Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Вуглеводні були і залишаються основним джерелом енергії, однак все частіше людство звертається до відновних і екологічно безпечним ресурсів. Це стало причиною підвищеного інтересу до сонячних батарей і генераторів.

Однак багато хто не наважується на установку геліосистеми через дорожнечу облаштування комплексу. Здешевити продукцію можна, якщо взятися за її створення самостійно. Сумніваєтеся у власних силах?

Ми розповімо вам, як зробити сонячну батарею своїми руками, використовуючи доступні комплектуючі. У статті ви знайдете всю необхідну інформацію для того, щоб виконати розрахунок геліосистеми, підібрати складові комплексу, здійснити збірку і установку фотопанелі.

Плюси і мінуси застосування геліосистем

За статистикою, доросла людина щодня використовує близько десятка різних приладів, що працюють від мережі. Хоча електрику вважається відносно екологічним джерелом енергії, це ілюзія, адже при його отриманні використовуються ресурси, що забруднюють навколишнє середовище.

З цієї точки зору, сонячна енергія набагато кращий.

ККД кристалічних кремнієвих фотомодулів досягає 15 - 20%, і є всі підстави вважати, що в найближчі роки цей показник виросте. Вже зараз існують зразки, коефіцієнт корисної дії яких досягає 22-33.7%. Поки вони тестуються в лабораторних умовах, але скоро з'являться у продажу. При виборі фотомодулів варто звернути увагу на продукцію компанії Sanyo В середньому ККД батарей цього типу становить 10-18.7%. Все залежить від основи плівкових сонячних елементів. Деякі моделі потенційно небезпечні для навколишнього середовища, тому що містять кадмій, тому при покупці слід ретельно вивчити технічну документацію. Утилізують такі батареї строго відповідно до рекомендацій виробника Модулі цього типу називають ще багатоперехідних або тандемними. Вони мають особливу структуру осередків, які утворюють кілька pn переходів. Це відносно новий продукт на ринку, хоча для космічної галузі використовується досить давно. ККД (відповідно, і ціна) таких моделей залежить від кількості шарів осередків Це елементи, виготовлені з наноструктурованих матеріалів. Їх використовують в галузях, де мала вага сонячних модулів має принципове значення. Завдяки надтонкою структурою можна істотно збільшити ефективність роботи таких батарей. Для пересічного покупця надтонкі модулі поки недоступні

Комплектуючі для збірки сонячних батарей і генераторів давно є у вільному продажу, і при бажанні зібрати систему може будь-хто. Для цього будуть потрібні деякі фінансові вкладення і час. Процес складання копіткий, вимагає уваги і точності, зате сама робота не відрізняється особливою трудомісткістю.

В силу кліматичних особливостей багатьох регіонів не доводиться розраховувати, що сонячної енергії вистачить для повного забезпечення приватного будинку. Вона здатна покрити лише 20-30% всіх енергопотреб. Зате це хороше рішення для дачі

Переваги застосування сонячної енергії:

  1. Величезний потенціал. Сонце здатне дати достатньо енергії для задоволення всіх людських потреб. Вона поновлювані і невичерпна, чим вигідно відрізняється від вугілля, нафтопродуктів, природного газу.
  2. Доступність. Сонце є скрізь - і в жарких країнах, і в найхолодніших. Його цілком достатньо для всіх потреб.
  3. Екологічність. Через тотального енергетичної кризи «зелена» енергетика - найперспективніша сфера для наукових досліджень і високотехнологічних розробок. Сонячні батареї прекрасно справляються зі своїм завданням без шкоди для навколишнього середовища.
  4. Відсутність шуму. Геліосистеми працюють безшумно, що вигідно відрізняє їх від багатьох інших джерел енергії.
  5. Економічність. Експлуатація та обслуговування сонячних батарей не вимагають ніяких особливих витрат. Вклавши гроші один раз, власник може використовувати систему протягом 20-25 років. Головне - вчасно чистити елементи.
  6. Широка сфера застосування. Сонячні батареї можуть виробляти достатньо енергії для забезпечення будинку електрикою і теплом. Однак це не єдина область їх застосування. Геліосистеми використовують для опріснення води і навіть для забезпечення енергією орбітальних станцій.

Поки що сонячні батареї дороги, хоча вже зараз з'являються способи істотно заощадити при їх самостійному виготовленні. Щороку впроваджуються нові розробки, які дозволяють спростити і здешевити процес отримання сонячної енергії.

Геліосистеми погано підходять в якості основного джерела енергії, а ось в якості додаткового або альтернативного - відмінний варіант. У порівнянні з вітрогенераторами, вони більш стабільні та вигідні

Цікава розробка - гнучкі сонячні батареї. Завдяки еластичності, фотополотна значно простіше встановлювати - панель "підлаштовується" під форму даху або іншої опори.

Одна з сучасних технологій - тонкоплівкові модулі, які впроваджують в будматеріали. Також з'явилися прозорі накопичувальні елементи, призначені для використання у віконних конструкціях.

Це розробка японської компанії Sharp. Фахівці вважають, що вже найближчим часом такі сонячні батареї стануть в рази потужніший і вигідніше.

З накопиченням сонячної енергії нерідко виникають проблеми, тому що акумуляторні батареї дороги. Єдине, що в якійсь мірі компенсує цей недолік: велика частина потужних електроприладів включається в світлий час доби (+)

Через об'єктивні причини геліосистеми поки ще не можуть повністю замінити вуглеводні, тому що отримання і накопичення сонячної енергії пов'язано з великими витратами, однак вони можуть стати непоганим джерелом альтернативного енергопостачання будинку або окремих електроприладів.

Деякі власники вирішуються на обладнання своїх будинків сонячними станціями, які забезпечували потреби в електроенергії. Такі вкладення окупаються за 10-40 років в залежності від типу моделей - готових або саморобних

Технології швидко розвиваються, а сонячні батареї можна модернізувати і нарощувати, тому варто почати збирати відповідні системи вже зараз.

Докладний огляд видів сонячних батарей наведено в цій статті.

Які комплектуючі потрібні і де їх купити

Основна деталь - сонячна фотопанель. Зазвичай кремнієві пластини купують через інтернет з доставкою з Китаю або США. Це пов'язано з високою ціною на комплектуючі вітчизняного виробництва.

Собівартість вітчизняних пластин виходить настільки високою, що вигідніше замовити на еBay. Що стосується шлюбу, то на 100 пластин лише 2-4 непридатні до використання. Якщо замовляти китайські пластини, то ризики вищі, тому що якість залишає бажати кращого. Перевага - тільки в ціні.

Готова панель набагато зручніше у використанні, але і втричі дорожче, тому краще все-таки замислитися над пошуком комплектуючих і зібрати пристрій своїми руками

Решта комплектуючі можна купити в будь-якому магазині електротоварів. Також будуть потрібні олов'яний припій, рама, скло, плівка, стрічка і олівець для розмітки.

Вибір сонячного елемента для батареї - найважливіший етап в покупці комплектуючих. Батареї можуть бути полі- і монокристаллическими. Перевага перших - ціна, а друге - велика ефективність. Краще вибрати монокристалічні кремнієві модулі. Вони ідеально підходять для об'єктів обмеженій площі Оптимальний варіант - вибрати акумулятор AGM типу. Вони відносно недорогі, компактні, здатні працювати при будь-яких температурах. При покупці слід орієнтуватися на ємність приладу, тривалість зарядки і термін служби, вказаний виробником Крім сонячного елемента, стабілізатора і акумулятора, будуть потрібні також паяльник, олово і олівець. Якщо спочатку куплений готовий комплект з припаяними провідниками, роботи буде набагато менше, а сама збірка системи істотно спрощується Для збірки батареї будуть потрібні стабілізатор напруги і контролер навантажень. Якщо правильно зібрати саморобну систему, її можна буде підключити до звичайного акумулятора - свинцево-кислотного або ж літієві. Це дозволить більш раціонально використовувати енергію

При покупці комплектуючих варто звертати увагу на гарантію виробника. Зазвичай вона становить 10 років, у деяких випадках - до 20. Важливо також правильно підібрати акумулятор. Економія на ньому нерідко обертається неприємностями: під час зарядки приладу може виділятися водень, що загрожує вибухом.

Особливості розрахунку потужності систем

Перед тим як купити комплектуючі та зробити сонячну панель, розраховують необхідну потужність приладу і ємність акумулятора.

Найпростіший спосіб - скористатися онлайн-калькуляторами, розміщеними на деяких сайтах в інтернеті.

Кількість енергії, заявлене в технічному паспорті виробу, розраховане для ідеальних умов. На них неможливо орієнтуватися, адже пристрої працюють по-різному в залежності від пори року і доби. Втрати енергії відбуваються постійно, в т.ч. в акумуляторах, инверторе (+)

Найважливіший показник, який доведеться враховувати, - середньомісячна кількість споживаної енергії. Його можна визначити за лічильником.

Також слід зробити знижку на особливості роботи самих сонячних батарей. Вони здатні видавати граничну потужність лише за умови чистого неба, причому кут падіння сонячних променів повинен бути прямим.

Якщо погода похмура або кут падіння променів занадто гострий, потужність батарей може впасти в 20 разів. Навіть найменших хмар досить, щоб удвічі знизити показники. Тому при розрахунках орієнтуються на те, що 70% енергії буде вироблятися з 9 до 16 годин, а в решту часу - до 30%.

Взимку від геліосистем мало користі: через похмурої погоди вони виробляють мінімальну кількість енергії. Зате вітрогенератори працюють на повну потужність і здатні компенсувати ці втрати. Комбінація двох таких пристроїв дуже ефективна

В умовах, наближених до ідеальних, в «робочий час» панелі потужністю 1кВт виробляють 7 кВт / ч, а рано вранці і ввечері - близько 3 кВт / год. Другий показник краще взагалі не брати в розрахунок і залишити «про запас» з урахуванням можливої хмарності і зміни кута падіння променів.

Виходить, що слід орієнтуватися на 210 кВт / год протягом 1 календарного місяця. Це ідеальний показник, який вимагає коректування.

На еBay можна знайти непоганий набір для виготовлення сонячної батареї своїми руками. Іноді це пристрої, які відбракували на виробництві (т.зв. модулі В-типу). Вони дешеві, але цілком придатні для складання домашньої системи, оскільки експлуатаційні характеристики близькі до заявлених

Щоб визначитися з реальною кількістю енергії, слід знайти дані про те, скільки сонячних днів в році буває в конкретному регіоні. У ці періоди потужність батарей не буде складати навіть половини від паспортного показника. Якщо пристрої будуть працювати восени і взимку, то потрібно зробити поправку в 30-50% на похмуру погоду.

Покрокова інструкція по збірці сонячної панелі

Робота по збірці починається зі схеми і проекту. Потрібно чітко уявляти, як буде влаштована і закріплена сонячна панель. Так, якщо ККД системи безпосередньо залежить від кута нахилу щодо сонячних променів, слід подбати, щоб цей кут можна було міняти.

У багатьох готових моделях передбачені механізми, автоматично повертають панелі, а в саморобних доведеться продумати їх самому.

Модулі сонячної панелі повинні бути однаковими, адже еквівалентність струму дорівнює показнику найменшого елемента. Також підбір однакових деталей значно спростить процес складання всієї системи в цілому, тому що не доведеться підганяти розміри каркасів і розраховувати потужність кожної конструкції окремо

Технологія складання залежить від загальної площі панелей, їх кількості, особливостей додаткових матеріалів. Велика площа системи гарантує її більш високу потужність, але одночасно збільшується і вага конструкції, що теж доводиться враховувати, адже покрівля повинна його витримувати.

Етап 1: виготовлення корпусу конструкції

Коли всі комплектуючі підготовлені, можна приступати до складання корпусу, на якому буде триматися вся конструкція.

Знадобляться такі матеріали:

  • листи фанери, вирізані за розміром панелей;
  • плити ДВП;
  • дерев'яні рейки, з яких будуть виготовлені бортики;
  • матеріали для кріплення: саморізи, куточки, відповідний клейовий склад;
  • оргскло;
  • фарба і просочення, щоб облагородити зовнішній вигляд готової конструкції і захистити її від гниття.

В першу чергу готують підставу - до фанери приклеюють невисокі бортики. Вони не повинні закривати панелі, тому варто вибрати рейки близько 2 см. Щоб борти не відклеїлися, їх додатково закріплюють саморізами і куточками.

Верхню кришку виготовляють з оргскла, а дерев'яні деталі конструкції покривають антисептичними просоченнями для захисту від гниття і фарбують. Відтінок фарби повинен гармоніювати з кольором даху

Низ підстави і бортики свердлять в декількох місцях, щоб забезпечити вентиляцію. Кришку не можна свердлити, тому що елементи конструкції можуть підмокнути. Для кріплення панелей краще вибрати плити ДВП, оскільки вони не проводять струм. При бажанні ДВП можна замінити іншим матеріалом.

Етап 2: установка і кріплення елементів

Сонячні елементи слід рівномірно розкласти на підкладці «виворітного» стороною і припаяти провідники. Для цього потрібно буде розмітити місця пайки. Щоб не зіпсувати все модулі, краще спочатку послідовно з'єднати тільки два елементи.

Якщо все в порядку, так само припаюють інші модулі. В результаті на підкладці повинна з'явитися акуратна ланцюжок з'єднаних елементів.

Після збірки конструкції її слід перевірити на працездатність. Якщо вона функціональна, то її можна вже кріпити шурупами до каркаса. На готову панель ставлять блокувальний діод. Його завдання - запобігти розрядку акумулятора

Коли всі модулі будуть з'єднані, їх можна перевернути для закріплення на панелі. Як клейового складу можна використовувати епоксидну смолу або силіконовий герметик. Бажано не намазувати краю модулів, щоб конструкції не зламалися в разі деформації каркаса. Досить міцно приклеїти елементи по центру.

Етап 3: особливості кріплення кришки

Після складання батареї на каркасі її закривають кришкою з оргскла, ще раз перевіряють і фіксують. Важливо, щоб клейовий склад повністю просох до установки кришки, інакше він продовжить випаровуватися і залишить каламутні сліди на оргсклі.

На вихідний кабель встановлюють двоконтактний роз'єм. Він потрібен для під'єднання контролера. Залишається ще раз перевірити роботу системи і виправити недоліки, якщо вони будуть виявлені.

Етап 4: установка готової системи

Батареї встановлюють на землі, на стінах або даху. Це залежить від побажань самого власника будівлі. Головне, щоб система була розташована з південного боку будівлі і її роботі ніщо не заважало.

Якщо конструкцію планується кріпити на схилі покрівлі, потрібно переконатися, що поверхня витримає додаткове навантаження. Систему встановлюють так, щоб вона розташовувалася під кутом 30-40 ° до даху, і намертво закріплюють.

Сонячні панелі, особливо тонкоплівкові, схильні до деформацій під дією вітру або тиском снігу. Потрібно подбати про надійну ветрозащіте і встановити пристосування, що затримують або розсікають сніг, який сповзає з даху

Відмінне рішення - кріплення системи до металевої рамної конструкції з товстого профілю. Мінімальний перетин - 25 * 25 мм, а при великій площі конструкції краще вибрати більш міцний профіль. Перед кожною такою рамою встановлюють снегозадержатель або обладнують кронштейни снегорассекателямі.

На нашому сайті є блок статей, присвячених складанню, монтажу та підключення сонячних батарей, радимо ознайомитися:

  1. Схеми і способи підключення сонячних батарей: як правильно провести монтаж сонячної панелі
  2. Схема підключення сонячних батарей: до контролера, до акумулятора і обслуговує системам

Висновки і корисне відео по темі

Описаний буває недостатньо, щоб повністю розібратися в особливостях складання і монтажу сонячних панелей. До того ж існують різні способи кріплення, а «народні умільці» вдосконалюють навички і постійно винаходять нові шляхи вирішення старих завдань.

Ми пропонуємо відеоінструкції та поради досвідчених майстрів, щоб вам було простіше зрозуміти процес складання геліосистем. Виберіть ті рекомендації, які найкраще відповідають вашим планам і побажанням.

Де купити комплектуючі та як зібрати систему, описано у відеоролику нижче:

Повний покроковий опис процесу складання:

Оригінальний підхід до складання сонячних батарей, поради фахівця:

Інструкція по збірці сонячної електростанції для будинку:

Альтернативна енергетика - це дійсно актуально. Если вы решили разобраться в способах получения энергии без углеводородов, можете гордиться тем, что заботитесь не только о себе, но и о планете в целом.

Простая солнечная батарея поможет вам обеспечить себя «зеленым» электричеством и сбережет наш общий дом. Собрать систему несложно, главное – захотеть и сделать.

Имеете опыт в изготовлении солнечной батареи? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями, предложите свой метод сборки гелиосистемы. Залишати коментарі та додавати фотографії саморобок можна в формі, розташованої нижче.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Будівництво