Снабжение дома и участка световыми панелями набирает популярности ввиду своей безусловной экономической окупаемости. Однако существует ряд сомнений в плане выбора подходящей световой станции, что в большей степени касается людей, слабо знакомых с электрикой в целом. Статья призвана показать, как подключить солнечную батарею, указать на простоту ее схемы, а также дать несколько советов по монтажу, эксплуатации и уходу. Установить солнечные батареи имеет смысл с целью достижения полной энергетической автономности жилища, как правило, загородного дома. В условиях постоянного повышения тарифов на электроэнергию данный вариант представляется оптимальным – при одноразовом вложении пользователь получает практически полную независимость от электросетей общего пользования. Монтаж солнечных батарей гарантирует полное отсутствие вреда для экологии и здоровья человека, так как для выработки электричества требуется лишь естественный свет. Солнечные панели как разновидность энергоснабжения отличаются неисчерпаемостью. В связи с ростом конкуренции производителей, выпускающих данную продукцию, стоимость с повышением технологий изготовления снижается из года в год. Схема подключения солнечных батарей состоит из: Перед тем как установить солнечные батареи и вышеуказанные приборы, между всеми элементами схемы имеет смысл подключить предохранители, чтобы перегрузки сети не причинили вреда устройствам. Если речь идет об одной системе, то никаких сложностей схема подключения солнечных панелей в себе не несет. Главным критерием успешного электромонтажа будет соблюдение полярности проводников и присоединение того или иного разъема в соответствующий штепсель. Угол наклона солнечной батареи необходимо выбрать таким образом, чтобы большую часть дня панели были установлены максимально на солнце. Возможность корректировки угла в течение дня будет преимуществом. Притом неважно, где будет произведена установка солнечных батарей – на крыше, специальном тенте или прямо на земле. Более сложным вариантом является подключение нескольких световых панелей и их соединение между собой. Преимуществом такого решения будет являться более длительный срок службы, а также повышенная мощность системы. Подключение солнечных консолей можно произвести: Подобно любым системам электроснабжения, солнечная батарея должна регулярно проверяться – необходимо проводить техническое обслуживание. Как правило, это должно происходить в начале и в конце сезона эксплуатации. Световые консоли находятся на открытом пространстве, что способствует скорому загрязнению их поверхности. С целью бесперебойной работы с высоким коэффициентом полезного действия, солнечную панель необходимо регулярно очищать. Помимо этого, необходимо отслеживать состояние изоляции проводников, проводить чистку контроллеров и аккумуляторов от пылевых отложений, чтобы обеспечить наличие хорошего контакта на клеммах приборов. Пренебрежение элементарными мерами способно вывести из строя это весьма дорогостоящее оборудование. ekoenergia.ru Солнечные батареи — источник получения энергии, которую можно направить на выработку электричества или тепла для малоэтажного дома. Вот только солнечные батареи имеют высокую стоимость и недоступны большинству жителей нашей страны. Согласны? Другое дело, когда сделана солнечная батарея своими руками — затраты значительно уменьшаются, а работает такая конструкция ничуть не хуже, чем панель промышленного производства. Поэтому, если вы всерьез задумываетесь о приобретении альтернативного источника электроэнергии, попытайтесь сделать его своими руками – это не очень сложно. В статье речь пойдет об изготовлении солнечных батарей. Мы расскажем, какие материалы, и инструменты для этого потребуются. А немного ниже вы найдете пошаговую инструкцию с иллюстрациями, которые наглядно демонстрируют ход работы. Содержание статьи: Энергию солнца можно преобразовать в тепловую, когда энергоносителем является жидкость-теплоноситель или в электрическую, собираемую в аккумуляторах. Батарея представляет собой генератор, работающий на принципе фотоэлектрического эффекта. Преобразование энергии солнца в электроэнергию происходит после попадания солнечных лучей на пластины-фотоэлементы, которые являются основной частью батареи. При этом световые кванты «отпускают» свои электроны с крайних орбит. Эти свободные электроны дают электрический ток, который проходит через контроллер и скапливается в аккумуляторе, а оттуда поступает энергопотребителям. Галерея изображений Фото из Сборка солнечной батареи из кремниевых пластинок Формирование плюсовой токоведущей дорожки Создание минусовых токоведущих линий с задней стороны Подключение проводника и блокирующего диода В роли пластин-фотоэлементов выступают элементы из кремния. Кремниевая пластина с одной стороны покрыта тончайшим слоем фосфора или бора — пассивного химического элемента. В этом месте под действием солнечных лучей высвобождается большое количество электронов, которые удерживаются фосфорной плёнкой и не разлетаются. На поверхности пластины имеются металлические «дорожки», на которых выстраиваются свободные электроны, образуя упорядоченное движение, т.е. электрический ток. Чем больше таких кремниевых пластин-фотоэлементов, тем больше электрического тока можно получить. Верхний слой пластин-фотоэлементов покрыт слоем, который не допускает отражение солнечного света от пластин, повышая их КПД (+) Приступая к сооружению солнечной батареи необходимо запастись следующими материалами: Количество требуемых материалов зависит от размера вашей батареи, которая чаще всего ограничивается количеством доступных фотоэлементов. Из инструментов вам понадобиться: шуруповёрт или набор отвёрток, ножовка по металлу и дереву, паяльник. Для проведения испытаний готовой батареи понадобиться тестер-амперметр. Теперь рассмотрим самые важные материалы более подробно. Фотоэлементы для батарей бывают трёх видов: Поликристаллические пластины характеризуются низким КПД. Размер полезного действия составляет около 10 — 12 %, но зато этот показатель не понижается с течением времени. Продолжительность работы поликристаллов — 10 лет. Солнечную батарею собирают из модулей, которые в свою очередь составляют из фотоэлектрических преобразователей. Батареи с жесткими кремниевыми фотоэлементами представляют собой некий сэндвич с последовательно расположенными слоями, закрепленными в алюминиевом профиле (+) Монокристаллические фотоэлементы могут похвастаться более высоким КПД — 13-25% и долгими сроками работы – свыше 25 лет. Однако со временем КПД монокристаллов снижается. Монокристаллические преобразователи получают путем пиления искусственно выращенных кристаллов, что и объясняет наиболее высокую фотопроводимость и производительность. Пленочные фотопреобразователи получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на полимерную гибкую поверхность Гибкие батареи с аморфным кремнием — самые современные. Фотоэлектрический преобразователь у них напылен или наплавлен на полимерную основу. КПД в районе 5 — 6 %, но пленочные системы крайне удобны в укладке. Пленочные системы с аморфными фотопреобразователями появились сравнительно недавно. Это предельно простой и максимально дешевый вид, но быстрее соперников теряющий потребительские качества. Нецелесообразно использовать фотоэлементы разного размера. В данном случае максимальный ток, вырабатываемый батарей, будет ограничен током наиболее маленького по размеру элемента. Значит, более крупные пластины не будут работать на полную мощность. При покупке фотоэлементов поинтересуйтесь у продавца способом доставки, большинство продавцов используют метод воскования, чтобы предотвратить разрушение хрупких элементов Чаще всего для самодельных батарей используются моно- и поликристаллические фотоэлементы размером 3х6 дюймов, которые можно заказать в интернет-магазинах типа Е-бай. Стоимость фотоэлементов достаточно высока, но многие магазины продают так называемые элементы группы В. Изделия, отнесённые к этой группе имеют брак, но пригодны к использованию, а их стоимость ниже, чем у стандартных пластин на 40-60%. Большинство интернет-магазинов продают фотоэлементы комплектами по 36 или 72 фотоэлектрической преобразовательной пластины. Для соединения отдельных модулей в батарею потребуются шины, для подключения к системе нужны будут клеммы. Галерея изображений Фото из Поликристаллическая фотоэлектрическая пластина Лицевая и тыльная стороны кремниевой пластины Монокристаллическая фотоэлектрическая пластина Обратная сторона монокристаллической пластины Каркас для будущей панели можно сделать из деревянных реек или алюминиевых уголков. Второй вариант более предпочтителен по целому ряду причин: При выборе прозрачного элемента необходимо обратить внимание на такие параметры, как показатель преломления солнечного света и способность поглощать ИК-излучение. От первого показателя напрямую будет зависеть КПД фотоэлементов: чем показатель преломления ниже, тем выше КПД кремниевых пластин. Минимальный коэффициент светоотражения у плексиглас или более дешёвого его варианта — оргстекла. Чуть ниже показатель преломления света у поликарбоната. От величины второго показателя зависит, будут ли нагреваться сами кремниевые фотоэлементы или нет. Чем меньше пластины подвергаются нагреванию, тем дольше они прослужат. ИК-излучения лучше всего поглощает специальное термопоглощающее оргстекло и стекло с ИК-поглощением. Немного хуже — обычное стекло. Если есть возможность, то оптимальным вариантом будет использование в качестве прозрачного элемента антибликового прозрачного стекла. По соотношению стоимости к показателям преломления света и поглощения ИК-излучения оргстекло — самый оптимальный вариант для изготовления гелиобатареи Проект гелиосистемы включает в себя расчёты необходимого размера солнечной пластины. Как было сказано выше, размер батареи, как правило, ограничен дорогостоящими фотоэлементами. Гелиобатарея должна устанавливаться под определённым углом, который обеспечил бы максимальное попадание на кремниевые пластины солнечных лучей. Наилучший вариант — батареи, которые могут менять угол наклона. Место установки солнечных пластин может быть самым разнообразным: на земле, на скатной или плоской крыше дома, на крышах подсобных помещений. Единственное условие — батарея должна быть размещена на солнечной, не затененной высокой кроной деревьев стороне участка или дома. При этом оптимальный угол наклона необходимо вычислить по формуле или с применением специализированного калькулятора. Угол наклона будет зависеть от месторасположения дома, времени года и климата. Желательно, чтобы у батареи была возможность менять угол наклона вслед за сезонными изменениями высоты солнца, т.к. максимально эффективно они работают при падении солнечных лучей строго перпендикулярно поверхности. Для европейской части стран СНГ рекомендуемый угол стационарного наклона 50 — 60 º. Если в конструкции предусмотрено устройство для изменения угла наклона, то в зимний период лучше располагать батареи под 70 º к горизонту, в летнее время под углом 30 º Расчёты показывают, что 1 квадратный метр гелиосистемы даёт возможность получить 120 Вт. Поэтому путём расчетов можно установить, что для обеспечения среднестатистической семьи электроэнергией в количестве 300кВт в месяц необходима гелиосистема минимум в 20 квадратных метров. Сразу установить такую гелиосистему будет проблематично. Но даже монтаж 5-ти метровой батареи поможет сэкономить электроэнергию и внести свой скромный вклад в экологию нашей планеты. Солнечная батарея может использоваться в качестве резервного энергоисточника при частом отключении централизованного энергоснабжения. Для автоматического переключения необходимо предусмотреть систему бесперебойного питания. Подобная система удобна тем, что при использовании традиционного источника электроэнергии одновременно производится зарядка аккумулятора гелиосистемы. Оборудование обслуживающее гелиобатарею размещается внутри дома, поэтому необходимо предусмотреть для него специальное помещение. Размещая батареи на наклонной крыше дома, не забывайте об угле наклона панели, идеальный вариант, когда у батареи есть устройство для сезонного изменения угла наклона Выбрав место для размещения солнечной панели и оборудования для обслуживания гелиосистемы, а также имея в наличии все требуемые материалы и инструменты, можно начинать монтаж батареи. При монтаже необходимо соблюдать технику безопасности, особенно осуществляя установку готовой панели на крышу дома. Рассмотрим пошаговый алгоритм, как сделать солнечную батарею. Монтаж самодельной солнечной батареи часто начинается с пайки проводников фотоэлементов. Безусловно, если у вас есть возможность, то лучше всего купить фотоэлементы сразу с проводниками, т.к. пайка — очень непростая и кропотливая работа, занимающая много времени. Пайка осуществляется следующим образом: В процессе пайки нельзя давить на силикатный элемент, т.к. он очень хрупкий и может разрушиться! Если вам посчастливилось, и вы приобрели фотоэлементы с готовыми контактами, то вы избавите себя от долгой и сложной работы, переходя сразу к изготовлению каркаса для будущей батареи. Пайка контактов для бракованных фотоэлементов группы В производится так же и в том же направлении, что и для целых пластин Каркас — это место, куда будут устанавливаться фотоэлементы. Для изготовления каркаса берутся алюминиевые уголки и рейки, из которых складываются рамки. Рекомендуемый размер уголка — 70-90 мм. На внутреннюю часть металлических уголков наносится силиконовый герметик. Герметизацию уголков необходимо произвести тщательно, от этого зависит долговечность всей конструкции. После того, как алюминиевая рамка готова, приступаем к изготовлению заднего корпуса. Задний корпус представляет собой деревянный ящик из ДСП с невысокими бортиками. Высокие борта будут создавать тень на фотоэлементах, поэтому их высота не должна превышать 2 см. Бортики привинчиваются при помощи саморезов и шуруповёрта. Галерея изображений Фото из Изготовление корпуса для солнечной батареи Вентиляционные отверстия в бортиках корпуса Подложка для крепления кремниевых пластин Окрашивание деталей корпуса для гидроизоляции На дне ящика-корпуса из ДСП делаются вентиляционные отверстия. Расстояние между отверстиями примерно 10 см. В алюминиевую раму устанавливается прозрачный элемент (оргстекло, антибликовое стекло, плексиглас). Прозрачный элемент прижимается и фиксируется, его крепление осуществляется при помощи метизов: 4 по углам, а также по 2 с длинных и по 1 с короткой стороны рамы. Метизы крепятся шурупами. Каркас для гелиобатареи готов и можно приступать к самой ответственной части — монтажу фотоэлементов. Перед монтажом необходимо очистить оргстекло от пыли и обезжирить спиртсодержащей жидкостью. Монтаж и пайка кремниевых пластин — самая трудоёмкая часть работы по созданию солнечной панели своими руками. Сначала раскладываем фотоэлементы на оргстекло синими пластинами вниз. Если вы впервые собирайте батарею, то можно воспользоваться подложкой для нанесения разметки, чтобы расположить пластины ровно на небольшом (3-5 мм) расстоянии друг от друга. Провода необходимо прикрепить к каркасу, чтобы они не болтались, сделать это можно используя силиконовый герметик. Галерея изображений Фото из Подготовка кремниевых пластин к пайке Сушка избавленных от воска элементов батареи Вычерчивание абриса пластинок на подложке Процесс пайки фотоэлектрических элементов батареи Соединение кремниевых пластин в солнечную батарею Соединение кремниевых пластин с лицевой стороны Устройство медных токоведущих шин прибора Проверка работоспособности части батареи Тестирование солнечной панели необходимо проводить до её герметизации, чтобы иметь возможность устранить неисправности, которые часто возникают во время пайки. Лучше всего производить тестирование после спайки каждого ряда элементов — так значительно проще обнаружить, где контакты соединены плохо. Для тестирования вам понадобиться обычный бытовой амперметр. Измерения необходимо проводить в солнечный день в 13-14 часов, солнце не должно быть скрыто облаками. Выносим батарею на улицу и устанавливаем в соответствии с ранее рассчитанным углом наклона. Амперметр подключаем к контактам батареи и проводим измерение тока короткого замыкания. Смысл тестирования заключается в том, что рабочая сила электрического тока должна быть на 0,5-1,0 А ниже, чем ток короткого замыкания. Показания прибора должны быть выше 4,5 А, что говорит о работоспособности гелиобатареи. Если тестер выдаёт меньшие показания, то где-то наверняка нарушена последовательность соединения фотоэлементов. Обычно самодельная солнечная батарея, сконструированная из фотоэлементов группы В выдаёт показания 5-10 А, что на 10-20% ниже, чем у солнечных панелей промышленного производства. Галерея изображений Фото из Шаг 9: После проверки работоспособности частей батареи, запаянных на подложке, их располагают в корпусе Шаг 10: Подложки с пластинами внутри корпуса фиксируются на четыре шурупа. Провод, соединяющий части батареи, выводится через вентиляционные отверстия Шаг 11: К каждой из половин сооружаемой батареи последовательно подключается диод Шоттки. Его минус подключается к плюсу системы Шаг 12: Для вывода проводов из корпуса высверливается отверстие. Провода скреплены узлом, чтобы не болтались, и зафиксированы герметиком Шаг 13: После нанесения герметика необходимо сделать технологический перерыв, отпущенный на полимеризацию состава Шаг 14: К выведенному из солнечной батареи проводу подсоединяется двухконтактный разъем. Принадлежащая ему розетка крепится на аккумуляторе прибора, который будет заряжать батарея Шаг 15: После сборки обеих частей прибора и вывода силовой линии наружу батарею закрывают заранее подготовленным экраном Шаг 16: Перед герметизацией стыков гелиоприбора еще раз проводится проверка работоспособности, чтобы вовремя устранить отошедшие контакты, если они будут обнаружены Установка обеих частей батареи в подготовленный корпус Крепление основы солнечной батареи внутри корпуса Установка блокирующего диода Шоттки Вывод из корпуса наружу проводов прибора Ожидание затвердевания герметика Крепление двухконтактного разъема к проводу Установка светопропускающего экрана на прибор Контроль работоспособности перед герметизацией Герметизацию можно производить, только убедившись, что батарея работает. Для герметизации лучше всего использовать эпоксидный компаунд, но учитывая, что расход материала будет большой, а стоимость его составляет примерно 40-45 долларов. Если дороговато, то вместо него можно применять всё тот же силиконовый герметик. Используя силиконовой герметик, отдавайте предпочтения тому, на упаковке которого указано, что он подходит для использования при минусовых температурах Существует два способа герметизации: В первом случае герметизация будет более надёжной. После заливки герметик должен схватиться. Затем сверху устанавливается оргстекло и плотно прижимается к пластинам, покрытым силиконом. Для обеспечения амортизации и дополнительной защиты между задней поверхностью фотоэлементов и каркасом из ДСП многие мастера советуют устанавливать прокладку из жёсткого поролона шириной 1,5-2,5 см. Делать это необязательно, но желательно, учитывая, что кремниевые пластины достаточно хрупкие и легко повреждаются. После установки оргстекла на конструкцию ставят груз, под действием которого происходит выдавливание пузырьков воздуха. Солнечная батарея готова и после повторного тестирования её можно устанавливать в заранее выбранное место и подключать к гелиосистеме вашего дома. Обзор фотоэлементов, заказанных в китайском интернет-магазине: Видео-инструкция по изготовлению солнечной батареи: Сделать солнечную батарею своими руками — не простая задача. КПД большинства таких батарей ниже, чем у панелей промышленного производства на 10-20%. Самое важное при конструировании солнечной батареи — правильно выбрать и установить фотоэлементы. Не пытайтесь сразу создать огромную по площади панель. Попробуйте сначала соорудить маленький прибор, чтобы понять все нюансы этого процесса. sovet-ingenera.com Углеводороды были и остаются основным источником энергии, однако все чаще человечество обращается к восполнимым и экологически безопасным ресурсам. Это стало причиной повышенного интереса к солнечным батареям и генераторам. Их главный минус – дороговизна. Удешевить продукцию можно, если взяться за ее создание самостоятельно. Рассмотрим, как сделать солнечную батарею своими руками. Содержание статьи: По статистике, взрослый человек ежедневно использует около десятка различных приборов, работающих от сети. Хотя электричество считается относительно экологичным источником энергии, это иллюзия, ведь при его получении используются ресурсы, загрязняющие окружающую среду. С этой точки зрения, гелиосистемы гораздо выигрышнее. Галерея изображений Фото из КПД кристаллических кремниевых фотомодулей достигает 15 – 20%, и есть все основания полагать, что в ближайшие годы этот показатель вырастет. Уже сейчас существуют образцы, КПД которых достигает 22-33.7%. Пока они тестируются в лабораторных условиях, но скоро появятся в продаже. При выборе фотомодулей стоит обратить внимание на продукцию компании Sanyo В среднем КПД батарей этого типа составляет 10-18.7%. Все зависит от основы пленочных солнечных элементов. Некоторые модели потенциально небезопасны для окружающей среды, т.к. содержат кадмий, поэтому при покупке следует тщательно изучить техническую документацию. Утилизируют такие батареи строго в соответствии с рекомендациями производителя Модули этого типа называют еще многопереходными или тандемными. Они имеют особую структуру ячеек, которые образовывают несколько p-n переходов. Это относительно новый продукт на рынке, хотя для космической отрасли используется довольно давно. КПД (соответственно, и цена) таких моделей зависит от количества слоев ячеек Это элементы, изготовленные из наноструктурированных материалов. Их используют в отраслях, где малый вес солнечных модулей имеет принципиальное значение. Благодаря сверхтонкой структуре можно существенно увеличить эффективность работы таких батарей. Для рядового покупателя сверхтонкие модули пока недоступны Кристаллические кремниевые фотомодули Тонкопленочные солнечные батареи Многослойные солнечные модули Сверхтонкие многослойные солнечные модули Комплектующие для сборки солнечных батарей и генераторов давно есть в свободной продаже, и при желании собрать систему может любой желающий. Для этого потребуются некоторые финансовые вложения и время. Процесс сборки кропотлив, требует внимания и точности, зато сама работа не отличается особой трудоемкостью. В силу климатических особенностей многих регионов не приходится рассчитывать, что солнечной энергии хватит для полного обеспечения частного дома. Она способна покрыть лишь 20-30% всех энергопотребностей. Зато это хорошее решение для дачи Преимущества применения солнечной энергии: Пока еще солнечные батареи дороги, хотя уже сейчас появляются способы существенно сэкономить при их самостоятельном изготовлении. Каждый год внедряются новые разработки, которые позволяют упростить и удешевить процесс получения солнечной энергии. Гелиосистемы плохо подходят в качестве основного источника энергии, а вот в качестве дополнительного или альтернативного – отличный вариант. По сравнению с ветрогенераторами, они более стабильны и выгодны Одна из самых интересных современных технологий – тонкопленочные модули, которые внедряют в стройматериалы. Также появились прозрачные накопительные элементы, предназначенные для использования в оконных конструкциях. Это разработка японской компании Sharp. Специалисты считают, что уже в ближайшее время такие солнечные батареи станут в разы мощнее и выгоднее. С накоплением солнечной энергии нередко возникают проблемы, т.к. аккумуляторные батареи дороги. Единственное, что в какой-то мере компенсирует этот недостаток: большая часть мощных электроприборов включается в светлое время суток По объективным причинам гелиосистемы пока еще не могут полностью заменить углеводороды, т.к. получение и накопление солнечной энергии связано с большими расходами, однако они могут стать неплохим источником альтернативного энергоснабжения дома или отдельных электроприборов. Некоторые владельцы решаются на оборудование своих домов солнечными станциями, полностью обеспечивающими потребности в электроэнергии. Такие вложения окупаются за 10-40 лет в зависимости от типа моделей – готовых или самодельных Технологии быстро развиваются, а солнечные батареи можно модернизировать и наращивать, поэтому стоит начать собирать подходящие системы уже сейчас. Основная деталь – солнечная фотопанель. Обычно кремниевые пластины покупают через интернет с доставкой из Китая или США. Это связано с высокой ценой на комплектующие отечественного производства. Себестоимость отечественных пластин получается настолько высокой, что выгоднее заказать на Еbay. Что касается брака, то на 100 пластин лишь 2-4 непригодны к использованию. Если заказывать китайские пластины, то риски выше, т.к. качество оставляет желать лучшего. Преимущество – только в цене. Готовая панель гораздо удобнее в использовании, но и втрое дороже, поэтому лучше все-таки озадачиться поиском комплектующих и собрать устройство своими руками Остальные комплектующие можно купить в любом магазине электротоваров. Также потребуются оловянный припой, рама, стекло, пленка, лента и карандаш для разметки. Галерея изображений Фото из Выбор солнечного элемента для батареи – самый важный этап в покупке комплектующих. Батареи могут быть поли- и монокристаллическими. Преимущество первых – цена, а вторых – большая эффективность. Лучше выбрать монокристаллические кремниевые модули. Они идеально подходят для объектов ограниченной площади Оптимальный вариант – выбрать аккумулятор AGM типа. Они относительно недороги, компактны, способны работать при любых температурах. При покупке следует ориентироваться на емкость прибора, длительность зарядки и срок службы, указанный производителем Кроме солнечного элемента, стабилизатора и аккумулятора, потребуются также паяльник, олово и карандаш. Если изначально куплен готовый комплект с припаянными проводниками, работы будет гораздо меньше, а сама сборка системы существенно упрощается Для сборки батареи потребуются стабилизатор напряжения и контроллер нагрузок. Если правильно собрать самодельную систему, ее можно будет подключить к обычному аккумулятору – свинцово-кислотному или же литиевому. Это позволит более рационально использовать энергию Солнечные элементы для батареи Аккумулятор для солнечной системы Комплект для сборки батареи Стабилизатор напряжения для солнечной батареи При покупке комплектующих стоит обращать внимание на гарантию производителя. Обычно она составляет 10 лет, в некоторых случаях – до 20. Важно также правильно подобрать аккумулятор. Экономия на нем нередко оборачивается неприятностями: во время зарядки прибора может выделяться водород, что чревато взрывом. Перед тем как закупить комплектующие и сделать солнечную панель, рассчитывают необходимую мощность прибора и емкость аккумулятора. Самый простой способ – воспользоваться онлайн-калькуляторами, размещенными на некоторых сайтах в интернете. Количество энергии, заявленное в техническом паспорте изделия, рассчитано для идеальных условий. На них невозможно ориентироваться, ведь устройства работают по-разному в зависимости от времени года и суток. Потери энергии происходят постоянно, в т.ч. в аккумуляторах, инверторе Важнейший показатель, который придется учитывать, — среднемесячное количество потребляемой энергии. Его можно определить по счетчику. Также следует сделать скидку на особенности работы самих солнечных батарей. Они способны выдавать предельную мощность лишь при условии чистого неба, причем угол падения солнечных лучей должен быть прямым. Если погода пасмурная или угол падения лучей слишком острый, мощность батарей может упасть в 20 раз. Даже малейших облаков достаточно, чтобы вдвое снизить показатели. Поэтому при расчетах ориентируются на то, что 70% энергии будет вырабатываться с 9 до 16 часов, а в остальное время – до 30%. Зимой от гелиосистем мало пользы: из-за пасмурной погоды они вырабатывают минимальное количество энергии. Зато ветрогенераторы работают на полную мощность и способны компенсировать эти потери. Комбинация двух таких устройств очень эффективна В условиях, приближенных к идеальным, в «рабочее время» панели мощностью 1кВт вырабатывают 7 кВт/ч, а ранним утром и вечером – около 3 кВт/ч. Второй показатель лучше вообще не брать в расчет и оставить «про запас» с учетом возможной облачности и изменения угла падения лучей. Получается, следует ориентироваться на 210 кВт/ч в течение 1 календарного месяца. Это идеальный показатель, который требует корректировки. На Еbay можно найти неплохой набор для изготовления солнечной батареи своими руками. Иногда это устройства, которые отбраковали на производстве (т.н. модули В-типа). Они дешевы, но вполне пригодны для сборки домашней системы, поскольку эксплуатационные характеристики близки к заявленным Чтобы определиться с реальным количеством энергии, следует найти данные о том, сколько солнечных дней в году бывает в конкретном регионе. В эти периоды мощность батарей не будет составлять даже половины от паспортного показателя. Если устройства будут работать осенью и зимой, то нужно сделать поправку в 30-50% на пасмурную погоду. Работа по сборке начинается со схемы и проекта. Нужно четко представлять, как будет устроена и закреплена солнечная панель. Так, если КПД системы напрямую зависит от угла наклона относительно солнечных лучей, следует позаботиться, чтобы этот угол можно было менять. Во многих готовых моделях предусмотрены механизмы, автоматически поворачивающие панели, а в самодельных придется продумать их самому. Модули солнечной панели должны быть одинаковыми, ведь эквивалентность тока равна показателю наименьшего элемента. Также подбор одинаковых деталей значительно упростит процесс сборки всей системы в целом, т.к. не придется подгонять размеры каркасов и рассчитывать мощность каждой конструкции отдельно Технология сборки зависит от общей площади панелей, их количества, особенностей дополнительных материалов. Обширная площадь системы гарантирует ее более высокую мощность, но одновременно увеличивается и вес конструкции, что тоже приходится учитывать, ведь кровля должна его выдерживать. Когда все комплектующие подготовлены, можно приступать к сборке корпуса, на котором будет держаться вся конструкция. Понадобятся следующие материалы: В первую очередь готовят основание – к фанере приклеивают невысокие бортики. Они не должны закрывать панели, поэтому стоит выбрать рейки около 2 см. Чтобы бортики не отклеились, их дополнительно закрепляют саморезами и уголками. Верхнюю крышку изготавливают из оргстекла, а деревянные детали конструкции покрывают антисептическими пропитками для защиты от гниения и красят. Оттенок краски должен гармонировать с цветом крыши Низ основания и бортики сверлят в нескольких местах, чтобы обеспечить вентиляцию. Крышку нельзя сверлить, т.к. элементы конструкции могут подмокнуть. Для крепления панелей лучше выбрать плиты ДВП, поскольку они не проводят ток. При желании ДВП можно заменить другим материалом. Солнечные элементы следует равномерно разложить на подложке «изнаночной» стороной и припаять проводники. Для этого нужно будет разметить места пайки. Чтобы не испортить все модули, лучше сначала последовательно соединить только два элемента. Если все в порядке, так же припаивают остальные модули. В результате на подложке должна появиться аккуратная цепочка соединенных элементов. После сборки конструкции ее следует проверить на работоспособность. Если она функциональна, то ее можно уже крепить шурупами к каркасу. На готовую панель ставят блокировочный диод. Его задача – предотвратить разрядку аккумулятора Когда все модули будут соединены, их можно перевернуть для закрепления на панели. В качестве клеевого состава можно использовать эпоксидную смолу или силиконовый герметик. Желательно не намазывать края модулей, чтобы конструкции не сломались в случае деформации каркаса. Достаточно прочно приклеить элементы по центру. После сборки батареи на каркасе ее закрывают крышкой из оргстекла, еще раз проверяют и фиксируют. Важно, чтобы клеевой состав полностью просох до установки крышки, иначе он продолжит испаряться и оставит мутные следы на оргстекле. На выходной кабель устанавливают двухконтактный разъем. Он нужен для подсоединения контроллера. Остается еще раз проверить работу системы и исправить недочеты, если они будут обнаружены. Батареи устанавливают на земле, на стенах или крыше. Это зависит от пожеланий самого владельца здания. Главное, чтобы система была расположена с южной стороны здания и ее работе ничто не мешало. Если конструкцию планируется крепить на скате кровли, нужно убедиться, что поверхность выдержит дополнительную нагрузку. Систему устанавливают так, чтобы она располагалась под углом 30-40 градусов к крыше, и намертво закрепляют. Солнечные панели, особенно тонкопленочные, подвержены деформациям под воздействием ветра или давлением снега. Нужно позаботиться о надежной ветрозащите и установить приспособления, задерживающие или рассекающие снег, который сползает с крыши Отличное решение – крепление системы к металлической рамной конструкции из толстого профиля. Минимальное сечение – 25х25 мм, а при большой площади конструкции лучше выбрать более прочный профиль. Перед каждой такой рамой устанавливают снегозадержатель или оборудуют кронштейны снегорассекателями. Описаний бывает недостаточно, чтобы полностью разобраться в особенностях сборки и монтажа солнечных панелей. К тому же существуют различные способы крепления, а «народные умельцы» совершенствуют навыки и постоянно изобретают новые пути решения старых задач. Мы предлагаем видеоинструкции и советы опытных мастеров, чтобы вам было проще понять процесс сборки гелиосистем. Выберите те рекомендации, которые лучше всего соответствуют вашим планам и пожеланиям. Где купить комплектующие и как собрать систему, описано в видеоролике ниже: Полное пошаговое описание процесса сборки: Оригинальный подход к сборке солнечных батарей, советы специалиста: Инструкция по сборке солнечной электростанции для дома: Альтернативная энергетика – это по-настоящему актуально. Если вы решили разобраться в способах получения энергии без углеводородов, можете гордиться тем, что заботитесь не только о себе, но и о планете в целом. Простая солнечная батарея поможет вам обеспечить себя «зеленым» электричеством и сбережет наш общий дом. Собрать систему несложно, главное – захотеть и сделать. sovet-ingenera.com Привет всем читателям блога. Сегодня, как я и обещал в прошлой статье мы с вами попробуем собрать самодельную солнечную батарею. Использование солнечных панелей для дома это вероятность продолжать обыденную жизнь либо устроить вечеринку даже после непредвиденных ураганов тогда, как ваши соседи будут ждать помощи электриков, которые в порядке очереди восстановят электричество. Да и дело даже не в ураганах, многие просто выбирает участки, в силу тех или иных причин (например есть желание жить вдали от цивилизации), где просто нет никаких коммуникаций. Для устройства солнечных панелей в быту предназначены фотоэлектрические (PV) кремниевые элементы. Такие солнечные панели возбуждают постоянный электрический ток при солнечной погоде. Этого вида системы прекрасно работают, но только в домах с доступом прямого попадания лучей солнца. В лесной и тенистой местностях стопроцентного эффекта добиться будет невозможно. Для устройства солнечных батарей на крыше идеально подходят те здания, одна из сторон крыши которых смотрит на юг, и с оптимальным углом наклона. Лучше всего солнечные электрические панели работают в местах с теплым климатом, где короткая или мягкая зима. В иных климатических условиях важнейшее значение имеет система подстраховки – так например в систему дополнительно подключают дизельгенераторы, ветрогенераторы. Системы, у которых предусмотрена возможность резервирования энергии, пригодятся в ненастную погоду или поздним вечером. Более изощренные и эффективные системы, включают в себя также автоматическое слежение за солнцем (поворотный механизм на котором установлены солнечные панели), изменением угла наклона от времени года и суток — что позволяет добиться максимального КПД выработки электроэнергии. Здесь однако не будет вдаваться во все нюансы устройства, типов и эффективности солнечных панелей, читайте об этом отдельную статью. Перед тем как перейти к описанию сборки самодельной солнечной батареи, интересно узнать с какой целью вы собираетесь использовать солнечную энергию, примите участие в опросе, это просто. Anonymous Vote Sign in with Wordpress Чтобы сэкономить семейный бюджет, можно попробовать самому сделать солнечную батарею. Для этого приготовьте очки, защиту для лица, перчатки и сапоги, поскольку мы будем иметь дело с легко-воспламеняющими химическими веществами и острыми материалами (оргстекло, стекло). Итак, у нас комплект из 40 солнечных элементов, размер каждого из которых – 13.6 х 11 см. Соберем у себя на столе или другой ровной поверхности, цельный набор поликристаллических фото-ячеек (пластин, Solar Plate). Всего у нас будет 3 дорожки из пластин (получается будет 39 элементов, а 1 из комплекта у нас остается запасной). Элементы нужно отсортировать тестером (т.к. на случай если в цепи будет бракованная нулевая пластина, она будет забирать энергию, вместо того чтобы вырабатывать), при этом очень осторожно с ними обращаясь. На фотоэлементы припаяем оловянные проводники. Все ячейки соединяем между собой соответственно электрической схеме. При чем вне зависимости от типа подключения обязательно установить на «плюсовой» клемме шунтирующий диод. Самый оптимальный и часто используемый вариант для сборки этой цепи – диоды Шоттки – они предоставляют произвести верный расчет величины солнечных панелей для дома и не допускают разрядки батареи ночью. Дееспособность спаянных ячеек необходимо проверять в солнечном месте. Если они функционируют как надо, то можно переходить к следующему шагу. На четвертом этапе начинаем собирать раму. Здесь нам потребуются алюминиевые уголки с не широкими полками и болты. Наметаем на внутренние грани реек силиконовый герметик. Деревянную раму делать не рекомендуется — т.к. наша панель будет подвержена климатическим условиям, подчас суровым. Сверху этого слоя помещаем приготовленный лист из прозрачного материала, в моем случае это поликарбонат. Для надежности лист плотно придавливаем к клеевому контуру. Но будьте осторожны при этом. Когда герметик подсохнет, можно стянуть раму с поликарбонатом болтами. Далее располагаем фотоэлементы с проводниками вдоль внутренней прозрачной плоскости. Промежуток между каждыми двумя ячейками – 5 мм (лучше предварительно сделать разметку). Основательно закрепляем фото-ячейки и герметизируем панель, чтобы она служила на крыше нам долгие годы. В этом нам поможет монтажный силикон, который наносится на каждый элемент. Закрываем устройство задней панелью. Когда силикон намертво схватится, герметизируем всю конструкцию полностью так, чтобы панели плотно примыкали друг с другом. Помните — какие бы вы изменения в конструкцию не вносили, она не должна пропускать влагу внутрь к фотоэлементам. Подключать самодельную солнечную батарею можно двумя известными способами – последовательно или параллельно. Во втором случае клеммы обоих модулей состыковываются по принципу: плюс с плюсом, минус с минусом. Из любого модуля берем клеммы (+) и (-). Выводим концы для подключения к аккумуляторной батарее или к котроллеру заряда. Если нужно связать три модуля в одну систему, действия будут следующими: соединяем сходные клеммы всех трех модулей, затем выводим концы (+) и (-). При первом способе подключения необходимо соединять клемму (+) первого модуля с клеммой (-) второго. Оставшиеся концы выводим для подключения с аккумуляторной батареей либо с контроллером. Напоследок хочу еще раз напомнить, что вам потребуется чтобы своими руками собрать солнечную панель для дома: И в заключении давайте посмотрим видео домашнего мастера, который с успехом собрал и продемонстрировал сборку самодельных солнечных панелей своими руками: odnastroyka.ru Подключение солнечных батарей нередко вызывает определенные вопросы, особенно когда требуется соединить несколько модулей. Кажется, что это очень сложный процесс, требующий специфических знаний. А на самом деле схема подключения очень проста, ее легко реализовать и собрать фотобатарею нужной мощности. Существует три варианта включения батарей в общую цепь. Это последовательное, параллельное и смешанное (последовательно-параллельное) соединения. В этом случае одноименные клеммы двух модулей соединяются между собой («плюс» с «плюсом», «минус» - с «минусом»). Далее от клемм одного из фотомодулей выводятся провода, которые и подключаются или к контроллеру заряда, или непосредственно к аккумулятору. Таким образом, можно объединять любое количество солнечных батарей, главное – соединять друг с другом только одноименные клеммы. Эта схема подразумевает соединение «плюса» первого модуля с «минусом» второго, и вывод внешних проводов от «минуса» первого фотомодуля и «плюса» второго. Здесь также не имеет значения, сколько солнечных панелей будет объединено в одну батарею. Главное – не нарушить принцип. «Плюс» первого на «минус» второго, «плюс» второго на «минус» третьего, «плюс» третьего на «минус» четвертого и т.д. Провода от незадействованных клемм («минус» первого модуля и «плюс» последнего) выводятся на контроллер или аккумулятор. Нередко используется и смешанная схема подключения. В этом случае для начала нужно собрать две группы параллельно соединенных модулей (объединив одноименные клеммы), а затем соединить их между собой последовательно так, как будто это единичные модули, а не группы. Количество групп (равно как и число батарей в них) может быть любым. Разные способы коммутации необходимы для получения нужных выходных параметров. К примеру, если требуется обеспечить мощность в 160 Вт и напряжение 12 В, а мощность одной солнечной батареи только 80 Вт при требуемых 12 В, то это означает, что нужно параллельно соединить 2 батареи. В итоге напряжение системы не изменится (12 В), а суммарная выходная мощность станет 160 Вт. Если же необходимо получить выходное напряжение не 12 В, а, скажем, 24 В, то в этом случае применяется последовательное соединение двух модулей. Смешанная схема позволяет регулировать оба параметра одновременно. Таким образом, используя разные типы коммутации можно собрать солнечную электростанцию с оптимально подходящими для работы характеристиками. Что же касается интеграции собранного гелибатареи в энергосистему частного дома, то здесь есть несколько вариантов. Так, самой востребованной является схема с использованием контроллера заряда, батарейного инвертора и аккумуляторных батарей. Напряжение от гелиополя сначала направляется на заряд АКБ и лишь после этого передается на нагрузку. Нагрузку, как правило, подразделяют на 2 категории: резервируем tanders.ru Понимание принципов работы солнечных панелей крайне важно при проектировании и эксплуатации электростанций. В этой статье мы изложим некоторые физические основы работы солнечных ячеек, а также особенности конструкции солнечных батарей. Рассмотрим устройство солнечной батареи. Фотоэлектрическая ячейка является полупроводниковой гетероструктурой, имеющей один p-n переход, который возникает на границе раздела двух полупроводниковых пластин p и n типа, соответственно, с «дырочной» и электронной проводимостью. На переднюю и заднюю поверхность ячейки нанесены электрические контакты. При падении света на солнечный элемент фотоны «выбивают» электроны из кристаллической решетки, образуя таким образом электронно- дырочную пару. Далее носители заряда свободно движутся под действием электрического поля p-n перехода. Таким образом, на обкладках солнечной ячейки появляется электро-движущая сила (ЭДС). Простейшая эквивалентная схема фотоэлектрической ячейки выглядит следующим образом: Рис.1 Эквивалентная схема солнечной ячейки. Здесь Rп – последовательное сопротивление солнечного элемента, Rш – шунтовое сопротивление солнечного элемента. Мощность всей солнечной батареи складывается из мощности входящих в нее солнечных элементов, которые могут быть соединены последовательно или параллельно. Введем обозначения: I – максимальный ток отдельного элемента, U – напряжение отдельного элемента, Nпс – число последовательно соединенных элементов, Nпр – число параллельно соединенных элементов, Iб – максимальный ток солнечной батареи, Uб – напряжение солнечной батареи. При последовательном соединении солнечных ячеек имеем: Uб=U* Nпс, Iб=I. Рис.2 Последовательное соединение солнечных элементов. При параллельном соединении: Uб=U, Iб=I* Nпр Рис.3 Параллельное соединение солнечных элементов. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать максимальный ток и напряжение для любой системы солнечных элементов Приведем пример. Ячейки соединены в три каскада по 2 штуки, как показано на Рис.4 Рис.4 Схема соединения солнечных ячеек в три каскада. Для данной системы имеем: Uб=2U, Iб=3I. Как правило, в солнечной батареи все элементы соединены последовательно, вследствие чего возникает так называемая проблема «темного пятна». Рассмотрим солнечные панели, состоящие из большого числа элементов, соединенных последовательно. К батарее подключена нагрузка Rн. (Рис. 5) Рис. 5 Схема солнечной панели из большого числа элементов и под нагрузкой Предположим, один из солнечных элементов затенен. Сопротивление затененной ячейки намного больше сопротивления нагрузки, следовательно, на ней выделится почти вся энергия солнечной батареи, вследствие чего ячейка может перегреться и выйти из строя. Для борьбы с таким явлением параллельно каждой ячейке нужно включить шунтирующий диод Rш, как показано на Рис. 6. Рис. 6 Схема солнечной батареи с шунтирующими диодами. В результате, когда солнечный элемент освещен, шунтирующий диод находится под прямым напряжением смещения самого солнечного элемента и ток не пропускает. Когда элемент затенен, то есть его напряжение меньше падения напряжения на нем при протекании тока, создаваемого остальными ячейками в цепи, шунтирующий диод «открыт» обратным напряжением смещения. В реальной жизни диодами шунтируется не каждый солнечный элемент (это слишком сложно и дорого), а группы элементов в солнечной батарее. Например, батарея из 72 ячеек 125*125мм, обычно имеет в своем составе три шунтирующих диода. В рамках данной статье, мы затронули основные физические принципы работы солнечных фотоэлектрических систем. Более подробно тема изложена в монографии Г. Раушенбах. Справочник по проектированию солнечных батарей: пер. с англ. – М.: энергоатомиздат, 1983. Е.А. Коблучко Вам также могут быть интересны другие статьи.. www.helios-house.ruКак подключить диод шоттки к солнечной панели. Схема подключения солнечных панелей. Схема использование солнечных панелей
Установка солнечных панелей, их преимущества и разнообразие вариантов эксплуатации
Зачем нужна световая консоль и в чем ее преимущества
Схема подключения
Уход и поддержание оптимальной работы световых консолей
Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельный прибор
Коротко об устройстве и работе
Материалы для создания солнечной пластины
Кремниевые пластины или фотоэлементы
Каркас и прозрачный элемент
Проект системы и выбор места
Монтаж солнечной батареи по шагам
Шаг #1. Пайка контактов кремниевых пластин
Шаг #2. Изготовление каркаса для солнечной батареи
Шаг #3. Монтаж кремниевых пластин-фотоэлементов
Шаг #4. Тестирование батареи перед герметизацией
Шаг #5. Герметизация уложенных в корпус фотоэлементов
Полезное видео по теме
Как сделать солнечную батарею из панелей своими рукамии
Плюсы и минусы применения гелиосистем
Какие комплектующие нужны и где их купить
Особенности расчета мощности систем
Пошаговая инструкция по сборке солнечной панели
Этап 1: изготовление корпуса конструкции
Этап 2: установка и крепление элементов
Этап 3: особенности крепления крышки
Этап 4: установка готовой системы
Полезное видео по теме
Самодельная солнечная батарея
Устройство солнечных панелей
Солнечные батареи на крыше
Как самому сделать солнечную батарею
Первый этап (раскладка)
Второй этап (сортировка, подготовка шин и пайка)
Этап три (сборка, пайка ячеек)
Четвертый этап (рама)
Пятый этап (защитный верхний слой)
Шестой этап
Седьмой этап (герметизация)
Этап восемь
Как подключить диод шоттки к солнечной панели. Схема подключения солнечных панелей.
Зачем нужны разные соединения
Подключение к энергосистеме дома
Устройство солнечной батареи | Читать ещё статьи...
Опубликовано 19 Март 2014
Устройство солнечной батареи
Роль диодов в схеме солнечной панели
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: