Электрофицируем частный дом самодельными солнечными панелями + изготовление

Интересный опыт этого человека показывает на сколько просто можно обеспечить себя электричеством. Забегая вперед могу сказать, что конечно не все он правильно делал, но как говорится на ошибках учатся.

В Поселение Тополевое (оно же Благодать) Приморского края был приобретен домик, он был в хорошем состоянии и было решено его сначала обжить и наладить быт, ну и попутно начинать строить свой дом. На фото это нынешнее состояние дома, а в самом начале все было несколько иначе.

Первым делом конечно стоял вопрос с электричеством, ведь для городского жителя, да и для любого современного человека электричество это неотъемлемая часть жизни. Первое что показалось достойным вариантом это солнечные панели, но они очень дорогие. Но знакомые посоветовали что можно экономить если заказывать не готовые солнечные панели, а только элементы (ФЭМ) и из них самому собирать панели. Если посчитать действительно получается очень дёшево.

Поискав где по дешевле через интернет заказал по почте 6 комплектов. Вообще в планах на будущее планировалось иметь мощную солнечную электростанцию, поэтому сразу было заказано шесть комплектов для экспериментов, чтобы понять что и как и отработать самостоятельную сборку панелей. В одном комплекте 36 пластин + 2 запасные, на случай если в дороге повредятся или вдруг нечаянно сломаются. Мощность каждой панели из этих комплектов около 50 ватт.

После распаковки посылки в первой же пачке обнаружил пару битых пластин и парочку с небольшими сколами. Скорее всего в дороге пострадали, так как эти элементы очень хрупкие, примерно как яичная скорлупа, а толщина всего 0,2мм. Как элементы оказались в руках то захотелось немедленно опробовать их и посмотреть что получился. Первое что нашлось это старая оконная рама, в нее как раз помещался один набор элементов и было решено собирать первую панель из нее.

В инструкции написано что одна пластина выдает ток 3,5А 0,5В. Хотя по-моему в реале она дает 0.6 в, судя по замерам мультиметра. Где-то я слышал, что для заряда свинцового аккумулятора нужно напряжение выше чем он дает, например 14 вольт, поэтому решил что зарядка наверняка будет и от 30 пластин по 0,5В, то есть 15 вольт.

Немного поразмыслив над тем как прикрепить элементы к стеклу было решено просто использовать скотч. Элементы разложил на стекло и зафиксировал небольшими кусочками скотча, а далее поклеил по швам цельными полосками. После чего оставалось спаять элементы. В посылке к каждому комплекту шел карандаш с флюсом для пайки и лента, которой соединяются все контакты пластин.

Да, кстати не нужно боятся тех пластин что без припаянных ленточек на лицевой стороне, ленточки хоть и долго, но паяются очень просто. Просто прикладываешь ленточку и прогреваешь, а тонкий слой олова на ленточке расплавляется и прилипает к контактам лицевой стороны. Вот такая получилась первая солнечная панель.

Тыльная сторона панели, видно как припаяны контакты.

Ну и вид спереди, ничего сложного вроде как получилось.

На следующий день начались различные тесты этой панели. Первым делом измерил напряжение холостого хода, то-есть без нагрузки, оно составило 17,2 вольта. Потом попробовал подсоединить портативный телевизор на 12 вольт, тот заработал, при этом напряжение упало до 14 вольт.

На фото не очень видно, но на самом деле он показывает нормально, просто на улице ничего не видно на экране. Далее уже через инвертор 12/220Вольт я пробовал подключать к панели разную электронику. Если на небе солнышко то работал нетбук, но при малейшем облачке инвертор отключался и нетбук естественно тоже так-как его внутренняя батарейка была полностью разряжена.

А на следующий день я пробовал подключить музыкальный центр. На нем есть вход 12В. В основном работал отлично, но когда становилось уже невыносимо пасмурно, то при громкости «на всю» начинал похрипывать и напряжение падало до 10В. Одновременно центр и КПК от инвертора работать не хотели. Инвертор вырубался, но это все было в пасмурную погоду. Думаю что если мощность поднять в три раза, то,есть три панели подключить, то вся электроника прекрасно бы работала, ну а при солнце хватило бы и одной панели.

Я понял для себя, что надо систему рассчитывать именно под пасмурные дни, тогда проблем совсем не будет, Так как пасмурные дни есть всегда. Как показала практика, из 6-ти комплектов можно собрать 7 панелей, даже еще пластины останутся. Более подробно опишу в следующей статье, а пока нашел большое стекло на которое помещаются сразу пластины двух комплектов, буду думать как лучше сделать.

Прошел месяц с момента изготовления первой панели. Вот что за это время успел сделать.

Небольшая пред история.

В свое время одни из первых поселенцев построили в поле домик. Позже Они переехали обратно в город, хотя точно не знаю, врать не буду. Этот домик они человеку, не единомышленнику. Но он хозяйственный был человек, немного модернизировал кое что в домике и поддерживал в хорошем состоянии, построил баньку и туалет. И вот он тоже переехал и решил этот домик продать, и я его купил. То есть купил и поехал из города на поместье. Так-как этот домик уже готов по сути, он теплый, хорошая печка там, я решил плотно заняться этим домиком,сделать ремонт, модернизацию и уже переехать из деревни туда. Поэтому я сейчас занимаюсь им плотно и буду наверно писать статьи об экспериментах уже в нем.

Вот как он выглядел в первый момент когда я его купил.

Но вернемся к солнечным батареям.

Думая о дальнейшем изготовлении рам для панелей мысль была такая, сделать раму с пазом под стекло, и потом проселиконить края стекла, чтоб влага не попадала. Это я к тому что эксплуатируя ту первую панель, собранную на оконной раме заметил, что во время дождя капли, которые попадают по крыше рядом с рамой рикошетом отражаются от крыши под раму, и рама с элементами намокает снизу. Вода попадает на элементы, просачивается между пластинами и стеклом и очень долго там сохнет. Влага приводит к окислению дорожек, которые как бы нарисованы на самих пластинах что есть не очень хорошо. После таких вот наблюдений было решено нижнюю часть закрыть пленкой чтоб вода не попадала туда. ( Сразу оговорюсь это была неудачная мысль). Но обо всем по порядку.

Следующая панель собиралась на большом стекле, куда должно было поместится сразу два комплекта по 28 пластин, каждая сборка 28 пластин это 14В, как раз для зарядки свинцового аккумулятора. Сначала все пластины были просто разложены по своим местам.

Потом ряды поклеил скотчем, получилось фот так.

Как видно все соединительные полоски остались между скотчем и места припайки тоже не проклеены.

Ну а далее оставалось спаять все элементы в цепочки.

В процессе пайки выяснилось что я немного неправильно разложил ряды пластин, так как места соединений спаянных цепочек оказались по разные стороны, надо было каждый второй ряд развернуть наоборот, тогда было бы правильней.

Ну а панелька в общем получилась.

Потом это стекло было вставлено в самодельную раму. Сначала на раму была положена пленка, а потом в пазы рамы вместе с пленкой вставлялось стекло, на стекло по периметру были приклеены ленты для зазора между пленкой и стеклом.

И уже готовую панель смонтировал на крыше дома. Это конечно временное решение, вообще планируется много панелей, поэтому надо заранее подумать как лучше их крепить и какие направляющие придумать. А пока что еще на крыше надо кое что переделать, в частности немного перестроить навес.

Через некоторое время произошло неожиданное, стекло панели через несколько часов взяло и лопнуло. Возможно это из за того, что я очень плотно подогнал стекло в раме или в низу палки, которые прилегали к пенопласту, но все элементы остались целыми, и образовавшиеся трещины промазал силиконом, правда прозрачного не было, поэтому использовал белый. Судя по показаниям мультиметра КПД особо не упало, надо будет переделать эту панель заново.

Теперь на крыше уже две панели, самая первая что из старой оконной рамы и эта треснувшая, Первую панель тоже снизу изолировал от влаги пленкой, но не герметично, а просто прикрутил шурупами с большими шляпками и все. Как показала практика, после дождей все сухо. Первые два результата дали определенный опыт и выводы, основываясь на которых была начата третья солнечная панелька.

Теперь раму я делал без всяких пазов, просто собрал короб , прошелся силиконом по периметру и положил на раму стекло, по сути приклеил стекло с элементами к коробу на силикон. Снизу элементы изолировал от влаги прикрутив саморезами пленку как и в предыдущих панелях.

На фото для лучшего прижимания пока силикон схватывается положил дополнительные грузы в виде камней. Проверка дождями прошла успешно, все элементы сухие, значит не портятся от влаги.

Внутри сейчас для накопления энергии стоит 2 аккумулятора, первый емкостью 100А/ч , второй 55А/ч. Большой у меня уже был, а 55-й я покупал как самый легкий чтобы на руках дотащить до домика. Аккумуляторы соединены параллельно. Это пока временно, потом думаю поставить два одинаковых большей емкости и будет нормально.

Первые дни эксплуатации этой системы в действии.

Почти каждый день с утра уже в домике, включаю через инвертор нетбук и колонки чтобы врубить музыку. Нетбук потребляет почти 50 ватт, и колонки если басы «на всю» и громкость то то тоже почти 50 ватт. Пока в домике не жил, а приходил только днем на аккумуляторах заряд держался в норме, обычно от 13.2 до 12.7, один раз упал до 12.6.

В один день нужно было поработать электроинструментом, доски пострадать, подпилить лобзиком, просверлить дырки дрелью. Вечером в этот же день еще и решил первый раз переночевать. Подсоединил диодные лампочки, их 4 штуки сейчас, автомобильные двух контактные. Эти лампочки нового поколения, уже светятся не голубоватым светом, а именно желтым, как обычные накаливания. Перед тем, как я лег спать мультиметр на аккумуляторах показывал 12.2В, а инвертор отрубается при 9.8В, значит энергии еще очень много. На следующий день к вечеру аккумуляторы зарядились где-то до 12.9В.

Потом надо будет наверное написать отдельную статью о том, что и как работает. И как все это можно использовать, и что оно дает. Сделать упор на внутреннюю проводку и приборы которые можно питать от аккумуляторов.

Электропроводка по дому

Напомню, ранее я уже израсходовал 4 комплекта элементов собрав четыре панели, одна из которых получилась большая, в нее влезло 2 комплекта по 28 пластин, что равно 14 В. В общем по сути из четырех комплектов я сделал пять, двойная панель в большой раме.

Четыре(5) панели отработали более месяца и вот я доделал все 7 солнечных панелей. Из шести заказанных у меня вообще получилось 8 сборок по 14 вольт. Кстати я писал что комплект на 50 ватт, но на самом деле на 75 ватт, общая мощность элементов 450 ватт. Но когда вставлял восьмую панель в деревянную раму, то стекло треснуло, при этом повредилось несколько элементов, стекло новое я нашел, но пока не стал переделывать.

Вот еще интересные выводы сделал. К задней стороне пластин, где квадратики для припаивания, оказывается можно пять не только в эти квадратики, но и в любом месте так как везде есть контакт и все работает так же. На лицевой стороне точно так-же, все дорожки между собой соединены. Если их померить мультиметром между собой (Омметром),то сопротивление между всеми дорожками, даже не пересекающимися равно нулю. Это значить что даже отколотые пластины все равно работают, и мелкие осколки тоже можно использовать если к ним припаять проводки.

Ну теперь расскажу что и как подсоединяется.

Все семь панелей соединены в один провод, который идет на аккумуляторы. Панели если нет освещения сами потребляют энергию, поэтому чтобы аккумуляторы не разряжались ночью в разрыв провода был поставлен большой диод, который я выпаял из старого компьютерного блока питания. Диод, днем когда солнце, ощутимо нагревается, но главное чтобы весь ток пропускал, а остальное не важно.

Первая проводка по дому пошла на освещение, на четыре светодиодные лампочки. Так-же от инвертора запускаю мощную энергосберегайку. Кстати по поводу энергосберегающей лампы. Привез я из города, написано светит как 180ватт обычная, а потребляет потребляет 36ватт. Взялся я ее запускать. Инвертор на 300 ватт ее не потянул, хотя тянул обычную лампочку со спиралькой накаливания на 150 ватт и еще одновременно колонки и ресивер. Запускается энергосберегайка только через второй инвертор, который на 800 ватт.

По показанию прибора мультиметра, что подключен к аккумулятору потребляет энергосберегайка явно больше, где-то 80 — 100 ватт. А вот светодиодные лампочки очень мало тока потребляют в сравнении с их яркостью, поэтому прикупил еще 6 лампочек, получилось в общем 8 штук и стало довольно ярко. Но если что-то мелкое делать при свете, то глаза устают, все таки хотелось бы и по ярче. Ну думаю постепенно наращивать яркость, правда дорогое удовольствие это, одна такая лампочка стоит 150р.

А так выглядит рабочий стол, нетбук с колонками и новый телевизор, который питается от 12 вольт. Просто на нетбуке слишком маленький экран чтобы что-то смотреть не сидя за столом, а это уже телевизор с приличным экраном, и самое главное работает от 12 вольт и потребляет всего 3А, это 36ватт/ч.

В качестве розеток использую автомобильные разветвители которые в прикуриваешь вставляются, сзади отпиливаю ту часть что вставляется в прикуриватель и припаиваю проводки, и все розетка готова. Получается очень удобно, тем более что для автомобилей сейчас адаптировали почти всю электронику.

Еще из освещения на улице есть два автономных светильника, которые работают от встроенных солнечных панелек и сами загораются как стемнеет. Хоть светят и не ярко, но очень удобно ночью во дворе все видно и можно ходить не опасаясь что на что нибудь наткнешься.

Ну а еду готовлю на газу.

Тем временем солнечная электростанция продолжает развиваться.

В ходе эксплуатации этой мини системы выяснились некоторые моменты. Когда у меня было всего три панели то вроде все было нормально, аккумуляторы заряжались, но когда поставил еще 4 панели, то что-то особых изменений не произошло и энергия быстро кончалась в аккумуляторах, я подумал что просто емкости мало и добавил еще аккумулятор, но энергии не прибавилось.

Возможно, если бы я сначала изучил все тонкости построения солнечной системы, то избежал бы банальных ошибок, но я пошел путем практики и до этого момента систему считал нормально работающей, тем более что опыта у меня не-было и сравнивать было не с чем.

Было замечено что если инверторы подключать через удлиненные провода к аккумуляторам, то энергия теряется. Если подключать например когда инвертор на аккумуляторах, электролобзик или насос, то все работает, а если через удлинитель, то насос еле качает, а электролобзик вообще не запускается, инвертор просто вырубается.

Из всего этого я сделал вывод что ток теряется именно в проводах. Когда было всего три панели, то потери были небольшие, а с прибавлением панелей сечения провода просто не хватало чтобы пропускать столько много тока и до аккумуляторов доходило очень мало ампер.

А я по незнанию этих тонкостей провел от панелей простой алюминиевый провод сечением 4 мм. Я не шибко разбираюсь в сечениях и электрике, знаю только, что когда приходишь в магазин, там на ценниках всегда пишут толщину цифрами 2.5/4/ 6/ 10/16, а дальше я не смотрел.

В итоге как временное решение было решено хотя бы сократить длину провода от панелей до аккумуляторов чтобы сократить потери. Подумав как это сделать я решил поднять аккумуляторы к самому потолку.

Из доски сделал полку для аккумуляторов, прикрутил к стене длинными саморезами. Так-как полка будет находиться в хате, то соответственно ее построгал и потом еще “теркой” прошлифовал. Получилось с виду добротно.

Так-же чтобы сократить длину провода решил и на крыше провод немного по другому соединить и пропустить. Ну и за одно решил что надо и короба панелей покрасить чтоб не так сильно разрушались на открытом воздухе. Провод решил пустить не под ними, а под крышей напрямую через чердак в дом, да и на чердаке удобно все это соединять в любую погоду.

Панели пришлось по одной откручивать чтобы прокрасить боковые части.


В результате длина провода сократилась почти в двое, провод я разрезал и к одному куску из подключил 4 панели, а ко второму 3. Подумал, если что, можно в будущем попробовать раздельно заряжать аккумуляторы. Может это будет более эффективно. В итоге получилось, что кроме того ,что я провод сократил в 2 раза я его еще и как-бы утолщил.

В результате этой модернизации во время заряда напряжение выросло на один вольт, то-есть, в среднем раньше мультиметр показывал при заряде 12,5-12,8В, а теперь тоже самое только 13 вольт, а не 12. Без нагрузки под вечер вообще показывало 14,3В.

Спустя несколько дней добавил еще провод от панелей, тоже алюминиевый. Сложил его вдвойне и подсоединил параллельно так-же как и предыдущие провода.В Итоге получилась такая толстая связка кабелей. А напряжение еще немного возросло. До подключения на мультиметре показывало 13,15В, а в момент подсоединения стало 13,30В, я так понимаю выросла мощность, ну и как следствие напряжение. У меня на мультиметре можно мерить ток только до 10 А, поэтому нечем замерить какой ток идет от солнечных панелей.

Пока вот так все соединяю на чердаке.

Теперь стало понятно что чем толще провода тем меньше потери и больше энергии идет в аккумуляторы. Я думаю в дальнейшем купить медные провода с толстым сечением и заменить эти алюминиевые на них. И еще хочу поставить клеймы на аккумуляторы чтобы контакт по лучше был. Ну а там дальше видно будет что и как.

Изготовление солнечных панелей своими руками

Наконец пришла очередная партия солнечных элементов. В этот раз решил сэкономить и заказал пластины без проводников на лицевой стороне. В наборе все необходимое, карандаш для пайки и ленты для спаивания, тонкие для спайки элементов, и широкие для распайки блоков из элементов. Эти элементы немного отличаются, какие-то более светлые и как бы матовые что-ли, ну это в принципе не важно, главное чтобы энергию давали. Сначала надо было припаять полоски к лицевой стороне. Для этого мы их сначала нарезали нужной длины.

Далее на дорожку наносится флюс карандашом из набора.

Сверху прикладывается полоска и по ней легонечко надо провести паяльником, после чего полоска припаивается и все, элемент стал как те, из прошлых наборов.

Все просто и хорошо получается, правда долго и однообразно, поэтому делаю с перерывами чтобы не уставала спина.

Начал собирать новые панели, на фото процесс. Принципиальных изменений в сборке нет, так-же сначала каждый элемент приклеиваю маленькими кусочками скотча по краям, а потом уже все элементы проклеиваю широкими лентами скотча.


Далее все элементы распаиваются.


В итоге получается вот такая почти готовая панель.

Для новых панелей солнечных панелей заранее изготовил и покрасил вот такие вот рамы.

Деревянный короб с панелью соединяю с помощью силиконового герметика, сверху ложу груз в виде камней чтобы пока сохнет герметик стекло было хорошо прижато.

Так-как элементы на стекле держатся только за счет скотча, то они могут отвалится, в связи с этим я решил дополнительно закрепить элементы, чтобы точно никуда не делись. А крепление придумал вот такое, с помощью реечек и монтажной пены.

Таким образом решил сделать и предыдущие солнечные панели. Конечно насколько долговечно это все я не знаю, но если что можно всегда подремонтировать. Заднюю часть панелей так-же закрываю дополнительно пленкой, которую прикручиваю на саморезы.


Так крыша выглядела на момент переделки панелей, переделал уже 4 штуки. + 1 новая. Сейчас всего 8 панелей в работе! (Большая это 2 в одной). Маленькая это для зарядок фонариков, сделанная из осколков.

Прошла зима, во время которой были всякие эксперименты над электричеством и всякой электроникой. Из осколков элементов было собрано несколько маленьких панелей. К лету общее количество панелей стало 10 штук, плюс еще эти маленькие из осколков. Сейчас уже наступила осень и пришла очередная посылка с элементами для изготовления новых солнечных панелей.

В этот раз я решил заказать набор на 1кВт, правда некондицию, то-есть набор из поврежденных пластин. Такие элементы стоили дешевле и я решил попробовать, посмотреть что из этого получится. Вот и посылочка.

Отобрав из набора элементы для новой панели принялся за ее изготовление. В этот раз снова решил собрать панель из 36 элементов и подключать через контроллер.

Теперь элементы я не крепил на скотч, просто разложил ровненько, сверху установил бруски и за-пенил элементы. Потом распаял все контакты. После открутил бруски с элементами на пол-сантиметра от стекла. Это я сделал чтобы если вдруг секло изнутри будет потеть, то капли будут скатываться по нему не затрагивая элементы и они всегда будут сухие, и не будут окисляться.

Готовую панель протестировал на вечернем солнышке. Ток составил 2.5 А и 20В.

Нижнюю сторону этой панели закрыл рубероидом, выходит вроде неплохо.

Вот так выглядит сейчас крыша с солнечными панелями.

А вот и контроллер под новую солнечную панель из 36 элементов, посмотрим оправдает ли надежды использование контроллера. Под контроллер я выделил отдельный аккумулятор, самый маленький вынул из общей системы, он на 55А. В качестве нагрузки повесил пока точку доступа Wi-Fi. Так-же в систему еще добавил новый аккумулятор на 150А.

Дальше продолжаю собирать панели, зеленая краска кончилась, теперь все красным будет.

Сделал три новых панели, до зимы хочу сделать как можно больше.

Вот еще одна панель добавлена, теперь в этом ряду уже четыре новые панельки.

В общем было собрано 7 панелей, за зиму было много мелких экспериментов и усовершенствований. Но теперь зима прошла и на дворе месяц Май. Снова решил переделать все панели, все-таки с контроллером намного лучше, и отдача по току больше, и в пасмурную погоду лучше заряд идет. Часть панелей уже переделана на 36 пластин, как положено.

Взялся переделывать остальные. Переделываю так, из трех соединяю в две панели. Те, что с лева, по 3 блока. Я среднюю панель внутри распаял как бы по полам, по 12 пластин получилось. А, один блок, там получается на 24, я взял одну панель на 24 и прицепил к ней половину от следующей из 12-ти штук. Получилось 36 как положено. В итоге эти 3 образуют, как бы, 2-е полновесные панели по 36 пластин. То есть в тех 6-ти блоках, как бы 4, нормальные панели. В итоге, внизу, получилось 16 панелей всего.

Далее, все что осталось, уже решил не заморачиваться на тонкости и сделал, из того, что было. А, Именно маленькие оставшиеся панельки (по 4 пластины в одной) Просто прикрутил к той, которая на 28 была и к той, что на 27+1 отдельно и еще, в одной, в раме было свободное место, я туда до-клеил пластин и добавил всего одну рамку из 4-х. В итоге, получился внешне «залипон» конечно. 🙂 Но, зато на 36 пластин, и Ампераж выдает нормальный. Те, что справа, еще не переделаны. А те, что с лева в верху, они хоть и на 36 пл., но еще не подключены к контроллеру.

С контроллером в солнечную погоду ток зарядки поднимался до 39А, что довольно не плохо, для 16-ти полноценных панелей. Через инвертор сейчас пользуюсь электроплиткой, количество энергии позволяет, все равно она вся в аккумуляторы не помещается, сжигаю излишки с пользой.

За лето были еще мелкие работы над панелями, а так-же продолжалась сборка панелей что в итоге привело к нехватке места для них на крыше. Пришлось делать дополнительную стойку под них. Сейчас крыша уже вот такая.

Делаю новые коробки под панели.

Отсюда кажется что вся крыша сплошняком покрыта солнечными панелями.

А это мы варим томатный сок на солнечном электричестве, плитку подключаем через инвертор и все работает.

Вот такая она, энергия солнца.

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельную панель

Желание сделать систему энергообеспечения частного дома более эффективной, экономичной и чистой с экологической точки зрения заставляет искать новые источники энергии. Одним из способов модернизации является установка солнечных батарей, способных преобразовывать энергию солнца в электрический ток. Существует прекрасная альтернатива дорогостоящему оборудованию — солнечная батарея, сделанная своими руками, которая позволит ежемесячно экономить средства из семейного бюджета. О том, как такую вещь соорудить, мы сегодня и будем говорить. Обозначим все подводные камни и расскажем как их обойти.

Общую информацию о конструктивных особенностях солнечных батарей смотрите на видео:

Разработка проекта солнечной энергосистемы

Проектирование необходимо для более удачного размещения панелей на крыше дома. Чем больше солнечных лучей попадет на поверхность батарей и чем выше их интенсивность, тем больше энергии они произведут. Для установки понадобится южная сторона кровли. В идеале лучи должны падать под углом 90 градусов, поэтому следует определить, в каком именно положении работа модулей принесет больше пользы.

Дело в том, что самодельная солнечная батарея, в отличие от заводской, не имеет специальных датчиков движения и концентраторов. Для изменения угла наклона существует возможность изготовить механизм на ручном управлении. Он позволит устанавливать модули почти вертикально в зимний период, когда солнце стоит низко над горизонтом, и опускать их летом, когда солнцестояние достигает своего пика. Вертикальное зимнее расположение имеет и защитную функцию: оно препятствует скапливанию на панелях снега и наледи, чем продлевает срок эксплуатации модулей.

Энергоэффективность модульной конструкции можно увеличить, если создать простейший механизм управления, который позволит менять угол наклона батареи в зависимости от времени года и даже времени суток

Возможно, перед монтажом батарей потребуется усиление кровельной конструкции, так как комплект из нескольких панелей имеет довольно большую массу. Необходимо вычислить нагрузку на крышу с учетом тяжести не только солнечных батарей, но и снежного пласта. Вес системы во многом зависит от материалов, которые применяются при ее изготовлении.

Количество панелей и их размер рассчитывают исходя из требующей мощности. Например, 1м² модуля производит приблизительно 120 Вт, этого не хватит даже для полноценного освещения жилых помещений. Примерно 1 кВт энергии при 10м² панелей позволит функционировать осветительным приборам, телевизору и компьютеру. Соответственно, солнечная конструкция площадью 20м² обеспечит нужды семьи из 3 человек. Приблизительно на такие размеры следует рассчитывать, если частный дом предназначен для постоянного проживания.

Изготовление солнечной батареи не обязательно заканчивается первоначальной сборкой, в дальнейшем можно наращивать элементы, тем самым увеличивая КПД оборудования

Варианты модулей для самостоятельной сборки

Основное назначение солнечной панели – генерировать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в электрическую. Полученный электроток представляет собой поток свободных электронов, высвобожденных световыми волнами. Для самостоятельной сборки оптимальным вариантом являются моно- и поликристаллические преобразователи, так как аналоги еще одного вида – аморфные – в течение первых двух лет снижают свою мощность на 20-40%.

Стандартные монокристаллические элементы имеют размеры 3 х 6 дюймов и довольно хрупкую структуру, поэтому работать с ними нужно крайне бережно и аккуратно

Разные виды кремниевых пластин имеют свои плюсы и минусы. Например, поликристаллические модули отличаются довольно низким КПД – до 9%, тогда как КПД монокристаллических пластин достигает 13%. Первые сохраняют показатели мощности даже в облачную погоду, но служат в среднем 10 лет, мощность вторых резко падает в пасмурные дни, зато они прекрасно функционируют на протяжении 25 лет.

Самодельное устройство должно быть функциональным и надежным, поэтому часть деталей лучше приобрести в готовом виде. Перед тем, как сделать солнечную батарею по индивидуальному проекту, загляните на сайт eBay, где можно обнаружить огромный выбор модулей с незначительным браком. Легкая поломка не влияет на качество работы, зато заметно уменьшает стоимость панелей. Предположим, монокристаллический модуль Solar Cells, расположенный на стеклотекстолитовой плате, стоит чуть больше 15 долларов, а поликристаллический комплект из 72 штук – около 90 долларов.

Лучший готовый вариант солнечного элемента — панель с проводниками, которые требуют лишь последовательного соединения. Модули без проводников стоят дешевле, но увеличивают время сборки батареи в несколько раз

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

• листы фанеры выбранного размера;
• невысокие рейки для бортиков;
• клей универсальный или для древесины;
• уголки и саморезы для крепежа;
• дрель;
• плиты ДВП;
• куски оргстекла;
• краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Фотоэлектрические системы частного дома

Электрические домашние системы энергообеспечения с использованием солнечных элементов можно разделить на 3 вида:

• автономная;
• гибридная;
• безаккумуляторная.

Если дом подключен к центральной энергосети, то оптимальным вариантом будет смешанная система: днем питание производится от солнечных батарей, а ночью – от аккумуляторов. Центральная сеть в данном случае является резервом. Когда нет возможности подключиться к центральному энергоснабжению, его заменяют топливными генераторами – бензиновыми или дизельными.

Контроллер необходим для предотвращения короткого замыкания в момент максимальной нагрузки, аккумулятор – для накопления энергии, инвертор – для распределения и подачи ее к потребителю

При выборе наиболее удачного варианта следует учитывать время суток, в которое происходит максимальное потребление энергии. В частных домах пиковый период выпадает на вечер, когда солнце уже зашло, поэтому логичным будет использовать либо подключение к общей сети, либо дополнительное применение генераторов, так как солнечное энергоснабжение происходит в дневное время.

В фотоэлектрических системах энергоснабжения используют сети и с постоянным, и с переменным током, причем второй вариант подходит для размещения приборов на расстоянии более 15 м

Для дачников, режим работы которых часто совпадает со световым днем, подходит солнечная энергосберегающая система, которая начинает функционировать вместе с восходом солнца, а заканчивает вечером.

 

Солнечная батарея своими руками

Однажды услышав по телевидению о солнечных батареях, которые способны превращать энергию солнца в электрическую автор загорелся идеей их использования. Для начала он постарался узнать как можно больше информации о солнечных панелях, инверторах, элементах и их прочих составляющих. К сожалению хорошие солнечные панели стоят довольно дорого и автор не мог просто взять и купить заводскую панель для практического использования дома. Однако среди множества статей в сети интернет автор нашел несколько посвященных самостоятельной сборке солнечных панелей в домашних условиях.

Материалы и инструменты, которые использовал автор для создания своей солнечной панели:
1) стекла оконные размером 86 на 66 см
2) алюминиевые уголки
3) паяльник с расходными материалами
4) комплект солнечных элементов
5) скотч двухсторонний
6) инвертор
7) аккумуляторы

Рассмотрим более подробно этапы постройки солнечной панели.

Перед созданием своей первой солнечной панели автор довольно длительное время готовился изучая статьи посвященных сборке панелей, информацию о различных типов элементов, способов герметизации и материалов необходимых для создания панелей новичку. Одно из важнейших знаний, которое почерпнул автор в данных статьях это опыт чужих ошибок. Так например он довольно детально изучил основные ошибки при герметизации панели, а так же понял как лучше работать с пластинами солнечных элементов, чтобы не повредить их.

После теоретической подготовки автор приступил к практической. Так как бюджет на изготовление солнечной панели был не велик, то собирать ее автор решил по большей части из подручных материалов. Найдя довольно неплохой магазин пластиковых окон, автор заказал там два стекла размером 86 на 66 см. Так же в одном из магазинов были приобретены алюминиевые уголки, которые будут составлять каркас солнечной панели. Солнечные элементы автор решил заказать в интернет магазине, так как там они были гораздо дешевле.

Когда все основные материалы были собраны, а элементы получены на почте, автор приступил к сборке своей первой солнечной панели.
Для начала было решено соединить все элементы при помощи металлической ленты и паяльника. Так как автор ознакомился с основными ошибками при пайке солнечных элементов, то данный процесс прошел без поломок. В работе автор использовал небольшое количество канифоли, а нажим при пайке был легким, к тому же перед началом работ все элементы были разложены на ровную поверхность стекла, таким образом весь процесс пайки элементов не составил большого труда. На пайку 36 пластин солнечных элементов у автора ушло около полутора часов, плюс было потрачено некоторое время на лужение проводов. Главными принципами автор назвал необходимость в паяльнике на 40 вт, так как пластины отдают тепло при приближении паяльника, а канифоли для спайки надо совсем немного иначе олово может не прилипнуть к пластине, именно по этой причине автору пришлось залудить все провода полностью.

Для закрепления пластин на стекле в ровном положении рядов автор использовал двухсторонний скотч. Этим же скотчем автор полностью закрепил окантовку стекла , на которое затем была наклеена полимерная пленка.

Ниже расположена фотография со всеми видами скотча, которые применял автор при создании данной солнечной панели:

Так же скотч понадобился автору при герметизации солнечной панели. герметизировать элементы очень важно, так как если влага попадет на контакты они окислятся и придется их перепаивать. Поэтому на собранную панель была наклеена полиэтиленовая пленка, которую автор закрепил все тем же двухсторонним скотчем. Главное в данном процессе не забывать о запасах для краев и аккуратность при создании прорезов под провода. После того как пленка была успешно наклеена автор использовал силиконовый герметик.

Далее стекло необходимо было поместить в рамку, чтобы уберечь его от сколов да и просто увеличить надежность конструкции солнечной батареи. Рамку для стекла автор предпочел делать из пластика, так как у него имелось некоторое количество пластика оставшегося от домашнего ремонта, хотя так же можно использовать и металлические уголки или деревянные бруски. В общем все зависит от того каким средствами и материалами вы располагаете.

Рамка была склеена при помощи стандартного утюга на ровной поверхности при 45 градусах.

Затем стекло было установлено внутрь такой самодельной рамы и края еще раз проклеены силиконовым герметиком. Лишняя пленка в процессе была обрезана для лучшего эстетического вида изделия.

В итоге получилась вот такая солнечная панель сделанная из подручных материалов:

Таким же образом была собрана еще одна солнечная панель, так как элементов было закуплено с запасом.
Далее автор решил приступил к испытаниям собранной панелей.

У первой панели было напряжение в 21 В и сила тока при замыкании 3.4 А. Заряд батареи 40 А.ч. 2.1 А. При испытаниях было довольно облачно и проверить максимальную мощность панелей не удалось.

Однако автор не унывал и решил соединить обе собранный солнечные панели в одну систему.

В итоге при тех же погодных условиях собранная система из двух солнечных панелей выдавал мощность тока замыкания в 7 ампер, а напряжение около 20 В. Этого вполне достаточно, к тому же при более солнечной погоде показатели будут значительно лучше.

По итогу автор сделал следующие выводы: получилось отлично выглядящая панель, которая по характеристикам не уступает промышленным образцам. Все этапы изготовления автор посчитал довольно простыми для себя. Насчет качества и долговечности панели сложно судить, однако автор постарался максимально хорошо спаять элементы и герметизировать их от внешнего воздействия.

Так же из остатков элементов автор собрал еще одну небольшую панель мощностью всего в 5 вт и 1 А.

Панели автор установил на крышу своего дома. Аккумуляторы, которые заряжаются от солнечных панелей используются для питания нескольких лампочек, вентилятора и телевизора.

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Поворотное устройство для солнечной батареи своими руками: как сделать трекер

В настоящее время множество людей переходит на солнечные фонарики для сада, к примеру, или на зарядное устройство для телефона. Как всем известно, и понятно, работает такая зарядка от полученной днем солнечной энергии. Однако светило не стоит на месте целый день, а потому, создав поворотное устройство для солнечной батареи своими руками, можно повысить эффективность зарядка примерно в половину, передвигая батарею по направлению к солнцу на протяжении всего дня.

Преимущества

Трекер для солнечных панелей своими руками обладает несколькими очень весомыми преимуществами, которые стоят того, чтобы потратить время на его изготовление и установку.

1. Первое и наиболее важное преимущество – это то, что поворот солнечного элемента в течение всего дня может повысить КПД батареи примерно в половину. Достигается это за счет того, что максимально эффективная работа солнечных батарей достигается в период, когда лучи от светила падают перпендикулярно на фотоэлемент.
2. Второе преимущество устройства создается под влиянием первого. Из-за того, что батарея повышает свою эффективность и производит вполовину больше энергии, отпадает необходимость установки дополнительных стационарных батарей. К тому же сама поворотная батарея может обладать меньшим фотоэлементом, чем при стационарном способе. Все это экономит большие материальные средства.

Составные элементы трекера

Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.

Список обязательных деталей для создания такого устройства:

1. Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
2. Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
3. Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
4. Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
5. Элемент, преобразующий энергию.

Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.

Электронные системы поворота

Принцип работы

Принцип работы поворотного устройства очень прост и держится на двух деталях, одна из которых механическая, а другая электронная. Механическая часть поворотного устройства соответственно отвечает за поворот и наклон батареи. А электронная часть регулирует моменты времени и углы наклона, по которым действует механическая часть.

Электрооборудование, используемое вместе с солнечными батареями, заряжается от самих же батарей, что в некотором роде также экономит средства на подпитку электроники.

Положительные стороны

Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.

Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.

Как сделать своими руками

Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.

Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.

Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:

1. Удостовериться в наличия питания на схему.
2. Провести подключение двигателя с постоянным током.
3. Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
4. Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
5. Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
6. Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
7. Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
8. Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
9. Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
10. Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
11. Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.

Часовой механизм поворота

Устройство часового механизма поворота в основе своей довольное простое. Для того чтобы создать такой принцип работы, нужно взять любые механические часы и соединить их с двигателем солнечной батареи.

Для того чтобы заставить работать двигатель, необходимо установить один подвижный контакт на длинную стрелку механических часов. Второй неподвижный закрепляется на двенадцати часах. Таким образом, каждый час, когда длинная стрелка будет проходить через двенадцать часов, контакты будут замыкаться, и двигатель будет поворачивать панель.

Временной промежуток в один час, выбран исходя из того, что за это время солнечное светило проходит по небу около 15 градусов. Установить еще один неподвижный контакт можно на шесть часов. Таким образом, поворот будет проходить каждые полчаса.

Водяные часы

Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.

Принцип работы также прост и заключается в следующем:

1. Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
2. После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
3. Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.

Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.

Видео

Как сделать трекер для солнечной батареи своими руками, вы узнаете из нашего видео.