Бажання зробити систему енергозабезпечення приватного будинку більш ефективною, економічною та чистою з екологічного погляду змушує шукати нові джерела енергії. Одним із способів модернізації є установка сонячних батарей, здатних перетворювати енергію сонця на електричний струм. Існує чудова альтернатива дорогому обладнанню - сонячна батарея, зроблена своїми руками, яка дозволить щомісяця економити кошти з сімейного бюджету. Про те, як таку річ спорудити, ми сьогодні й говоритимемо. Позначимо всі підводні камені та розповімо як їх обійти.

Загальну інформацію про конструктивних особливостяхсонячних батарей дивіться на відео:

Розробка проекту сонячної енергосистеми

Проектування необхідне більш вдалого розміщення панелей на даху будинку. Чим більше сонячних променів потрапить на поверхню батарей і чим більша їх інтенсивність, тим більше енергії вони зроблять. Для установки знадобиться південна сторона покрівлі. В ідеалі промені повинні падати під кутом 90 градусів, тому слід визначити, в якому положенні робота модулів принесе більше користі.

Справа в тому, що саморобна сонячна батарея, на відміну від заводської, не має спеціальних датчиків руху та концентраторів. Для зміни кута нахилу існує можливість виготовити механізм ручному управлінні. Він дозволить встановлювати модулі майже вертикально зимовий період, коли сонце стоїть низько над горизонтом, і опускати їх улітку, коли сонцестояння досягає свого піку. Вертикальне зимове розташування має і захисну функцію: воно перешкоджає нагромадженню на панелях снігу та льоду, чим продовжує термін експлуатації модулів.

Енергоефективність модульної конструкціїможна збільшити, якщо створити найпростіший механізмуправління, який дозволить змінювати кут нахилу батареї в залежності від пори року і навіть доби

Можливо, перед монтажем батарей потрібно посилення покрівельної конструкціїТак як комплект з декількох панелей має досить велику масу. Необхідно обчислити навантаження на дах з урахуванням тяжкості як сонячних батарей, а й снігового пласта. Вага системи багато в чому залежить від матеріалів, які використовуються при її виготовленні.

Кількість панелей та їх розмір розраховують виходячи з потреби. Наприклад, 1м² модуля виробляє приблизно 120 Вт, цього не вистачить навіть повноцінного освітлення житлових приміщень. Приблизно 1 кВт енергії за 10м² панелей дозволить функціонувати освітлювальним приладам, телевізор та комп'ютер. Відповідно, сонячна конструкція площею 20м² забезпечить потреби сім'ї із 3 осіб. Приблизно такі розміри слід розраховувати, якщо приватний будинокпризначений для постійного проживання.

Виготовлення сонячної батареї не обов'язково закінчується початковим збиранням, надалі можна нарощувати елементи, тим самим збільшуючи ККД обладнання

Варіанти модулів для самостійного складання

Основне призначення сонячної панелі– генерувати енергію сонячних променів та перетворювати її на електричну. Отриманий електрострум є потік вільних електронів, вивільнених світловими хвилями. Для самостійного збирання оптимальним варіантомє моно- і полікристалічні перетворювачі, тому що аналоги ще одного виду - аморфні протягом перших двох років знижують свою потужність на 20-40%.

Стандартні монокристалічні елементи мають розміри 3 х 6 дюймів і досить тендітну структуру, тому працювати з ними потрібно вкрай дбайливо та акуратно

Різні види кремнієвих пластин мають свої плюси та мінуси. Наприклад, полікристалічні модулі відрізняються досить низьким ККД - до 9%, тоді як ККД монокристалічних пластин досягає 13%. Перші зберігають показники потужності навіть у хмарну погоду, але служать у середньому 10 років, потужність других різко падає у похмурі дні, зате вони чудово функціонують протягом 25 років.

Саморобний пристрій має бути функціональним і надійним, тому частину деталей краще придбати в готовому вигляді. Перед тим, як зробити сонячну батарею по індивідуальному проекту, загляньте на сайт eBay, де можна знайти величезний вибір модулів з незначним шлюбом. Легка поломка не впливає на якість роботи, проте помітно зменшує вартість панелей. Припустимо, монокристалічний модуль Solar Cells, розташований на склотекстолітовій платі, коштує трохи більше 15 доларів, а полікристалічний комплект із 72 штук – близько 90 доларів.

Найкращий готовий варіантсонячного елемента - панель із провідниками, які потребують лише послідовного з'єднання. Модулі без провідників коштують дешевше, але збільшують час збирання батареї у кілька разів

Інструкція з виготовлення сонячної батареї

Варіантів самостійного збирання сонячних батарей безліч. Технологія залежить від кількості сонячних елементів, придбаних заздалегідь, та додаткових матеріалів, необхідні виготовлення корпусу. Важливо запам'ятати: чим більша загальна площа панелей, тим потужніше обладнання, але водночас зростає і вага конструкції. В одній батареї рекомендують застосовувати однакові модулі, тому що еквівалентність струму прирівнюється до показників меншого елемента.

Складання модульного каркасу

Дизайн модулів, як і їх розміри, можуть бути довільними, тому замість цифр слід орієнтуватися на фото і вибрати будь-який індивідуальний варіант, що підходить для конкретних розрахунків.

Найдешевші сонячні елементи – панелі без провідників. Щоб зробити їх готовими до збирання батареї, необхідно спочатку припаяти провідники, а це довгий і кропіткий процес

Для виготовлення корпусу, всередині якого буде закріплено сонячні елементи, необхідно підготувати наступний матеріалта інструмент:

• листи фанери вибраного розміру;
• невисокі рейки для бортиків;
• клей універсальний або для деревини;
• куточки та саморізи для кріплення;
• дриль;
• плити ДВП;
• шматки оргскла;
• фарби.

Беремо шматок фанери, який відіграватиме роль основи, і по периметру приклеюємо невисокі бортики. Рейки по краях листа не повинні загороджувати сонячні елементи, тому слідкуємо, щоб висота їх не перевищувала 1/2 дюйма. Для надійності кожну приклеєну рейку додатково пригвинчуємо шурупами, а кути можна скріпити металевими куточками.

Дерев'яний каркас - найбільш доступний варіантдля розміщення сонячних елементів. Його можна замінити рамою з алюмінієвого куточка або покупним набором рама + скло

Для вентиляції висвердлюємо отвори в нижній частині корпусу та по бортах. Отворів у кришці не повинно бути, оскільки це загрожує попаданням вологи. Кріплення елементів буде проводитися на листи ДВП, які можна замінити будь-яким схожим матеріалом, головна умова – він не повинен проводити електрострум.

Маленькі отвори для вентиляції необхідно просвердлити по всій площі підкладки, включаючи борти та серединну рейку. Воно дозволить регулювати рівень вологи та тиску всередині каркасу

Кришку вирізаємо з оргскла, підганяючи під розміри корпусу. Звичайне склозанадто тендітне для розміщення на даху. Для захисту дерев'яних частин використовуємо спеціальне просочення або фарбу, якою слід обробити каркас та підкладку з усіх боків. Непогано, якщо відтінок фарби каркасу поєднуватиметься з кольором покрівельного покриття.

Фарбування виконує не так естетичну функцію, як захисну. Кожну деталь слід покрити мінімум 2-3 шарами фарби, щоб надалі деревину не покоробило від вологого повітря або перегріву.

Монтаж сонячних елементів

Всі сонячні модулі розкладаємо рівними рядами на підкладці зворотною стороною вгору, щоб зробити пайку провідників. Для роботи буде потрібний паяльник і припій. Місця пайки попередньо необхідно обробити спеціальним олівцем. Спочатку можна потренуватися на двох елементах, з'єднавши їх послідовно. Так само послідовно, ланцюжком, що з'єднуємо всі елементи на підкладці, в результаті має вийти «змійка».

Кожен елемент встановлюємо строго по розмітці і слідкуємо за тим, щоб провідники сусідніх елементів перетиналися в місцях паяння

З'єднавши всі елементи, акуратно повертаємо їх лицьовою стороною догори. Якщо модулів багато, доведеться запросити помічників, тому що одному спаяні елементи, не пошкодивши, повернути досить складно. Але перед цим намазуємо клеєм модулі, щоб міцно закріпити їх на панелі. Як клею краще використовувати силіконовий герметик, Причому наносити його слід строго по центру елемента, в одній точці, а не по краях. Це необхідно для захисту пластин від поломок, якщо раптом станеться невелика деформація основи. Лист фанери може прогнутися або розбухнути через зміну вологості, і стабільно приклеєні елементи просто тріснуть і вийдуть з ладу.

Закріпивши модулі на підкладці, можна зробити пробний запуск панелі та перевірити функціональність. Потім основу поміщаємо в готовий каркас і фіксуємо по краях шурупами. Щоб унеможливити розряд акумулятора через сонячну батарею, на панель встановлюємо блокувальний діод, закріплюючи його герметиком.

Для з'єднання ланцюжків можна використовувати мідний дріт або обплетення кабелю, які фіксують кожен елемент з обох боків, а потім закріплюються герметиком

Пробне тестування допомагає зробити попередні розрахунки. В даному випадкувони виявилися вірними - на сонці без навантаження батарея виробляє 18,88 В

Зверху встановлені елементи накриваємо захисним екраном із оргскла. Перед тим як зафіксувати його, знову перевіряємо працездатність конструкції. До речі, тестувати модулі можна і на протязі всього процесу встановлення та паяння, групами по кілька штук. Слідкуємо за тим, щоб герметик просох остаточно, тому що його випаровування можуть покрити оргскло непрозорою плівкою. Вихідний провід оснащуємо двоконтактним роз'ємом, щоб надалі можна було використовувати контролер.

Одна панель зібрана та повністю готова до роботи. Все обладнання, включаючи куплені в інтернеті елементи, коштувало 105 доларів.

Фотоелектричні системи приватного будинку

Електричні домашні системи енергозабезпечення з використанням сонячних елементів можна розділити на 3 види:

• автономна;
• гібридна;
• безакумуляторна.

Якщо будинок підключений до центральної енергомережі, то оптимальним варіантом буде змішана система: вдень живлення виробляється від сонячних батарей, а вночі від акумуляторів. Центральна мережа у разі є резервом. Коли немає можливості підключитись до центрального енергопостачання, його замінюють паливними генераторами – бензиновими або дизельними.

Контролер необхідний для запобігання короткому замиканню в момент максимального навантаження, акумулятор – для накопичення енергії, інвертор – для розподілу та подачі її до споживача

При виборі найбільш вдалого варіантаслід враховувати час доби, коли відбувається максимальне споживання енергії. У приватних будинках піковий період випадає на вечір, коли сонце вже зайшло, тому логічним буде використовувати підключення до загальної мережі, або додаткове застосування генераторів, оскільки сонячне енергопостачання відбувається в денний час.

У фотоелектричних системах енергопостачання використовують мережі і з постійним, і з змінним струмом, причому другий варіант підходить для розміщення приладів на відстані понад 15 м.

Для дачників, режим роботи яких часто співпадає зі світловим днем, підходить сонячна енергозберігаюча система, яка починає функціонувати разом зі сходом сонця, а закінчує увечері.

В даний час дуже модними та популярними є альтернативні джерела енергії, особливо у власників заміських котеджів або приватних будинків. Але часто такий пристрій коштує чималих грошей і не кожен може дозволити собі придбати для будинку сонячні батареї. Тому дуже актуальним стало виготовлення сонячних панелей власноруч. То як же самому зробити сонячні батареї?

Характеристика сонячної панелі

Сонячна батарея є напівпровідниковою конструкцією, яка здатна перетворювати сонячне випромінюванняу електроенергію. Це дозволяє забезпечити будинок економічним, надійним та, найголовніше, безперебійним електропостачанням. Особливо це актуально для важкодоступних районів проживання, і навіть там, де часто виникають перебої з електроенергією від основного джерела.

Такий альтернативне джерелоенергії досить практичний, тому що на відміну від традиційного джерела енергопостачання він коштує набагато менше. Виготовлення сонячних панелей своїми руками дозволяє не лише оптимізувати енергоспоживання, але й економить фінанси.

Переваги

Сонячні батареї мають такі переваги:

• проста установка за рахунок того, що немає потреби прокладати до опор кабель;
• вироблення електроенергії абсолютно не шкодить навколишньому середовищу;
• відсутні рухливі частини;
• електрика поставляється незалежно від розподільчої мережі;
• мінімальні витрати за часом обслуговування системи;
• невелика вага батарей;
• безшумна робота;
• тривалий термін служби за мінімальних витрат.

Недоліки

Незважаючи на досить вагомі переваги, є сонячні батареї і свої мінуси, такі як:

• трудомісткість процесу виготовлення;
• чутливість до забруднень;
• на ефективну роботу сонячних панелей впливають погодні умови (сонячні чи похмурі дні);
• для такої конструкції необхідно багато місця;
• ночами батареї не працюють.

Вимоги до сонячної батареї

Встановити сонячні панелі у приватному будинку під силу кожному. Але щоб така конструкція, створена своїми руками, приносила користь по максимуму, слід враховувати її особливості. До сонячної батареї висуваються такі вимоги:

Матеріали, необхідні для виготовлення сонячної батареї своїми руками

Якщо немає можливості придбати сонячні батареї, можна зробити їх своїми руками. На початку необхідно визначитись із матеріалом, З якого вони будуть зроблені.

Щоб створити панелі, необхідні якісні фотоелементи. Виробники на сьогоднішній день пропонують такі види пристроїв:

• елементи з монокристалічного кремнію мають ККД до 13%, але у похмуру погоду недостатньо ефективні;
• фотоелементи з полікристалічного кремнію мають ККД до 9%, можуть працювати як у сонячні, так і похмурі дні.

Для енергопостачання будинку найкраще використовувати полікристали, доступні в наборах.

Важливо знати, що всі необхідні для збирання осередки найкраще купувати в одного виробника, оскільки продукція різних марокмає значні відмінності у ефективності виробів. Це може створити додаткові складності при складанні, спричинити витрати в результаті експлуатації, при цьому сонячна батарея матиме невисоку потужність.

Щоб зробити сонячну панель із підручних засобів, потрібні будуть спеціальні провідники, призначені для з'єднання фотоелементів.

Корпус майбутньої конструкціїнайкраще виготовляти з алюмінієвих куточків, що мають невелику вагу. Також можна використовувати такий матеріал, як дерево. Але через те, що конструкція буде весь час схильна до атмосферного впливу, термін її експлуатації знижуватиметься.

Розміри корпусу панелі залежать від кількості фотокомірок.

Зовнішнє покриття фотоелементів може бути виготовлене з оргскла або прозорого полікарбонату. Також застосовують загартоване скло, яке не пропускає інфрачервоні промені.

Таким чином, для виготовлення сонячної батареї своїми руками будуть потрібні такі матеріали:

• фотоелементи у наборі;
• кріпильні металовироби;
• мідні електропроводи високої потужності;
• силіконові вакуумні підставки;
• паяльне обладнання;
• алюмінієві куточки;
• діоди Шотке;
• прозорий лист із полікарбонату або плексигласу;
• набір гвинтів для кріплення.

Такі матеріали купуються в магазині будматеріалів або інтернет-магазині.

Сонячна батарея – це кілька фотоелементів, зібраних в одному корпусі, що забезпечують електроенергією споживача. Самі фотоелементи з кожним днем ​​стають все доступнішими, багато в чому завдяки тому, що їх у хорошій якостістав випускати Китай.

Вибір фотоелементів для сонячної батареї

1. Полікристал або монокристал. Однозначної відповіді немає, полікристалічні модулі дешевші, але у них нижча енергоефективність. Більшість промислових виробників віддають перевагу полікристалічним фотоелементам. У Росії ні ті ні інші не виробляються, тому робимо покупки на com або aliexpress.com.
2. Розмірність. Є розміри 6х6 (156 х 156 мм), 5х5 (127127 мм), 6х2 (156 х 52 мм) дюйма. Слід брати останні. Справа в тому, що всі фотоелементи дуже тонкі і тендітні, легко ламаються при монтажі, тому вигідніше зламати маленький фотоелемент. Також, чим менший розміродного елемента, тим легше заповнити площу батареї.
3. Припаяні контакти. Кожна пластина з'єднуватиметься послідовно з іншими, тому працювати з паяльником доведеться багато. Значно полегшують цю роботу припаяні контакти до панелей. Підключити такі контакти до загальної шинібуде набагато простіше. Якщо таких контактів немає, вам доведеться паяти їх самостійно.

Інструменти та матеріали

Матеріали:

• Алюмінієвий куточок 25х25;
• Болти 5х10 мм – 8 шт;
• Гайки 5 мм – 8 шт.;
• Скло 5-6 мм;
• Клей – герметик Sylgard 184;
• Клей-герметик Ceresit CS 15;
• Полікристалічні фотоелементи;
• Флюс фломастер (суміш каніфолі та спирту);
• Срібна стрічка для підключення до фотоелементів;
• Стрічка для шин;
• Припій (потрібний тонкий, тому що надмірне нагрівання виведе з ладу фотоелемент);
• Пінополіуретан (поролон), завтовшки 3 см;
• Щільна поліетиленова плівка 10 мкм.

Інструмент:

• Напилок;
• Ножування металу з полотном 18;
• Дриль, свердла на 5 та 6 мм;
• Ключі ріжкові;
• Паяльник;

Покрокова фотоінструкція

Максимально докладно розказано, як своїми руками зібрати сонячну батарею із фотоелементів на алюмінієвому каркасі.

Сточити напилком кути на одній грані з кожного боку алюмінієвого кутапід 45 градусів.

Обрізати куточки ножівкою по металі під 45 градусів. Для зручності можна скористатися стулом:

З кожного боку куточка має вийти така конструкція:

Обрізаний алюмінієвий куточок

Робимо скоби для з'єднання куточків:

Прикладаємо куточки зрізаними кутами один до одного
Перпендикулярно ставимо куточок і на ньому намічаємо лінію відрізу Повинно вийти 4 сполучні куточки

На сторонах кожної отриманої скоби знаходимо центр і свердлимо отвір діаметром 6 мм:

Знаходимо центр кожної сторони скоби
Отвір у скобі

Робимо розмітку через отвір у кожній скобі на куточку. Щоб потім не переплутати, помічаємо кожен кут та кожну скобу цифрою:

Розмітка отворів «за місцем»
Ставимо цифри, щоб потім не переплутати

Свердлимо отвори в куточку свердлом 5 мм, має вийти так:

Отвори у куточку

Збираємо рамку за допомогою болтів та гайок:

Вклеюємо за допомогою герметика скло у зібрану рамку:

Силіконом слід обробити стики зовні та всередині

Знежирити поверхню скла зсередини і розкласти фотоелементи лицьовою стороною вниз таким чином, щоб контактні шини були паралельними:

З'єднайте між собою фотоелементи скотчем, тому вони не розпадуться при подальших операціях.

З'єднати між собою елементи за схемою:

Схема з'єднання фотоелементів у батареї

Збираємо конструкцію, що ущільнює:

1. З листа пінополіуретану вирізаємо прямокутник, менше внутрішньої частини рамки на 1 см з кожної сторони;
2. Запаюємо прямокутник, що вийшов поліетиленову плівкуза допомогою скотчу або паяльника

Конструкція укладається всередину рамки:

Поролон укладається всередину рамки

Рамка разом із поролоном перевертається та знімається. Залишаються тільки покладені та скріплені між собою скотчем фотоелементи:

Зняти алюмінієву рамку
Фотоелементи на поролоні

На всю поверхню фотоелементів пензлем наноситься герметик Sylgard 184 і накривається зверху рамкою зі склом:

Герметик на фотоелементах
Накрити фотоелементи рамкою зі склом

Ставимо вантаж на скло на кілька годин, за цей час повинні піти бульбашки повітря:

Бульбашки йдуть за 2-3 години

Через 12 годин знімаємо вантаж та відриваємо поролон. Батарея готова до підключення!

Помилки під час збирання сонячної батареї своїми руками

Декілька характерних помилок, що здійснюються при самостійному складанні панелей, про які хотілося б попередити.

• Складання на каркасі з дерева або ДСП. Сонячна батарея, зібрана своїми руками, окупається лише якщо служить кілька років, тому ненадійна конструкція із бруса для неї точно не підходить, т.к. розбухне і втратить форму за рік – два. Конструкція виходить громіздкою та важкою, погано піддається транспортуванню та перенесенню.
• Недбале зберігання Sylgard 184. Якщо ви не витрачаєте всю банку цього клею, після використання його потрібно перемістити в меншу тару, щоб залишки не мали контакту з повітрям усередині неї. Інакше через півроку зберігання весь клей може затвердіти.
• Використання оргскла. Батарея завжди знаходиться на сонці (у цьому суть), тому сильно гріється. Оргскло дуже погано відводить тепло від фотоелементів. Це знижує їхню ефективність. Кожен градус вище 25 ° С знижує ефективність на 0,45%. Але це не головний мінус оргскла! При температурі більше 50 ° С воно деформується у всіх площинах, розриваючи контакти всередині схеми, розгерметизуючи батарею і призводячи до непридатності.
• Недостатня увага ізольування сполук. При збиранні сонячних батарей для свого будинку краще використовувати спеціальні конектори (MC4), що з'єднують кілька панелей в єдину мережу. Справа в тому, що надалі, можливо, їх доведеться демонтувати для ремонту, повороту в інший бік, заміни елементів тощо. Скручувати контакти «намертво» або використовувати для цієї мети сполучні клеми, які призначені для внутрішніх робіт- Не найкращий варіант.

Коментарі:

Схожі записи

Чи вигідно купувати комплектом сонячні батареї для дачі Вітряк для приватного будинку - іграшка чи реальна альтернатива Підбираємо акумулятор для сонячної електростанції Принцип дії сонячних батарей. Є моделі калькуляторів на сонячних. Як правило, така батарея складається із трьох фотоелементів. Іноді їх більше. Елементи потрібно витягти, причому так, щоб зберегти з'єднувальні припаяні до елемента або закріплені на ньому за допомогою затискачів. Це значно полегшить монтаж. Для виготовлення саморобного джерела енергії дуже знадобиться також чутливий вимірювальний пристрій- Наприклад, мультиметр. Окремо взятий елемент видає таку кількість електроенергії з 1 кв. см площі:

Струм до 24 мА;
- Напруга 0,5 В.

Під навантаженням вийде половина напруги, що з практичних цілей зовсім недостатньо. Якщо потрібна більша напруга або більший струм, потрібно з'єднати кілька таких елементів між собою. Для цього потрібна загальна панель з діелектрика (наприклад, текстоліту). Послідовне з'єднання (з обов'язковим дотриманням полярності) дозволить збільшити вихідну напругу, але внутрішній опір фотоелементів досить великий. Для його зниження (і збільшення вихідної потужності) корисно застосувати і паралельне включення окремих елементів. Паралельно можна підключати як ланцюжки послідовно з'єднаних елементів батареї, так і окремі елементидруг до друга.

У будь-якому випадку слід стежити за дотриманням полярності. Якщо вдалося зберегти дроти, приєднані до окремих пластин, спаяти елементи досить легко, але це потрібно із застосуванням тепловідведення. Але при вилученні фотоелементів зберегти дроти вдається не завжди. В цьому випадку можна застосувати пружинні затискачі і навіть невеликі пружинки від кулькових ручок. Точно за таким же принципом можна зібрати сонячну із селенових пластин від старих фотоекспонометрів.

Сам елемент паяти не можна, оскільки в домашніх умовах це призведе швидше до пробою.

Старі радіодеталі або непотрібні комп'ютерні миші

Найчастіше під не виявляється готових фотоелементів. У цьому випадку можна скористатися наявними старими радіодеталями. Наприклад, з'єднавши послідовно 20 точкових діодів у скляному корпусі (наприклад, Д9, Д2), можна отримати напругу 1,2В. Зрозуміло, дотримання полярності необхідне й у разі. Якщо корпус діода покритий фарбою, її потрібно змити або зіскребти. Діоди підходять будь-які, як кремнієві, так і германієві. Додаткове паралельне з'єднання діодів і ланцюжків діодів так само, як і в першому випадку, допомагають знизити внутрішній опір батареї. З цією ж метою можна застосовувати фотодіоди від комп'ютерних мишей, що вийшли з ладу. Можливе використання світлодіодів, які також можуть працювати як фотоелементи.

Батарея із транзисторів

Замість діодів можна використати транзистори з металевими корпусами. Тут для доступу світла потрібно видалити металевий корпус або його верхню частину. Використовувати можна переходи колектор - база та емітер - база. В даному випадку підходять як кремнієві, так і германієві транзистори, транзистори з обірваним колектором або емітер, але бажано, щоб вони були однотипними. Правила з'єднання ті самі, що зазначені у перших двох способах. Корисно застосування додаткових відбивних, що відкидають світло на сонячну батарею.

Чим потужніший транзистори, тим більший струм можна зняти з батареї.

Деякі тонкощі

Транзистори, як і взагалі будь-які фотоелементи, бажано захищати від механічних пошкодженьта попадання пилу. Для цього зібрану батарею закрити зверху. Підходить прозоре або тонке кварцове скло. Можна використовувати тонке оргескло. Звичайне шибку або, скажімо, триплекс, не підходять, тому що затримує ультрафіолетові промені.

Важливо правильно забезпечити положення батареї щодо сонця, оскільки залежить ефективність її роботи. ККД сонячних батарей, зроблених вдома, є досить низьким і не перевищує 10%. Отримати електроенергію можна і не дуже сонячний день, але батарея не повинна знаходитися в сильно затіненому місці. Напруги вистачить, щоб зарядити акумулятори десь на дачі чи поході. До речі, у такий спосіб можна навіть висвітлити темний підвал, якщо зовні батарею, а всередині – світлодіод.

Протягом світлового дняна поверхню планети надходять потоки сонячної енергії. Вчені та інженери давно вигадали, яким способом можна її використовувати. Перетворювати енергію денного світила дозволяють сонячні батареї. Їхня ефективність поки що далека від ідеальної, але згодом вона збільшуватиметься завдяки роботі фахівців.

Інструкція

Робота сонячної батареї ґрунтується на фізичних властивостях напівпровідникових елементів. Фотони світла вибивають електрони із зовнішнього радіусу атомів. При цьому утворюється значна кількість вільних електронів. Якщо тепер замкнути ланцюг, по ньому протікатиме електричний струм. Він, втім, дуже малий, щоб можна було обмежитися використанням одного-двох фотоелементів.

Зазвичай окремі компоненти з'єднують у систему, щоб утворилася батарея. З кількох подібних батарей формують модулі. Чим більша кількістьфотоелементів з'єднується разом, тим вища ефективність технічної системи. Значення має також положення сонячної батареї щодо світлового потоку. Кількість енергії прямо залежить від кута, під яким на фотоелементи падають сонячні промені.

Однією з основних робочих характеристик сонячної батареї є коефіцієнт корисної дії (ККД). Він визначається як результат розподілу потужності одержуваної енергії на потужність світлового потоку, що падає на робочу поверхню батареї. На сьогодні ККД сонячних батарей, що використовуються на практиці, коливається в межах від 10 до 25 відсотків.

Восени 2013 року у пресі з'явилися повідомлення про те, що німецьким інженерам вдалося створити експериментальний фотоелемент, ККД якого наближається до 45%. Щоб досягти таких неймовірних для стандартної сонячної батареї показників, конструкторам довелося використати чотириповерхову схему компонування фотоелемента. Це дозволило збільшити загальне числокорисних напівпровідникових переходів

Фахівці підрахували, що в майбутньому цілком можливо досягти більш високих показників ККД, аж до 85%. У чому причина відставання батареї від розрахункових характеристик? Різниця між реальними цифрами та теоретично можливими показниками пояснюється властивостями тих матеріалів, що використовуються для виготовлення батарей. Зазвичай панелі роблять із кремнію, який може поглинати лише інфрачервоне випромінювання. А ось енергія ультрафіолетового проміння майже не використовується.

Один із шляхів підвищення ефективності сонячних батарей – використання багатошарових конструкцій. Такий модуль включає кілька тонких шарів, виготовлених з різнорідних матеріалів. Речовини при цьому підбирають так, щоб шари були узгоджені з погляду поглинання енергії. Теоретично подібні багатошарові «пироги» можуть забезпечувати ККД, що сягає майже 90%.

Ще одне перспективний напрямокрозробок – застосування панелей, виконаних із монокристалів кремнію. Цей матеріал поки що, на жаль, істотно дорожчий за полікристалічні аналоги. Таким чином, щоб підвищити ефективність сонячних батарей, доводиться робити більш дорогу конструкцію, що збільшує терміни окупності витрат.

Джерела:

• Поставлено новий рекорд ефективності сонячних батарей у 2019

Порада 3: Як зробити покращену сонячну панель у Minecraft

З модом Industrial Craft 2 у світ Minecraft приходять технології двадцять першого сторіччя. Геймер має можливість створювати нові установкидля виробництва енергії, автоматизації різних процесів та виконання інших ігрових завдань. Для першої з перелічених вище дій дуже знадобиться сонячна панель.

Відмінність покращеної сонячної панелі від звичайної

Такі джерела енергії існували в Industrial Craft із самого початку. Втім, геймери були не дуже задоволені. Для справді повноцінного поповнення енергетичних потреб у грі потрібно споруджувати просто величезне поле, що складається з сонячних панелей. Крім того, такі пристрої були дуже примхливими у плані погодних умовта часу доби. Вони функціонували, по суті, лише ясним днем, через що толку від них було небагато.

Тому розробники мода створили йому спеціальний аддон - Advanced Solar Panels. Таке доповнення додало в гру покращені панелі для акумуляції та перетворення сонячної енергії. Вони стали компактнішими, але при цьому дуже ємними. Крім того, вони здатні виробляти електрику навіть у нічний час і в негоду.

Ресурси для створення такої панелі простим методом

Крафтити подібну панель передбачається двома способами – більш простим та ускладненим. У першому випадку для її створення потрібна сонячна батарея, композит, укріплене скло, покращена електросхема і вдосконалений корпус механізму або укріплена пластина, що світиться, - залежно від того, яка саме версія мода використовується: 3.3.4 або більш стара.

Композит виходить, якщо стискати спеціальний композитний зливок за допомогою компресора. Створюється цей вихідний матеріал зі сплаву трьох металів: очищеного заліза, бронзи і олова - у вигляді злитків або пластин. Композит необхідний також виготовлення укріпленого скла. І тому дві його пластини встановлюють крайні осередки середнього вертикального чи горизонтального низки верстака. Інші слоти займають скляні блоки. З такої кількості матеріалів виходить сім одиниць укріпленого скла.

Сонячну батарею скрафтити набагато складніше. Тут потрібно по три скляні блокита одиниць вугільного пилу, дві електросхеми та генератор. Останній встановлюють у центр нижнього ряду крафтингової сітки, з обох боків від нього розташовують електросхеми, з нього і з верхніх кутах - вугільний пил, інші місця дістаються склу.

Поліпшена електросхема виготовляється з нормальної, яку обов'язково для цього треба помістити в центр верстата. По кутах його сітки встане чотири одиниці пилу редстоуна, у двох вертикальних осередках, що залишилися, - світлопил (створювана при руйнуванні глоустона - каменю з Ада, що світиться), а в парі горизонтальних - лазурит.

Покращений корпус механізму виготовляється з аналогічного. простого пристрою. Звичайний корпус механізму потрібно поставити в центральну комірку верстата, з боків від нього розташувати дві одиниці вуглепластика (одержуваного шляхом компресорного стиснення вуглеволокна), по кутах - чотири пластини загартованого заліза, а в дві комірки, що залишилися, вставити композит.

Якщо ж замість такого корпусу механізму буде використовуватися укріплена пластина, що світиться, її отримують з трохи інших ресурсів. У центр верстата цього разу піде укріплена пластина із заліза та іридію, під нею буде вставлений алмаз, над нею – сонячна частина (зі світлозапилу та двох одиниць рожевої матерії), з боків – ультрамарин, а по кутах – червоний пил.

Складання покращеної сонячної панелі за наявності потрібних ресурсівне складе труднощів. Весь верхній ряд верстата буде зайнятий трьома блоками укріпленого скла, в центральний слот піде сонячна батарея, з боків від неї - композит, під ним - дві покращені електросхеми, а між ними - удосконалений корпус механізму або укріплена пластина, що світиться.

Ускладнений спосіб крафтингу екологічно чистого джерела енергії

Виготовлення покращеної сонячної панелі за складнішим рецептом має здійснюватися приблизно так само. Єдина серйозна відмінність - тут замість укріпленого скла буде використовуватися скляна панель, що світиться, в такій же кількості - три штуки.

Для її виготовлення спершу треба скрафтити уран, що світиться. Для цього його злиток в збагаченому вигляді необхідно помістити в центр верстата, а з боків, знизу та зверху поставити чотири одиниці світлозапилю. Таких виробів потрібно дві штуки.

Зливки урану, що світиться, підуть у крайні осередки середнього горизонтального ряду верстата, між ними встане світлозапилення, а решта шість слотів займе укріплене скло. У результаті вийдуть скляні панелі, що світяться, причому в достатній кількості - шість штук (цього вистачить аж на дві покращені сонячні панелі).

Ще пару десятків років тому людину, яка заявила, що вона зможе отримувати необхідну енергію для свого будинку чи дачі від Сонця, напевно, насміялися б. Але сьогодні все змінилося – Сонце має величезний запас енергії, яким просто гріх не скористатися.

На ринку з'явилося безліч батарей, за допомогою яких можна акумулювати енергію Сонця і використовувати її у своїх цілях. Все досить привабливо, якби не одне АЛЕ.

Ціна таких батарей сильно «кусається» і багато хто задається питанням, а чи варто взагалі виробляти такі витрати, чи окупиться це придбання? Виходом з цього як завжди є кмітливість, умілі руки та трішки терпіння. Сонячну батарею можна сконструювати самому, що обійдеться набагато дешевше за готовий товар.

У середньому 1 кв. метр сонячного колекторавиробляє 120 Вт енергії. Таким чином, можна розрахувати необхідну площу фотоелементів, необхідних для постачання електроенергії житлового будинку або дачі.

Вибір матеріалів

Фотопластина – основний компонент колектора При складності у своїй конструкції має всього 6 складових:

1. Фотоелемент або сонячний елемент, найважливіша частина всієї конструкції, саме вона виступає у ролі «мережі», що збирає енергію Сонця.
2. Сполучні провідники. Їх знадобиться велика кількість, служать для підключення всіх контактів фотоелемента.
3. Шини. Застосовуються для збирання пучків дротів.
4. Діоди Шоттки. Цей матеріал не є необхідністю, але служить для того, щоб батарея не розряджалася вночі та в дощову погоду.
5. Припій для спаювання контактів фотоелементів з провідниками з метою їхнього збирання в єдиний ланцюг.

Зрозуміло, сонячна батарея не буде розташовуватися в чистому вигляді на даху або ще десь, тому її необхідно помістити в так званий контейнер, на виготовлення якого також необхідні деякі матеріали:

Необхідні інструменти

Для збору сонячного колектора своїми руками знадобиться лише три інструменти:

• паяльник для спаювання матеріалів;
• шуруповерт або викрутка. Знадобляться на етапі збирання дерев'яної основиколектора;
• дриль із свердлом по дереву 6 мм потрібний для пророблення отворів у підкладці та корпусі для виведення проводів;
• Мультиметр застосовується на етапі перевірки.

Етапи виготовлення

Посилання з фотопластинами Технологія виготовлення сонячної батареї своїми руками не складна, але потребує значної кількості часу, витраченого з паяльником та іншими інструментами в руках.

Сам процес складається з 3 основних етапів, які, у свою чергу, теж можна розділити:

Купити або зробити

Економити час або гроші – все залежить від вас Переваги виготовлення своїми руками полягають у пристойній економії грошей - набагато дешевше буде замовити необхідні матеріалинаприклад, на аукціоні eBay, ніж купувати готову сонячну батарею на ринку.

Однак, великим недоліком буде невизначена кількість часу, витрачена на замовлення та очікування посилок з матеріалами, а також на виготовлення та збирання колектора. Вибирайте самі, що вам важливіше – час чи гроші!

Думка фахівців: самостійне складаннякоштуватиме приблизно вдвічі дешевше за купівлю готового колектора на ринку.

Зібрані своїми руками батареї можуть цілком забезпечити необхідною кількістюелектроенергії житловий будинок, дачу або ще якийсь об'єкт. Застосування сонячних батарей дуже зручне у тих місцях, де взагалі немає ліній електропередач.

У будь-якому випадку, використання сонячних батарей з лишком виправдає витрати на покупку та доставку матеріалів у досить короткий період експлуатації.

Дивіться відео, в якому спеціаліст докладно показує, як зібрати сонячну батарею своїми руками: