Сонячна батарея своїми руками: покроковий майстер-клас

1. Який варіант вибрати?
2. Підготовка інструментів і вибір матеріалів
3. складання проекту
4. Порядок виготовлення сонячної батареї
5. виготовлення рамки
6. виготовлення модулів

Багато компаній в інтернеті реалізують вже готові зібрані панелі, які безпосередньо підключаються до споживача. Але, такі пристрої мають куди більшу вартість, ніж окремі елементи. У зв'язку з особливістю кліматичного поясу повністю перейти на сонячну електроенергію у вас навряд чи вийде, тому і готові сонячні батареї зможуть окупитися лише через 10 - 40 років. Щоб заощадити на дорогих заводських панелях, куди вигідніше придбати фотоелектричні модулі, комплектуючі до них і зайнятися складанням осередків в єдину сонячну батарею самостійно.

Який варіант вибрати?

Перше, що вам потрібно - придбати фотоелектричний перетворювач. Різні моделі пропонуються як вітчизняними виробниками, так і зарубіжними. Найбільш дешевими варіантами є китайські кремнієві фотоелементи. Вони мають ряд недоліків, але, в порівнянні з американськими і вітчизняними, куди більш дешеві. Всі моделі, в залежності від типу, підрозділяються на три види:

• монокристалічні модулі - складаються зі штучно вирощених кристалів досить великих розмірів. Відрізняються найвищим ККД в 13 - 26% і самим тривалим терміном експлуатації в 25 років. Недоліком сонячних батарей на їх основі є зниження максимального ККД протягом періоду експлуатації.
• полікристалічні фотоелементи - в порівнянні з попередніми мають куди менший термін експлуатації, як заявляє виробник - 10 років. Також вони можуть видати тільки 10 - 12% ККД, в с рівнянні з попередніми, зате цей параметр залишається постійним для них на протязі всього періоду роботи.
• аморфні батареї - це плівкові батареї, в яких на гнучку основу нанесений аморфний кремній. Такі фотоелементи з'явилися порівняно недавно і можуть наклеюватися на будь-які поверхні - вікна, стіни і т.д. Вони характеризуються найнижчим ККД - 5 - 6%.

Вибір певного типу залежить від ваших побажань і поставлених завдань. Наприклад, якщо кількість сонячного випромінювання порівняно невелика в вашому регіоні, краще встановлювати монокристалічні перетворювачі, так як у них найвищий ККД.

Підготовка інструментів і вибір матеріалів

Крім перетворювачів, для складання повноцінної сонячної панелі вам знадобляться такі матеріали:

• Припій - для сонячної батареї необхідні легкоплавкі олов'яні сплави.
• З'єднувальні дроти - підбираються однопроволочние мідні марки. Для з'єднання монокристалічних і полікристалічних пластин застосовуються голі провідники, а для відводу електроенергії ізольовані.
• Рамка - створює основний каркас, в якому розташовується вся сонячна батарея. Складається з підстави - ДСП, USB, фанери та інших, металевих або дерев'яних планок, куточків і саморезов для їх з'єднання.
• Скло або полімерна пластина - створюють захисний шар поверх монокристалічних пластин, також, в поєднанні з рамою, служать для приховання елементів від впливу атмосферних опадів і механічних впливів.
• Герметик - найкращим матеріалом для герметизації є епоксидний компаунд, але це досить дороге задоволення, тому його можна замінити силіконовим герметиком.
• Акумуляторна батарея - призначена для накопичення електричної енергії в світлий час доби з метою подальшого використання. Економити при виборі батареї не варто, так як якісна модель прослужить набагато довше.
• Інвертор - використовується для перетворення постійної напруги в змінну. Перетворювач напруги необхідний для підключення до сонячної батареї будь-яких побутових приладів.

З інструментів вам стати в нагоді ножівка, дриль, шуруповерт або звичайна викрутка для закручування саморізів, мультиметр або амперметр для визначення працездатності сонячної батареї, паяльник.

складання проекту

На етапі підготовки проекту необхідно визначити найбільш підходяще місце для установки сонячної батареї. Визначте, з якого боку ділянки знаходитися найбільше сонячних променів, не падає тінь від дерев і інших будівель. Місце установки може бути на землі, схилах даху, стінах або окремо розташованих конструкціях. Наприклад, якщо ви хочете встановити сонячну батарею на даху, слід переконатися, що конструкція витримає її вагу.

Через те, що максимальна продуктивність моно- і полікристалічних осередків забезпечується виключно при перпендикулярному попаданні на них сонячних променів, бажано зібрати для них регульовану конструкцію. Яка дозволить змінювати кут нахилу сонячної батареї, в залежності від пори року або навіть часу доби. Так як положення джерела світла в різні періоди року і доби значно відрізняються (рисунок 1).

Мал. 1: залежність положення сонця від пори року

Також зверніть увагу, що в стаціонарно встановленої батареї, наприклад, виробляє в ідеальних умовах 7 кВт / год, вранці і ввечері буде вирабативатся тільки 3 кВт / год. Відповідно, при установці тільки в одному положенні, батарея буде видавати номінальну потужність лише кілька місяців на рік. Якщо ви вирішите монтувати її в стаціонарному положенні, панелі слід розташовувати під кутом від 50 до 60º, для регульованих встановлюється два межі - зимовий в 70º і річний в 30º, а в проміжний період, їх нахиляють як стаціонарні.

Щоб визначити кількість пластин, необхідно підрахувати, який електричний струм або потужність генерує одна з них або 1 м2. Як правило, 1 м2 видає близько 125 Вт, тому щоб отримати близько 2,5 кВт для побутових потреб, необхідно встановити 20 м2 панелей.

Порядок виготовлення сонячної батареї

Елементи на полі або монокристаллическом кремнії необхідно об'єднати в єдину панель. Для цього здійснюється пайка контактів до провідників. Порядок пайки наступний:

• Оголені провідники наріжте однаковими відрізками під лекало, такої довжини, щоб вона в два рази перевищувала розмір елемента сонячної батареї. Малюнок 2: відміряйте провідники за допомогою лекала
• Викладіть модулі на рівну поверхню (сікло, лист фанери, стіл і т.д.).
• Очистіть електричні контакти і полуда оловом, накладати велику кількість припою сюди не потрібно, достатньо злегка покрити контакт. Малюнок 3: Полуда контакти
• Припаяйте заздалегідь полуженние провідники до контактів, зверніть увагу, що сильно притискати пластини не можна, так як вони дуже крихкі. Малюнок 4: припаяйте провід до елементу
• Заміряйте ток від одного елемента з провідниками, це допоможе підрахувати сумарну величину для всієї батареї.

Якщо придбані вами елементи для сонячних батарей вже оснащені сполучними провідниками, цей етап можна пропустити і відразу переходити до виготовлення рамки.

виготовлення рамки

Рамка сонячної батареї є короб з невисокими бортами, який накривається прозорим склом. Для виготовлення рамки:

Мал. 7. зберіть сонячну батарею

Постарайтеся підібрати матеріал для прозорої кришки без відблисків, інакше частина енергії сонця буде відображатися, що значно знизить ККД. Після того, як виготовите рамку, зберіть сонячну батарею.

виготовлення модулів

Даний етап вимагає особливої ​​обережності і уваги, оскільки на ньому ви формуєте електричний ланцюг сонячної батареї. Якщо допустите пропали або тріщини, ви можете зіпсувати не тільки якийсь конкретний елемент, але і весь модуль, який в підсумку доведеться переробляти.

Всі елементи з'єднуються послідовно зверху вниз, щоб не роздавити нижні, коли будете паяти. Вертикальні ряди припаяйте на загальну шину.

Після того, як ви зібрали батарею, перевірте її працездатність. Винесіть її під сонячні промені і заміряйте величину струму на висновках.

Мал. 12: винесіть на вулицю і перевірте мультиметром

Порівняйте це значення з раніше заміряний величиною для одного елемента сонячної батареї. Щоб перевірити правильність, помножте кількість елементів на струм від одного, якщо прилад показав таке значення або близьке до нього, сонячна батарея зібрана правильно і її можна герметизувати.

Для герметизації використовуються компаунди або силіконові герметики, які підходять для температури нижче нуля. Для цього сонячну батарею можна як заливати повністю, так і нанести герметик тільки між модулями.

Мал. 13: залийте герметиком

Другий варіант більш економний, але перший забезпечить вам куди більшу надійність і кращу герметизацію. Після герметизації зверху встановлюється помірне прес до повного застигання.

Мал. 14: встановіть помірний прес

До заливки ви можете встановити демпфер з щільного поролону між фотоелементами сонячної батареї і плитою з ДСП. Ширина поролону вибирається менше висоти борту, в даному випадку висота - 2 см, відповідно можна взяти поролон 1,5 см в товщину. Готові і перевірені батареї встановіть згідно складеного проекту і підключіть до електричної мережі будинку через акумулятор і інвертор.

Інші відео інструкції