Сонячні батареї для дому своїми руками: технологія виготовлення

  1. Принцип роботи сонячного електропостачання, пристрій сонячної батареї
  2. Технологія самостійного виготовлення
  3. Сонячні батареї для дому своїми руками
  4. Вибір елементів для панелі
  5. Розробка проекту системи
  6. виготовлення каркаса
  7. Підбір та пайка елементів
  8. Збірка елементів сонячної батареї
  9. висновок

У сьогоднішньому світі, альтернативні джерела енергії вже не примха, а раціональне рішення, пов'язане з економічною вигодою і турботою про стан навколишнього середовища.

Найпопулярнішим способом отримання екологічно чистої енергії залишаються сонячні батареї.

Своїми руками виготовляти панелі виходить набагато дешевше, ніж купувати готові комплекти. Як виготовити саморобні сонячні батареї для приватного будинку буде розказано нижче.

Принцип роботи сонячного електропостачання, пристрій сонячної батареї

Перетворити енергію сонця в електрику можна декількома способами Перетворити енергію сонця в електрику можна декількома способами.

Іноді застосовується схема з генератором, де вона трансформується спочатку в механічну, обертає вал генератора, а потім переходить в електричну.

Мінус такого способу в тому, що він дуже дорогий, оскільки вимагає використання великих дзеркал, що повертаються в міру руху сонця.

Застосування фотоелементів дозволяє безпосередньо перетворювати світло в струм.

Це і є настільки популярні сьогодні сонячні батареї, які представляють собою невелику (кілька см2) кремнієву пластину, на якій в єдиний ланцюг зібрані фотодіоди. При потраплянні світла, на виходах діодів з'являється фото-ЕРС близько 0,5 - 0,55 V. За допомогою збірки таких пластин в модулі можна отримати на виході необхідну потужність.

Якби хтось спробував домогтися значення в 220 V, то отримав би батарею колосальних розмірів. Тому ставиться мета отримання 12-24 V, а всі подальші перетворення відбуваються за допомогою інших складових системи.

Конструкція включає в себе три основних вузла:

  1. Сонячну панель.
  2. Акумулятори.
  3. Інвертор.

Як вже говорилося, завдання сонячної панелі виробити струм напругою 12-24 V, якого вистачить, щоб зарядити 12-вольта акумулятор.

Як вже говорилося, завдання сонячної панелі виробити струм напругою 12-24 V, якого вистачить, щоб зарядити 12-вольта акумулятор

Пристрій сонячної батареї

Одного акумулятора буде мало для забезпечення житла потрібною кількістю електроенергії. Їх кількість розраховується виходячи з потреб конкретного будинку, і може становити понад 10 штук (проте число акумуляторів прямо пропорційно і розміром сонячної панелі).

Перетворювати енергію низької напруги в стандартну, покликаний інвертор. Його набувають готовий. При покупці співвідносите видається їм потужність до потреб житла в електриці. Щонайменше, це повинна бути потужність в 1-2 кВт.

По пристрою сонячної батареї розрізняють два її види:

  1. Плівкові.
  2. Кремнієві.

Плівкові або полімерні рідше зустрічаються, оскільки мають невелику ККД і вимагають багато місця для установки. Крім того, енергоефективність плівки скорочується на п'яту частину навіть при невеликій хмарності.

Крім того, енергоефективність плівки скорочується на п'яту частину навіть при невеликій хмарності

Сонячні панелі на даху

Кремнієві, описані вище, можуть бути монокристаллическими і полікристалічний. Монокристалічні батареї - це безліч осередків з вбудованими кремнієвими перетворювачами і заповнені силіконом.

В осередках полікристалічних батарей більше перетворювачів, які встановлені різноспрямовано. Ця особливість забезпечує більш ефективну роботу панелі, навіть коли світло розсіяний. І хоча ККД таких батарей трохи нижче, ніж у монокристалічних, на ділі вони виявляються більш продуктивними і їх частіше використовують.

Технологія самостійного виготовлення

Розглянемо, як зробити сонячну батарею своїми руками. Для виготовлення геліокомплекса своїми руками знадобиться:

  1. Каркас з алюмінію або дерева.
  2. Підкладка з ДВП.
  3. Скло або оргскло.
  4. Фотоячейкі.
  5. Діоди і провідники.

Одна батарея буде складатися з 36 елементів (по 81 х 150 мм), кожен з яких розрахований на 0,5 V- в цілому вийде 18 V.

Звертатися з панелями потрібно з великою обережністю, тому що вони дуже крихкі. З тієї ж причини радиться купувати на 1-2 шт. більше, щоб були запасні на випадок пошкодження.

Сонячні батареї для дому своїми руками

Великий плюс самостійного виготовлення сонячних батарей полягає в тому, що можна зібрати невеликий пробний комплекс, а потім поступово нарощувати його потужність, докуповуючи більше елементів.

Не варто збирати дуже великі батареї. Їх складно монтувати, важко міняти кут нахилу, крім того, вони, як вітрило, будуть вловлювати вітер, що небезпечно.

Розглянемо процес виготовлення поетапно.

Вибір елементів для панелі

Головне питання - це придбання геліоелементов Головне питання - це придбання геліоелементов. Від вдалої покупки буде залежати, чи має сенс затівати самостійне виготовлення батареї.

Можна придбати готовий комплект для збірки панелі за 4,3 - 5,1 тис. Руб.

Ще один варіант - на відомих торгових сайтах придбати пошкоджені, але працюють панелі.

Це деталі, відбраковані виробництвом - вони можуть мати, наприклад, відколи, що істотно знижує їх вартість, але не впливає на працездатність.

Вибір повинен здійснюватися на підставі необхідної потужності. Щоб розрахувати її, потрібно хоча б приблизно підрахувати, скільки кВт споживає в день техніка в вашому домі, а потім з'ясувати, яке середньодобова кількість сонячного часу в вашій місцевості. Це дозволить (знову ж приблизно) порахувати, скільки в день потужності видаватиме панель. Чим більше цей показник, тим менше знадобиться включати панелей в систему.

Важливо знати, що незалежно від розміру пластини, вони видають однакову напругу, а ось на силу струму і вага конструкції, габарити впливають.

Чим більше розмір панелі, тим вона важча. А ось застосовувати в одній системі різні панелі не можна.

Розробка проекту системи

За отриманим даними розраховується розмір майбутньої конструкції і її вага. Ці показники стануть в нагоді для того, щоб виконати каркас потрібного розміру, а також з'ясувати, чи зможе витримати конструкцію покрівля будинку, на яку планується встановлення обладнання.

Розміщуючи панель важливо прагнути, щоб сонячне світло потрапляло на поверхню під прямим кутом. Тому, крім того, щоб вибрати найбільш освітлену сторону даху, потрібно ще й подбати про те, щоб можна було змінювати кут нахилу геліопанелі. У снігопад, наприклад, обладнання розміщують практично вертикально, щоб на його поверхні не затримувався сніг.

виготовлення каркаса

Насамперед вираховуються розміри майбутньої конструкції. Зробити це просто, якщо вже відомо, скільки панелей яких розмірів буде застосовуватися. Однак потрібно залишати по 3-4 мм між елементами, щоб компенсувати розширення основи при змінах температури.

За розрахованими розмірами, з фанери вирізається днище або основа майбутньої батареї. По периметру її зовнішньої сторони робиться рама з брусків. Товщина брусків - близько 20 мм.

Каркас для сонячної батареї з алюмінієвих куточків

Ідеальна температура для роботи геліопанелей від 70 до 90 ° C. Під склом t складно контролювати і вона може значно підвищуватися, особливо в теплу пору року. Тому в дерев'яній рамі робляться вентиляційні отвори. Свердлять їх через кожні 20 см (діаметр близько 10 мм). У нижній частині теж насверливаем отвори з кроком в 5 см.

Також можна зібрати раму з алюмінієвих куточків і накрити її оргстеклом.

Коли корпус готовий, його покривають двома шарами фарби і залишають до повного висихання.

Якщо ви живете в приватному будинку, то використовуючи   сонячні батареї для опалення будинку   , Ви можете економити значну частину фінансових коштів Якщо ви живете в приватному будинку, то використовуючи сонячні батареї для опалення будинку , Ви можете економити значну частину фінансових коштів. Читайте детальну інформацію про особливості даної системи опалення, а також про її плюси і мінуси.

Про видах альтернативного опалення розповімо тут .

Сонячний водонагрівач - пристрій, який буде служити вам ефективно і при цьому без витрат. У цій темі https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/solnechnyj-svoimi-rukami.html ви дізнаєтеся, як виготовити подібну конструкцію своїми руками.

Підбір та пайка елементів

Залежно від рівня майстерності можна придбати провідники з припаяними контактами і без.

Щоб самостійно паяти елементи:

  1. Нарізати провідники в розмір по картонній заготівлі.
  2. Розмістити провідники на потрібних місцях фотоелементів.
  3. Нанести припій і кислоту на майданчики контактів.
  4. Зафіксувати провідник.
  5. Паяти, не натискаючи на кристалічну поверхню.

Якщо ви не впевнені з пайкою, можна легенько обробити майданчики для контактів нульовий наждачним папером.

Напилення зі срібла, яке наноситься на поверхню провідника, може витримати три цикли пайки.

Здійснюючи паралельно-послідовне з'єднання елементів потрібно заздалегідь подумати про те, що перевернути зібрану воєдино, але дуже тендітну конструкцію буде складно. Тому радиться спочатку з'єднувати елементи рядами, перевертати ряд, а вже потім скріплювати ряди між собою. На крайніх деталях контакти виводяться на шину «мінус» і «плюс». На що виводить проводку потрібно пустити кабель з ізоляцією. На зовнішній стороні рами встановлюється клема.

Наступний етап - закріплення геліопанелей на фанерній основі. Для цього знадобиться силіконовий герметик. На зворотну сторону кожної деталі наноситься по краплині герметика, потім вона акуратно фіксується. Також вливаються в силікон і дроти.

Необхідні елементи для виготовлення сонячний батарей

Коли елементи послідовно з'єднані, тестером перевіряється напруга (це допоможе виявити огріхи в якості пайки). Якщо все зроблено правильно, то прилад покаже 17-19 V (напруга з різних причин може мати невеликі відхилення від зазначеного в документації).

Тестування батареї рекомендується проводити кілька днів і тільки після цього робити процес герметизації.

На алюмінієву раму наноситься герметик, і на нього клеїться оргскло. Обов'язково потрібно дати час на висихання силікону. До дерев'яній рамі оргскло можна прикріпити саморізами. Всі стики, крім вентиляційних, також заливаються герметиком.

З огляду на свій низький ККД   сонячні колектори для опалення будинку   застосовуються рідко, однак вони все ж дозволяють економити на електроенергії З огляду на свій низький ККД сонячні колектори для опалення будинку застосовуються рідко, однак вони все ж дозволяють економити на електроенергії. Виготовивши конструкцію своїми руками, ви можете абсолютно безкоштовно використовувати теплову енергію для домашніх потреб.

Огляд варіантів альтернативних джерел енергії для приватного будинку представлений на цієї сторінці.

Збірка елементів сонячної батареї

Розберемося, як відбувається складання сонячних батарей своїми руками Розберемося, як відбувається складання сонячних батарей своїми руками.

Інвертор перетворює надходить струм в змінний, і змінює його напруга.

Можна вибрати один з трьох видів інверторів:

  1. Системний.
  2. Гібридний.
  3. Без зв'язку.

Системний інвертор підійде, якщо мета сонячної батареї - створити додаткову енергію в пару до наявної центральній мережі 220 V. Тоді встановлювати акумулятори взагалі не потрібно. Мережевий інвертор буде перетворювати яке надійшло кількість енергії, і направляти її в будинок.

Гібридний інвертор стане в нагоді, якщо геліоенергіі повинна стати основною, живильної будинок, але і відмовлятися від централізованого електропостачання не збираються. Гібридний варіант з акумуляторами буде і витрачати отриману сонячну енергію, і накопичувати її на темне і похмуре час.

Автономний же інвертор встановлюють там, де мережі 220 V взагалі немає. Вони теж встановлюються в комплекті з акумуляторами.

Якщо потрібно включити в систему акумуляторні батареї, то потрібно розрахувати їх кількість і ємність. Все буде залежати від сумарної потужності всіх сонячних батарей, але чим вище буде ємність, тим краще.

Наприклад, щоб повністю задовольнити потреби сім'ї в електриці, знадобиться вироблення 4 кВт. Для накопичення такої кількості енергії необхідно близько 16 акумуляторів по 60 Ач.

До акумулятора сонячну батарею потрібно підключати через діод. Це виключить його саморазряд на панель вночі.

Щоб не відбувалося перезарядження і закипання акумуляторів, знадобиться контролер заряду.

Вони можуть бути двох видів:

  1. МРРТ.
  2. ШИН.

Перший варіант передає майже 100% енергії, але коштує в 2-3 рази дорожче, ніж ШИН контролер, який втрачає до 20% потужності сонячних панелей.

У великих потужних системах, звичайно, краще один раз переплатити за МРРТ контролер.

Невеликі конструкції можна обладнати і ШИН контролером, але втрачену потужність потрібно буде компенсувати придбанням додаткових акумуляторів.

висновок

Залишається тільки додати, що гелиосистема буде реально ефективна тільки в регіонах, де більшу частину року стоїть сонячна погода. Потрібно знати і те, що чим вище географічна широта, тим менша сила у сонячних променів. Але сучасні технології дозволяють отримувати достатньо енергії навіть в похмурий час, а значить, хоча б як додаткове джерело електрики, сонячні батареї дуже навіть привабливі.

Відео на тему