Kde získať solárnu batériu. Vyrábame solárnu batériu vlastnými rukami
Prúd do 24 mA;
- napätie 0,5V.
Pri zaťažení sa ukáže polovičné napätie, čo je na praktické účely úplne nedostatočné. Ak potrebujete väčšie napätie alebo väčší prúd, musíte spojiť niekoľko týchto prvkov dohromady. To si vyžaduje bežný dielektrický panel (napríklad textolit). Sériové zapojenie (s povinným dodržaním polarity) umožní zvýšiť výstupné napätie, ale vnútorný odpor fotobuniek je dosť vysoký. Na jeho zníženie (a zvýšenie výstupného výkonu) je účelné použiť paralelné zapojenie jednotlivých prvkov. Paralelne môžete spájať oba reťazce sériovo zapojených batériových článkov a jednotlivé články navzájom.
V každom prípade treba dodržať polaritu. Ak sa vám podarilo udržať drôty pripevnené k jednotlivým platniam, spájkovanie prvkov je celkom jednoduché, ale je to potrebné s použitím chladiča. Ale pri odstraňovaní fotobuniek nie je vždy možné zachrániť vodiče. V tomto prípade možno použiť pružinové spony a dokonca aj malé pružiny z guľôčkových pier. Presne podľa rovnakého princípu si zo selénových platní zo starých fotoexpozimetrov poskladáte aj solárny.
Samotný prvok nie je možné spájkovať, pretože doma to s najväčšou pravdepodobnosťou povedie k poruche.
Staré rádiové komponenty alebo nechcené počítačové myši
Najčastejšie pod ním nie sú žiadne hotové fotobunky. V tomto prípade môžete použiť staré dostupné rádiové komponenty. Napríklad sériovým zapojením 20 bodových diód do sklenenej skrinky (napríklad D9, D2) môžete získať napätie 1,2 V. Samozrejme aj v tomto prípade je nutné dodržať polaritu. Ak je telo diódy pokryté farbou, je potrebné ju umyť alebo zoškrabať. Diódy sú vhodné pre akékoľvek, kremíkové aj germánové. Dodatočné paralelné zapojenie diód a diódových reťazcov, rovnako ako v prvom prípade, pomáha znižovať vnútorný odpor batérie. Na rovnaký účel možno použiť fotodiódy z neúspešných počítačových myší. Je možné použiť aj LED diódy, ktoré môžu fungovať aj ako fotobunky.tranzistorová batéria
Namiesto diód možno použiť tranzistory s kovovým puzdrom. Tu, aby ste sa dostali k svetlu, musíte odstrániť kovové puzdro alebo jeho hornú časť. Môžete použiť prechod kolektor - základňa a emitor - základňa. V tomto prípade sú vhodné kremíkové aj germániové tranzistory, tranzistory s visiacim kolektorom alebo emitorom, ale je žiaduce, aby boli rovnakého typu. Pravidlá pripojenia sú rovnaké ako pravidlá uvedené v prvých dvoch metódach. Je užitočné použiť ďalšie reflexné, ktoré vrhajú svetlo na solárnu batériu.Čím sú tranzistory výkonnejšie, tým väčší prúd je možné odoberať z batérie.
Niektoré jemnosti
Tranzistory, ako všetky fotobunky vo všeobecnosti, by mali byť prednostne chránené pred mechanickým poškodením a vniknutím prachu. Za týmto účelom zhora zatvorte zostavenú batériu. Vhodné priehľadné alebo tenké kremenné sklo. Môžete použiť aj tenké plexisklo. Bežné okenné sklo alebo povedzme triplex nie sú vhodné, pretože blokujú ultrafialové lúče.Je dôležité správne umiestniť batériu vzhľadom na slnko, pretože od toho závisí účinnosť jej prevádzky. Účinnosť solárnych panelov vyrobených doma je pomerne nízka a nepresahuje 10%. Elektrinu môžete získať za nie príliš slnečného dňa, ale batéria by nemala byť na silne zatienom mieste. Napätie stačí na nabitie batérií niekde v krajine alebo na túre. Mimochodom, týmto spôsobom môžete dokonca osvetliť tmavý suterén, ak je vonku batéria a vnútri LED.
Počas denných hodín prúdi slnečná energia na povrch planéty. Vedci a inžinieri už dávno prišli na to, ako ho využiť. Solárne panely umožňujú premieňať energiu denného svetla. Ich účinnosť má ešte ďaleko od ideálu, no časom sa vďaka práci špecialistov zvýši.
Poučenie
Prevádzka solárnej batérie je založená na fyzikálnych vlastnostiach polovodičových prvkov. Fotóny svetla vyraďujú elektróny z vonkajšieho polomeru atómov. V tomto prípade sa tvorí značný počet voľných elektrónov. Ak teraz obvod uzavrieme, pretečie ním elektrický prúd. Je však príliš malý na to, aby bol obmedzený na použitie jednej alebo dvoch fotobuniek.
Typicky sú jednotlivé komponenty spojené v systéme, aby vytvorili batériu. Moduly sú vytvorené z niekoľkých podobných batérií. Čím väčší je počet spojených fotobuniek, tým vyššia je účinnosť technického systému. Dôležitá je aj poloha solárnej batérie vzhľadom na svetelný tok. Množstvo energie priamo závisí od uhla, pod ktorým slnečné lúče dopadajú na solárne články.
Jednou z hlavných výkonnostných charakteristík solárnej batérie je koeficient výkonu (COP). Je definovaný ako výsledok delenia výkonu prijatej energie výkonom svetelného toku, ktorý dopadá na pracovnú plochu batérie. Doposiaľ sa účinnosť solárnych panelov používaných v praxi pohybuje od 10 do 25 percent.
Na jeseň 2013 sa v tlači objavili správy, že sa nemeckým inžinierom podarilo vytvoriť experimentálnu fotobunku, ktorej účinnosť sa blíži k 45 %. Na dosiahnutie takého neuveriteľného výkonu pre štandardnú solárnu batériu museli dizajnéri použiť štvorposchodové usporiadanie fotobuniek. To umožnilo zvýšiť celkový počet užitočných polovodičových prechodov.
Odborníci vypočítali, že v budúcnosti bude celkom možné dosiahnuť vyššiu mieru účinnosti, až 85%. Aký je dôvod súčasného oneskorenia batérie od vypočítaných charakteristík? Rozdiel medzi skutočnými číslami a teoreticky možnými ukazovateľmi sa vysvetľuje vlastnosťami materiálov použitých na výrobu batérií. Panely sú zvyčajne vyrobené z kremíka, ktorý dokáže absorbovať iba infračervené žiarenie. Ale energia ultrafialových lúčov sa takmer nevyužíva.
Jedným zo spôsobov, ako zvýšiť účinnosť solárnych článkov, je použitie viacvrstvových štruktúr. Takýto modul obsahuje niekoľko tenkých vrstiev vyrobených z rôznych materiálov. V tomto prípade sa látky vyberajú tak, aby boli vrstvy konzistentné z hľadiska absorpcie energie. Teoreticky môžu takéto viacvrstvové „koláče“ poskytnúť účinnosť až takmer 90 %.
Ďalšou perspektívnou oblasťou vývoja je použitie panelov vyrobených z monokryštálov kremíka. Bohužiaľ, tento materiál je stále výrazne drahší ako polykryštalické analógy. Pre zvýšenie účinnosti solárnych článkov je teda potrebné predražiť dizajn, čím sa zvyšuje doba návratnosti.
Zdroje:
- Nastavte nový rekord v účinnosti solárnych panelov v roku 2019
Tip 3: Ako vyrobiť vylepšený solárny panel v Minecrafte
S modom Industrial Craft 2 prichádza do sveta Minecraft technológia dvadsiateho prvého storočia. Hráč má možnosť vytvárať najnovšie inštalácie na výrobu energie, automatizáciu rôznych procesov a iné herné úlohy. Pre prvú z vyššie uvedených akcií je solárny panel veľmi užitočný.
Rozdiel medzi vylepšeným solárnym panelom a konvenčným
Takéto zdroje energie existujú v Priemyselnom remesle od samého začiatku. Hráči s nimi však neboli veľmi spokojní. Pre skutočne kompletné doplnenie energetických potrieb v hre bolo potrebné postaviť len obrovské ihrisko, pozostávajúce výhradne zo solárnych panelov. Okrem toho boli takéto zariadenia veľmi náladové, pokiaľ ide o poveternostné podmienky a dennú dobu. Fungovali v podstate len za jasného dňa, a preto z nich bol malý zmysel.
Preto vývojári modu vytvorili špeciálny doplnok - Advanced Solar Panels. Tento doplnok pridal do hry vylepšené panely na akumuláciu a premenu slnečnej energie. Stali sa kompaktnejšími, ale zároveň veľmi priestrannými. Navyše sú schopné vyrábať elektrinu aj v noci a za nepriaznivého počasia.
Zdroje na vytvorenie takéhoto panelu jednoduchým spôsobom
Predpokladá sa, že takýto panel bude vytvorený dvoma spôsobmi - jednoduchším a komplikovanejším. V prvom prípade budete na jeho vytvorenie potrebovať solárnu batériu, kompozitné, vystužené sklo, vylepšený elektrický obvod a vylepšené puzdro mechanizmu alebo svietiacu vystuženú platňu - podľa toho, ktorá verzia modu sa použije: 3.3.4 alebo staršie.
Kompozit sa získava lisovaním špeciálneho kompozitného ingotu pomocou kompresora. Tento zdrojový materiál je vytvorený zo zliatiny troch kovov: rafinovaného železa, bronzu a cínu - vo forme ingotov alebo plátov. Kompozit je tiež potrebný na výrobu vystuženého skla. Za týmto účelom sú dve z jeho dosiek inštalované v extrémnych bunkách stredného vertikálneho alebo horizontálneho radu pracovného stola. Zvyšné sloty sú obsadené sklenenými blokmi. Z tohto množstva materiálov sa získa sedem jednotiek vystuženého skla.
Výroba solárneho panelu je oveľa náročnejšia. Bude si to vyžadovať tri sklenené bloky a jednotky uhoľného prachu, dva elektrické obvody a generátor. Ten je inštalovaný v strede spodného radu remeselnej mriežky, po jeho stranách sú umiestnené elektrické obvody, nad ním a v horných rohoch je umiestnený uhoľný prach a ostatné miesta idú do skla.
Vylepšený elektrický obvod je vyrobený z bežného obvodu, ktorý musí byť určite umiestnený v strede stroja. V rohoch jeho mriežky budú štyri jednotky červenokamenného prachu, v dvoch zostávajúcich vertikálnych bunkách - ľahký prach (vytvorený zničením gloustonu - svietiaceho kameňa z pekla) a v páre horizontálnych - lapis lazuli. .
Vylepšené puzdro mechanizmu je vyrobené z podobného jednoduchého zariadenia. Zvyčajné telo mechanizmu musí byť umiestnené v centrálnej bunke pracovného stola, po stranách sú umiestnené dve jednotky uhlíkových vlákien (získané lisovaním uhlíkových vlákien), v rohoch sú umiestnené štyri dosky z tvrdeného železa a do zvyšných dvoch buniek sa vloží kompozit.
Ak sa namiesto takéhoto telesa mechanizmu použije svietiaca vystužená doska, získa sa z mierne odlišných zdrojov. Tentoraz pôjde do stredu stroja vystužená doska zo železa a irídia, pod ňu, nad ňu sa vloží diamant - slnečná časť (z ľahkého prachu a dvoch jednotiek ružovej hmoty), po stranách ultramarín a červený prach v rohoch.
Zostavenie vylepšeného solárneho panelu so správnymi zdrojmi nie je náročné. Celý horný rad pracovného stola zaberú tri bloky zosilneného skla, do stredovej štrbiny pôjde solárna batéria, na jeho boky kompozit, pod ním budú dva vylepšené elektrické obvody a medzi nimi budú byť vylepšeným puzdrom mechanizmu alebo svietiacou zosilnenou doskou.
Zložitý spôsob, ako vytvoriť ekologický zdroj energie
Výroba vylepšeného solárneho panelu podľa zložitejšieho receptu by sa mala robiť približne rovnakým spôsobom. Jediným vážnym rozdielom je, že namiesto vystuženého skla bude použitý svetelný sklenený panel v rovnakom množstve - tri kusy.
Aby ste to urobili, musíte najskôr vyrobiť žeravý urán. Na tento účel je potrebné umiestniť obohatený ingot do stredu pracovného stola a na boky, spodok a vrch umiestniť štyri jednotky ľahkého prachu. Takéto výrobky budú vyžadovať dva kusy.
Žeravé uránové ingoty pôjdu do krajných článkov stredného horizontálneho radu stroja, medzi nimi bude stáť ľahký prach a zvyšných šesť štrbín obsadí vystužené sklo. Výsledkom budú svietiace sklenené panely a v dostatočnom množstve - šesť kusov (to stačí na dva vylepšené solárne panely).
Využívanie alternatívnych zdrojov energie je v našej spoločnosti čoraz populárnejšie. Akumulácia slnečného žiarenia je užitočná nielen pre životné prostredie, ale aj pre úsporu peňazí vynaložených na elektrickú energiu. Ak vám záleží na životnom prostredí alebo len nechcete míňať peniaze navyše, potom vám ponúkame článok o tom, ako vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami z improvizovaných materiálov. Zvyčajne na fórach píšu o fotobunkách, ktorých ceny sú veľmi vysoké. Vďaka našim tipom sa dozviete, ako si kompletne postaviť domácu batériu, ktorá výrazne minimalizuje vaše náklady.
Materiály na výrobu
Na výrobu zariadenia doma budete potrebovať:
- Medený plech. Jeho priemerná cena je asi sto päťdesiat rubľov na 0,9 m2. Bude to trvať asi 0,45 m2.
- Svorky v dvoch kusoch. Bežne označované ako „krokodíly“.
- Tester alebo mikroampérmeter. Toto zariadenie je potrebné na meranie sily prúdu v rozsahu medzi desiatimi a päťdesiatimi mikroampérmi.
- Elektrický sporák s výkonom 1100 wattov, aby sa špirála začervenala.
- Plastová fľaša, ktorej musíte sami odrezať hrdlo.
- Kuchynská soľ. Niekoľko polievkových lyžíc.
- Ohriata voda.
- "brúsny papier".
Pokyny krok za krokom
Ak chcete vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami, musíte postupovať podľa týchto krokov:
- Z plátu odrezáme kúsok medi takej veľkosti, aby sme ho mohli položiť na špirálu elektrického sporáka. Pre dobrý výsledok očistíme odrezaný kus od prachu a nečistôt.
- Potom ho položte na špirálovú platňu. V dôsledku chemických reakcií sa meď pri zahrievaní začne meniť. Vtedy meď sčernie, počítajte ešte 30 minút, aby čierna vrstva zhrubla.
- Potom spotrebič vypnite. Kus určený na výrobu solárnej batérie vlastnými rukami nechajte vychladnúť. Chladenie, meď a oxid medi sa budú zmršťovať rôznymi rýchlosťami. Potom začne oddeľovanie oxidu.
Mimochodom, takáto solárna batéria dokáže vyrobiť niekoľko miliampérov aj bez slnka! Odporúčame, aby ste sa okamžite pozreli na vážnejšiu možnosť využitia alternatívnych zdrojov energie, o ktorej sme popísali v článku!
Inštruktážne video o tom, ako si vyrobiť nabíjačku doma
Nabíjanie telefónu zo slnka
Teraz vám povieme, ako zostaviť solárnu batériu, ktorá dokáže nabíjať mobilný telefón. Vyrobením batérie pozostávajúcej z jednotlivých častí na báze monokryštálového kremíka nie sú vylúčené problémy s ich spájkovaním. Ak si nie ste istí, že môžete urobiť všetko sami, je lepšie si vybrať už vyrobené moduly. No, ak pozostávajú z desiatich monokryštálových prvkov, zodpovedajú veľkosti vášho puzdra na mobil a majú napätie päť voltov. 
Solárne články môžu byť prítomné aj v solárnych kalkulačkách. V týchto zariadeniach na počítanie čísel sa používajú hlavne amorfné prvky, kde je polovodičová vrstva umiestnená na malej sklenenej doske. Vzhľadom na to, že moduly tohto typu dávajú okolo jeden a pol voltu, potrebujeme štyri kusy so sériovým zapojením. Na kladný pól batérie nezabudnite prispájkovať diódu, ktorá bude slúžiť ako ventil, ktorý zabráni plytvaniu batérie cez solárny panel. Diódu môžete získať z dosky baterky. Aby náš vynález slúžil spoľahlivejšie, vyplníme priečne okraje modulov horúcim lepidlom.
Prehľad zložitejšieho modelu
Zvážte vytvorenie a napájanie jednoduchého solárneho okruhu. Potrebujeme:
- Dirigenti.
- Spájkovačka.
- Tranzistory.
- Inštalačný panel.
Definujte základňu prvkov. Vyberme si kremíkové tranzistorové časti série pod číslom KT801. Ľahko sa inštalujú a nepoškodia monokryštálové komponenty obvodu. Pred inštaláciou z nich odstráňte kryt pomocou klieští.
Nastavte parametre. Pri dennom svetle by mali produkovať 0,53 voltu s negatívnym kolektorom a emitorom, ale s kladnou bázou.
Zisťujeme výkon tranzistorov, v závislosti od roku výroby sa môže značne líšiť.
Výkonná batéria
Nižšie je uvedený výkres použitý na vytvorenie batérie, ktorá dokáže napájať veľký dom alebo veľký byt.
Budete potrebovať:
- Rámový panel z preglejky.
- Materiál, ktorý nevedie elektrický prúd.
- Solárne panely.
- Spájkovacie zariadenie.
- Schottkyho dióda.
- Medené drôty.
- Plexiskla na zakrytie.
- Vákuové držiaky na batériu vyrobené zo silikónu.
- skrutky.
Všetky tieto materiály sa dajú ľahko získať v bežných železiarňach.
Ako si vybrať batérie
Solárne panely, ako dôležité prvky solárneho panelu, môžu stáť astronomické sumy a je lepšie kúpiť použité alebo poškodené na ďalšiu opravu.
Najdrahšie solárne články sú navoskované na rovnomerné napätie, takže ako analógy k nim možno použiť jednoduché batérie odolné voči nárazom.
Je dôležité kupovať takéto batérie ako súpravu, pre rovnakú tepelnú vodivosť a štruktúru.
Dizajn
Vzhľadom na krehkosť batérie by jej telo malo byť podobné škatuľke s malými bočnými rebrami, aby sa minimalizovalo blokovanie slnečného žiarenia.
Krabica by mala byť malá, aby sa ušetrila energia vodičov a prenosných radiátorov. Podklad bude uložený v puzdre ošetrenom špeciálnou farbou a s vetracími otvormi v spodnej časti.
Ako pripojiť batériu
Ak má batéria kovové výčnelky, potom bude inštalácia jednoduchá: panely budú musieť byť spojené spájkovaním uší batérie. Spájkovanie musí byť veľmi opatrné, aby sa nepoškodili krehké časti batérie. Najprv spojte negatívne výstupky na prednej strane prvej bunky s negatívnymi výstupkami umiestnenými na spodnej strane druhej bunky.
Inštalácia batérie do šasi
Lepidlo by sa malo nanášať iba do stredu buniek a vkladať až vtedy, keď silikón zaschne. Pripojte všetky články k drôtu a vložte ho do otvoru otvoreného v spodnej časti panelu a potom zaistite silikónovým tmelom.
Pred umiestnením skla je potrebné nainštalovať Schottkyho diódu a pripojiť ju k citlivým teplovodným prvkom. Jeho funkciou je chrániť batériu pred prepätím.
Stále viac ľudí sa snaží kúpiť domy, ktoré sa nachádzajú ďaleko od centier civilizácie. Existuje na to veľa dôvodov, z ktorých hlavný je pravdepodobne environmentálny. Nie je žiadnym tajomstvom, že intenzívny rozvoj priemyslu má neblahý vplyv na stav životného prostredia. No pri kúpe takéhoto domu môžete naraziť na nedostatok elektriny, bez ktorej si život v dvadsiatom prvom storočí už len ťažko vieme predstaviť.
Problém poskytovania energie do budovy, ktorá sa nachádza ďaleko od centier civilizácie, možno vyriešiť inštaláciou veterného generátora. Táto metóda však nie je ani zďaleka ideálna. Aby elektrina stačila pre celý dom, bude potrebné nainštalovať veľký veterný mlyn alebo niekoľko, ale aj v tomto prípade bude dodávka energie epizodická, v pokojnom počasí chýba.
Na zabezpečenie stability dodávok energie v domácnosti je efektívnym riešením použitie veterného generátora a solárnej batérie spolu, ale, bohužiaľ, batérie nie sú ani zďaleka lacné. Riešením týchto ťažkostí by bola výroba solárnej batérie vlastnými rukami, ktorá by bola schopná konkurovať za rovnakých podmienok továrenským, pokiaľ ide o výkon, ale zároveň je príjemné sa od nich líšiť cenou. A existuje také riešenie!
Na začiatok je potrebné definovať, čo je solárna batéria. Vo svojom jadre je to kontajner obsahujúci rad prvkov, ktoré premieňajú slnečnú energiu na elektrickú energiu. Slovo "pole" je v tomto prípade použiteľné, pretože na vytvorenie dostatočného množstva energie potrebnej v podmienkach napájania obytnej budovy budú solárne články vyžadovať dosť pôsobivé množstvo. Vzhľadom na vysokú krehkosť prvkov sú nevyhnutne kombinované do batérie, ktorá im poskytuje ochranu pred mechanickým poškodením a spája vyrobenú energiu. Ako vidíte, v základnej štruktúre solárnej batérie nie je nič zložité, takže je celkom možné to urobiť sami.
Pred priamym pristúpením k akciám je zvyčajné vykonať hlbokú teoretickú prípravu, aby sa predišlo zbytočným ťažkostiam a nákladom v procese. Práve v tejto fáze mnohí nadšenci narážajú na prvú prekážku – takmer úplnú absenciu informácií, ktoré sú užitočné z praktického hľadiska. Je to tento jav, ktorý vytvára pritiahnutý vzhľad zložitosti solárnych panelov: keďže ich nikto nevyrába sám, potom je to ťažké. Pomocou logického myslenia však môžete dospieť k nasledujúcim záverom:
- základ účelnosti celého procesu spočíva v akvizícii solárne bunky za dostupnú cenu
- nákup nových prvkov je vylúčený z dôvodu ich vysokej ceny a obtiažnosti nákupu v požadovanom množstve.
- Chybné a poškodené solárne články je možné zakúpiť z eBay a iných zdrojov za výrazne nižšie ceny ako nové.
- chybné prvky môžu byť v daných podmienkach dobre použité.
Na základe zistení je zrejmé, že ďalším krokom v výroba solárnych batérií kúpi chybné solárne články. V našom prípade boli položky zakúpené na eBay.
Zakúpené monokryštalické solárne články boli 3x6 palcov a každý z nich vydal približne 0,5 V energie. Teda 36 takýchto článkov zapojených do série dáva celkovo asi 18V, čo je dosť na efektívne dobitie 12V batérie. Treba mať na pamäti, že takéto solárne články sú krehké a krehké, takže pravdepodobnosť ich poškodenia pri neopatrnej manipulácii je extrémne vysoká.
Pre zaistenie ochrany pred mechanickým poškodením predajca navoskoval sady po osemnástich kusoch. Na jednej strane je to účinné opatrenie, aby sa predišlo poškodeniu počas prepravy, na druhej strane zbytočným problémom, pretože odstraňovanie vosku pravdepodobne nebude pre nikoho príjemnou a jednoduchou úlohou. Preto ak je to možné, nákup prvkov, ktoré nie sú pokryté voskom, je najlepším riešením. Ak budete venovať pozornosť zobrazeným svetelným prvkom, môžete vidieť, že majú spájkované vodiče. Aj v tomto prípade budete musieť pracovať s spájkovačkou, no ak si zaobstaráte prvky bez vodičov, bude práce mnohonásobne viac.
Zároveň bolo od iného predajcu zakúpených pár sád prvkov, ktoré neboli plnené voskom. Prišli zabalené v plastovej škatuľke s drobnými čipmi na bokoch. V našom prípade o čipy nešlo, pretože nedokázali výrazne znížiť účinnosť celého prvku. Možno však niekto zažil katastrofálnejšie následky poškodenia počas prepravy, na čo treba pamätať. Nakúpené články stačili na výrobu dvoch solárnych panelov aj s prebytkom v prípade nepredvídaného poškodenia alebo poruchy.
Samozrejme, pri výrobe solárnej batérie môžete použiť ďalšie svetelné prvky v širokej škále veľkostí a tvarov, ktoré sú dostupné u predajcov. V tomto prípade je potrebné pamätať na tri veci:
- Svetelné prvky rovnakého typu vytvárajú rovnaké napätia bez ohľadu na veľkosť a tvar, takže ich požadovaný počet zostane rovnaký
- Generovanie prúdu priamo súvisí s veľkosťou prvku: veľké generujú viac prúdu, malé - menej.
- Celkový výkon solárnej batérie je určený jej napätím vynásobeným prúdom.
Ako môžete vidieť, použitie veľkých článkov pri výrobe solárnej batérie môže poskytnúť vyšší výkon, ale zároveň môže byť samotná batéria objemnejšia a ťažšia. Pri použití menších článkov sa zmenší veľkosť a hmotnosť hotovej batérie, no zároveň sa zníži aj výstupný výkon. Dôrazne sa neodporúča používať solárne články rôznych veľkostí v tej istej batérii, pretože prúd generovaný batériou bude ekvivalentný prúdu najmenšieho použitého článku.
V našom prípade zakúpené solárne články s veľkosťou 3x6 palcov generovali prúd asi 3 ampéry. Za slnečného počasia je tridsaťšesť prvkov zapojených do série schopných dodať výkon približne 60 wattov. Postava nie je mimoriadne pôsobivá, ale je to lepšie ako nič. Je potrebné vziať do úvahy, že špecifikovaný výkon sa bude generovať každý slnečný deň nabíjaním batérie. V prípade použitia elektriny na napájanie svietidiel a zariadení s nízkou spotrebou prúdu je tento výkon úplne postačujúci. Nezabudnite na veterný generátor, ktorý tiež vyrába energiu.
Po získaní solárnych článkov nie je ani zďaleka zbytočné schovávať ich pred ľudskými očami na bezpečnom mieste, chránenom pred deťmi a domácimi zvieratami, až do momentu, kedy sa dajú priamo nainštalovať do solárnej batérie. Toto je životne dôležitá nevyhnutnosť vzhľadom na extrémne vysokú krehkosť prvkov a ich náchylnosť na mechanickú deformáciu.
V skutočnosti nie je puzdro na solárnu batériu nič iné ako jednoduchá plytká škatuľka. Schránka musí byť určite plytká, aby jej strany nevytvárali tiene, keď slnečné svetlo dopadne na batériu pod veľkým uhlom. 3/8 ″ preglejka a 3/4 ″ hrubé bočnice sú ako materiál vhodné. Pre lepšiu spoľahlivosť nebude zbytočné upevňovať strany dvoma spôsobmi - lepením a skrutkovaním. Pre zjednodušenie následného spájkovania prvkov je lepšie rozdeliť batériu na dve časti. Úlohu separátora plní lišta umiestnená v strede škatule.
Na tomto malom náčrte môžete vidieť rozmery v palcoch (1 palec sa rovná 2,54 cm.) solárneho poľa vyrobeného v našom prípade. Boky sú umiestnené na všetkých okrajoch a v strede batérie a majú hrúbku 3/4 palca. Tento náčrt v žiadnom prípade netvrdí, že je štandardom pri výrobe batérie, bol skôr vytvorený na základe osobných preferencií. Rozmery sú uvedené kvôli prehľadnosti, ale v zásade môžu byť, rovnako ako dizajn, odlišné. Nebojte sa experimentovať a je pravdepodobné, že batéria môže dopadnúť lepšie ako v našom prípade.
Pohľad na polovicu krytu batérie, v ktorej bude umiestnená prvá skupina solárnych článkov. Malé otvory, ktoré vidíte na bokoch, nie sú nič iné ako vetracie otvory. Sú navrhnuté tak, aby odstraňovali vlhkosť a udržiavali vo vnútri batérie tlak ekvivalentný atmosférickému. Špeciálnu pozornosť by ste si mali dávať na umiestnenie ventilačných otvorov v spodnej časti puzdra batérie, pretože ich umiestnenie v hornej časti spôsobí prenikanie nadmernej vlhkosti zvonku. V tyči umiestnenej v strede musia byť tiež vytvorené otvory.
Ako podklady poslúžia dva narezané kusy drevovláknitých dosiek, t.j. budú na nich inštalované solárne články. Ako alternatíva k drevovláknitým doskám je vhodný akýkoľvek tenký materiál s vysokou tuhosťou a nevodivým elektrickým prúdom.
Na ochranu solárnej batérie pred agresívnymi vplyvmi klímy a prostredia sa používa plexisklo, ktoré potrebuje zakryť prednú stranu. V tomto prípade boli odrezané dva kusy, ale možno použiť jeden veľký kus. Použitie obyčajného skla sa neodporúča kvôli jeho zvýšenej krehkosti.
Tu je problém! Aby sa zabezpečilo upevnenie pomocou skrutiek, bolo rozhodnuté vyvŕtať otvory okolo okraja. Pri silnom tlaku pri vŕtaní môže dôjsť k prasknutiu plexiskla, čo sa stalo aj v našom prípade. Problém sa vyriešil vŕtaním v blízkosti nového otvoru a zlomený kus sa jednoducho prilepil.
Potom boli všetky drevené časti solárnej batérie natreté niekoľkými vrstvami farby, aby sa zvýšila ochrana konštrukcie pred vlhkosťou a vplyvmi prostredia. Maľovanie prebiehalo vo vnútri aj vonku. Farba laku, ako aj typ sa môžu líšiť v širokom rozmedzí, v našom prípade bola použitá farba, ktorá je dostupná v dostatočnom množstve.
Podklady boli natierané aj obojstranne a vo viacerých vrstvách. Zvláštnu pozornosť treba venovať náteru podkladu, pretože ak je náter nekvalitný, drevo sa môže vplyvom vlhkosti začať krútiť, čo pravdepodobne povedie k poškodeniu solárnych článkov, ktoré sú na ňom nalepené.
Teraz, keď je kryt solárneho panela pripravený a vysychá, je čas začať s prípravou prvkov.
Ako už bolo spomenuté, odstraňovanie vosku z prvkov nie je príjemná úloha. Počas experimentov sa pokusom a omylom našiel účinný spôsob. Odporúčania pre nákup nenavoskovaných predmetov však zostávajú rovnaké.
Na roztavenie vosku a oddelenie prvkov od seba je potrebné solárne články namočiť do horúcej vody. V tomto prípade by sa mala vylúčiť možnosť vriacej vody, pretože násilné varenie môže poškodiť prvky a narušiť ich elektrické kontakty. Aby ste predišli nerovnomernému ohrevu, odporúča sa umiestniť prvky do studenej vody a mierne zahriať. Malo by sa zdržať vyťahovania prvkov z panvice vodičmi, pretože sa môžu zlomiť.
Táto fotografia zobrazuje konečnú verziu odstraňovača vosku. V pozadí na pravej strane je prvá nádoba určená na roztopenie vosku. Naľavo v popredí je nádoba s horúcou mydlovou vodou a napravo čistá voda. Voda vo všetkých nádobách je dosť horúca, ale pod bodom varu vody. Jednoduchý technologický postup na odstraňovanie vosku je nasledovný: roztopiť vosk v prvej nádobe, potom preniesť prvok do horúcej mydlovej vody, aby sa odstránili zvyšky vosku, a nakoniec opláchnuť čistou vodou. Po očistení od vosku musia byť prvky vysušené, preto boli položené na uterák. Treba poznamenať, že vypúšťanie mydlovej vody do kanalizácie je neprijateľné, pretože vosk po vychladnutí stvrdne a upchá ho. Výsledkom čistiaceho procesu je takmer úplné odstránenie vosku zo solárnych článkov. Zvyšný vosk nie je schopný zasahovať do spájkovania ani do prevádzky prvkov.
Solárne články sa po vyčistení sušia na uteráku. Po odstránení vosku sa prvky stali výrazne krehkejšími, čo sťažovalo ich skladovanie a manipuláciu. Odporúča sa, aby sa čistenie nevykonávalo, kým nie je potrebné inštalovať ich priamo do solárneho panelu.
Na zjednodušenie procesu montáže prvkov sa odporúča začať nakreslením mriežky na základni. Po vykreslení boli prvky položené na mriežku obrátene, aby sa mohli spájkovať. Všetkých osemnásť prvkov nachádzajúcich sa v každej polovici bolo zapojených do série, potom boli polovice tiež spojené, tiež sériovým spôsobom, aby sa získalo požadované napätie
Zo začiatku sa môže zdať priľnavosť prvkov k sebe zložitá, ale časom sa to zjednoduší. Odporúča sa začať s dvoma prvkami. Vodiče jedného prvku je potrebné umiestniť tak, aby pretínali spájkovacie body druhého prvku, mali by ste sa tiež uistiť, že prvky sú nainštalované podľa označenia.
Na priame spájkovanie sa použila spájkovačka s nízkym výkonom a tyčinka s kolofónnym jadrom. Pred spájkovaním boli spájkovacie body namazané tavidlom pomocou špeciálnej ceruzky. V žiadnom prípade by ste nemali vyvíjať tlak na spájkovačku. Prvky sú také krehké, že pri malom tlaku sa môžu stať nepoužiteľnými.
Opakovanie spájkovania sa uskutočňovalo až do vytvorenia reťazca pozostávajúceho zo šiestich prvkov. Spojovacie tyče z rozbitých solárnych článkov boli prispájkované k zadnej strane prvku reťaze, ktorý bol posledný. Takéto reťazce boli tri - do siete bolo úspešne pripojených celkom 18 prvkov prvej polovice batérie.
Vzhľadom na to, že všetky tri reťaze musia byť zapojené do série, stredná reťaz bola otočená o 180 stupňov voči ostatným. Celková orientácia reťazí skončila ako správna. Ďalším krokom je prilepenie prvkov na miesto.
Implementácia solárnych článkov môže vyžadovať určitú zručnosť. Do stredu každého prvku jednej reťaze je potrebné naniesť malú kvapku tmelu na báze silikónu. Potom by ste mali reťaz otočiť lícom nahor a umiestniť solárne články podľa predtým aplikovaných značiek. Potom musíte prvky ľahko stlačiť a jemne zatlačiť do stredu, aby ste ich prilepili. Výrazné ťažkosti môžu nastať hlavne pri prevracaní pružnej reťaze, takže pár rúk navyše v tejto fáze nezaškodí.
Neodporúča sa nanášať nadmerné množstvo lepidla a lepiť prvky okolo okrajov. Je to spôsobené tým, že samotné prvky a podklad, na ktorom sú inštalované, sa pri zmene podmienok vlhkosti a teploty zdeformujú, čo môže viesť k poruche prvkov.
Takto vyzerá zložená polovica solárnej batérie. Na spojenie prvého a druhého reťazca prvkov sa použil medený opletený kábel.
Na tieto účely sú celkom vhodné špeciálne pneumatiky alebo dokonca medené drôty. Podobné spojenie sa musí vykonať na zadnej strane. Drôt bol pripevnený k základni kvapkou tmelu.
Test prvej vyrobenej polovice batérie na slnku. Pri slabej slnečnej aktivite vyrábaná polovica generuje 9,31 V. Celkom dobré. Je čas začať vyrábať druhú polovicu batérie.
Každá polovica dokonale sedí na svojom mieste. Na upevnenie základne vo vnútri batérie boli použité 4 malé skrutky.
Drôt určený na spojenie polovíc solárneho poľa bol vedený cez otvor v centrálnej rímse a zaistený tmelom.
Každý solárny panel v systéme je potrebné napájať blokovacou diódou, ktorá musí byť zapojená do série s batériou. Je navrhnutý tak, aby zabránil vybitiu batérie cez batériu. Použitá dióda je 3,3A Schottkyho dióda, ktorá má oveľa nižší úbytok napätia ako bežné diódy, čím sa minimalizuje strata výkonu na dióde. Sada dvadsiatich piatich značkových diód 31DQ03 bola zakúpená len za pár dolárov na eBay.
Na základe technických charakteristík diód je najlepším miestom na ich umiestnenie vnútro batérie. Je to spôsobené závislosťou poklesu napätia diódy od teploty. Keďže teplota vo vnútri batérie bude vyššia ako okolitá, účinnosť diódy sa zvýši. Na upevnenie diódy bol použitý tmel.
Aby sa drôty dostali von, bola v spodnej časti solárneho panelu vyvŕtaná diera. Drôty je lepšie zviazať do uzla a zaistiť tmelom, aby nedošlo k ich následnému ťahaniu.
Pred inštaláciou ochrany z plexiskla je nevyhnutné nechať tmel zaschnúť. Silikónové výpary môžu vytvoriť film na vnútornej strane plexiskla, ak silikón nenecháte zaschnúť na vzduchu.
Na výstupný vodič solárneho poľa bol pripojený dvojkolíkový konektor, ktorého zásuvka bude v budúcnosti pripojená k regulátoru nabíjania batérie používaného pre veternú turbínu. Výsledkom je, že solárna batéria a veterný generátor budú môcť pracovať paralelne.
Takto vyzerá finálna verzia solárneho panelu s nainštalovanou obrazovkou. Neponáhľajte sa s utesnením spojov plexiskla pred vykonaním úplného testu výkonu batérie. Môže sa stať, že na jednom z článkov sa uvoľnil kontakt a na odstránenie problému je potrebný prístup do vnútra batérie.
Predbežné výpočty boli opodstatnené: hotová solárna batéria na jasnom jesennom slnku vydáva 18,88 V bez zaťaženia.
Tento test bol vykonaný za podobných podmienok a ukazuje vynikajúci výkon batérie – 3,05A.
Solárna batéria v prevádzkových podmienkach. Pre zachovanie orientácie na slnko sa batéria niekoľkokrát denne presúva, čo samo o sebe nie je náročné. V budúcnosti je možné nainštalovať automatické sledovanie polohy slnka na oblohe.
Aké sú teda konečné náklady na batériu, ktorú sa nám podarilo vyrobiť vlastnými rukami? Vzhľadom na to, že v našej dielni sme mali kusy dreva, drôty a ďalšie veci užitočné pri výrobe batérie, naše výpočty sa môžu mierne líšiť. Konečné náklady na solárny panel boli 105 dolárov, vrátane 74 dolárov vynaložených na nákup samotných článkov.
Súhlasím, nie je to tak zlé! To je len zlomok ceny továrensky vybavenej batérie. A v tomto nie je nič zložité! Na zvýšenie výstupného výkonu je celkom možné postaviť niekoľko takýchto batérií.