Солнечные элементы своими руками.
Подробное пошаговое руководство по изготовлению солнечных батарей своими руками.
К сожалению, солнечные панели стоят недешево, поэтому собрать самодельные солнечные батареи можно самостоятельно для
При изготовлении солнечных элементов используются простые инструменты и дешевый металлолом, что позволяет создать мощные и, что самое важное, дешевые солнечные элементы.
Что такое солнечная батарея? и с чем ее едят.
Солнечный элемент — это контейнер, состоящий из солнечных элементов.
Солнечные элементы выполняют всю работу по преобразованию солнечной энергии в электричество. К сожалению, вам понадобится значительное количество солнечных батарей, чтобы получить достаточную мощность для практического использования.
Кроме того, солнечные элементы чрезвычайно хрупкие. Поэтому они объединяются, образуя солнечный элемент.
Солнечные элементы содержат достаточно солнечных элементов, чтобы генерировать высокую мощность и защищать элементы от повреждений.
Трудности, возникающие при самостоятельном изготовлении солнечной батареи
- Основным препятствием при производстве солнечных элементов является их покупка по разумной цене.
- Новые солнечные элементы очень дороги, и их трудно найти в обычных количествах по любой цене.
- дефектные или поврежденные солнечные элементы можно найти гораздо дешевле на eBay и в других местах.
- Солнечные элементы второго сорта потенциально могут быть использованы в производстве солнечных батарей.
Изготовление
чтобы сделать солнечные элементы как можно дешевле, мы используем бракованные элементы и покупаем их на eBay.
чтобы сделать солнечные элементы, я купил несколько блоков монокристаллических солнечных элементов размером 3×6 дюймов.
Чтобы сделать солнечный элемент, нам нужно соединить 36 таких элементов последовательно.
Каждый элемент выдает примерно 0,5В. Последовательное соединение 36 ячеек даст около 18 В, чего достаточно для зарядки аккумулятора на 12 В. (Да, это высокое напряжение действительно необходимо для эффективной зарядки аккумулятора 12 В).
Этот тип солнечных элементов тонкий, как бумага, и хрупкий, как стекло. Очень легко пораниться.
Продавцы данной продукции продают наборы дип по 18 штук. Заключено воском для стабилизации и неповрежденной транспортировки. Удаление воска может стать головной болью. Если у вас есть возможность, поищите предметы, которые не покрыты воском. Однако имейте в виду, что во время транспортировки могут возникнуть дополнительные повреждения.
Обратите внимание, что к моим элементам уже припаяны провода. Ищите элементы, к которым уже припаяны проводники. Даже имея эти элементы на месте, вам придется быть готовым проделать большую работу с паяльником. Если вы покупаете элементы без проводников, будьте готовы 2-3 раза поработать паяльником. Тем не менее, лучше доплатить за уже припаянные провода.
Еще я приобрел несколько комплектов невощеных элементов у другого продавца. Эти товары были упакованы в пластиковые коробки. Он висел в коробке, и его не хватало по бокам и углам. Мелкие сколы представляют меньшую проблему. Они не могут настолько уменьшить силу элемента, что им нужно об этом беспокоиться. Купленных мной элементов должно хватить на сборку двух солнечных панелей. Я купил немного больше, потому что могу сломать некоторые из них при сборке.
солнечные элементы бывают разных форм и размеров. Вы можете использовать что-нибудь больше или меньше моих 3×6 дюймов.
Помнить:
- Элементы одного типа производят одинаковое напряжение независимо от их размера. Поэтому для получения заданного напряжения всегда требуется одинаковое количество элементов.
- Элементы большего размера могут производить больший ток, а элементы меньшего размера могут производить меньший ток.
- Полная мощность батареи определяется произведением ее напряжения и производимого тока.
Ячейки большего размера позволяют получить больше энергии при том же напряжении, но батарея больше и тяжелее. Использование ячеек меньшего размера делает батарею меньше и легче, но она не может обеспечить такую же мощность.
Также обратите внимание, что использование элементов разного размера в одной батарее — плохая идея. Причина в том, что максимальный ток, который может производить батарея, ограничен током самой маленькой ячейки, а более крупные ячейки не будут работать на полную мощность.
размер солнечной батареи, которую я выбрал, составляет 3 х 6 дюймов и может производить ток около 3 ампер. Мы соединим 36 таких ячеек последовательно, чтобы получить напряжение чуть более 18 вольт. В результате получилась батарея, которая может выдавать около 60 Вт мощности при ярком солнечном свете.
Это не очень впечатляет, но все же лучше, чем ничего. Причём это 60Вт каждый день в солнечную погоду. Эта энергия используется для зарядки аккумуляторов, освещения и небольших устройств всего через несколько часов после наступления темноты.
Корпус солнечной панели представляет собой неглубокий фанерный ящик, который не позволяет боковым сторонам блокировать солнечные элементы, когда солнечный свет падает на них под углом. Его можно сделать из фанеры толщиной 3/8 дюйма и реечной кромки толщиной 3/4 дюйма. Боковины проклеены и закреплены шурупами.
батарея содержит 36 ячеек размером 3×6 дюймов.
Разделите их на две группы по 18 штук в каждой. Просто чтобы в дальнейшем было легче паять. Итак, в середине ящика есть центральная планка.
Небольшой эскиз, показывающий размеры солнечной панели.
Все размеры указаны в дюймах. Бусины толщиной 3/4 дюйма окружают весь лист фанеры. Эта же сторона переходит в середину, разделяя батарею на две части.
Вид на половинку моего будущего аккумулятора.
Эта половина содержит первую группу из 18 элементов. Обратите внимание на маленькое отверстие сбоку. Это будет нижняя часть батареи (на фото низ – верх). Это вентиляционные отверстия, предназначенные для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи солнечной панели и удаления влаги. Эти отверстия должны быть только в нижней части аккумулятора. В противном случае внутрь попадет дождь и роса. Вам также нужно будет создать такое же вентиляционное отверстие в центральной разделительной полосе.
Далее вырезаем из ДВП два куска подходящего размера. Они служат подложкой, на которой собираются солнечные элементы. Он должен свободно помещаться между сторонами.
Нет необходимости использовать перфорированные листы ДВП. Просто он оказался у меня под рукой. Подойдет любой тонкий, твердый, непроводящий материал.
Передняя часть покрыта плексигласом, чтобы защитить аккумулятор от неприятностей, связанных с погодными условиями.
На фото два куска оргстекла, соединенные с центральной перегородкой. Просверлите отверстия по краям, чтобы надеть плексиглас на винты. Будьте осторожны при сверлении отверстий по краям плексигласа.
Не нажимайте слишком сильно. В противном случае он будет поврежден. Если он поврежден, приклейте поврежденную часть и просверлите недалеко от нее новое отверстие.
Покрасьте все деревянные части солнечной панели в 2-3 слоя, чтобы защитить их от воздействия окружающей среды. Покрасьте коробку и бумажную подкладку изнутри и снаружи.
Теперь, когда основание солнечной батареи готово, давайте подготовим солнечную батарею.
Как упоминалось выше, удаление воска с солнечных батарей может оказаться настоящей проблемой.
Чтобы эффективно удалить воск с солнечных батарей, используйте следующие методы:
1) Замочите солнечные элементы в горячей воде, чтобы расплавить воск и отделить элементы друг от друга. Не кипятите воду. Если не дать ему закипеть, пузырьки пара будут яростно сталкиваться с элементами. Кипящая вода также может стать слишком горячей и повредить электрические контакты на элементе.
Чтобы предотвратить неравномерный нагрев, мы рекомендуем замочить элемент в холодной воде, а затем медленно нагревать. Пластиковые щипцы и лопаточка помогут отделить элементы по мере плавления воска. Не тяните металлический проводник слишком сильно. Он может быть поврежден.
На фото финальная версия использованной мною «инсталляции.
Первая «теплая ванна» для плавления воска находится на заднем плане справа. В передней левой части находится горячая мыльная вода, а в правой — чистая горячая вода. Температура всех кастрюль ниже точки кипения воды. Сначала растопите воск в отдельной кастрюле, переложите элементы по одному в мыльную воду, чтобы удалить остатки воска, и промойте чистой водой.
2) Положите элемент на полотенце, чтобы он высох. Можно чаще менять мыло и полоскать воду. Не сливайте использованную воду в канализацию. Воск затвердеет и засорит слив. Этот процесс удалил практически весь воск из солнечных элементов. На некоторых участках остается тонкая пленка, но на пайку и работу устройства это не влияет. Промывка растворителем, вероятно, удалит остатки воска, но это может быть опасно и иметь неприятный запах.
Несколько отделенных и очищенных солнечных элементов сушат на полотенце. После отделения и удаления защитного воска их хрупкость делает их невероятно трудными в обращении и хранении, из-за чего они остаются в воске до тех пор, пока не будут готовы к установке в солнечную батарею.
Постройте основу солнечной батареи. Давайте, наконец, попробуем его установить.
Нарисуйте сетку на каждом основании, чтобы упростить процесс установки каждого элемента.
Поместите элементы на эту сетку обратной стороной вверх, чтобы их можно было спаять. Для получения необходимого напряжения все 18 ячеек каждой половины аккумулятора необходимо соединить последовательно, а затем также последовательно соединить обе половинки.
Паять элементы поначалу сложно. Начните с двух элементов. Поместите один соединительный провод через точку пайки на задней стороне другого. Обязательно проверьте, чтобы расстояние между элементами соответствовало отметкам.
Для пайки используйте паяльник малой мощности и припой с канифольным стержнем.
Пришлось повторять пайку, пока не получилась цепочка из 6 элементов. Соединительную планку мы припаяли к задней части последнего элемента цепи из сломанного элемента. Этот шаг был повторен еще два раза, чтобы создать три такие цепочки. В первой половине батареи всего 18 ячеек.
Три цепочки элементов необходимо соединить последовательно. Поэтому поверните среднюю цепочку на 180 градусов относительно двух других цепочек. Оказывается, ориентация цепочки правильная (элементы по-прежнему располагаются на доске перевернутыми). Следующим шагом будет приклеивание элементов на место.
Приклеивание элементов требует определенного навыка. Капните небольшое количество силиконового герметика в центр каждого из шести элементов одной цепи. После этого расположите элементы по сделанным ранее отметкам цепочкой вверх. Аккуратно прижмите деталь и нажмите на центр, чтобы она приклеилась к основе. Трудности возникают в первую очередь при переключении между гибкими цепочками элементов. Другая пара рук здесь подойдет.
Не наносите слишком много клея и не приклеивайте элемент нигде, кроме центра. Элементы и подложки, на которых они установлены, расширяются, сжимаются, изгибаются и деформируются из-за изменений температуры и влажности. Если приклеивать элементы по всей площади, они со временем сломаются. Приклеивание только центра дает элементу возможность отходить от основы и свободно деформироваться. Элементы и основания можно деформировать по-разному, при этом элементы не ломаются.
Вот половина полностью собранного аккумулятора. Для соединения первой и второй цепочки элементов использовалась медная оплетка кабеля.
Также можно использовать специальные шины или обычные электрические провода. У меня под рукой был только кабель в медной оплетке. Такую же связь сделайте между второй и третьей цепочками противоположных элементов. Я прикрепил провод к основанию каплей герметика, чтобы он не «гулял» и не гнулся.
Проверьте первую половину солнечного элемента на солнечном свете.
При слабом солнце и тумане эта половина выдает 9,31 В. Ура, это работает! Теперь вам нужно сделать вот такую вторую половину батарейки.
Как только обе основы с элементами будут готовы, их можно разместить внутри подготовленной коробки и соединить.
Каждая половинка ставится на свое место. Чтобы закрепить основание с элементами внутри аккумулятора, используйте 4 маленьких винта.
Пропустите провод для соединения половинок аккумулятора через одно из вентиляционных отверстий на центральной стороне. Опять же, несколько капель герметика помогут закрепить провода в одном месте и не дать им болтаться внутри аккумулятора.
Каждый солнечный элемент в системе должен быть оснащен блокирующим диодом, включенным последовательно с аккумулятором.
Диод необходим для предотвращения разряда аккумулятора ночью или в пасмурные дни.
Я использовал диод Шоттки на 3,3 А. Диоды Шоттки имеют гораздо меньшее падение напряжения, чем традиционные диоды.
Следовательно, потери мощности в диоде меньше. Набор из 25 диодов 31DQ03 можно купить на eBay всего за несколько долларов.
Подключите диод к солнечному элементу внутри батареи.
Сделайте отверстие внизу рядом с верхом батареи и вытащите провод. Провода завязываются в узел, чтобы их не выдернули из аккумулятора, и закрепляются тем же герметиком.
Важно дать герметику высохнуть, прежде чем закрепить плексиглас на месте. Я дам вам совет, основанный на моем прошлом опыте. Если не сушить силикон на открытом воздухе, пары силикона могут образовать пленку на оргстекле и внутренней поверхности элемента.
Затем добавьте еще герметика, чтобы загерметизировать выход.
Это готовая солнечная панель с прикрепленным к ней экраном из плексигласа.
Тестирование солнечной батареи
Не спешите заклеивать оргстекло. Сначала вам нужно провести несколько тестов, чтобы убедиться в отсутствии проблем, и проверить все точки контакта.
Вот результаты тестирования напряжения комплектного аккумулятора под ярким зимним солнцем. Вольтметр показывает 18,88В без нагрузки.
А это текущий тест в тех же условиях (яркое зимнее солнце). Амперметр показывает 3,05А – ток короткого замыкания. Это как раз близко к расчетному току элемента. Солнечные батареи работают отлично!
Солнечная батарея в работе
Вы перемещаете его несколько раз в день, чтобы держать его на одном уровне с солнцем, но это не так уж сложно.
Стоимость изготовления солнечной батареи
Учитываем только стоимость основных материалов, подручных материалов (щепа, проволока
- солнечные батареи куплены на eBay $74,00 (~2300 руб.)
- Деревянная деталь – 15$ (около 460 руб.)
- Оргстекло 15$(~ 460 руб.)
- Шурупы и саморезы – 2 доллара (около 60 руб.)
- Силиконовый герметик – $3.95 (~150 руб.)
- Проволока 10$(~300 фрик.)
- Диод 2$(трение ~60.)
- Краска 5$(~150 руб.)
Итого $126,95 (~3640 рублей)
Для сравнения, солнечная батарея аналогичной мощности промышленного производства стоит около 300–600 долларов (около 9 000–18 000 рублей.
Автор: Майкл Дэвис, Аризона, США
- Хотите связаться со мной?
