Как сделать своими руками солнечную батарею?

Образец готовой конструкцииЧеловечество уже не в силах отказаться от таких предметов современности, как телевизор, интернет, электроплита, оно не готово избавиться от бытовых приборов: утюгов, пылесосов, вентиляторов, и уж тем более не собирается носить воду из колодца и сидеть при лучине.

Но электричество сегодня дорого, и многие ищут дешевые источники электроснабжения для своего дома. Поэтому солнечные батареи привлекают к себе все более пристальный интерес.

Читайте о том, какие альтернативные источники энергии можно использовать для дома? Рекомендуем ознакомиться с нашим материалом, о выгодах применении ветряной электростанции для дома.

Из чего состоит домашняя солнечная электростанция?

Электрическая система для получения и преобразования солнечной энергии в электрическую состоит из следующих частей:

  1. Солнечные батареи (панели, массивы с фотоэлементами).
  2. Контролер заряда аккумуляторов. Прибор контролирует сеть от скачков напряжения, отсекает обратный ток в темное время суток.
  3. Аккумуляторная батарея для накопления электроэнергии.
  4. Инвертор. Преобразует постоянный ток в переменный с напряжением 220 В.

Из чего состоит солнечная батарея?

Единицей солнечной батареи является фотоячейка, 36−40 фотоячеек собираются в фотоэлектрическую панель. Несколько панелей представляют собой массив. Фотоячейки подразделяются на:

  1. Монокристаллические. Чистый кремний выращивается в специальных лабораториях и изначально представляет собой цилиндр. Затем он получает форму бруса, который нарезается тонкими пластинками толщиной 180 мк. Внешне такие фотоячейки имеют квадратную форму и темный цвет.
  2. Поликристаллические. Процесс производства значительно проще и дешевле. Сырой кремний плавится и заливается в прямоугольные формочки. Поверхность не отличается однородностью, на нем присутствуют разводы, напоминающие морозный рисунок на окнах.
  3. Тонкопленочные. На гибкую тонкую подложку напыляются несколько слоев из кремния, кадмия, меди и других элементов. У них низкая себестоимость и невысокая мощность.

Принцип работы

Принцип работы системы

Прежде всего, электричество — это направленное движение заряженных частиц. Чтобы получить такое движение берется пластина из чистого кремния.

В природе элемент существует с примесями, например, песок или кварц. Поэтому чистый кремний можно сделать только в лабораторных условиях.

На одну сторону выполняется фосфорное покрытие, которое характеризуется наличием свободных электронов или называется n-зоной. В слое чистого кремния отсутствуют электроны, иначе говоря, он характеризуется «дырочной проводимостью» или р-зоной.

Граница между слоями называется np-переходом. Здесь образуется разность потенциалов, свободные электроны начинают передвигаться в р-зону, образуя электричество. Солнечный свет, падая на n-зону, усиливает процесс образования электричества.

Для создания верхнего и нижнего проводников, нужно сделать на тыльной стороне сплошной металлический контакт, а на лицевой стороне сделать стальные контактные полосы.

Мощность солнечной батареи

Покрытие дома

Как понять: какая солнечная батарея необходима? Для этого нужно определить расход электроэнергии.

Можно иметь небольшую переносную систему, электричества которой хватит на подзарядку мобильного телефона или для работы ноутбука.

Если же электричество необходимо для освещения дома, работы электроприборов (телевизора, холодильника, утюга, пылесоса, компьютера), водяного насоса, то размеры поверхности батареи могут быть значительными. Солнечная батарея обычно устанавливается на крышах, стенах, иногда окнах дома. Мощность можно определить от вида и количества фотоячеек, которые могут расположиться на этой площади.

Например, исходные данные для расчета:

Фотоячейка Размер, мм. Мощность, Вт.
Монокристаллическая 125×125 2,8
78×156 2,1
156×156 4,3
Поликристаллическая 156×156 4
39×156 1

Допустим, требуемый расход электроэнергии 6000 Вт, Емкость аккумулятора составляет: 6000/12=500 А. Контролер 500/10=50 А. Минимальное напряжение, которое нужно получить от батареи 50*12=600 Вт. Примем требуемое напряжение равным 1000 Вт. Нам понадобится 1000/4*36=6,9, то есть 7 панелей (с 36 поликристаллическими фотоячейками, мощностью 4 Вт).

Как собрать солнечную батарею самому?

Многие хотели бы сэкономить на солнечных батареях, но покупка и установка дело совсем не из дешевых. Поэтому можно ее сделать дома своими руками.

Следует только приобрести необходимое количество + запас фотоячеек, узкую и широкую электрические шины, алюминиевый уголок и стекло.
Порядок сборки своими руками выглядит следующим образом:

  1. Сделать алюминиевую раму из уголков. Габариты зависят от количества и размеров фотоячеек. Углы крепим на саморезы.
  2. Далее садим стекло на клей. Стекла для батарей используется с антибликовым покрытием, но можно использовать закаленное стекло, оргстекло и поликарбонат. Потом стекло дополнительно крепятся с помощью уголков и саморезов.
  3. Теперь начинаем собирать фотоячейки в полосы. Для начала нарезаем узкую шину (1,6 мм) длиной в 2 длины ячейки + 0,5−1 см. Припаяем шину к лицевой стороне пластины, не забыв предварительно обезжирить поверхность спиртом. Далее развернуть пластины тыльной стороной. Припаять шину одной фотоячейки к другой пластине.
  4. Собираем из полос панель внутри рамы и припаиваем широкую шину. Сверху положить специально подготовленную поролоновую основу, запечатанную в полиэтилен. Аккуратно перевернуть и снять раму. На пластины нанести герметик, надеть раму и придавить грузом для избавления от пузырей. Через 12 часов можно убрать груз и вынуть основу.
  5. Теперь осталось только заламинировать (защитить) панель изнутри. Некоторые для этих целей используют клеящуюся автомобильную пленку.

Важно: прежде чем, клеить панель на стекло необходимо сделать тестовую проверку на наличие тока.

Что следует знать, прежде чем сделать своими руками этот источник питания у себя дома?

  • Конструкция источника питания еще далека от совершенства. Средний коэффициент полезного действия фотоячеек 13−17%. Возможно, что в недалеком будущем производственная отдача батарей станет значительно выше, а стоимость материалов снизится.
  • Выработка электричества для дома зависит от времени суток и сезона года. Зимой она в 4 раза ниже, чем летом. Кроме того, необходимо следить за чистотой поверхности, пыль, грязь и снег могут сделать невозможным поступление солнечной энергии к поверхности батарей.
  • Окупаемость системы 5−10 лет, а срок службы не более 30 лет.
  • Процесс монтажа своими руками очень трудоемкий, требующий внимания.
  • Хотя эти источники питания дома считаются экологичными, их производство наносит некоторый ущерб природе и, кроме того, еще не решен вопрос с утилизацией отработанных батарей.
Но даже при многих недостатках, этот способ является не только самым экономически выгодным — иногда единственным доступным источником электропитания.
Возможно вам также будет интересно узнать о том, как самостоятельно подключить фотореле для уличного свечения?

Добавить отзыв

Нажмите, чтобы оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.