дешевый из них. Его используют в тех случаях, когда не требуется большой мощности батареи, или же с целью экономии;
    • теллурид кадмия наносится на стекло в виде пленки, толщина которой менее 0,5 мм. Сама пленка может быть непрозрачной или же частично пропускать свет, так что ее можно использовать и в качестве тонировки для оконного стекла;
    • CIGS – полупроводник, фотоэлементы из которого тоже выпускаются в виде пленки, но его КПД выше, чем у таллурида кадмия.

    Выбор материалов довольно большой, и чтобы подобрать подходящий, нужно разбираться в их эксплуатационных характеристиках. Менее продуктивные фотоэлементы стоят дешевле, но требуют большей площади панели, так что экономия здесь относительная. Разница в производительности довольно большая. Для примера, квадратный метр панели из монокристаллического кремния может давать до 125 Вт, а из аморфного кремния – 50 Вт.

    На современном рынке наибольшим спросом пользуются монокристаллические и поликристаллические фотоэлементы. Первые имеют КПД порядка 13%, срок их службы около 30 лет, но при этом их производительность сильно зависит от погодных условий. Максимальный КПД можно получить только в солнечный ясный день, но в пасмурную погоду он значительно снижается. Поликристаллические фотоэлементы менее эффективные – их максимальный КПД составляет 9%, срок их эксплуатации тоже немного меньше – до 20 лет, но при этом их производительность практически не зависит от погоды.

    Солнечные батареи на балконеСолнечные батареи на балконеul

    Плюсы и минусы солнечной батареи

    К несомненным достоинствам данного источника энергии относится:

    • полная независимость от наличия исходного топлива (таковым является солнечная энергия), в результате чего энергия получается практически бесплатной;
    • экологичность, связанная с отсутствием продуктов сгорания или переработки;
    • длительный срок службы, зависящий от материала фотоэлементов, но в любом случае не меньше 20 лет;
    • надежность, которая обеспечивается простой и неподвижной конструкцией. Статичные компоненты системы редко выходят из строя;
    • простота в эксплуатации. Панель солнечной батареи не нуждается в специальном уходе, ее достаточно просто периодически протирать, смывая пыль.

    При всех своих достоинствах солнечная батарея имеет и ряд недостатков:

    • зависимость продуктивности установки от времени суток и погоды. Чем интенсивнее и дольше светит солнце, тем больше энергии генерирует батарея, но ночью или в пасмурную погоду количество полученного электричества минимально;
    • высокая себестоимость. Энергия на выходе действительно получается бесплатной, но за саму систему необходимо заплатить немало денег, правда, со временем эти траты окупятся;
    • низкая производительность;
    • необходимость в утеплении и отоплении помещения, где будет размещаться система.

    Подключение к солнечной батарее

    Сразу стоит отметить, что полностью отказываться от услуг централизованного электроснабжения не нужно. Солнечная батарея при всех своих положительных качествах остается альтернативным и дополнительным источником энергии, количество которой ограничено. Более побробно тут как вывести батарею на балкон. Первым делом придется отказаться от использования мощных и слишком «прожорливых» электроприборов, отдавая предпочтение энергосберегающим и маломощным. Для некоторых такие шаги могут быть связаны с определенными проблемами, ведь не всю бытовую технику можно заменить аналогами с пониженным уровнем электропотребления. Именно для таких случаев и нужно оставить возможность подключения к общественным электросетям.

    Солнечная батарея вполне может обеспечить необходимое количество электроэнергии для одной квартиры, но даже частичное подключение к ней отдельных приборов даст неплохую экономию.

    Солнечные батареи на крышеСолнечные батареи на крышеul

    Порядок изготовления батареи своими руками. Выбор комплектующих

    Следует начать с зарядного контроллера и самой солнечной батареи. Если нет контроллера, подойдет преобразователь напряжения до 5 Вольт. Контроллер нужен, если солнечная батарейка вырабатывает напряжение от 7 до 20 Вольт. Он преобразовывает из них нужные 5 В для необходимой зарядки мобильника. В случае же малой продуктивности батареи (от 0,5 В до 5 В), используется преобразователь напряжения. Его плюс в том, что если вы имеете всего 0,5 В на входе, то все равно получите необходимые 5 В на выходе. Благодаря этому, можно использовать солнечные батарейки от обычных фонариков. Есть еще батареи на транзисторах. Но их нежелательно использовать, последние вырабатывают слишком маленький ток — телефон будет заряжаться часами.

    Разумнее использовать преобразователи: они дешевле по цене, их легче найти, имеют маленький размер, в отличие от контроллеров. Рассмотрим два варианта изготовления батареи.

    Схема преобразователей напряжения

    Наши читатели рекомендуют!

    Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют «Экономитель энергии Electricity Saving Box». Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

    ul

    Усложненный вариант

    К панели батареи нужно купить диоды «Шоттки». Они предотвращают разрядку устройства. Ведь, когда аксессуар не используется длительное время, он разряжается сам по себе. Следует позаботиться покупкой внешнего аккумулятора, накапливающего заряд от батарейки. Тогда ваш мобильник будет сразу же заряжаться, независимо от того, светит солнце или нет.

    Следует припаять диод Шоттке к плюсовой клемме батареи. Потом внешний аккумулятор, выбирать который следует исходя из характеристик энергоемкости мобильного телефона, припаять ко всем «одноименным» клеммам. Не забудьте проделать два отверстия в корпусе: через одно будет выходить батарейка, второе для выхода usb-провода.

    Диод Шоттке и USB- гнездо на схеме.Схема солнечной батареи для телефонаul

    Солнечная электростанция для дома и квартиры

    В ходе научно-технического прогресса люди научились рационально распоряжаться ресурсами природы и получать возобновляемую энергию солнца, воды или ветра. Сегодня в «умном» доме или квартире для снижения стоимости коммунальных услуг уже нередко устанавливаются солнечные батареи. Они вырабатывают энергию, поглощая солнечные лучи.

    Особенно актуальным такое приспособление является в областях с большим количеством солнечных дней в году и жарким климатом. Однако и в России комплекс солнечных батарей нередко ставят на здания ввиду его экологичности и возможности создания единого комплекса электроснабжения.

    Для обеспечения бесперебойного снабжения небольшой семьи энергией вам нужно будет купить панели площадью 15—20 кв. м. Один её квадратный метр на доме сможет дать энергии на 120 Вт. В месяце при этом должно быть около 20 ясных дней, а площадь крыши дома составлять не менее 40 кв. м. Стоимость всего комплекса, согласно отзывам, окупается уже за первые несколько лет.

    Устройство солнечных элементов

    Солнечная батарея предполагает преобразование солнечной радиации в необходимое для человечества электричество. Она будет весьма выгодной как в частном строении, так и в офисных зданиях.

    Состоят все батареи из солнечных элементов. Они представляет собой полупроводники — пару кремниевых пластин, которые присоединяются друг к другу. В кремний добавляются примеси для получения нужных свойств конструкции. Например, одна пластинка будет иметь в избытке валентные электроны, а у второй будет наблюдаться их недостаток. Таким образом, полупроводниковый слой получит отрицательно и положительно заряженные частицы. Граница, где элементы соприкасаются, содержит запирающий слой, который предотвращает переход избытка электронов.

    При подключении источника питания извне электроны преодолеют зону замыкания, а проводник будет проводить ток. Нечто похожее происходит, когда на солнечный элемент батареи действует энергия солнца. При попадании на поверхность конструкции фотона от него будет передаваться энергия высвобождающимся электронам. А на место появления так называемой дырки станут перемещаться электроны из второй части проводника.

    Соответственно, сила тока, которую может создать элемент, будет разной в зависимости от количества фотонов, попавших его поверхность. Количество попадающих на поверхность фотонов, в свою очередь, зависит от:

    • площади батареи;
    • интенсивности солнечного света;
    • срока использования;
    • коэффициента полезного действия конструкции;
    • температуры (если она значительно повышается, проводимость конструкции снижается).

    Мощность солнечного света, приходящегося на 1 кв. м., составляет около 1350 Вт. Чем выше будет мощность батареи для «умной» квартиры или дома, тем больше электроэнергии она произведет. Однако и стоимость её будет выше.

    Несмотря на то что отзывы об установленных покупных батареях положительные, многие хотят снизить стоимость панелей, собрав устройства для преобразования солнечного света самостоятельно. Это достаточно трудоемкий процесс, и лучшим вариантом будет приобретение готового комплекта.

    Разновидности

    Солнечные батареи на доме могут быть:

    • автономными. Предусматривают отсутствие централизованной сети подачи электроэнергии и не предполагают ее дальнейшего подключения;
    • комбинированными. Используются параллельно с традиционной электросетью по причине экономии средств или экологичности.

    Кроме того, батареи для преобразования солнечной радиации в зависимости от мощности и стоимости делятся на:

    Вне зависимости от разновидности, набор панели для квартиры или «умного» дома будут включать:

    Схема сборки и подключения

    Солнечная электростанция своими руками собирается так:

    • Найдите выходные клеммы контроллера заряда, к нему подключите АКБ. После этого проводники, которые отходят от каждой панели, присоедините к входной клемме устройства для контроля над зарядом. Если к панелям прилагается в комплекте кабель, этот шаг не нужен.
    • Присоединять проводники требуется по схеме «+» к «+», а также «-» к «-». После этого на клеммы, расположенные у входа инвертора, подается питание от АКБ.
    • Включив контроллер за зарядом и инвертор, вы увидите, что электричество, которое начнет вырабатывать панель, будет заряжать аккумулятор.

    Для определения полярности выходов в панелях преобразования солнечной энергии вам достаточно измерить напряжение в клеммах, воспользовавшись мультиметром. Если возле цифр величины напряжения нет знака «минус», черный щуп устройства будет соответствовать отрицательной клемме, и наоборот.

    Правила монтажа

    Монтаж преобразователей солнечной радиации нужно проводить, придерживаясь следующих правил:

    Солнечная электростанция для дома и квартиры

    Конструкция и устройство солнечных элементов. Разновидности солнечных батарей для дома и квартиры. Схема сборки и подключения солнечной электростанции своими руками. Инструкция по установке автономной электростанции.

    Источник: proumnyjdom.ru

    ul

    Материалы и комплектующие

    Солнечный водонагреватель для дачи можно собрать самому, используя существующие рекомендации, руководства. Очень помогут чертежи, которые желательно сделать собственноручно. Если концепция и технология сборки отработаны, то пора приступать к работе. Первое, с чего нужно начать – это материалы, комплектующие, инструменты, которые выбираются согласно типу устройства.

    Для того, чтобы изготовить и собрать независимый источник энергии на вакуумных элементах, понадобятся такие инструменты:

    • Средства личной защиты человека (комбинезон, перчатки, обувь).
    • Набор гаечных ключей, отверток, торцовочных головок и т. д.
    • Средства для проверки герметичности соединений.
    • Фитинги и т. д.

    Для того, чтобы сделать подающую и обратную линии, обычно применяют стальные, медные или ПВХ трубы. Количество возможных мест поворота, а, значит, необходимости использования специализированных фитингов, сводится к минимуму. Также выбирается вариант соединения промежуточных участков и стыкующихся компонентов (сварка, пайка, резьба с уплотнением).

    Чтобы собрать вакуумные солнечные коллекторы для дачи, нужно купить такие комплектующие:

    1. Группу клапанов (проходных, предохранительных).

    2. Набор смесителей для подготовки комфортной температуры воды в точке разбора.

    3. Отсечную арматуру (шаровые краны).

    4. Сборный (верхний) бак для теплоносителя.

    5. Набор вакуумных трубок с прокладками.

    6. Рамную конструкцию для крепления всех элементов.

    Недостаток такого типа солнечного водонагревателя – это необходимость купить стандартные комплектующие, которые нельзя изготовить своими руками, в частности, вакуумные элементы. Они дорогие, поэтому такие капиталовложения оправданы при установке и круглогодичной эксплуатации полноценной гелиосистемы. Если хочется привнести комфорт и горячую воду, скажем, в дачный дом, который в лучшем случае используется сезонно, то можно обойтись бюджетными вариантами и простыми «народными» конструкциями. Например, как солнечный коллектор применяется трубчатый змеевик или простой резервуар с водой, окрашенный в черный цвет. Этот момент является ключевым, если вакуумный нагреватель планируется сделать самому, ведь такая гамма способствует максимальному поглощению лучей. Воду он нагреет, но об отоплении речи быть не может.

    С нюансами самостоятельного монтажа, а также стоимостью готовых отечественных и импортных моделей можно ознакомиться в этой статье

    ul

    Правильная последовательность работ

    Схема сборки солнечного водонагревателя включает следующие основные этапы:

    1. Подготовка. Вначале нужно взвесить все за и против, определиться с типом коллектора (панельный, вакуумный трубчатый, пластиковый), материалами, составить план.

    Вот секрет экономии воды!Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

    2. Опорная конструкция (каркас). Монтажный блок обеспечивает правильное расположение труб, панелей, соединений, соблюдение размеров, дополнительную жесткость и устойчивость. Если планируется установка стандартного солнечного бойлера, то к нему можно приобрести или получить в комплекте элементы рамы. Чем больше габарит водонагревателя, тем громаднее будет конструкция, а значит, лучше ее сделать непосредственно на крыше, поэтапно поднимая и собирая каждый узел. Если же необходимо смонтировать самодельный водонагреватель, то порядок сборки зависит от габаритов и высоты, на которую планируется его разместить.

    3. Основные компоненты солнечных батарей. Когда опорная рама закреплена, можно приступать к установке нагревательных и сборных узлов. Если нужно разместить на основе типовые элементы, к примеру, накопительный бак, вакуумные трубки, панели, используют соответствующие руководства из комплекта поставки. В каждом отдельном случае будут присутствовать различные рекомендации, соблюдать которые важно во избежание разгерметизации контура отопления или ГВС, правильности циркуляции. Также следует учитывать требования техники безопасности, поскольку придется работать на высоте, а узлы могут иметь солидный вес. В процессе скрепления труб проверяется герметичность. Когда монтируется самодельный, например, трубчатый змеевиковый водонагреватель, его вполне можно сделать на земле (согнуть или соединить угловыми фитингами промежуточные участки), а уже потом поднять на место.

    4. Сборка и подключение дополнительных узлов. В зависимости от типа может потребоваться установка на солнечные батареи датчиков температуры, ТЭНов, воздухоотводчиков.

    5. Подключение системных трубопроводов. Когда основная конструкция готова, следует приступать к ее соединению с циркуляционным контуром. В случае с водонагревателем он будет иметь подводящую линию, напрямую связанную с водопроводом, и напорную – по ней нагретый теплоноситель подается на точку разбора или промежуточный аккумулирующий бак.

    6. Подвод электричества. Если система имеет претензии на автономность, то скорее всего ее температурные датчики, клапана будут связаны с домовым контроллером, соблюдая сечение проводов и соединения.

    7. Заполнение контура. Этот этап является необходимым для проверки гидравлической работоспособности водонагревателя, а также герметичности.

    8. Настройка контроллера и пуск. После всех монтажных и поверочных работ на блоке управления задают параметры и вводят в эксплуатацию.

    Рекомендации и типичные ошибки

    Процесс монтажа солнечного коллектора своими силами для дачи или дома так или иначе сопряжен с появлением ошибок и порой довольно грубых, влияющих на работоспособность всей системы (отопления, ГВС):

    1. Несоблюдение последовательности и технологии.

    2. Сборка каркаса на земле с последующим подъемом на крышу (тяжеля и габаритная рама может привести к повреждению кровли).

    3. Несоблюдение пространственной ориентации (снижение плотности эффективного облучения в течение года).

    4. Выбор некачественных или неподходящих материалов (нарушение циркуляции, разгерметизация контура отопления и ГВС).

    5. Отсутствие заземления.

    Цены на рынке

    Такие решения для дачи и дома широко представлены в торговой сети. Их стоимость зависит от типа, мощности, комплектации и региона, что видно на примере сравнительной таблицы:

    Производитель / регион Тип Цена, рубли
    ТД ГИДРОКОМПЛЕКТ, Новосибирск Вакуумный 34 260
    РЕГИОН-КОМФОРТ, Екатеринбург 30 500
    МИР КОТЛОВ, Краснодар 25 160
    Электротехническая компания, Краснодар 35 000
    РЭХЭЛТЕК, Казань Плоский 49 500
    НСИА, Краснодар 20 000

    Как показывает статистика, стоимость солнечных батарей колеблется в достаточно широких пределах. К примеру, плоские панели в регионах оцениваются на уровне 20 000 − 50 000 рублей, тогда как вакуумный водонагреватель – в районе 25 000 − 35 000. Вполне можно собрать своими руками или полностью изготовить простые модели, пользуясь инструкциями.

    ul

    Основные этапы изготовления

    Согласно большинству проектов они таковы:

    1. Сборка рамы.
    2. Изготовление подложки.
    3. Подготовка светочувствительных элементов и их пайка.
    4. Закрепление пластин на подложке.
    5. Подключение диодов и всех проводов.
    6. Герметизация.

    ul

    Выбор светочувствительных пластин

    Они являются главным элементом будущей устанавливаемой на . Именно от их особенностей будет зависеть мощность всей сделанной в домашних условиях установки. Как и в промышленных вариантах, так и в домашних можно установить:

    1. Монокристаллические пластины.
    2. Поликристаллические пластины.
    3. Аморфный кристалл.

    Первые способны создать наибольшее количество электрического тока. Однако такая их производительность проявляется в условиях отличного освещения. Если же интенсивность освещения становится меньше, их эффективность падает. Более продуктивной в таких условиях становится панель с поликристаллическими пластинами. Она при плохом освещении сохраняет привычный для себя небольшой КПД (согласно инструкции одного из производителей он достигает 7-9%). Монокристаллические же радуют КПД, равным 13%.

    Что касается аморфного кремния, то он значительно отстает в производительности, однако из-за того, что является гибким и неуязвимым к ударам, он самый дорогой. Однозначно он не подходит, ведь солнечные батареи своими руками хочется собрать для того, чтобы сэкономить.

    Несколько неприятным фактом является то, что даже самые хорошие светочувствительные элементы также стоят немалых денег. Однако это касается тех пластин, в которых нет ни одного дефекта. Дефектные же изделия имеют чуть меньшую мощность и стоят значительно дешевле. Производители же не могут использовать их для своей дорогой продукции. Именно такие фотоэлементы стоит использовать для своего, создаваемого в домашних условиях, источника тока.

    На рынке, а точнее в наиболее популярных мировых интернет-магазинах (именно там есть наибольшее количество предложений по ), продают разные по размерам фотопластинки. Для своей батареи нужно покупать светочувствительные элементы с одинаковыми размерами. При покупке, а еще лучше, при разработке проекта стоит учитывать такие нюансы:

    1. Фотоэлементы различных размеров генерируют ток с разной силой. Чем больше размер, тем больше сила тока. При этом она будет ограниченной силой тока наименьшего элемента. И неважно, что на панели размещается пластина с вдвое большими размерами. Панель будет выдавать электрический ток с той силой, которую имеет ток, созданный наименьшим элементом. Поэтому крупные элементы будут немного «отдыхать».
    2. Напряжение от размеров не зависит. Оно зависит от типа элементов. Конечно, его можно нарастить, подключив пластины последовательно.
    3. Мощность всей установки для частного дома или дачи является произведением напряжения и силы тока.

    ul

Поделиться:
Нет комментариев