Современные экономические условия многих заставляют задуматься об использовании альтернативных источников питания в повседневной жизни. Ярким представителем таких технологий являются различные виды солнечных панелей. Не секрет, что данный сегмент продукции имеет высокую цену, а окупаемость занимает длительное время. Хорошей альтернативой промышленным моделям представляются солнечные панели, сделанные своими руками в домашних условиях.
Принцип действия солнечных батарей
Прежде чем реализовать желание самостоятельно изготовить бесплатный источник энергии, следует ознакомиться с основными элементами системы солнечных батарей и принципом её работы.
Солнечные панели устанавливаются на места максимальной освещённости на доме или мачтах с целью преобразования световой энергии в электрическую. Процесс основан на использовании фотоэлементов, объеденных единой системой — панелью. Полученная энергия накапливается в аккумуляторных батареях. Мощность системы зависит от количества использованных элементов-преобразователей и их характеристик:
монокристаллические обладают максимальной производительностью, однако их использование оправдано при размещении на хорошо освещённых участках, а падение количества света приводит к резкой потере мощности (КПД — 13%);- поликристаллические обладают свойствами преобразования энергии с несколько меньшим КПД (7−9%), но снижение освещённости на конечный показатель производительности не влияет, работа системы имеет более стабильный результат;
- кристалл аморфный в приведённой линейке выдаёт наименьшую мощность (КПД — 5%), но учитывая гибкость и прочность элементов, представляет собой наиболее долговечный и дорогой компонент.
Важно! Солнечные батареи своими руками в домашних условиях следует собирать из пластин одного вида. Иное решение может привести к трудностям монтажа и потере расчётной мощности получаемой энергии.
Достоинства и недостатки панелей
Невысокие показатели коэффициента полезного действия солнечных батарей (от 5 до 13%) обосновывают необходимость перечисления преимуществ и недостатков, выявленных во время монтажа и эксплуатации.
Опыт показал, что основными недостатками являются:
значительное количество времени для сборки и установки конструкции;- монтаж производится в труднодоступных местах;
- система имеет конструктивную хрупкость;
- снижается эффективность работы при изменении погодных условий и сезонных температурных колебаниях;
- прекращается выработка устройством электрической энергии в ночное время;
- необходимо периодически очищать экраны элементов от загрязнений.
Вместе с тем применение солнечных панелей имеет неоспоримые преимущества, в их числе:
проектная документация не требует согласования с РЭС;- сборку системы и монтаж можно провести самостоятельно;
- нет необходимости прокладки кабеля к линейным сетям подачи электрической энергии;
- производство энергии не сопровождается фоновыми шумами, например, как от генераторов;
- система проста в обслуживании;
- экологическая безопасность выработки электричества.
Следует отметить, что финансовые затраты и потраченное время полностью окупаются при гарантированной длительной эксплуатации такой системы электрического снабжения.
Расчет мощности и комплектующие
Для определения необходимой мощности солнечной батареи следует:
- Рассчитать суточный расход электроснабжения дома или дачи.
Определить среднее время солнцестояния в местности проживания пользователя источником питания. Например, в городе Мариуполь пиковое значение составляет 12 часов.- В зависимости от характеристик применяемых пластин определить их суммарную потребность. Например, если параметры приобретённых пластин представляют собой мощность 4 Вт с напряжением 0,5 В, то для получения 18 Вт необходимо сформировать 36 пластин.
- После проведения расчётов следует в зависимости от места предполагаемого конечного размещения определить количество экранов, которые необходимо собрать, и сколько элементов будет содержать каждый из них.
Рекомендуется заблаговременно приобрести необходимое количество комплектующих и подготовить материалы и инструменты для проведения монтажных работ, в том числе:
- фотоэлементы известного производителя с предпочитаемыми эксплуатационными характеристиками;
диоды Шотке;- метизы и винты для крепежа;
- вакуумные подставки или достаточное количество силикона;
- уголки для формирования коробов (рекомендуются алюминиевые);
- листы заклеенного стекла или поликарбоната;
- провода с сечением, рекомендованным производителем фотоэлементов;
- паяльное оборудование и принадлежности;
- монтажный бытовой инструмент.
Внимание! Выбор и приобретение комплектующих требуют особого внимания. Их качество определяет сложность сборки, эффективность и длительность эксплуатации системы. При отсутствии опыта в этой области необходимо прибегнуть к консультации специалиста.
Сборка и монтаж конструкции
Существует много способов сделать солнечную батарею в домашних условиях. Один из них приводится ниже:
- Каркас изготавливают из алюминиевых уголков со сторонами 35 на 35 мм. Для этого распускают уголок на расчётную длину сторон, одна полка с обеих сторон обрезается под углом 45 градусов, в другой полке делаются отверстия для крепления перпендикулярного уголка с полками шириной 50 мм и длиной не менее 35 мм. Короб складывается и скрепляется метизами.
Во внутреннюю часть короба на силикон закрепляется основание (плексиглас или иное). Обеспечивается плотное прижатие и полное высыхание.- В соответствии с рекомендациями производителя и схемой распайки пластин осуществляют их поочерёдный монтаж.
- Соблюдение одинаковых интервалов между пластинами (как правило, от 5 мм) упрощается предварительно нанесённой разметкой.
- Монтаж и пайку производят рядами от центра к наружным сторонам.
- Согласно электрической схеме диоды Шотке монтируют к положительным контактам.
- Выходные провода выводят на тыльную сторону экрана.
- Проверку работоспособности проводят под солнечным светом.
Подобным образом необходимо установить расчётное количество экранов. Для увеличения мощности к распределительной коробке подключают их параллельно.
Батареи из подручных средств
Батареи своими руками дома можно изготовить из многих подручных средств. Умельцы делают их из металлических банок, старых транзисторов, диодов и прочего. Но самым простым примером является создание экземпляра батареи из фольги.
Для этого потребуется:
медная фольга;- бутылка пластиковая с обрезанной горловиной;
- наконечники-крепления для двух проводов («крокодильчики»);
- поваренная соль;
- печь (желательно электрическая);
- дрель;
- прибор для измерения напряжения.
Порядок подготовки комплектующих элементов и монтажа представлен следующим образом:
- От листа фольги следует отрезать 2 полосы меди по ширине подготовленной пластиковой бутылки.
Поместить одну заготовку на предварительно разогретую плиту и оставить её там до равномерного почернения — таким образом удаляется защитный слой.- Снять заготовку с печи и дать остыть. Соблюдая предосторожность, черноту смыть проточной водой.
- Уложить обработанную заготовку и не прошедшую обработку в пластиковую бутылку без их соприкосновения.
- Прикрепить зажимами провод к обработанной полосе клеммой с отрицательным показателем, без обработки плюсом.
- Сделать концентрированный солевой раствор и залить его в бутылку.
- Мультиметром замерить напряжение самодельной маленькой батареи.
В современных условиях решение задач по энергосбережению и обеспечению собственного дома альтернативным питанием представляется вполне выполнимой задачей. Достаточно иметь лишь базовые знания по электротехнике, терпение и немного финансов.
солнечные панели для дома своими руками
