Виготовлення сонячних батарей для дому своїми руками

Сьогодні сонячні батареї - одні з найпоширеніших і ефективних варіантів альтернативної енергії. На сучасному ринку можна без особливих зусиль знайти таку конструкцію, хоча, в звязку з великою вартістю, придбати її зможе не кожен. У звязку з цим багато власників приватних будинків конструюють саморобні сонячні батареї. Залежно від необхідної потужності таких конструкцій, існує кілька способів їх виготовлення.

вибираємо матеріал

Перед тим як розпочати складання сонячних батарей своїми руками для будинку, необхідно вирішити, які матеріали будуть взяті за основу майбутнього виробу. Основною частиною фотопанелі є фотоелементи, серед яких найбільшого поширення набули елементи з монокристалічного і полікристалічного кремнію. ККД монокристалів близько 13%, а полікристалів - 7-9%. Тому сонячні батареї своїми руками найчастіше виготовляють саме з цих елементів. Зовнішній вигляд такої конструкції показаний на Рис. 1.

Для виготовлення сонячних батарей для дому нам знадобляться такі матеріали та інструменти:

• фотоелементи;
• плоскі провідники;
• блокуючий (шунтирующий) діод;
• алюмінієві куточки;
• полікарбонат або скло;
• пластикові пластини;
• кріпильні металовироби;
• паяльник;
• паяльна кислота, припой;
• силіконовий герметик;
• кабелі для струмовідводу;
• двостороння монтажна стрічка.

Придбати фотоелементи можна на багатьох сайтах або в спеціалізованих магазинах. До речі, купувати набір, який, крім пластин, містить ще провідники і блокуючий діод вигідніше, ніж шукати їх окремо.

Для створення корпусу найкраще підійдуть невеликі алюмінієві куточки. Виготовляти корпус з дерева не рекомендується, тому що він постійно буде знаходитися під погодних впливом, що негативно позначиться на терміні його служби. В якості зовнішнього покриття пластин добре підходить полікарбонат або просте скло.

Пайка провідників

Коли всі складові в наявності, приступаємо до складання сонячних батарей своїми руками. Спочатку потрібно припаяти провідники до фотоелементів. Цей процес досить трудомісткий і повязаний з деякими труднощами, тому що пластини маю тендітну конструкцію, тому при їх пайку потрібно бути особливо уважним.

На цьому етапі порядок дій буде такий:

• нарізати провідники необхідної довжини;
• помістити провідник на осередок;
• нанести припой і паяльну кислоту на місце зєднання;
• обережно припаяти провідник.

При зєднанні пластин потрібно памятати, що тильна її сторона - це «+», а лицьова - «-», тобто припаяні на одну сторону провідники першої пластини повинні зєднуватися з протилежною стороною другої пластини і т.д.

Якщо дві пластини зєднати однойменними сторонами, то вийде елемент з подвоєним струмом. Відповідно, дві пластини по 8 А дадуть модуль на 16 А.

збірка корпусу

Щоб змайструвати корпус для сонячних батарей своїми руками, нам потрібні алюмінієві куточки потрібних розмірів і кріпильні металовироби. Не потрібно використовувати високі куточки, тому що їх установка буде затінювати фотоелементи і збільшить товщину всієї конструкції. На внутрішню грань зєднаних профілів наноситься силіконовий герметик. На шар герметика кладеться лист прозорого матеріалу (полікарбонат або скло), притискається і фіксується. Після того як силікон висохне, скло додатково фіксується за допомогою метизів (Рис. 2).

Після цього проводиться установка зєднаних між собою фотоелементів на внутрішню площину прозорій поверхні, причому відстань між ними має бути близько 5 мм. Це потрібно для того, щоб осередки під впливом високих температур змогли вільно розширюватися.

Далі все саморобні елементи батареї для дому необхідно спаяти в єдину конструкцію. Це можна зробити за схемою, показаної на Рис. 3. У схемі в обовязковому порядку повинен бути присутнім шунтирующий діод, який монтується на «плюсовому» провіднику. Він потрібен для того, щоб акумулятор, приєднаний до системи, в нічний час не розряджався. Для цих цілей найкраще підходять діоди Шотткі. Для токоотвода можна використовувати звичайні кабелі з гарною ізоляцією.

Потім виконується монтаж фотоелементів і герметизація панелі за допомогою міцного пластику. Для цього на осередки завдають силікон і притискають їх до пластмасової пластини. Якщо використовувати прозорий пластик, то можна буде контролювати технічний стан осередків і можлива поява будь-яких дефектів.

Коли силікон застигне, проводиться установка панелі в алюмінієву раму. Для кріплення фотоелементів можна використовувати і двосторонній монтажний скотч. Головне, щоб товщина стрічки перевищувала товщину пайки, щоб запобігти пошкодженню контактів.

Сонячні батареї на основі діодів

Якщо ваш бюджет не дозволяє придбати фотоелементи для харчування вдома електричною енергією, можна створити саморобні сонячні батареї своїми руками на основі транзисторів або діодів. Така конструкція послужить автономним джерелом живлення для електроприладів невеликої потужності.

Її робота полягає в залежності струму від ступеня освітленості р-n переходу, за допомогою якої є можливість перетворити світлове випромінювання в електричний струм. Сила струму буде залежати від таких факторів: матеріалу, з якого виготовлений напівпровідник (германій, кремній і ін.) - Ступеня освітленості, площі поверхні р-n переходу.

Для створення сонячних батарей своїми руками на основі діодів вам знадобляться:

• 55 діодів марки КД202 (Д226, Д237);
• плоскогубці;
• ножиці по металу;
• текстолитовая плата;
• мідний дріт;
• гайки М5;
• токоотводящий кабель.

Для створення батарей для дому своїми руками найкраще підходять кремнієві діоди КД202, зовнішній вигляд якого показаний на Рис. 4. При відсутності даної марки можна використовувати діоди Д226 або Д237.

Для того щоб зробити з діода джерело фотоструму, потрібно дістатися до його кристалу, щоб на р-n перехід зміг потрапляти сонячне світло. Для цього ножицями по металу або плоскогубцями відрізаємо висновок діода і знімаємо з діода фланець. Щоб це зробити, потрібно докласти до зварного шва гострий предмет і зверху несильно вдарити по ньому кілька разів (Рис. 5). Щоб не пошкодити кристал, необхідно стежити, щоб кінчик гострого предмета не заходив глибоко всередину. Якщо всі дії виконані правильно, то результат вашої роботи буде виглядати, як показано на Рис. 6. Для всіх інших діодів виконуємо аналогічні дії.

Принципова схема сонячної батареї для дому показана на Рис. 7. Батарея включає в себе 5 модулів по 11 діодів в кожному. Діоди між собою зєднуються послідовно, а модулі - паралельно. Для отримання більшого струму можна використовувати більшу кількість елементів. Головне, щоб вони були зєднані за схемою. Описана конструкція буде видавати напругу до 5 В при силі струму в 2,5 мА. Для живлення електронних годин, малогабаритного приймача і інший невеликий апаратури цього цілком достатньо.

Монтування сонячних батарей для дому на основі діодів

Підготовлені діоди монтуються на плату з склотекстоліти. Позитивні висновки діодів зєднуються за допомогою мідного дроту. При такому монтажі пайку краще не використовувати, так як великі температури можуть пошкодити р-n перехід. Діоди даної серії включають в себе струмознімальних болтові контакти з різьбленням М5, які служать висновками негативної полярності. Для їх зєднання між собою потрібно накрутити на них гайки М5, а між платою і гайкою провести оголений мідний дріт, а потім затягнути його гайкою.

Після установки всіх елементів плата встановлюється в корпус з прозорою кришкою з органічного скла або інших матеріалів. У корпусі необхідно зробити невеликий отвір для виведення живильного шнура.

Всі саморобні сонячні батареї, зроблені своїми руками, в залежності від їх потужності і габаритів, можуть використовуватися вдома для багатьох цілей. Щоб змайструвати такий пристрій, не потрібно володіти особливими талантами. Досить мати вільний час і «прямі» руки, і ви зможете створити сонячну батарею, ціна якої буде набагато нижче заводського аналога.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!