Сонячні батареї своїми руками

Багатьох людей цікавить, як можна перетворити сонячну енергію в електрику. Альтернативні джерела енергії завжди займали розуми людей, і вже сьогодні кожен може отримати енергію сонця. У статті ми розповімо як самостійно виготовити панелі перетворювачі з підручних засобів (в домашніх умовах), дамо покрокову інструкцію по збірці конструкції.

Як це працює

Пристрій сонячної батареї

Альтернативне джерело енергії являє собою генератор, діючий на основі фотоелектричного ефекту. Він дозволяє перетворювати енергію сонця в електрику. Потрапляючи на кремнієві пластини, що є складовими сонячної батареї, кванти світла витісняють електрони з останніх орбіт кожного атома кремнію. Таким чином, можна отримати велику кількість вільних електронів, які і утворюють електричний струм.

Види сонячних батарей

Перш ніж приступити до виготовлення сонячної панелі, потрібно вибрати модулі перетворювачі, які будуть використані: монокристалічні, полікристалічні або аморфні. Найбільш доступними є перший і другий варіанти. Для того щоб вибрати відповідні елементи, необхідно знати їх точні характеристики:

Полікристалічні пластини з кремнієм дають досить низький ККД – не більше 8-9%. Проте вони вигідно відрізняються тим, що можуть працювати навіть під час похмурої погоди або хмарності.
Монокристалічні пластини видають близько 13-14% ККД, однак будь-яка хмарність, не кажучи вже про похмурій погоді, що значно знижують потужність батареї, зібраної з таких пластин.

Структура батарей

Обидва види пластин відрізняються тривалим терміном служби – від 20 до 40 років.

Купуючи кремнієві пластини для самостійної збірки можна брати елементи з невеликими дефектами – так звані модулі B-типу. Деякі компоненти пластин можна замінити, зібравши таким чином батарею за істотно менші гроші.

Проектування сонячної батареї

Кут нахилу

Плануючи розміщення перетворювачів, потрібно вибрати місце її установки так, щоб вона розташовувалася під нахилом, приймаючи промені сонця більш — менш перпендикулярно. Ідеальним способом стане таке розміщення батарей, щоб можна було змінювати кут нахилу. Розташовувати їх потрібно з найбільш освітленої сторони ділянки, причому чим вище, тим краще – наприклад, на даху будинку. Однак далеко не всі дахи можуть витримати вагу повноцінної сонячної батареї, тому в деяких випадках рекомендується встановити спеціальні опорні підставки під перетворювачі.

Необхідний кут, під яким повинна розташовуватися батарея, можна вирахувати, виходячи з географічного положення даної ділянки, а також рівня сонцестояння в даній місцевості.

Матеріали для виготовлення

Набір для складання

Вам будуть потрібні:

модулі перетворювачі B-типу,
алюмінієві куточки або готові рами для майбутньої батареї,
захисне покриття для модулів.

Опорні рами можна виготовити самостійно, використовуючи алюмінієві рамки, або ж можна придбати вже готові, різні за розміром.

Захисне покриття для сонячних батарей може бути відсутнім, а може являти собою:

скло,
полікарбонат,
оргскло,
плексиглас.

В принципі, всі захисні покриття можуть бути використані без великих втрат перетворюваної енергії, однак плексиглас пропускає промені гірше всіх перерахованих матеріалів.

Монтаж

Розмір межі сонячної батареї залежить від того, скільки модулів буде використано. Плануючи розташування елементів, необхідно залишити між модулями відстань 3-5 мм для компенсації можливої зміни розмірів з-за перепадів температури.

Готова робота

Розрахувавши дані та отримавши потрібні розміри, можна приступати до монтажу рамки. Якщо використовуються готові рамки, потрібно просто підібрати модулі, повністю заповнюють їх. Алюмінієві кутники дозволяють створити батарею будь-якого розміру.
Рамка з алюмінієвих куточків збирається за допомогою кріпильних елементів. На внутрішню частину рамки наноситься силіконовий герметик. Наносити його потрібно ретельно, не пропускаючи жодного міліметра – від цього безпосередньо залежить термін служби батареї.
Далі в рамку розташовується панель з обраного захисного матеріалу. Рекомендується за допомогою металевих виробів якісно закріпити матеріал на рамці. Для цього знадобляться шурупи і шуруповерт. По закінченні робіт скло або його аналог необхідно очистити від пилу і сміття.
Придбані модулі можуть містити як вже припаяні контакти, так і немає. У будь-якому випадку рекомендується або провести пайку з нуля, тобто тричі – для більшої надійності – з використанням припою і кислоти для паяння, або пройтися з паяльником по вже зробленим пайку.
Сонячна батарея може бути зібрана або відразу на підготовленій рамі, або спочатку на розміченому картоні. Виклавши елементи на скло необхідним способом, потрібно з’єднати їх паянням: з одного боку доріжки, ведучі ток, зі знаком «плюс»; з іншого боку – зі знаком «мінус». Контакти останніх елементів повинні бути виведені на широкий срібний провідник, так звану шину.

Фахівці рекомендують встановити також клему з передбаченої середньою точкою. Постановка на неї шунтуючого діода не дасть батареї розряджатися в нічний час або похмуру погоду.

Після закінчення пайки необхідно перевірити роботу і ретельно ліквідувати всі проблеми, переконатися в працездатності панелі.

Остаточним етапом робіт стане герметизація виготовлених панелей за допомогою спеціального еластичного герметика. Всі сполучені модулі повністю покриваються цією сумішшю. Після її повного висихання потрібно поставити другу панель захисного матеріалу, а також розмістити отриманий джерело альтернативної енергії під потрібним кутом у запланованому місці.