Солнечная батарея из транзисторов

Солнечная батарея своими руками из старых транзисторов

В радиолюбительских заначках всегда найдутся старые транзисторы или диоды от морально устаревшей радиоаппаратуры. В правильных руках этому - ненужному ресурсу, можно попытаться найти дельное применение. Например, собрать солнечную батарею для питания в автономке радиоприемника, калькулятора или даже собрать своими руками солнечную зарядку для различных гаджетов. Как известно, при воздействии световой энергией любой полупроводник начинает генерировать электрический ток.

Солнечная батарея из транзисторов

Этим полезным свойством полупроводникового элемента мы и воспользуемся в рамках наших домашних самоделок.

Солнечная батарея из транзисторов

Простая самодельная солнечная батарея на транзисторах КТ801

Для создания солнечного элемента нам потребуются P-N переходы их было решено взять из устаревших кремниевых транзисторов КТ801. В СССР они выпускались в металлическом корпусе и поэтому их можно вскрыть обычными пассатижами не портя кристалл. Достаточно лишь надавить крышку радиокомпонента.

При дневном свете, каждый наш транзистор генерирует 0.53В (База - плюс, а Коллектор и Эмиттер - минус). А дальше выяснилась одна интересная особенность. Транзисторы 1972 года выпуска имели большой белый кремневый кристалл, и генерируют 1.1мА. Транзисторы более поздних годов выпуска способны выдать около 0.9мА. Для своего эксперимента в альтернативной энергетике я собрал батарею из двух параллельно соединенных цепочек по четыря транзистора в каждом. Под нагрузкой транзисторная солнечная батарея способна генерировать около 1.8В, 2-2.5мА. Питать таким источником можно только китайские часы, или зарядить аккумулятор и подключить к нему мигающий светодиод. жучок и т.п.

Солнечная батарея из транзисторов

Для удобства крепления полупроводников и точности измерений можно закрепить компоненты на печатной плате или собрать конструкцию навесным монтажом, так как это ускоряет сборку, но снижает качество.

Простая самодельная солнечная батарея на отечественных диодах КД–202, КД–203

Для получения кристаллов полупроводников из диодов КД–202, КД–203 или другие в похожих корпусах в этом примере нам потребуются: тиски, пассатижи, острый нож, молоток. Переходим к операции по извлечению кристалла: зажимаем полупроводник в тисках за фланец, прикладываем к сварному шву ножик и, несильными ударами молотком по нему, демонтируем крышку корпуса. Только обязательно следите за тем, чтобы ножа не проник глубоко вовнутрь, иначе можно деформировать кремнеевый кристалл.

Солнечная батарея из транзисторов

Для сборки солнечной батареи потребуется корпус. Для его изготовления используем текстолитовую пластину. В ней дрелью просверлим отверстия, в которые установим диоды, размещая по два участка из последовательно соединенных шестнадцати полупроводников; полученные участки подключаем параллельно.

Солнечная батарея из транзисторов

При среднем дневном освещении сила тока самодельной панели изготовленной в домашних условиях составила 0,1А, при напряжение около 2 вольт. Если использовать большее количество фотоэлементов, то можно получить большую выходную мощность.

Солнечная батарея из транзисторов

Солнечная батарея на мощных транзисторах

Солнечная батарея из транзисторов

Чтобы превратить трехэлектродный полупроводник в солнечный элемент, требуется срезать крышку радиокомпонента. Для этого фиксируем транзистор за металлический ободок в тисках и ножовкой аккуратно спиливаем крышку, но только очень осторожно, чтобы не повредить кристалл.

Солнечная батарея из транзисторов

Под воздействием светового потока приступаем к измерению напряжения на всех выводах, и экспериментальным путем определяем на каких выводах можно получить максимальные результаты.

Солнечная батарея из транзисторов

Для получения 1,5В, транзисторы необходимо соединить последовательно (для этого нам понадобится как минимум пять транзисторов). Хотя для более стабильной работы калькулятора, рекомендую подключить параллельно вторую цепочку транзисторов.

Солнечная батарея из транзисторов

Напоследок предлагаю посмотреть видео руководство по изготовлению транзисторной солнечной батареи:

Солнечная батарея из транзисторов

*****

Как изготовить солнечную батарею из транзисторов

Мастера, для которых сборка электронных поделок — любимое хобби, постепенно набирают множество запчастей, которые могут найти применение в любой самоделке. Радиолюбители со стажем наверняка могут похвастаться советскими транзисторами, которые более массивны, чем современные и тяжелые, потому что имеют металлические корпусы. Их уже не монтируют ввиду больших размеров, но из них выйдет отличная солнечная батарея. В качестве экспериментальной установки — солнечной батареи, такие радиодетали вполне подойдут, однако для мощных систем они непригодны. Разве что для питания слабых по мощность устройств.

Первоначально нужно удалить верхнюю часть транзистора. Для этой задачи удобно использовать тиски и ножовку по металлу. Тут требуется предельная аккуратность, так как можно повредить хрупкий кристалл и проводку.

Солнечная батарея из транзисторов

Солнечная батарея из транзисторов
Такой вид открывается после распиливания радиодетали:

Солнечная батарея из транзисторов

Полупроводник, указанный красной стрелкой на фото выше, это и есть искомый кристалл, который несоизмеримо мал, по сравнению агрегатом, внутри которого он находится. Однако это и есть та основа, которая станет преобразователем света в электроток.
Теперь нужно протестировать кристалл, подставив его под солнечный свет и посмотрев показания вольтметра. Тогда станет понятно, какое напряжение мы сможем получить на солнечной батарее на одном транзисторе.

Солнечная батарея из транзисторов

Перед вами таблица, составленная автором этой разработки, данные получены на тесте КТ819ГМ:

Солнечная батарея из транзисторов

Далее начнем сборку солнечного генератора и подключим к нему небольшую нагрузку. В качестве тестовой нагрузки очень удобно подсоединить калькулятор. Здесь и раскроется основная интрига статьи и, соответственно, этой всей поделки. Если мы хотим получить напряжение 1,5 вольта, которое достаточно для калькулятора, нужно последовательно соединить пять кристаллов от транзисторов, коллектор радиодетали станет минусом, а база – плюсом.

Солнечная батарея из транзисторов

Можно сделать плату простую из пластика, проделав в нем отверстия для ножек деталей и проводов. Когда транзисторы будут расположены по схеме выше на фото, нужно соединить их пайкой или болтовыми креплениями, как на фото ниже.

Солнечная батарея из транзисторов

В результате выяснилось, что на солнце батарея показала себя эффективно, тестовый девайс работа, но в условиях квартиры его приходилось приближать к лампе накаливания не менее, чем на 0.3 метра.

Солнечная батарея из транзисторов

Схему можно усилить, добавив еще несколько транзисторов.

Солнечная батарея из транзисторов

Кстати, усилить мощность с лупой — неплохая идея (смотрите на видео).

Есть материал. как сделать так, чтобы у вас никогда не подвела севшая батарея на телефоне в самый неудобный момент.

*****

Солнечная батарея из транзисторов

У многих, кто в свое время увлекался изготовлением радиоаппаратуры, в закромах осталось куча мощных транзисторов (в металлическом корпусе). которые на данный момент практически не используются из-за их больших габаритов.

Солнечная батарея из транзисторов

Из старых транзисторов, можно изготовить солнечную батарею. Разумеется, КПД такой солнечной батареи будет очень низкое, из-за большой площади транзистора и малой площади полупроводника (который будет исполнять роль солнечного элемента). Поэтому широкого распространения данного рода солнечные батареи не получили, и годятся, что разве для экспериментов и развлечений.

Чтобы превратить транзистор в солнечную батарею, необходимо срезать крышку транзистора. Для этого транзистор, фиксируем за ободок в тисках и ножовкой или дремелем, по кругу, аккуратно спиливаем крышку, чтобы не повредить тонкие провода, которые подведены к полупроводниковому кристаллу.

Солнечная батарея из транзисторов

После вскрытия, вы увидите, насколько крохотный кристалл.

Солнечная батарея из транзисторов

Под воздействием света приступаем к измерению напряжения на всех выводах транзистора, и определяем на каких выводах можно получить максимальные данные. Разумеется, полученные данные будут зависеть от мощности транзистора и размера кристалла (внешне можно судить, что разве по габаритам транзистора, а перед вскрытием заглянуть под крышку транзистора можете на странице http://radiopicture.listbb.ru/viewtopic.php?f=4&t=11&st=0&sk=t&sd=a ).

Солнечная батарея из транзисторов

Таблица измерений напряжения и тока между контактами транзистора 2N3055

(полный аналог КТ819ГМ)

Теперь приступаем к сборке солнечной батареи. Для эксперимента, соберем солнечную батарею для калькулятора.

Для получения 1,5В, транзисторы соединяем последовательно (для этого нам понадобится пять транзисторов).

Солнечная батарея из транзисторов

Из листового пластика, собираем каркас, в котором сверлим отверстия для выводов транзистора.

Солнечная батарея из транзисторов

Под воздействием солнечного света калькулятор работал хорошо, однако, в помещении под искусственным светом (дальше 30см от ) ему явно не хватало тока.

Солнечная батарея из транзисторов

Поэтому для более стабильной работы, для увеличения тока, целесообразно было бы параллельно подключить вторую цепочку транзисторов.

Солнечная батарея из транзисторов

Но как вы понимаете, для столь маленького калькулятора, городить целую батарею из транзисторов нет смысла (поскольку стабильную работу может обеспечить штатный солнечный элемент размером 40х10мм), и как говорил ранее изготавливать солнечные батареи из транзисторов и диодов, можно, что разве для развлечения или когда нет другого выхода.

поделиться с друзьями >>>

*****

Как сделать самостоятельно солнечную батарею?

  • Изготовление солнечной батареи из транзисторов
    • Что понадобится для изготовления солнечной батареи?

Электрическая энергия сегодня стоит недешево, поэтому такой вопрос, как альтернативные источники энергии, является очень актуальным. Среди таких источников энергии одним из самых распространенных является солнце, поэтому солнечные батареи становятся все более популярными. Такой источник энергии действительно является очень хорошим, однако если приобретать солнечную батарею в магазине, то нужно быть готовым к тому, что стоит такое оборудование недешево. Однако можно существенно сэкономить, если сделать солнечную батарею своими руками. Лучше всего делать солнечную батарею из транзисторов, поскольку во многих домах всегда найдутся диоды и транзисторы от старых, ставших ненужными радиоприемников и телевизоров. Если все сделать правильно, то таким транзисторам можно дать новую жизнь и с их помощью можно получать большое количество энергии.

Солнечная батарея из транзисторов

При помощи солнечной батареи можно уменьшить затраты на электроэнергию в доме.

Изготовление солнечной батареи из транзисторов

Сделать своими руками полупроводниковую солнечную батарею для радиоприемника на транзисторах не сложно.

Конечно, преимущество имеют те, кто располагает опытом в технической сфере, тем не менее, обязательным условием это не является. Главное — четко придерживаться инструкции, и тогда все получится. При изготовлении такой солнечной батареи своими руками нужно принимать во внимание то обстоятельство, что, когда проводник освещается светом (в данном случае светом солнца), он является источником электрического тока, то есть фотоэлементом. Именно этим свойством и необходимо воспользоваться, когда делается солнечная батарея из транзисторов своими руками.

Что касается силы тока и такого важного фактора, как электродвижущая сила такого фотоэлемента, то все зависит от материала полупроводника, величины его поверхности и освещенности. Однако превратить транзистор в фотоэлемент не так просто. Для того чтобы это сделать, надо уметь добраться до полупроводникового кристалла, для этого его необходимо вскрыть.

Солнечная батарея из транзисторов

Схема контроллера заряда солнечной батареи.

Надо отметить то обстоятельство, что энергия, которая вырабатывается одним фотоэлементом, слишком мала, именно поэтому такие фотоэлементы собираются в одну батарею. Для того чтобы увеличить силу тока, отдаваемого во внешнюю цепь, все одинаковые фотоэлементы нужно соединить в строгой последовательности. Тем не менее следует учитывать то обстоятельство, что самые лучшие результаты можно получить, если работать по принципу смешанного соединения. Такой принцип подразумевает процесс сборки фотобатареи из последовательно соединенных групп, каждая группа при этом состоит из одинаковых, параллельно соединенных элементов. Транзисторы необходимо подготовить заранее, собрать их нужно на пластине из генитакса, текстолита или органического стекла. Что касается способа соединения, то между собой все элементы нужно соединять тонкими лужеными проводами, сделанными из меди. Выводы, которые подходят к кристаллу, паять не рекомендуется, так как в процессе паяния возникает высокая температура, в результате чего полупроводниковый кристалл может повредиться.

Пластина с фотоэлементом помещается в корпус из прочного материала, который должен иметь прозрачную верхнюю крышку. Оба вывода нужно подпаять к разъему, к нему потом подключить шнур от радиоприемника. Солнечная батарея, сделанная своими руками таким способом, на солнце может генерировать напряжение до 2,1 В при токе до 0,8 Ом. Такой мощности вполне достаточно для того, чтобы работал радиоприемник на одном-двум транзисторах.

Вернуться к оглавлению

Что понадобится для изготовления солнечной батареи?

Превратить транзисторы в фотоэлементы можно следующим способом. Нужно предварительно подготовить оловянно-свинцовый припой, канифоль и батарейку на 4,5 В. Из инструментов понадобятся следующее:

Солнечная батарея из транзисторов

Схема устройства солнечной батареи.

С помощью бокорезов нужно отрезать выводы по линиям, затем смятую трубочку нужно расправить, чтобы один из выводов был свободен. Потом нужно диод в тисках зажать за фланец, к сварному шву прикладывается острый нож, по его тыльной стороне нужно слегка ударить и удалить крышку. При этом нужно внимательно следить за тем, чтобы лезвие ножа не проходило слишком глубоко внутрь, в противном случае кристалл может быть поврежден. Именно такие фотоэлементы и являются основой для оборудования, которое можно сделать своими руками в короткие сроки, не затрачивая при этом больших усилий.

Изготовление солнечной батареи на транзисторах самостоятельно в России актуально еще и потому, что собственного производства нет, а зарубежное оборудование стоит недешево. Нельзя сказать, что мощность его большая, однако следует учитывать то обстоятельство, что стоимость изготовления его очень мала, а выгода от его использования очевидна.

*****

Как сделать самодельную солнечную батарею из обычных транзисторов

Солнечные батареи на фотоячейках стали уже вполне привычными и широко используются во многих сферах. Более того, их достаточно просто сделать своими руками, главная сложность – найти подходящие фотомодули. Но и эту проблему легко обойти. Прекрасная альтернатива - солнечная батарея из транзисторов.

Что понадобится

Прежде всего необходимо запастись определенными транзисторами. Отлично подойдут, скажем, кремниевые детали серии КТ (такие, как весьма распространенные КТ801..КТ805). Их легко найти, они просто монтируются, а вероятность испортить «начинку» при их вскрытии минимальна. Также неплохо зарекомендовали себя транзисторы П213-П217, П306 или 2N3055.

Перед установкой каждый транзистор необходимо аккуратно вскрыть плоскогубцами (снять крышку). Это нужно для того, чтобы солнечный свет попадал непосредственно на p-n-область детали. Если используются П-транзисторы, то из них надо дополнительно высыпать порошок. Помимо самих транзисторов (их число зависит от выбранной схемы и требуемой мощности) понадобится пластина для установки деталей или корпус, а также паяльник.

Рассчитывая количество транзисторов, нужно обязательно учитывать не только его выходное напряжение, но и силу тока. Дело в том, что в разные года выпускались детали одних серий, но с разными кристаллами кремния внутри. Соответственно, они выдавали разный ток, причем разница зачастую была довольно значительной. В среднем, в зависимости от типа и года выпуска, старые транзисторы выдают токи 0,13 мА – 3 мА при напряжениях 0,1 – 0,5 В.

Самодельная солнечная батарея может быть собрана по различным схемам, все зависит от требуемых выходных параметров. Простейший вариант – блок из четырех последовательных транзисторов. Если использовать детали 2N3055, то параметры получатся порядка 3,7-4 В при токе 10-15 мА (зависит от интенсивности освещения). Разумеется, это очень маленькие показатели, тем не менее, даже их достаточно для запитки небольшого светильника или часов. Для увеличения параметров можно соединить несколько блоков, последовательная коммутация дает увеличение по напряжению (рис.а), параллельная – по току (рис.б).

Солнечная батарея из транзисторов

Закрепляют транзисторы обычно простым навесным монтажом, так как это существенно облегчает сборку устройства. Причем подобные батареи обладают одним немаловажным достоинством – входящие в их состав элементы не боятся коротких замыканий. Однако их надо оберегать от перегревов, поскольку при очень высоких температурах выходное напряжение устройства падает.

Зарядное устройство из транзисторов

На базе таких солнечных батарей из транзисторов можно собрать зарядное устройство, например, для Li-ion аккумулятора. Для этого потребуются дополнительные конденсаторы, которые будут служить накопителями энергии и выравнивать ток нагрузки при изменениях освещенности.

Солнечная батарея из транзисторов

Также понадобится светодиод (HL1), в сочетании с токоограничивающим резистором R1 он сыграет роль низковольтного стабилизатора напряжений (порядка 1,5 В) и будет питать звуковой сигнализатор. Сигнализатор используется для оповещения о накоплении полного заряда, его можно взять готовый, к пример, из старого электромеханического будильника. Транзисторы VT5, VT6 создают параллельный стабилизатор, предохраняющий сам аккумулятор (GB1) от превышения заряда. Диод VD1 необходим для предотвращения обратного разряда аккумуляторного блока при отсутствии света.

Добавить комментарий

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