Сонячна батарея своїми руками

Наша сеть партнеров Banwar

Сонячна батарея своїми руками .
Детальний покрокове керівництво по самостійному виготовленню сонячної батареї своїми руками.

На жаль, сонячні батареї недешеві, тому саморобну сонячну батарею можна зібрати самому. для
Для виготовлення сонячної батареї використовуємо прості інструменти і недорогі підручні матеріали, щоб створити потужну і найголовніше дешеву сонячну батарею.
Що таке сонячна батарея? і з чим її їдять.
Сонячна батарея, це контейнер, що складається з сонячних елементів.
Сонячні елементи, роблять всю роботу по перетворенню сонячної енергії в електрику. На жаль, для отримання потужності, достатньої для практичного застосування, сонячних елементів треба досить багато.
Крім того, сонячні елементи дуже тендітні. Тому їх і об'єднують в Сонячну батарею.
Сонячна батарея містить достатню кількість сонячних елементів для отримання високої потужності і захищає елементи від пошкодження.
Труднощі, що виникають при самостійному виготовленні сонячної батареї:

- Головна перешкода в виготовленні сонячної батареї - це покупку сонячних елементів за розумну ціну.

- Нові сонячні елементи дуже дорогі і їх складно знайти в нормальній кількості за будь-які гроші.

- Дефектні і пошкоджені сонячні елементи є в наявності на інтернет аукціоні eBay і інших місцях набагато дешевше.

- Сонячні елементи «другого сорту» можливо, можуть бути використані для виготовлення сонячної батареї.

Для того щоб виготовити сонячну батарею максимально дешевої, використовуємо дефектні елементи, і закуповуємо їх наприклад на eBay.

Для виготовлення сонячної батареї я купив кілька блоків монокристалічних сонячних елементів розміром 3х6 дюйми.
Щоб зробити сонячну батарею, необхідно з'єднати послідовно 36 таких елементів.
Кожен елемент генерує близько 0,5 В. 36 елементів, з'єднаних послідовно дадуть нам близько 18В, які будуть достатні для зарядки батарей на 12В. (Так, таке висока напруга дійсно необхідно для ефективної зарядки 12В акумуляторів).
Сонячні елементи цього типу тонкі як папір, тендітні й ламкі як скло. Їх дуже легко пошкодити. Продавець цих елементів занурив набори з 18 шт. в віск для стабілізації і доставки без пошкоджень. Віск - це головний біль при його видаленні. Якщо у вас є можливість, шукайте елементи, не покриті воском. Але пам'ятайте, що вони можуть отримати більше пошкоджень при транспортуванні.
Зауважте, що мої елементи вже мають припаяні провідники. Шукайте елементи з вже припаяними провідниками. Навіть з такими елементами вам потрібно бути готовим багато попрацювати паяльником. Якщо ж ви купите елементи без провідників, приготуйтеся працювати паяльником рази в 2-3 більше. Коротше, краще переплатити за вже припаяні дроти.

Також я купив пару наборів елементів без заливки воском в іншого продавця. Ці елементи прийшли упаковані в пластикову коробку. Вони бовталися в коробці і трохи обкололи з боків і кутах. Незначні відколи не мають особливого значення. Вони не зможуть знизити потужність елемента настільки, щоб про це треба було турбуватися. Куплених мною елементів повинно вистачити на складання двох сонячних батарей. Знаючи, що можливо зламаю парочку при складанні, тому купив трохи більше.
Сонячні елементи продаються найширшого спектра форм і розмірів. Ви можете використовувати більш великі чи дрібні, ніж мої 3х6 дюймів. Тільки пам'ятайте:
- Елементи одного типу виробляють однакову напругу незалежно від їх розміру. Тому для отримання заданої напруги завжди потрібно однакову кількість елементів.
- Великі за розміром елементи можуть генерувати більший струм, а менші за розміром, відповідно - менший струм.
- Загальна потужність вашої батареї визначається як її напруга помножене на генерований струм.
Використання великих за розміром елементів дозволить отримати велику потужність при тій же напрузі, але батарея вийде більший і важчий. Використання менших елементів дозволить зменшити і полегшити батарею, але не зможе забезпечити таку ж потужність.
Також варто відзначити, що використання в одній батареї елементів різних розмірів - погана ідея. Причина в тому, що максимальний струм, що генерується вашої батареєю, буде обмежений струмом самого маленького елемента, а більші елементи не будуть працювати в повну силу.
Сонячні елементи, на яких я зупинив вибір, мають розмір 3х6 дюйми і здатні генерувати струм приблизно 3 ампера. Я планую з'єднати послідовно 36 таких елементів, щоб отримати напруга трохи більше 18 вольт. У результаті повинна вийти батарея, здатна видавати потужність близько 60 ват на яскравому сонці.
Звучить не сильно вражаюче, але все ж це краще ніж нічого. При чому, це 60Вт кожен день, коли світить сонце. Ця енергія буде йти на зарядку акумулятора, який буде використовуватися для живлення світильників і невеликий апаратури всього кілька годин після настання темряви.

Корпус сонячної батареї є неглибокий ящик з фанери, щоб борту не затінювали сонячні елементи, коли сонце світить під кутом. Зробити його мо він з фанери товщиною 3/8 дюйма з бортиками з рейок товщиною 3/4 дюйма. Борти приклеєні і пригвинчені на місце.
Батарея буде містити 36 елементів розміром 3х6 дюймів.
Поділяємо їх на дві групи по 18 шт. просто для того, щоб їх було простіше паяти в майбутньому. Звідси і центральна планка посередині ящика.

Невеликий нарис, який показує розміри сонячної батареї.
Всі розміри вказані в дюймах. Бортики товщиною 3/4 дюйма йдуть навколо всього листа фанери. Такий же бортик йде по центру і ділить батарею на дві частини.

Вид однієї з половин моєї майбутньої батареї.
У цій половині буде розміщена перша група з 18 елементів. Зверніть увагу на невеликі отвори в бортах. Це буде нижня частина батареї (на фото верх знаходиться внизу). Це вентиляційні отвори, призначені для вирівнювання тиску повітря всередині і зовні сонячної батареї і службовці для видалення вологи. Ці отвори повинні бути тільки внизу батареї, інакше дощ і роса потраплять всередину. Такі ж вентиляційні отвори повинні бути зроблені в центральній розділювальній планці.

Далі вирізаємо два відповідних за розміром шматка ДВП. Вони будуть служити підкладками, на яких будуть збиратися сонячні елементи. Вони повинні вільно поміщатися між бортиками.
Не обов'язково використовувати саме перфоровані листи ДВП, просто у мене виявилися такі під рукою. Чи піде будь-тонкий, жорсткий і не проводить струм матеріал.

Щоб захистити батарею від погодних неприємностей, лицьову сторону закриваємо оргстеклом.

На фото два листа оргскла з'єднані на центральній перегородці. Свердлимо отвори навколо кромки, щоб посадити оргскло на шурупи. Будьте обережні, свердлячи отвори біля кромки оргскла. Не тисніть сильно - інакше зламається, а коли вже зламаєте, то приклейте відламати шматок і просвердлите недалеко від нього новий отвір.

Фарбуємо все дерев'яні частини сонячної батареї в 2-3 шари, щоб захистити їх від впливу навколишнього середовища. Ящик і підкладки фарбуємо з 2-х строн всередині і зовні.

Основа для сонячної батареї готова, і саме час підготувати сонячні елементи.
Як і було сказано вище, видалення воску з сонячних елементів - це справжній головний біль.

Для ефективного видалення воску з сонячних елементів, використовуйте наступний спосіб:
1) Купаємо сонячні елементи в гарячій воді, щоб розтопити віск і відокремити елементи один від одного. Не дайте воді закипіти, інакше пухирці пара будуть сильно бити елементи один про інший. Кипляча вода також може бути занадто гарячою, в елементах можуть бути порушені електричні контакти.
Рекомендую занурювати елементи в холодну воду, а потім повільно їх нагрівати, щоб виключити нерівномірний нагрів. Пластикові щипці і лопатка допоможуть відокремити елементи, коли віск розтане. Постарайтеся сильно не тягти за металеві провідники - можуть порватися.

На фото показана фінальна версія «установки» яку я використовував.
Перша «гаряча ванна» для розтоплення воску знаходиться на задньому плані праворуч. На передньому плані ліворуч - гаряча мильна вода, а праворуч - чиста гаряча вода. Температури у всіх каструлях нижче температури кипіння води. Спочатку в далекій каструлі розтоплюємо віск, переносимо елементи по одному в мильну воду, щоб видалити залишки воску, після чого промиваємо в чистій воді.
2) Викладаємо елементи для просушки на рушник. Ви можете змінювати мильну воду і воду для промивання частіше. Тільки не зливайте використану воду в каналізацію, тому що віск затвердіє і засмітить стік. Цей процес видалив практично весь віск з сонячних елементів. Тільки на деяких залишилися тонкі плівки, але це не завадить пайку і на функціонуванні деталей. Промивання розчинником, можливо, видалить залишки воску, але це може бути небезпечно і смердюче.

Кілька розділених і очищених сонячних елементів сушаться на рушник. Після поділу і видалення захисного воску через свою крихкості вони стали дивно складними в обігу і зберіганні, залишаємо їх їх у воску до тих пір, поки ви не будете готові встановити їх в сонячну батарею.

Робимо основу для сонячної батареї. У мене ж настав уже час встановити їх.

Малюємо сітку на кожній основі, для спрощення процесу установки кожного елемента.
Викладаємо елементи по цій сітці зворотним боком догори, так їх можна спаяти разом. Всі 18 елементів для кожної половини батареї повинні бути з'єднані послідовно, після чого обидві половини також повинні бути з'єднані послідовно для отримання необхідного напруги.

Споювати елементи між собою спочатку складно. Починайте тільки з двох елементів. Додайте з'єднувальні провідники одного з них так, щоб вони перетинали точки пайки на зворотному боці іншого. Обов'язково переконатися, що відстань між елементами відповідає розмітці.
Для пайки використовуємо малопотужний паяльник і прутковий припій з серцевиною з каніфолі.
Повторювати пайку довелося до тих пір, поки не вийшов ланцюжок з 6-ти елементів. Сполучні шини від зламаних елементів я припаяв до зворотному боці останнього елемента ланцюжка. Таких ланцюжків я зробив три, повторивши процедуру ще двічі. Всього 18 елементів для першої половини батареї.

Три ланцюжка елементів повинні бути з'єднані послідовно. Тому середню ланцюжок повертаємо на 180 градусів по відношенню до двох інших. Орієнтація ланцюжків вийшла правильною (елементи все ще лежать зворотною стороною вгору на підкладці). Наступний крок - приклеювання елементів на місце.

Приклеювання елементів зажадає деякої вправності. Наносимо невелику краплю силіконового герметика в центрі кожного з шести елементів одного ланцюжка. Після цього перевертаємо ланцюжок лицьовою стороною вгору і розміщуємо елементи по розмітці, яку нанесли раніше. Легенько притисніть елементи, натискаючи по центру, щоб приклеїти їх до основи. Складнощі виникають в основному при перевертанні гнучкою ланцюжка елементів. Друга пара рук тут не зашкодить.
Чи не наносите дуже багато клею і нічого не наклеюйте елементи ніде крім центру. Елементи і підкладка, на якій вони змонтовані, будуть розширюватися, стискатися, гнутися і деформуватися при зміні температури і вологості. Якщо ви приклеїте елемент по всій площі, він з часом зламається. Приклеювання тільки в центрі дає елементам можливість вільно деформуватися окремо від основи. Елементи і основа можуть деформуватися по-різному і елементи не зламаються.

Ось повністю зібрана половина батареї. Була використана мідна оплетку від кабелю для з'єднання першої і другої ланцюжка елементів.

Можна використовувати спеціальні шини або навіть звичайні дроти. Просто у мене під рукою була мідна оплетка від кабелю. Таке ж з'єднання робимо із зворотного боку між другою і третьою ланцюжком елементів. Краплею герметика я прикріпив провід до основи, щоб він не «гуляв» і не гнувся.

Тест першої половини сонячної батареї на сонці.

При слабкому сонце в імлі ця половина генерує 9,31В. Ура! Працює! Тепер мені потрібно зробити ще одну таку ж половину батареї.

Після того як обидві основи з елементами будуть готові, їх можна буде встановити їх на місце в підготовлену коробку і з'єднати.
Кожна з половин поміщається на своє місце. Для кріплення основи з елементами всередині батареї використовуємо 4 невеликих шурупа.
Провід для з'єднання половин батареї пропускаємо через одне з вентиляційних отворів в центральному бортику. Тут теж пара крапель герметика допоможе закріпити провід на одному місці і запобігти його базікання всередині батареї.

Кожна сонячна батарея в системі повинна бути забезпечена блокуючим діодом, сполученим послідовно з батареєю.

Діод потрібен для запобігання розряду акумуляторів через батарею вночі і в похмуру погоду. Я використовував діод Шотткі на 3,3А. Діоди Шотткі мають набагато більш низьке падіння напруги, ніж звичайні діоди. Відповідно, будуть менше втрати потужності на діоді. Набір з 25 діодів марки 31DQ03 на eBay можна купити всього за пару баксів.
Діоди приєднуємо до сонячних елементів всередині батареї.

Свердлимо отвір в днищі батареї ближче до верху, щоб вивести дроти назовні. Провід зав'язані на вузол, щоб запобігти їх витягування з батареї, і закріплені всі тим же герметиком.
Важливо дати герметику висохнути до того, як ми будемо кріпити оргскло на місце. Раджу, спираючись на попередній досвід. Випари з силікону можуть утворити плівку на внутрішній поверхні оргскла і елементів, якщо ви не дасте силікону висохнути на відкритому повітрі.

І ще трохи герметика для герметизації вихідного отвору.

Ось як виглядає закінчена сонячна батарея з прикрученим екраном з оргскла.
Не поспішайте герметизувати оргскло, для початок потрібно провести кілька тестів, щоб переконатися у відсутності проблем, перевірити всі контакти.

Ось результати тестування напруги закінченою батареї на яскравому зимовому сонце. Вольтметр показує 18,88В без навантаження.

А ось тест по току в тих же умовах (яскраве зимове сонце). Амперметр показує 3,05А - струм короткого замикання. Це як раз недалеко від розрахункового струму елементів. Сонячна батарея прекрасно працює!

Сонячна батарея в роботі. Переміщаємо її пару раз в день для збереження орієнтації на сонці, але це не така вже й велика складність.

Підрахуємо вартість виготовлення сонячної батареї:
Вважаємо тільки вартість основних матеріалів, підручні (шматки дерева, дроти
1) Сонячні елементи куплені на eBay 74.00 $ (~ 2300 руб.)
2) Деревинки - 15 $ (~ 460 руб.)
3) Оргскло 15 $ (~ 460 руб.)
4) Шурупи і саморізи - 2 $ (~ 60 руб.)
5) Силіконовий герметик - 3.95 $ (~ 150 руб.)
6) Проведення 10 $ (~ 300 руб.)
7) Діоди 2 $ (~ 60 руб.)
8) Фарба 5 $ (~ 150 руб.)
Разом $ 126.95 (~ 3640 рублів)
Для порівняння, аналогічна за потужністю сонячна батарея промислового виробництва коштує близько 300-600 $ (~ 9000-18000 рублів.

Книга в допомогу

Вітрогенератори, сонячні батареї і інші корисні конструкції.

Альтернативні джерела енергії - вітер і сонце є постійно поновлюваними, практично вічними видами енергії.
У даній книзі автор розкриває особливості сучасних перетворювачів енергії сонця і вітру, їх вибору, будови та установки. Цілий розділ книги присвячено нетрадиційним радіоелектронним конструкціям.
Видання призначене для широкого кола читачів, які прагнуть до самостійного технічної творчості, які цікавляться радіотехнікою, нетрадиційними джерелами живлення, сонячними батареями і вітрогенераторами в епоху загальної економії та оптимізації витрат.
У додатках дані довідкові дані та інша корисна інформація.

Купити книгу на ozon.ru

Автор: Майкл Девіс, Арізона, США

Original in English