Солнечная батарея для дома своими руками

Рассчитываем и изготавливаем солнечные батареи своими руками

Уже не одно десятилетие человечество ищет альтернативные источники энергии, способные хотя бы частично заменить существующие. И самыми перспективными из всех на сегодняшний день представляются два: ветро‑ и солнечная энергетика.

Правда, ни тот ни другой не могут предоставить непрерывного производства. Это связано с непостоянством розы ветров и суточно‑погодно‑сезонными колебаниями интенсивности солнечного потока.

Сегодняшняя энергетика предлагает три основных метода получения электрической энергии, но все они тем или иным образом вредны для окружающей среды:

  • Топливная электроэнергетика — самая экологически грязная, сопровождается значительными выбросами в атмосферу углекислого газа, сажи и бесполезной теплоты, вызывая сокращение озонового слоя. Добыча топливных ресурсов для нее также наносит значительный вред природе.
  • Гидроэнергетика связана с очень значительными ландшафтными изменениями, затоплением полезных земель, причиняет ущерб рыбным ресурсам.
  • Атомная энергетика — самая экологически чистая из трёх, но требует очень значительных расходов на поддержание безопасности. Любая авария может быть связана с нанесением непоправимого долголетнего вреда природе. К тому же требует специальных мер по утилизации отходов использованного топлива.

Солнечная батарея — что это такое

Солнечная батарея для дома своими рукамиСтрого говоря, получить электроэнергию от солнечного излучения можно несколькими способами, но большинство из них используют промежуточное её преобразование в механическую, вращающую вал генератора и только затем в электрическую.

Такие электростанции существуют, они используют в работе двигатели внешнего сгорания Стирлинга, имеют неплохой КПД, но у них есть и существенный недостаток: чтобы собрать как можно больше энергии солнечного излучения, требуется изготовление огромных параболических зеркал с системами слежения за положением солнца.

Надо сказать, что существуют решения, позволяющие улучшить ситуацию, но все они достаточно дорогостоящие.

Есть методы, дающие возможность прямого преобразования энергии света в электрический ток. И хотя явление фотоэффекта в полупроводнике селене было открыто уже в 1876 году, но только в 1953 году, с изобретением кремниевого фотоэлемента, появилась реальная возможность создания солнечных батарей для получения электроэнергии.

В это время уже появляется теория, позволившая объяснить свойства полупроводников, и создать практическую технологию их промышленного производства. К сегодняшнему дню это вылилось в настоящую полупроводниковую революцию.

Работа солнечной батареи основана на явлении фотоэффекта полупроводникового p-n перехода, по сути представляющего собой обычный кремниевый диод. На его выводах при освещении возникает фото‑эдс величиной 0,5

Солнечная батарея для дома своими руками При использовании электрических генераторов и батарей необходимо учитывать различия, которые существуют между фазным и линейным напряжением. Подключая трехфазный электродвигатель в соответствующую сеть, можно в три раза увеличить его выходную мощность.

Следуя определенным рекомендациям, с минимальными затратами по ресурсам и времени можно изготовить силовую часть высокочастотного импульсного преобразователя для бытовых нужд. Изучить структурные и принципиальные схемы таких блоков питания можно здесь.

Конструктивно каждый элемент солнечной батареи выполнен в виде кремниевой пластины площадью в несколько см 2. на которой сформировано множество соединённых в единую цепь таких фотодиодов. Каждая такая пластина является отдельным модулем, дающим при солнечном освещении определённое напряжение и ток.

Соединяя такие модули в батарею и комбинируя параллельно‑последовательное их подключение, можно получить широкий диапазон значений выходной мощности.

Преимущества и недостатки этого вида энергии

Солнечная батарея для дома своими рукамиОсновные недостатки солнечных батарей:

  • Большая неравномерность и нерегулярность энергоотдачи в зависимости от погоды, и сезонной высоты солнца.
  • Ограничение мощности всей батареи, если затенена хотя бы одна её часть.
  • Зависимость от направления на солнце в различное время суток. Для максимально эффективного использования батареи нужно обеспечивать её постоянную направленность на солнце.
  • В связи с вышесказанным, необходимость аккумулирования энергии. Наибольшее потребление энергии приходится на то время, когда выработка её минимальна.
  • Большая площадь, требующаяся для конструкции достаточной мощности.
  • Хрупкость конструкции батареи, необходимость постоянной очистки её поверхности от загрязнений, снега и т. п.
  • Модули солнечной батареи работают наиболее эффективно при 25°C. Во время работы же они нагреваются солнцем до значительно более высокой температуры, сильно снижающей их эффективность. Чтобы поддерживать КПД на оптимальном уровне, необходимо обеспечивать охлаждение батареи.

Следует заметить, что постоянно появляются разработки солнечных элементов, использующих новейшие материалы и технологии. Это позволяет постепенно устранять недостатки, присущие солнечным батареям или уменьшать их влияние. Так, КПД новейших элементов, использующих органические и полимерные модули, достигает уже 35% и есть ожидания достижения 90%, а это делает возможным при тех же размерах батареи получить много бòльшую мощность, либо, сохранив энергоотдачу, значительно уменьшить габариты батареи.

Кстати, средний КПД автомобильного двигателя не превышает 35%, что позволяет говорить о достаточно серьёзной эффективности солнечных панелей.

Появляются разработки элементов на основе нанотехнологий, одинаково эффективно работающих под разными углами падающего света, что избавляет от необходимости их позиционирования.

Таким образом, уже сегодня можно говорить о преимуществах солнечных батарей по сравнению с другими источниками энергии:

  • Отсутствие механических преобразований энергии и движущихся частей.
  • Минимальные расходы на эксплуатацию.
  • Долговечность 30

50 лет.

  • Тишина при работе, отсутствие вредных выбросов. Экологичность.
  • Мобильность. Батарея для питания ноутбука и зарядки аккумулятора для светодиодного фонарика вполне поместится в небольшом рюкзаке.
  • Независимость от наличия постоянных источников тока. Возможность подзарядки аккумуляторов современных гаджетов в полевых условиях.
  • Нетребовательность к внешним факторам. Солнечные элементы можно разместить в любом месте, на любом ландшафте, лишь бы они достаточно освещались солнечным светом.

    Конструктивные особенности

    Солнечная батарея для дома своими рукамиВ приэкваториальных районах Земли средний поток солнечной энергии составляет в среднем 1,9 кВт/м 2. В средней полосе России он находится в пределах 0,7

    1,0 кВт/м 2. КПД классического кремниевого фотоэлемента не превышает 13%.

    Как показывают опытные данные, если прямоугольную пластину направить своей плоскостью на юг, в точку солнечного максимума, то за 12‑часовой солнечный день она получит не более 42% суммарного светового потока из‑за изменения угла его падения.

    Это означает, что при среднем солнечном потоке 1 кВт/м 2. 13% КПД батареи и её суммарной эффективности 42% удастся получить за 12 часов не более 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Втч, или 0,6 кВтч за день с 1 м 2. Это при условии полного солнечного дня, в облачную погоду — значительно меньше, а в зимние месяцы эту величину нужно разделить ещё на 3.

    Учитывая потери на преобразование напряжения, схему автоматики, обеспечивающую оптимальный зарядный ток аккумуляторов и предохраняющую их от перезаряда, и прочие элементы можно принять за основу цифру 0,5 кВтч/м 2. Этой энергией можно в течение 12 часов поддерживать ток заряда аккумулятора 3 А при напряжении 13,8 В.

    То есть для заряда полностью разряженной автомобильной батареи ёмкостью 60 Ач потребуется солнечная панель в 2 м 2. а для 50 Ач — примерно 1,5 м 2 .

    Для того чтобы получить такую мощность можно приобрести готовые панели, выпускающиеся в диапазоне электрических мощностей 10

    300 Вт. Например, одна 100 Вт панель за 12‑ти часовой световой день с учётом коэффициента 42% как раз обеспечит 0,5 кВтч.

    Такая панель китайского производства из монокристаллического кремния с очень неплохими характеристиками стоит сейчас на рынке около 6400 р. Менее эффективная на открытом солнце, но имеющая лучшую отдачу в пасмурную погоду поликристаллическая — 5000 р.

    При наличии определённых навыков в монтаже и пайке радиоэлектронной аппаратуры можно попробовать собрать подобную солнечную батарею и самому. При этом не стоит рассчитывать на очень большой выигрыш в цене, кроме того, готовые панели имеют заводское качество как самих элементов, так и их сборки.

    Но продажа таких панелей организована далеко не везде, а их транспортировка требует очень жёстких условий и обойдётся достаточно дорого. Кроме того, при самостоятельном изготовлении появляется возможность, начав с малого, постепенно добавлять модули и наращивать выходную мощность.

    Подбор материалов для создания панели

    В китайских интернет‑магазинах, а также на аукционе eBay предлагается широчайший выбор элементов для самостоятельного изготовления солнечных батарей с любыми параметрами.

    Ещё в недалёком прошлом самодельщики приобретали пластины, отбракованные при производстве, имеющие сколы или другие дефекты, но существенно более дешёвые. Они вполне работоспособны, но имеют немного пониженную отдачу по мощности. Учитывая постоянное снижение цен, сейчас это уже вряд ли целесообразно. Ведь теряя в среднем 10% мощности, мы теряем и в эффективной площади панели. Да и внешний вид батареи, состоящей из пластин с отколотыми кусочками выглядит довольно кустарно.

    Можно приобрести такие модули и в российских онлайн‑магазинах, например, molotok.ru предлагает поликристаллические элементы с рабочими параметрами при световом потоке 1,0 кВт/м 2 :

    • Напряжение: холостого хода — 0,55 В, рабочее — 0,5 В.
    • Ток: КЗ — 1,5 А, рабочий — 1,2 А.
    • Рабочая мощность — 0,62 Вт.
    • Габариты — 52х77 мм.
    • Цена 29 р.

    Совет: Надо учитывать, что элементы очень хрупкие и при транспортировке часть из них может быть повреждена, поэтому при заказе следует предусмотреть некоторый запас по их количеству.

    Изготовление солнечной батареи для дома своими руками

    Для изготовления солнечной панели нам понадобится подходящая рама, которую можно сделать самостоятельно или подобрать готовую. Из материалов для нее лучше всего использовать дюралюминий, он не подвержен коррозии, не боится сырости, долговечен. При соответствующей обработке и покраске для защиты от атмосферных осадков подойдёт и стальная, и даже деревянная.

    Совет: Не стоит делать панель очень больших размеров: она будет неудобна в монтаже элементов, установке и обслуживании. К тому же маленькие панели имеют низкую парусность, их можно удобнее разместить под требуемыми углами.

    Рассчитываем комплектующие

    Определимся с размерами нашей рамы. Для зарядки 12-ти вольтового кислотного аккумулятора требуется рабочее напряжение не ниже 13,8 В. Примем за основу 15 В. Для этого нам придётся соединить последовательно 15 В / 0,5 В = 30 элементов.

    Совет: Выход солнечной панели следует подключать к аккумулятору через защитный диод во избежание его саморазряда в темное время суток через солнечные элементы. Так что на выходе нашей панели будет: 15 В – 0,7 В = 14,3 В.

    Чтобы получить зарядный ток 3,6 А, нам необходимо соединить в параллель три таких цепочки, или 30 x 3 = 90 элементов. Это будет нам стоить 90 x 29 р. = 2610 р.

    Совет: Элементы солнечной панели соединяются параллельно‑последовательно. Необходимо соблюдать равенство количества элементов в каждой последовательной цепочке.

    Таким током мы можем обеспечить стандартный режим заряда для полностью разряженного аккумулятора ёмкостью 3,6 x 10 = 36 Ач.

    Реально эта цифра будет меньше из‑за неравномерности солнечного освещения в течение дня. Таким образом, для заряда стандартной автомобильной батареи 60 Ач, нам нужно будет соединить параллельно две таких панели.

    Эта панель может нам обеспечить электрическую мощность 90 x 0,62 Вт ≈ 56 Вт.

    Или в течение 12‑часового солнечного дня с учётом поправочного коэффициента 42% 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 кВтч.

    Разместим наши элементы в 6 рядов по 15 штук. Для установки всех элементов нам потребуется поверхность:

    • Длина — 15 x 52 = 780 мм.
    • Ширина — 77 x 6 = 462 мм.

    Для свободного размещения всех пластин примем габариты нашей рамы: 900×500 мм.

    Совет: Если есть готовые рамы с другими габаритами, можно пересчитать количество элементов в соответствии с приведёнными выше намётками, подобрать элементы других типоразмеров, попробовать разместить их, комбинируя длину и ширину рядов.

    Также нам потребуются:

    • Паяльник электрический 40 Вт.
    • Припой, канифоль.
    • Монтажный провод.
    • Силиконовый герметик.
    • Двусторонний скотч.

    Этапы изготовления

    Для монтажа панели необходимо подготовить ровное рабочее место достаточной площади с удобным подходом со всех сторон. Сами пластины элементов лучше разместить отдельно в стороне, где они будут защищены от случайных ударов и падений. Брать их следует аккуратно, по одной.

    Солнечная батарея для дома своими руками Устройства защитного выключения повышают безопасность домашней электросети, снижая вероятность поражения электричеством и возникновения пожаров. Детальное ознакомление с характерными особенностями разных видов выключателей дифференциального тока подскажет, какой выбрать УЗО для квартиры и дома.

    При эксплуатации электросчетчика возникают ситуации, когда его надо заменить и заново подключить — об этом можно прочитать тут.

    Обычно для изготовления панели используют способ приклеивания предварительно распаянных в единую цепь пластин элементов на плоскую основу‑подложку. Мы предлагаем другой вариант:

    1. Вставляем в раму, хорошо закрепляем и герметизируем по краям стекло или кусок плексигласа.
    2. Раскладываем на нем в соответствующем порядке, приклеивая их двусторонним скотчем, пластины элементов: рабочей стороной к стеклу, выводами для пайки — к задней стороне рамы.
    3. Положив раму на стол стеклом вниз, мы сможем удобно распаивать выводы элементов. Выполняем электрический монтаж в соответствии с выбранной принципиальной схемой включения.
    4. Склеиваем окончательно пластины с задней стороны скотчем.
    5. Подкладываем какую‑либо демпфирующую прокладку: листовую резину, картон, ДВП и т. п.
    6. Вставляем в раму заднюю стенку и герметизируем её.

    При желании вместо задней стенки можно залить раму сзади каким‑нибудь компаундом, например, эпоксидкой. Правда, это уже исключит возможность разборки и ремонта панели.

    Схема подключения электроснабжения дома с использованием наших батарей

    Конечно, одной батареи в 50 Вт не хватит для обеспечения энергией даже небольшого домика. Но с её помощью уже можно реализовать в нем освещение, используя современные светодиодные светильники.

    Для комфортного существования городского жителя сейчас в сутки требуется не менее 4 кВтч электроэнергии. Для семьи — соответственно количеству её членов.

    Солнечная батарея для дома своими рукамиСледовательно, солнечная батарея частного дома для семьи из трёх человек должна обеспечивать 12 кВтч. Если предполагается электроснабжение жилища только от солнечной энергии нам нужна будет солнечная батарея площадью, не менее 12 кВтч / 0,6 кВтч/м 2 = 20 м 2 .

    Эту энергию необходимо запасти в аккумуляторных батареях, ёмкостью 12 кВтч / 12 В = 1000 Ач, или примерно 16 батарей по 60 Ач.

    Для нормальной работы аккумуляторной батареи с солнечной панелью и её защиты потребуется контроллер заряда.

    Чтобы преобразовать 12 В постоянного тока в 220 В переменного, нужен будет инвертор. Хотя сейчас на рынке уже в достаточном количестве представлено электрооборудование на напряжения 12 или 24 В.

    Совет: В низковольтных сетях электроснабжения действуют токи значительно более высоких значений, поэтому для выполнения проводки к мощному оборудованию следует выбирать провод соответствующего сечения. Проводка для сетей с инвертором выполняется по обычной схеме 220 В.

    Делаем выводы

    При условии аккумулирования и рационального использования энергии, уже сегодня нетрадиционные виды электроэнергетики начинают создавать солидную прибавку в общем объёме её выработки. Можно даже утверждать, что они постепенно становятся традиционными.

    Учитывая значительно снизившийся в последнее время уровень энергопотребления современной бытовой техники, применение энергосберегающих осветительных приборов и значительно увеличившийся КПД солнечных батарей новых технологий, можно сказать, что уже сейчас они способны обеспечивать электроэнергией небольшой частный дом в южных странах с большим количество солнечных дней в году.

    В России же они вполне могут применяться, как резервные или дополнительные источники энергии в комбинированных системах электроснабжения, а если эффективность их удастся повысить хотя бы до 70%, то вполне реально будет и их использование в качестве основных поставщиков электроэнергии.

    Видео о том, как изготовить прибор для сбора солнечной энергии самому

    *****

    Изготовление солнечной батареи для дома своими руками

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Основой солнечной батареи являются фотоэлектрические преобразователи (солнечные модули), которые обращают энергию солнечного света в электричество. Для того, чтобы в доме пользоваться бытовыми приборами за счет солнечной батареи, таких модулей должно быть достаточно много.

    Энергии, вырабатываемой одним модулем, недостаточно для удовлетворения энергетических потребностей. Между собой фотоэлектрические преобразователи связаны одной последовательной цепью.

    Части, из которых состоит солнечная батарея:

    1. Солнечные модули ,объединенные в рамки.В одной рамке объединяются от единиц до нескольких десятков фотоэлектрических элементов. Для обеспечения электроэнергией целого дома понадобится несколько панелей с элементами.
    2. Аккумулятор. Служит для накопления получаемой энергии, которую затем можно использовать в темное время суток.
    3. Контроллер. Он следит за разрядкой и зарядкой аккумулятора.
    4. Инвертор. Преобразует постоянный ток, полученный от солнечных модулей в переменный.

    Солнечный модуль (или фотоэлектрический элемент) основан на принципе p-n перехода, и по своему устройству очень напоминает транзистор. Если у транзистора спилить шляпку и на поверхность направить солнечные лучи, то подключенным к нему прибором можно определить мизерный электрический ток. Солнечный модуль работает по такому же принципу, только поверхность перехода у солнечного элемента значительно больше.

    Как и многие типы транзисторов, солнечные элементы изготавливаются из кристаллического кремния.

    По технологии изготовления и материалам различают три вида модулей:

    1. Монокристаллические. Изготовлены в виде цилиндрических кремниевых слитков. Преимущества элементов заключается в высокой производительности, компактности и в наибольшем сроке службы.
    2. Тонкопленочные. Делается напыление слоев фотоэлектрического преобразователя на тонкую подложку. КПД тонкопленочных модулей относительно невысок (7-13%).
    3. Поликристаллические. Расплавленный кремний заливается в квадратную форму, затем остуженный материал режется на квадратные пластинки. Внешне отличаются от монокристаллических модулей тем, что края углов у поликристаллических пластин не обрезаны.

    Аккумулятор. В солнечных батареях наибольшее применение нашли свинцово-кислотные аккумуляторы. Стандартный аккумулятор имеет напряжение 12 вольт, для получения большего напряжения собирают аккумуляторные блоки. Так можно собрать блок напряжением 24 и 48 вольт.

    Контроллер заряда солнечных батарей. Контроллер заряда действует по принципу регулятора напряжения в автомобиле. В основном солнечные панели на 12 вольт выдают напряжение от 15 до 20 вольт, и без контроллера могут быть повреждены перегрузкой. При 100% заряженном аккумуляторе контроллер отключает модули и предохраняет аккумулятор от закипания.

    Инвертор. Солнечные модули вырабатывают постоянный ток, а для использования бытовых приборов и техники требуется переменный ток и напряжение 220 вольт. Инверторы предназначены для преобразования постоянного тока, делая его переменным.

    Выбор комплектующих для изготовления

    Солнечная батарея для дома своими рукамиЧтобы снизить себестоимость солнечной станции, нужно попробовать собрать ее самостоятельно. Для этого потребуется закупить необходимые комплектующие, какие-то элементы можно изготовить самому.

    Самостоятельно получится собрать:

    • рамки с фотоэлектрическими преобразователями;
    • контроллер зарядки;
    • инвертор напряжения;

    Самые большие затраты будут связаны с приобретением самих солнечных элементов. Детали можно заказать из Китая или на eBay, такой вариант обойдется дешевле.

    Благоразумно приобретать работоспособные преобразователи с повреждениями и дефектами – они просто забракованы производителем, но вполне исправны. Нельзя покупать элементы разных размеров и мощности – максимальный ток солнечной батареи будет ограничен током самого малого элемента.

    Для изготовления рамки с солнечными элементами потребуется:

    • алюминиевый профиль;
    • солнечные элементы (обычно 36 штук для одной рамки);
    • паяльник;
    • припой и флюс;
    • дрель;
    • крепежные делали;
    • силиконовый герметик;
    • медная шина;
    • лист прозрачного материала (оргстекло, поликарбонат, плексиглас);
    • лист фанеры или текстолита(оргстекла);
    • диоды Шоттки;

    Собирать инвертор самостоятельно имеет смысл только при небольшом энергопотреблении. Контроллер заряда в простом исполнении не так дорого стоит, поэтому нет особого смысла тратить время на изготовление прибора.

    Технология изготовления своими руками

    Для сборки солнечной батарей потребуется:

    1. Сконструировать рамку (корпус).
    2. Спаять все солнечные элементы в параллельную цепь.
    3. Закрепить солнечные элементы на рамке.
    4. Сделать корпус герметичным – прямое попадание атмосферных осадков на фотоэлектрические элементы недопустимо.
    5. Разместить батарею в районе наибольшей солнечной освещенности.

    Для удовлетворения энергетических потребностей частного дома одной солнечной панели (рамки) будет недостаточно. Исходя из практики, с одного квадратного метра солнечной панели можно получить 120 Вт мощности. Для нормального энергообеспечения жилого дома потребуется где-то 20 кв. м. площади солнечных элементов.

    Чаще всего батареи размещают на крыше дома с солнечной стороны.

    Сборка корпуса

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Корпус можно собирать из фанерного листа и реек, или из алюминиевых уголков и листа и оргстекла (текстолита). Необходимо определиться, сколько элементов будет размещаться в рамке. Следует учитывать, что между элементами необходим зазор в 3-5 мм, и размер рамки рассчитывается с учетом этих расстояний. Расстояние необходимо для того, чтобы при тепловом расширении пластины не прикасались друг с другом.

    Сборка конструкции из алюминиевого профиля и оргстекла:

    • из алюминиевого уголка делается прямоугольный каркас;
    • По углам в алюминиевом корпусе сверлятся отверстия для крепежа;
    • на внутреннюю часть профиля корпуса наносится силиконовый герметик по всему периметру;
    • в раму устанавливается лист оргстекла (текстолита) и плотно прижимается к раме;
    • по углам корпуса с помощью шурупов ставятся крепежные уголки, которые надежно фиксируют лист прозрачного материала в корпусе;
    • герметику дают основательно высохнуть;

    Все, корпус готов. Перед размещением солнечных элементов в корпусе необходимо тщательно протереть поверхность от грязи и пыли.

    Соединение фотоэлементов

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Обращаясь с фотоэлектронными элементами, следует помнить, что они очень хрупкие и требуют бережного отношения. Перед соединением пластин в последовательную цепочку их сначала тщательно, но аккуратно протирают– пластины должны быть идеально чистыми.

    Если фотоэлементы были куплены уже с припаянными проводниками, это упрощает процесс соединения модулей. Но перед сборкой в этом случае необходимо проверить качество готовой пайки, и если есть неровности – устранить их.

    На фотоэлектрических пластинах предусмотрены контакты по обеим сторонам – это контакты разной полярности. Если проводники(шины) еще не припаяны, необходимо сначала припаять их к контактам пластин, а затем уже соединить фотоэлектрические элементы между собой.

    Чтобы припаять шины к фотоэлектрическим модулям, нужно:

    1. Отмерить нужную длину шины и нарезать на куски нужное количество полосок.
    2. Протереть контакты пластин спиртом.
    3. Тонким слоем нанести на контакт флюс по всей длине контакта с одной стороны.
    4. Приложить шину точно по длине контакта и разогретым паяльником медленно провести по всей поверхности пайки.
    5. Перевернуть пластину и повторить все операции пайки на другой стороне.

    Нельзя сильно прижимать паяльник к пластине, элемент может лопнуть. Также необходимо проверить качество пайки – неровностей на лицевой стороне фотоэлементов быть не должно. Если бугорки и шероховатости остались, нужно еще раз аккуратно пройтись паяльником по шву контакта. Пользоваться необходимо маломощным паяльником.

    Что нужно сделать, чтобы правильно и точно произвести соединение фотоэлектрических элементов:

    1. Если нет опыта в сборке элементов, рекомендуется воспользоваться разметочной поверхностью, на которой следует разместить элементы (фанерный лист).
    2. Расположить солнечные панели строго по разметке. Размечая, не забывать оставлять расстояние между элементами 5 мм.
    3. Пропаивая контакты пластин, обязательно следить за полярностью. Фотоэлементы должны быть правильно собраны в последовательную цепочку, иначе батарея не будет нормально работать.

    Механический монтаж панелей:

    1. В корпусе сделать разметку для пластин.
    2. Солнечные элементы поместить в корпус, положив их на оргстекло. В рамке закрепить силиконовым клеем по размеченным местам. Клея много не наносить, только крохотную каплю по центру пластины. Нажимать осторожно, чтобы не повредить пластины.В корпус лучше перемещать пластины вдвоем, одному будет неудобно.
    3. Соединить все провода по краям пластин с общими шинами.

    Герметизация солнечной панели

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Прежде чем герметизировать панель, нужно протестировать качество пайки. Конструкцию аккуратно выносят поближе к солнечному свету и замеряют напряжение на общих шинах. Оно должно быть в пределах ожидаемых значений.

    Как вариант, герметизацию можно провести следующим образом:

    1. Нанести капельки силиконового герметика между пластинами и по краям корпуса, аккуратно пальцами руки края фотоэлементов прижать к оргстеклу. Нужно, чтобы элементы как можно плотнее легли к прозрачному основанию.
    2. Поставить на все края элементов небольшой груз. допустим, головки из автомобильного набора инструментов.
    3. Дать герметику хорошо высохнуть. пластины за это время надежно зафиксируются.
    4. Затем промазать аккуратно все стыки между пластинами и краями рамки. То есть, нужно промазать в корпусе все, кроме самих пластин. Попадание герметика на края тыльной стороны пластин допустимо.

    Финальная сборка солнечной батареи

    Солнечная батарея для дома своими руками

    1. Сбоку корпуса установить соединительный разъем, разъем соединить с диодами Шоттки.
    2. Закрыть с наружной стороны пластины защитным экраном из прозрачного материала. В данном случае, оргстеклом. Конструкция должна быть герметичной и исключать проникновение в нее влаги.
    3. Лицевую сторону (оргстекло) желательно обработать. например, лаком (лак PLASTIK-71).

    Для чего нужен диод Шоттки? Если свет падает только на часть солнечной батареи, а другая часть затемнена, возможен выход элементов из строя.

    Диоды помогают избежать поломки конструкции в таких случаях. При этом теряется мощность на 25%, но без диодов не обойтись – они шунтируют ток, ток идет в обход фотоэлементов. Чтобы падение напряжения было минимальным, необходимо применять низкоомные полупроводники, такими являются диоды Шоттки.

    Преимущества и недостатки солнечной батареи

    Солнечная батарея для дома своими рукамиУ солнечных батарей есть как преимущества, так и недостатки. Если бы были только одни плюсы от применения фотоэлектрических преобразователей, весь мир давно бы уже перешел на этот вид получения электроэнергии.

    1. Автономность источника питания. нет зависимости от перебоев напряжения в централизованной электросети.
    2. Отсутствие абонентской платы за использование электроэнергией.
    1. Высокая себестоимость оборудования и элементов.
    2. Зависимость от солнечного освещения.
    3. Возможность повреждения элементов солнечной батареи вследствие неблагоприятных погодных условий (град, буря, ураган).

    В каких случаях целесообразно использовать установку на фотоэлектрических элементах:

    1. Если объект (дом или дача) находится на большом удалении от линии электропередач. Это может быть загородный коттедж в сельской глубинке.
    2. Когда объект расположен в южном солнечном районе.
    3. При совмещении различных видов энергии. Например, отопление частного дома с помощью печного отопления и солнечной энергии. Себестоимость маломощной солнечной станции будет не столь высока, и может быть экономически оправдана в данном случае.

    Солнечная батарея для дома своими рукамиМонтировать батарею необходимо по месту максимальной освещенности солнечным светом. Панели могут крепиться на крыше дома, на жестком или поворотном кронштейне.

    Лицевая часть солнечной батареи должна быть обращена на юг или юго-запад под углом от 40 до 60 градусов. При монтаже нужно учитывать внешние факторы. Панели не должны загораживаться деревьями и другими предметами, на них не должна попадать грязь.

    Несколько рекомендаций, которые помогут сберечь деньги и время при изготовлении солнечных панелей:

    1. Лучше покупать фотоэлементы с небольшими дефектами. Они также работоспособны, только имеют не такой красивый внешний вид. Новые элементы очень дороги, сборка солнечной батареи будет экономически не оправдана. Если нет особой спешки, пластины лучше заказать на eBay, это обойдется еще дешевле. С пересылкой и Китая нужно быть осторожнее – большая вероятность получить бракованные детали.
    2. Фотоэлементы нужно купить с небольшим запасом. велика вероятность их поломки во время монтажа, особенно, если нет опыта сборки подобных конструкций.
    3. Если элементы пока не используются. следует припрятать их в надежное место во избежание поломок хрупких деталей. Нельзя складывать пластины большими стопками – они могут лопнуть.
    4. При первой сборке следует изготовить шаблон. на котором будут размечены места расположения пластин перед сборкой. Так легче вымерять расстояния между элементами перед пайкой.
    5. Паять необходимо маломощным паяльником. и ни в коем случае не применять усилие при пайке.
    6. Для сборки корпуса удобнее применять алюминиевые уголки. деревянная конструкция менее надежная. В качестве листа с тыльной стороны элементов лучше использовать оргстекло или другой подобный материал и надежнее, чем крашеная фанера, и эстетично выглядит.
    7. Располагать фотоэлектрические панели следует в местах, где солнечное освещение будет максимальным в течение всего светового дня.

    Схема электроснабжения дома

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Последовательная цепь энергоснабжения частного дома на солнечных батареях выглядит следующим образом:

    1. Солнечная батарея из нескольких панелей. которые расположены на скате крыши дома, либо на кронштейне. В зависимости от энергопотребления, панелей может быть до 20 штук и больше. Батарея вырабатывает постоянный ток 12 вольт.
    2. Контроллер зарядки. Устройство предохраняет аккумуляторы от преждевременного разряда, а также ограничивает напряжение в цепи постоянного тока. Тем самым, контроллер защищает аккумуляторы от перегрузки.
    3. Инвертор напряжения. Преобразует постоянный ток в переменный ток, обеспечивая тем самым возможность потребления электроэнергии бытовыми приборами.
    4. Аккумуляторы. Для частных домов и дач ставят несколько аккумуляторов, соединяя их последовательно. Служат для накопления энергии. Энергия аккумуляторов используется в темное время суток, когда элементы солнечной батареи не вырабатывают ток.
    5. Электросчетчик .

    Довольно часто в частных домах система энергоснабжения дополняется резервным генератором.

    В целом, собрать солнечную батарею своими руками не так уж и сложно. Необходимы только определенные средства, терпение и аккуратность.

    • Солнечная батарея для дома своими руками

    Изготовление солнечных панелей своими руками

  • Солнечная батарея для дома своими руками

    Солнечные батареи для частного дома — стоимость комплекта

  • Солнечная батарея для дома своими руками

    Солнечные батареи для отопления дома

    *****

    Изготовление солнечной батареи

    Не каждого хозяина, который решил сэкономить на коммунальных платежах, используя альтернативную энергетику, устраивают высокие цены на современные солнечные панели. Лишить его такого недовольства может самодельная солнечная батарея. Ее можно назвать полноценной заменой выпущенных известными производителями солнечных панелей, ведь по такому показателю, как мощность, она ничем не уступает.

    Основные этапы изготовления

    Согласно большинству проектов они таковы:

    1. Сборка рамы.
    2. Изготовление подложки.
    3. Подготовка светочувствительных элементов и их пайка.
    4. Закрепление пластин на подложке.
    5. Подключение диодов и всех проводов.
    6. Герметизация.

    Выбор светочувствительных пластин

    Они являются главным элементом будущей устанавливаемой на крыше дачи или частного дома солнечной панели. Именно от их особенностей будет зависеть мощность всей сделанной в домашних условиях установки. Как и в промышленных вариантах, так и в домашних можно установить:

    1. Монокристаллические пластины.
    2. Поликристаллические пластины.
    3. Аморфный кристалл.

    Солнечная батарея для дома своими руками Первые способны создать наибольшее количество электрического тока. Однако такая их производительность проявляется в условиях отличного освещения. Если же интенсивность освещения становится меньше, их эффективность падает. Более продуктивной в таких условиях становится панель с поликристаллическими пластинами. Она при плохом освещении сохраняет привычный для себя небольшой КПД (согласно инструкции одного из производителей он достигает 7-9%). Монокристаллические же радуют КПД, равным 13%.

    Что касается аморфного кремния. то он значительно отстает в производительности, однако из-за того, что является гибким и неуязвимым к ударам, он самый дорогой. Однозначно он не подходит, ведь солнечные батареи своими руками хочется собрать для того, чтобы сэкономить.

    Несколько неприятным фактом является то, что даже самые хорошие светочувствительные элементы также стоят немалых денег. Однако это касается тех пластин, в которых нет ни одного дефекта. Дефектные же изделия имеют чуть меньшую мощность и стоят значительно дешевле. Производители же не могут использовать их для своей дорогой продукции. Именно такие фотоэлементы стоит использовать для своего, создаваемого в домашних условиях, источника тока.

    На рынке, а точнее в наиболее популярных мировых интернет-магазинах (именно там есть наибольшее количество предложений по основным элементам солнечной панели ), продают разные по размерам фотопластинки. Для своей батареи нужно покупать светочувствительные элементы с одинаковыми размерами. При покупке, а еще лучше, при разработке проекта стоит учитывать такие нюансы:

    1. Фотоэлементы различных размеров генерируют ток с разной силой. Чем больше размер, тем больше сила тока. При этом она будет ограниченной силой тока наименьшего элемента. И неважно, что на панели размещается пластина с вдвое большими размерами. Панель будет выдавать электрический ток с той силой, которую имеет ток, созданный наименьшим элементом. Поэтому крупные элементы будут немного «отдыхать».
    2. Напряжение от размеров не зависит. Оно зависит от типа элементов. Конечно, его можно нарастить, подключив пластины последовательно.
    3. Мощность всей установки для частного дома или дачи является произведением напряжения и силы тока .

    Расчет характеристик панели

    Солнечная панель должна генерировать такой электрический ток, который может легко заряжать 12-вольтные батареи. Для их подзарядки необходимым является ток с большим напряжением. Очень хорошо, когда ток, созданный солнечной батарей, имеет напряжение 18 В.

    Конечно, ни один из небольших светочувствительных элементов не выдает такого напряжения. Часто эта характеристика является менее 1 В. Поэтому перед покупкой, а еще лучше во время создания проекта батареи для частного дома следует узнать характеристики тока, который может создать один фотоэлемент. Часто продавцы указывают эти цифры.

    Например, одна пластина дает ток с напряжением 0,5 В. Чтобы получить на выходе солнечной панели 18 В, нужно выполнить последовательное подключение 36 фотоэлементов. В таком случае общее напряжение является равным сумме напряжений токов, полученных на всех светочувствительных пластинах. Сила тока при последовательном подключении не изменится. Поэтому она будет равна показателю, который дает наименьший по размерам фотоэлемент.

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Если нужно увеличить силу тока. то придется устанавливать дополнительное количество пластин и подключать их параллельно. Общая сила тока будет суммой сил токов, созданных каждой параллельно подключенной пластиной.

    Подытоживая вышесказанное, расчет солнечных батарей, которые будут стоять на крыше дачи или частного дома, делают так:

    1. Рассчитывают мощность устройств. которых будет «кормить» солнечная батарея.
    2. Определяют возможности наименьшего по размерам фотоэлемента. Это можно узнать как у продавцов, так и самостоятельно, поставив его на свет и, измерив напряжение, а также силу тока.
    3. Определяют напряжение и силу тока самой панели. Например, 18 В и 3 А. Эти величины дадут возможность узнать мощность панелей. Она будет составлять 18х3 = 54 Вт. Для несколько часовой работы светодиодных ламп этого хватит.
    4. Сравнивают мощность источника света с мощностью электроприборов. При необходимости вносят коррективы в основные параметры тока. То есть меняют мощность, а вместе с ней напряжение или силу тока. Высчитывают нужное количество панелей.
    5. Рассчитывают нужное для одной панели число фотоэлементов. Оно должно быть таким, чтобы дать электроэнергию с необходимыми характеристиками. При этом определяют количество пластин в одном ряду и учитывают способ их подключения.

    Солнечная батарея для дома своими руками Большинство проектов, которые касаются того, как сделать солнечную батарею. предусматривают изготовление изделия с площадью 1 м². Часто мощность такой батареи составляет около 120 Вт. 10 панелей дадут более 1 кВт. Если планируется полностью обеспечивать свой дом бесплатной электрической энергией, то следует разрабатывать проект, предусматривающий столько панелей, общая площадь которых превышает 20 кв. м. При размещении их на солнечной стороне и в местах, где интенсивность освещения очень высока, они способы перекрыть месячную потребность в электроэнергии величиной 300 кВт. Даже для среднего дома эта цифра является большой.

    Изготовление каркаса солнечной панели

    Его можно собрать из любых подручных материалов, среди которых могут быть алюминиевые пивные банки или рулоны фольги. Выбрасывать такие банки не стоит, ведь из них можно собрать хороший воздушный солнечный коллектор. Он будет накапливать тепло солнца и передавать его из пивных банок в середину дома.

    Материалами для изготовления каркаса могут быть:

    1. Дерево и фанера, а также ДВП.
    2. Алюминиевые уголки.
    3. Стекло.
    4. Оргстекло.
    5. Поликарбонат.
    6. Плексиглас.
    7. Минеральное стекло.

    Из материалов, представленных в первых двух пунктах, изготавливают раму.

    Деревянный каркас

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Если проект предусматривает использование дерева и ДСП, то процесс изготовления рамы в домашних условиях включает следующие этапы:

    1. Разрезание деревянных реек с толщиной 2 см на отрезки. Их длина зависит от того, какие размеры будет иметь рама. Их определяют, смотря на длину и ширину рядов, расположенных на расстоянии 5 мм фотопластин.
    2. Сборка реек в рамку и скрепление их шурупами, которые до этого могли лежать возле двух пустых пивных банок. Посередине рамки можно сделать 1-2 перекладины. Их присутствие зависит от желания. Правда, в таком случае придется разбивать светочувствительные пластины на 2-3 группы.
    3. Вырезание одного большого или несколько малых листов фанеры с толщиной, равной 10 мм.
    4. Закрепление на рамке вырезанных кусков фанеры.
    5. Сверление в нижнем и среднем бортике каркаса малых отверстий. На одном бортике делают до 5 отверстий. Они необходимы для выравнивания давления во время нагревания будущей солнечной панели, а также для удаления влаги.
    6. Вырезание из ДСП подложки для фотопластин. Согласно проекту она должна размещаться в середине каркаса. Поэтому ее размеры должны быть меньше ширины и длины каркаса на величину, равную толщине бортиков, умноженной на 2. Подложку в каркасе еще не фиксируют. Ее ставят возле других подручных материалов, среди которых могут быть адаптированы для нужд пивные банки или алюминиевая фольга.
    7. Покраска всех элементов светлой краской. Ее нужно наносить несколькими слоями. Краска должна быть специальной. В первую очередь, она не должна выгорать на солнце. Ее цвет должен быть светлым. Оптимальным является белый. Это потому, что он отражает лучи, часть из которых смогут уловить полупроводниковые пластины.

    Прозрачная часть в виде стекла или аналогов фиксируется в самом конце.

    Здесь стоит отметить, что для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками лучше всего использовать минеральное стекло. Оно прекрасно поглощает инфракрасные лучи, защищая этим панель от нагревания, и способно противостоять ударам. Однако оно дорогое, о чем часто говорят в видео. Худший вариант – поликарбонат и стекло. Последнее является тяжелым и не выдерживает ударов, как и пивные банки.

    Алюминиевый каркас

    Если проект предусматривает использование алюминиевых уголков 35 мм. то раму в домашних условиях делают так:

    1. Разрезают уголки на отрезки нужной длины. При этом противоположные края одной стороны срезают под углом 45°.
    2. Возле концов несрезанных сторон сверлят отверстия. Аналогичные делают по середине и возле концов сторон со срезанными углами.
    3. Складывают четыре уголка так, чтобы они создали раму.
    4. Прикладывают уголки длиной 35 мм и размерами 50х50 мм к углам рамы, фиксируют их метизами.
    5. На внутреннюю поверхность алюминиевых уголков наносят силиконовый герметик.
    6. Размещают стекло на герметике и слегка прижимают. Ждут полного высыхания герметика. Тем временем можно узнать секреты создания солнечного коллектора из пивных банок, посмотрев разные видео и опубликованные в интернете проекты.
    7. Фиксируют стекло метизами, которые могут лежать возле стеклянных банок. Их надо установить по углам стекла и посередине каждой стороны.
    8. Очищают стекло от пыли.

    Пайка светочувствительных пластин

    Эта работа требует максимальной осторожности, поскольку светочувствительные элементы являются очень хрупкими. Небольшая нагрузка приводит к их разрушению.

    Пластины могут иметь припаянные проводники, а могут и не иметь их. Первый вариант является лучшим, поскольку нужно будет только делать пайку элементов. Второй вариант требует пайки проводников в домашних условиях к пластинам из полупроводника. Он проводится так:

    1. Нарезают плоский проводник на тоненькие полоски. Их длина должна быть немного меньше двойной величины ширины пластины.
    2. Промазывают безкислотным флюсом ту часть лицевой стороны пластины, которая будет контактировать с проводником.
    3. Прикладывают проводник и выступающий его конец фиксируют тяжелым предметом. Другой конец паяют. Паяльник должен иметь мощность 60-80 Вт. Припой используют оловянный. Лудить контакт надо только тогда, когда шина плохо припаивается.

    Согласно разным видео спайка элементов в единую систему предусматривает:

    1. Переворачивание пластин так, чтобы тыльная сторона оказалась вверху.
    2. Размещение на подложке фотоэлементов. Их ставят в нужной последовательности на одинаковом расстоянии (5 мм) друг от друга. Лучше всего это делать по ранее нарисованной разметке.
    3. Далее к контактам на нижней стороне припаивают провода соседней пластины. Так происходит последовательное соединение фотоэлементов.
    4. После, согласно проекту, на центр тыльной стороны каждой пластины наносят герметик. Спаянный ряд переворачивают, снова выкладывают по разметке и слегка прижимают.
    5. Чтобы обеспечить последовательное соединение рядов, четные ряды разворачивают на 180°.
    6. Ряды припаивают к двум шинам, размещенным на их концах. При этом к одной шине припаивают контакты «+» нечетных рядов и контакты «-» четных. Контакт «-» находится на лицевой стороне, контакт «+» — на тыльной. К другой шине паяют контакты «-» нечетных рядов и контакты «+» четных.
    7. К шине с положительным зарядом припаивают диод Шоттки.
    8. К шинам припаивают кабель, который потом нужно будет вывести через тыльную сторону каркаса.

    Образовавшуюся систему проверяют, вынеся подложку с фотоэлементами из дома на солнце и подключив вольтметр. Если показатели отклоняются от плановых, проверяют качество пайки контактов.

    После подложку со светочувствительными элементами ставят в каркас и фиксируют шурупами. Если он деревянный, то на рамки наносят герметик, дают ему высохнуть, ставят стекло и закрепляют шурупами. Если каркас алюминиевой, подложку прикрепляют к раме со стеклом.

    Похожие статьи:

    Солнечная батарея для дома своими руками Изготовление контроллера для солнечной панели Солнечная батарея для дома своими руками Изготовление батареи отопления из профильной трубы Солнечная батарея для дома своими руками Особенности внешних аккумуляторов с солнечной батареей Солнечная батарея для дома своими руками Устанавливаем солнечные батареи

    *****

    Солнечная батарея для дома и дачи своими руками

    Что представляет собой солнечная батарея и для чего она используется?

    Солнечная батарея — это устройство, принцип работы которого основан на способности фотоэлементов преобразовывать энергию солнца в электричество. Эти преобразователи соединены между собой в общую систему. Получаемый электрический ток накапливается в специальных устройствах — аккумуляторах.

    Солнечная батарея для дома своими руками Чем больше площадь панелей, тем больше электрической энергии можно получить

    Мощность солнечной батареи зависит от размера поля из фотоэлементов. Но это не означает, что только большие площади способны воспроизвести требуемое количество электроэнергии. Например, всем знакомые калькуляторы могут использовать портативные солнечные батареи, которые вмонтированы в их корпус.

    Преимущества и недостатки

    К преимуществам солнечной батареи относятся:

    • простота монтажа и обслуживания;
    • отсутствие вреда для окружающей среды;
    • небольшая масса панелей;
    • бесшумная работа;
    • независящие от распределительной сети поставки электрической энергии;
    • неподвижность элементов конструкции;
    • небольшие денежные затраты на изготовление;
    • долгий срок эксплуатации.

    В число недостатков солнечной батареи входят:

    • трудоёмкость процесса изготовления;
    • бесполезность в тёмное время суток;
    • потребность в большой площади для установки;
    • восприимчивость к загрязнениям.

    Хотя изготовление солнечной батареи является трудоёмким процессом, её можно собрать своими руками.

    Инструменты и материалы

    Если нет возможности приобрести готовую солнечную батарею для дома, её можно сделать самостоятельно.

    Для изготовления солнечной батареи понадобятся:

    • фотоэлементы (для создания гелиопанели);
    • набор специальных проводников (для соединения фотоэлементов);
    • алюминиевые уголки (для корпуса);
    • диоды Шотке;
    • крепёжные метизы;
    • винты для крепежа;
    • лист поликарбоната (прозрачный);
    • силиконовый герметик;
    • паяльник.

    Выбор фотоэлементов

    Сегодня производители предлагают потребителям выбор из двух типов устройств. Фотоэлементы из монокристаллического кремния имеют КПД до 13%. Они отличаются низкой эффективностью при пасмурной погоде. Фотоэлементы из поликристаллического кремния имеют КПД до 9%, однако они способны работать не только в солнечные, но и в облачные дни.

    Чтобы обеспечить дачу или небольшой частный дом электроэнергией, достаточно воспользоваться поликристаллами.

    Важная информация: Желательно приобретать фотоэлементы у одного производителя, так как ячейки разных марок могут иметь существенные различия, что сказывается на эффективности работы и процессе сборки, а также приводит к более высоким затратам энергии при эксплуатации.

    При выборе фотоэлементов необходимо обратить внимание на следующее:

    • чем больше ячейка, тем большее количество энергии она производит;
    • элементы одного типа создают одинаковое напряжение (от размера данный показатель не зависит).

    Чтобы определить мощность солнечной батареи, достаточно генерируемый ток умножить на напряжение.

    Отличить поликристаллические фотоэлементы от монокристаллических достаточно просто. Первый тип выделяется ярко-синим цветом и квадратной формой. Монокристаллические фотоэлементы темнее, они срезаны по краям.

    Солнечная батарея для дома своими руками Поли- и монокристаллические панели легко отличить даже на первый взгляд

    Важная информация: Рекомендуется приобретать фотоэлементы одинакового размера, иначе генерируемый ток ограничится размером самой маленькой ячейки.

    Не стоит отдавать предпочтение продукции со сниженной ценой, поскольку она может отказаться отбраковкой — это детали, которые не прошли тест на заводе. Лучше воспользоваться услугами проверенных поставщиков, которые хоть и предлагают товар по высокой цене, зато отвечают за его качество. Если нет опыта в сборе фотоэлементов, рекомендуется приобрести несколько тестовых образцов, чтобы потренироваться, а только потом купить продукцию для изготовления самой батареи.

    Некоторые производители запаивают фотоэлементы в воск, чтобы предотвратить порчу во время перевозки. Однако избавиться от него довольно сложно из-за высокого риска повреждения пластин, поэтому рекомендуется покупать фотоэлементы без воска.

    Инструкция по изготовлению

    Процесс изготовления солнечной батареи состоит из нескольких этапов:

    1. Подготовка фотоэлементов и пайка проводников.
    2. Создание корпуса.
    3. Сборка элементов и герметизация.

    Подготовка фотоэлементов и пайка проводников

    На столе собирается набор фотоячеек. Допустим, производитель указывает на мощность 4 Вт и напряжение 0,5 вольт. В таком случае нужно использовать 36 фотоэлементов, чтобы создать солнечную батарею на 18 Вт.

    С помощью паяльника, мощность которого составляет 25 Вт, наносятся контуры, образуя припаянные проводки из олова.

    Солнечная батарея для дома своими руками Качество пайки является главным требованием для эффективной работы солнечной батареи

    Важная информация: Желательно выполнять процесс пайки на ровной твёрдой поверхности.

    Затем все ячейки соединяются между собой в соответствии с электрической схемой. При подключении солнечной панели можно воспользоваться одним из двух способов: параллельным или последовательным соединением. В первом случае плюсовые клеммы соединяются с плюсовыми, минусовые с минусовыми. Затем клеммы с разным зарядом выводятся к аккумулятору. Последовательное подключение предусматривает соединение противоположных зарядов путём поочерёдного скрепления ячеек между собой. После этого оставшиеся концы выводятся к аккумуляторной батарее.

    Важная информация: Независимо от того, какой вид подключения вы выбрали, необходимо предусмотреть шунтирующие диоды, которые устанавливаются на клемме «плюс». Идеально подходят диоды Шорке. Они препятствуют разрядке устройства ночью.

    Когда спайка будет завершена, нужно вынести ячейки на солнце, чтобы проверить их работоспособность. Если функциональность в норме, можно начинать сборку корпуса.

    Солнечная батарея для дома своими руками Проверка устройства выполняется на солнечной стороне

    Как собрать корпус

    • Подготовить уголки из алюминия с невысокими бортиками.
    • Для метизов предварительно выполняются отверстия.
    • Затем на внутреннюю часть алюминиевого уголка наносится силиконовый герметик (желательно сделать два слоя). От того, насколько качественно он будет нанесён, зависит герметичность, а также длительность службы солнечной батареи. Важно обратить внимание на отсутствие незаполненных мест.
    • После этого в раму помещается прозрачный лист поликарбоната и плотно фиксируется.
    • Когда герметик высохнет, крепятся метизы с шурупами, что обеспечит более надёжное крепление.

    Солнечная батарея для дома своими руками Учитывая хрупкость конструкции, рекомендуется сначала создать каркас, а затем только устанавливать фотоэлементы

    Важная информация: Кроме поликарбоната можно использовать оргстекло или антибликовое стекло.

    Сборка элементов и герметизация

    • Очистите прозрачный материал от загрязнений.
    • Разместите фотоэлементы на внутренней стороне листа из поликарбоната на расстоянии 5 мм между ячейками. Чтобы не ошибиться, предварительно сделайте разметку.
    • На каждый фотоэлемент нанесите монтажный силикон.

    Солнечная батарея для дома своими руками Чтобы продлить срок службы солнечной батареи, рекомендуется нанести на её элементы монтажный силикон и закрыть задней панелью

    • После этого прикрепляется задняя панель. После застывания силикона нужно герметизировать всю конструкцию.

    Солнечная батарея для дома своими руками Герметизация конструкции обеспечит плотное прилегание панелей друг к другу

    Видео: Изготовление солнечной батареи своими руками в домашних условиях

    Правила установки

    Чтобы получить возможность использовать солнечную батарею по максимуму, рекомендуется при установке устройства придерживаться определённых правил:

    1. Необходимо правильно выбрать место. Если разместить солнечную батарею там, где постоянно присутствует тень, устройство будет малоэффективно. Исходя из этого, не рекомендуется устанавливать прибор около деревьев, желательно выбирать открытое место. Многие монтируют солнечную батарею на крыше дома.
    2. При установке необходимо направлять устройство в сторону солнца. Нужно добиться максимального попадания его лучей на фотоэлементы. К примеру, находясь на севере, следует ориентировать лицевую сторону солнечной батареи на юг.
    3. Большую роль играет определение уклона устройства. Он также зависит от географического положения. Считается, что угол уклона должен составлять широту, в которой устанавливается батарея. При размещении в зоне экватора придётся производить настройку угла наклона по времени года. Коррекция составит 12 градусов, учитывая увеличение и уменьшение летом и зимой соответственно.
    4. Рекомендуется установить солнечную батарею в доступном месте. По мере использования устройства его лицевая сторона накапливает грязь, а в зимнее время её заносит снегом, и в результате выработка энергии снижается. Поэтому необходимо периодически проводить чистку батареи, удаляя налёт с её лицевой панели.

    Изготовление устройства из подручных средств

    На сегодняшний день умельцами были разработаны способы создания солнечных батарей из подручных материалов, но оправдана ли такая экономия?

    Использование старых транзисторов

    Для изготовления солнечной батареи можно использовать старые транзисторы. Для этого срезают их крышки, зафиксировав приборы в тисках за ободок. Затем выполняется измерение напряжения под воздействием света. Необходимо определить его на всех выводах прибора с целью обнаружения максимальных значений. Напряжение зависит от мощности транзистора, а также от габаритов кристалла.

    Солнечная батарея для дома своими руками Срезать крышку транзистора нужно аккуратно, иначе можно повредить тонкие провода, которые подведены к полупроводниковому кристаллу

    После этого можно приступить к изготовлению солнечной батареи. Используя пять транзисторов и, соединив их последовательно, можно получить устройство достаточной для обеспечения работы калькулятора мощности. Каркас собирается из листового пластика. Необходимо просверлить в нём отверстия, нужные для вывода транзистора. Калькулятор на основе такой солнечной батареи работает стабильно, однако нужно, чтобы он находился не дальше 30 см от источника света. Для лучших результатов целесообразно использовать вторую цепочку транзисторов.

    Применение диодов

    Для сбора солнечной батареи понадобится много диодов. Кроме того, используется плата для подложки. В процессе изготовления применяется паяльник.

    Сначала нужно открыть внутренний кристалл, чтобы на него попадали лучи солнца. Для этого верхушка диода срезается и снимается. Нижнюю часть, где находится кристалл, необходимо подогреть над газовой плитой около 20 секунд. Когда расплавится припой кристалла, он легко снимется пинцетом. Аналогичная манипуляция проводится с каждым диодом. Затем кристаллы припаиваются к плате.

    Солнечная батарея для дома своими руками Элементы солнечной батареи из диодов соединяются между собой с помощью тонких медных проводов

    Для получения 2–4 В достаточно 5 блоков, состоящих из пяти кристаллов, спаянных последовательно. Блоки размещаются между собой параллельно.

    Устройство из листов меди

    Чтобы изготовить солнечную батарею из листов меди, потребуется:

    • сами медные листы;
    • два зажима «крокодил»;
    • микроамперметр высокой чувствительности;
    • электрическая плита (не менее 1000 Вт);
    • пластиковая бутылка с обрезанным верхом;
    • две ложки поваренной соли;
    • вода;
    • наждачная бумага;
    • ножницы по листовому металлу.
    1. Сначала отрежьте кусок меди, который по размерам соответствует тэну на плите. Поверхность листа очистите от жира и зачистите наждачной бумагой, затем поместите на плиту и нагревайте при максимальной температуре.
    2. Во время образования окиси можно увидеть разноцветные узоры. Необходимо дождаться чёрного цвета, а затем оставить медный лист нагреваться ещё около получаса. По истечении этого промежутка времени плита выключается. Лист остаётся на ней для медленного охлаждения.
    3. Когда чёрная окись отпадёт, необходимо промыть медь под проточной водой.
    4. Затем вырежьте кусок аналогичного размера из целого листа. Обе части разместите в пластиковой бутылке. Важно, чтобы они не соприкасались друг с другом.
    5. Медные пластины прикрепите к стенкам бутылки с помощью зажимов. Провод от чистого листа подключите к положительному выводу измерительного прибора, а от меди с оксидом — к отрицательному.
    6. Соль растворите в небольшом количестве воды. Солёную воду осторожно вливайте в бутылку, стараясь не намочить контакты. Раствора должно быть столько, чтобы он не покрывал пластины полностью. Солнечная батарея готова, можно проводить эксперименты.

    Солнечная батарея для дома своими руками При размещении медных пластин в ёмкости нужно аккуратно изогнуть их, чтобы они вместились, но не сломались

    Есть ли выгода?

    КПД устройства, изготовленного из транзисторов, очень низок. Причина этого состоит в большой площади самого прибора и небольшом размере солнечного элемента (полупроводника). Таким образом, солнечная батарея на основе транзисторов не получила распространения, подобные устройства подходят только для развлечений.

    Диодам свойственно потреблять ток и самопроизвольно светиться. Поэтому при их использовании для изготовления солнечной батареи часть диодов будет генерировать электричество, а остальные приборы, наоборот, его потреблять. Из этого можно сделать вывод, что эффективность такого устройства низкая.

    Чтобы зажечь лампочку от солнечной батареи на основе медных листов, потребуется использовать большое количество материала. К примеру, для работы плиты на 1000 Вт необходимо 1 600 000 м² меди. Для обустройства такого прибора на крыше дома потребуется, чтобы её площадь составляла 282 м². И все усилия пошли бы на обеспечение работы одной печи. На практике использовать такую солнечную батарею нет смысла.

    Несмотря на относительную дороговизну, солнечные батареи довольно быстро окупаются. Попробуйте этот экологичный способ выработки энергии, собрав солнечную батарею своими руками.

    *****

    Какие солнечные батареи выбрать для частного дома. Как сделать солнечные панели своими руками

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Цены на обычные энергоносители поднимаются с завидной регулярностью, поэтому всё больше людей во всём мире от них отказываются, предпочитая получать тепло и свет от солнца.

    Если ископаемое топливо, от которого мы зависим, рано или поздно закончится, то солнце будет давать свет и энергию ещё миллиарды лет. Учёные считают, что солнце — это гарант нашего будущего, но приносить практическую пользу оно может и в настоящем, сводя к нулю счета за потребление электроэнергии.

    Интерес к использованию солнечной энергии за последние десять лет стал значительно больше: люди оценили эффективность этого источника и возможность экономить, которую он даёт.

    Кроме того, дом, полностью снабжаемый энергией солнца, а такое вполне возможно уже сейчас, делает его хозяев полностью независимыми от энергосетей.

    Некоторые семьи используют для своих бассейнов вот такие нагреватели, которые позволяют сократить расходы в среднем на 15-30 тыс. руб. в год.

    Солнечная батарея — одна из самых выгодных инвестиций в благоустройство жилья. Исследования доказали что системы, способные генерировать более 3 кВт, значительно увеличивают стоимость дома, в котором установлены. Кроме того, использование солнечных батарей — путь к безопасной и чистой окружающей среде.

    Виды солнечных батарей

    Разновидностей солнечных батарей существует несколько.

    Для использования в быту предназначены фотоэлектрические (PV) системы. Такие солнечные батареи генерируют постоянный электрический ток при солнечной погоде. Подобные системы работают превосходно, но только в домах с доступом прямых солнечных лучей. В тенистых местах или лесной местности полного эффекта добиться невозможно.

    Солнечная батарея для дома своими руками Для установки панелей на кровле идеальны здания, одна из сторон которых обращена на юг. Лучше всего солнечные электрические системы работают в тёплом климате с мягкой или короткой зимой. В других климатических условиях неоценимое значение имеет система поддержки — аккумуляторы или генераторы.

    Системы, в которых предусмотрена возможность хранения энергии, пригодятся поздним вечером или в плохую погоду. Даже после бури вы сможете устроить вечеринку в своём доме, пока соседи будут ждать помощи облэнерго, сотрудники которого восстановят электричество в порядке очереди.

    Коллектор или панель?

    Ошибочно считать, что фотоэлектрические солнечные панели решат вопрос и электроснабжения, и отопления. Использовать для обогрева электричество от солнечной батареи — не практично, так как электрообогреватели потребляют много энергии: для получения такого же количества энергии от одного солнечного коллектора потребуется пять солнечных панелей. Так что это тепло обойдется втрое дороже, чем при отоплении и подогреве воды от солнечного коллектора. Кроме того, аккумулятором тепла выступает бак с водой, который прослужит гораздо дольше электрических аккумуляторов, срок службы которых сокращает большая нагрузка.

    Электронагреватели более выгодны для небольших хозяйств со скромным расходом горячей воды, солнечные водонагреватели предпочтительнее для хозяйств с большим расходом горячей воды и там, где электроэнергия слишком дорога или недоступна.

    Солнечные коллекторы обеспечат бесплатное отопление с сентября до декабря и с февраля по май. Лишь в декабре-январе из-за короткого светового дня солнечной энергии не хватит, чтобы согреться, и жилище придется отапливать дополнительно из других ресурсов. На 15-20 % повысит эффективность работы солнечных коллекторов в самые холодные месяцы система тёплых полов.

    Солнечная батарея для дома своими руками

    Плоские или вакуумные?

    Для нагрева воды используются два вида коллекторов — плоские и вакуумные, они же трубчатые. Первые представляют собой плоскую коробку с закрытым под стеклом абсорбирующим слоем с трубками, по которым проходит теплоноситель пропиленгликоль. В вакуумном коллекторе вместо одной покрытой стеклом коробки используется ряд больших полых стеклянных тру6ок-«матрёшек». Внутри каждой находятся трубки с абсорбером тепла, нагревающим теплоноситель. Теплоизолятором служит вакуум между внешней и внутренней трубкой. Две трети используемых солнечных коллекторов в мире — вакуумные и одна треть — плоские. У вакуумных коллекторов ниже теплопотери, поэтому они эффективнее плоских, когда надо нагреть воду до высокой температуры в зимнее время и в пасмурную погоду.

    Зато плоские благодаря простой конструкции — более прочные и надёжные, вакуумные — более хрупкие. В случае повреждения плоского коллектора его придётся заменить целиком, а в вакуумном достаточно заменить лишь поврежденные трубки, сам модуль при этом будет продолжать работать.

    По делам и оценка

    Стоимость плоского коллектора зависит от сборки, размера, качества специальных покрытий и стекла. На цену вакуумного коллектора влияет диаметр и длина стеклянных трубок. Чем больше трубки, тем мощнее и дороже коллектор. Имеет значение и тип внутренних теплопроводников: дешевле нагревательные трубки, передающие тепло, дороже — образующие внутренний контур передачи тепла U-трубки.

    Для нагрева воды в теплое время года более выгодны пассивные системы, а для солнечного отопления и круглогодичного нагрева воды годятся только активные. Активная система нагрева воды — более сложная и дорогая, чем пассивная, но она и более эффективная, поскольку обеспечивает использование солнечных коллекторов зимой. В этой конструкции бак с водой находится внутри помещения, на крышу выведены

    только солнечные коллекторы, теплоноситель прокачивается насосом. В пассивной системе солнечный коллектор объединён с баком с водой в единую схему водонагревателя, холодная вода подается под напором снизу и греется путем естественной конвекции. Такая система — проще по конструкции, легче устанавливается и дешевле активной, но подходит разве что для летней дачи. На зиму воду нужно сливать, чтобы не разморозить коллектор.

    Солнечные панели: от расходов до выгоды

    Стоимость солнечной системы зависит от её размера, а тот в свою очередь — от размера дома и потребностей в энергии. Для квалифицированного расчёта мощности и компонентов перед установкой выполняется энергообследование объекта, после чего специалисты определяют оптимальное количество солнечных коллекторов для лучшего результата с наименьшими начальными затратами. Самая существенная экономическая выгода от солнечного коллектора — при использовании его для нагрева воды в системе горячего водоснабжения. При расходах на содержание до 1 000 руб. в год солнечный водонагреватель обеспечит дом единовременно от КО до 300 л <в зависимости от объёма бака) горячей воды и прослужит от 10 до 15 лет. Для сравнения: электрический водонагреватель при годовых расходах на содержание от 2 000 до 6 000 руб. «держит наготове» 60-120 л горячей воды и служит обычно 5-8 лет. За 10 лет расходы на солнечный водонагреватель составят до 10 тыс. руб. а на электрический — 20-60 тыс. руб.

    Выгодно использовать солнечные коллекторы и для отопления. Особенно эффективна комбинированная система из 70 % солнечной энергии и 30 % электрической. За 20 лет она окажется вдвое дешевле чисто электрической системы и в 2,5 раза дешевле дизельной.

    А за весь срок эксплуатации дома при постоянном росте тарифов на электричество экономия будет еще существеннее. В то время как энергоносители будут дорожать, солнечная энергия останется бесплатной. Например, при стоимости 1 кВт-ч электроэнергии 3 руб. за 10 лет система солнечных коллекторов сэкономит 300 тыс. руб. а за 20 лет — 700 тыс. руб. без учета инфляции.

    Вакуумный коллектор с U-трубками за отопительный сезон обеспечит до 2 200 кВт-ч тепловой энергии, что соответствует теплу от сжигания 400 кг каменного угля или 200 л дизельного топлива. И при этом вам не нужно привозить, засыпать и заливать топливо: энергия солнца приходит в ваш дом сама.

    Что почём?

    Недорогие пассивные мини-системы для использования в тёплое время года, например с апреля по октябрь, с объёмом накопительного бака от 150 до 300 л стоят 20-50 тыс. руб. Активные системы для круглогодичного солнечного нагрева воды с объёмом накопительного бака от 250 до 500 л обойдутся в 200-350 тыс. руб. в зависимости от комплектации. Плоские солнечные коллекторы примерно втрое дешевле вакуумных.

    Для дома площадью 100 м 2 минимальная система солнечного отопления с объёмом двухконтурного бака 300 л и четырьмя солнечными коллекторами мощностью 6 кВт обойдется в 180 тыс. руб.

    Базовый вариант мощностью 9 кВт с 300-литровым баком и шестью плоскими коллекторами для систем с водяными тёплыми полами стоит 217 тыс. руб. с вакуумными — 233 тыс. руб. Расширенная система солнечного отопления и нагрева воды с двухконтурным 500-литровым баком в полтора раза мощнее предыдущей, в её состав входят 9 солнечных коллекторов на 13,5 кВт, она подходит для дома от 100 до 200 м 2 и стоит 291 тыс. руб.

    А самая дорогостоящая — большая система солнечного отопления и нагрева воды. Её вклад в отопление весной и осенью — до 80 %, зимой — до 40 %. Варианту с 16 солнечными коллекторами, объёмом тепловых аккумуляторов 1 000 л и тепловой мощностью 24 кВт под силу обогреть дом площадью 150-250 м 2. Цена такой системы — 524 тыс. руб.

    Сделать солнечные батареи своими руками

    Для экономии можно попробовать сделать солнечные батареи своими руками. Приготовьте очки, перчатки, сапоги и защиту для лица, поскольку будете иметь дело с острыми материалами (стекло, оргстекло) и легковоспламеняющимися химическими веществами.

    Материалы необходимые для изготовления солнечных батарей своими руками

    Прежде всего, это качественные фотоэлементы.

    На рынке представлены фотоэлементы из монокристаллического и поликристаллического кремния. Первые имеют КПД до 13 %, но при облачности работают неважно. У вторых КПД — до 9 %, но в пасмурные дни они работают так же, как и в солнечные.

    Для домашнего энергоснабжения рекомендуется использовать те поликристаллы, которые продаются в наборах. Все необходимые для сборки ячейки нужно покупать у одного производителя, так как продукция разных марок может отличаться по эффективности. Это создаст трудности при сборке, потребует лишних затрат во время использования и «подарит» низкую мощность солнечной батареи.

    Понадобится также паяльное оборудование, алюминиевые уголки, диоды Шоттки, крепёжные болты, медные электропровода высокой мощности, прозрачный лист из плексигласа или поликарбоната, вакуумные подставки из силикона, набор специальных проводников.

    После приобретения всего необходимого можно приступать к сборке конструкции.

    Собираем на столе единый набор поликристаллических фотоячеек — например, комплект из 40 солнечных элементов, размер каждого из которых — 15*15 см.

    Припаиваем на фотоэлементы оловянные проводники.

    Все ячейки нужно соединить между собой согласно электрической схеме. При этом очень важно вне зависимости от типа подключения использовать шунтирующие диоды, необходимые для установки на «плюсовой» клемме. Оптимальный вариант для этой цели — диоды Шоттки: они позволяют произвести правильный расчёт величины солнечных батарей для дома и не допустить разрядки батареи ночью. Работоспособность спаянных ячеек следует тестировать в солнечном месте. Если они функционируют нормально, можно приступать к следующему этапу.

    Переходим к сборке рамы. Вам потребуются болты и алюминиевые уголки с невысокими бортиками. Наносим на внутренние грани реек силиконовый герметик.

    Поверх этого слоя укладываем подготовленный лист из поликарбоната или другого прозрачного материала. Для фиксации лист плотно прижимаем к клеевому контуру.

    Когда герметик просохнет, можно скрепить раму и прозрачную поверхность болтами. Затем размещаем фотоэлементы с проводниками вдоль внутренней прозрачной плоскости. Расстояние между каждыми двумя ячейками — 5 мм (нужно сделать предварительную разметку).

    Фиксируем фотоячейки, герметизируем панель, чтобы солнечные батареи на крыше дома прослужили как можно дольше. В этом поможет монтажный силикон, нанесённый на каждый элемент. Закрываем сооружение задней панелью. Когда силикон застынет полностью, целиком герметизируем конструкцию, чтобы все панели плотно прилегали друг к другу.

    Подключить солнечную батарею можно одним из двух известных способов — параллельным или последовательным соединением. В первом случае клеммы

    обоих модулей соединяются по принципу минус к минусу, плюс к плюсу. Из любого модуля берём клемму (+) и (-). Выводим концы для подключения к котролле-ру заряда или аккумуляторной батарее. Если необходимо объединить три модуля в одну систему, действия будут соответствующими: соединяем аналогичные нлеммы всех модулей, затем выводим концы (+) и ( ). При второй схеме подключения нужно соединить клемму <+) от первого модуля с клеммой (-) от второго. Оставшиеся концы выводим для подключения к контроллеру или аккумуляторной батарее. Принцип будет одним и тем же независимо от количества модулей.

    Установка солнечных панелей своими руками

    Итак, установка солнечной батареи своими руками в частном владении — вполне посильное дело.

    Но чтобы конструкция, на изготовление которой потрачен собственный труд, приносила пользу, нужно учитывать важные нюансы.

    Сначала смонтируйте каркас и только затем установите конструктивные элементы. Учтите, что большая панель потребует большего количества проводников энергии для заполнения всей «коробки». Чтобы попаданию солнечных лучей на элементы не мешала тень боковых бортиков, они должны быть невысокими.

    Внутри и снаружи корпус нужно обработать влагостойкой краской. Предусмотрите подложку. В нижней части коробки корпуса должны быть небольшие вентиляционные отверстия. Они позволят поддерживать в радиаторе необходимую температуру и выводить образующийся в ходе работы панели газ.

    Солнечные панели в рассрочку

    При отсутствии средств существует такой вариант, как солнечные панели в лизинг. В этом случае лизинговая компания купит и установит систему без ваших стартовых затрат. Юридически система будет собственностью фирмы, которая сдаёт её в аренду за ежемесячную плату. Эта плата должна быть меньше, чем ваш ежемесячный счёт за электричество.

    Компания будет нести ответственность за любой вариант техобслуживания, чистку и затраты на ремонт (текущий или внеплановый) в течение всего периода, на который заключён контракт, а его обычно заключают на срок от 10 до 20 лет. Лизинг — экономичный выбор для крупных хозяйств, которые потребляют много энергии и оплачивают внушительные счета.

    Частичная автономия или альтернативные источники энергии для частного дома

    Дело, правда, тормозится из-за того, что на большей части территории нашей страны вместо 300 солнечных дней в году, как где-нибудь на Средиземном море, – всего лишь 75, а вместо ровного свежего бриза – прерывистый ветерок со скоростью 3-4 метра в секунду. Конечно, юг нашей страны не обделен солнечными лучами, а север – ветрами, но вряд ли они задают здесь моду. Поэтому, говоря об альтернативной энергетике загородных домов в России, нужно понимать, что она в большинстве случаев продиктована, скорее, не соображениями экономии, а преимуществами автономности и независимости от капризов наших видавших виды электросетей – да еще, быть может, желанием приобрести репутацию передового, просвещенного человека.

    «Ветер, ветер, ты могуч…» – но, увы, весьма непостоянен. От ветряка в Подмосковье, признаться,

    сравнительно мало проку. Основной упор приходится делать на солнечные панели, поскольку солнце, в отличие от ветра, восходит и заходит строго по расписанию. В комплексной системе автономного электроснабжения, в которую входят и солнечные панели, и ветрогенератор, на долю ветра приходится максимум 10-20 % электроэнергии.

    И все равно, на случай затянувшейся непогоды, для полной электрической автономии потребуется резервный генератор, дизельный или бензиновый.

    Для примера, в прошлую зиму в доме с автономным электроснабжением от солнечных панелей резервный генератор проработал суммарно 50-70 часов, израсходовав при этом около 150 литров бензина. Что, в принципе, немного. Все остальное дало солнце.

    Для электрической автономности в подмосковном загородном доме площадью порядка 200 кв. метров будет достаточно трех киловатт мощности от солнечных панелей и ветряка, что обойдется ориентировочно в 300-350 тысяч рублей. А при соблюдении режима экономии – даже полутора киловатт.

    Мобильный «дачный» вариант мощностью 500 Вт, состоящий из складной солнечной панели и контроллера-чемоданчика, годится для освещения и питания минимума бытовой техники.

    Современные солнечные панели стоят не слишком дорого, и на их качестве не следует экономить.

    Наиболее совершенные солнечные панели из монокристаллического кремния в солнечную погоду способны вырабатывать 100 Вт электроэнергии и даже больше на 1 кв. метр площади. Их срок службы составляет более 25 лет, а КПД достигает 18-20%. Солнечные панели из муль-тикристаллического кремния стоят процентов на 20-30 дешевле, но и параметры у них похуже: срок службы 15-20 лет, КПД до 15 %. Самые дешевые гибкие панели из аморфного кремния имеют КПД не более 10 % и служат 8-10 лет-на них, право, ориентироваться не стоит.

    Для того чтобы вырабатывать требуемые 3 кВт электроэнергии, необходимы солнечные

    панели общей площадью не менее 15-20 кв. метров. Чтобы они работали и в пасмурную погоду, пусть и похуже, чем при солнце, надо соединить 4-5 24-вольтовых панелей последовательно, чтобы выходного напряжения хватало для подзарядки аккумуляторной батареи. При этом предъявляются повышенные требования к солнечному контроллеру. В частности, он должен уметь работать при высоком напряжении на входе – желательно до 250 В. Дальнейшее увеличение напряжения становится нецелесообразным, поскольку приводит к уменьшению КПД.

    • В средней полосе России солнечные панели следует устанавливать вертикально или почти вертикально.
    • Вертикальная установка панелей увеличивает срок их службы, препятствует их загрязнению и заваливанию снегом. Целесообразно развернуть панели по сторонам света: скажем, половину повернуть на 30″ к юго-востоку, а половину – на 30° к юго-западу. Это позволит растянуть работу на всю продолжительность светового дня.
    • В наших далеко не средиземноморских широтах вертикальное размещение панелей и их частичный разворот к юго-востоку и юго-западу снижает выработку энергии на протяжении 2-3 часов вблизи полудня, зато увеличивает длительность работы и уберегает от сугробов зимой.
    • Максимальную выработку электроэнергии на протяжении всего светового дня обеспечивают солнечные панели, установленные на трекер, который автоматически поворачивается вслед за солнцем.
    • На одном трекере можно разместить 4 панели по 200-250 Вт. Но понятно, это сложнее, дороже – и в каждом конкретном случае надо считать и решать, нужно это или нет.

    В средней полосе России преобладают ветры со средней скоростью 5-7 м/с. Этого маловато для эффективной работы ветрогенераторов – фактически мы находимся на нижнем пределе. Покупая ветряк для Подмосковья, следует выбирать ветрогенератор, рассчитанный на работу при низкой скорости ветра. Ведь ветряк с расчетной мощностью 1 кВт и расчетной скоростью ветра

    9 м/с при ветре 5 м/с выдаст больше электроэнергии, чем его вдвое более мощный собрат, но с расчетной скоростью ветра 12 м/с. К сожалению, ветрогенераторы, рассчитанные на небольшую скорость ветра, не только более громоздки, но и стоят дороже, так как в них используется больше неодимовых магнитов. Конструкция лопастей -не пустяк. Использование «самолетного» профиля повышает энергоэффективность в 2-4 раза по сравнению с плоскими лопастями. Оптимальное число лопастей – три. 95 % всех выпускаемых в мире ветрогенераторов – трехлопастные с горизонтальной осью.

    Получившие довольно широкое распространение ветряки с вертикальной осью вращения и самолетным профилем лопастей стоят сравнительно дорого. Но они – при той же мощности -служат дольше и работают тише. К тому же они за счет значительной площади лопастей более эффективны при слабом ветре.

    Ветрогенератор нужно не только правильно выбрать, но и грамотно установить. Чтобы ветряк был экономически целесообразен, его следует поднять на мачту высотой не менее 15 метров, а это – довольно сложный монтаж плюс тросовые растяжки на значительной площади участка. Зато средняя энергия ветра на высоте 18 метров примерно втрое больше, чем на уровне земли!

    Контроллер – это «мозг» системы электроснабжения, собирающий все воедино. Его задача –

    оценить приход и расход электроэнергии, степень заряда аккумуляторов, мощность нагрузки и выбрать оптимальный режим работы системы электроснабжения. Применение современных солнечных контроллеров позволяет поднять выработку электроэнергии солнечными панелями в пасмурную погоду до 30 % от максимального значения. Ветряку требуется свой собственный контроллер.

    Потребление электроэнергии 8 системе электроснабжения от солнечных источников и ветроге-нератора всегда происходит через буфер – аккумуляторную батарею. Без нее обойтись никак нельзя.

    Самые перспективные аккумуляторы -литий-феррум-фосфатные. Они, кстати, выпускаются и в России. Их основные преимущества – малый вес и габариты, возможность глубокого разряда, большое число циклов заряд/ разряд (5000 против 3000 циклов у ближайшего «соперника» – свинцово-кислотной панцирной батареи). Это значит, что при той же емкости литий-феррум-фосфатные аккумуляторы втрое меньше, чем панцирные, и служат около 20 лет вместо 10. Стоят они процентов на 30 дороже.

    Панцирные аккумуляторы приближаются к литий-феррум-фосфатным по таким показателям, как стоимость цикла и стоимость киловатт-часа. Но у них, по сравнению с литий-феррум-фосфатными, есть существенный недостаток: они не терпят глубокого разряда – их можно разряжать максимум на 30 %, иначе они резко теряют свои характеристики. Поэтому желательно иметь тройной запас по емкости, что удорожает батарею и делает ее более громоздкой.

    Назначение инвертора – превратить постоянный ток от солнечных панелей в переменный (однофазный напряжением 220 вольт или трехфазный напряжением 380 вольт), необходимый для работы большинства потребителей электроэнергии.

    Любая система электроснабжения от солнца и ветра состоит из четырех элементов: солнечных панелей и/или ветрогенератора, контроллера, аккумуляторной батареи и инвертора. При этом до 50 % стоимости системы приходится на аккумуляторы. Каждая система балансируется под конкретного заказчика.

    Гибридный инвертор может работать как независимо от электрической сети, так и совместно с нею.

    Автономную систему электроснабжения загородного дома можно сделать на полном импортоза-мещении.

    Хорошие литий-феррум-фосфатные аккумуляторы выпускает новосибирская компания «Лиотех». Панцирные аккумуляторы Тюменского аккумуляторного завода по ряду параметров превосходят «коллег-американцев».

    Качественные солнечные панели производят в Москве («Свободная энергия», «Квант») и Краснодаре («Сатурн», «SOLBAT»).

    Российская компания «Микроарт» производит солнечные контроллеры, превосходящие по своим показателям изделия фирм X-tender (якобы американской, а по сути китайской) и Morningstar (бренд Tristar), а также инверторы. Кроме того, эта компания проектирует и устанавливает автономные системы электроснабжения в комплексе.

    Новосибирская компания «А-Электроника» выпускает неплохие инверторы в дешевом ценовом диапазоне.

    © Автор: Алексей Рябов

    Ниже другие записи по теме "Как сделать своими руками - домохозяину!"

  • Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *