masterflint

Солнечная батарея своими руками

• 
• 

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

( 4 Votes ) 
Рейтинг:   / 4

ПлохоОтлично 

Подробности

Родительская категория: Самоделки своими руками

Категория: Солнечная батарея своими руками

Просмотров: 6424

Нравится

 

    Как я построил Солнечную батарею производящую электричество.
                             Это просто!. Вы тоже можете это сделать!           

Майкл Дэвис.
ПереводЭтот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра."> Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

 Несколько лет назад я купил некоторую отдаленную собственность в Аризоне. Я - астроном и хотел найти такое место для практики моего хобби подальше от больших городов загрязненных смоком, кторый закрывает чистое небо. Я нашел такое место. Проблема в том, что мой участок настолько отдален, что нет никакого доступного снабжения электроэнергией. Для меня это действительно не проблема. Никакое электричество не сравняется к световому загрязнению. Однако, было бы хорошо иметь, по крайней мере, небольшое электричество, так как большая часть жизни в 21-ом столетии зависит от этого.

Я построил ветряной двигатель, чтобы обеспечить некоторую власть на своем участке. Он работает хорошо, когда дует ветер. Однако, я хотел больше сил, и более надежной энергии. Кажется, что ветер дует все время на моей земле, кроме тех случаев, когда я действительно нуждаюсь в электричестве. Я также экспериментировал с газовым генератором, который работает на биотоплеве. В Аризоне более 300 солнечных дней в году, поэтому солнечная батарея сделанная своими рукам кажется очевидным дополнением к ветрогенератору и газогенератору. Солнечные батареи все же очень дорогие. Таким образом, я решил попробовать свои силы в строительстве моего собственного. Чтобы сделать солнечную батарею, я использовал обычные материалы и инструменты,которые можно приобрести недорого и легко. Читате дальше пошаговую инструкцию относительно того, как я это сделал. 

Позвольте мне, забегая вперед, сказать, что я, вероятно, не буду в состоянии помочь Вам , если Вы решите построить свою собственную солнечную батарею. Этот вебсайт стал безумно популярным, так что пропускная способность сервера ограничена. Я получаю десятки запросов о помощи каждый день. У меня просто нет времени, чтобы ответить на большинство их. Большинством вопросов, которые я получаю, являются одни и те же. Я упаковал часто задаваемые вопросы, чтобы обращаться с этими повторными вопросами. Пожалуйста, прочитайте это прежде, чем послать по электронной почте мне. Однако, нет никакого способа, которым я могу выручить Вас со сложными вопросами, преподавать Вам теорию электроники, помочь Вам определить местонахождение частей, построить генератор, или индивидуальный проект системы для Вас. Часовой день так мал, что времени у меня на это нет. Жаль.

 

Так что же такое солнечная батарея? Это - в основном коробка, которая держит множество солнечных батарей. Солнечные батареи - это штуки, которые делают фактическую работу превращающего солнечного света в электричество. Однако, чтобы сделать мощность достаточной для получения света, нужно много солнечных элементов. Эти элементы очень хрупки и собраны таким образом в отдельные батареи. Батарея содержит большое количество солнечных элементов для получения высокой мощности и защищает элементы от повреждения. Мне показалось не слишком сложным. Я был убежден, что мог сделать это своими руками.

Начал я свой проект, как всегда, с поиска в сети информации по солнечных батареях в домашних условиях . Я был потрясен, информации мало. Факт, что очень немного людей делали свои собственные солнечные батареи, привело к мысли что это сложнее, чем я думал. Проект был отложен на некоторое время, но я никогда не забывал об этом.

Через некоторое время я пришел к некоторым заключениям:

* Главный камень преткновения для создания солнечных батарей - это приобретение солнечных батарей по разумной цене.

* Новые солнечные элементы очень дороги и их сложно найти в нормальном количестве за любые деньги.

* Дефектные и поврежденные солнечные элементы есть в наличии на eBay и других местах гораздо дешевле.

* Эти второсортные солнечные батареи, вероятно, могли использоваться, чтобы сделать солнечную батарею, которая будет работать просто великолепно.

Когда до меня дошло, что я могу использовать дефектные элементы,чтобы сделать свою солнечную батарею, я взялся за работу. Начал с покупки элементов на eBay.

Купил несколько блоков монокристаллических солнечных элементов размером 3х6. Необходимо в общей сложности 36 солнечных элементов соединенных последовательно , чтобы сделать батарею. Каждый элемент генерирует 0,5 B. 36 элементов соединенных последовательно дадут нам около 18В, которые будут достаточны для зарядки батарей на 12В. (Да, такое высокое напряжение действительно необходимо для эффективной зарядки аккумуляторов на 12В), Этот тип солнечной батареи является столь же тонким как бумага и столь же хрупкий и ломкий как стекло. Их очень легко повредить. Продавец солнечных батарей опускает элементы по 18 шт в воск, чтобы зафиксировать их и облегчить отправку не повреждая. Воск –это головная боль при его удалении. Если у вас есть возможность, ищите элементы, не покрытые воском. Имейте в виду, что они могут получить некоторый ущерб в отгрузке. Заметьте, что мои элементы уже имеют припаянные проводники. Вам нужны элементы с припаянными проводниками. Вам и так достаточно будет пайки металлических проводников, чтобы сделать солнечную батарею. Если Вы купите элементы без проводников, то это, по крайней мере, удвоит количество спаивания. Так и цена для металлических проводников - дополнительная.

 

Также я купил пару наборов элементов без заливки воском у другого продавца. Эти элементы пришли упакованные в пластиковую коробку. Они болтались в коробке и немного обкололись по бокам и углам. Незначительные сколы не имеют особого значения. Они не смогут снизить мощность элемента настолько, чтобы об этом надо было беспокоиться. Купленных мной элементов должно хватить на сборку двух батарей. Я знаю, что возможно сломаю парочку при сборке, поэтому купил чуть больше.

 

 

 

Есть много других размеров солнечных батарей доступных кроме 3 X 6 дюймов. Вы могли использовать большие или меньшие элементы для своей батареи. Только помните несколько вещей. 

*Элементы того же самого типа производят то же самое напряжение независимо от того, каков размер.

Таким образом, то же самое число элементов всегда необходимо.

*Большие элементы производят ток (Амперы) более, и меньшие элементы производят ток менее.

* Общая мощность вашей батареи определяется как ее напряжение умноженное на генерируемый ток.

Использование больших по размеру элементов позволит получить большую мощность при том же напряжении, но батарея получится крупнее и тяжелее. Использование меньших элементов позволит уменьшить и облегчить батарею,но не сможет обеспечить такую же мощность. Также стоит отметить, что использование в одной батарее элементов разных размеров – плохая идея. Причина в том, что максимальный ток, генерируемый вашей батареей, будет ограничен током самого маленького элемента, а более крупные элементы не будут работать в полную силу.

Солнечные элементы, которых я начал устанавливать, имеют размер - 3 X 6 дюймов и дают ток примерно 3 ампера. Я соединяю последовательно 36 таких элементов, чтобы получить немногим более, чем 18 Bольт. В результате должна получиться батарея, способная выдавать мощность порядка 60 ватт на ярком солнце. Звучит не сильно впечатляюще, но все же это лучше чем ничего. При чем, эти 60 Вт получаю каждый день, когда светит солнце. Эта энергия будет идти на зарядку аккумулятора, который будет использоваться для питания светильников и небольшой аппаратуры всего несколько часов после наступления темноты. Просто когда я иду спать, мои энергетические потребности сводятся к нулю. Короче, 60 Вт это вполне достаточно, особенно учитывая, что у меня есть ветрогенератор, который тоже производит энергию, когда дует ветер.

 

После того, как Вы покупаете свои солнечные элементы, убирайте их в безопасное место, где они не будут повреждены играющими детьми, или съеденные собакой, пока Вы не будете готовы установить их в солнечные батареи. Эти элементы очень хрупки. Грубое обращение и чрезмерная обработка превратят их не в дорогие солнечные батареи, а в синие солнечные черепки, которые не к чему не нужны.

 

Солнечная батарея - действительно только мелкая коробка. Итак, я начал с построики не глубокого ящика. Я сделал коробку, таким образом, чтобы борта не затеняли солнечные элементы, когда солнце светит под углом. Коробка сделана из фанеры толщиной 3/8 дюйма с бортиками из реек толщиной 3/4 дюйма. Все части коробки проклеены и зафиксированые шурупами. Эта панель будет держать 36 солнечных элементов размером 3х6 дюймов. Чтобы проще собирать, я решил разделить панель на две группы по 18 элементов в каждой. Таким образом, есть раздилитель центра через середину коробки. Две эти подгруппы будут установленны в главной панеле.

 

Вот мой вид задней части эскиза показывающий габариты и размеры солнечной батареи. Все измерения находятся в дюймах (жаль Вы поклонники метрической системы). Бортики - 3/4 3/4 дюйма и идут полностью вокруг краев основания фанеры. Также идет бортик через центр, чтобы разделить батарею на две подгруппы. Я выбрал именно этот путь. Нет ничего критического об этих измерениях, или даже общего замысла. Не стесняйтесь отклоняться в Вашем собственном дизайне. Эти размеры показаны здесь для тех людей, которые всегда требуют, чтобы на моих проектах были рассчеты. Я всегда поощряю людей которые готовы экспериментировать и вводить новшества самостоятельно. Не надослепо следовать инструкциям, которые я сделал (или кто-либо еще). Возможно, у вас получится лучше!

 

 

Вот крупный план, показывающий одну половину главной панеле. Здесь будут помещены 18 солнечных элементов. Обратите внимание на небольшие отверстия, которые просверливают на краях. Это будет основанием батареи (на фото, верх находится внизу). Это вентиляционные отверстия, предназначенные для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи солнечной батареи и служащие для удаления влаги. Эти отверстия должны быть только внизу батареи, иначе дождь и роса попадут внутрь. Такие же вентиляционные отверстия должны быть сделаны в центральной разделительной планке.

 

Обновление: После некоторого времени использования панели, я сейчас рекомендую, чтобы вентиляционные отверстия были увеличены, как минимум, до 1/4 дюйм в диаметре. Кроме того, наполните немного стекловолоконной изоляции в отверстиях в нижней перекладине панели,чтобы пыль и насекомые не попадали в панель. В отверстиях в центральной разделительной планке изоляция не нужна.

 

Далее я вырезал два подходящих по размеру куска ДВП. Они будут служить подложками, на которых будут собираться солнечные элементы. Они должны свободно помещаться между бортиками. Не обязательно использовать именно перфорированные листы ДВП, просто у меня оказались такие под рукой.Пойдет любой тонкий, жесткий и не проводящий ток материал.

 

 

 

 

 

 

Чтобы защитить солнечные батареи от непогоды, панель будет закрыта органическим стеклом. Здесь две части органического стекла были вырезанны, чтобы полностью закрыть батарею. У меня не было одного достаточно большого куска. Стекло тоже можно использовать, но оно очень хрупкое. Град, камни и летящий мусор могут разбить стекло, а от оргстекла просто отскочат. Теперь Вы можете увидеть то, на что будет похожа законченная солнечная батарея.

 

 

 

 

 

Ой! Эта фотография показывает крупный план того, где две половины покрытия органического стекла встречаются в центральной разделительной планке. Я просверлил отверстия, снял фаску вокруг краев обеих частей органического стекла, чтобы привернуть винтами. Очень аккуратно работайте близко к краю плексигласа. Если Вы будете работать агрессивно - то он сломается, как это произошло здесь. Я просто склеил поломанную часть обратно и просверлил недалеко новое отверстие.

 

 

 

 

Затем на все деревянные части панели я нанес несколько слоев краски, чтобы защитить их от влажности и непогоды. Коробка была покрашена внутри и снаружи. Тип краски и цвета был выбран с научной точки зрения. Встряхивая все канистры с красками, смотрел колличество, цвет и хватит ли, чтобы полностью доделать работу, так что весь гараж внутри был измазан красками.

 

 

 

 

 

Подложки из ДВП с разметками тоже были окрашены в несколько слоев с обеих сторон. Убедитесь, что вы хорошо все прокрасили, иначе дерево и ДВП могут покоробиться от влаги. А это может повредить солнечные батареи, которые будут приклеены к ним.

 

 

 

  

 

 

Теперь, когда я сделал полностью панель, пришло время устанавливать солнечные элементы.

 

 

 

Как я сказал выше, удаление воска от солнечных элементов - это реальная боль. После некоторого метода проб и ошибок я придумал неплохой способ. Однако, я рекомендовал бы покупать элементы у того, кто не заливает их воском. Первый шаг - "ванна в горячей воде", чтобы расплавить воск и отделить элементы друг от друга. Не позволяйте воде кипеть, или пузыри будут толкать элементы друг против друга и сильно бится. Кроме того, кипящая вода может быть достаточно горячей, чтобы ослабить электрические соединения на элементых. Я также рекомендую поместить блок элементов в холодную воду, и затем медленно нагревать, только не доводя до кипения, чтобы избежать резких тепловых ререпадов для элементов. Пластиковые щипцы и лопатка помогут отделить элементы, когда воск растает. Постарайтесь сильно не тянуть за металлические проводники – могут порваться. Я понял это, когда пробовал разделить свои элементы. Хорошо, что я купил их с запасом.

 

Эта фото показывает полный набор, который я использовал. Моя подруга спросила, что я готовил. Вообразите ее удивление, когда я сказал - «Солнечные элементы». "Ванна в горячей воде" для того, чтобы расплавить воск находится на заднем плане справа. На переднем плане слева – горячая мыльная вода. Справа – чистая горячая вода. Температуры во всех кастрюлях ниже температуры кипения воды. Последовательность, которую я использовал, должна расплавить отдельные блоки в "ванне горячей воды" (на заднем плане справа). Затем переносим элементы по одному в мыльную воду, чтобы удалить остатки воска, после чего промываем в чистой воде. Выкладываем элементы для просушки на полотенце. Вы должны часто менять воду в мыльном и ваннах воды полоскания. Не лейте воду в канализацию, хотя бы, потому что воск затвердеет и засорит сток. Вылейте воду на улицу. Этот процесс удалил практически весь воск с солнечных элементов. Только на некоторых остались тонкие пленки, но это не помешает пайке и работе элементов. Промывка растворителем, вероятно, удалила бы остальную часть воска, но это будет опасным и зловонным. Так, растворители, которые могут смыть воск, являются или огнеопасным или ядовитым или вонючим.

 

 

Вот разделенных и очищенных солнечных элементов сушатся на полотенце. После того, как удаления защитного воска, который держал форму в виде блока , солнечные элементы являются удивительно хрупкими и требуют аккуратного обращения и хранения. Я рекомендую, сначала сделайте корпус панелидля Солнечной батареи. Оставьте солнечные элементы в воске до тех пор, пока вы не будете готовы установить их в вашу Солнечную батарею. Это позволит вам не разбить их до того, как вы сможете их использовать.

 

 

 

Сейчас у меня все готово, пора устанавливать элементы в панель.

 

 

 

Сначала я начал выкладавать элементы по две штуки на подложку, таким образом, чтобы равномерно расположить все 18 элементов размечая слегка карандашом. Затем перевернул элементы обратной стороной, что бы удобнее паять. Все 18 элементов на каждой половине панели должны быть спаяны последовательно, тогда обе половины панели, спаянные последовательно, дадут желаемое напряжение.

 

 

 

 

Спаивание элементов, дело хитрое, сначала, но потом очень быстро приобрел навык. Начните только с двух элементов вверх тормашками. Капните каплей припоя на проводник одного элемента проходящий через точки припоя в конце другого элемента. Проверьте, что бы интервал между элементами соответствовал образцу сетки.

 

 

 

Для пайки Я использовал паяльник низкой потребляемой мощности и хороший прутковый припой с сердцевиной из канифоли. Для пайки элементов берешь припой на точках спаивания вначале элемента и в конце. Пайка должна быть как мягким прикосновением с паяльником. Элементы такие тонкие и хрупкие. Если Вы будете сильно давить, то Вы сломаете их. Я был пару раз небрежен – пришлось выбросить несколько элементов.

 

 

 

ОБНОВЛЕНИЕ 01.04.10
Много сконфуженных людей пишут мне о том, как же правильно спаять солнечные батареи. Когда сто человек, задают все тот же самый вопрос, очевидно, что я не просветил их в этой области. Много людей смотрят на фотографии и начинают спаивать элементы параллельно, а не последовательно. Я нарисовал этот эскиз, чтобы Вы могли разобраться. Это - вид сбоку солнечных батарей, спаянных вместе. Отрицательные проводники от верха одного элемента спаяны к положительным подушкам на основании следующего. Это соединяет элементы последовательно, и добавляет им напряжение. Я соединяю, пока у меня есть 6 элементов в ряду. 3 ряда по 6 элементов - это половина панели. Я надеюсь, что это поможет.

 

  

Три ряда элементов должны быть соединены последовательно. Таким образом, средний ряд поворачивается на 180 градусов по отношению к двум другим. Проверил правильно ли соединены ряды (обратной стороной вверх ) лежащие на подложке панели. Следующим шагом - приклеивание элементовна панель.

 

 

 

 

Приклеивание элементов, оказалось немного хлопотным. Я капнул силиконовым, прозрачным герметиком в центре каждого из шести элементов этого ряда. Затем перевернул ряд лицевой стороной вверх и разместил элементы по разметке линии карандаша. Слегка прижал в центре каждого элемента, чтобы приклеить их к подложке. Переворачивать и клеить элементы - дело не простое. Попросите кого-нибудь помочь.

 

Используйте клей, но только не слишком много, и только в центре элементов. Солнечные элементы и панель, на которой они установлены, будут расширяться, сгибатся и деформироваться при изменениях температуры и влажности. Если Вы приклеите элементы слишком плотно к основанию, то они со временем расколются. Нужно приклеивать только в центре,это даст элементам возможность свободно деформироваться отдельно от основы. Деформировация и расширение панели, в любом случае будет, но тонкие солнечные элементы не будут раскалываться.

 

 

Вот одна половина панели, наконец закончена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь я использовал медный провод, чтобы связать первые и вторые ряды элементов. Вы можете использовать обычные провода. Просто я взял то, что было под рукой. Такое же соединение делаем с обратной стороны между вторым и третьем рядом элементов. Каплей силиконового герметика я зафиксировал провод к основанию, чтобы он не хлопался во все стороны.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест первой половины солнечной батареи на солнце. При слабом солнце в дымке эта половина выдает 9,31В. Ура! Работает! Теперь мне нужно сделать еще одну такую же половину батареи.

 

 

 

 

 

 

 

После того как обе половины с элементами будут готовы, я смогу установить их в коробку панели и соединить.

 

 

 

Каждая из половин помещается на свое место. Я использовал 4 небольших шурупа (как серебряный на фото), чтобы прикрепить каждую половину к панели.

 

 

 

 

 

 

 

 

Провод, чтобы соединить две половины панели, пропустил через вентиляционные отверстия в центральной разделительной планке. Снова, каплей силикона закрепляю провод к основанию, чтобы он не торчал во все стороны.

 

 

 

 

 

 

 

 

Каждая солнечная батарея в системе солнечной энергии нуждается в блокировочном диоде, соединенным последовательно, препятствуя разряду аккумуляторов через батарею ночью и в пасмурную погоду. Я использовал диод Schottky с проходящим током 3.3 Ампера. Диоды Schottky имеют гораздо более низкое падение напряжения, таким образом, меньше мощности потрачено впустую. КАЖДЫЙ ВАТТ на счету! Я купил на Ebay упаковку диодов 31DQ03 Schottky из 25 шт всего за несколько долларов. Таким образом, у меня останется еще много диодов для будущих солнечных батарей.

 

 

Мой настоящий план состоял в том, чтобы установить диод в схему с положительным проводом вне панели. После пересмотрения технических характеристик диода, я решил установить его внутри, так как температура повышается и предельное падение напряжения становится ниже. Чем больше температура панели, тем диод более эффективнее будет работать. Еще немного силиконового герметика чтобы закрепить диод.

 

 

 

 

 

Затем, я просверлил отверстие ближе к поверхности панели, чтобы вывести провода наружу. Затем, где провода выходят наружу, связал их в узел и запечатал с большим количеством силикона.

 

 

 

 

Важно, чтобы силикон высох прежде, чем прикручиваить оргстекло. Из своего опыта, пары силикона могут оставить пленку на внутренней части органического стекла и элементов, если вы не дадите силикону высохнуть на открытом воздухе.

 

 

 

 

 

Намазываем еще больше силикона, чтобы запечатать место где выходят провода.

 

 

 

 

 

 

 

 

На выходной провод я прикрутил двух контактный разъем. Разъем будет присоединен к проводу батарей аккумуляторов, который я использую для своего ветрогенератора. Таким образом, солнечная батарея, как дополнительный источник энергии даст зарядную способность для аккумуляторных батарей.

 

 

 

 

Вот законченная панель Солнечной батареи с защитой из органического стекла. Она еще не герметизирована. Я хотел подождать окончания тестирования, поэтому волновался, что мне, возможно, придется что-нибудь переделывать. Уверенно могу сказать, что из одного проводника элемента исходит треск. Возможно это происходит из-за температурной нагрузки или же ... . Кто знает? Я открыл панель и заменил этот элемент. Проблем больше не было. Наверное, я загерметизирую панель или силиконом, или аллюминиевой клейкой лентой вокруг краев.

 

 

 

Здесь я тестирую напряжение в ярком зимнем солнечном свете. Мой тестер показывает 18.88 Вольт без нагрузки. Это то, что к чему я стремился!

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь я тестирую проходящий ток панели, снова в ярком зимнем солнечном свете. Мой тестер показывает 3.05 Ампера – ток короткого замыкания. Это как раз недалеко от расчетного тока элементов. Солнечная батарея прекрасно работает!

 

 

 

 

 

 

 

 Итак, сколько же все это стоило, чтобы сделать? Я сохранил все чеки от всех своих покупок для этого проекта. Ну и конечно многое уже было у меня в мастерской. Всякие куски дерева, провода и прочие полезные вещи (кто-то скажет, мусор) валяются также у меня вокруг мастерской. Короче, много чего уже было под рукой. Поэтому ваши подсчеты могут отличаться.

 

Солнечные элементы - eBay - $74.00*
Дерево - Строительный магазин - $20.26
Оргстекло - Со свалки - $0.00
Шурупы - Из запасов - $0.00
Силиконовый герметик - Строительный магазин - $3.95
Провода - Из запасов - $0.00
Диод - eBay - $0.20±
Двухконтактный разъем - Newark Electronics - $6.08
Краска - Из запасов - $0.00
Итого --- $104.85

 

Не так уж и плохо! Это лишь малая часть стоимости серийной Солнечной батареи такой же мощности. И это очень просто! У меня уже есть план построить еще несколько солнечных батарей, чтобы увеличить мощность.

* На самом деле я купил 4 набора по 18 элементов. В подсчете указана стоимость только двух наборов, которые пошли на построение солнечной батареи своими руками.

ОБНОВЛЕНИЕ 03/20/11

Мой дизайн простого контролера для зарядки аккумуляторных батарей использующий солнечную батарею и ветряной двигатель. 

 

 

 

 

 

 

---

Вы можете скачать обучающее видео как сделать Солнечная батарея своими руками

 letitbit.net

vip-file.com

  

---

Технологии Извлечения Энергии Солнца для Электричества, Горячего водоснабжения и Отопления бытовых и жилых помещений

 

Предлагаемая видео коллекция поможет Вам создать свой источник электрической и тепловой энергии своими руками:

1) cолнечных батарей для дома - для домашнего электроснабжения;
2) солнечных гибридных фотоэлектрических + тепловых панелей - для параллельного электро - и теплоснабжения.

 

 

 

 

 

 

Нравится Powered by Bullraider.com