Как сделать солнечную батарею из фольги

Солнечная панель для дома, изготовленная своими руками

Солнечная батарея — это устройство, которое позволяет генерировать электроэнергию с помощью специальных фотоэлементов. Оно помогает значительно снизить расходы на электричество и получить неисчерпаемый его источник. Такую установку можно не только купить в готовом виде, но и сделать своими руками. Солнечная панель для дома в частном секторе станет идеальным решением, которое поможет избежать частых перебоев со светом.

Общие сведения

Перед тем как сделать солнечную батарею в домашних условиях, необходимо подробно изучить её устройство, принцип действия, преимущества и недостатки. Владея этой информацией можно правильно подобрать нужные составляющие, которые будут долго работать и приносить пользу.

Устройство и принцип работы

Конструкции всех типов работают на основе преобразования энергии, излучаемой ближайшей звездой, в электрическую. Происходит это благодаря специальным фотоэлементам, которые объединяются в массив и формируют общую конструкцию. В качестве преобразователей энергии используются полупроводниковые элементы, изготавливаемые из кремния.

Принцип действия солнечной панели:

1. Свет, идущий от Солнца, попадает на фотоэлементы.
2. Он выбивает свободные электроны с последних орбит всех атомов кремния.
3. Из-за этого появляется большое количество свободных электронов, которые начинают быстро и хаотично двигаться между электродами.
4. Следствием этого процесса становится выработка постоянного тока.
5. Затем он быстро преобразовывается в переменный и поступает в принимающее устройство.
6. Оно распределяет полученную электроэнергию по всему дому.

Преимущества и недостатки

Солнечные панели, сделанные своими руками, обладают рядом преимуществ перед заводскими конструкциями и другими источниками энергии. Благодаря этому устройства быстро набирают популярность и используются по всему миру.

Среди положительных сторон солнечных панелей следует выделить такие:

1. Простота установки. Она достигается за счёт использования минимального количества составных частей.
2. Экологичность. Такой способ выработки электричества не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.
3. Отсутствие подвижных частей.
4. Электроэнергия поставляется независимо от распределительной сети.
5. Простота ухода. Конструкция не нуждается в частых профилактических мероприятиях, что значительно сокращает затраты времени и денежных средств.
6. Малый вес. Все батареи довольно лёгкие, поэтому их можно самостоятельно монтировать и не применять подъёмную технику.
7. Бесшумность. Во время работы установка не издаёт никаких неприятных и громких звуков. Это уменьшает негативное влияние и делает пребывание людей в доме более комфортным.
8. Длительный срок службы. Батареи, работающие от солнечной энергии, очень редко ломаются и могут прослужить своему владельцу не один десяток лет.

Несмотря на большое количество преимуществ у солнечных панелей есть и недостатки. Их обязательно нужно брать во внимание перед началом изготовления конструкции и её монтажом.

К недостаткам относят следующее:

1. Большие затраты сил и времени на изготовление.
2. Повышенная чувствительность к загрязнениям. Из-за этого конструкцию часто нужно чистить от пыли. В противном случае батарея не будет работать на максимальной эффективности.
3. Зависимость от погодных условий. В пасмурные дни процесс выработки электричества будет значительно менее интенсивным, чем в ясные.
4. Большие габариты. Для того чтобы обеспечить электричеством небольшой дом, необходимо смастерить довольно большую установку. Разместить её можно на крыше здания или на специально отведённых участках.
5. Отсутствие работоспособности в ночное время.

Изготовление в домашних условиях

Для того чтобы готовая конструкция качественно выполняла свои функции и обеспечивала людей достаточным количеством электричества, необходимо правильно её изготовить. Для этого нужно учитывать много факторов и выбирать только высококачественные материалы.

Основные требования

Перед тем как своими руками сделать солнечную батарею, необходимо выполнить ряд подготовительных мероприятий и тщательно изучить все требования, предъявляемые к устройству. Это поможет получить работающую установку и упростить процесс её монтажа.

Чтобы солнечная панель работала на максимуме своих возможностей, необходимо соблюдать такие требования:

1. Готовое изделие отличается повышенной хрупкостью, поэтому его нужно защитить специальным каркасом.
2. Размер конструкции зависит от количества необходимой электроэнергии. При этом следует учитывать, что увеличение количества проводников приведёт к повышению массы батареи.
3. В корпусе устройства должны быть предусмотрены боковые бортики небольшой величины. Всё это нужно для того, чтобы отбрасываемая ими тень закрывала минимальное рабочее пространство батареи.
4. Конструкция устанавливается на открытом воздухе, поэтому будет подвергаться постоянному воздействию атмосферных явлений. Из-за этого внутренняя и внешняя часть корпуса должна быть покрыта качественной влагостойкой краской.
5. В каркасе необходимо предусмотреть место для изготовления подложки.
6. В нижней части панели нужно сделать небольшие отверстия для вентиляции. С их помощью будет выводиться газ, который образовывается в процессе работы батареи.

Материалы и инструменты

Наиболее важными деталями устройства считаются фотоэлементы. Производители предлагают покупателям только 2 их разновидности: из монокристаллического (КПД до 13%) и поликристаллического кремния (КПД до 9%).

Первый вариант подходит только для работы в солнечную погоду, а второй — в любую. Другими важными элементами конструкции являются проводники. Они используются для соединения фотоэлементов друг с другом.

Для изготовления панели понадобятся такие материалы и инструменты:

• набор фотоэлементов;
• крепёжные детали (метизы);
• вакуумные подставки из силикона;
• медные провода, способные работать при большой мощности;
• алюминиевые уголки;
• диоды Шоттки;
• паяльное оборудование;
• набор винтов;
• прозрачный лист из плексигласа или поликарбоната.

Порядок действий

Для того чтобы сделать солнечные батареи своими руками в домашних условиях, необходимо соблюдать последовательность действий. Только в этом случае можно избежать ошибок и добиться желаемого результата.

Процесс изготовления панели прост и состоит из следующих этапов:

1. Берётся набор поли- или монокристаллических фотоэлементов и детали собираются в общую конструкцию. Их количество определяется исходя из требований владельцев дома.
2. На фотоэлементы наносятся контуры, образующиеся из олова припаянные проводники. Эта операция выполняется на ровной стеклянной поверхности при помощи паяльника.
3. По заранее подготовленной электрической схеме соединяются друг с другом все ячейки. При этом обязательно нужно подключить шунтирующие диоды. Идеальным вариантом для солнечной батареи будет использование диодов Шоттки, предотвращающих разрядку панели в ночное время.
4. Конструкция из ячеек перемещается на открытое пространство и тестируется на работоспособность. При отсутствии каких-либо проблем можно начинать сборку каркаса.
5. Для этих целей используются специальные уголки из алюминия, которые крепятся к элементам корпуса при помощи метизов.
6. На внутренние части реек наносится и равномерно распределяется тонкий слой силиконового герметика.
7. Поверх него кладётся лист из плексигласа или поликарбоната и плотно прижимается к контуру рамы.
8. Конструкция оставляется на несколько часов для полного высыхания силиконового герметика.
9. Как только этот процесс завершился, прозрачный лист дополнительно крепится к корпусу при помощи метизов.
10. Вдоль всей внутренней части получившейся поверхности помещаются выбранные фотоэлементы с проводниками. При этом важно оставлять небольшое расстояние (примерно 5 миллиметров) между соседними ячейками. Для упрощения этой процедуры можно заранее нанести необходимую разметку.
11. Установленные ячейки надёжно фиксируются на раме с помощью монтажного силикона, а панель полностью герметизируется. Всё это поможет увеличить срок работы солнечной батареи.
12. Изделие оставляется для высыхания нанесённой смеси и приобретает свой окончательный вид.

Изделия из подручных материалов

Солнечную батарею можно собрать не только из дорогостоящих материалов, но и из подручных. Готовая конструкция хоть и будет менее эффективной, но позволит немного сэкономить на электроэнергии.

Диоды маленького вольтажа

Это один из самых простых и доступных вариантов изготовления самодельной солнечной панели. В основе устройства будут использоваться диоды небольшого вольтажа, которые изготовлены в стеклянном корпусе.

Делается батарея с соблюдением такой последовательности действий:

1. Нужное количество диодов кладётся в стеклянную ёмкость, заливается ацетоном и оставляется на несколько часов.
2. По истечении этого промежутка времени краска, покрывающая корпус деталей, размокнет и легко удалится.
3. Затем берётся неметаллическая пластинка и на неё наносится необходимая разметка.
4. В намеченные места впаиваются диоды. Располагать их нужно вертикально, так как в этом положении генерируется большее количество электричества.
5. Готовое устройство тестируется и устанавливается в любом удобном месте, где есть доступ прямых солнечных лучей.

Медная фольга

Если нужно получить небольшое количество электроэнергии, то можно смастерить солнечную батарею из обыкновенной фольги.

Готовая конструкция будет обладать малой мощностью, поэтому применять её можно только для подпитки небольших устройств.

Пошаговая инструкция:

1. Берётся лист медной фольги площадью не меньше 50 квадратных сантиметров и протирается мыльным раствором. Это поможет очистить поверхность от жира и загрязнений.
2. При помощи наждачной бумаги удаляется оксидная плёнка.
3. После этого фольга кладётся на электроплиту и греется до появления красноватых пятен. Это свидетельствует о том, что образовавшиеся окислы становятся оксидом меди.
4. Затем нагрев продлевается ещё на полчаса.
5. По истечении этого времени плита отключается, и лист фольги медленно остывает при комнатной температуре.
6. На следующем этапе лист помещается под струю воды и с него смываются остатки оксида.
7. Из того же материала вырезается ещё один лист.
8. После этого берётся большая пластиковая бутылка и у неё срезается верхняя часть.
9. В получившуюся ёмкость опускаются два кусочка фольги и надёжно фиксируются.
10. К первому листу подсоединяется минусовая клемма, а ко второму — плюсовая.
11. Бутылка заполняется солевым раствором.

Пивные банки

Этот простой способ изготовления батареи не требует больших финансовых затрат. С его помощью можно получить малое количество электричества, которое немного уменьшит расходы.

Порядок действий:

1. Из обыкновенной фанеры изготавливается корпус устройства.
2. На передней поверхности устанавливается оргстекло, а на задней — стекловата или пенопласт.
3. Затем берутся пивные банки из алюминия, и в их нижней части проделывается небольшое отверстие.
4. Крышка ёмкостей срезается, а лишние элементы загибаются внутрь.
5. Поверхность банок очищается от загрязнений и жира при помощи специальных чистящих средств на основе кислоты.
6. После этого банки скрепляются друг с другом и обрабатываются силиконовым гелем.
7. Конструкция просушивается и крепится к корпусу.
8. Пивные ёмкости окрашиваются в тёмный цвет и закрываются оргстеклом.

Самостоятельно изготовленная солнечная панель — это замечательное устройство, которое позволяет снизить затраты на электроэнергию. При правильном его изготовлении и соблюдении всех рекомендаций можно смастерить качественное изделие, которое будет работать на протяжении многих лет.

Как сделать солнечную батарею из фольги, не обращаясь на Алиэкспресс за запчастями

Напоминание ученых о конечности запасов нефти, газа и угля сегодня звучит все чаще, пугая владельцев крупных производственных предприятий и тех, кто пристально следит за развитием мировой экономики. Но эта мысль не нова. Впервые предостережения человечеству о необходимости рационально использовать природные богатства были озвучены еще в середине прошлого столетия. Именно в это время предпринимались первые попытки изыскать альтернативные источники электроснабжения, задействуя для этого солнечный свет, силу ветра, тепло недр Земли и прочие аналогичные ресурсы.

Дальше всех удалось зайти тем специалистам, кто сделал ставку на солнечную энергию. Первые опыты доказали перспективность и целесообразность ее применения в быту и в промышленных масштабах. Солнечные батареи огромного размера украсили города и частные домовладения, позволив некоторым рачительным хозяевам навсегда позабыть о централизованной подаче электричества. Дальнейшие усовершенствования превратили солнечные панели в источник тока со стабильными показателями, который можно смело направлять в сеть для питания чувствительного оборудования и бытовой техники. Сегодня работы по изучению основ солнечной энергии продолжаются. А их инициаторы с уверенностью смотрят в будущее, говоря о скором преобладании энергии светила над прочими способами получения дешевых энергоресурсов.

Принцип действия солнечных батарей

Применение солнечных панелей стало возможным благодаря полупроводниковым свойствам фотоэлементов. Их соединение в панель большой площади позволяет улавливать значительное количество солнечного света, из которого генерируется постоянный ток. Инвертор, подключенный к системе, делает полученную энергию пригодной для питания конечных потребителей. А на случай, если ее выработано слишком много, предусмотрены аккумуляторные батареи, обладающие способностью накапливать и хранить заряд для расходования на ночное время и в периоды затяжной пасмурной погоды.

Пока мировое сообщество радовалось шансу на получение бесплатной солнечной энергии, «ненасытные» ученые искали способы выжать из батареи максимум возможностей. После многочисленных опытов и экспериментов были отобраны материалы, наиболее эффективные с точки зрения производительности и мощности полученной энергии. В их числе:

• Поликристаллы кремния. Самое популярное решение, оправданное многочисленными достоинствами материала. Панели характерного синего цвета удивляют выгодным сочетанием производительности и цены. Несложный монтаж гарантирует успех даже новичку, желающему оценить преимущества солнечной энергетики на собственном опыте.
• Монокристаллы кремния. Более дорогостоящее решение, но все затраты окупаются исключительной производительностью, превышающей показатели «родственных» поликристаллов. Изготовление в форме многоугольников немало затрудняет монтаж цельной поверхности, и часть площади такой солнечной системы лишена полезной нагрузки.
• Аморфный кремний в виде гибких панелей приобретает все большую популярность. Он уступает своим «жестким» аналогам по эксплуатационным параметрам, но радует адекватным уровнем стоимости.
• Теллурид кадмия – достойная альтернатива кремнию. Пленка на основе данного фотоэлемента имеет толщину всего 0,5 мм и отличается хорошей прозрачностью. Это преимущество позволяет использовать ее в качестве тонировочного материала, обладающего свойством улавливать солнечные лучи и трансформировать их энергию в электричество.
• Полупроводник CIGS. Под загадочной аббревиатурой скрывается пленочный фотоэлемент, производительность которого намного выше показателей теллурида кадмия.

Выбор одного из перечисленных вариантов может иметь большое значение. Там, где аморфный кремний дает всего 50 Вт энергии, монокристаллы «выжмут» из солнечного света целых 125 Вт. С учетом сравнительно высокой стоимости готовых систем отличие в 2,5 раза весьма существенно.

Как сделать солнечную батарею из фольги своими руками

Домашние умельцы, с интересом следящие за техническим прогрессом в области альтернативных технологий, не упускают возможность внести свой вклад в развитие науки. Чтобы не обращаться на Алиэкспресс за комплектом батарей и не переживать по поводу их сохранности во время доставки, чья-то умная голова додумалась использовать вместо панелей обычную алюминиевую фольгу. Несколько лет практических опытов с переменным успехом позволили разработать несложную и доступную технологию. И сегодня работоспособная солнечная панель своими руками из фольги может быть собрана за несколько дней.

Для конструирования небольшой солнечной системы потребуются:

• два зажима типа «крокодильчик»;
• листы медной фольги;
• соль;
• пустая пластиковая бутылка;
• мультиметр для тестирования готового устройства;
• электрическая плитка;
• дрель.

Работу лучше построить в такой последовательности:

• Сначала необходимо подготовить отражающий элемент. Для этого приобретают около 50 кв. см фольгированного материала и полностью очищают его от частиц пыли и жирных пятен с помощью мыльного раствора. Каждое загрязнение дает уменьшение мощности, поэтому нужно постараться удалить все посторонние вещества.
• Следующий этап предварительной подготовки – устранение следов коррозии в виде защитной оксидной пленки. Рассмотреть ее невооруженным глазом невозможно, поэтому фольгу нагревают до окрашивания поверхности в черный цвет. Это следы оксида меди, который и следует удалить. Нагревание лучше осуществлять на электроплитке мощностью от 1,1 кВт. Получасовой процедуры будет достаточно, чтобы оксидный слой можно было удалить без риска испортить материал. Пленка черного цвета легко смывается проточной водой. Следует быть крайне осторожным, чтобы не согнуть лист и не разорвать его под воздействием потока воды.
• Затем необходимо вырезать еще один лист такой же длины, как первый. Нагревать и очищать его не следует.
• В заранее заготовленной пластиковой бутылке емкостью от 2 до 5 л вырезается горловина. Фольгированные листы вставляются в нее таким образом, чтобы их плоскости не соприкасались. При размещении листов фольги внутри банки их нужно аккуратно свернуть по диаметру выбранной емкости. Клемма «крокодильчик» с минусом фиксируется на очищенном листе, с плюсом – на втором, вырезанном позже.
• Банка заливается подготовленным раствором соли. Верхняя кромка воды должна быть ниже уровня электродов приблизительно на 2,5 см. В процессе залива соляного раствора в банку необходимо исключить попадание воды на эажимы клемм.

Клеммы мультиметра, подключенные к листам, аккуратно выводятся наружу, емкость герметизируется для предотвращения испарения солевого раствора. В процессе тестирования и эксплуатации такого самодельного устройства необходимо следить, чтобы уровень воды в бутылке не опускался ниже первоначального уровня. Кроме того, значение имеет чистота поверхности пластика. Поэтому устанавливать емкость лучше в таком месте, где за ней удастся обеспечить уход. Готовая батарея дает около 35 мА.

При условии соблюдения последовательности работ должна получиться такая конструкция:

Еще раз внимательно проверив все соединения, можно приступать к тестированию солнечной батареи из фольги. Делать это лучше на освещенном участке, чтобы оценить возможности собранной конструкции и определить, для питания какого устройства она подойдет.

Похожие публикации:

• Кто и как производит солнечные панели?
• Трехглазое «чудище», питающееся солнечной энергией
• Прожекторы выходят на борьбу с темнотой
• Еще об электромобилях на солнечной энергии

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

�� �� Солнечная батарея своими руками: инструкция и схема по изготовлению

Природа способна обеспечить человечество всеми необходимыми ресурсами, в том числе и электроэнергией. Самым большим источником энергии является Солнце, преобразование энергии которого активно применяется и развивается. Альтернативные методы и технологии производства электрического тока способны сделать электрообеспечение более эффективным и дешевым. Особенно это актуально для майнеров, ведь затраты на изготовление солнечной батареи могут быстро окупиться, и майнинг начнет приность чистую прибыль. Это может быть очень выгодно, ведь, как известно, добыча криптовалюты потребляет огромное количество электроэнергии.

Как работает солнечная батарея?

Работа солнечной батареи основывается на фотоэлектрическом эффекте. Первый функционирующий фотоэлемент был создан русским ученым Александром Столетовым, но открытие его еще середине XIX приписывают французскому физику Александру Беккерелю.

Фотоэлектрический эффект достигается путем замыкания полупроводников (фотоэлементов) в электрическую цепь. Один полупроводник должен иметь в составе лишние электроны (n-слой), во втором их должно не хватать (р-слой). Лучи солнца способны выбивать лишние электроны из n-слоя, после чего они автоматически направляются на свободные места в р-слое, и наоборот. Таким образом достигается постоянное движение электронов. Вытесненные из р-слоя электроны проходят через аккумулятор и возвращаются в n-слой.

Отдельные фотоэлементы могут обеспечить электроэнергией незначительные по мощности объекты, а для питания крупных объектов требуется объединить множество фотоэлементов в одну электрическую цепь.

Первым в истории фотоэлементом стал селен, но он обладал КПД менее одного процента, поэтому ему сразу же стали искать замену. Нашли ее в кремние и до сих пор этот элемент наиболее широко используется в солнечных панелях.

Какие бывают солнечные батареи

Солнечные панели сейчас широко применяются для питания различных устройств, механизмов и помещений, в частности для мобильных гаджетов, электроавтомобилей. Используются солнечные батареи в квартире, в доме, на даче и промышленных объектах.

Классификация солнечных батарей осуществляется по типу их конструкции и условно может быть распределена на четыре основных вида:

Тип	Особенности
Жесткие	Производятся в основном из кристаллического или аморфного кремния. Представляют собой твердую панель из фотоэлементов.
Пленочные	Такой вид представляет собой тонкую гибкую пленку из кристаллического или аморфного кремния, теллурида кадмия и других элементов.
Односторонние	Панели, поглощающие солнечные лучи только с одной стороны.
Двухсторонние	Фотоэлементы способны поглощать энергию с двух сторон.

Типы батарей

Солнечная батарея, принцип работы которой заложен во всех случаях в фотоэлектрическом эффекте, может быть выполнена из различных материалов.

Преимущественное большинство (примерно 90%) всех солнечных панелей производиться из фотоэлементов, состоящих из монокристаллического или поликристаллического кремния. Следующие по популярности тонкопленочные панели с напылением из фоточувствительных веществ. Они имеют меньшую стоимость, так как на их изготовление требуется значительно меньшее количество материала. А последнюю нишу занимают многопереходные солнечные модули, состоящие из слоев, способных улавливать и перерабатывать в электрический ток весь спектр солнечных лучей.

Солнечные батареи из кремния представляют собой прямоугольную панель, состоящую из фотоэлементов. КПД таких панелей 15-20%, мощность может постепенно снижаться, приблизительно на 20% каждые 25 лет. Такие панели устойчивы к разрушительным факторам окружающей среды.

Тонкопленочные солнечные батареи изготовляются с напылением аморфного кремния, теллурида кадмия, состава из селенида, меди, индия и галлия. КПД тонкопленочных батарей составляет 10-12 %.

Многомодульные солнечные панели изготавливаются из слоев различных материалов. Каждый слой улавливает один диапазон солнечных лучей от ультрафиолетового до инфракрасного, за счет этого солнечная панель поглощает весь спектр света, а внутри системы происходит несколько переходов электронов из n-слоя в р-слой. Соединения галлия — основной элемент многомодульных солнечных панелей. Такая технология применяется для космических станций и марсоходов. КПД такой солнечной панели зависит от количества слоев. Так для двухслойной ячейки КПД составляет 42%, трехслойной — 49%, а для остальных 68%.

В последнее время производителями активно разрабатываются органические солнечные батареи, но на рынке они еще широко не представлены. Специалисты Мичиганского университета придумали прозрачные солнечные батареи, которые способны поглощать и ультрафиолетовое, и инфракрасное излучение без надобности использования многослойной конструкции. Самое интересное, что в теории солнечным фотоэлементом может выступать практически любой объект с прозрачной стеклянной поверхностью — от окон домов до экранов мобильных гаджетов.

Но пока это все в теории и разработке, рассмотрим реальные варианты создания солнечной батареи своими руками.

Из чего состоит солнечная батарея

Солнечная батарея — это система, перерабатывающая энергию солнечных лучей в электрический ток. Она состоит из пяти взаимосвязанных комплектующих компонентов:

• полупроводников;
• источника электропитания;
• аккумулятора;
• инвертора-преобразователя;
• стабилизатора напряжения.

Получаемый от полупроводников постоянный ток преобразуется инвертором в переменный 220 В, затем через стабилизатор напряжения подается напрямую в источник электропитания или для накопления в аккумулятор.

Сколько стоит изготовление солнечной батареи?

На солнечные батареи для дома цены разные, стоимость зависит от требуемой мощности. Готовые батареи имеют достаточно высокую цену. Купить одну солнечную панель, мощность которой составляет 170 Вт, можно в среднем от $250 до $450. В то время как фотоэлементы для самостоятельного изготовления стоят значительно дешевле, порядка $30. Стоимость комплекта в целом с шинами, карандашами для пайки и прочими необходимыми элементами 300-400 долларов.

Для изготовления каркаса используют алюминиевые уголки, фанеру, ДСП, а в качестве защитного покрытия подойдет органическое или обычное стекло. Для герметизации конструкции используют силиконовые герметики или компаунды.

Перед тем, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, следует обозначить ее предназначение, соответственно просчитать нужную мощность и размер панели и количество материалов.

Как собрать солнечную батарею?

Соединение фотоэлементов солнечных панелей имеет одинаковые схемы. Все элементы могут быть соединены в последовательную или параллельную цепь. Последовательное припаивание фотоэлементов происходит в соответствии со следующими этапами:

• Фотоэлементы следует выложить на ровную поверхность, при этом между ними должно оставаться расстояние в 5 мм.
• На точки пайки наноситься припой.
• Контакты элементов припаиваются последовательно друг другу.
• Крайние контакты фотоэлементов выводятся в соответствии к плюсу или минусу на шину.
• На конец шины устанавливается клеймо подключения.

Параллельное подключение имеет такие же принципы пайки. Для параллельного соединения следует минусовой контакт первого фотоэлемента соединить с плюсовым контактом второго, минусовой второго элемента — с плюсовым третьего и т. д. Крайние плюс и минус всей цепочки соединяются общей шиной.

В независимости от того, как устроена солнечная батарея, она будет выдавать одинаковую мощность рассчитанную от площади фотоэлементов.

Перед тем, как сделать солнечную батарею, следует определить:

• для каких целей она будет использоваться
• какие материалы при этом понадобятся. Для частного дома батарея должна иметь твердый защитный каркас, а для квартиры больше подойдут гибкие солнечные батареи. Для разных целей подойдет свой тип батареи. Маленькие солнечные батареи могут пригодиться для питания отдельных низкопотреблямых объектов, а для домов нужны самодельные аналоги производственных моделей. Солнечные батареи для дачи можно выполнить даже из подручных материалов.

Как сделать солнечную батарею из фольги

• медная фольга;
• пластиковая бутылка;
• нагревательные приборы;
• соль;
• два проводника «крокодильчика».

Изначально следует вырезать два одинаковых по площади листа фольги. Затем листы размещают на электроплите или другом нагревательном элементе для того, чтобы оксидная пленка отслоилась и ее можно было убрать.

Одному листу дают остыть, другому нет. Листы сгибаются и размещаются в пластиковой бутылке так, чтобы они не соприкасались между собой. Вовнутрь наливают воду с растворенной в ней солью. Далее один проводник подключается к нагретой панеле, образовывая плюсовой контакт, второй — к не нагретой, образовывая минусовой.

Солнечная батарея из транзисторов

Старые работающие транзисторы также могут сгодиться для изготовления батареи. Пластина, которая размещена внутри транзисторов может выступать как фотоэлемент.

Чтобы изготовить батарею, транзистор следует вскрыть, срезав с него крышку. Раскрытые транзисторы спаиваются между собой и размещаются внутри корпуса. Солнечная батарея из транзисторов имеет низкий КПД за счет маленького объема пластины, поэтому чем больше их будет использовано, тем мощнее будет батарея.

Солнечные батареи своими руками из диодов

Фотоэлементом в данном случае будет выступать кристалл, содержащийся в диоде. Для того, чтобы извлечь кристалл, следует вскрыть диод и разогревать его в течении 20 секунд, чтобы расплавился припой. Чистые кристаллы размещают на панели и припаивают между собой последовательно или параллельно серебряными контактами.

Тонкопленочные солнечные батареи

Для изготовления следует приобрести соответствующий фотоэлемент необходимой площади. Тонкопленочная солнечная панель может быть легко смонтирована и помещена на крышу или на балкон. Такая текстура принимает любые изгибы и ее монтаж не проблематичный, так как не требует изготовления каркаса.

Для подключения отрезки пленки соединяют между собой и выводят общие контакты через преобразователь и стабилизатор напряжения в потребляющую сеть. Особенно выгодно использовать тонкопленочные солнечные батареи на кровле частных домов. Под ними допускается размещение труб. Такая система позволяет снимать излишний нагрев с солнечных панелей для обеспечения большего КПД, а подогрев воды в трубах может использоваться для отопления дома.

Кремниевые (монокристаллические) солнечные батареи

Кремниевые солнечные батареи размещают на солнечной стороне крыши. Сами фотоэлементы должны быть размещены на каркасе. Каркас может быть выполнен из любых материалов.

Сборка солнечной батареи такого типа начинается с изготовления каркаса. Верхняя его часть должна быть выполнена из стекла, помещенного в раму, нижняя часть — твердая ровная панель. Для установки потребуется сконструировать ножки. Следует учитывать особенности места установки и преимущественный наклон для солнечной панели.

Далее приобретенные кремниевые элементы соединяются между собой в электрическую сеть. Можно осуществлять пайку прямо на лицевой стороне каркаса, разместив пластины лицом вниз.

Выходы шин контактов выводятся через отверстия в раме, швы герметизируются, а сама конструкция закрывается нижней панелью. Далее солнечная панель устанавливается, а контакты от нее прокладываются к источнику электросети.

Многопереходные (многослойные, тандемные) солнечные модули

Многопереходные солнечные модули подключаются и устанавливаются аналогично кремниевым, только в своей основе имеют более улучшенный фотоэлемент. За счет этого и более высокий КПД, и соответственно стоимость.

Заключение

Подытоживая вышесказанное, можно отметить, что солнечные батареи — это экономически выгодный метод энергообеспечения и отличная бизнес-идея, ведь избыточную энергию можно не только использовать для бытовых нужд, но даже для майнинга или продажи. Так как данная сфера еще только развивается, то приобретение и установка готовых конструкций стоит внушительных средств. Однако четверть стоимости можно сэкономить, смонтировав солнечные панели своими руками, приобретя только фотоэлементы и материалы.

Количество получаемой электроэнергии напрямую зависит от масштаба конструкции. Маленькая самодельная солнечная батарея может применяться для мобильной подзарядки гаджетов или питания световых диодов, а вот установка солнечной панели на крышу дома способна покрыть всю или часть потребляемой электроэнергии его жильцами.

Солнечная батарея своими руками: варианты и примеры

Использование фотоэлектрических панелей становится все более популярным. К сожалению, цена на профессиональные модули пока относительно высока. Однако, при наличии определенных электротехнических навыков, соорудить, например, светильник на солнечной батарее своими руками не так уж сложно. Все, что для этого потребуется – приобрести набор необходимых материалов и инструментов и быть предельно внимательным при сборке и пайке.

Главным достоинством такого решения станут в несколько раз меньшие затраты на готовое изделие. Правда, КПД его тоже окажется ниже.

Как сделать солнечную батарею своими руками

Сначала определимся с инструментами, материалами и правилами их выбора.

• Ножовка по дереву или металлу – нужна для резки заготовок.
• Шуруповерт – понадобится при скреплении деталей основания и боковин шурупами-саморезами. Если его нет, можно обойтись отверткой.
• Паяльник – необходим для пайки токопроводящих дорожек.
• Мультиметр – этим прибором на завершающем этапе проверяются вольтамперные характеристики готового изделия.

• Фотоэлектрические ячейки-пластины на основе кремния с токопроводящими дорожками.
• Деревянные рейки.
• Листы ДСП.
• Алюминиевые уголки.
• Поролоновые прокладки, толщина около 2 см.
• Лист прозрачного материала, который послужит подложкой.
• Пакет саморезов.
• Банка герметика.
• Набор проводов.
• Клеммы и диоды.

Правила выбора комплектующих и числа ячеек

Для сборки солнечной батареи своими руками в домашних условиях потребуется соблюдать следующие правила выбора.

1. Фотоэлементы. Обязательное условие – абсолютно одинаковые размеры. Наиболее распространенные габариты 3х6 дюйма. Покупаются обычно на Ali Express или других китайских сайтах. Максимально выгодно приобретать готовыми пачками, по 36 ли 72 шт. Единственный недостаток – в самых дешевых наборах часто встречается брак.
2. Клеммы и токопроводящие шины. Приобретаются для соединения фотоэлектрических ячеек в единый модуль. Важно помнить, что кремниевые пластинки очень хрупкие, поэтому обращаться с ними в процессе припайки следует предельно осторожно!
3. Деревянные рейки или алюминиевый профиль для рамы. Собирая солнечную батарею своими руками из подручных средств, предпочтительнее использовать алюминий. Этот авиационный металл легкий, дешевый, не подвержен коррозии и не гниет, подобно древесине. Купить готовые профили любых размеров несложно в обычных хозяйственных магазинах.
4. Прозрачные защитные листы. Могут быть поликарбонатными, плексигласовыми, акриловыми или стеклянными с антибликовым покрытием. Последний вариант дороже, но наиболее предпочтителен, поскольку обладает наивысшим коэффициентом поглощения лучей. Дополнительное его преимущество – минимальная среди перечисленных материалов степень нагрева, что способствует повышению КПД.
5. Число и общая площадь ячеек. Лучшие самодельные панели, как установлено опытным путем, выдают порядка 100-120 Вт на квадратный метр площади. На первый взгляд кажется, что выгодно сделать и сами модули, и их количество как можно большим. Но на практике даже одна солнечная батарея, собранная своими руками, требует долгих часов, а иногда и дней кропотливого труда. При этом в процессе пайки нельзя допускать ни одной ошибки, иначе вся проделанная работа пропадет зря. Поэтому рассчитывать на создание полноценной мощной СЭС не стоит. Обычно вручную, а не на заводских автоматических линиях, реальной оказывается сборка одной- двух, редко трех-четырех панелей.

Место размещения

Оптимальным местом установки готовых модулей должен быть участок земли или пространство на крыше, постоянно освещаемые солнцем.

Для повышения производительности в любое время года панели желательно закреплять на конструкциях, позволяющих осуществлять поворот модулей. Тогда азимут и угол наклона относительно солнца всегда будет приближенным к идеальному положению. Собрать такие конструкции также несложно самостоятельно.

Самодельная солнечная батарея своими руками – пошаговая инструкция

Последовательность действий при создании модуля следующая.

1. Спайка контактов.

Для того, чтобы панель работала как единое целое, на все кремниевые элементы необходимо припаять контакты:

• Для каждой фотоэлектрической пластинки готовим два металлических проводника. Нарезаются они из полос, используя шаблон из картона, длина которого примерно вдвое больше, чем размер ячейки.
• Предварительно место пайки обрабатывается кислотой с целью обезжиривания.
• Припаивание нужно осуществлять предельно осторожно и аккуратно из-за хрупкости тонких полупроводниковых пластинок.
• Желательно использовать припой уже с канифолью, помещенной внутрь пустотелой трубочки.

2. Рамка.

Самодельная солнечная батарея помещается в прямоугольный каркас из деревянных реек или алюминиевого профиля.

• Высота будущих бортов должна составлять от 7 до 9 см.
• Скрепляются все четыре элемента саморезами.
• Углы должны равняться строго 90 градусам.
• На внутреннюю часть рамки равномерным слоем наносится герметик – особенно тщательно в области углов.

3. Основание.

Выполняется из ровной плиты – обычно ДСП.

• Вдоль краев по периметру саморезами крепятся рейки высотой около 2 см – будущий «бортик».
• Через каждый 10 см в плите просверливаются ряды отверстий для вентиляции.
• Размер основания подбирается так, чтобы в полученный ящик точно легла рамка.

4. Сборка каркаса.

Производится последовательное укладывание слоев.

• В рамку вкладывается прозрачный лист из стекла или полимера.
• Фиксируем его метизами – 4 по углам, по 2 на длинных сторонах и по 1 на коротких.
• Крепим метизы саморезами.

5.Сборка и проверка модуля на работоспособность.

Самодельная солнечная батарея своими руками на завершающем этапе формируется так:

• Прозрачная основа размечается карандашом в виде «сетки» под места укладки элементов, тщательно протирается и обезжиривается с помощью спирта.
• На подготовленное основание строго по разметке раскладываются элементы с припаянными контактами рабочей (синей или черной) стороной вниз. Примерное расстояние между ячейками со всех сторон должно составлять 3 мм.
• Начинаем соединять между собой ячейки. Для этого очень аккуратно спаиваем вместе правый, отрицательный контакт одной пластинки с левым, положительным.

• Работа выполняется слева направо, рядами сверху вниз.
• Когда все элементы окажутся соединенными вместе, в центр каждого наносим немного герметика.
• Переворачиваем первый ряд рабочей стороной вверх и предельно аккуратно прижимаем к основанию по разметке.
• Крайние элементы припаиваем на шину – широкую серебряную полосу – «плюс» к «минусу».

• Тестируем цепочку на работоспособность с помощью амперметра. Осуществляется тестирование под ярким солнцем в середине дня, при размещении рабочих поверхностей перпендикулярно направлению солнечных лучей. Такое оптимальное положение должно соответствовать току порядка 5-10 ампер. У фабричных модулей данный показатель на 15-20% выше.
• Последовательно повторяем операции соединения и проверки со следующими рядами.
• Присоединяем к почти готовой панели блокирующий диод, который гарантирует недопущение самопроизвольного разряда АКБ при неработающем в темное время суток модуле.
• В днище проделываем отверстия под провода. Во избежание провисания крепим их на силиконовый герметик.

6. Окончательная герметизация самодельной солнечной батареи, собранной своими руками.

Осуществляется не ранее, чем собранный модуль полностью проверен на работоспособность.

Рекомендуется более надежная полная герметизация эпоксидным компаундом.

• Снизу, между основанием и рядами ячеек укладывается поролон.
• На верхнюю часть рабочих элементов наносится герметик.
• К нему аккуратно и плотно прижимается прозрачный защитный лист из полимера или оргстекла.
• Поверх защиты временно кладется груз, задача которого – полностью выдавить из полужидкого герметика пузырьки воздуха.
• Последний этап – повторный тест работоспособности и вольтамперных характеристик панели.

Если проверка.прошла нормально, модуль полностью готов к эксплуатации. Остается лишь приобрести и установить периферийное оборудование (инвертор, контроллер, АКБ), соединить все в единую цепь, провести пуско-наладку и можно запускать солнечную электростанцию собранную самостоятельно.

Важно! Помните, что даже идеально собранная самодельная батарея будем менее надежной, производительной и долговечной, чем заводской вариант из тех же элементов.

Другие варианты самодельных солнечных панелей

Из прочих, еще более дешевых модификаций устройств, использующих энергию солнца, можно упомянуть следующие.

1. Солнечные батареи из CD или DVD дисков своими руками

• CD или DVD диск;
• прямоугольный светодиод;
• крышка, не допускающая «утечки» излучения;
• шуруп или болтик;
• два провода.

• Прокалываем отверстие в крышке по размеру диска. Подойдет любой острый инструмент – шило, гвоздь, сверло, ножнички.
• Вкручиваем в отверстие болт.
• Компакт-диск закрепляем на крышке.
• Направляем блестящую поверхность в сторону солнца под таки углом, чтобы отраженный луч падал на светодиод.

Это кажется удивительным, но такая примитивная и практически бесплатная «солнечная батарея» из ненужного диска, сделанная своими руками, способна генерировать до 5V.

2. Микро СЭС из транзисторов

• транзисторы вида P210;
• донышки от любой алюминиевой банки – пива, пепси-колы и т.д.;
• кусочек основы из ДВП, куда будут крепиться транзисторы.

• с помощью плоскогубцев снимаем верхнюю часть нашего транзистора, чтобы добраться до фоточувствительного элемента;
• из донышка баночки делаем отражатель;
• в ДСП просверливаем дырочку для закрепления модифицированного транзистора;
• рядом под нужным углом крепим алюминиевый рефлектор, используя термоклей.

При последовательном соединении нескольких транзисторов и донышек-отражателей можно получить от устройства от 0,1 до нескольких вольт. Затратив при этом всего около 100 рублей на материалы.

3. Солнечная батарея своими руками из диодов

Главное, чтобы диоды были прозрачными. Соединять их также можно последовательно. Один элемент выдает в среднем 0,2 – 0,4V. Десяток – соответственно, в 10 раз больше, 2 – 4V.

4. Микро СЭС из фольги

Существует сразу несколько вариантов подобной конструкции. Фольга в них играет роль отражателя. В зависимости от фотоэлемента, на который будет отражаться свет, можно получать от 0,1 до 3 вольт энергии.