Слънчевите панели го правят сами. Устройството е слънчев панел. Как да си направим слънчева батерия за дома или градината

Удобството да се живее в къщите и апартаментите на съвременния човек през годините изисква все повече и повече електричество. Но в съвременните условия, цената на всяка единица електроенергия непрекъснато се увеличава, което съответно влияе на разходите. Ето защо въпросът за преминаване към алтернативни източници на електроенергия е най-належащият. Един от начините да се гарантира независимостта при генерирането на електроенергия е възможността да се използват слънчеви панели за дома за тези цели.

Една ефективна алтернатива или общо погрешно схващане?

Говори се за автономно електрозахранване на битови уреди и осветление в домове, използващи слънчева енергия, продължава от средата на миналия век. Развитието на технологиите и цялостният напредък направи възможно приближаването на тази технология към средния потребител. Твърдението, че използването на слънчеви панели за дома ще бъде доста ефективен начин за замяна на традиционните електрически мрежи, може да се счита за безспорно, ако не беше за няколко значителни „buts“.

Основното изискване за ефективността на използването на хелиеви батерии е количеството слънчева енергия. Устройството на слънчевата батерия ни позволява да използваме ефективно енергията на нашето осветително тяло само в райони, където през по-голямата част от годината е слънчево. Също така е необходимо да се вземе предвид географската ширина, на която са монтирани слънчевите панели - колкото по-висока е географската ширина, толкова по-малко енергия има слънцето. В идеалния случай ефективността може да бъде постигната на около 40%. Но това е идеално, но на практика всичко е малко по-различно.

Следващата точка, на която трябва да се обърне внимание - необходимостта да се използват достатъчно големи площи, което ви позволява да монтирате самостоятелни слънчеви панели. Ако батериите са планирани да бъдат пуснати на лятна вила, къща, къща, тогава няма да има проблеми, но живеещи в жилищни сгради ще трябва да мисля за това сериозно.

Слънчева батерия - какво е това?

Устройството на слънчевата батерия се основава на способността на слънчевите клетки да преобразуват слънчевата енергия в електричество. Обединени в обща система, тези преобразуватели създават мулти-клетъчно поле, всяка клетка от която под въздействието на слънчевата енергия става източник на електрически ток, който след това се натрупва в специални устройства - батерии. Разбира се, силата на такова устройство е по-висока, колкото по-голямо е полето. Това означава, че колкото повече фотоклетки в него, толкова повече електричество е в състояние да произвежда.

Но това не означава, че само огромните области, в които е възможно инсталирането на слънчеви панели, може да осигури необходимото електричество. Има много приспособления, които имат способността да работят не само от обичайните автономни източници на захранване - батерии, акумулаторни батерии - но и да използват енергията на слънцето. При проектирането на такива устройства са монтирани портативни слънчеви панели, които позволяват едновременно зареждане на устройството и самостоятелна работа. Например, обичайните джобен калкулатор: при слънчево време, поставяйки го на масата, можете да осигурите презареждането на батерията, което удължава живота му за много години. Има много различни устройства, където се използват такива батерии: флаш фенерче, фенерче и др.

В предградията и крайградските зони наскоро стана модерно да се използват фенерчета за захранване със слънчева енергия за осветление. Икономичен и опростен уред осигурява осветление по градински пътеки, на тераси и във всички необходими места, като се използва електрическата енергия, акумулирана през деня, когато слънцето грее. Икономичните лампи за осветление могат да консумират тази енергия дълго време, което осигурява голям интерес към такива устройства. Слънчевото осветление се използва в домове, вили и помощни помещения.

Видове автономни слънчеви панели

Има два вида преобразуватели на слънчева енергия, причинени от устройството на самата батерия - филм и силиций. Първият тип включва тънкослойни батерии, в които преобразувателите са филм, изработен по специална технология. Те се наричат ​​още полимерни. Такива батерии се монтират на всякакви налични места, но имат няколко недостатъка: те се нуждаят от много пространство, ниска ефективност и дори при средни облаци, енергийната им ефективност намалява с 20%.

Слънчеви клетки от силициев тип са монокристални и поликристални устройства, както и аморфни силициеви панели. Монокристалните батерии се състоят от набор от клетки, в които са интегрирани силиконови конвертори, свързани към общата схема и запълнени със силикон. Лесна за работа, с висока (до 22%) ефективност, водоустойчива, лека и гъвкава, но за ефективна работа изисква директен слънчев поток. Облачно време може да доведе до пълно спиране на производството на електроенергия.

Поликристалните батерии от монокристала се различават по броя на трансдюсерите, поставени във всяка клетка и инсталирани в различни посоки, което осигурява тяхната ефективна работа дори при дифузна светлина. Това е най-често срещаният тип батерия, която се използва в градска среда, въпреки че тяхната ефективност е малко по-ниска от тази на монокристала.

Аморфните силициеви източници на енергия, въпреки тяхната ниска енергийна ефективност - около 6%, все пак се считат за по-обещаващи. Те абсорбират слънчевия поток двадесет пъти повече от силиция и са много по-ефективни при облачни дни.

Всичко това са индустриални устройства, които имат своя собствена - и в момента не много демократична - цена. Възможно ли е със собствени ръце да се събират слънчеви панели?

Общият принцип на подбора и разположението на частите за слънчеви панели

Във връзка с най-новите изисквания за производство на електрическа енергия, които са насочени към превключване от традиционните суровини, използвани в неговото производство, темата за слънчевите енергийни източници става все по-практична. Масовото производство на елементи за създаване на собствена електрическа мрежа вече предлага на потребителя различни възможности за предоставяне на автономно електричество. Но за момента цената на един независим източник на слънчева енергия е достатъчно висока и недостъпна за масовия потребител.

Но това не означава, че не можете да правите слънчеви панели със собствените си ръце. В този случай просто трябва да вземете решение за начина на сглобяване на такова устройство. Или, придобиване на отделни елементи, да ги събере самостоятелно, или да направи всички съставни части със собствените си ръце.

Това, което всъщност се състои от енергийна система, основана на превръщането на слънчевата енергия в електрически ток? Основният, но не и последният от неговите елементи е слънчевата батерия, чийто дизайн е разгледан по-горе. Вторият елемент в схемата е контролерът на слънчевата батерия, чиято задача е да контролира зареждането на батериите с електрически ток, получен от слънчеви батерии. Следващата част от домашната слънчева централа е електрическа батерия, в която се акумулира електричество. И последният елемент на "слънчевата" електрическа верига ще бъде инвертор, който позволява на произведената електроенергия от малко напрежение да се използва за домакински уреди с мощност 220 V.

Разглеждайки всеки елемент на домашна соларна централа поотделно, може да се види, че всеки елемент може да бъде закупен в търговска мрежа, в електронни търгове и т.н., или сглобен на ръка. И дори контролер за слънчеви панели може да бъде направен на ръка с определени умения и теоретични познания.

Сега за задачите, които се поставят пред собствената си електроцентрала. Те са прости и сложни едновременно. Тяхната простота е, че слънчевата енергия се използва за специфични цели: осветление, отопление или пълно задоволяване на нуждите на дома. Трудност - при правилното изчисляване на необходимата мощност и подходящ подбор на съставните части.

Как да изградим слънчев панел

Сега можете да намерите много предложения за това как и от какво можете да събирате слънчеви панели. Има много начини и можете да избирате според предпочитанията си. Този материал обсъжда основните принципи, които трябва да се използват при слънчевите батерии със собствените си ръце.

На първо място, трябва да решите каква мощност трябва да получите и да определите колко напрежение ще работи мрежата. Има две възможности за мрежи на слънчева енергия - с постоянен ток и променлив. Променлив ток по-предпочитано поради възможността за разстояние между консуматори на електроенергия на значително разстояние - повече от 15 метра. Това е само за малка къща. Без да навлизаме дълбоко в изчисленията и да започнем от опита на тези, които вече използват слънчевата енергия на вилите си, е безопасно да се каже, че на географските ширини на Москва - и слизане на юг, тези показатели, разбира се, ще бъдат по-високи - един квадратен метър слънчеви панели може произвеждат до 120 вата на час. Това е, ако монтажът използва поликристални елементи. Те са по-атрактивни в цената. А общата мощност е доста реалистична, за да се определи, като се добави цялата консумация на енергия на всеки отделен електрически уред. Приблизително можем да кажем, че за семейство от 3-4 души, това отнема около 300 киловата на месец, което може да се получи от слънчеви панели от 20 квадратни метра. м.

Можете също да намерите описание на мрежите за слънчева енергия, като използвате панели от 36 елемента. Всяка от панелите има мощност от около 65 вата. Слънчевият панел за вила или малка частна къща може да се състои от 15 такива панела, които могат да произвеждат до 5 kW на час обща електрическа мощност, имащи собствена мощност от 1 kW.

DIY слънчеви панели

А сега за това как да направим слънчев панел. Първото нещо, което ще бъде закупено, ще бъде набор от конверторни плочи, чийто брой зависи от силата на домашна слънчева електроцентрала. За една батерия ще са необходими 36 броя. Можете да използвате набор от слънчеви клетки, както и да закупувате повредени елементи или с дефекти - това само ще повлияе на външния вид на батерията. Ако работят, тогава продукцията ще бъде почти 19 волта. Те трябва да бъдат споени с оглед на разширяването, оставяйки между тях разстояние до пет милиметра. Създаването на слънчев панел със собствените си ръце изисква изключително внимание при запояване на фотопласти. Ако плочите са закупени без проводници, те трябва да се запоят на ръка. Процесът е сложен и отговорен. Ако работата се извършва с 60 W поялник, най-добре е последователно да се свърже обикновена 100-ватова крушка.

Разположението на соларните клетки е много просто - всяка пластина е запоена последователно с другата. Заслужава да се отбележи, че плочите са много крехки и тяхното запояване за предпочитане се извършва с някакъв вид рамка. Когато се разединяват фотоплаките, е необходимо също да се помни, че в схемата трябва да се вмъкнат защитни диоди, за да се предотврати разтоварването на фотоелектричните клетки по време на потъмняване или затъмняване. За тази цел автобусните половини на панела се извеждат към терминалния блок, създавайки средата. Тези диоди също така предпазват батериите от разреждане през нощта.

Качеството на запояването е основното изискване за безупречна работа на соларните клетки. Преди инсталиране на основата е необходимо да се тестват всички точки на запояване. Препоръчва се да се премахне тока с помощта на кабели с малко напречно сечение. Например кабел за високоговорител със силиконова изолация. Всички проводници трябва да бъдат запечатани.

След това е необходимо да се определи повърхността, на която ще бъдат монтирани тези плочи. По-скоро с материала за неговото производство. Най-подходящото и лесно достъпно стъкло е това, което има максимална производителност. светлинен поток в сравнение с плексиглас или карбонат.

Следващата стъпка е да направите кутията. За целта използвайте алуминиев ъгъл или дървена греда. Стъклото се поставя върху рамката на уплътнителя - препоръчително е внимателно да се запълнят всички нередности. Трябва да се отбележи, че уплътнителят трябва да изсъхне напълно - за да се избегне замърсяване на фотопластовете. След това върху стъклото се монтира завършен лист от заварени фотоклетки. Методът на закрепване може да бъде различен, но слънчевите панели за къщата, чиито прегледи са общи, са фиксирани главно с помощта на прозрачна епоксидна смола или уплътнител. Ако епоксидът се нанася равномерно по цялата повърхност на стъклото, след което датчикът се поставя върху него, тогава уплътнителят се фиксира главно върху капка в средата на всеки елемент.

За субстрата се използва различен материал, който също се монтира върху уплътнителя. Тя може да бъде ПДЧ от малка дебелина или лист от дървесни влакна. Въпреки че отново можете да се излее и епоксидна смола. Калъфът за батерията трябва да бъде запечатан. Слънчевият панел „направи си сам“, чиято схема на сглобяване беше обсъдена по-горе, ще даде 18-19 волта, осигуряващи зареждането на 12-волтова батерия.

Мога ли да направя конвертор за слънчева енергия със собствените си ръце?

Занаятчиите с обширни познания в областта на електрониката могат да направят фотоволтаичните клетки да преобразуват слънчевата енергия в електрическа енергия и независимо. За да направите това, използвайте силиконови диоди, или по-скоро техните кристали, освободени от сградите. Този процес отнема много време и за да започне или не, всеки сам решава. Можете да използвате диодите, използвани в мостовите вериги на изправители и стабилизатори на напрежението - D226, KD202, D7 и др. полупроводникови диоди кристал, когато слънчевата светлина го удари източник на ток точно като фотографска табела. Но да се стигнем до него и да не го навредим е доста сложен и труден процес.

Всеки, който реши самостоятелно да създаде елементи за преобразувателя, трябва да помни следното: ако сте успели да разглобите и запоете внимателно батерия, състояща се само от двадесет KD202 диода според схемата на 5 групи, свързани паралелно, можете да получите напрежение около 2 V с ток до 0, 8 Ампер. Тази мощност е достатъчна само за захранване на малък радиоприемник, който има само един или два транзистора в неговата верига. Но за да ги направят пълноценна слънчева батерия за вилата, трябва да опитате много усилено. Огромната работа, големи площи, тромавият дизайн правят тази професия неперспективна. Но за малки уреди и приспособления, това е доста подходящ дизайн, който може да се направи от всеки, който обича да прави електротехника.

Мога ли да използвам светодиоди за слънчеви панели?

LED слънчевият панел е чиста фантастика. Това е почти невъзможно да се събере дори малка слънчева micropanel от светодиоди. По-скоро можете да създадете, но дали си струва? С помощта на слънчева светлина е възможно да се получи около 1,5 волта напрежение на светодиода, но силата на генерирания ток е много малка и е необходимо само много силно слънце за генерирането му. И все пак - когато напрежението е приложено към него, самият светодиод излъчва радиационна енергия, т.е. светва. Така че тези от неговите събратя, на които слънчевата светлина има повече мощност, ще произвеждат електричество, което този светодиод сам ще консумира. Всичко е правилно и просто. И да разберем в същото време какво произвеждат светодиодите и които консумират енергия е просто невъзможно. Дори ако използвате десетки хиляди светодиоди - и това е непрактично и неикономично - няма да има смисъл.

Отопляваме къщата със слънчева енергия

Ако реалната възможност за предоставяне на домакински уреди с "слънчева" ток вече е спомената по-горе, тогава има две възможности за отопление на къща със слънчева енергия. А за да използвате слънчеви панели за отопление на дома, трябва да знаете някои от изискванията, които са необходими за тази задача.

В първото изпълнение използването на слънчева енергия за нагряване се осъществява чрез различна система от обичайната електрическа мрежа. Устройство за отопление на къща, която използва слънчева енергия, се нарича слънчева система и се състои от няколко устройства. Основното работно устройство е вакуумният колектор, който превръща слънчевата светлина в топлина. Състои се от набор от стъклени тръби с малък диаметър, в които е поставена течност с много нисък праг на загряване. При нагряване този флуид допълнително пренася топлината си към водата в резервоара за съхранение с обем най-малко 300 литра вода. Тогава тази загрята вода се подава към отоплителни панели, направени от тънки медни тръби, които от своя страна отделят топлината, затопляйки въздуха в помещението. Вместо панели, разбира се, можете да използвате традиционните радиатори, но тяхната ефективност е много по-ниска.

Разбира се, можете да използвате и слънчеви панели за отопление, но в този случай ще трябва да се съгласите, че загряването на водата в котела с нагревателни елементи ще изисква лъвския дял от енергията, генерирана от батериите. Простите изчисления показват, че загряването на бойлер със 100 литра вода до 70–80 ° C отнема около 4 часа. През това време водогреен котел с нагреватели с мощност 2 kW ще консумира около 8 kW. Ако слънчевите панели в обща мощност могат да произвеждат до 5 kW на час, тогава няма да има проблеми с енергоснабдяването в къщата. Но ако слънчевите панели имат площ от по-малко от 10 квадратни метра. метра, такава мощност за пълното предоставяне на електрическа енергия няма да работи.

Използването на вакуум колектор за отопление на жилищата е оправдано в случая, когато е пълноправен жилищен дом. Схемата на работа на такава хелиосистема осигурява топлина на цялото жилище през цялата година.

И все пак работи!

В крайна сметка, слънчевите панели, самостоятелно сглобени от ентусиасти, са доста реални източници на енергия. А ако използвате 12-волтови батерии с ток най-малко 800 А / ч във веригата, оборудване за преобразуване на напрежение от ниско към високо - инвертори, както и 24 V контролери с работен ток до 50 А и просто "непрекъснато захранване" с ток 150 Ампер, вие получавате много прилична соларна електроцентрала, която е в състояние да посрещне нуждите от електричество на жителите на частна къща. Естествено, при определени метеорологични условия.