Самодельная солнечная батарея

Нередко по роду своей деятельности или по велению сердца люди уезжают жить в места, довольно далеко расположенные от привычных всем благ цивилизации. И электричество – одно из главнейших в виртуальном списке таких ценностей. От электроэнергии в нашей повседневной жизни практически зависит все: снабжение светом, водой, пищей физической и пищей духовной, то есть – информацией.

Простейшее устройство для снабжения дома электроэнергией – это ветряной генератор. Но довольно часто этой энергии не хватает, и поневоле задумаешься о дополнительных источниках электропитания. А если вас жизнь забросила в такие благословенные солнцем места как Калифорния, или средиземноморское побережье Европы,  или южный берег Крыма, где вполне достаточно солнечных дней в году, то вам сам бог велел обратить свое внимание на такое достижение современной научной мысли, как солнечные батареи.

Пожалуй, самым существенным недостатком этого источника электропитания является его немалая цена. Очень соблазнительно попытаться сэкономить, смастерив солнечную батарею собственными руками.

Солнечная батарея — это объединенные в блоки полупроводниковые устройства под названием фотоэлементы, (от греческого ph?tos свет), преобразовывающие энергию солнца в постоянный электрический ток.  Чтобы получить от такого агрегата мощность, достаточную для запитывания хотя бы нескольких бытовых электроприборов, необходимо весьма внушительное количество фотоэлементов в батарее.

Фотоэлементы изготавливаются из цельных кристаллов таких химических элементов, как кремний или германий. Кристаллы эти очень хрупкие. То есть для создания солнечной батареи необходимо приспособление, позволяющее расположить в нем большое количество соединенных между собой ломких полупроводниковых устройств.

Самое необходимое для создания солнечной батареи — это непосредственно сами фотоэлементы. Новые элементы в магазинах радиотоваров стоят довольно дорого. А нельзя ли применить фотоэлементы со вторичного рынка, с дефектами или уже бывшие в употреблении? Наверняка они стоят дешевле. Их можно найти по вполне доступным ценам в Интернете на разных торговых площадках типа EBay.

Самодельная солнечная батарея

У всех фотоэлементов, изготовленных из кристаллов одного вида, не зависимо от их размеров, на выходе будет напряжение одной величины. От размера же фотоэлемента зависит величина электрического тока, вырабатываемая этим элементом: чем больше размер, тем больше ток. Мощность всего прибора рассчитывается по формуле: величина напряжения, умноженная на величину тока. Для конструирования батареи большей мощности придется использовать большие фотоэлементы, а это однозначно сделает прибор более громоздким. На одной из торговых площадок нашлись фотоэлементы по подходящей цене размером 7,5см х15 см. Каждый из них производит ток порядка 3 ампер, при напряжении около 0,5В.

Самодельная солнечная батарея

Соединяя последовательно 36 таких элементов, получим напряжение в 18В, которого достаточно для подзарядки 12-вольтового аккумулятора. Такая солнечная батарея в безоблачную погоду будет генерировать около 60 ватт мощности. Этого будет вполне достаточно для работы, например, нескольких осветительных приборов от заряженных днем аккумуляторов.

Необходимое количество фотоэлементов было приобретено в разных местах. Первый поставщик для пущей сохранности пачки из нескольких элементов покрыл парафином. Пришлось изобрести метод избавления от защитной парафиновой оболочки. Приготовьте две кастрюли с водой, а в третьей приготовьте мыльный раствор. Поскольку температура плавления воска не превышает 56?С, воду до кипения доводить не нужно. Слишком высокая температура воды может повредить электрические элементы. Погрузив покрытые парафином блоки в первую кастрюлю, медленно увеличиваем температуру воды до тех пор, пока парафин не начнет плавиться, а элементы отделяться друг от друга. Здесь на помощь придут пластиковые или деревянные щипцы и лопатки (можно использовать те, которыми пользуются на кухне хозяйки). При разделении элементов не нужно хвататься щипцами за припаянные электрические выводы, чтобы не оторвать их. Разделив фотоэлементы, по одному опускаем их сначала в теплый мыльный раствор, чтобы окончательно избавиться от парафина, а затем промываем в третьей и последней кастрюле с горячей водой и раскладываем на мягкое полотенце для просушки. Воду в кастрюлях можно почаще менять, чтобы избавиться от уже снятого с элементов парафина. Но сливать отработанную жидкость лучше в какую-то отдельную большую емкость, например, в ведро. После того, как вода в ведре остынет, а расплавленный в ней парафин затвердеет, парафин можно легко извлечь из воды и отправить в мусорный бак, а воду вылить. Так вы избежите возможных засоров канализации.

Самодельная солнечная батарея

У второго поставщика не залитые парафином изделия получили трещины и сколы при транспортировке. Пришлось выбирать из всех пришедших фотоэлементов те, у которых были наименьшие повреждения. Они не сказываются на работе элементов. К каждому фотоэлементу должны быть припаяны электрические выводы, то есть кусочки провода,  для дальнейшего монтажа. Если у приобретенных вами фотоэлементов таковые отсутствуют, вам придется припаять их самому. Но и по тем устройствам, которые снабжены этими проводками, придется для верности пройтись паяльником.

Самодельная солнечная батарея

Корпус для батареи изготовим из фанеры толщиной в 1 см размером 116смх56см. По периметру корпуса приклеим или привинтим бортики высотой 2 см. Такой же бортик разделит наш корпус на две равные части, в каждой из которых будет смонтирован блок из 18 фотоэлементов.

Самодельная солнечная батарея

Самодельная солнечная батарея

Самодельная солнечная батарея

В центральном и нижнем бортике просверлим несколько отверстий для вентиляции. Корпус со всех сторон необходимо покрасить для защиты его от внешних воздействий.

Самодельная солнечная батарея

Изготавливаем из фанеры 2 подложки для фотоэлементов, размер которых таков, что они легко помещаются внутрь каждой секции корпуса батареи. Проделываем в подложках отверстия для вентиляции, равномерно располагая их по всей площади подложек. Затем так же, как и корпус, окрашиваем их со всех сторон.

Самодельная солнечная батарея

Подготовим подложки к монтажу фотоэлементов, сделав на них разметку в виде сетки.

Самодельная солнечная батарея

Расположим элементы по сетке изнаночной стороной вверх для удобства пайки. Разложим в каждой секции 3 ряда по 6 элементов, расположив электрические выводы одного элемента поверх точек пайки другого. Средний ряд разверните на 180 градусов относительно крайних для того, чтобы все элементы в секции были спаяны последовательно. Для пайки используйте маломощный паяльник, припой в виде прутка с канифолью и флюс для пайки.  У нас получилось 3 цепочки по 6 элементов, спаянных между собой последовательно.

Самодельная солнечная батарея

В центр каждого элемента цепочки наносим каплю силиконового герметика, переворачиваем их налицо, выравниваем по разметки и слегка прижимаем для лучшего склеивания элемента с подложкой. И так поступаем с каждой из 3 цепочек в секции. Все цепочки спаиваем между собой последовательно. Для соединения цепочек между собой можно использовать  любые провода или проводящие шины.

Самодельная солнечная батарея

Самодельная солнечная батарея

По окончании процесса пайки измерьте напряжение на этой секции. Оно должно соответствовать  в нашем случае 9В во время нахождения батареи на солнце.  Теперь изготовим еще одну такую секцию.

Самодельная солнечная батарея

Обе половинки батареи готовы, и мы монтируем их каждую в свою секцию корпуса батареи, закрепив их по углам на 4 шурупа. Провод для последовательного соединения двух секций батареи протянем через отверстие в разделительном бортике и закрепим его герметиком.

Самодельная солнечная батарея

Для предотвращения разряда аккумуляторов через батарею припаяем последовательно с ней блокирующий диод (например, диод Шоттки), разместив его внутри корпуса и закрыв герметиком.

Самодельная солнечная батарея

В дне корпуса проделаем отверстие,  закрепим узлом провода от батареи и выведем их наружу.

Самодельная солнечная батарея

Выходное отверстие закроем силиконовым герметиком.

Самодельная солнечная батарея

На концы выводящих проводов прикрепляем разъем подходящий для используемых вами приборов.

Самодельная солнечная батарея

Лицевую сторону солнечной батареи закроем пластиной из прозрачного оргстекла.

Самодельная солнечная батарея

После того, как убедитесь, что батарея работает, стыки между оргстеклом и корпусом нужно загерметизировать.

Самодельная солнечная батарея

Самодельная солнечная батарея


Понравилась статья? Поделиться с друзьями: