Солнечные батареи своими руками

В последнее время вопросы энергосбережения становятся все более актуальными. Многие граждане начинают задумываться об экономии электроэнергии, путем использования различных энергосберегающих технологий. В последнее время применение энергии солнца в домашних условиях интересует практически всех рационально мыслящих людей, которые прекрасно понимают, что лучше один раз потратиться на установку солнечных батарей, а потом в течение многих лет иметь существенную экономию семейного бюджета. Тем более, с каждым днем цены на энергоносители, как в нашей стране, так и во всем мире неуклонно растут. Можно сэкономить еще большие средства, если сделать солнечные батареи своими руками. Главной особенностью в производстве солнечных батарей - это минимальное вложение финансовых средств и доступность комплектующих деталей.

Выбор элементов для панели

Большим достоинством солнечной системы, собранной при индивидуальной сборке в том, что нет необходимости в единовременной установке комплексной системы, ее можно постепенно наращивать. Если опыт окажется удачным, то можно в любой момент расширять объем системы.

Солнечная батарея – это локальный генератор, который работает на основе фотоэлектрического элемента и преобразовывает солнечную энергию в приборе в электрическую. Для самостоятельной сборки нужно выбирать доступные в продаже солнечные модули. Сегодня на аукционной продаже Еbay можно купить комплект SolarCells для самостоятельной сборки солнечных батарей из 36 солнечных элементов. Такой набор доступен в продаже в России.

Разработка проекта системы

Проектирование будущей системы зависит от способа монтажа и размещения. Солнечные батареи устанавливаются под наклоном, для обеспечения попадания под прямым углом направления солнечных лучей, вместе с максимальным освещением, так как производительность готовой солнечной панели напрямую зависит от интенсивности энергии солнца. Солнечные батареи устанавливают с солнечной стороны строения, в зависимости от географического месторасположения объекта и уровня солнцестояния в регионе вычисляют угол наклона солнечной батареи. При проектировании системы, которая будет установлена на крыше дома, нужно заранее выяснить, несущую способность кровельной конструкции, которая должна выдержать массу батареи.

Изготовление каркаса

Перед тем как сделать солнечную батарею, нужно купить солнечные элементы в количестве 36 штук. Каждый элемент по расчетам дает 0,5 Вольт, то есть с готовых 36 элементов можно получить расчетных 18 Вольт энергии.

Существует большой выбор пластин с разными размерами, но следует помнить при их выборе следующее:

• Пластины выдают одинаковое напряжение вне зависимости от размеров.
• Чем больше размерами пластина, тем больше сила тока будет получаться.
• Применяя большие пластины, получают больше энергии, однако помните о тяжести больших панелей.
• Использовать пластины разных размеров в одной конструкции солнечных батарей не рекомендуется.

В качестве каркаса для изготовления солнечных батарей используют алюминиевый уголок, можно приобрести сейчас уже готовые рамы. Прозрачное покрытие выбирают по желанию с учетом показателя преломления света. Самым доступным вариантом материала является оргстекло, менее подходит по характеристикам – поликарбонат обычный. В продаже есть поликарбонат со специальным антиконденсатным покрытием, который обеспечивает допустимый уровень термозащиты. К лучшим материалам относят материалы с высоким уровнем светопропускания. Выбор оргстекла для панелей позволяет проводить в процессе эксплуатации инспекцию контактов.

Монтаж корпуса солнечной батареи

Стандартное изготовление одной солнечной батареи предполагает использование 36 элементов размером пластин 81x150 мм. При расчете размеров необходимо между элементами оставлять небольшое расстояние 3-5 мм, которое будет технологически учитывать изменения размеров основы в результате атмосферных воздействий. Размер заготовки с учетом допуска 835х690 мм с шириной уголка каркаса 35 мм.

Солнечная батарея, изготовленная с применением алюминиевого профиля похожа на панель фабричного производства, обеспечивает высокую степень герметичности, жесткости и прочности конструкции.

Вначале берем алюминиевый уголок и выполняем заготовки, каркасные рамки размером 835х690 мм. Для крепления метизов в раме делают отверстия. Потом на внутреннюю поверхность уголка наносим силиконовый герметик, без пропусков. Это очень важно, чтобы не оставалось мест незаполненных герметиком. В готовую раму кладем лист прозрачного материала: оргстекла, антибликового стекла или специального поликарбоната. Силикону необходимо дать высохнуть, иначе испарения могут создать ненужную пленку на элементах. Стекло или другой материал тщательно прижимаем и фиксируем. Для надежного крепления стекла используем метизы по периметру каркаса. Каркас для будущей солнечной батареи почти готов.

Подбор и пайка элементов

На Еbay можно купить солнечные элементы для батареи с уже припаянными проводниками. Вы должны сами расценить свои силы, так как пайка контактов в такой сложной конструкции является достаточно сложным процессом, который усугубляется хрупкостью элементов.

Если вы решили сами паять элементы, то сначала проводники нужно нарезать при помощи картонной заготовки и аккуратно положить его на фотоэлемент. Потом на место припаивания наносят кислоту и припой. Для удобства проводник фиксируют тяжелым предметом. Необходимо аккуратно проводник припаять к фотоэлементу, не пережимая хрупкий кристалл. По нормативу серебряное напыление на проводниках должно выдерживать три цикла пайки.

Сборка и пайка элементов солнечной батареи

При первой сборке лучше воспользоваться заготовленной разметочной подложкой, помогающей расположить ровно элементы друг от друга. Основу выполняем из фанеры с обязательным маркированием уголков конструкции. После пайки на элемент батареи с обратной стороны крепим кусок ленты для монтажа, и таким образом их переносим. Герметизации подвергаются исключительно соединительные части.

Выкладываем элементы на поверхность стекла. Между элементами оставляем расстояние и прижимаем их грузами. Пайку делаем по электрической схеме. "Плюсовые" дорожки размещаются на лицевой стороне, "минусовые" дорожки - на обратной стороне. Аккуратно припаиваем серебряные контакты. Соединяем по этому принципу все элементы. В крайних элементах контакты выводят на шину "плюс" и "минус". Рекомендуется также поставить "среднюю" точку, с двумя дополнительными шунтирующими диодами. Клемму устанавливают с внешней стороны нашей рамы. В качестве выводящих проводов можно использовать акустический кабель в изоляции. Все провода прочно зафиксируем силиконом. Основные проблемы солнечные панели после сборки имеют из-за качества пайки контактов, специалисты предлагают провести перед герметизацией тестирование, которое можно сделать в каждой группе элементов в процессе пайки.

Грамотная конструкция системы позволит обеспечить необходимую мощность батареи. При расчете конструкции учитывают, что для изготовления одной солнечной батареи всегда берут солнечные модули только одного размера, так как в системе максимальный ток ограничен током самого малого элемента. Стандартные расчеты показывают, что в солнечный день получают с 1 метра панели около 120 Вт мощности. Конечно, такая мощность не даст необходимого напряжения даже компьютера. Но уже панель в 10 метров даст 1 кВт энергии и обеспечит энергией работу основных приборов дома: светильников, телевизора, холодильника и компьютера. Для обычной семьи из 4 человек необходимо в месяц около 300 кВт, поэтому система, установленная оптимально с южной стороны, размером 20 метров обеспечит семейные потребности в электроэнергии. С целью оптимизации потребления энергии для освещения важно использовать в доме лампочки переменного тока - светодиодные и люминесцентные.

Солнечные батареи, как современные альтернативные источники питания, становятся все более популярными. Однако зачастую их цена завышена, поэтому сегодня, пользуясь доступными материалами и инструкциями вполне по силам любому человеку сделать солнечные системы самостоятельно.