Солнечные батареи для дома: как изготовить своими руками и как эффективны?

Как изготовить своими руками солнечную батарею?

Поделиться с друзьями:

Образец готовой конструкцииЛюди уже не в силах отказаться от таких вещей нашего времени, как телевизор, интернет, электроплита, они не готово отделаться от бытовых устройств: утюгов, пылесосов, вентиляторов, и уж тем более не намеревается носить воду из колодца и сидеть при лучине.

Однако электричество сейчас недешево, и почти все ищут недорогие источники электроснабжения для собственного дома. Потому солнечные батареи влекут к себе все более сосредоточенный интерес.

Оглавление

Разбирайте о том, какие альтернативные источники энергии можно применять для дома? Советуем ознакомиться с нашим материалом, о выгодах использовании ветряной электростанции для дома.

Из чего состоит домашняя солнечная электростанция?

Электрическая конструкция для получения и преобразования солнечной энергии в электрическую складывается из следующих частей:

  1. Солнечные батареи (панели, массивы с фотоэлементами).
  2. Контролер заряда аккумуляторов. Прибор осуществляет контроль над сетью от скачков напряжения, отсекает обратный ток в темное время суток.
  3. Аккумуляторная батарея для скопления электроэнергии.
  4. Инвертор. Реорганизует постоянный ток в переменный с напряжением 220 В.

Из чего состоит солнечная батарея?

Единицей солнечной батареи считается фотоячейка, 36−40 фотоячеек собираются в фотоэлектрическую панель. Некоторое количество панелей представляют собой массив. Фотоячейки разделяются на:

  1. Монокристаллические. Чистый кремний выращивается в особых лабораториях и вначале представляет из себя цилиндр. Затем он приобретает форму бруса, который нарезается тонкими пластинками шириной 180 мк. Внешне такие фотоячейки имеют квадратную форму и темный цвет.
  2. Поликристаллические. Процесс изготовления существенно проще и дешевле. Сырой кремний плавится и заливается в прямоугольные формочки. Поверхность не выделяется однородностью, на нем есть разводы, напоминающие морозный рисунок на окнах.
  3. Тонкопленочные. На гибкую узкую подложку напыляются несколько слоев из кремния, кадмия, меди и иных ингредиентов. У них невысокая себестоимость и низкая мощность.

Основа работы

Принцип работы системыВначале, электричество — это направленное перемещение заряженных частиц. Для того чтобы получить подобное движение берется пластинка из чистого кремния.

В природе элемент есть с примесями, к примеру, песок или кварц. Потому чистый кремний можно изготовить только в лабораторных условиях.

На одну сторону производится фосфорное покрытие, которое характеризуется наличием свободных электронов либо называется n-зоной. В слое чистого кремния отсутствуют электроны, по-иному говоря, он характеризуется «дырочной проводимостью» либо р-зоной.

Граница меж слоями именуется np-переходом. Тут появляется разница потенциалов, свободные электроны начинают перемещаться в р-зону, создавая электричество. Солнечный свет, падая на n-зону, увеличивает ход создания электричества.

Для создания верхнего и нижнего проводников, необходимо изготовить на тыльной стороне сплошной металлический контакт, а на лицевой стороне сделать стальные контактные полосы.

Мощность солнечной батареи

Покрытие домаКак понять: какая солнечная батарея нужна? Для этого необходимо сосчитать потребление электроэнергии.

Можно иметь маленькую переносную систему, электро энергии которой хватит на подзарядку мобильного телефона либо для работы ноутбука.

Если же электричество нужно для освещения дома, службы электроприборов (телевизора, холодильника, утюга, пылесоса, компьютера), водяного насоса, то габариты поверхности батареи могут быть порядочными. Солнечная батарея традиционно ставится на крышах, стенах, время от времени окнах дома. Мощность можно установить от вида и количества фотоячеек, которые могут разместиться на этой площади.

К примеру, отправные данные для расчета:

Фотоячейка Размер, мм. Мощность, Вт.
Монокристаллическая 125×125 2,8
78×156 2,1
156×156 4,3
Поликристаллическая 156×156 4
39×156 1

Предположим, необходимый расход элекстричества 6000 Вт, Емкость аккумулятора является: 6000/12=500 А. Контролер 500/10=50 А. Самое малое напряжение, которое необходимо приобрести от батареи 50*12=600 Вт. Примем требуемое напряжение равным 1000 Вт. Нам пригодится 1000/4*36=6,9, то есть 7 панелей (с 36 поликристаллическими фотоячейками, мощностью 4 Вт).

Как собрать солнечную батарею самостоятельно?

Почти многие желали бы сэкономить на солнечных батареях, однако приобретение и установка дело совершенно не из дешевых. Потому можно ее изготовить дома своими руками.

Необходимо лишь купить нужное число + резерв фотоячеек, узкую и широкую электрические шины, алюминиевый уголок и стекло.

Порядок сборки своими руками выглядит последующим образом:

  1. Сделать алюминиевую раму из уголков. Величина находится в зависимости от числа и габаритов фотоячеек. Углы укрепляем на саморезы.
  2. Далее садим стекло на клей. Стекла для батарей применяются с антибликовым напылением, однако можно применять закаленное стекло, оргстекло и поликарбонат. Потом стекло дополнительно крепятся с помощью уголков и саморезов.
  3. Теперь начинаем составлять фотоячейки в полосы. Для начала нарезаем узкую шину (1,6 мм) длиной в 2 длины ячейки + 0,5−1 см. Припаяем шину к лицевой стороне пластины, не забыв вначале обезжирить поверхность спиртом. Далее повернуть пластины тыльной стороной. Припаять шину одной фотоячейки к другой пластине.
  4. Собираем из полос панель внутри рамы и припаиваем широкую шину. Поверх положить специально приготовленную поролоновую основу, запечатанную в полиэтилен. Аккуратно перевернуть и снять раму. На пластины нанести герметик, одеть раму и прижать грузом для избавления от пузырей. Через 12 часов можно снять груз и вытащить основу.
  5. Теперь осталось лишь заламинировать (защитить) панель изнутри. Многие для этих целей применяют клеящуюся автомобильную пленку.

Важно: прежде чем, наклеивать панель на стекло нужно сделать испытательную проверку на наличие тока.

Что надлежит знать, прежде чем сделать своими руками этот источник питания у себя дома?

  • Конструкция источника питания еще далека от совершенства. Средний коэффициент полезного действия фотоячеек 13−17%. Может быть, что в близком будущем производственная эффективность батарей станет существенно выше, а цена материалов уменьшится.
  • Выработка электро энергии для дома находится в зависимости от времени суток и сезона года. В зимнее время она в 4 раза ниже, чем летом. Кроме того, нужно следить за чистотой поверхности, пыль, грязь и снег могут сделать невозможным поступление солнечной энергии к поверхности батарей.
  • Окупаемость системы 5−10 лет, а срок работы не более 30 лет.
  • Процесс монтажа своими руками очень трудоемкий, требующий внимания.
  • Хотя эти источники питания дома числятся экологичными, их создание наносит определенный ущерб природе и, кроме того, еще не решен вопрос с утилизацией отработанных батарей.

Однако даже при многих недочетах, этот способ считается не только самым экономически выгодным — иногда единственным доступным источником электропитания.

Может быть вам также будет любопытно узнать о том, как самостоятельно подключить фотореле для уличного свечения?