Как сделать солнечную батарею своими руками

С учетом того, что рост цен на электричество неизменно увеличивается, в отличие от зарплат, все более актуальным становится вопрос альтернативного источника энергии. Предлагаем рассмотреть в нашей статье, как можно сделать в домашних условиях солнечную батарею своими руками, схему её изготовления, а также отзывы про эффективность и приблизительную цену работ.

Содержание

1 Как работает батарея
2 Простая солнечная батарея
3 Мощная батарея
4 Как выбрать солнечные батареи
5 Конструкция батареи
6 Как подключать батарею
- 6.1 Устанавливаем батареи в корпус

Как работает батарея

Перед тем, как построить эту систему, нужно разобраться, как она работает.

Когда полупроводник «р» и полупроводник «н» соединены в одно целое, осуществляется PN-переход на границе раздела между ними. Когда батарея подвергается воздействию солнца, положительные и отрицательные плавающие нагрузки накапливаются на обеих сторонах этого PN перехода полупроводников, который генерирует PV напряжение и развивает магнитное поле. Это то, что мы называем «PV эффект».

Принцип работы солнечной батареи

Теоретически, если электрод выведен с обеих сторон этой встроенной области и подключен к правильной нагрузке, мощность тока будет зависеть от получаемого тепла. Солнечные модули становятся фиксированными преобразователями PV с помощью электронных свойств полупроводникового материала.

Существуют разные пошаговые инструкции, как сделать дома простейшие солнечные батареи своими руками, рассмотрим самые эффективные электрические схемы.

Простая солнечная батарея

Для начала рассмотрим изготовление и подключение простого солнечного аккумулятора.

Нам понадобится:

транзисторы;
проводники;
панель установки;
паяльник.

Схема размещения транзисторов

Определяемся с базой элементов. Обязательно учитываем P-N переходы, они есть и у транзисторов, и у диодов. Остановимся на кремниевых транзисторных деталях серии КТ801. Они быстро монтируются в любой корпус и не портят монокристаллические комплектующие. Перед их установкой надавливаем сверху на транзисторы плоскогубцами и снимаем крышку.

Далее нужно настроить параметры. Во время нормального дневного освещения, выбранный транзистор выдаст по 0.53Вольт (коллектор и эмиттер – минусы, база +).

Обязательно учитывайте мощность транзисторов, в частности то, что детали 1972 г.в. оснащены крупным кристаллом белого цвета, и могут создать силу тока 1.1мА. А вот касаемо транзисторов с 1973 по 1980 г.в. – у них сила 0.9мА. После этого начали выпускаться очень слабые серии, с 0,13 мА.

Мы предлагаем использовать последовательно соединенную цепь из 4 транзисторных устройств. Во время нагрузки она может бесплатно создать напряжение где-то 1.8В, 2-2.5мА. Это очень маленькая нагрузка, но её достаточно для того, чтобы питались простые приборы: небольшой светильник или самодельный диодный источник света, часы, подслушивающий жучок и т.д.

Солнечная батарея из транзисторов

Мощная батарея

Это уже более серьезная конструкция, которая может свободно использоваться для отопления помещения, питания большого дома или квартиры и т.д. При наличии фотоэлементов, её можно собирать из подручных средств. Чертеж и подробно про системы работы ниже.

Схема солнечной батареи

Есть несколько компонентов, которые необходимо собрать, прежде чем изготовить свою панель солнечных батарей. Вам потребуется

Фанера для каркаса панели (можно использовать практически все, что угодно, от консервных банок до плотных деревянных листов)
Не-проводящий ток материал, например, масонит, который будет выступать в качестве субстрата
Солнечные батареи
Паяльное оборудование для соединений между солнечными батареями
Диод Шоттки
Мощные электрические провода из меди
Покрывающий лист из прочного материала, скажем, как плексиглас, чтобы обеспечить сохранность нашей будущей батареи. Можно использовать покрытие из полимеров, скажем, полипропилен
Силиконовые вакуумные подставки для установки батарей и их страховки от атмосферных разрушающих факторов (вода, снег, град), а также для того, чтобы подсоединить панели с корпусом
Несколько винтов, которыми будут зафиксированы батарейные панели, органическое стекло и каркас

Как правило, все эти компоненты можно купить и в обычном магазине строительных материалов, либо на тематической интернет платформе. Советуем посетить форум, где возможно, Вам дадут совет, где выгоднее осуществлять покупку.

Как выбрать солнечные батареи

Солнечные батареи являются наиболее важным компонентом на солнечной панели, и первым, что нужно купить. Новые солнечные элементы могут быть очень дорогими (вплоть до тысячи долларов за экземпляр), так что лучше купить подержанные или слегка поврежденные. Такие солнечные элементы могут обеспечить почти такое же количество энергии, как и новые, нет никакого вреда в их использовании.

Тем не менее, нужно быть очень осторожным в выборе секций солнечных радиаторов. Большинство дилеров солнечных батарей покрывают их воском, чтобы напряжение в них было стабильным, и они были защищены от внешнего воздействия. Это самые дорогие экземпляры, которые сложнее всего найти, поэтому мы советуем все же отдавать предпочтение вариантам из простого ударопрочного стекла.

Также очень важно покупать эти составляющие нашей конструкции, комплектом. Это необходимо потому что, у разных моделей батарей совершенно разная теплопроводимость и строение. Если к одной панели будут подключены радиаторы, изготовленные из разных материалов, или обладающими разными свойствами, то работа будет некорректной, вплоть до полного разрушения системы поглощения солнечной энергии.

Конструкция батареи

Из-за хрупкости солнечных элементов лучше, чтобы панель была смонтирована заранее, а затем на неё устанавливаются конструктивные элементы. Корпус должен быть разработан, в виде небольшой коробки, с очень маленькими боковыми ребрами, потому что тень от них не должна блокировать солнечные лучи, попадающие на выходы батареи.

Размер панели зависит от требований, но всегда помните, что большая коробка будет очень тяжелой и потребует много солнечных элементов, чтобы заполнить её, в то врем, как маленький корпус используют переносные радиаторы, и требует он гораздо меньшего количество проводников энергии. Подложка размещается на панели и непосредственно в корпусе, который должен быть обработан изнутри и снаружи стойкими к влаге и микроорганизмам, красками. Оставить в нижней части будущего корпуса должны быть предусмотрены специальные вентиляционные отверстия, это нужно для поддержки температуры в радиаторе и вывода газов, которые будут в незначительном количестве выделяться при работе.

Как подключать батарею

После того, как панель будет готова, необходимо начать работу по подключению солнечной батареи. Если солнечные батареи, которые Вы купили, имеют металлические выступы, то, их монтаж осуществляется очень просто: в большинстве случаев нужно соединить панели при помощи пайки ушек батарей вместе, эта процедура выполняется в любом случае самостоятельно, даже если были куплены несколько панелей вместе.

Видео: Как сделать солнечную батарею своими руками

Пайка должна производиться очень осторожно и с очень легкой руки, иначе очень хрупкие детали солнечных батарей будут повреждены. Для начала нужно присоединить отрицательные выступы, которые находятся на лицевой стороне первой ячейки с положительными вкладками, присутствующими на нижней части второй ячейке. Такая схема выполняется и для последующих соединений.

Устанавливаем батареи в корпус

Далее после пайки нужно приклеить соединенные клетки к подложке, присутствующей на верхней части панели. Для этой операции в основном используется силиконовый клей, который не забивает солнечные лучи, а также способствует нормальному процессу теплообмена. Но учтите, если будет слишком много клея между подложкой и клетками, это может привести к повреждению солнечных панелей.

Таким образом, нужно применять клей только по центру клеток и вставлять его на подложке после того, как силикон полностью засохнет. Теперь, соединяем все свои клеток с проводом и подаем его в один из вентиляционных отверстий, оставленных открытым в нижней части панели. Используйте силиконовую замазку, чтобы закрепить провод по краям солнечных элементов.

Перед установкой оргстекла поверх солнечных батарей, размещенных внутри деревянной панели, нужно подключить диод Шоттки с чувствительных теплопроводящих элементов. Этот диод будет служить блокирующим агентом, который защищает батареи при скачках напряжения, а также прекращает питание устройства во время недостаточной мощности электрической сети.

Таким образом, батареи, которые мы заряжаем вместе с солнечными, не будут разряжаться, когда поступление питания прекратится. После подключения диода, нужно поставить оргстекло на вершину деревянного корпуса, и закрепить его винтами. Теперь подключите провод, который выходит из солнечной панели к проводу питания дома, а затем к батарее.

Стоимость зависит в основном от купленных материалов, естественно, если Вы решили покупать новые батареи, конструкция обойдется значительно дороже. Но в среднем описанная отопительная солнечная батарея своими руками будет стоить около 5 тысяч рублей (расчет по городу Екатеринбургу).

Как видите, принцип устройства и подключение – процессы не сложные, но требуют предельной аккуратности и внимательности. Если хотя бы при одном соединении будет нарушена последовательность, система работать не будет.