Направи си сам слънчева батерия: скъпа играчка или реална възможност да спестиш пари? Методи за производство на слънчеви клетки Как да си направим слънчеви клетки у дома.

От десетилетия човечеството търси алтернативни източници на енергия, които поне частично да заменят съществуващите. А най-обещаващите от всички днес изглеждат две: вятърната и слънчевата енергия.

Вярно е, че нито едното, нито другото могат да осигурят непрекъснато производство. Това се дължи на променливостта 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 електроенергетика- най-замърсяващи околната среда, съпроводени със значителни емисии в атмосферата въглероден двуокис, сажди и разточителна топлина, което води до свиване на озоновия слой. Добивът на горивни ресурси за него също причинява значителна вреда на околната среда.
Хидроенергияе свързано с много значителни промени в ландшафта, наводняване на полезни земи и причинява щети на рибните ресурси.
Ядрената енергия- най-екологичният от трите, но изисква много значителни разходи за поддържане на безопасността. Всяка авария може да бъде свързана с причиняване на 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 нейното междинно преобразуване в механична енергия, въртейки вала на генератора, и едва след това в електрическа енергия.

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

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

Има методи, които правят възможно директното преобразуване на светлинната енергия в електрически ток. И въпреки че феноменът на фотоелектричния ефект в полупроводниковия селен е открит още през 1876 г., едва през 1953 г., с изобретяването на силициевата фотоклетка, възниква реалната възможност за създаване на слънчеви клетки за генериране на електричество.

По това време вече се появява теория, която позволява да се обяснят свойствата на полупроводниците и да се създаде практическа технологияиндустриалното им производство. Към днешна дата това е довело до истинска полупроводникова революция.

Работата на слънчевата батерия се основава на феномена на полупроводниковия фотоелектричен ефект p-n преходи всъщност, който е обикновен силициев диод. При осветяване на клемите му се появява фотоволтаж 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 подходящата мрежа, можете да утроите изходната му мощност.

Следвайки определени препоръки, с минимални разходиКато се имат предвид ресурсите и времето, е възможно да се произведе силовата част на високочестотен импулсен преобразувател за битови нужди. Можете да проучите структурните и схемните схеми на такива захранвания.

Структурно всеки елемент на слънчева батерия е направен под формата на силиконова пластина с площ от няколко cm2, върху която са оформени много такива фотодиоди, свързани в една верига. Всяка такава плоча е отделен модул, който произвежда определено напрежение и ток, когато е изложен на слънчева светлина.

Свързвайки такива модули в батерия и комбинирайки тяхната паралелно-серийна връзка, можете да получите широк диапазон от стойности на изходната мощност.

Основните недостатъци на слънчевите панели:

Голяма неравномерност и неравномерност на добива на енергия в зависимост от времето и сезонната височина на слънцето.
Ограничава мощността на цялата батерия, ако поне една част от нея е засенчена.
Зависимост от посоката на слънцето в различните часове на деня. За максимум ефективно използванеТрябва да се гарантира, че батерията винаги е насочена към слънцето.
Във връзка с горното, необходимостта от съхранение на енергия. Най-големият разход на енергия възниква в момент, когато производството й е минимално.
Голяма площ, необходима за структура с достатъчна мощност.
Крехкостта на конструкцията на батерията, необходимостта от постоянно почистване на повърхността й от мръсотия, сняг и др.
Соларните модули работят най-ефективно при 25°C. По време на работа те се нагряват от слънцето до много по-висока температура, което значително намалява тяхната ефективност. За да се поддържа оптимална ефективност, батерията трябва да се държи на хладно.

Трябва да се отбележи, че разработките на слънчеви клетки използват най-новите материалии технология. Това ви позволява постепенно да премахнете недостатъците, присъщи на слънчевите панели или да намалите тяхното въздействие. По този начин ефективността на най-новите клетки, използващи органични и полимерни модули, вече е достигнала 35% и има очаквания да достигне 90%, което прави възможно получаването на много повече мощност със същите размери на батерията или, при запазване на енергийната ефективност, за значително намаляване на размерите на батерията.

Между другото, средната ефективност на автомобилен двигател не надвишава 35%, което предполага, че слънчевите панели са доста ефективни.

Съществуват разработки на елементи, базирани на нанотехнологии, които работят еднакво ефективно при различни ъгли на падаща светлина, което елиминира необходимостта от тяхното позициониране.

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

Без преобразуване на механична енергия или движещи се части.
Минимални експлоатационни разходи.
Издръжливост 30~50 години.
Тиха работа, без вредни емисии. Екологичност.
Мобилност. Батерия за захранване на лаптоп и зареждане на батерията за LED фенерчеПобира се добре в малка раница.
Независима наличност постоянни източницитекущ. Възможност за презареждане на батериите на съвременните джаджи на полето.
Невзискателен към външни фактори. Слънчевите клетки могат да бъдат поставени навсякъде, върху всякакъв пейзаж, стига да получават достатъчно слънчева светлина.

В екваториалните райони на Земята средният поток слънчева енергиясредно 1,9 kW/m2. IN средна лентаВ Русия е в рамките на 0,7~1,0 kW/m2. Ефективността на класическа силициева фотоклетка не надвишава 13%.

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

Това означава, че при среден слънчев поток от 1 kW/m2, 13% ефективност 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 е при пълен слънчев ден, при облачно време - много по-малко и в зимни месециТази стойност трябва да бъде разделена на още 3.

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

Тоест, за зареждане на напълно разреден автомобилен акумулатор с капацитет 60 Ah ще е необходим слънчев панел от 2 m2, а за 50 Ah - приблизително 1,5 m2.

За да получите такава мощност, можете да закупите готови панели, произведени в диапазон на електрическа мощност от 10 ~ 300 W. Например, един панел от 100 W за 12-часов светъл ден, като се вземе предвид коефициентът от 42%, ще осигури 0,5 kWh.

Такъв китайски панел от монокристален силиций с много добри характеристики сега струва около 6400 рубли на пазара. По-малко ефективен на открито слънце, но с по-добра производителност при облачно време, поликристален - 5000 рубли.

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

Но продажбата на такива панели не е организирана навсякъде, а транспортирането им изисква много строги условия и ще бъде доста скъпо. В допълнение, при самостоятелно производство става възможно, като се започне от малко, постепенно да се добавят модули и да се увеличи изходната мощност.

Избор на материали за създаване на панел

Китайските онлайн магазини, както и eBay, предлагат богат избор от артикули за ръчно правенослънчеви батерии с всякакви параметри.

Дори в близкото минало домашните работници купуваха плочи, които бяха отхвърлени по време на производството, имаха чипове или други дефекти, но бяха значително по-евтини. Те са доста ефективни, но имат леко намалена мощност. Предвид постоянния спад на цените, това сега едва ли е препоръчително. В края на краищата, губейки средно 10% от мощността, губим и в ефективната площ на панела. да и външен видБатерията, състояща се от плочи със счупени парчета, изглежда доста импровизирана.

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 rub.

Съвет: Необходимо е да се има предвид, че елементите са много чупливи и някои от тях могат да се повредят при транспортиране, така че при поръчка е необходимо да се предвиди резерв за тяхното количество.

Създаване на слънчева батерия за вашия дом със собствените си ръце

За да направим слънчев панел, се нуждаем от подходяща рамка, която можете да направите сами или да вземете готова. Най-добрият материал за него е дуралуминий, той не е подложен на корозия, не се страхува от влага и е издръжлив. С подходяща обработка и боядисване както стоманата, така и дори дървото са подходящи за защита от валежи.

Съвет: Не правете панела много големи размери: ще бъде неудобно за сглобяване на елементи, инсталиране и поддръжка. В допълнение, малките панели имат нисък вятър и могат да бъдат по-удобно разположени под необходимите ъгли.

Изчисляваме компонентите

Нека вземем решение за размерите на нашата рамка. За да заредите 12-волтова киселинна батерия, е необходимо работно напрежение от най-малко 13,8 V. За да направим това, ще трябва да свържем последователно 15 V / 0,5 V = 30 елемента.

Съвет: Изходът на слънчевия панел трябва да бъде свързан към батерията чрез защитен диод, за да се избегне саморазреждането му през нощта през Слънчеви клетки. Така че 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 паралелно или 30 x 3 = 90 елемента. Ще ни струва 90 х 29 рубли. = 2610 rub.

Съвет: Елементите на слънчевия панел се свързват паралелно и последователно. Необходимо е да се поддържа равенство в броя на елементите във всяка последователна верига.

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

В действителност тази цифра ще бъде по-малка поради неравномерната слънчева светлина през целия ден. По този начин, за да заредим стандартна автомобилна батерия от 60 Ah, ще трябва да свържем два такива панела паралелно.

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

Или по време на 12-часов слънчев ден, като се вземе предвид корекционният фактор от 42% 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.

Нека да поставим нашите елементи в 6 реда от 15 парчета. За да инсталираме всички елементи, се нуждаем от повърхност:

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

За да поберем свободно всички плочи, ще вземем размерите на нашата рамка: 900 × 500 мм.

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

Ще ни трябват още:

Електрически поялник 40 W.
Припой, колофон.
Инсталационен проводник.
Силиконов уплътнител.
Двустранна касета.

Етапи на производство

За да инсталирате панела, е необходимо да подготвите ниво работно мястодостатъчна площ с удобен достъп от всички страни. По-добре е да поставите самите плочи на елемента отделно отстрани, където ще бъдат защитени от случайни удари и падания. Те трябва да се вземат внимателно, един по един.

Устройствата за остатъчен ток подобряват безопасността на вашата домашна електрическа система, като намаляват вероятността от токов удар и пожари. Подробно въведение в характерни особености различни видовеПревключвателите за остатъчен ток ще ви кажат за апартаменти и къщи.

Когато използвате електромер, възникват ситуации, когато трябва да бъде заменен и свързан отново - можете да прочетете за това.

Обикновено, за да произведат панел, те използват метода за залепване на плочи от елементи, предварително запоени в една верига, върху плоска основа-субстрат. Предлагаме още един вариант:

Вкарваме го в рамката, закрепваме го добре и уплътняваме краищата със стъкло или парче плексиглас.
Поставете ги върху него в съответния ред, като ги залепите двустранна касета, елементни плочи: работна страна към стъклото, запояване на изводите към задната страна на рамката.
Поставяйки рамката на масата със стъклото надолу, можем удобно да запоим клемите на елементите. Ние изпълняваме електрическа инсталацияспоред избраното електрическа схемавключвания.
Накрая залепваме плочите с задна странас лента.
Поставяме някакъв вид амортисьорна подложка: лист гума, картон, фазер и др.
Вкарваме задната стена в рамката и я запечатваме.

Ако желаете, вместо задната стена, можете да запълните рамката отзад с някакво съединение, например епоксидна смола. Вярно е, че това ще премахне възможността за разглобяване и ремонт на панела.

Разбира се, една батерия от 50 W не е достатъчна, за да захранва дори 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 слънчевата батерия на частна къща за семейство от трима душитрябва да осигури 12 kWh. Ако домът се предвижда да се захранва с електричество само от слънчева енергия, ще ни е необходима слънчева батерия с площ минимум 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.

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

За нормална работа батериясъс слънчев панел и неговата защита ще е необходим контролер за зареждане.

За да преобразувате 12 VDC в 220 VAC, ще ви е необходим инвертор. Въпреки че сега на пазара вече има достатъчно количество електрическо оборудване за напрежение от 12 или 24 V.

Съвет: В електрозахранващи мрежи с ниско напрежение токовете работят значително по-високи високи стойности, следователно, когато окабелявате към мощно оборудване, трябва да изберете проводник с подходящо напречно сечение. Окабеляване за мрежи с инвертор се извършва съгласно обичайната верига от 220 V.

Правене на изводи

Подлежи на натрупване и рационално използванеенергия, днес нетрадиционните видове електроенергия започват да създават значително увеличение на общия обем на нейното производство. Може дори да се твърди, че те постепенно стават традиционни.

Имайки предвид значително намалените напоследъкниво 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 те вече са в състояние да осигурят електричество за малък частна къщав 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 бъде увеличена до поне 70%, тогава ще бъде напълно възможно да ги използвате като основни доставчици на електроенергия.

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

Получаването на електроенергия от алтернативни източници на енергия е много скъпо начинание. Например, използването на слънчева енергия при закупуване на готово оборудване ще изисква да похарчите значителна сума пари. Но днес е възможно да сглобите слънчеви панели със собствените си ръце за лятна къща или частен дом от готови слънчеви клетки или други налични материали. И преди да започнете да купувате необходимите компоненти и да проектирате структурата, трябва да разберете какво представлява слънчевата батерия и нейния принцип на работа.

Слънчева батерия: какво е това и как работи?

Хората, които се сблъскват с тази задача за първи път, веднага имат въпроси: „Как да сглобя слънчева батерия?“ или „Как да си направим слънчев панел?“ Но след като са проучили устройството и принципа на неговата работа, проблемите с изпълнението на този проект изчезват сами. В крайна сметка дизайнът и принципът на работа са прости и не трябва да създават трудности при създаването на източник на енергия у дома.

Слънчева батерия (SB) - това са фотоволтаични преобразуватели на енергия, излъчвана от слънцето в електрическа енергия, които са свързани под формата на масив от елементи и затворени в защитна конструкция. Конвертори - полупроводникови елементи от силиций за генериране на постоянен ток. Произвеждат се в три вида:

Монокристален;
поликристален;
Аморфен (тънък филм).

Принципът на работа на устройството се основава на фотоелектричен ефект. слънчева светлина, попадайки върху фотоклетки, избива свободни електрони от последните орбити на всеки атом от силиконовата пластина. Движението на голям брой свободни електрони между електродите на батерията произвежда постоянен ток. След това се преобразува в променлив токза електрификация на дома.

Избор на фотоклетки

Преди началото проектантска работаЗа да създадете панел у дома, трябва да изберете един от трите вида преобразуватели на слънчева енергия. За да изберете подходящи елементи, трябва да знаете техните технически характеристики:

Монокристален. Ефективността на тези плочи е 12–14%. Те обаче са чувствителни към количеството получена светлина. Леката облачност значително намалява количеството генерирана електроенергия. Срок на експлоатация до 30 години.
Поликристален. Тези елементи са в състояние да осигурят ефективност от 7–9%. Но те не се влияят от качеството на осветлението и са в състояние да доставят същото количество ток в облачно и дори облачно време. Оперативен период- 20 години.
Аморфен. Произведен от гъвкав силиций. Те произвеждат ефективност от около 10%. Количеството произведена електроенергия не се намалява от качеството на времето. Но скъпото и сложно производство ги прави трудни за получаване.

За да произвеждате SB сами, можете да закупите преобразуватели тип B (втори клас). Те включват елементи с дребни дефекти, дори и да смените някои компоненти, цената на батериите ще бъде 2-3 пъти по-ниска от пазарната цена, благодарение на това ще спестите парите си.

За да осигурите частен дом с електричество от алтернативен източник на енергия, първите два вида плочи са най-подходящи.

Избор на място и дизайн

По-добре е да поставите батериите според принципа: колкото по-високо, толкова по-добре. Отлично място ще бъде покривът на къщата, няма да бъде засенчен от дървета или други сгради. Ако дизайнът на таваните не му позволява да поддържа тежестта на инсталацията, тогава мястото трябва да бъде избрано в зоната на дачата, която получава най-много слънчева радиация.

Сглобените панели трябва да бъдат разположени под такъв ъгъл, че слънчеви лъчипадна възможно най-перпендикулярно върху силиконовите елементи. Идеален вариантЩе има възможност за регулиране на цялата инсталация в посока зад слънцето.

Създаване на собствена батерия

Няма да можете да осигурите на къщата или вилата си електричество 220 V от слънчева батерия, защото... размерът на такава батерия ще бъде огромен. Една пластина генерира електрически ток с напрежение 0,5 V. Най-добрият вариантсе счита за SB с номинално напрежение 18 V. Въз основа на това се изчислява необходимо количествофотоклетки за устройството.

Сглобяване на рамката

На първо място, домашна слънчева батерия се нуждае защитна рамка (корпус). Може да се направи от алуминиеви ъгли 30х30 мм или от дървени блокове у дома. При използване на метален профил единият рафт се скосява с пила под ъгъл 45 градуса, а вторият рафт се нарязва под същия ъгъл. Частите на рамката, нарязани до необходимия размер с обработени краища, се усукват с помощта на квадрати, изработени от същия материал. Към готовата рамка със силикон се залепва защитно стъкло.

Плочи за запояване

Когато запоявате елементи у дома, трябва да знаете това за увеличаване на напрежениетотрябва да бъде свързан последователно, и за увеличаване на силата на тока - паралелен. Кремъчните плочи се подреждат върху стъклото, като между тях се оставя разстояние от 5 мм от всяка страна. Тази междина е необходима, за да се намали възможното топлинно разширение на елементите при нагряване. Преобразувателите имат две писти: от едната страна " плюс", с друг - " минус" Всички части са свързани последователно в една верига. След това проводниците от последните компоненти на веригата се извеждат към обща шина.

За да избегнете саморазреждане на устройството през нощта или при облачно време, експертите препоръчват да инсталирате диод 31DQ03 Шотки или аналог на контакта от „средната“ точка.

След като завършите работата по запояване, използвайте мултицет, за да проверите изходното напрежение, което трябва да бъде 18–19 V, за да осигурите напълно частен дом с електричество.

Панел монтаж

След това запоените преобразуватели се поставят в готовия корпус В центъра на всеки кремъчен елемент е нанесен силикон, а отгоре е покрит с подложка от фазер за фиксирането им. След това конструкцията се затваря с капак и всички фуги са запечатани с уплътнител или силикон. Готовият панел се монтира върху държач или рамка.

Слънчеви батерии от скрап материали

В допълнение към сглобяването на SB от закупени фотоклетки, те могат да бъдат сглобени от скрап материали, които всеки радиолюбител има: транзистори, диоди и фолио.

Транзисторна батерия

За тези цели най-много подходящи частиса Транзистори тип KTили П. Вътре в тях е доста голям силиконова полупроводникова клетка,необходими за производството на електроенергия. След като изберете необходимия брой радиокомпоненти, трябва да отрежете металния капак от тях. За да направите това, трябва да го затегнете в скоба и да използвате ножовка, за да отрежете внимателно горната част. Вътре можете да видите плоча, която ще служи като фотоклетка.

Транзистор за батерия с изрязана капачка

Всички тези части имат три контакта: основа, емитер и колектор. Когато сглобявате SB, трябва да изберете колекторен възел поради най-голямата потенциална разлика.

Монтажът се извършва върху плоска равнина от всеки диелектричен материал. Транзисторите трябва да бъдат запоени в отделни серийни вериги, и тези вериги, на свой ред свържете паралелно.

Изчисляването на готовия източник на ток може да се направи от характеристиките на радиокомпонентите. Един транзистор произвежда напрежение от 0,35 V и ток с късо съединение от 0,25 μA.

Диодна батерия

Слънчева батерия от диоди D223Bвсъщност може да се превърне в източник на електрически ток. Тези диоди имат най-високото напрежение и са направени в стъклена кутия, покрита с боя. Изходно напрежение крайния продуктможе да се определи от изчислението, че един диод на слънце генерира 350 mV.

Поставете необходимия брой радиокомпоненти в контейнер и го напълнете с ацетон или друг разтворител и оставете за няколко часа.
След това трябва да вземете плоча с необходимия размер от неметален материал и да направите маркировки за запояване на компонентите на източника на захранване.
Веднъж напоена, боята може лесно да се изстърже.
Въоръжени с мултицет, на слънце или под електрическа крушка определяме положителния контакт и го огъваме. Диодите са запоени вертикално, защото В това положение кристалът най-добре генерира електричество от слънчевата енергия. Следователно на изхода получаваме максималното напрежение, което слънчевата батерия ще генерира.

В допълнение към двата метода, описани по-горе, източникът на захранване може да бъде сглобен от фолио. Домашна слънчева батерия, направена според инструкции стъпка по стъпка, описан по-долу, ще може да осигури електричество, макар и с много ниска мощност:

За домашно ще ви трябва Медно фолиоплощ 45 кв. см. Отрязаното парче се обработва в сапунен разтвор, за да се отстрани мазнината от повърхността. Също така е препоръчително да миете ръцете си, за да не оставяте мазни петна.
Емери е необходим отстранете защитния оксиден филми всеки друг вид корозия от режещата равнина.
Лист фолио се поставя върху горелката на електрическа печка с мощност най-малко 1,1 kW и се нагрява до образуване на червено-оранжеви петна. При по-нататъшно нагряване получените оксиди се превръщат в меден оксид. Това се доказва от черния цвят на повърхността на парчето.
След образуването на оксида нагряването трябва да продължи в рамките на 30 минутитака че да се образува оксиден филм с достатъчна дебелина.
Печенето спира и блатът изстива заедно с котлона. Когато се охлаждат бавно, медта и оксидът се охлаждат с различна скорост, което прави последният по-лесен за отлепване.
Под течаща вода оксидните остатъци се отстраняват. В този случай не трябва да огъвате листа или механично да откъсвате малки парчета, за да не го повредите. тънък слойоксиди
Вторият лист се нарязва на размера на първия.
Поставете две парчета фолио в пластмасова бутилка от 2-5 литра с изрязано гърло. Закрепете ги с щипки тип крокодил. Те трябва да бъдат разположени така, че да не се свърза.
Отрицателният извод е свързан към обработеното парче, а положителният извод е свързан към второто парче.
Изсипва се в буркана физиологичен разтвор. Неговата нивото трябва да е 2,5 cm под горния ръб на електродите. За приготвяне на сместа 2-4 супени лъжици сол(в зависимост от обема на бутилката) се разтваря в малко количество вода.

Всички слънчеви панели не са подходящи за осигуряване на вила или частен дом с електричество поради ниската си мощност. Но те могат да служат като източник на енергия за радиостанции или за зареждане на малки електрически уреди.

Видео по темата

Слънцето е неизчерпаем източник на енергия. Хората отдавна са се научили как да го използват ефективно. Няма да навлизаме във физиката на процеса, а ще разгледаме как може да се използва този безплатен енергиен ресурс. За това ще ни помогне домашен слънчев панел.

Принцип на действие

Какво е слънчева клетка? Това е специален модул, който се състои от огромен брой най-елементарни фотодиоди. Тези полупроводникови елементи са отгледани с помощта на специални технологиив заводски условия върху силиконови пластини.

За съжаление, такива устройства в никакъв случай не са евтини. Повечето хора не могат да ги купят, но в този случай има много начини да направите сами слънчеви панели. И тази батерия ще може да се конкурира с търговските модели. Освен това цената му изобщо няма да бъде сравнима с това, което предлагат магазините.

Изграждане на батерия от силициеви пластини

Комплектът включва 36 силиконови пластини. Предлагат се в размери 8*15 сантиметра. Общата мощност ще бъде около 76 W. Ще ви трябват и проводници за свързване на елементите един към друг и диод, който ще изпълнява функцията за блокиране.

Една силициева пластина произвежда 2,1 W и 0,53 V при ток до 4 A. Пластините трябва да бъдат свързани само последователно. Само по този начин нашият енергиен източник ще може да произведе 76 вата. От предната страна има две коловози. Това е „минусът“, а „плюсът“ се намира на задната страна. Всеки панел трябва да бъде позициониран с празнина. Трябва да получите девет чинии в четири реда. В този случай вторият и четвъртият ред трябва да бъдат обърнати в обратна посока спрямо първия. Това е необходимо, така че всичко да е удобно свързано в една верига. Трябва да се вземе предвид диода. Позволява ви да предотвратите разреждането на акумулаторната батерия през нощта или в облачен ден. Минусът на диода трябва да се свърже с плюса на батерията. За да заредите батерията, ще ви е необходим специален контролер. С помощта на инвертор можете да получите нормално домакинско напрежение от 220 V.

Направи си сам сглобяване на соларен панел

Плексигласът има най-нисък индекс на пречупване на светлината. Ще се използва като тяло. Това е сравнително евтин материал. И ако имате нужда от още по-евтино, тогава можете да си купите плексиглас. В най-лошия случай можете да използвате поликарбонат. Но не е много подходящ за случая по отношение на характеристиките си. В магазините можете да намерите специален поликарбонат с покритие, което е защитено от конденз. Освен това ви позволява да осигурите батерията високо нивозащита от топлина. Но това не са всички елементи, които ще изграждат слънчевия панел. Лесно е да намерите стъкло с добра прозрачност със собствените си ръце; това е един от основните компоненти на дизайна. Между другото, дори обикновеното стъкло ще свърши работа.

Изработка на рамка

По време на монтажа силиконовите кристали трябва да се монтират на малко разстояние. В крайна сметка трябва да вземете предвид различни атмосферни влияния, които могат да повлияят на промените в основата. Така че е желателно разстоянието да е около 5 мм. В резултат на това размерът на готовата конструкция ще бъде някъде около 835 * 690 mm.

Соларен панел се изработва ръчно от алуминиев профил. Има максимална прилика с маркови продукти. При което домашна батерияпо-херметичен и издръжлив.

За монтаж ще ви е необходим алуминиев ъгъл. От него се прави заготовка за бъдещата рамка. Размери - 835*690 мм. За да закрепите профилите заедно, е необходимо предварително да направите технологични отвори.

Вътрешността на профила трябва да бъде покрита с уплътнител на силиконова основа. Трябва да го нанесете много внимателно, така че всички места да бъдат покрити. Ефективността и надеждността, които ще има соларният панел зависи изцяло от това колко добре е приложен.

Със собствените си ръце сега трябва да поставите лист от предварително избран прозрачен материал в рамката на профила. Може да е всичко друго. Важен момент: силиконовият слой трябва да изсъхне. Това трябва да се вземе предвид, в противен случай върху силиконовите елементи ще се появи филм.

На следващия етап прозрачен материалнеобходимо е да се изстиска и закрепи добре. За да направите закрепването възможно най-надеждно, трябва да използвате хардуер. Ние ще осигурим стъклото около периметъра и в четирите ъгъла. Сега слънчевият панел, направен на ръка, е почти готов. Остава само да се свържат силиконовите елементи един с друг.

Запояване на кристали

Сега трябва да поставите проводника върху силиконовата плоча възможно най-внимателно. След това прилагаме флюс и спойка. За да бъде по-удобно да работите, можете да фиксирате проводника от едната страна с нещо.

В това положение внимателно запоете проводника към контактната площадка. Не натискайте кристала с поялник. Много е крехко, можете да го счупите.

Последни монтажни операции

Ако правите слънчеви панели със собствените си ръце е първият ви път, тогава е по-добре да използвате специален субстрат за маркиране. Тя ще помогне за позицията необходими елементивъзможно най-точно на необходимото разстояние. За да отрежете правилно проводниците с необходимата дължина, свържете отделни елементи, трябва да се отбележи, че проводникът трябва да бъде запоен към контактната площадка. Той е леко преместен извън ръба на кристала. Ако го направиш предварителни изчисления, тогава се оказва, че проводниците трябва да са по 155 мм.

Когато сглобите всичко това в една структура, по-добре е да вземете лист от шперплат или плексиглас. За удобство е по-добре предварително да поставите кристалите хоризонтално и да ги фиксирате. Това се прави лесно с помощта на кръстове за полагане на плочки.

След като свържете всички елементи един към друг, за всеки кристал с обратна странананесете двустранна строителна лента. Трябва само да натиснете леко задния панел и всички кристали лесно ще бъдат прехвърлени към основата.

Този тип закрепване не е допълнително уплътнен по никакъв начин. Кристалите могат да се разширяват, когато високи температури, но не е страшно. Само отделни части трябва да бъдат запечатани.

Сега трябва да го използвате, за да закрепите всички гуми и самото стъкло. Преди да запечатате и напълно сглобите батерията, препоръчително е да я тествате.

Запечатване

Ако имате редовен силиконов уплътнител, тогава няма нужда напълно да запълвате кристалите с него. По този начин можете да елиминирате риска от повреда. За да запълните тази структура, не е необходим силикон, а епоксидна смола.

Ето как можете лесно и лесно да получите електрическа енергия на почти безценица. Сега нека да разгледаме как иначе можете да направите слънчеви панели със собствените си ръце.

Експериментална батерия

Ефективните системи за преобразуване на слънчева енергия изискват огромни фабрики, специални грижи и значителна сума пари.

Нека се опитаме да направим нещо сами. Всичко, от което се нуждаете за експеримента, може лесно да бъде закупено в магазин за хардуер или намерено във вашата кухня.

Направи си сам соларен панел от фолио

За монтаж ще ви трябва медно фолио. Може лесно да се намери в гаража или, в краен случай, може лесно да бъде закупен във всеки строителен магазин. За да сглобите батерията ви трябват 45 квадратни сантиметра фолио. Трябва също така да закупите две щипки тип крокодил и малък мултиметър.

За да получите работеща слънчева клетка, препоръчително е да имате електрическа печка. Нуждаете се от поне 1100 вата мощност. Трябва да се загрее до яркочервен цвят. Също така пригответе обикновена пластмасова бутилка без гърло и няколко супени лъжици сол. Вземете бормашина с абразивна приставка и метален лист от гаража.

Да започваме

Първата стъпка е да изрежете парче медно фолио с такъв размер, че да пасне напълно на електрическата печка. Ще трябва да измиете ръцете си, за да не останат остатъци върху медта. мазни петнаот пръсти. Също така е препоръчително да измиете медта. За да премахнете покритието от медния лист, използвайте шкурка.

Медно фолио

След това поставяме почистения лист върху плочката и го включваме на максимален капацитет. Когато плочката започне да се нагрява, ще можете да наблюдавате появата на красиви оранжеви петна върху медния лист. След това цветът ще се промени на черен. Необходимо е медта да се държи около половин час върху нажежена плочка. Това е много важен момент. По този начин дебелият слой оксид се отлепва лесно, докато тънкият слой ще залепне. След половин час свалете бакъра от котлона и го оставете да изстине. Ще можете да наблюдавате как парчета падат от фолиото.

Когато всичко се охлади, оксидният филм ще изчезне. Можете лесно да почистите по-голямата част от черния оксид с вода. Ако нещо не се получи, не си струва да опитвате. Основното нещо е да не се деформира фолиото. В резултат на деформация тънък слой оксид може да се повреди; това е много необходимо за експеримента. Ако не е там, слънчевият панел, направен от вас, няма да работи.

Сглобяване

Нарежете второто парче фолио със същите размери като първото. След това много внимателно трябва да огънете двете части, така че да се поберат в пластмасовата бутилка, но да не се докосват една друга.

След това прикрепете крокодилските скоби към чиниите. Жицата от „непърженото“ фолио отива към „плюс“, телта от „пърженото“ фолио към „минус“. Сега вземете солта и топла вода. Разбъркайте солта, докато се разтвори напълно. Нека излеем разтвора в нашата бутилка. И сега можете да видите плодовете на вашия труд. Този домашен слънчев панел, направен със собствените си ръце, може да бъде леко подобрен в бъдеще.

Други начини за използване на слънчевата енергия

Слънчевата енергия вече не се използва. В космоса той захранва известния марсоход на Марс от Слънцето. А в Съединените американски щати центровете за данни на Google работят от слънцето. В онези части на страната ни, където няма ток, хората могат да гледат новините по телевизията. Всичко това благодарение на Слънцето.

Тази енергия дава възможност и за отопление на къщи. Направи си сам въздушно-слънчев панел се прави много просто от бирени кутии. Те акумулират топлина и я отделят в жилищното пространство. Той е ефективен, безплатен и достъпен.

Слънчевата батерия е устройство, което ви позволява да генерирате електричество с помощта на специални фотоклетки. Помага за значително намаляване на разходите за електроенергия и получаване на неизчерпаем източник на електроенергия. Можете не само да закупите такава инсталация готова, но и да я направите сами. Слънчев панел за дом в частния сектор ще стане идеално решение, което ще помогне да се избегнат чести прекъсвания на електрозахранването.

Главна информация

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

Конструкция и принцип на действие

Проекти от всички видове работят, като преобразуват енергията, излъчвана от близка звезда, в електрическа енергия. Това се случва благодарение на специални фотоклетки, които се комбинират в масив и форма общ дизайн. Като преобразуватели на енергия се използват полупроводникови елементи, изработени от силиций.

Принцип 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 появява голям бройсвободни електрони, които започват да се движат бързо и хаотично между електродите.
Последицата от този процес е генерирането на постоянен ток.
След това бързо се преобразува в променлива и се изпраща до приемащото устройство.
Той разпределя полученото електричество в цялата къща.

Предимства и недостатъци

Направи си сам слънчевите панели имат редица предимства пред фабричните дизайни и други източници на енергия. Благодарение на това устройствата бързо набират популярност и се използват в цял свят.

Между положителни странислънчеви панели трябва да се подчертае следното:

Въпреки многото предимства, слънчевите панели имат и недостатъци. Те трябва да бъдат взети под внимание преди започване на производството на конструкцията и нейното инсталиране.

Недостатъците включват следното:

За да може завършената конструкция да изпълнява функциите си ефективно и да осигурява на хората достатъчно количество електроенергия, е необходимо да се произведе правилно. 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 изпълните серия от стъпки: подготвителни дейностии внимателно проучете всички изисквания към устройството. Това ще помогне да получите работеща инсталация и ще опрости процеса на инсталиране.

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

Материали и инструменти

Фотоклетките се считат за най-важните части на устройството. Производителите предлагат на клиентите само 2 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 време. други важни елементиструктурите са проводници. Те се използват за свързване на фотоклетки помежду си.

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

Процедура

За да направите слънчеви панели със собствените си ръце у дома, трябва да следвате последователността от действия. Само в този случай могат да се избегнат грешки и да се постигне желаният резултат.

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

Взема се набор от поли- или монокристални слънчеви клетки и частите се сглобяват в обща структура. Техният брой се определя въз основа на изискванията на собствениците на жилища.
Върху фотоклетките се нанасят контури, образувани от запоени с калай проводници. Тази операция се извършва върху плоска стъклена повърхност с помощта на поялник.
Според предварително подготв електрическа схемаВсички клетки са свързани помежду си. В този случай е необходимо да свържете шунтови диоди. Идеалният вариант за слънчева батерия би бил използването на диоди на Шотки, за да се предотврати разреждането на панела през нощта.
Клетъчната структура се премества на открито и се тества за функционалност. Ако няма проблеми, можете да започнете да сглобявате рамката.
За тези цели се използват специални алуминиеви ъгли, които са прикрепени към елементите на тялото с помощта на хардуер.
Върху вътрешните части на ламелите се нанася тънък слой силиконов уплътнител и се разпределя равномерно.
Върху него се поставя лист от плексиглас или поликарбонат и се притиска плътно към контура на рамката.
Структурата се оставя за няколко часа, за да изсъхне напълно силиконовият уплътнител.
След като този процес приключи, прозрачният лист се прикрепя допълнително към тялото с помощта на хардуер.
По цялата вътрешна част на получената повърхност се поставят избрани фотоклетки с проводници. В този случай е важно да оставите малко разстояние (около 5 милиметра) между съседните клетки. За да опростите тази процедура, можете предварително да приложите необходимите маркировки.
Монтираните клетки са здраво закрепени към рамката с помощта на монтажен силикон, а панелът е напълно уплътнен. Всичко това ще помогне за увеличаване на живота на слънчевата батерия.
Продуктът се оставя да изсъхне нанесената смес и придобива окончателния си вид.

Изделия от скрап материали

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

Това е един от най-простите и налични опцииизработка на домашен слънчев панел. Устройството ще се базира на диоди с ниско напрежение, които са направени в стъклен корпус.

Батерията се произвежда в следната последователност от действия:

Медно фолио

Ако трябва да получите малко количество електроенергия, можете да направите слънчева батерия от обикновено фолио.

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

Инструкция стъпка по стъпка:

Бирени кутии

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

Процедура:

Самоизработеният слънчев панел е прекрасно устройство, което може да намали разходите за енергия. Ако е произведен правилно и се спазват всички препоръки, можете да направите висококачествен продукт, който ще работи много години.

Използваната суровина е кварцов пясък с високо масово съдържание на силициев диоксид (SiO 2). Преминава през многостепенно пречистване, за да се освободи от кислорода. Получава се чрез високотемпературно топене и синтез с добавяне на химикали.

Отглеждане на кристали.

Пречистеният силиций е просто разпръснати парчета. За да се подреди структурата, кристалите се отглеждат по метода на Чохралски. Това се случва по следния начин: парчета силиций се поставят в тигел, където се нагряват и разтопяват. В стопилката се спуска семе - така да се каже, проба от бъдещия кристал. Атомите са подредени в ясна структура и растат върху семето слой по слой. Процесът на растеж е дълъг, но резултатът е голям, красив и най-важното хомогенен кристал.

Лечение.

Този етап започва с измерване, калибриране и обработка на монокристала в желаната форма. Факт е, че когато излиза от тигела в напречно сечение, той има кръгла форма, което не е много удобно за по-нататъшна работа. Следователно му се дава псевдо квадратна форма. След това обработеният монокристал със стоманени нишки в карбид-силициева суспензия или с диамантено импрегнирана тел се нарязва на плочи с дебелина 250-300 микрона. Те се почистват, проверяват за дефекти и количеството генерирана енергия.

Създаване на фотоволтаична клетка.

За да позволи на силиция да произвежда енергия, към него се добавят бор (B) и фосфор (P). Благодарение на това фосфорният слой получава свободни електрони (страна от n-тип), докато борната страна получава липсата на електрони, т.е. дупки (p-тип страна). Поради това се появява p-n преход между фосфор и бор. Когато светлината падне върху клетката, дупките и електроните ще бъдат избити от атомната решетка, появявайки се на територията на електрическото поле, те се разпръскват по посока на своя заряд. Ако свържете външен проводник, те ще се опитат да компенсират дупките от другата част на плочата, ще се появи напрежение и ток. Именно за производството му се запояват проводници от двете страни на плочата.

Сглобяване на модули.

Плочите се свързват първо във вериги, след това в блокове. Обикновено една плоча има 2 W мощност и 0,6 V напрежение. Колкото повече клетки има, толкова по-мощна ще бъде батерията. Свързването им последователно дава определено ниво на напрежение, докато свързването им паралелно увеличава силата на генерирания ток. За постигане на необходимото електрически параметрив целия модул се комбинират последователно и паралелно свързани елементи. След това клетките се покриват защитно фолио, прехвърля се върху стъкло и се поставя в правоъгълна рамка, прикрепете съединителната кутия. Готовият модул се подлага на последен тест - измерване на ток-напрежението. Всичко може да се използва!