Корзина
395 отзывов
380931437130
Интернет магазин Екотехнологии
Изготовление солнечной батареи своими руками.

Изготовление солнечной батареи своими руками.

Изготовление солнечной батареи своими руками.

13.12.13

В последнее время все чаще используют солнечные панели для получения электроэнергии и обеспечения ею удаленных  от линий электропередач объектов. В этой статье мы попробуем рассмотреть варианты самостоятельного изготовления некоторых конструкций солнечных батарей.

            Изготовление солнечной батареи начинается с подбора фотоэлектрических солнечных элементов. Для начала следует определиться, какие именно элементы использовать - монокристаллические или поликристаллические и какой мощности. Лично я не вижу большой разницы т.к. все производители гарантируют  уменьшение  эффективности элемента на 20% за 25 лет службы,  а те различия, которые между ними существуют настолько незначительны для конечного потребителя, что ими можно пренебречь.

Для правильного выбора мощности применяемого типа элементов необходимо помнить, что мощность, указанная в паспорте производителя, измерена при освещенности 1000  Вт/.м² и температуре 25°С.  В реальных условиях такой освещенности на территории Украины нет, поэтому при расчете количества солнечных батарей надо этот факт учитывать.  Исходя из опытных данных в летние месяцы на 1 Вт солнечной батареи за полный световой день вырабатывается в среднем  4-6 Вт•ч  электроэнергии, а в зимние месяцы 0.8-1.8 Вт•ч  при условии правильного расположения солнечных панелей по отношению к Солнцу. Поэтому, если объект потребляет в среднем 3 КВт•ч  в день, то для его обеспечения электроэнергией необходимо минимум  1 КВт солнечных батарей в летние месяцы.

При подборе элементов в первую очередь следует обращать внимание на качество самого элемента. Он должен быть А класса - тогда у Вас есть уверенность в сроке его службы и сохранении параметров, заявленных производителем.  Эффективность элемента определяет  размеры солнечной батареи при заданной мощности, а не ее качество и надежность. Таким образом, не столь важно, будет ли 1 КВт солнечных батарей занимать 8 или 10  м² площади  при понесенных затратах, как долговременная стабильная работа солнечной батареи. Поэтому  после покупки даже качественных солнечных элементов  в первую очередь их следует отсортировать. Дело в том, что при создании солнечной батареи применяют последовательно-параллельное соединение элементов. Каждый элемент выдает около 0.5 В напряжения при отсутствии нагрузки (холостой ход) и для получения  напряжения например 12 В необходимо соединить последовательно 24 таких элемента. Под нагрузкой это напряжение будет ниже  плюс  для зарядки аккумулятора  необходимо 14В  и  комфортной работы контроллера заряда необходимо  18В. Теперь мы имеем  цепочку из 36 последовательно соединенных элементов. Чтобы получить заданный ток нашей солнечной батареи,  необходимо соединить параллельно несколько таких цепочек, чтобы их суммарный ток был равен заданному току батареи.  При сортировке элементов наша задача состоит в том, чтобы в каждой цепочке последовательно соединенных элементов все элементы были способны давать примерно одинаковый ток, потому что проходящий через всю цепочку ток будет определяться возможностями самого слабого элемента. Под словами  «примерно одинаковые » понимается различие значений не более чем на 10 % . Подбирая в цепочки элементы по производимому току мы не сможем соблюсти еще одно условие – чтобы каждая цепочка на холостом ходу давала одинаковое напряжение. При нарушении этого условия слабая цепочка может стать нагрузкой для сильной и ток в ней пойдет в противоположном направлении. Чтобы этого не произошло, необходимо устанавливать последовательно с каждой цепочкой диод. Лучше всего диод Шоттки, потому что падение напряжения на нем буде меньше, чем на кремниевом диоде. Для приблизительной сортировки вполне подойдет настольная лампа и амперметр. Не изменяя положения лампы и располагая каждый элемент на одном и том же месте поочередно измеряем для каждого элемента ток короткого замыкания, подсоединяя амперметр к контактам элемента. Результаты записываем.

Следующий важный этап в изготовлении солнечной батареи своими руками – это пайка  солнечных элементов. Я рекомендую для пайки солнечных элементов использовать медную шину  2-1.5 на 0.15 мм предварительно луженую тем же припоем, что и элемент. Шина режется для элементов 156х156 мм по 310 мм и с начало паяется  лицевая часть элемента по токоведущей дорожке по всей длине, а выпущенный оставшийся кусок шины заводится под низ следующего элемента и припаивается к контактным площадкам либо дорожке и т.д. Лицевой контакт является отрицательным электродом, а тыльная сторона положительным. Элементы следует располагать на расстоянии 3-5 мм друг от друга т.к. они имеют достаточно большой коэффициент линейного расширения и работают в диапазоне температур -40 градС до +65 градС. Флюс надо использовать на водной основе в виде фломастера и стараться промазывать дорожки не выходя за их габариты. Нельзя использовать кислотные флюсы – это ведет к повреждению элемента. Паяльник можно использовать 40-80 Ват с прямоугольным наконечником либо заточенным жалом по ширине дорожки. Элемент является хорошим теплоотводом, поэтому долго задерживаться на одном месте не стоит и давить тоже. Залог успеха - это равномерное движение, нагрев и давление паяльника по шине. Дополнительный припой для лучшей пайки использовать не надо, как правило хватает припоя, который находится на элементе и луженой шине.

После того как элементы спаяны их надо защитить от атмосферного воздействия. Выбирая  материалы для изготовления  корпуса солнечной батареи следует в первую очередь исходить  из соображений их долговечности и стойкости к атмосферным воздействиям  и ультрафиолетовому излучению. При правильной эксплуатации солнечной батареи она может проработать и 50 лет, конечно, значительно потеряв свою эффективность, но оставаясь в рабочем состоянии.  Проанализировав и попробовав  различные материалы для изготовления солнечной панели я выбрал, на мой взгляд, наиболее экономный и надежный вариант, позволяющий в домашних условиях собрать солнечную батарею. Для герметизации солнечных элементов я предлагаю использовать стеклопакет собственного изготовления для 36 элементов 156х156 мм размерами 710х1510 мм по стеклу. Стекло использовать толщиной 4мм,  зазор между стеклами от 5 до 10 мм. Фиксацию элементов производить тыльной стороной на втором стекле при помощи толстого двустороннего скотча  размерами 50х50 мм по центру элемента, потом на лицевую сторону элементов аккуратно наложить первое стекло . Образовавшийся зазор между стеклами загерметизировать  любым герметиком,  стойким к атмосферным воздействиям.  По периметру стеклопакета  установить алюминиевый профиль  20х40 мм стенка 2 мм и зажать стеклопакет кусочками уголка 20х20мм.

В этой конструкции есть достаточно недостатков но есть и неоспоримые плюсы. Это простота в изготовлении, надежность, долговечность, ремонтопригодность, доступная цена по материалам и минимальные  трудозатраты.