http://poradumo.pp.ua

Online Журнал-Світ порад.
Головна сторінка
» » Сонячна батарея своїми руками 2

Сонячна батарея своїми руками 2

Сонячна батарея своїми руками 2


Уявляю вашій увазі детальний покроковий посібник по самостійній збірці саморобної сонячної батареї. Дана стаття - вільний переклад статті Майкла Девіса про будівництво недорогий сонячної батареї.

Пару років тому я купив віддалений ділянку в Арізоні. Я астроном, і мені потрібно було віддалене від великих міст місце для астрономічних спостережень. Я знайшов таке місце. Проблема в тому, що через віддаленість на ділянці немає ніякого електропостачання. Ну, насправді для мене це не проблема. Немає електрики - немає нічний засвічення неба. Тим не менш, добре б мати хоч якесь електропостачання, тому життя в ХХІ столітті сильно від нього залежить.

Я побудував вітрогенератор для електрозабезпечення цієї ділянки. Він працює добре, коли вітер дме. На жаль, мені потрібно більше енергії. І ця енергія повинна бути більш стабільна. А то таке відчуття, що у мене на ділянці вітер дме завжди, але тільки не тоді коли мені потрібна енергія. В Арізоні більше 300 сонячних днів у році, тому сонячна батарея здається очевидним доповненням до вітрогенератору. На жаль, сонячні батареї недешеві, тому я вирішив зробити все сам. Використовував звичайні інструменти і недорогі і поширені матеріали, щоб зробити батарею конкурує з комерційними зразками по потужності, але не залишає їм жодного шансу за ціною.

Отже, що ж таке сонячна батарея (СБ)? По суті, це контейнер, що містить масив сонячних елементів. Сонячні елементи, це ті штуки, які насправді роблять всю роботу по перетворенню сонячної енергії в електрику. На жаль, для отримання потужності, достатньої для практичного застосування, сонячних елементів треба досить багато. Також, сонячні елементи ДУЖЕ крихкі. Тому їх і об'єднують в СБ. Батарея містить достатню кількість елементів для отримання високої потужності і захищає елементи від пошкодження. Звучить не надто складно. Я впевнений, що зможу зробити це сам.

Я почав свій проект, як правило, з пошуку в мережі інформації з саморобним СБ і був шокований як її мало. Той факт, що мало хто зробив свої власні сонячні батареї, змушувало мене думати, що це має бути дуже складно. Задумка була відкладена в довгий ящик, але я ніколи не переставав думати про неї.

Через якийсь час, я прийшов до наступних висновків:



нові сонячні елементи дуже дорогі і їх складно знайти в нормальній кількості за будь-які гроші;




дефектні і пошкоджені сонячні елементи є в наявності на eBay і інших місцях набагато дешевше;




сонячні елементи «другого сорту» можливо, можуть бути використані для виготовлення сонячної батареї.




Коли до мене дійшло, що я можу використовувати дефектні елементи, щоб зробити свою СБ, я взявся за роботу. Почав з купівлі елементів на eBay.

Сонячна батарея своїми руками 2


Матеріали

Купив кілька блоків монокристалічних сонячних елементів розміром 3х6 дюйма. Щоб зробити СБ, необхідно з'єднати послідовно 36 таких елементів. Кожен елемент генерує близько 05В. 36 елементів, з'єднаних послідовно дадуть нам близько 18В, які будуть достатні для зарядки батарей на 12В. (Так, таке високе напруження дійсно необхідно для ефективної зарядки акумуляторів 12В). Сонячні елементи цього типу тонкі, як папір, крихкі і ламкі як скло. Їх дуже легко пошкодити. Продавець цих елементів занурив набори з 18 шт. в віск для стабілізації і доставки без пошкоджень. Віск - це головний біль при його видаленні. Якщо у вас є можливість, шукайте елементи, не покриті воском. Але пам'ятайте, що вони можуть отримати більше пошкоджень при транспортуванні. Зауважте, що мої елементи вже мають припаяні провідники. Шукайте елементи із припаяними провідниками. Навіть з такими елементами вам потрібно бути готовим багато попрацювати паяльником. Якщо ж ви купите елементи без провідників, приготуйтеся працювати паяльником в 2-3 рази більше. Коротше, краще переплатити за вже припаяні дроти.

Сонячна батарея своїми руками 2


Також я купив пару наборів елементів без заливки воском у іншого продавця. Ці елементи прийшли упаковані в пластикову коробку. Вони бовталися у коробці і трохи обкололісь по боках та кутах. Незначні відколи не мають особливого значення. Вони не зможуть знизити потужність елемента настільки, щоб про це треба було турбуватися. Куплених мною елементів повинно вистачити на складання двох СБ. Я знаю, що можливо зламаю парочку при збірці, тому купив трохи більше.

Сонячні елементи продаються самого широкого спектра форм і розмірів. Ви можете використовувати більше великі або дрібні, ніж мої 3х6 дюймів. Просто пам'ятайте:
- Елементи одного типу виробляють однакову напругу незалежно від їх розміру. Тому для отримання заданої напруги завжди потрібно однакову кількість елементів.
- Великі за розміром елементи можуть генерувати більший струм, а менші за розміром, відповідно, менший струм.
- Загальна потужність вашої батареї визначається як її напруга помножене на генерований струм.

Використання великих за розміром елементів дозволить отримати велику потужність при тому ж напрузі, але батарея вийде крупніше й важче. Використання менших елементів дозволить зменшити і полегшити батарею, але не зможе забезпечити таку ж потужність. Також варто зазначити, що використання в одній батареї елементів різних розмірів - погана ідея. Причина в тому, що максимальний струм, генерується вашої батареєю, буде обмежений струмом найменшого елемента, а більш великі елементи не будуть працювати в повну силу.

Сонячні елементи, на яких я зупинив вибір, мають розмір 3х6 дюйма і здатні генерувати струм приблизно 3 ампера. Я планую з'єднати послідовно 36 таких елементів, щоб отримати напруга трохи більше 18 вольт. У результаті повинна вийти батарея, здатна видавати потужність близько 60 ват на яскравому сонці. Звучить не дуже вражаюче, але все ж це краще ніж нічого. При чому, це 60Вт кожен день, коли світить сонце. Ця енергія буде йти на зарядку акумулятора, який буде використовуватися для живлення світильників і невеликий апаратури всього кілька годин після настання темряви. Просто коли я йду спати, мої енергетичні потреби зводяться до нуля. Коротше, 60 Вт це цілком достатньо, особливо враховуючи, що у мене є вітрогенератор, який теж виробляє енергію, коли вітер дме.

Після того як ви купите свої сонячні елементи заховайте їх у безпечне місце, де вони не розіб'ються, не потраплять дітям для ігор і не будуть з'їдені вашої собакою до тих пір, поки ви не будете готові встановити їх у вашу СБ. Елементи дуже крихкі. Грубе поводження перетворить ваші дорогі сонячні елементи в маленькі синенькі блискучі і ні для чого непридатні осколочки.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 1 . Отже, сонячна батарея це просто неглибокий ящик. Я почав з побудови такого ящика. Я зробив його неглибоким, щоб борту не затінювали сонячні елементи, коли сонце світить під кутом. Зроблений він з фанери завтовшки 3/8 дюйма з бортиками з рейок товщиною 3/4 дюйма. Бортики приклеєні і пригвинчені на місце. Батарея буде містити 36 елементів розміром 3х6 дюймів. Я вирішив розділити їх на дві групи по 18 шт. просто для того, щоб їх було простіше паяти в майбутньому. Звідси і центральна планка посередині ящика.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 2 . Ось невеликий начерк, що показує розміри моєї СБ. Всі розміри в дюймах (вибачте мене, шанувальники метричної системи). Бортики товщиною 3/4 дюйма йдуть навколо всього листа фанери. Такий же бортик йде по центру і ділить батарею на дві частини. Загалом, я вирішив зробити так. Але в принципі, розміри і загальний дизайн не критичні. Можете вільно все варіювати у своєму ескізі. Розміри ж тут я приводу для тих людей, які постійно ниють, щоб я включив їх у свої ескізи. Я завжди заохочую народ експериментувати і винаходити щось своє, ніж сліпо слідувати інструкціям, написаним мною (або кимось ще). Можливо, у вас вийде краще.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 3 . Вид однієї з половин моєї майбутньої батареї. У цій половині буде розміщена перша група з 18 елементів. Зверніть увагу на невеликі отвори в бортах. Це буде нижня частина батареї (на фото верх знаходиться внизу). Це вентиляційні отвори, призначені для вирівнювання тиску повітря усередині і зовні СБ і службовці для видалення вологи. Ці отвори повинні бути тільки внизу батареї, інакше дощ і роса потраплять всередину. Такі ж вентиляційні отвори повинні бути зроблені в центральній розділювальній смузі.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 4 . Далі я вирізав два підходять за розміром шматок ДВП. Вони будуть служити підкладками, на яких будуть збиратися сонячні елементи. Вони повинні вільно поміщатися між бортами. Не обов'язково використовувати саме перфоровані листи ДВП, просто у мене виявилися такі під рукою. Піде будь-тонкий, жорсткий і не проводить струм матеріал.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 5 . Щоб захистити батарею від погодних неприємностей, лицьову сторону закриваємо оргсклом. Ці два шматка оргскла були вирізані, щоб закривати всю батарею повністю. У мене не було достатньо одного великого шматка. Скло теж можна використовувати, але скло б'ється. Град, камені і летить сміття можуть розбити скло, а від оргскла просто відскочать. Як бачите, починає вимальовуватися картинка, як сонячна батарея буде виглядати в підсумку.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 6 . Упс! На фото два шматки оргскла з'єднані на центральній перегородці. Я свердлив отвори навколо кромки, щоб посадити оргскло на шурупи. Будьте обережні, свердлячи отвори біля кромки оргскла. Будете сильно тиснути - зламається, що у мене і сталося. У підсумку, я просто приклеїв відламати шматок і просвердлив недалеко новий отвір.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 7 . Після цього, я пофарбував всі дерев'яні частини сонячної батареї декількома шарами фарби, щоб захистити їх від вологи і дії навколишнього середовища. Ящик я пофарбував всередині і зовні. При виборі типу фарби та її кольору був використаний науковий підхід. Я збовтати всю фарбу з залишків, наявних у мене в гаражі, і вибрав ту банку, в якій фарби вистачить, щоб зробити всю роботу.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 8 . Підкладки теж були пофарбовані в кілька шарів з обох сторін. Переконайтеся, що ви добре всі прокрас, інакше дерево може пожолобитися від вологи. А це може пошкодити сонячні елементи, які будуть приклеєні до підкладки.

Крок 9 . Тепер, коли у мене є основа для СБ, саме час підготувати сонячні елементи. Як я говорив раніше, видалення воску з сонячних елементів - це справжній головний біль. Після декількох проб і помилок я все-таки знайшов непоганий спосіб. Але я рекомендую купувати елементи у того, хто не заливає їх воском.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 10 . Для початку слід влаштувати «купання в гарячій воді, щоб розтопити віск і відокремити елементи один від одного. Не дайте воді закипіти, інакше бульбашки пари будуть сильно бити елементи один про іншого. Кипляча вода також може бути занадто гарячою, в елементах можуть бути порушені електричні контакти. Я також рекомендую занурювати елементи в холодну воду, а потім повільно їх нагрівати, щоб виключити нерівномірний нагрів. Пластикові щипці і лопатка допоможуть відокремити елементи, коли віск розтане. Постарайтеся сильно не тягнути за металеві провідники - можуть порватися. Я виявив це, коли пробував розділити свої елементи. Добре, що я купив їх з запасом.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 11 . Тут показана фінальна версія «установки» яку я використовував. Моя подруга запитала, що це я готую. Уявіть її зсмування, коли я відповів: «Сонячні елементи». Перша «гаряча ванна» для розтоплення воску знаходиться на задньому плані праворуч. На передньому плані зліва - гаряча мильна вода, а праворуч - чиста гаряча вода. Температури у всіх каструлях нижче температури кипіння води. Спочатку в далекій каструлі розтоплюємо віск, переносимо елементи по одному в мильну воду, щоб видалити залишки воску, після чого промиваємо в чистій воді. Викладаємо елементи для просушування на рушник. Ви можете змінювати мильну воду та воду для промивання частіше. Тільки не сливайте використану воду в каналізацію, тому віск затвердіє і засмітить стік. Цей процес видалив практично весь віск з сонячних елементів. Тільки на деяких залишилися тонкі плівки, але це не завадить пайку і роботі елементів. Промивання розчинником, можливо, видалить залишки воску, але це може бути небезпечно і смердюче.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 12 . Кілька розділених і очищених сонячних елементів сушаться на рушник. Після поділу і видалення захисного воску з-за своєї крихкості вони стали напрочуд складними в обігу і зберіганні. Я рекомендую залишити їх у воску до тих пір, поки ви не будете готові встановити їх у вашу СБ. Це дозволить вам не розбити їх до того, як ви зможете їх використовувати. Тому спочатку побудуйте основу для батареї. У мене ж прийшов вже час встановити їх.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 13 . Я почав з відтворення сітки на кожній основі, для спрощення процесу установки кожного елемента. Потім я виклав елементи по цій сітці зворотним боком догори, так їх можна спаяти разом. Всі 18 елементів для кожної половини батареї повинні бути з'єднані послідовно, після чого обидві половини також повинні бути з'єднані послідовно для отримання необхідної напруги.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 14 . Споювати елементи між собою спочатку складно, але я швидко призвичаївся. Починайте лише з двох елементів. Розмістіть з'єднувальні провідники одного з них так, щоб вони перетинали точки пайки на зворотному боці іншого. Також потрібно переконатися, що відстань між елементами відповідає розмітці.

Я використовував малопотужний паяльник та прутковий припой з серцевиною з каніфолі. Також перед пайкою я змащував флюсом точки пайки на елементах за допомогою спеціального олівця. Не тисніть на паяльник! Елементи тонкі і крихкі, натиснете сильно - зламаєте. Я був неакуратний пару раз довелося викинути кілька елементів.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 15 . Повторювати пайку довелося до тих пір, поки не вийшов ланцюжок з 6-ти елементів. З'єднувальні шини від зламаних елементів я припаяв до звороті останнього елемента ланцюжка. Таких ланцюжків я зробив три, повторивши процедуру ще двічі. Всього 18 елементів для першої половини батареї.

Крок 16 . Три ланцюжка елементів повинні бути з'єднані послідовно. Тому середню ланцюжок повертаємо на 180 градусів по відношенню до двох інших. Орієнтація ланцюжків вийшла правильною (елементи все ще лежать зворотною стороною вгору на підкладці). Наступний крок - приклеювання елементів на місце.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 17 . Приклеювання елементів вимагає деякої вправності. Наносимо невелику краплю силіконового герметика в центрі кожного з шести елементів одного ланцюжка. Після цього перевертаємо ланцюжок лицьовою стороною вгору і розміщуємо елементи по розмітці, яку завдали раніше. Злегка притисніть елементи, натискаючи по центру, щоб приклеїти їх до основи. Складності виникають в основному при перевертанні гнучкої ланцюжка елементів. Друга пара рук тут не зашкодить.

Не наносите дуже багато клею і не приклеюйте елементи ніде крім центру. Елементи та основа, на якій вони змонтовані, будуть розширюватися, стискатися, гнутися і деформуватися при зміні температури і вологості. Якщо ви приклеїте елемент по всій площі, він з часом зламається. Приклеювання тільки в центрі елементів дає можливість вільно деформуватися окремо від основи. Елементи і основа можуть деформуватися по-різному і не зламаються.

Сонячна батарея своїми руками 2


Ось повністю зібрана половина батареї. Я використовував мідну оплітку від кабелю для з'єднання першої і другої ланцюжка елементів.

Сонячна батарея своїми руками 2


Можна використовувати спеціальні шини або навіть звичайні дроти. Просто у мене під рукою була мідна оплетка від кабелю. Таке ж з'єднання робимо з зворотного боку між другою і третьою ланцюжком елементів. Краплею герметика я прикріпив провід до основи, щоб він не «гуляв» і не гнувся.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 18 . Тест першої половини сонячної батареї на сонці. При слабкому сонце в імлі ця половина генерує 931В. Ура! Працює! Тепер мені потрібно зробити ще одну таку ж половину батареї.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 19 . Після того як обидві основи з елементами будуть готові, я зможу встановити їх на місце у підготовлену коробку і з'єднати.

Сонячна батарея своїми руками 2


Кожна з половин поміщається на своє місце. Я використовував 4 невеликих шурупи для кріплення основи з елементами всередині батареї.

Крок 20 . Провід для з'єднання частин батареї я пропустив через одне з вентиляційних отворів у центральному бортику. Тут теж пара крапель герметика допоможе закріпити дріт на одному місці і запобігти його теліпання всередині батареї.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 21 . Кожна сонячна панель в системі повинна бути забезпечена блокуючим діодом, з'єднаний послідовно з батареєю. Діод потрібен для запобігання розряду акумуляторів через батарею вночі і в похмуру погоду. Я використовував діод Шотткі на 33А. Діоди Шотткі мають набагато більш низьке падіння напруги, ніж звичайні діоди. Відповідно, менше втрати потужності на діоді. Я купив набір з 25 діодів марки 31DQ03 на eBay всього за пару баксів. У мене залишиться ще багато діодів для моїх майбутніх СБ.

Спочатку я планував приєднати діод зовні батареї. Але після того як посмився технічні характеристики діодів, вирішив помістити їх усередині батареї. У цих діодів падіння напруги зменшується з зростанням температури. Усередині моєї батареї буде висока температура, діод буде працювати більш ефективно. Використовуємо ще трохи силіконового герметика щоб закріпити діод.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 22 . Я просвердлив отвір у днищі батареї ближче до верху, щоб вивести дроти назовні. Провід зав'язані на вузол, щоб запобігти їх витягування з батареї, і закріплені все тим же герметиком.

Важливо дати герметику висохнути до того, як ми будемо кріпити оргскло на місце. Раджу, спираючись на попередній досвід. Випаровування з силікону можуть утворювати плівку на внутрішній поверхні оргскла і елементів, якщо ви не дасте силікону висохнути на відкритому повітрі.

Сонячна батарея своїми руками 2


І ще трохи герметика для герметизації вихідного отвору.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 23 . На вихідний провід я прикрутив двоконтактний роз'єм. Розетка цього роз'єму буде приєднана до контролеру заряду акумуляторів, який я використовую для свого вітрогенератора. Таким чином, сонячна батарея зможе працювати з ним паралельно.

Сонячна батарея своїми руками 2


Крок 24 . Ось як виглядає закінчена СБ з прикрученим екраном із оргскла. Оргскло поки ще не герметизировано. Я спочатку не справляв герметизацію стиків. Провів спочатку невелике тестування. За результатами тестів мені потрібен доступ до нутрощів батареї, там виявилася проблема. У мене на одному з елементів відійшов контакт. Може бути, це відбулося із-за перепаду температур або через неакуратне поводження з батареєю. Хто знає? Я розібрав батарею і замінив цей пошкоджений елемент. З тих пір проблем не було. У майбутньому, можливо, я герметизуючого стики під оргсклом за допомогою герметика або закрию їх алюмінієвою рамкою.

Сонячна батарея своїми руками 2


Ось результати тестування напруги закінченою батареї на яскравому зимовому сонці. Вольтметр показує 1888 в без навантаження. Це в точності як я і розраховував.

Сонячна батарея своїми руками 2


А ось тест по струму в тих же умовах (яскраве зимове сонце). Амперметр показує 305А - струм короткого замикання. Це як раз недалеко від розрахункового струму елементів. Сонячна батарея чудово працює!

Сонячна батарея своїми руками 2


Сонячна батарея в роботі. Я переміщаю її пару раз в день для збереження орієнтації на сонце, але це не така вже й велика складність. Можливо, коли-небудь я побудую автоматичну систему стеження за сонцем.

Отже, скільки все це коштувало? Я зберіг всі чеки від усіх своїх покупок для цього проекту. Ну і звичайно багато чого вже було у мене в майстерні. Всякі шматки дерева, дроти та інші корисні речі (хтось скаже, сміття) валяються також у мене навколо майстерні. Коротше, багато чого вже було під рукою. Тому ваші підрахунки можуть відрізнятися.

Комплектуючі - Походження - Вартість
Сонячні елементи - eBay - $7400*
Дерево - Будівельний магазин - $2026
Оргскло - Зі звалища - $000
Шурупи З запасів $000
Силіконовий герметик - Будівельний магазин - $395
Проводи - Із запасів - $000
Діод eBay $020±
Двоконтактний роз'єм - Newark Electronics - $608
Фарба - Із запасів - $000
Разом - $10485


Не так вже й погано! Це лише мала частина вартості серійної СБ такої ж потужності. І це дуже просто! У мене вже є план побудувати ще декілька сонячних батарей, щоб збільшити потужність.

* Насправді я купив 4 набори по 18 елементів. У підрахунку вказана вартість тільки двох наборів, які пішли на побудову сонячної батареї.
± Ця ціна відображає вартість одного з 25 куплених за 5 баксів діодів.

Джерело: germarator.ru
of your page -->

Популярні поради

загрузка...