Как своими руками изготовить солнечную батарею?
Сейчас многие дачники, а также люди, проживающие в частном секторе, интересуются установкой солнечных батарей. Это реально позволяет сэкономить на электроэнергии. По крайней мере, в летний сезон пока мы часто бываем на даче, не помешает дополнительное электричество. Летом солнечное излучение интенсивное и батареи при правильном расположении могут вырабатывать немало. А для тех, у кого на участке не подведено электричество, солнечная батарея может стать единственным источником тока. Беда в том, что солнечные батареи стоят довольно дорого (одна панель 18 вольт, 40-50 ватт обойдётся в 300─500$). Но можно сэкономить, если сделать их самостоятельно. В этой статье речь пойдёт о том, как сделать солнечную батарею своими руками. Ниже будет описан процесс изготовления, в котором объединён опыт из различных материалов и роликов на youtube.
Как сделать солнечную батарею в домашних условиях?
Для начала стоит определиться с тем, что понадобиться в работе, и сколько это стоит.
Ниже перечислены основные материалы:
- Фотоэлементы. На Алиэкспресс можно найти фотоэлементы из монокристаллического кремния мощностью 4,7 ватта и напряжением 0,5 вольта. Десять штук обойдутся в 1200─1500 р. Для панели 18 вольт нужно 36 штук. То есть, берём 40 примерно за 5─6 тысяч рублей;
- Фанера или пластик. Используется в качестве подложки, на которую будут крепиться фотоэлементы. Стоимость (300─400 р.);
- Алюминиевый или стальной профиль для рамки (400─500 р.);
- Стекло (500 р.);
- Диод Шоттки (30─50 р.);
- Крепёж, герметик, провода, флюс, шина и другое по мелочи (500 р.).
Итого, выходит около 8 тысяч рублей. Неплохо, если учесть, что готовая солнечная панель с такими характеристиками обойдётся минимум в 20 тысяч рублей. Но для её создания придётся потрудиться. Кстати, можете также посмотреть, что представляет собой комплект солнечных батарей для дачи.
Теперь непосредственно о самом процессе.
Вернуться к содержанию
Сортировка фотоэлементов
Для начала следует отсортировать элементы по вырабатываемому ими напряжению. Номинал, который указывают производители на своих фотоэлементах, составляет 0,5 вольта. Но это в идеальных условиях на солнце. При проверке в обычных условиях значения будут 0,2─0,35 вольта. Ваша задача ─ сформировать из элементов группы, мало отличающиеся по напряжению. Например, группа 0,32─0,35 вольта, 0,28─0,31 и так далее.
Это нужно сделать, поскольку один элемент в группе, имеющий значительно меньшее напряжения, будет выступать в роли сопротивления. Он будет тормозить процесс выработки электричества.
Естественно, что сортировка имеет смысл, когда у вас много фотоэлементов, которые пойдут на разные панели по 36 штук для выработки конечного напряжения 18 вольт. Если у вас количество только на одну панель, то сортировать их бессмысленно, поскольку устанавливать их всё равно нужно все.
Вернуться к содержанию
Подготовка и пайка шин к фотоэлементам
Перед тем, как сделать солнечную батарею, проводится пайка медных шин к фотоэлементам. Они припаиваются на специальные дорожки, которые проходят сквозь элементы. Лучше всего использовать шину шириной 1,8 миллиметра и толщиной 0,16. Флюс используется обычный – канифоль со спиртом. Для удобства лучше использовать флюс в виде карандаша. Шину и флюс можно найти в магазинах, торгующих радиоэлектронными компонентами. Всё это обойдётся в 100─150 рублей.
Пайка шины к фотоэлементу
Предварительно нужно нарезать отрезки шин длиной, необходимой для соединения двух элементов. Здесь не забудьте учесть расстояние между соседними элементами. То есть, надо прикинуть, как они будут располагаться на панели.
На дорожку фотоэлемента наносится небольшое количество флюса. Сверху накладывается шина и по ней проводится паяльником. Сильно нажимать не следует. Нужно сделать ровный шов без заусенцев, чтобы в дальнейшем они не мешали при сборке солнечной батареи. Шины нужно припаять ко всем фотоэлементам (36 штук) для солнечной батареи. Не забывайте после пайки протирать шов спиртом. Там остаётся много флюса, который там совершенно ни к чему. Для этого можно использовать косметические ватные палочки.
После этого выполняется пайка для объединения фотоэлементов в последовательную цепочку. Для этого шины припаиваются к контактным площадкам с обратной стороны элемента. Места пайки также протираются для удаления остатков флюса.
Соединение фотоэлементов в последовательную цепочку
Оптимальный вариант для панели из 36 элементов спаять их в 4 ряда по 9 элементов. В результате сама солнечная батарея будет иметь оптимальную площадь.
Вернуться к содержанию
Соединение элементов в батарею
Получившиеся 4 ряда соединённых элементов нужно объединить в готовую солнечную батарею. Для этого их нужно выложить на стекле и соединить толстыми медными шинами. Для этого лучше использовать шины толщиной 5 миллиметров. В разрыв плюсового вывода ставится диод Шоттки. Это нужно для того, чтобы впоследствии без проблем подключить несколько солнечных панелей в параллельную сборку. И не беспокоиться, что ток будет перетекать обратно. Защиту от этого обеспечит диод Шоттки. Элементы следует располагать так, как они будут находиться в готовой солнечной батарее. То есть, за стеклом рабочей стороной к свету. Делаем это по следующей схеме.
Соединение фотоэлементов в батарею
Что касается подложки, то лучше, конечно, использовать стекло. Также подходят плексиглас, оргстекло. Разнообразные пластики выигрывают в весе, прочности и удобстве. Однако их легко может «повести» при постоянной работе на солнце. Солнечная батарея существенно разогревается, что и приводит к короблению пластика. А это неизбежно приведёт к порче фотоэлементов.
В идеале нужен такой материал, который поглощает инфракрасный спектр солнечного излучения и имеет минимальный коэффициент преломления. Лучше всего на эту роль подходит минеральное стекло, но оно достаточно дорогое.
К стеклу фотоэлементы лучше всего крепить с помощью самоклеящейся плёнки. Выбирать следует ту, которая предназначена для работы в атмосферных условиях. Этот вариант наиболее дешёвый и простой в исполнении. Встречаются примеры, когда панели солнечной батареи закрепляют между стёклами, а все швы промазываются герметиком. Это тоже рабочий вариант, но хлопот получается значительно больше. Некоторые специалисты, вообще, рекомендуют проводить герметизацию с помощью эпоксидного компаунда.
Окончательные работы
Чтобы получившуюся солнечную батарею можно было эксплуатировать с удобством, нужно окончательно оформить её. То есть, заключить в какой-нибудь корпус. Для этой цели лучше всего подходит алюминиевый уголок. Из него изготавливается рамка, в которую вставляется стекло с расположенной на ней солнечной батареей. Для этих целей также подходит профиль, который используется для крепления гипсокартона при ремонтных работах.
После этого нужно подключить солнечную батарею в энергосистему дома или другого объекта, где вы собираетесь её использовать. Если вы делали солнечные батареи для дома своими руками, то придётся ещё приобрести контроллер, аккумулятор, инвертор, провода и крепёж. Питание от солнечной батареи не идёт напрямую потребителям. От неё заряжается аккумулятор. От него через инвертор работают потребители 220 В. Управляет всем процессом контроллер солнечных батарей.
Схема работы солнечной батареи
Остаётся только добавить, что одной солнечной батареи с 36 фотоэлементами не хватит для нормальной выработки электроэнергии. Поэтому дачники и владельцы частных домов, устанавливающие такие батареи, обычно ставят две и более. Их соединяют параллельно, увеличивая мощность такой гелиосистемы. Некоторые даже изготавливают гибридные батареи, совмещающие выработку электричества и тепла. Последнее может быть использовано для отопления дома. Но это уже тема отдельного материала.
Вернуться к содержанию
Опрос
Примите участие в опросе!
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
Схема Подключения Солнечных Батарей
Подробнее о принципах работы и об особенностях построения систем автономного электроснабжения вы можете узнать от участников нашего портала, посетив соответствующую тему. Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод для снятия электротока , а к P-слою — положительный.
Модули на крыше загородного дома Одна панель подключается к контроллеру без проблем — плюс и минус нужно подсоединить к соответствующим разъемам контроллера. Подключите фотоэлемент к контролеру таким же образом.
Солнечные панели. Зеленый тариф. Часть 1. Установка крепления электрических солнечных панелей
Солнечные элементы лишь восстанавливают отданный запас энергии заряжают АКБ. Диоды подбираются по двум основным параметрам: по максимальной силе тока, которая будет проходить в прямом направлении прямой токи по обратному напряжению.
Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию.
Существуют и другие, более сложные схемы, однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.
Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. Плюс первой панели нужно подключить к минусу второй.
Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на получении энергии солнца.
Система солнечного электроснабжения дома .solar system.
Экономическая обоснованность
Применяя данную схему соединения панелей, мы можем регулировать напряжение и ток на выходе из системы нескольких панелей, что позволит подобрать наиболее оптимальный режим работы всей солнечной электростанции. Блок аккумуляторных батарей.
Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Резиновые перчатки — чтобы не вымазывать солнечные элементы особенно их лицевую часть.
Он должен поддерживать общую мощность системы энергоснабжения, обеспечивать заряд аккумуляторов и правильно распределять поток мощности при одновременном потреблении и заряде. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние.
Если вы житель Московского региона, то ваш угол наклона будет составлять градусов летом, и от 60 до 70 градусов зимой. Именно об этом мы и поговорим в этой статье.
Существуют гибкие солнечные батареи на основе аморфного кремния. В отдельных случаях потребители, питающиеся от постоянного тока, подключают напрямую к модулям.
А моно- можно отличить по форме — она не квадратная, а восьмиугольная, и цена на них выше.
Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов.
Расключная коробка для солнечных батарей
Параллельное соединение
Sliderrr Залил силиконом зазоры между панелями немного приплюснул и срезал сопло шприца, чтобы обеспечить эстетичность шва и хороший контакт силикона со стеклом. Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения.
Если бы в панелях не были встроены диоды, тогда при малейшем затенении хотя бы кусочка 1 панели вся цепочка полностью бы переставала давать ток.
Для обеспечения электричеством частного дома с 4-мя жильцами надо 8 панелей 1х2 м либо 5 панелей 1,8х1,9 м. Резиновые перчатки — чтобы не вымазывать солнечные элементы особенно их лицевую часть.
Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. При подключении солнечных батарей к сети схему лучше выбрать смешанную, так как она оптимальна. Схема приведена на рисунке ниже.
Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Чтобы защитить заднюю часть батареи во время сборки, можно сделать поролоновый мат и обернуть его в полиэтиленовую пленку. Монтировать батарею после этого пока рано, надо чтоб герметик полностью схватился.
Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается. Параллельное соединение увеличит силу тока и мощность , оставляя напряжение неизменным. Герметик лучше брать прозрачный. К входам подключаются клеммы одинакового знака.
Преобразователь напряжения. Такими образом, напряжение остается прежним 12В, а мощность возрастает до Вт. На схеме ниже вы сможете наглядно увидеть этот процесс. Установка диодов Шоттки В конструкции солнечных панелей зачастую используются элементы, о которых мы ранее не упоминали. Затем присоединяют непосредственно солнечные панели, используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера — вторую пару клемм.
Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло. Потом груз убирается, а фанера и мат снимаются.
[Natalex] Что будет если подключить солнечную батарею к аккумулятору без диода Шоттки?
Подключение солнечных батарей к сети
Оставшиеся свободные провода выводят на контроллер.
Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Типы аккумуляторов В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий: Gelled Electrolite.
Преимущества Таблица 2. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается.
Флюс флюс-маркер — обязательно должен быть нейтральным в противном случае припаянные контакты быстро окислятся. Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей 24В Вт. Диод позволяет пустить электричество в обход затененной панели. В таблице представлены оптимальные рекомендации.
Задача инвертеров — преобразовывать постоянное напряжение от АКБ в переменное напряжение В. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора.
Рисунок 1. Это сутки работы электроприборов при безостановочном потреблении Вт. Сначала разрабатывается схема подключения солнечных панелей, которая позволяет получить от них максимальную эффективность. Основные параметры такого блока: рабочая емкость, ток заряда, ток разряда. Приведем пример на двух солнечных панелях мощность В с напряжением 12В.
Новости и информация
Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Рисунок 4. При неправильном подключении солнечных модулей бытовые приборы и комплектующие станции могут выйти из строя.
На экран выведется несколько предложений. Так, чтобы подключить батареи параллельно, максимальный выходной ток должен соответствовать току MPPT-контроллера и наоборот, для соединения разных по мощности солнечных модулей последовательно, MPPT-контроллер обязательно должен иметь более высокое рабочее напряжение, чем сумма напряжения холостого хода двух модулей. Если необходимо выполнить подключение нескольких солнечных батарей, тогда необходимо воспользоваться одной из следующих схем соединения солнечных панелей: Параллельная. Пайка элементов в случае их последовательного соединения производится по следующей схеме.
? Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию. Лайфхак подключения✅
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Как сделать своими руками солнечную батарею в домашних условиях
Сегодня на рынке доступно большое количество солнечных батарей, некоторые обещают зарядить ваш телефон, в то время как у других достаточно энергии для зарядки ipad. Они стали вполне доступными и портативными. Однако у всех них есть один существенный недостаток, и он связан с тем, как зарядная схема в телефоне и планшете заряжает свою внутреннюю батарею.
Итак, вы нашли идеальную солнечную панель, которая имеет идеальный USB-разъем для вашего телефона, установили его под яркое солнце, и телефон заряжается, как и ожидалось. Однако, если вы не живете в пустыне, в небе всегда есть вещи, которые разрушат вашу идеальную систему зарядки. Это облака, птицы, дрожащие деревья или даже пролетающие самолеты. Зарядная цепь телефона оснащена защитой и когда она обнаруживает падение напряжения в источнике питания, он начинает считаться ненадежным, а она отключает его от внутренней батареи.
Тем не менее, для источников солнечной энергии на даче внезапные прерывания питания происходят постоянно. Достаточно просто пройти мимо кого-нибудь и бросить тень на солнечную панель, чтобы отключить процесс зарядки. Несмотря на то, что вы купили идеальную систему, вы можете вернуться через час и обнаружить, что телефон не заряжается. А иногда, что еще хуже, телефон запускает свои цепи, чтобы заблокировать колеблющийся источник питания и это на самом деле в конечном итоге использует еще больше заряда от батареи.
Данная инструкция о том, как сделать солнечную батарею в домашних условиях для хранения избыточного заряда при полном солнечном освещении и использовать этот избыточный заряд для того, чтобы выждать время, когда на панели есть тень. Я разработал систему для работы с 12 В, потому что это нормальное напряжение для обычных коммерческих солнечных панелей, с которыми можно работать.
Основные характеристики для моей схемы:
- Номинальное напряжение ……………. 13,0 В
- Емкость аккумулятора …………….. 3,3Ач
- Энергетическая мощность……..> 40Wh
- Химия аккумуляторов …………… LiFePO4
- Максимальный ток зарядки ……….. 3А
- Максимальный ток разряда …… 7А (непрерывный)
- Импульсный ток разряда …. 27А (10сек)
- Напряжение падения заряда … 1 В
- Напряжение полного заряда ………… 14,4 В
Выходная мощность батареи оказалась намного более мощной, чем я первоначально ожидал, и она была достаточно мощной, чтобы питать небольшой инвертор для работы фар и других небольших приборов.
Химия LiFePO4 аккумуляторов выбрана потому, что она хорошо сочетается с выходным напряжением солнечной панели, а также за ее отличные характеристики мощности и длительный срок службы. Хорошая батарея должна обеспечивать более 1000 циклов зарядки.
Материалы, которые вам понадобятся для изготовления солнечных батарей:
- 4 ячейки LiFePO4, приобретите их как предварительно собранный аккумулятор, либо соберите свой собственный
- 1x 12V LiFePO4 схема защиты аккумулятора. Я использую PCM-LFP7A4S из-за низкого потребления тока холостого хода
Для контроллера заряда аккумулятора:
- TL431 — Ленточный регулятор
- VN2222 — Может быть заменен на любой слабый N-канальный MOSFET
- 2x красных светодиода — тип не важен
- LTV-816 — Оптический изолятор с выходом BJT, может быть заменен на аналогичный
- IRF9Z24N — Мощный МОП-транзистор с каналом P-типа, для уменьшения потерь, можно использовать устройство большего тока.
- диод Шоттки 2А — здесь будет работать любой диод с низким прямым напряжением
- Потенциометр на 100К
- Резисторы: 4,7 кОм, 100 кОм, 510 кОм и 1 кОм. Обычные 1/8 Вт работают нормально, или выберите SMD, если вы предпочитаете их
Я использую обычный 5-миллиметровый цилиндрический разъем для подключения питания к солнечной панели и автомобильный разъем для выхода
Amazon продает несколько светодиодных или жидкокристаллических измерителей напряжения по довольно низкой цене, любой из которых будет работать нормально.
Шаг 1: Справочная информация: Узнаём максимальную мощность солнечной панели
Вот некоторая основная справочная информация, которая поможет понять дизайн батарейного блока.
Солнечные батареи имеют постоянное напряжение и постоянную силу тока. Они имеют определенное расчетное напряжение, на которое рассчитана каждая панель. По мере того как нагрузка потребляет все больше и больше тока от панели, выходное напряжение немного падает, но не сильно. В какой-то момент потребление тока превышает количество тока, которое может генерировать панель (напрямую связано с количеством света, падающего на панель.) Эта точка называется точкой максимальной мощности. Проходя точку максимальной мощности, напряжение панели начинает падать, а выходная мощность уменьшается.
Таким образом, чтобы максимизировать количество энергии, генерируемой солнечной панелью, необходимо использовать солнечную панель как можно ближе к точке максимальной мощности. Это иллюстрируется графиком солнечной панели, которую я планирую использовать для проекта. Хотя окончательный дизайн будет работать со многими различными солнечными панелями, он будет наиболее эффективным, когда напряжение точки максимальной мощности солнечной панели соответствует проектному напряжению.
Для этого проекта я использую складную солнечную панель Mercury 27 производства Instapark.
Из графика мощности видно, что максимальная точка питания этой конкретной панели составляет 14 В.
Шаг 2: Базовые блоки схемы
Конструкция состоит из контроллера заряда, блока батарей, измерителя напряжения для наблюдения за состоянием заряда батареи и разъемов для ввода и вывода тока.
Шаг 3: Контроллер зарядки
Наиболее сложной частью конструкции является контроллер заряда. Есть несколько требований к дизайну, которым должен соответствовать контроллер заряда:
- Низкое падение напряжения, поскольку напряжение на солнечной панели немного превышает 14 В, а номинальное напряжение аккумулятора составляет 13,4 В (3,35 В на элемент), допустимое напряжение отключения контроллера заряда должно быть как можно меньше.
- Высокая сила тока. При максимальной выходной мощности солнечная панель будет выдавать ток около 2А. Таким образом, проходной транзистор должен иметь возможность пропускать как минимум 2 А тока с минимальным выпадением и не должен перегреваться.
- Минимальный ток утечки на аккумулятор при отсутствии тока от солнечной панели. Это необходимо для предотвращения разряда аккумулятора при хранении.
- Нет необходимости в регулировании силы тока. Поскольку солнечная панель является устройством постоянного тока, нет необходимости регулировать ток, протекающий через него, необходимо только регулировать напряжение.
- Настраиваемая регулировка напряжения. Идеально настроить её для максимального напряжения зарядки литиевого элемента. Для данной конструкции это 14,4 В (3,6 В на элемент).
Схема показана в верхней части страницы.
Главный проход через транзистор это силовой P-MOS. В нормальном рабочем состоянии МОП-транзистор приводится в действие выше порогового значения, чтобы обеспечить минимальное сопротивление во включенном состоянии (линейный режим).
Регулирование напряжения осуществляется с помощью регулятора TL431.
Выход МОП-транзистора соединен с диодом Шоттки, чтобы предотвратить обратный ток от батареи в контроллер заряда. Диод Шоттки используется для минимизации падения напряжения во включенном состоянии.
Оптический изолятор используется для разрыва соединения между батареей и цепью обратной связи TL431. Несмотря на то, что делитель напряжения имеет довольно высокое сопротивление (100 кОм), он все равно даёт нежелательную утечку тока, когда батарея не используется. Таким образом, использование оптического изолятора, подключенного к напряжению питания солнечной панели, может эффективно отключить делитель напряжения, когда солнечная энергия отсутствует, что обеспечит минимальные потери мощности.
Шаг 4: Батарея
Самодельная солнечная батарея сделанная своими руками состоит из четырех 26650 LiFePO4-элементов, соединенных последовательно. Я использовал модули на 3,3Ач. Аккумуляторная батарея подключена к монитору батареи 8А, который защитит аккумулятор от перезарядки, недозарядки и короткого замыкания.
Есть и другие готовые аккумуляторы, которые также можно использовать. Для людей, которые не имеют опыта в создании аккумуляторов, я рекомендую купить один из готовых аккумуляторов со встроенной схемой контроля аккумулятора.
Аккумуляторная батарея опасна, так как это просто литиевая батарея очень высокой мощности и может при коротком замыкании она может взорваться.
Готовый аккумуляторный блок содержит контрольную цепь, которая защитит аккумулятор при обнаружении короткого замыкания.
Шаг 5: Собираем всё воедино
Контроллер заряда построен с использованием макетной платы с проволочной обмоткой. Весь девайс помещен в коробку, которая была у меня на руках.
На верхнюю крышку я добавил измеритель напряжения, купленный на Amazon. Он позволяет контролировать напряжение батареи во время зарядки и разрядки.
Перед использованием, для первоначальной регулировки необходимо снизить выходное напряжение до расчетного заданного значения. Лучший способ сделать это — использовать лабораторный источник питания, чтобы полностью зарядить аккумулятор до 14,4 В, а затем оставить аккумулятор на 5 минут, напряжение должно упасть примерно до 14 В.
Подсоедините источник питания (солнечный или лабораторный источник питания) и отрегулируйте потенциометр, пока аккумулятор снова не зарядится до 14,4 В.
Транзистор P-MOS немного нагревается при использовании, я поместил на него небольшой радиатор, чтобы он не перегревался в жаркий день.
Игорь Самоделов
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Источник https://akbinfo.ru/alternativa/solnechnaja-batareja-svoimi-rukami.html
Источник https://tokzamer.ru/bez-rubriki/shema-podkljucheniya-solnechnyh-batarej
Источник https://masterclub.online/topic/16688-solnechnaya-batareya-svoimi-rukami