Направете слънчев панел у дома. Направи си сам слънчева батерия от импровизирани средства

У дома

Помпи за кладенци

Екология на потреблението. Наука и технологии: Всеки знае, че слънчевата батерия преобразува енергията на слънцето в електрическа енергия. И има цяла индустрия за производство на такива елементи в огромни фабрики. Предлагам ви да направите свой собствен слънчев панел от лесно достъпни материали.

Всеки знае, че слънчевата батерия преобразува енергията на слънцето в електрическа енергия. И има цяла индустрия за производство на такива елементи в огромни фабрики. Предлагам ви да направите свой собствен слънчев панел от лесно достъпни материали.

Компоненти на слънчева батерия

Основният елемент на нашата слънчева батерия ще бъдат две медни пластини. В крайна сметка, както знаете, медният оксид беше първият елемент, в който учените откриха фотоелектричния ефект.

Така че, за успешното изпълнение на нашия скромен проект, ще ви трябва:

1. Меден лист. Всъщност не ни трябва цял лист, но малки квадратни (или правоъгълни) парчета от 5 см са достатъчни.

2. Чифт щипки крокодил.

3. Микроамперметър (за да разберете големината на генерирания ток).

4. Електрическа печка. Това е необходимо, за да се окисли една от нашите чинии.

5. Прозрачен контейнер. Обикновена пластмасова бутилка под минерална вода е доста подходяща.

6. Трапезна сол.

7. Обикновена топла вода.

8. Малко парче шкурка за почистване на нашите медни плочи от оксиден филм.

След като всичко, от което се нуждаете, е приготвено, можете да преминете към най-важния етап.

Готварски чинии

Така че, първо, вземаме една чиния и я измиваме, за да премахнем всички мазнини от повърхността й. След това с помощта на шкурка почистваме оксидния филм и поставяме вече почистената лента върху включената електрическа горелка.

След това го включете и гледайте как се нагрява и сменя чинията ни с вас.

Щом медната плоча е напълно черна, задръжте я поне още четиридесет минути на горещ котлон. След това изключете котлона и изчакайте, докато вашата "изпечена" мед напълно изстине.

Поради факта, че скоростта на охлаждане на медната плоча и оксидния филм ще бъде различна, по-голямата част от черното покритие ще изчезне от само себе си.

След като чинията се охлади, вземете я и внимателно измийте черния филм под вода.

Важно. В този случай останалите черни зони не трябва да се откъсват или огъват по никакъв начин. Това е, за да се гарантира, че медният слой остава непокътнат.

След това вземаме нашите чинии и внимателно ги поставяме в подготвения контейнер и прикрепяме крокодилите си със споени жици към краищата. Освен това свързваме недокоснато парче мед с минус и обработено с плюс.

След това приготвяме физиологичен разтвор, а именно, разтваряме няколко супени лъжици сол във вода и изсипваме тази течност в съд.

Сега проверяваме ефективността на нашия дизайн с вас, като се свързваме с микроамперметър.

Както можете да видите, настройката е доста работеща. На сянка микроамперметърът показа приблизително 20 μA. Но на слънце устройството излезе извън мащаба. Следователно мога само да кажа, че на слънце такава инсталация ясно произвежда повече от 100 μA.

Разбира се, вие дори няма да можете да запалите крушка от такава инсталация, но като направите такава инсталация с детето си, можете да предизвикате интереса му към изучаването, например, по физика. публикувани

Ако имате въпроси по тази тема, задайте ги на специалисти и читатели на нашия проект.

Слънчевата батерия е устройство, което ви позволява да генерирате електричество с помощта на специални фотоволтаични клетки. Помага за значително намаляване на разходите за електроенергия и получаване на нейния неизчерпаем източник. Такава инсталация може да бъде закупена не само готова, но и направена на ръка. Соларен панел за дом в частния сектор е идеалното решение за избягване на чести прекъсвания на тока.

Главна информация

Преди да направите слънчева батерия у дома, трябва да проучите подробно нейната структура, принцип на работа, предимства и недостатъци. С тази информация можете да изберете правилните компоненти, които ще работят дълго време и ще бъдат полезни.

Устройство и принцип на действие

Дизайните от всички видове работят на базата на преобразуване на енергията, излъчвана от най-близката звезда, в електрическа енергия. Това се случва благодарение на специални фотоклетки, които се комбинират в масив и образуват обща структура. Като преобразуватели на енергия се използват силициеви полупроводникови елементи.

Принципът на работа на слънчевия панел:

Светлината, идваща от слънцето, удря фотоклетките.
Той избива свободните електрони от последните орбити на всички силициеви атоми.
Поради това се появяват голям брой свободни електрони, които започват да се движат бързо и произволно между електродите.
Резултатът от този процес е генерирането на постоянен ток.
След това бързо се преобразува в AC и се доставя на приемащото устройство.
Той разпределя произведеното електричество в цялата къща.

Предимства и недостатъци

Слънчевите панели „Направи си сам“ имат редица предимства пред фабричните дизайни и други източници на енергия. Благодарение на това устройствата бързо набират популярност и се използват по целия свят.

Сред положителните аспекти на слънчевите панели трябва да се подчертае следното:

Въпреки големия брой предимства, слънчевите панели имат и недостатъци. Те трябва да бъдат взети предвид преди започване на производството на конструкцията и нейната инсталация.

Недостатъците включват следното:

За да може завършената конструкция да изпълнява качествено функциите си и да осигури на хората достатъчно количество електроенергия, е необходимо правилното й производство. За да направите това, трябва да вземете предвид много фактори и да изберете само висококачествени материали.

Основни изисквания

Преди да направите слънчева батерия със собствените си ръце, трябва да извършите редица подготвителни мерки и внимателно да проучите всички изисквания към устройството. Това ще ви помогне да получите работеща инсталация и ще опрости процеса на инсталиране.

За да може слънчевият панел да работи с максималния си потенциал, трябва да бъдат изпълнени следните изисквания:

Материали и инструменти

Най-важните части на устройството са фотоклетките. Производителите предлагат на клиентите само 2 от техните разновидности: монокристален (ефективност до 13%) и поликристален силиций (ефективност до 9%).

Първият вариант е подходящ само за работа при слънчево време, а вторият - при всяко. Проводниците са други важни елементи на дизайна. Използват се за свързване на фотоклетки една с друга.

За изработка на панели Ще ви трябват следните материали и инструменти:

Процедура

За да направите слънчеви панели със собствените си ръце у дома, трябва да следвате последователността на действията. Само в този случай можете да избегнете грешки и да постигнете желания резултат.

Процесът на производство на панела е прост и се състои от следните стъпки:

Взима се набор от поли- или монокристални слънчеви клетки и частите се сглобяват в общ дизайн. Техният брой се определя въз основа на изискванията на собствениците на къщата.
На фотоклетките се нанасят контури, запоени проводници, оформени от калай. Тази операция се извършва върху плоска стъклена повърхност с помощта на поялник.
Според предварително подготвена електрическа верига всички клетки са свързани помежду си. В този случай трябва да се свържат шунтиращи диоди. Идеалният вариант за слънчев панел би бил използването на диоди на Шотки, за да се предотврати разреждането на панела през нощта.
Клетъчната структура се премества в открито пространство и се тества за производителност. При липса на проблеми можете да започнете да сглобявате рамката.
За тези цели се използват специални алуминиеви ъгли, които се закрепват към елементите на тялото с помощта на хардуер.
Върху вътрешните части на релсите се нанася тънък слой силиконов уплътнител и се разпределя равномерно.
Върху него се поставя лист плексиглас или поликарбонат и се притиска плътно към контура на рамката.
Дизайнът се оставя за няколко часа, за да изсъхне напълно силиконовият уплътнител.
Веднага след като този процес приключи, прозрачният лист е допълнително прикрепен към тялото с помощта на хардуер.
Избрани фотоклетки с проводници се поставят по цялата вътрешна част на получената повърхност. Важно е да оставите малко разстояние (около 5 милиметра) между съседните клетки. За да опростите тази процедура, можете предварително да приложите необходимата маркировка.
Инсталираните клетки са здраво фиксирани към рамката с помощта на монтажен силикон и панелът е напълно запечатан. Всичко това ще помогне за увеличаване на живота на слънчевата батерия.
Продуктът се оставя да изсъхне нанесената смес и да придобие окончателната си форма.

Изделия от импровизирани материали

Слънчевата батерия може да бъде сглобена не само от скъпи материали, но и от импровизирани. Готовият дизайн, въпреки че ще бъде по-малко ефективен, ще спести малко електричество.

Това е един от най-лесните и достъпни варианти за изработка на домашен слънчев панел. Устройството ще бъде базирано на диоди с ниско напрежение, които са направени в стъклена витрина.

Батерията е направена в съответствие със следната последователност от действия:

Медно фолио

Ако трябва да получите малко количество електричество, тогава можете да направите слънчев панел от обикновено фолио.

Готовият дизайн ще има ниска мощност, така че може да се използва само за захранване на малки устройства.

Инструкция стъпка по стъпка:

кутии от бира

Този прост метод за производство на батерия не изисква големи финансови разходи. С него можете да получите малко количество електроенергия, което леко ще намали разходите.

Процедура:

Самостоятелно изработен слънчев панел е прекрасно устройство, което ви позволява да намалите разходите за енергия. С правилното му производство и спазването на всички препоръки можете да направите качествен продукт, който ще работи много години.

През последните години въпросът за пестенето на енергия става все по-остър. Много хора започват да мислят как да пестят енергия, използвайки различни енергоспестяващи технологии. Напоследък използването на слънчева енергия в домашни условия започва да интересува все повече хора, които стигат до заключението, че би било по-добре да инсталират слънчеви панели веднъж и след това да получат значителни спестявания в бюджета си. Това е уместно в контекста на постоянно покачване на цените на енергията както в Русия, така и по света. Можете да спестите още повече, ако разберете как да сглобите слънчева батерия със собствените си ръце. Основната характеристика на колекцията от слънчеви панели ще бъде наличието на компоненти и минимални финансови инвестиции.

Избор на елементи за панели

Голямото предимство на самостоятелно сглобената слънчева система е, че не е необходимо да се инсталира цялата сложна система наведнъж, мощността може да се увеличава постепенно. Ако опитът за събиране е успешен, тогава можете да продължите да работите и да увеличите обема.

Слънчевата батерия е локален генератор, който работи на базата на преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия с помощта на фотоволтаична клетка. За да го сглобите със собствените си ръце, трябва да изберете соларни модули в свободна продажба. Например в Ebay можете да закупите комплект SolarCells, състоящ се от 36 слънчеви клетки, който е точно предназначен за самостоятелно сглобяване на батерията. Подобни комплекти могат да бъдат закупени в Русия.

Разработваме проект

Развитието на проекта ще зависи от това къде ще поставите слънчевия панел и опцията за монтаж. Такива батерии трябва да се монтират под ъгъл, който гарантира, че слънчевите лъчи удрят фотоклетките под прав ъгъл. Не забравяйте, че производителността на слънчевия панел зависи изцяло от интензитета на светлината. Те трябва да бъдат монтирани от слънчевата страна на сградата. В зависимост от местоположението на обекта, както и потока на слънчевата енергия във всеки регион, се изчислява ъгълът на наклон за слънчевия панел.

Заслужава си вниманиетона факта, че по време на проектирането на система, която се предполага, че е монтирана на покрива на сграда, е необходимо предварително да се идентифицира или изчисли носещата способност на покрива. Покривът трябва напълно да издържа на приложеното натоварване, както и да осигурява марж на безопасност.

Правим рамка

Преди да направите слънчева батерия, трябва да закупите слънчеви клетки (36 броя). Според изчисленията един елемент произвежда 0,5 волта енергия, тоест ако има 36 елемента, могат да се получат 18 волта.

На пазара има огромен избор от вложки в различни размери, но трябва да запомните следното, когато ги избирате:

Всички плочи ще произвеждат едно и също ниво на напрежение, независимо от техния размер;
Големите плочи произвеждат повече ток;
Повече мощност може да се получи чрез използване на по-големи плочи, но имайте предвид теглото на по-големите плочи;
Не се препоръчва използването на плочи с различни размери в една и съща структурна система.

За рамката при производството на слънчеви панели се използва алуминиев ъгъл, но можете да закупите и готови рамки, предназначени за това. Прозрачното покритие трябва да бъде избрано според вашето желание, но като се вземат предвид показателите на пречупване на светлината. Най-достъпният материал ще бъде плексигласът, а най-малко подходящият по отношение на неговите характеристики е обикновеният поликарбонат. Най-добрите материали за производството на панела ще бъдат материали, които имат високо ниво на пропускане на светлина. Ако използвате плексиглас, тогава по време на работа можете да наблюдавате контактите в системата.

Монтаж на корпуса на слънчевия панел

Ако говорим за стандартното производство на една слънчева батерия, то включва използването на 36 фотоклетки с плочи 150x81 mm. При изчисляване на размерите е необходимо да се вземе предвид наличието на празнини между елементите от 3-5 мм, което ще е необходимо при промяна на размерите на рамката под влияние на атмосферни явления. Размерите на детайла с взети предвид допуските ще бъдат 690x835 mm, а ширината на ъгъла в рамката е 35 mm.Соларният панел, който ще бъде произведен от алуминиев профил, ще бъде подобен на фабрично изработен панел и ще осигури високо ниво на херметичност, здравина и твърдост.

За начало трябва да направите заготовки от алуминиев ъгъл - рамки с размери 690x835 мм. За по-нататъшно закрепване на винтовете в получената рамка трябва да направите дупки. След това трябва да се нанесе силиконов уплътнител без празнини върху вътрешната повърхност на ъглите. Това е доста важен момент, т.к. не трябва да има места, които не са пълни със силикон. В получената рамка трябва да поставите прозрачен лист от плексиглас, специален поликарбонат или антирефлексно стъкло.

Обърни вниманиече силиконът трябва да се остави да изсъхне, в противен случай изпаряването ще създаде излишен филм върху фотоклетките.

Подреденото стъкло трябва да бъде внимателно притиснато към рамката и фиксирано. За добро фиксиране трябва да се направят крепежни елементи по целия периметър на рамката. Всичко, рамката на соларната батерия е почти завършена.

Избираме и спояваме елементи

Също така в същия Ebay или друг подобен магазин можете да закупите соларни клетки, които вече имат запоени проводници. Не забравяйте да оцените способностите си, т.к. запояване на контакти в такъв дизайн е доста сложен процес. Отговорността се увеличава допълнително от крехкостта на елементите.

Ако все пак решите сами да запоявате елементите, тогава първо трябва да изрежете проводниците с картонена заготовка и внимателно да ги поставите върху фотоклетка. След това върху точките на запояване трябва да се нанесе киселина и спойка. За по-удобна работа натиснете проводника с тежък предмет. След това трябва внимателно да запоите проводника към фотоклетката, но не притискайте крехките кристали. Съгласно посочените стандарти върху проводника, сребърното покритие трябва да издържа на три дажби.

Сглобяване на елементите на соларната батерия

Когато правите първата си конструкция, най-добре е да използвате маркирана подложка, която да ви помогне да поставите елементите точно един спрямо друг. Основата е направена от шперплат, не забравяйте да маркирате ъглите на конструкцията. След запояване към клетките на батерията от обратната страна, трябва да фиксирате парче лента за монтаж и да ги прехвърлите по подобен начин. Само свързващите части трябва да бъдат запечатани.

След това елементите трябва да бъдат разположени върху повърхността на стъклото. Не забравяйте да оставите разстояние между елементите и да ги натиснете с товар. Запоявайте според приложената схема на свързване. Плюс коловозите трябва да се поставят от предната страна, а минусовите - отзад. Запоете всички сребърни контакти. Съгласно този принцип свържете всички фотоклетки. На крайните елементи на панела контактите трябва да бъдат доведени до плюс и минус шина. Препоръчително е да се създаде "средна" точка - като се използват два допълнителни шунтиращи диода. Терминалът е монтиран от външната страна на рамката. За изходни проводници можете да използвате акустичен кабел в изолация. След запояване всички проводници трябва да бъдат фиксирани със силикон. След монтажа слънчевите панели имат качеството на запояване на контактите като основен проблем. Ето защо експертите препоръчват тестване преди запечатване, което трябва да се извърши във всяка група елементи, когато се извършва запояване.

Ако се извърши компетентен дизайн на цялата система, това ще осигури достатъчна мощност на батерията. При изчисляването на цялата конструкция трябва да се има предвид, че при производството на една слънчева батерия трябва да се използват само соларни модули със същия размер, т.к. в системата максималният ток е ограничен от тока на най-малкия елемент.

Стандартните изчисления показват, че в доста слънчев ден от един метър от панела се получават около 120 вата мощност. Естествено, такава мощност дори няма да ви позволи да работите на компютър, но панел от 10 метра вече ще осигури 1 kW енергия, което ще ви даде възможност да осигурите енергия за основните уреди в къщата. Средно едно семейство се нуждае от около 300 kW на месец, така че система, която е оптимално инсталирана от южната страна с размер от 20 метра, ще осигури на семейството електричество. За оптимизиране на използването на електроенергия в осветлението се препоръчва използването на AC LED или флуоресцентни крушки. Как да изберете такива крушки, например за опънат таван, можете да прочетете.

Слънчевите панели стават все по-популярни сред алтернативните източници на енергия. Въпреки това, в нашите условия цената им най-често е надценена, така че използвайки материалите, достъпни за всички, и необходимите инструкции, можете да сглобите слънчева батерия със собствените си ръце.

Видео

И това видео показва процеса на сглобяване на слънчева батерия.

Дълго време слънчевите панели бяха или обемисти панели на спътници и космически станции, или фотоклетки с ниска мощност в джобни калкулатори. Това се дължи на примитивността на първите монокристални силициеви фотоклетки: те не само имаха ниска ефективност (не повече от 25% на теория, на практика - около 7%), но и забележимо загубиха ефективност, когато ъгълът на падане на светлината се отклони от 90˚. Като се има предвид, че в Европа при облачно време специфичната мощност на слънчевата радиация може да падне под 100 W/m 2 , бяха необходими твърде големи площи от слънчеви панели, за да се получи значителна мощност. Следователно първите слънчеви електроцентрали са построени само в условия на максимален светлинен поток и ясно време, тоест в пустини близо до екватора.

Значителен пробив в създаването на слънчеви клетки върна интереса към слънчевата енергия: например, най-евтините и достъпни поликристални силициеви клетки, въпреки че имат по-ниска ефективност от монокристалните, са по-малко чувствителни към работните условия. Слънчев панел на базата на поликристални пластини ще даде достатъчно стабилно напрежение при частично облачни условия. По-модерните фотоволтаични клетки на базата на галиев арсенид имат ефективност до 40%, но са твърде скъпи, за да направите слънчева батерия със собствените си ръце.

Видеото е разказ за идеята за изграждане на соларна батерия и нейното изпълнение

Струва ли си да се направи?

В много случаи слънчеви ще бъде много полезно: например собственикът на частна къща или вила, разположен далеч от електрическата мрежа, може дори да поддържа телефона си, зареден от компактен панел, да свърже консуматори с ниска мощност като хладилници за автомобили.

За тази цел се произвеждат и продават готови компактни панели, направени под формата на бързо сгънати възли на базата на синтетична тъкан. В централна Русия такъв панел с размери около 30x40 см може да осигури мощност в рамките на 5 W при напрежение 12 V.

По-голяма батерия може да осигури до 100 вата електрическа мощност. Изглежда, че това не е толкова много, но си струва да си припомним принципа на работа на малките: в тях целият товар се захранва чрез импулсен преобразувател от батерия от батерии, които се зареждат от вятърна мелница с ниска мощност. Така става възможно да се използват по-мощни потребители.

Използването на подобен принцип при изграждането на домашна слънчева електроцентрала я прави по-изгодна от вятърна мелница: през лятото слънцето грее през по-голямата част от деня, за разлика от непостоянния и често отсъстващ вятър. Поради тази причина батериите ще могат да се зареждат през деня много по-бързо, а самият слънчев панел е много по-лесен за инсталиране, отколкото изискването на висока мачта.

Също така има смисъл да използвате слънчева батерия само като източник на авариен източник на захранване. Например, ако в частна къща е инсталиран газов котел с циркулационни помпи, когато захранването е изключено, е възможно да ги захранвате чрез импулсен преобразувател (инвертор) от батерии, които се поддържат заредени от слънчева батерия, запазвайки отоплителната система работи.

Телевизионна история по темата

Повече от десетилетие човечеството търси алтернативни източници на енергия, които поне частично могат да заменят съществуващите. И най-обещаващите от всички днес са две: вятърна и слънчева енергия.

Вярно е, че нито едното, нито другото могат да осигурят непрекъснато производство. Това се дължи на несъответствието на розата на ветровете и ежедневните метеорологични и сезонни колебания в интензивността на слънчевия поток.

Днешната енергийна индустрия предлага три основни метода за генериране на електрическа енергия, но всички те са вредни за околната среда по един или друг начин:

Горивна енергетика- най-замърсените от околната среда, придружени от значителни емисии на въглероден диоксид, сажди и безполезна топлина в атмосферата, причиняващи намаляване на озоновия слой. Добивът на горивни ресурси за него също нанася значителна вреда на природата.
хидроенергиясе свързва с много значителни промени в ландшафта, наводняване на полезни земи, причиняващи щети на рибните ресурси.
Ядрената енергия- най-екологичният от трите, но изисква много значителни разходи за поддържане на сигурността. Всяка авария може да бъде свързана с непоправими дългосрочни щети на природата. Освен това изисква специални мерки за изхвърляне на отпадъци от използвано гориво.

Строго погледнато, има няколко начина за получаване на електричество от слънчева радиация, но повечето от тях използват междинното му преобразуване в механично, завъртайки вала на генератора и едва след това в електричество.

Такива електроцентрали съществуват, използват двигатели с външно горене на Стърлинг, имат добра ефективност, но имат и значителен недостатък: за да се съберат възможно най-много слънчева енергия, е необходимо да се произвеждат огромни параболични огледала със системи за проследяване на позиция на слънцето.

Трябва да кажа, че има решения за подобряване на ситуацията, но всички те са доста скъпи.

Има методи, които позволяват директното преобразуване на светлинната енергия в електрически ток. И въпреки че феноменът на фотоелектричния ефект в полупроводниковия селен е открит още през 1876 г., но едва през 1953 г., с изобретяването на силиконовата фотоклетка, става възможно създаването на слънчеви панели за генериране на електричество.

По това време вече се появява теория, която позволява да се обяснят свойствата на полупроводниците и да се създаде практическа технология за тяхното промишлено производство. Към днешна дата това доведе до истинска полупроводникова революция.

Работата на слънчева батерия се основава на феномена на фотоелектричния ефект на полупроводников p-n преход, който по същество е конвенционален силициев диод. При заключенията му, когато е осветена, се появява фото-емф от 0,5 ~ 0,55 V.

При използване на електрически генератори и батерии е необходимо да се вземат предвид разликите, които съществуват между тях. Свързвайки трифазен електродвигател към съответната мрежа, можете да утроите неговата изходна мощност.

Следвайки определени препоръки, с минимални разходи за ресурси и време, е възможно да се произведе силовата част на високочестотен импулсен преобразувател за битови нужди. Можете да изучавате структурните и схематични диаграми на такива захранвания.

Конструктивно всеки елемент на слънчевата батерия е направен под формата на силиконова пластина с площ от няколко cm 2, върху която се образуват множество такива фотодиоди, свързани в една верига. Всяка такава плоча е отделен модул, който дава определено напрежение и ток под слънчева светлина.

Чрез свързването на такива модули в батерия и комбинирането им в паралелно последователно свързване може да се получи широк диапазон от стойности на изходната мощност.

Основните недостатъци на слънчевите панели:

Голяма неравномерност и неравномерност на изхода на енергия, в зависимост от времето и сезонната височина на слънцето.
Ограничаване на мощността на цялата батерия, ако поне една част от нея е засенчена.
Зависимост от посоката на слънцето в различни часове на деня. За най-ефективното използване на батерията трябва да осигурите нейната постоянна ориентация към слънцето.
Във връзка с горното, необходимостта от съхранение на енергия. Най-голямата консумация на енергия се случва в момент, когато производството й е минимално.
Необходима е голяма площ за изграждане на достатъчен капацитет.
Крехкостта на дизайна на батерията, необходимостта от постоянно почистване на нейната повърхност от мръсотия, сняг и др.
Слънчевите модули работят най-ефективно при 25°C. По време на работа те се нагряват от слънцето до много по-висока температура, което значително намалява ефективността им. За поддържане на ефективността на оптимално ниво е необходимо да се осигури охлаждане на батерията.

Трябва да се отбележи, че разработването на слънчеви клетки с помощта на най-новите материали и технологии се появява непрекъснато. Това ви позволява постепенно да премахнете недостатъците, присъщи на слънчевите панели, или да намалите тяхното въздействие. И така, ефективността на най-новите клетки, използващи органични и полимерни модули, вече достига 35% и има очаквания да достигне 90%, а това дава възможност да се получи много повече мощност със същия размер на батерията или, като се запази енергийната ефективност, значително намалете размера на батерията.

Между другото, средната ефективност на автомобилния двигател не надвишава 35%, което ни позволява да говорим за доста сериозна ефективност на слънчевите панели.

Има разработки на елементи, базирани на нанотехнология, които работят еднакво ефективно при различни ъгли на падаща светлина, което премахва необходимостта от тяхното позициониране.

Така вече днес можем да говорим за предимствата на слънчевите панели в сравнение с други енергийни източници:

Без механични преобразувания на енергия и без движещи се части.
Минимални оперативни разходи.
Издръжливост 30-50 години.
Тиха работа, без вредни емисии. Екологичност.
Мобилност. Батерията за захранване на лаптопа и зареждане на батерията за LED фенерчето ще се побере в малка раница.
Независимост от наличието на постоянни източници на ток. Възможността за презареждане на батериите на съвременните джаджи на терен.
Невзискателен към външни фактори. Слънчевите клетки могат да бъдат поставени навсякъде, на всеки пейзаж, стига да са достатъчно осветени от слънчева светлина.

В екваториалните райони на Земята средният поток на слънчева енергия е средно 1,9 kW / m 2. В централна Русия тя е в диапазона от 0,7 ~ 1,0 kW / m 2. Ефективността на класическата силициева фотоклетка не надвишава 13%.

Както показват експерименталните данни, ако една правоъгълна плоча е насочена с равнината си на юг, до точката на слънчевия максимум, тогава в 12-часов слънчев ден тя ще получи не повече от 42% от общия светлинен поток поради промяна в своя ъгъл на падане.

Това означава, че при среден слънчев поток от 1 kW / m 2, 13% от ефективността на батерията и нейната обща ефективност от 42% могат да бъдат получени за 12 часа не повече от 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh, или 0 .6 kWh на ден от 1 m 2. Това зависи от пълен слънчев ден, при облачно време е много по-малко, а през зимните месеци тази стойност трябва да се раздели на още 3.

Като се вземат предвид загубите за преобразуване на напрежението, схемата за автоматизация, която осигурява оптималния ток на зареждане на батериите и ги предпазва от презареждане, и други елементи, може да се вземе като основа за цифрата от 0,5 kWh / m 2. С тази енергия е възможно да се поддържа ток на зареждане на батерията от 3 A при напрежение 13,8 V в продължение на 12 часа.

Тоест, за зареждане на напълно разреден автомобилен акумулатор с капацитет 60 Ah е необходим слънчев панел от 2 m 2, а за 50 Ah - около 1,5 m 2.

За да получите такава мощност, можете да закупите готови панели, които се произвеждат в диапазона на електрически мощности от 10 ~ 300 W. Например, един панел от 100 W за 12-часов дневен час, като се вземе предвид коефициент от 42%, ще осигури само 0,5 kWh.

Такъв панел от китайско производство, изработен от монокристален силиций с много добри характеристики, сега е на пазара за около 6400 рубли. По-малко ефективен на открито слънце, но с по-добра възвръщаемост при облачно време, поликристален - 5000 r.

Ако имате определени умения за инсталиране и запояване на електронно оборудване, можете да опитате сами да сглобите подобна слънчева батерия. В същото време не трябва да разчитате на много голяма печалба в цената, освен това готовите панели имат фабрично качество както на самите елементи, така и на тяхното сглобяване.

Но продажбата на такива панели далеч не е организирана навсякъде, а транспортирането им изисква много тежки условия и ще бъде доста скъпо. Освен това със самостоятелното производство става възможно, като се започне от малко, постепенно да се добавят модули и да се увеличава изходната мощност.

Избор на материали за създаване на панел

В китайските онлайн магазини, както и в eBay, се предлага най-широкият избор от елементи за самостоятелно производство на слънчеви панели с всякакви параметри.

Дори в близкото минало майсторите закупуваха плочи, които бяха отхвърлени по време на производството, имащи чипове или други дефекти, но много по-евтини. Те са напълно функционални, но имат леко намалена възвръщаемост на мощността. Предвид постоянния спад на цените, сега едва ли е препоръчително. В крайна сметка, губейки средно 10% от мощността, губим в ефективната площ на панела. Да, и външният вид на батерията, състояща се от плочи със счупени парчета, изглежда доста занаятчийски.

Можете също да закупите такива модули в руски онлайн магазини, например molotok.ru предлага поликристални елементи с работни параметри при светлинен поток от 1,0 kW/m2:

Напрежение: празен ход - 0,55 V, работно - 0,5 V.
Ток: късо съединение - 1,5 A, работен - 1,2 A.
Работна мощност - 0,62 W.
Размери - 52х77 мм.
Цена 29 стр.

Съвет: Трябва да се има предвид, че елементите са много крехки и някои от тях може да се повредят по време на транспортиране, така че при поръчка трябва да предвидите известна марж за тяхното количество.

Създаване на слънчева батерия за вашия дом със собствените си ръце

За направата на слънчев панел се нуждаем от подходяща рамка, която можете да направите сами или да вземете готова. От материалите за него е най-добре да използвате дуралуминий, той не е подложен на корозия, не се страхува от влага и е издръжлив. При подходяща обработка и боядисване и стоманата, и дори дървото са подходящи за защита от атмосферни валежи.

Съвет: Не правете панела много голям: ще бъде неудобно при монтажа на елементи, монтаж и поддръжка. В допълнение, малките панели имат нисък вятър, те могат да бъдат по-удобно поставени под необходимите ъгли.

Изчисляваме компоненти

Решете размера на нашата рамка. За зареждане на 12-волтова киселинна батерия е необходимо работно напрежение най-малко 13,8 V. Да вземем за основа 15 V. За да направите това, ще трябва да свържем 15 V / 0,5 V = 30 клетки последователно.

Съвет: Изходът на соларния панел трябва да бъде свързан към батерията чрез защитен диод, за да се избегне саморазреждането му през нощта през слънчевите клетки. Така изходът на нашия панел ще бъде: 15 V - 0,7 V = 14,3 V.

За да получим заряден ток от 3,6 A, трябва да свържем три такива вериги успоредно или 30 x 3 = 90 елемента. Ще ни струва 90 х 29 рубли. = 2610 рубли.

Съвет: Елементите на слънчевия панел са свързани паралелно последователно. Необходимо е да се спазва равенството на броя на елементите във всяка последователна верига.

С този ток можем да осигурим стандартен режим на зареждане за напълно разредена батерия с капацитет 3,6 x 10 = 36 Ah.

В действителност тази цифра ще бъде по-малка поради неравномерната слънчева светлина през деня. По този начин, за да заредим стандартен автомобилен акумулатор от 60 Ah, ще трябва да свържем два такива панела успоредно.

Този панел може да ни осигури електрическа мощност от 90 x 0,62 W ≈ 56 W.

Или по време на 12-часов слънчев ден с 42% корекционен фактор 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.

Нека да поставим нашите елементи в 6 реда от 15 парчета. За да монтираме всички елементи, имаме нужда от повърхност:

Дължина - 15 х 52 = 780 мм.
Ширина - 77 х 6 = 462 мм.

За свободното поставяне на всички плочи ще вземем размерите на нашата рамка: 900 × 500 mm.

Съвет: Ако има готови рамки с други размери, можете да преизчислите броя на елементите в съответствие с очертанията по-горе, да изберете елементи с други размери, опитайте се да ги поставите, като комбинирате дължината и ширината на редовете.

Ще ни трябва също:

Поялник електрически 40W.
Спойка, колофон.
Монтажна тел.
Силиконов уплътнител.
Двустранна касета.

Производствени стъпки

За да инсталирате панела, е необходимо да подготвите плоско работно място с достатъчна площ с удобен подход от всички страни. По-добре е да поставите самите плочи на елементите отделно отстрани, където ще бъдат защитени от случайни удари и падания. Вземете ги внимателно, един по един.

Устройствата за остатъчен ток повишават безопасността на вашата домашна електрическа верига, като намаляват риска от токов удар и пожар. Подробно запознаване с характерните особености на различните видове диференциални токови ключове ще ви каже за апартамент и къща.

По време на работа на електромера възникват ситуации, когато той трябва да бъде заменен и свързан отново - можете да прочетете за това.

Обикновено за производството на панел се използва методът за залепване на предварително запоени плочи от елементи в една верига върху плоска основа-субстрат. Предлагаме и друг вариант:

Вкарваме го в рамката, фиксираме го добре и запечатваме стъклото или парче плексиглас около краищата.
Поставяме върху него в съответния ред, като ги залепваме с двустранна лента, плочите на елементите: работната страна към стъклото, запояването води до задната страна на рамката.
Поставяйки рамката на масата със стъклото надолу, можем удобно да запояваме проводниците на елементите. Извършваме електрическа инсталация в съответствие с избраната електрическа схема.
Накрая залепваме плочите от задната страна с тиксо.
Поставяме някаква амортисьорна подложка: листов каучук, картон, фибран и т.н.
Вкарваме задната стена в рамката и я запечатваме.

Ако желаете, вместо задната стена, можете да напълните рамката отзад с някакъв вид съединение, например епоксидна смола. Вярно е, че това вече ще изключи възможността за разглобяване и ремонт на панела.

Разбира се, една батерия от 50 W не е достатъчна за захранване дори на малка къща. Но с негова помощ вече е възможно да се внедри осветление в него с помощта на модерни LED лампи.

За комфортно съществуване на градски жител сега са необходими поне 4 kWh електроенергия на ден. За семейство, според броя на членовете му.

Следователно слънчевият панел на частна къща за тричленно семейство трябва да осигури 12 kWh. Ако трябва да захранваме дома само от слънчева енергия, ще ни трябва слънчева батерия с площ от най-малко 12 kWh / 0,6 kWh / m 2 = 20 m 2.

Тази енергия трябва да се съхранява в батерии с капацитет 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, или приблизително 16 батерии по 60 Ah.

За нормална работа на акумулатора със соларен панел и неговата защита е необходим контролер на заряда.

За да преобразувате 12V DC в 220V AC, ще ви е необходим инвертор. Въпреки че сега пазарът вече има достатъчен брой електрическо оборудване за напрежения от 12 или 24 V.

Съвет: В електрическите мрежи с ниско напрежение токовете са много по-високи, така че за окабеляване към мощно оборудване трябва да изберете проводник с подходящ размер. Окабеляването за мрежи с инвертор се извършва по обичайната схема от 220 V.

Правене на изводи

При условие на натрупване и рационално използване на енергията, дори днес нетрадиционните видове електроенергия започват да създават солидно увеличение на общия обем на нейното производство. Може дори да се твърди, че те постепенно се превръщат в традиционни.

Като се има предвид наскоро значително намаленото ниво на потребление на енергия на съвременните домакински уреди, използването на енергоспестяващи осветителни устройства и значително повишената ефективност на слънчевите панели на новите технологии, можем да кажем, че дори сега те са в състояние да осигурят електричество на малка частна къща в южните страни с голям брой слънчеви дни в годината.

В Русия те могат да се използват като резервни или допълнителни източници на енергия в комбинирани системи за захранване и ако тяхната ефективност може да се увеличи до поне 70%, тогава ще бъде съвсем реалистично да ги използвате като основни доставчици на електроенергия.

Видео за това как сами да направите устройство за събиране на слънчева енергия

Секции