Солнечный модуль своими руками: Как сделать солнечную батарею своими руками в домашних условиях: пошаговая инструкция, материалы

Содержание

Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельную панель

Желание сделать систему энергообеспечения частного дома более эффективной, экономичной и чистой с экологической точки зрения заставляет искать новые источники энергии. Одним из способов модернизации является установка солнечных батарей, способных преобразовывать энергию солнца в электрический ток. Существует прекрасная альтернатива дорогостоящему оборудованию — солнечная батарея, сделанная своими руками, которая позволит ежемесячно экономить средства из семейного бюджета. О том, как такую вещь соорудить, мы сегодня и будем говорить. Обозначим все подводные камни и расскажем как их обойти.

Общую информацию о конструктивных особенностях солнечных батарей смотрите на видео:

Разработка проекта солнечной энергосистемы

Проектирование необходимо для более удачного размещения панелей на крыше дома. Чем больше солнечных лучей попадет на поверхность батарей и чем выше их интенсивность, тем больше энергии они произведут. Для установки понадобится южная сторона кровли. В идеале лучи должны падать под углом 90 градусов, поэтому следует определить, в каком именно положении работа модулей принесет больше пользы.

Дело в том, что самодельная солнечная батарея, в отличие от заводской, не имеет специальных датчиков движения и концентраторов. Для изменения угла наклона существует возможность изготовить механизм на ручном управлении. Он позволит устанавливать модули почти вертикально в зимний период, когда солнце стоит низко над горизонтом, и опускать их летом, когда солнцестояние достигает своего пика. Вертикальное зимнее расположение имеет и защитную функцию: оно препятствует скапливанию на панелях снега и наледи, чем продлевает срок эксплуатации модулей.

Энергоэффективность модульной конструкции можно увеличить, если создать простейший механизм управления, который позволит менять угол наклона батареи в зависимости от времени года и даже времени суток

Возможно, перед монтажом батарей потребуется усиление кровельной конструкции, так как комплект из нескольких панелей имеет довольно большую массу.

Необходимо вычислить нагрузку на крышу с учетом тяжести не только солнечных батарей, но и снежного пласта. Вес системы во многом зависит от материалов, которые применяются при ее изготовлении.

Количество панелей и их размер рассчитывают исходя из требующей мощности. Например, 1м² модуля производит приблизительно 120 Вт, этого не хватит даже для полноценного освещения жилых помещений. Примерно 1 кВт энергии при 10м² панелей позволит функционировать осветительным приборам, телевизору и компьютеру. Соответственно, солнечная конструкция площадью 20м² обеспечит нужды семьи из 3 человек. Приблизительно на такие размеры следует рассчитывать, если частный дом предназначен для постоянного проживания.

Изготовление солнечной батареи не обязательно заканчивается первоначальной сборкой, в дальнейшем можно наращивать элементы, тем самым увеличивая КПД оборудования

Варианты модулей для самостоятельной сборки

Основное назначение солнечной панели – генерировать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в электрическую.

Полученный электроток представляет собой поток свободных электронов, высвобожденных световыми волнами. Для самостоятельной сборки оптимальным вариантом являются моно- и поликристаллические преобразователи, так как аналоги еще одного вида – аморфные – в течение первых двух лет снижают свою мощность на 20-40%.

Стандартные монокристаллические элементы имеют размеры 3 х 6 дюймов и довольно хрупкую структуру, поэтому работать с ними нужно крайне бережно и аккуратно

Разные виды кремниевых пластин имеют свои плюсы и минусы. Например, поликристаллические модули отличаются довольно низким КПД – до 9%, тогда как КПД монокристаллических пластин достигает 13%. Первые сохраняют показатели мощности даже в облачную погоду, но служат в среднем 10 лет, мощность вторых резко падает в пасмурные дни, зато они прекрасно функционируют на протяжении 25 лет.

Самодельное устройство должно быть функциональным и надежным, поэтому часть деталей лучше приобрести в готовом виде. Перед тем, как сделать солнечную батарею по индивидуальному проекту, загляните на сайт eBay, где можно обнаружить огромный выбор модулей с незначительным браком.

Легкая поломка не влияет на качество работы, зато заметно уменьшает стоимость панелей. Предположим, монокристаллический модуль Solar Cells, расположенный на стеклотекстолитовой плате, стоит чуть больше 15 долларов, а поликристаллический комплект из 72 штук – около 90 долларов.

Лучший готовый вариант солнечного элемента — панель с проводниками, которые требуют лишь последовательного соединения. Модули без проводников стоят дешевле, но увеличивают время сборки батареи в несколько раз

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

  • листы фанеры выбранного размера;
  • невысокие рейки для бортиков;
  • клей универсальный или для древесины;
  • уголки и саморезы для крепежа;
  • дрель;
  • плиты ДВП;
  • куски оргстекла;
  • краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Фотоэлектрические системы частного дома

Электрические домашние системы энергообеспечения с использованием солнечных элементов можно разделить на 3 вида:

  • автономная;
  • гибридная;
  • безаккумуляторная.

Если дом подключен к центральной энергосети, то оптимальным вариантом будет смешанная система: днем питание производится от солнечных батарей, а ночью – от аккумуляторов. Центральная сеть в данном случае является резервом. Когда нет возможности подключиться к центральному энергоснабжению, его заменяют топливными генераторами – бензиновыми или дизельными.

Контроллер необходим для предотвращения короткого замыкания в момент максимальной нагрузки, аккумулятор – для накопления энергии, инвертор – для распределения и подачи ее к потребителю

При выборе наиболее удачного варианта следует учитывать время суток, в которое происходит максимальное потребление энергии. В частных домах пиковый период выпадает на вечер, когда солнце уже зашло, поэтому логичным будет использовать либо подключение к общей сети, либо дополнительное применение генераторов, так как солнечное энергоснабжение происходит в дневное время.

В фотоэлектрических системах энергоснабжения используют сети и с постоянным, и с переменным током, причем второй вариант подходит для размещения приборов на расстоянии более 15 м

Для дачников, режим работы которых часто совпадает со световым днем, подходит солнечная энергосберегающая система, которая начинает функционировать вместе с восходом солнца, а заканчивает вечером.

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Солнечная батарея своими руками - принцип и порядок сборки в домашних условиях

В получении электроэнергии альтернативными методами в последнее время прослеживается тенденция к активному развитию. И это несмотря на то что подобный подход пока еще остается весьма затратным, если планируется приобрести готовое оборудование. Ждать быстрой окупаемости сделанных вложений не приходится.

Солнечная батарея своими руками

Тем не менее, многие рачительные хозяева домов и даже квартир все пристальнее рассматривают такие возможности. А некоторые из них идут по пути самостоятельного создания необходимого оборудования, хотя бы в качестве стартового эксперимента. Так, например, солнечная батарея своими руками вполне может быть создана в домашних условиях, так как сегодня для ее сборки можно приобрести все необходимое. Тем более что существует несколько способов сборки солнечных панелей из разных комплектующих.

Тем, кто хочет попробовать самостоятельно собрать такой источник электроэнергии, и переназначена настоящая публикация.

Что такое солнечная батарея, и как она работает?

Общие понятия о принципе получения электричества от солнечной энергии

У людей, решивших собрать солнечную батарею, возникает немало вопросов, а для многих эта задача видится и вовсе не выполнимой из-за кажущейся сложности ее конструкции. Однако, на самом деле особых трудностей в ее сборке нет. И в этом можно убедиться, изучив схему и рассмотрев, как выполняет работу мастер, изготовивший не один подобный прибор.

Солнечная батарея представляет собой совокупность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Солнечная батарея – это множество правильно соединенных между собой фотоэлементов. Каждый из них обладает невысокими генерирующими способностями, но в совокупности получаются весьма приличные показатели выработанной мощности.

Отдельные фотоэлементы соединены в единую панель и защищены с двух сторон материалами, стойкими к ультрафиолету, влаге и другим атмосферным явлениям. Это важно, так как батареи чаще всего эксплуатируются на открытом незащищенном пространстве — это может быть крыша здания, балконное ограждение или же поляна около дома.

Общая конструкция системы получения электрической энергии от солнечной представляет собой целый ряд приборов и устройств, соединенных в единую цепь:

Примерная схема системы выработки потребительской электрической энергии от солнечной
  • Пластины-преобразователи — это полупроводниковые фотоэлементы, обладающие способностью генерировать постоянный ток под воздействием света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме специальными шинами (плоскими проводниками), и собираются в батарею в общем корпусе.
  • Панели-батареи, собранные из фотоэлементов, подключаются к прибору-контролеру с подобранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
  • Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов накапливает заряд.
  • Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный с напряжением в 220 В (если этот необходимо).

Такая череда приборов используются в схеме в том случае, когда планируется отдельные постоянные точки потребления или даже полностью весь дом запитать от солнечной энергии. Накопленная в аккумуляторе за день энергия может быть использована в пасмурные дни или в темное время суток. Применяются и более простые схемы, когда солнечные батареи выступают лишь вспомогательным источником питания, и накопление энергии не требуется. Панель в таком случае может быть непосредственно подключена к прибору-потребителю. Однако, этот вариант менее надежен, так как стабильность питания будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных батарей для полного снабжения дома энергией актуально в регионах, где количество солнечных дней в  течение года преобладает. Этим обычно «славятся» южные регионы страны. В других условиях они чаще всего применяются в качестве дополнительных источников электроснабжения.

Три основных разновидности фотоэлектрических модулей

Модули солнечных батарей, из которых собирается панель, подразделяются на три типа:

монокристаллический;

— поликристаллический;

— аморфный (тонкопленочный).

От особенностей структурного строения пластин напрямую зависит эффективность конструкции, а также ее общая стоимость.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготавливаются из монокристаллов кремния, выращенных по методу Чохральского. Они отличаются высоким качеством и обладают неплохим (по меркам фотоэлементов) КПД, равным примерно 20÷22%. Из-за этого и стоимость их достаточно высока.

Солнечные лучи, попадая на монокристаллическую поверхность, способствуют возникновению направленного движения свободных электронов. Пластины с двух сторон подсоединены к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи системы.

Высокий КПД этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллические фотоэлементы изготавливаются из полупроводника, имеющего поликристаллическую структуру. Именно этот тип батареи считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а как следствие — и целых батарей получается ниже по сравнению с монокристаллическими приборами. Это обуславливается особенностями производства фотоэлементов, так как при их изготовлении применяются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнивать два этих типа изделий, то можно выделить следующие различия, выявленные тестированием независимых компаний:

  • Поликристаллические пластины отличаются по внешнему виду от монокристаллов, так как имеют неоднородный по цвету окрас поверхностей, с перемежением темных и светлых участков.
Внешнее отличие пластин монокристаллов от поликристаллов заключается в однородности цвета.
  • В процессе эксплуатации у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, после года работы у монокристаллов она снижается на 3%, а у поликристаллических элементов — на 2%.
  • Суммарное количество электроэнергии, выработанное монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических элементов, при их одинаковой площади.
  • Стоимость поликристаллов на 10÷15 % ниже монокристаллических батарей.

Аморфные солнечные модули

Этот тип элементов представляет собой плотную гибкую пленку, значительно упрощающую процесс монтажа батарей.

На современном рынке представлены три поколения подобных фотоэлементов:

Гибкие пленочные фотоэлементы на основе аморфного кремния имеют ряд преимуществ и значительно удобнее в работе
  • Элементы первого поколения являются однопереходными. Они имеют низкий КПД — всего 5% и относительно небольшой срок эксплуатации — не более 10 лет.
  • Пленка второго поколения тоже однопереходного типа, но уровень КПД у нее повышен до 8%, увеличен и срок эксплуатации.
  • Тонкопленочные батареи третьего поколения обладают КПД до 12%, и обладают длительным сроком службы, составляя конкуренцию кристаллическим вариантам.

Несмотря на не выдающиеся характеристики, самыми популярными остаются однопереходные тонкопленочные модули второго поколения. Они доступны по цене и обладают приличной мощностью, которая вполне может конкурировать с кристаллическими вариантами батарей.

Сравнение солнечных фотоэлементов

Если сравнивать кристаллические и пленочные батареи, то у последних существует ряд существенных преимуществ, благодаря которым часто предпочтение отдается именно им:

  • Аморфные пленочные элементы лучше реагируют на изменение температуры, в частности, на ее повышение. В солнечные месяцы года этот тип батарей способен произвести большее количество энергии по сравнению с кристаллическими аналогами — те при нагреве способны потерять до 20% мощности.
  • Пленочные батареи продолжают выработку энергии даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная пленка способна вырабатывать до 20% энергии от своих номинальных показатели. Не слишком много, но лучше, чем ничего.
  • Стоимость кристаллических панелей гораздо выше, чем пленочных. Причем цена на последние продолжает снижаться из-за активного наращивания объемов их производства.
  • Пленочные солнечные батареи имеют меньшее количество дефектов и уязвимых мест. Дело в том, что жёсткие пластины при формировании панели спаиваются между собой, а пленка устанавливается в корпус конструкции в целом виде.

Если подвести итоги и вывести их в таблицу, то сравнительные характеристики пленочных аморфных и жестких кристаллических солнечных фотоэлементов будут выглядеть следующим образом:

ПараметрыКристаллические панелиАморфные тонкопленочные батареи
КПД изделий9÷20%6÷12%
Выходное напряжение одного фотоэлементаОколо 0,5 ВОколо 1,7 В
Световой спектр максимальной чувствительностиБлиже к красному цвету, то есть для эффективной работы необходимо яркое солнце.Ближе к ультрафиолету, то есть восприимчивы и к рассеянному освещению.
ГибкостьХрупкие и ломкие, требуют обязательной жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.Гибкие, легко гнутся, не заламываются.
Надежность при эксплуатации в экстремальных условияхТребуют жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.Более устойчивы к механическим воздействиям, хотя тоже требуют защиты.
ДолговечностьПри должной защите, эксплуатируются длительное время, но с годами постепенно снижается эффективность работы изделий.Качественные изделия, выполненные с соблюдением технологии, выгорают на солнце на 4% за первые 4÷5 лет эксплуатации. Дешевые китайские аналоги могут подвести через 2÷3 года.
ВесТяжелые.Легкие.

Необходимо уточнить, что производятся и комбинированные варианты солнечных батарей, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов. То есть используются по максимуму все преимущества обоих типов. Однако, стоимость подобных изделий весьма высока, поэтому они не настолько популярны, как упомянутые выше батареи.

Что влияет на эффективность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

  • При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
  • При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
  • Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
  • Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Недостатки солнечных батарей

У солнечных батарей существует ряд недостатков, узнав о которых многие хозяева жилья сразу отказываются от затеи их приобретения и установки.

Действительно мощная, эффективная солнечная батарея потребует немалой полностью открытой для солнечных лучей площади.
  • Для получения достаточного количества энергии необходимо установить весьма большое количество батарей довольно больших размеров. Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие собственники частных домов используют для их монтажа солнечную сторону крыши.
Суммарные показатели емкости блока аккумуляторов должны соответствовать мощности солнечных батарей, поэтому количество и тип АКБ необходимо подобрать правильно.
  • Нельзя забывать, что батарея будет работать эффективно, только если ее лицевая сторона будет подвергаться периодической очистке от насевшей пыли, грязи, разводов высохшей дождевой воды. А это значит, что к поверхности необходимо обеспечить удобный и легкий доступ.
  • Солнечные батареи недостаточно эффективно функционируют в сумерках и совершенно не работают в ночные часы. Чтобы использовать энергию от них в любое время суток необходимо подключение к нескольким аккумуляторам, которые за солнечный период накапливают энергию.
  • Для большого количества аккумуляторов, если система планируется в качестве основного источника энергии, может потребоваться отдельное помещение.
«Накопителем» выработанной электрической энергии может быть целая батарея соединенных определенным образом аккумуляторов. Это потребует немало места. Да и стоимость аккумуляторов тоже может быть весьма значительной.
  • Солнечная энергия считается экологически чистой, однако сами пластины фотоэлементов содержат в себе такие токсичные вещества, как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т.п. При нагревании конструкции данные вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и проникать в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома. Оптимальным вариантом будет установить систему в отдалении от жилых строений.
Солнечные батареи на поворотном механизме, постоянно поддерживающим поверхность в фокусе солнечного света
  • При установке батарей на открытой площадке, для более высокой эффективности их работы, систему часто снабжают специальным фотоэлементом, реагирующим на положение Солнца, и поворотным механизмом, который будет поворачивать их вслед за движением светила. Эффективность повышается, но зато возрастает сложность системы и стоимость реализации проекта.
  • Пока что не приходится говорить о высокой эффективности работы подобных систем. Их КПД составляет в самом лучшем случае 20%, остальные 80% воспринятой поверхностью солнечной энергии уходят на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55÷60 градусов. Как уже говорилось выше, при нагреве фотоэлементов, эффективность их работы падает.
  • Чтобы предотвратить перегревание батарей, применяют те или иные системы принудительного охлаждения. Например, устанавливаются вентиляторы или насосы, перекачивающие хладагент. Понятно, что такие приборы также требуют электроэнергии, а также периодического обслуживания. Кроме того, они могут значительно снизить надежность работы всей конструкции. Ну а проблема эффективного пассивного охлаждения батарей пока не решается.

Как собрать солнечную батарею в домашних условиях?

Если после изучения представленной выше информации желание заняться изготовлением солнечной батареи не пропало, можно поэкспериментировать, создав и проверив собственное творение. Далее будет подробно рассмотрена сборка панели из монокристаллических пластин.

Монокристаллическая пластина 78×156 мм с двумя токосъемными дорожками на лицевой стороне. Симметрично им, на тыльной стороне пластины линии припаивания шин обозначены фигурными контактными окошками.

В показанном примере домашний мастер собирает панель габаритами 750×960 мм, состоящую из 36 жёстких монокристаллических пластин размером мм. Пластины устанавливаются в четыре ряда, по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами выдерживается зазор порядка 10÷12 миллиметров.

Солнечные батареи, установлены на балконном ограждении, а также закреплены к его остеклению. Такой монтаж будет актуален, если балкон находится на солнечной стороне дома. Красной рамкой выделена панель, монтаж которой будет показан.
ИллюстрацияКраткое описание выполняемых операций
Для работы потребуются, прежде всего, сами пластины. Мастер рекомендует приобретать их с запасом, так как они могут иметь разные параметры выходного напряжения, а из них необходимо будет выбрать 36 штук, имеющих наиболее близкие друг к другу показатели.
Шина — это медная луженая лента, то есть уже покрытая оловом, что упрощает ее пайку. Потребуется порядка 10 метров узкой шины шириной в 1,6 мм и 2 метра широкой, шириной в 5 мм.
Для электромонтажных работ необходимо подготовить обычный паяльник на 40 Вт. флюс для пайки — это канифоль, растворенная в спирте, спирт для обезжиривания поверхностей под пайку и их последующей очистки от остатков флюса, ватные диски и палочки.
В качестве основы для монтажа всего модуля в данном случае используется акриловое стекло толщиной 5 мм. Для последующей герметизации фотоэлементов мастер решил использовать прочную бесцветная прозрачная поливинилхлоридную пленку ORACAL®751, которая часто применяется для закрепления рекламы на транспортных средствах.
Несколько слов о том, почему выбрана ширина шины именно 1,6 мм.
Металл имеет свойство при нагревании расширяться, а при остывании, соответственно, сжиматься. На солнечной батарее этот процесс будет происходить постоянно, то есть днем припаянные шины будут увеличиваться в размерах, а ночью - наоборот, что не особо полезно для конструкции.
На опыте мастер испытал ленту шириной в 2 мм, и все-таки остановил свой выбор именно на ширине 1,6 мм. По токопроводящим качествам эти шины не особо отличаются между собой, а более узкая все же меньше повержена линейной деформации.
Подготовив все необходимое, имеет смысл в первую очередь произвести сортировку пластин.
Как говорилось выше, несмотря на то, что это одна модель, они зачастую могут иметь разные показатели в практической работе. А для гармоничной работы батареи значения вырабатываемого напряжения должны быть максимально близкими друг к другу. Например, в данном случае при проведении проверки обнаружилось, что фотоэлементы в равных условиях (при искусственном освещении) могут вырабатывать от 0,19 до 0,35 вольт.
Лучше, если в одной панели будут собраны элементы, имеющие максимально близкие значения, скажем, от 0,30 до 0,33 вольт. Если в комплексе будет установлен один или два элемента, значительно отличающиеся по выходному напряжению, то они будут создавать никому не нужное сопротивление, и станут перегреваться.
Таким образом, отбраковываются пластины, явно выпадающие из общей массы.
При монтаже пластин между ними будет оставляться зазор в 10÷12 мм. Он нужен для того, чтобы пленка, фиксирующая элементы на акриловом стекле, удерживала их со всех сторон.
Далее, необходимо уложить на столе две пластины на расстоянии в 10 мм, и по ним замерить, какой длины необходимо нарезать узкие шины.
Как можно видеть на внешней стороне пластин для скрепления предусмотрены две металлические токосъемные полосы, а на обратной ее стороне места фиксации указаны точечно, окошками.
На лицевой стороне пластины от ее верхнего края необходимо отступить примерно 3 мм.
На обратной стороне второй панели шина также должна не доходить до нижнего края на эти же 2÷3 мм.
После определения длины одной соединительной шины, остальные соединительные элементы отмеряются по ней. Для каждых двух пластин потребуется по два отрезка шины, то есть всего нужно 72 штуки.
В нарезанном виде шины выглядят, как показано на фото. Вовсе не обязательно заготавливать сразу все отрезки — их можно нарезать по ходу работы. Однако если они все-таки будут заготовлены все сразу, то рекомендовано их собрать и сцепить резинкой. Так они не потеряются, и не будут мешаться на столе.
Сначала шины припаиваются к лицевой стороне всех пластин.
Но перед началом пайки металлические токосъемные полосы на пластинах необходимо подготовить, обезжирив спиртом. Для этой работы удобно использовать ватные палочки — их обмакивают в спирт и проходятся по полоске.
Этот процесс необходим для повышения качества пайки.
Следующим подготовительным этапом идет нанесение на очищенные спиртом полоски канифольного флюса.
Лучше, если он будет налит в эластичную емкость в виде маркера (клеевого карандаша) с мягким наконечником. Так будет легче работать, при необходимости выдавливая и распределяя необходимое количество состава.
Следующим шагом идет припаивание шин к внешней стороне пластин.
Шина укладывается на металлическую контактную полоску и выравнивается. Далее, придерживая бо́льшую часть шины, аккуратно прижав ее к полосе, ее верхнюю сторону фиксируют паяльником на 20÷30 мм по длине.
Дополнительный припой при этом не используется – вполне достаточно слоя лужения на самой шине.
Теперь она закреплена и не сможет сдвинуться, поэтому ее оставшуюся длинную сторону закрепить на поверхности будет совсем просто.
Для этого пластину необходимо повернуть к себе противоположной стороной, так чтобы длинная часть шины оказалась под рукой.
Придерживая шину и слегка ее натягивая, по ней аккуратно проводят паяльником, следя за тем, чтобы он не соскользнул в сторону. Луженая лента хорошо припаивается к правильно подготовленной поверхности — достаточно один раз без спешки провести по ней хорошо разогретым паяльником.
Если на ленте останутся заусеницы, то их сразу же необходимо загладить, так как эта сторона пластин должна быть прижата к акриловому стеклу.
Припаяв обе ленты к пластине, их необходимо протереть спиртом с помощью ватной палочки или диска. Необходимо удалить с поверхности весь оставшийся флюс.
Таким же образом последовательно подготавливаются все 36 пластин, или же только 9 фотоэлементов, чтобы собрать одну из четырех полос солнечной панели.
Здесь каждый мастер поступает так, как ему будет удобнее.
Далее будет рассмотрена сборка подготовленных фотоэлементов в одну полосу. Таким же способом производится и соединение остальных трех полос солнечной панели.
Вначале берется пластина, которая будет первой в полосе.
Она укладывается на стол лицевой стороной вниз, вместе с припаянными к ней шинами. Затем полосы под пайку, выделенные на обратной стороне пластины контактными окошками, обрабатывается спиртом, а потом флюсом.
Далее, отступив от края примерно 3 мм по линии, проходящей через окошки, укладывается отрезок шины, и по тому же способу, что и с внешней стороны, припаивается к поверхности.
Свободные концы шин должны расположиться в противоположном направлении относительно припаянных к лицевой поверхности – они будут нужны при коммутации всего ряда элементов в общую батарею широкими шинами.
Теперь необходимо соединить между собой первую и вторую пластины ряда. Для этого концы шин, припаянных к лицевой стороне первой пластины, необходимо вывести на тыльную сторону второй пластины.
Пластины при этом размещаются параллельно друг другу на установленном расстоянии (10 мм). Для удобства можно на рабочем столе заранее выполнить разметку, то есть сделать своеобразный шаблон взаимного расположения пластин.
Точки припаивания контактов обрабатываются спиртом, и затем на них наносится флюс.
Теперь можно осуществить припаивание шин.
Для этого по ним также аккуратно, не торопясь, проводят разогретым паяльником. После окончания пайки обеих шин, их также необходимо протереть спиртом для удаления оставшегося флюса.
Далее, таким же образом коммутируется третья и все последующие пластины ряда.
В результате должно получиться четыре полосы по 9 фотоэлементов, соединенных так, как было показано на иллюстрациях.
Готовые, спаянные ряды фотоэлементов поочередно укладываются на заранее подготовленное акриловое стекло необходимого размера. От краев элементов до края стекла должно быть выдержано расстояние в 50÷60 мм. На стекле ряды временно фиксируются короткими полосками прозрачного скотча.
«Золотое правило» последовательной коммутации источников питания постоянного тока: плюс предыдущего элемента соединен с минусом последующего – и так далее.
В рядах это правило соблюдено. Теперь очень важно его не нарушить и при укладке рядов в батарею.
Так, выступающие слева отрезки шин первого и третьего ряда должны быть припаяны на внешней стороне панели, которая в данном случае повернута к акриловой поверхности. Во втором и четвертом ряду должны выступать концы шин, зафиксированные на тыльной светлой стороне пластин. Если допустить ошибку, то последовательное соединение нарушится, и батарея работать не будет.
В результате конструкция уложенной панели должна будет выглядеть следующим образом.
Когда все ряды будут закреплены на стекле скотчем, их необходимо объединить в одну систему.
Электрическое соединение осуществляется по представленной схеме.
В результате сверху окажется «плюс», снизу «минус».
В качестве соединительных элементов используется широкие шины – это хорошо показано на схеме выше. К ним припаиваются выступающие концы тонких шин.
Излишки после припаивания следует откусить кусачками.
На этой фото хорошо показана крайняя точка коммутации шин.
Закончив работу, панель необходимо проверить на работоспособность с помощью тестера, переключив его на вольтметр и установив щупы на плюс и минус.
Проверку панели можно сначала произвести на рабочем столе – больших показателей не будет, но собранная панель продемонстрирует, что она «живая».
А затем можно провести проверку, вынеся батарею на солнце.
К крайним плюсовой и минусовой шинам закреплены щупы мультитестера.
Даже при облачной погоде на холостом ходу батарея выдает 19,4 вольт — это говорит о правильности соединения панелей.
Солнца на момент проверки не было, и ток невелик, всего около 0,5 ампера. Но даже в пасмурную погоду батарея вырабатывает около 10 ватт энергии.
Параллельно рекомендуется проверить пластины на перегрев — это несложно прочувствовать тыльной стороной ладони.
Если отдельные пластины на общем фоне явно перегреваются, то их желательно сразу же заменить – это пока сделать несложно.
Если батарея работает нормально, то можно ее окончательно герметизировать — закатывать в пленку.
Эксплуатационный срок этой пленки семь лет, но как показывает практика, она отлично функционирует и дольше.
Пленка имеет клеевой слой, закрытый защитной подложкой, которая снимается по мере наклеивания покрытия на фотоэлементы и акриловое стекло.
Первое, что необходимо сделать — это разложить пленку сверху конструкции и выровнять край, от которого начнется ее наклеивание. От того, насколько будет выровнен край, зависит качество приклеивания всего полотна.
Должна быть достигнута полная герметизация, без складок и пустот, так как пленка предназначена для надежной защиты фотоэлементов от любых внешних воздействий.
Далее, необходимо аккуратно отделить защитный слой от пленки по всему краю, примерно на 40 мм, сразу закрепив ее на стекле.
Эта операция проводится очень аккуратно, при приклеивании пленка разравнивается и разглаживается.
Здесь необходимо помнить, что отклеить и выровнять определенный участок пленки — уже не получится, поэтому необходимо делать работу качественно сразу.
Пленку нельзя натягивать, но в то же время она и не должна собираться складками.
Защитная подложка подгибается вниз и по мере приклеивания постепенно снимается. Освободив 20÷30 мм пленки, ее приглаживают к фотоэлементам и просветам между ними, то есть к акриловому стеклу.
Процесс закатывания батареи в пленку — длительный и кропотливый, поэтому необходимо набраться терпения и выполнять его, не торопясь.
Если пленка все-таки замялась или ушла в сторону, ее нельзя отклеивать, так как повредятся фотоэлементы. В этом случае необходимо вырезать и наклеить сверху уже закрепленной пленки дополнительный фрагмент.
Главное — закрыть всю поверхность батареи. На этой иллюстрации показан закатанный в пленку край панели. Хорошо видно, что идеальная гладкость не требуется, главное — плотное прилегание пленки по всей площади.
Когда пленка будет наклеена, можно проводить испытания готовой панели.
Для этого батарею необходимо вынести на солнце и снова подключить к ней тестер.
Как можно видеть, батарея выдает напряжение на выходах почти 20 вольт.
Затем проверяется ток короткого замыкания — он составил 3.94 ампер. А это уже, ни много, ни мало – почти 80 ватт.
Для проверки под нагрузкой к батарее через амперметр была подключена лампочка на 24 В.
Итог на фотографии – горит хоть и не в полный накал, но достаточно ярко.

Многие мастера, кроме стекла и пленки, используют еще и обрамление батареи, одевая ее в жесткую раму. Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если планируется собрать и использовать несколько солнечных батарей, то их соединяют или последовательно — для увеличения напряжения на выходе, или параллельно – так можно добиться более высоких показателей тока и суммарной мощности

Комплекс панелей через контроллер подключается к аккумулятору — накопителю энергии, а уже от него идет распределение на точки потребления, напрямую или через инвертор.

Узнайте, как сделать солнечный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, как можно видеть из представленной информации, батарею вполне можно собрать своими руками. Потребуется наличие некоторых знаний электротехники и монтажа, усидчивость и внимательность.

Другое дело — что предварительно стоить очень тщательно взвесить ожидаемый эффект от батареи и стоимость комплектующих и всего необходимого для системы оборудования. Насколько система получится рентабельной, тем более с учетом местных климатических условий? Не превратится ли ее создание просто в «игрушку» для деятельного мужчины среднего возраста?

Возможно, некоторые вопросы по этому поводу снимет размещенный ниже видеосюжет:

Видео: Основные ошибки, допускаемые начинающими при планировании создания домашних солнечных электростанций

Солнечная электростанция на дом площадью 200 м² своими руками — Техника на vc.ru

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не два-три часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно.

83 353 просмотров

Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своём примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома.

Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв, может посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я всё это сам собираю.

Исходные данные: частный дом площадью около 200 м² подключён к электросетям. Трёхфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее.

Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение шесть дней подряд на период от двух до восьми часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус — после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку.

Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги.

Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому, что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительстве солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены за деревом — так свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности.

То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моём доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счёту, их всего три, но бывают вариации. Расположу по росту стоимости каждой системы.

Сетевая солнечная электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220 В или 380 В в доме и потребляется домашними энергосистемами.

Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества.

Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счётчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счётчик посчитает как потреблённую, и за неё ещё придётся заплатить.

Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная солнечная электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанций. Состоит из четырёх элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор.

Основа всего — гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергию подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритизации потребляемой энергии.

В идеале дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при её недостатке — добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасённой в аккумуляторах.

Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная солнечная электростанция — этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше четырёх стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена гидроэлектростанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен — в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ.

Такая электростанция легко трансформируется в гибридную при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного — это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети.

При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту.

Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечных электростанциях, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут вопросы.

Солнечный контроллер — это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12 В. И АКБ изготавливаются кратно 12 В, так уж повелось.

Простые системы на 1–2 кВт мощности работают от 12 В. Производительные системы на 2–3 кВт уже функционируют от 24 В, а мощные системы на 4–5 кВт и более работают на 48 В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим, у нас есть система на 48 В и солнечные панели на 36 В (панель собрана кратно 3 х 12 В). Как получить искомые 48 В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48 В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой.

Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передаёт в АКБ. Это упрощённо.

Есть контроллеры, которые могут со 150–200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи, и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ — широтно-импульсная модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking — отслеживание точки максимальной мощности).

Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT-контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно большим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели

На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус.

Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели.

Но и это не всё. Каждая солнечная батарея — это четырёхслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-плёнка, солнечный элемент, герметизирующая плёнка. И вот тут каждый этап крайне важен.

Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии.

От прозрачности EVA-плёнки зависит, сколько энергии попадёт на элемент и сколько энергии выработает панель. Если плёнка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадёт.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте элемент будет греться и быстрее выйдет из строя.

Ну и финишная плёнка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей очень быстро на элементы попадёт влага, начнётся коррозия, и панель выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны — это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику.

А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний.

Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория — это Калифорнийская энергетическая комиссия, а вторая лаборатория европейская — TUV.

Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам.

Цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до восьми часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети.

При этом основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник.

Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск, отталкиваясь от солнечных батарей.

Один из солидных брендов — TopRay Solar. О нём есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует, и далеко не на последних местах, то есть можно брать.

Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство — вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчёт резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности.

Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300–350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт⋅ч в месяц.

Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнёшь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.

Не буду томить, остановился я на более дешёвой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

Дополнительно мне предложили купить профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить.

Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция

Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме — именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5 кВт + 5 кВт = 10 кВт на фазу. Или можно сделать трёхфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим.

Инвертор высокочастотный, а потому достаточно лёгкий (около 15 кг) и занимает немного места — легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить ещё столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше — максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол — это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100 А⋅ч 48 В, то есть запасено 4,8 кВт⋅ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM, лучше не насиловать.

Итак, у меня есть половина ёмкости, а это 2,4 кВт⋅ч, то есть около восьми часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем, и ещё останется половина ёмкости АКБ на аварийный режим.

Утром уже встанет солнце и начнёт заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить ещё аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало, и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня около 25–30 метров, и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 мм², так как по ним будет передаваться напряжение до 100 В и ток 25–30 А.

Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями.

Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30 мм болтов, они — своеобразный «крючок» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по три панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115 В без нагрузки и снизить ток, а значит, можно выбрать провода меньшего сечения.

Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения — называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надёжный контакт и быстрое замыкание и размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение, и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм².

Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально — в инверторе установлены довольно ёмкие конденсаторы, и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам.

Максимальная мощность инвертора — 5000 Вт, а значит, ток, который может проходить по проводу от АКБ, будет составлять 100–110 А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам.

Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора.

Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя — и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция, и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм. После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

После запуска солнечной электростанции я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500–2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400–2100 Вт.

Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днём: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга.

На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии — эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, чтобы взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power).

То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счёт солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии, и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живём, как прежде, пока соседи ходят за водой с вёдрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов все следы просто смывались бы дождями.

Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.

2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более инвертор включает вентиляторы активнее, и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.

3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение и отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищённому 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы вроде Gmail или Mail.ru работают по защищённому порту 465. То есть сейчас фактически оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение

Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило.

Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие числа выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS, зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать, — это приятно.

А когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги.

В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция — это игрушка.

Солнечные батареи своими руками ?

Данная статья – вольный перевод статьи Майкла Дэвиса о постройке недорогой Солнечной фотоэлектрической батареи своими руками.

Пару лет назад я купил удаленный участок в Аризоне. Я астроном, и мне нужно было удаленное от крупных городов место для астрономических наблюдений. Я нашел такое место. Проблема в том, что из-за удаленности на участке нет никакого электроснабжения. Ну, на самом деле для меня это не проблема. Нет электричества – нет ночной засветки неба. Тем не менее,хорошо бы иметь хоть какое-то электроснабжение, т.к. жизнь в ХХI веке сильно от него зависит.

Я построил ветрогенератор для электрообеспечения этого участка. Он работает хорошо, когда ветер дует. К сожалению, мне нужно больше энергии. И эта энергия должна быть более стабильна. А то такое ощущение, что у меня на участке ветер дует всегда, но только не тогда когда мне нужна энергия. В Аризоне более 300 солнечных дней в году, поэтому солнечная батарея сделанная своими рукам кажется очевидным дополнением к ветрогенератору. К сожалению, солнечные батареи недешевы, поэтому я решил сделать все сам. Использовал самые обычные инструменты и недорогие и распространенные материалы, чтобы сделать батарею конкурирующую с коммерческими образцами по мощности, но не оставляющим никакого шанса по цене.

Итак, что же такое солнечная батарея или солнечный фотоэлектрический модуль?
По существу, это контейнер, содержащий массив солнечных элементов. Солнечные элементы, это те штуки, которые на самом деле делают всю работу по преобразованию солнечной энергии в электричество. К сожалению, для получения мощности, достаточной для практического применения, солнечных элементов надо достаточно много. Также, солнечные элементы ОЧЕНЬ хрупкие. Поэтому их и объединяют в СБ. Батарея содержит достаточное количество элементов для получения высокой мощности и защищает элементы от повреждения. Звучит не слишком сложно. Я уверен, что смогу сделать солнечную батарею своими руками.

Я начал свой проект, как обычно, с поиска в сети информации по самодельным солнечным батареям и был шокирован как же ее мало. Тот факт, что мало кто сделал свои собственные солнечные батареи, заставлял меня думать, что это должно быть очень сложно. Задумка была отложена в долгий ящик, но я никогда не переставал думать о ней.

Спустя какое-то время, я пришел к следующим умозаключениям:

  • главное препятствие в постройке СБ это приобретение солнечных элементов за разумную цену
  • новые солнечные элементы очень дороги и их сложно найти в нормальном количестве за любые деньги
  • дефектные и поврежденные солнечные элементы есть в наличии на eBay и других местах гораздо дешевле
  • солнечные элементы «второго сорта» возможно, могут быть использованы для изготовления солнечной батареи

Когда до меня дошло, что я могу использовать дефектные элементы,чтобы сделать свою СБ, я взялся за работу. Начал с покупки элементов.

Купил несколько блоков монокристаллических солнечных элементов размером 3х6 дюйма. Чтобы сделать СБ, необходимо соединить последовательно 36 таких элементов. Каждый элемент генерирует порядка 0,5В. 36 элементов,соединенных последовательно дадут нам около 18В, которые будут достаточны для зарядки батарей на 12В. (Да, такое высокое напряжение действительно необходимо для эффективной зарядки 12В аккумуляторов). Солнечные элементы этого типа тонкие как бумага, хрупкие и ломкие как стекло. Их очень легко повредить. Продавец этих элементов окунул наборы из 18 шт. в воск для стабилизации и доставки без повреждений. Воск –это головная боль при его удалении. Если у вас есть возможность, ищите элементы, не покрытые воском. Но помните, что они могут получить больше повреждений при транспортировке. Заметьте, что мои элементы уже имеют припаянные проводники. Ищите элементы с уже припаянными проводниками. Даже с такими элементами вам нужно быть готовым много поработать паяльником. Если же вы купите элементы без проводников, приготовьтесь работать паяльником раза в 2-3 больше. Короче, лучше переплатить за уже припаянные провода.

Также я купил пару наборов элементов без заливки воском у другого продавца.Эти элементы пришли упакованные в пластиковую коробку. Они болтались в коробке и немного обкололись по бокам и углам. Незначительные сколы не имеют особого значения. Они не смогут снизить мощность элемента настолько, чтобы об этом надо было беспокоиться. Купленных мной элементов должно хватить на сборку двух СБ. Я знаю, что возможно сломаю парочку при сборке, поэтому купил чуть больше.

Солнечные элементы продаются самого широкого спектра форм и размеров. Вы можете использовать более крупные или мелкие, чем мои 3х6 дюймов. Просто помните:

  • Элементы одного типа производят одинаковое напряжение независимо от их размера. Поэтому для получения заданного напряжения всегда потребуется одинаковое количество элементов.
  • Большие по размеру элементы могут генерировать бОльший ток, а меньшие по размеру, соответственно – меньший ток.
  • Общая мощность вашей батареи определяется как ее напряжение умноженное на генерируемый ток.

Использование больших по размеру элементов позволит получить большую мощность при том же напряжении, но батарея получится крупнее и тяжелее.Использование меньших элементов позволит уменьшить и облегчить батарею,но не сможет обеспечить такую же мощность. Также стоит отметить, что использование в одной батарее элементов разных размеров – плохая идея. Причина в том, что максимальный ток, генерируемый вашей батареей, будет ограничен током самого маленького элемента, а более крупные элементы не будут работать в полную силу.

Солнечные элементы, на которых я остановил выбор, имеют размер 3х6дюйма и способны генерировать ток примерно 3 ампера. Я планирую соединить последовательно 36 таких элементов, чтобы получить напряжение чуть больше 18 вольт. В результате должна получиться батарея, способная выдавать мощность порядка 60 ватт на ярком солнце. Звучит не сильно впечатляюще, но все же это лучше чем ничего. При чем, это 60Вт каждый день, когда светит солнце. Эта энергия будет идти на зарядку аккумулятора, который будет использоваться для питания светильников и небольшой аппаратуры всего несколько часов после наступления темноты. Просто когда я иду спать, мои энергетические потребности сводятся к нулю. Короче, 60 Вт это вполне достаточно, особенно учитывая, что у меня есть ветрогенератор, который тоже производит энергию, когда дует ветер.

После того как вы купите свои солнечные элементы спрячьте их в безопасное место, где они не разобьются, не попадут детям для игр и не будут съедены вашей собакой до тех пор, пока вы не будете готовы установить их в вашу СБ. Элементы очень хрупкие. Грубое обращение превратит ваши дорогие солнечные элементы в маленькие синенькие блестящие и ни для чего непригодные осколочки.

Итак, солнечная батарея это просто неглубокий ящик. Я начал с постройки такого ящика. Я сделал его неглубоким, чтобы борта не затеняли солнечные элементы, когда солнце светит под углом. Сделан он из фанеры толщиной 3/8 дюйма с бортиками из реек толщиной 3/4 дюйма. Бортики приклеены и привинчены на место. Батарея будет содержать 36 элементов размером 3х6 дюймов. Я решил разделить их на две группы по 18 шт.просто для того, чтобы их было проще паять в будущем. Отсюда и центральная планка посередине ящика.

Вот небольшой набросок, показывающий размеры моей СБ. Все размеры в дюймах(простите меня, поклонники метрической системы). Бортики толщиной 3/4дюйма идут вокруг всего листа фанеры. Такой же бортик идет по центру и делит батарею на две части. В общем, я решил сделать так. Но в принципе, размеры и общий дизайн не критичны. Можете свободно все варьировать в своем эскизе. Размеры же тут я приводу для тех людей,которые постоянно ноют, чтобы я включил их в свои эскизы. Я всегда поощряю народ экспериментировать и изобретать что-то свое, нежели слепо следовать инструкциям, написанным мной (или кем-то еще). Возможно, у вас получится лучше.

Вид одной из половин моей будущей батареи. В этой половине будет размещена первая группа из 18 элементов. Обратите внимание на небольшие отверстия в бортиках. Это будет нижняя часть батареи (на фото верх находится внизу). Это вентиляционные отверстия, предназначенные для выравнивания давления воздуха внутри и снаружи СБ и служащие для удаления влаги. Эти отверстия должны быть только внизу батареи, иначе дождь и роса попадут внутрь. Такие же вентиляционные отверстия должны быть сделаны в центральной разделительной планке.

Далее я вырезал два подходящих по размеру куска ДВП. Они будут служить подложками, на которых будут собираться солнечные элементы. Они должны свободно помещаться между бортиками. Не обязательно использовать именно перфорированные листы ДВП, просто у меня оказались такие под рукой.Пойдет любой тонкий, жесткий и не проводящий ток материал.

>

Чтобы защитить батарею от погодных неприятностей, лицевую сторону закрываем оргстеклом. Эти два куска оргстекла были вырезаны, чтобы закрывать всю батарею полностью. У меня не было одного достаточно большого куска.Стекло тоже можно использовать, но стекло бьется. Град, камни и летящий мусор могут разбить стекло, а от оргстекла просто отскочат. Как видите,начинает вырисовываться картинка, как солнечная батарея будет выглядеть в итоге.

Упс! На фото два листа оргстекла соединенные на центральной перегородке. Я сверлил отверстия вокруг кромки, чтобы посадить оргстекло на шурупы.Будьте осторожны, сверля отверстия возле кромки оргстекла. Будете сильно давить – сломается, что у меня и произошло. В итоге, я просто приклеил отломавшийся кусок и просверлил недалеко новое отверстие.

После этого, я окрасил все деревянные части солнечной батареи несколькими слоями краски, чтобы защитить их от влаги и воздействия окружающей среды. Ящик я покрасил внутри и снаружи. При выборе типа краски и ее цвета был использован научный подход. Я взболтал всю краску из остатков, имеющихся у меня в гараже, и выбрал ту банку, в которой краски хватит, чтобы сделать всю работу.

/>

Подложки тоже были окрашены в несколько слоев с обеих сторон. Убедитесь, что вы хорошо все прокрасили, иначе дерево может покоробиться от влаги. А это может повредить солнечные элементы, которые будут приклеены к подложкам. Теперь, когда у меня есть основа для СБ, самое время подготовить солнечные элементы.

Как я говорил раньше, удаление воска с солнечных элементов – это настоящая головная боль. После нескольких проб и ошибок я все-таки нашел неплохой способ. Но я по-прежнему рекомендую покупать элементы у того, кто не заливает их воском.

Первый шаг, это «купание» в горячей воде, чтобы растопить воск и отделить элементы друг от друга. Не дайте воде закипеть, иначе пузырьки пара будут сильно бить элементы один о другой. Кипящая вода также может быть слишком горячей, в элементах могут быть нарушены электрические контакты. Я также рекомендую погружать элементы в холодную воду, а потом медленно их нагревать, чтобы исключить неравномерный нагрев.

Пластиковые щипцы и лопатка помогут отделить элементы, когда воск растает. Постарайтесь сильно не тянуть за металлические проводники – могут порваться. Я обнаружил это, когда пробовал разделить свои элементы. Хорошо, что я купил их с запасом.

Тут показана финальная версия «установки» которую я использовал. Моя подруга спросила, что это я готовлю. Вообразите ее удивление, когда я ответил: «Солнечные элементы». Первая «горячая ванна» для растапливания воска находится на заднем плане справа. На переднем плане слева – горячая мыльная вода, а справа – чистая горячая вода. Температуры во всех кастрюлях ниже температуры кипения воды. Сначала в дальней кастрюле растапливаем воск, переносим элементы по одному в мыльную воду, чтобы удалить остатки воска, после чего промываем в чистой воде. Выкладываем элементы для просушки на полотенце. Вы можете менять мыльную воду и воду для промывки почаще. Только не сливайте использованную воду в канализацию, т.к. воск затвердеет и засорит сток.Этот процесс удалил практически весь воск с солнечных элементов. Только на некоторых остались тонкие пленки, но это не помешает пайке и работе элементов. Промывка растворителем, возможно, удалит остатки воска, но это может быть опасно и зловонно.

Несколько разделенных и очищенных солнечных элементов сушатся на полотенце. После разделения и удаления защитного воска из-за своей хрупкости они стали удивительно сложными в обращении и хранении. Я рекомендую оставить их в воске до тех пор, пока вы не будете готовы установить их в вашу СБ. Это позволит вам не разбить их до того, как вы сможете их использовать.Поэтому постройте сначала основу для батареи. У меня же пришло уже время установить их.

Я начал с отрисовки сетки на каждой основе, для упрощения процесса установки каждого элемента. Потом я выложил элементы по этой сетке обратной стороной вверх, так их можно спаять вместе. Все 18 элементов для каждой половины батареи должны быть соединены последовательно,после чего обе половины также должны быть соединены последовательно для получения требуемого напряжения.

Спаивать элементы между собой поначалу сложно, но я быстро приловчился.Начинайте только с двух элементов. Разместите соединительные проводники одного из них так, чтобы они пересекали точки пайки на обратной стороне другого. Также нужно убедиться, что расстояние между элементами соответствует разметке.

Я использовал маломощный паяльник и прутковый припой с сердцевиной из канифоли. Также перед пайкой я смазывал флюсом точки пайки на элементах при помощи специального карандаша. Не давите на паяльник! Элементы тонкие и хрупкие, нажмете сильно – сломаете. Я был неаккуратен пару раз – пришлось выбросить несколько элементов.

Повторять пайку пришлось до тех пор, пока не получилась цепочка из 6-ти элементов. Соединительные шины от сломанных элементов я припаял к обратной стороне последнего элемента цепочки. Таких цепочек я сделал три, повторив процедуру еще дважды. Всего 18 элементов для первой половины батареи.

Три цепочки элементов должны быть соединены последовательно. Поэтому среднюю цепочку поворачиваем на 180 градусов по отношению к двум другим. Ориентация цепочек получилась правильной (элементы все еще лежат обратной стороной вверх на подложке). Следующий шаг – приклеивание элементов на место.

Приклеивание элементов потребует некоторой сноровки. Наносим небольшую каплю силиконового герметика в центре каждого из шести элементов одной цепочки. После этого переворачиваем цепочку лицевой стороной вверх и размещаем элементы по разметке, которую нанесли раньше. Легонько прижмите элементы, надавливая по центру, чтобы приклеить их к основе. Сложности возникают в основном при переворачивании гибкой цепочки элементов. Вторая пара рук тут не повредит.

Не наносите слишком много клея и не приклеивайте элементы нигде кроме центра. Элементы и подложка, на которой они смонтированы, будут расширяться, сжиматься, гнуться и деформироваться при изменении температуры и влажности. Если вы приклеите элемент по всей площади, он со временем сломается. Приклеивание только в центре дает элементам возможность свободно деформироваться отдельно от основы. Элементы и основа могут деформироваться по-разному и элементы не сломаются.

Вот полностью собранная половина батареи. Я использовал медную оплетку от кабеля для соединения первой и второй цепочки элементов.

Можно использовать специальные шины или даже обычные провода. Просто уменя под рукой была медная оплетка от кабеля. Такое же соединениеделаем с обратной стороны между второй и третьей цепочкой элементов. Каплей герметика я прикрепил провод к основанию, чтобы он не «гулял» ине гнулся.

Тест первой половины солнечной батареи на солнце. При слабом солнце в дымке эта половина генерирует 9,31В. Ура! Работает! Теперь мне нужно сделать еще одну такую же половину батареи. После того как обе основы с элементами будут готовы, я смогу установить их на место в подготовленную коробку и соединить. Каждая из половин помещается на свое место. Я использовал 4 небольших шурупа для крепления основы с элементами внутри батареи. Провод для соединения половин батареи я пропустил через одно из вентиляционных отверстий в центральном бортике. Тут тоже пара капель герметика поможет закрепить провод на одном месте и предотвратить его болтание внутри батареи.

Каждая солнечная батарея в системе должна быть снабжена блокирующим диодом,соединенным последовательно с батареей. Диод нужен для предотвращения разряда аккумуляторов через батарею ночью и в пасмурную погоду. Я использовал диод Шоттки на 3,3А. Диоды Шоттки имеют гораздо более низкое падение напряжения, чем обычные диоды. Соответственно, будут меньше потери мощности на диоде. Я купил набор из 25 диодов марки 31DQ03 всего за пару баксов. У меня останется еще много диодов для моих будущих СБ.

Сначала я планировал присоединить диод снаружи батареи. Но после того как посмотрел технические характеристики диодов, решил поместить их внутри батареи. У этих диодов падение напряжения уменьшается сростом температуры. Внутри моей батареи будет высокая температура, диод будет работать более эффективно. Используем еще немного силиконового герметика чтобы закрепить диод.

Я просверлил отверстие в днище батареи ближе к верху, чтобы вывести провода наружу. Провода завязаны на узел, чтобы предотвратить их вытягивание из батареи, и закреплены все тем же герметиком. Важно дать герметику высохнуть до того, как мы будем крепить оргстекло на место. Советую, опираясь на предыдущий опыт. Испарения из силикона могут образовать пленку на внутренней поверхности оргстекла иэлементов, если вы не дадите силикону высохнуть на открытом воздухе.

На выходной провод я прикрутил двух контактный разъем. Розетка этого разъема будет присоединена к контроллеру заряда аккумуляторов, который я использую для своего ветрогенератора. Таким образом, солнечная батарея сможет работать с ним параллельно.

Вот как выглядит законченная СБ с прикрученным экраном из оргстекла.Оргстекло пока еще не герметизировано. Я сначала не производил герметизацию стыков. Провел сначала небольшое тестирование. По результатам тестов мне потребовался доступ к внутренностям батареи, там обнаружилась проблема. У меня на одном из элементов отошел контакт. Может быть, это произошло из-за перепада температур или из-за неаккуратного обращения с батареей. Кто знает? Я разобрал батарею и заменил этот поврежденный элемент. С тех пор проблем не было. В будущем, возможно, я герметизирую стыки под оргстеклом при помощи герметика или закрою их алюминиевой рамкой.

Солнечная батарея в работе. Я перемещаю ее пару раз в день для сохранения ориентации на солнце, но это не такая уж и большая сложность. Возможно,когда-нибудь я построю автоматическую систему слежения за солнцем. Вольтметр показывает 18,88В без нагрузки. Это в точности как я и рассчитывал. Амперметр показывает 3,05А – ток короткого замыкания. Это как раз недалеко от расчетного тока элементов. Солнечная батарея прекрасно работает!

Итак, сколько же все это стоило? Я сохранил все чеки от всех своих покупок для этого проекта. Ну и конечно многое уже было у меня в мастерской. Всякие куски дерева, провода и прочие полезные вещи (кто-то скажет, мусор) валяются также у меня вокруг мастерской. Короче, много чего уже было под рукой. Поэтому ваши подсчеты могут отличаться:

  • Солнечные элементы - eBay - $74.00*
  • Дерево - Строительный магазин - $20.26
  • Оргстекло - Со свалки - $0.00
  • Шурупы - Из запасов - $0.00
  • Силиконовый герметик - Строительный магазин - $3.95
  • Провода - Из запасов - $0.00
  • Диод - $0.20±
  • Двухконтактный разъем - Newark Electronics - $6.08
  • Краска - Из запасов - $0.00
  • Итого --- $104.85

Не так уж и плохо! Это лишь малая часть стоимости серийной СБ такой же мощности. В экономический расчет не вошла и стоимость работ. У меня уже есть план построить еще несколько солнечных батарей, чтобы увеличить мощность. И это очень просто!

На самом деле я купил 4 набора по 18 элементов. В подсчете указана стоимость только двух наборов, которые пошли на построение солнечной батареи своими руками.

А теперь посмотрите на профессиональную сборку солнечных батарей.....

как сделать в домашних условиях, самодельная панель, как смастерить самому из пивных банок и других подручных средств, пошаговая инструкция

Использование энергии солнца ассоциируется по большей части с космическими аппаратами. А теперь еще с разными далекими странами, где ускоренно развивается «альтернативная энергетика». Но попробовать то же самое даже с самодельными устройствами по силам почти всем.

Особенности и разновидности устройства

Из экзотического устройства, предназначенного только для специальных нужд, солнечная батарея превратилась в уже относительно массовый источник энергии. И причина не только в экологических соображениях, но и в беспрерывном росте цен на электроэнергию из магистральных сетей. Более того, есть еще немало мест, где такие сети вовсе не протянуты и неизвестно когда они появятся. Самостоятельная забота о протягивании магистрали, объединение ради этого усилий большого числа людей вряд ли возможны. Тем более что даже при успехе предстоит окунуться в мир стремительной инфляции.

Важно понимать, что панели, вырабатывающие электричество, могут довольно сильно отличаться друг от друга.

И дело даже не в формате – внешний вид и геометрия как раз довольно близки. А вот химический состав отличается разительно. Наиболее массовые изделия выполнены из кремния, который доступен почти всем и стоит недорого. По производительности батареи не хуже как минимум более дорогих вариантов.

Существует такие три основных варианта кремния, как:

  • монокристаллы;
  • поликристаллы;
  • аморфное вещество.

Монокристалл, если исходить из сжатых технических объяснений – это наиболее чистый тип кремния. Внешне панель похожа на своеобразные пчелиные соты. Основательно очищенное вещество в твердом виде делят на особо тонкие пластины, каждая из которых имеет не больше 300 мкм. Чтобы они выполнили свою функцию, используют электродные сетки. Многократное усложнение технологии по сравнению с альтернативными решениями делает подобные источники энергии наиболее дорогими.

Несомненным преимуществом монокристаллического кремния является очень высокий КПД по меркам солнечной энергетики, составляющий приблизительно 20%. Поликристалл получают иначе, требуется сначала расплавить материал, а затем медленно понижать его температуру. Относительная простота методики и минимальный расход энергоресурсов при производстве положительно сказываются на стоимости. Минусом становится пониженная эффективность, даже в идеальном случае она составляет не более 18%. Ведь внутри самих поликристаллов есть немало структур, понижающих качество работы.

Аморфные панели почти не проигрывают обоим только что названным видам. Кристаллов тут нет вообще, есть вместо них «силан» – это соединение кремния с водородом, размещаемое на подложке. КПД составляет примерно 5%, что в значительной мере компенсируется многократно увеличенным поглощением.

Немаловажно и то, что аморфные батареи лучше других вариантов справляются со своей задачей при рассеянном солнечном освещении и в пасмурную погоду. Блоки являются эластичными.

Иногда можно встретить комбинацию монокристаллических или поликристаллических элементов с аморфным вариантом. Это помогает сочетать достоинства используемых схем и гасить практически все их недостатки. С целью снижения стоимости изделий сейчас все чаще используют пленочную технологию, которая предусматривает генерацию тока на базе теллурида кадмия. Само по себе это соединение является токсичным, но выброс яда в окружающую среду исчезающе мал. А также могут использоваться селениды меди и индия, полимеры.

Концентрирующие изделия повышают эффективность использования площади панели. Но это достигается только при использовании механических систем, обеспечивающих разворот линз вслед за солнцем. Применение фотосенсибилизирующих красителей потенциально помогает улучшить прием энергии Солнца, но пока это скорее общая концепция и разработки энтузиастов. Если нет желания экспериментировать, лучше выбрать более стабильную и проверенную конструкцию. Это относится как к самостоятельному изготовлению, так и к покупке готового продукта.

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

Сделать своими руками солнечную батарею уже не так сложно, как кажется. Принцип действия устройства основан на применении полупроводникового перехода, освещенное устройство должно создавать ток. Самостоятельно изготовить приемник не получится, для этого нужны сложные производственные манипуляции и специализированное оборудование. А вот выполнить силовую часть преобразователя из подручных средств и материалов – не составляет особого труда. Для получения энергии в собственном смысле слова потребуется пластина из кремния, поверхность которой покрыта сеткой диодов.

Все пластины должны рассматриваться как обособленные генерирующие модули. Важно понимать, что оптимальная эффективность достигается при условии постоянного направления на солнце, и что придется позаботиться о накоплении энергии. Хрупкая батарея должна быть надежно защищена от любых загрязнений, от попадания снега. Если это все же происходит, посторонние включения следует убирать максимально быстро. Первым шагом при работе становится подготовка рамы.

Ее в основном делают из дюралюминия, который обладает следующими особенностями:

  • не подвержен коррозии;
  • не повреждается излишней влажностью;
  • служит максимально долго.

Но необязательно делать именно такой выбор. Если проведена окраска и специальная обработка, неплохие результаты достигаются с использованием стали либо древесины. Не рекомендуется ставить очень крупные панели, что неудобно и повышает парусность. Чтобы зарядить кислотный аккумулятор на 12 В, нужно создать рабочее напряжение от 15 В. Соответственно, модулей по 0,5 В потребуется 30 штук.

Можно создать конструкцию из пивных банок. Корпуса выполняются из фанеры 1,5 см, а лицевая панель формируется из органического стекла или поликарбоната. Допускается применение стандартного стекла толщиной 0,3 см. Гелиоприемник формируется при окрашивании черным пигментом. Краска должна быть устойчивой к значительному нагреву. Крышки разрабатываются таким образом, чтобы обеспечивать повышенную эффективность обмена теплом.

Внутри банок воздух прогревается гораздо быстрее, чем на открытом месте. Важно: требуется отмывать емкости сразу, как только принято решение об их использовании.

Брать следует только алюминиевые банки, стальные не подойдут. Проверка производится простейшим образом – с использованием магнита. Донце пробивают, вводят пробойник или гвоздь (хотя можно и сверлить).

Суппорт вставляют и искажают соответственно рисунку. Верх банки разрезают, чтобы получилось что-то похожее на плавник. Он помогает воздушному потоку снимать максимум тепла с греющейся стенки. Потом банку обезжиривают любым моющим средством и приклеивают отрезанные ранее части друг к другу. Исключить промахи можно, используя шаблон из нескольких досок, приколоченных гвоздями под прямым углом.

Довольно часто используют конструкции из дисков. Они выступают неплохими фотоэлементами. Как вариант, ставятся пластины из меди. Электрическая схема, как уже говорилось, работает по тому же принципу, что и большинство транзисторов. Фольга призвана предотвращать чрезмерный разогрев. Как альтернативу в летние месяцы используют просто поверхность, отделываемую в светлые цвета.

Какие инструменты понадобятся?

Чтобы произвести самостоятельно все работы по монтажу солнечной батареи на 220 вольт, понадобятся следующие инструменты:

  • паяльники, электрифицированные на 40 Вт;
  • герметики на базе силикона;
  • скотч, приклеиваемый с двух сторон;
  • канифоль;
  • припой;
  • провод, по которому будет уходить ток;
  • флюс;
  • шина из меди;
  • крепежные элементы;
  • дрель;
  • прозрачный материал листовой;
  • фанера, органическое стекло либо текстолит;
  • диоды конструкции Шоттки.

Как изготовить?

Пошаговая инструкция предусматривает выводы с панелей на батареи посредством защитного диода, что помогает исключить саморазряд. Поэтому на вывод подается ток напряжением 14,3 В. Стандартный зарядный ток имеет силу 3,6 А. Его получение достигается при использовании 90 элементов. Подключение частей панели производится параллельно-последовательным способом.

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

С поправочными коэффициентами за 12 часов солнечного освещения можно получить 0,28 кВт/ч. Элементы расставляются в 6 полос, для довольно свободного монтажа требуется рама величиной 90х50 см. К сведению – когда есть подготовленные рамы с иными размерами, лучше пересчитать потребность в элементах. Если это невозможно, то применяют детали другой величины, их размещают, варьируя длину и ширину ряда.

Работать желательно на совершенно ровном месте, куда удобно подходить с любой стороны. Рекомендуется заготовленные пластины поставить немного в стороне, где они будут застрахованы от падений и ударов. Даже взять панель непросто, их берут только по одной и очень аккуратно. Крайне важно при монтаже в домашних условиях электрических солнечных панелей для дома или для дач поставить надежное УЗО. Такие блоки делают использование системы безопаснее, сокращая риск травмирования электрическим током и возгорания.

Большинство специалистов рекомендуют приклеивать распаянные элементы в виде единой цепи. Подложка должна быть плоской, поскольку это обеспечивает надежность. Как вариант, можно вставить в раму и основательно укрепить лист стекла либо плексигласа. Это изделие требует обязательной герметизации. На подложку выкладывают элементы в заранее определенном порядке и приклеивают их с помощью двустороннего скотча.

Работающая сторона должна быть повернута к прозрачному материалу, а паяльные выводы оборачивают в другую сторону. Удобнее всего распаивать выводы, если рама выложена рабочей плоскостью на столе.

Когда пластины приклеены, кладут смягчающую подкладку, для нее используют следующие материалы:

  • резину в листах;
  • древесноволокнистые плиты;
  • картонки.

Теперь можно вставить в раму оборотную стенку и герметизировать ее. Замена кормовой стенки на компаунд, в том числе на эпоксидную смолу, вполне возможна. Но такой шаг нужно совершать только при условии, что панель не придется разбирать и чинить. Стандартный сегмент выдает примерно 50 Вт тока при благоприятных условиях. А этого уже достаточно для подпитки светодиодных светильников в небольших домах.

Чтобы обеспечить комфортную жизнь, придется за сутки расходовать от 4 кВт/ч электричества. Для жизнеобеспечения семьи из трех человек понадобится подавать уже 12 кВт/ч. Учитывая неизбежные добавки (когда, к примеру, одновременно работает стандартный набор техники и перфоратор) – требуется увеличить этот показатель еще на 2–3 кВт. Эти параметры и можно взять за основу при расчете необходимых параметров. Чтобы работа проходила нормально, необходимо добавлять в схему устройство, контролирующее заряд.

12 В постоянного тока, ведь именно такую мощность выдает типовая и самодельная батарея, переделать на 220 В переменного способен инвертор. Если нет желания его приобретать, придется комплектовать дом электроаппаратурой, рассчитанной на 12 либо 24 В. Так как низковольтные магистрали насыщаются сильным током, придется выбирать провода значительного сечения и не скупиться на изоляцию. Для накопления выработанного электричества применяют в основном свинцовые аккумуляторы, содержащие кислоту. Несмотря на все технологические усовершенствования, лучший вариант еще не предложен. Чтобы увеличить вырабатываемое напряжение, ставят 2 или 4 аккумулятора.

Наибольшие расходы повлечет приобретение самих панелей, улавливающих солнечные лучи. Сэкономить можно, если заказывать китайский товар в электронных магазинах. В целом такие предложения качественные, но необходимо внимательно знакомиться с репутацией продавцов, с поступающими об их деятельности отзывами. Можно выбирать работоспособные системы с незначительными дефектами. Производители их бракуют и выставляют на продажу, чтобы не тратиться на дорогостоящую утилизацию.

Важно: не стоит монтировать в одной сборке разные по габаритам или вырабатываемому току элементы. Наибольшая генерация в таком случае все равно будет ограничена «узким местом».

Самостоятельная сборка инвертора оправдана только в случае ограниченного потребления тока. А контроллеры зарядов и вовсе стоят мизерную сумму, так что их производство своими руками не оправдывается. Проектируя батарею, следует помнить, что ее элементы должны отделяться разрывом в 0,3–0,5 см.

Часто выбирают сооружения из алюминиевых профилей и органического стекла. Тогда готовят на основе металлического уголка каркас прямоугольной формы. Углы каркаса сверлят, чтобы потом легче было скреплять конструкцию. Изнутри периметр смазывается силиконовым реагентом. Теперь можно поставить лист прозрачного материала, который как можно плотнее прижимают к раме.

Углы коробки пронзают шурупами, удерживающими специальные уголки. Эти уголки не дадут оргстеклу произвольно изменять свое местоположение внутри изделия. Сразу после этого оставляют заготовку в покое и ждут, пока герметик высохнет. На этом предварительный этап завершен. До внедрения солнечных уловителей в корпус его основательно вытирают, чтобы не было малейших признаков загрязнения. Сами пластины тоже очищают, но делают это предельно осторожно.

До сборки конструкций с припаянными на заводе проводниками желательно оценить качество соединений и ликвидировать все обнаруженные деформации. Когда шины еще не соединены, первоначально паяют их к контактам на пластинах, и только после этого связывают взаимно.

Последовательность соединения является следующей:

  • измерение требуемого участка шины;
  • нарезка полосок согласно результату замера;
  • смазывают обрабатываемый контакт флюсом на всем протяжении с нужной стороны;
  • прикладывают шину аккуратно и точно, прогретым паяльником ведут по всей поверхности, которую нужно соединить;
  • переворачивают пластину и все те же манипуляции повторяют сначала.

Важно: чрезмерно сильный нажим при пайке недопустим, что может разрушить хрупкие элементы. Нужно исключить и прогрев паяльником тех частей, которые не соединяются.

Закончив работу, внимательно осматривают всю поверхность батареи и каждого соединения. Нельзя, чтобы там были даже малейшие дефекты. Оставшиеся выемки и впадины устраняются еще одним проходом паяльника, уже максимально нежным и с еще меньшим прижатием. Сам паяльник не должен быть мощным, скорее, наоборот – сильный прогрев противопоказан. При отсутствии опыта столь тонкой работы желательно подготовить размеченный фанерный лист. Он позволит избежать многих серьезных ошибок. В ходе пайки контактов нельзя упускать из вида их полярность, в противном случае система работать не будет.

Приклеиваемые части соединяются тоже в максимально щадящем режиме. Избыток клея нежелателен, требуется накладывать в центральных частях пластин самые маленькие капли, которые только можно сформировать.

Перекладывание пластин в корпус желательно делать вдвоем, поскольку в одиночку это не слишком удобно. Далее, следует соединить каждый провод с края пластины с общими магистралями для тока. Вынеся подготовленную панель на освещенный солнцем участок, меряется вольтаж в общих шинах, который должен быть в пределах проектных значений.

Есть и другой способ герметизировать солнечную панель. Небольшие количества герметиков из силикона наносятся в промежутки пластин и на внутренние края корпуса. Далее, руками внешние стороны фотоэлементов прижимают к оргстеклу, при этом добиваются идеальной плотности. Накладывают незначительный груз на каждый край, дожидаясь высыхания герметика. После этого смазывают каждый стык пластины и внутренней стороны рамки.

При этом герметик может касаться краев оборота пластин, но не любой другой их части. Боковая часть корпуса послужит для установки соединяющего разъема, который связывается с диодами Шоттки. Внешняя сторона закрывается экраном, делаемым из прозрачных материалов. Создаваемая конструкция продумывается так, чтобы внутрь не попадало даже небольшое количество влаги. Лицевая грань из органического стекла покрывается лаком.

Рекомендации по эксплуатации

Солнечная батарейка может прослужить очень долго и стабильно, поставляя ток в домашнюю проводку. Но многое зависит не только от качества ее сборки и последующего подключения. Очень важно эксплуатировать такой нежный генератор, как полагается. Желательно направить батареи, если они не снабжены подстраивающейся под солнце системой, четко на юг, что поможет уловить максимум энергии и сократить непроизводительные потери. Чтобы исключить ошибку, достаточно ставить генератор под тем углом к горизонту, который равен числу градусов широты в конкретном месте. Но поскольку солнечный диск в течение года меняет свое местоположение на небосводе, рекомендуется в весенние месяцы понижать угол, а при наступлении осени повышать его.

Дополнение следящей системой в бытовых условиях нецелесообразно. Она оправдывает вложения исключительно на промышленном уровне. Гораздо выгоднее поставить сразу несколько батарей, ориентированных на наиболее вероятные углы освещения. Ставя солнечные генераторы поверх плоской кровли, к примеру, из рубероида или из листового железа, стоит поднять их над плоскостью. Тогда обдув воздушным потоком снизу повысит эффективность работы. На волнистых крышах так поступать необязательно, хотя никакого вреда от подъема не будет.

Самые лучшие кровли – это те, что ориентированы к югу и оформлены в виде плоских скатов. В такой ситуации скат служит для присоединения нескольких уголков, размер которых совпадает с величиной модуля. Выход над коньком составляет примерно 0,7 м, а крепление модуля к уголкам производится с разрывом в 150–200 мм. Как вариант, можно свешивать батарею при помощи тех же уголков ниже кровельного ската. На волнистой поверхности уголки часто сменяют трубами тщательно подбираемого диаметра.

Монтаж генераторов на фронтоне лучше всего сочетать с покраской этого элемента и свесов в светлые тона.

Солнечные блоки стоит выставлять по горизонтали, что сократит разброс температуры между их нижней и верхней частью на 50%, если сравнивать с вертикальным монтажом. А значит не только увеличится фактический ресурс, но и удастся повысить результативность системы.

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

  • как можно более освещенным;
  • имеющим минимальную тень;
  • хорошо продуваемым ветрами.

Полезные советы

Самодельная солнечная батарея может быть применена даже для отопления частного дома. Подобное оборудование можно монтировать, не требуя разрешения от государственных органов. Но даже при активном использовании оценить эффективность не получится раньше чем через 36 месяцев. Кроме того, такой вариант очень дорогой. Так как почти везде в России температура регулярно бывает отрицательной, придется дополнить гелиосистему теплоизоляцией.

Стабильное действие батарей обеспечивается в диапазоне температур от -40 до +90 градусов. Исправная работа гарантирована в среднем на 20 лет, а после этого эффективность резко сокращается. При выборе контроллера нужно учитывать разницу между мощными и слабыми электрическими системами. Если контроллера нет или он вышел из строя, придется непрерывно отслеживать заряды аккумуляторов. Невнимательность может сократить срок действия накопителя заряда.

Как сделать солнечную батаерю своими руками, смотрите в следующем видео.

как сделать в домашних условиях, панель для дома, самодельная из подручных средств

Материалы для изготовления солнечной батареи можно купить в специализированном магазине или заказать в интернете

Электричество – незаменимая часть нашей жизни. Но вместе с тем это дорогое удовольствие, которое наносит вред окружающей среде. Чтобы получать бесперебойное освещение, тепло и работу всех электрических приборов, весь мир использует солнечные батареи. Собрать конструкцию достаточно легко, можно самостоятельно справиться с поставленной задачей.

Принцип работы солнечного модуля своими руками

Многие начинают устанавливать на своих домах солнечные батареи, которые позволяют абсолютно бесплатно получать электроэнергию. Достаточно просто сделать солнечный модуль самостоятельно, потратив небольшую сумму на материалы. Но для начала необходимо разобраться, как работает панель из подручных материалов.

Схема солнечной батареи:

  • Коллектор;
  • Аккумулятор;
  • Инвертор.

Коллектор представляет собой конструктор из небольших по размеры деталей. Работа устройства заключается в преображении солнечной энергии в поток электронов положительного и отрицательного заряда. Высокого напряжения ток типовые детали вырабатывать не в силе.

Нормой считается формирование одного элемента – 0,5 Вт. Солнечный коллектор должен крафтится ток напряжением в 18 Вт. Этой энергии хватит для зарядки аккумулятора мощностью 12 Вт. Для больших зарядов потребуется большая площадь модуля.

Аккумуляторы для солнечных батарей для дома или дачи обеспечивают нужно количество электрической энергии. Заряда одного модуля не хватит. Но многое зависит от приборов, которые работают от мощности солнечной панели.

Количество аккумуляторов со временем потребуется увеличить. Вместе с этим необходимо приобретать и коллекторы. Для одной системы можно взять больше 10 аккумуляторов.

Аккумуляторы и инверторы потребуется купить в специализированном магазине или на рынке. Но саму солнечную батарею можно соорудить из подручных материалов.

Принцип работы инвертора заключается в переработке добытого тока в электрическую энергию. При покупке устройства необходимо учитывать характеристику элемента. Мощность прибора должна составлять не менее 4кВт.

Сделать безопасный и практичный ветрогенератор можно самостоятельно. Что для этого необходимо узнавайте в следующем материале: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/elektrichestvo/vetrogenerator-svoimi-rukami

Монтаж солнечных батарей своими руками: расчетные работы

Раму для солнечных батарей можно сделать самостоятельно из подручных материалов, что поможет сэкономить. Но можно и приобрести готовый вариант. Для самостоятельно изготовления лучше всего использовать дюралюминий. Но можно специально подготовить и другой материал, который покрывается особенной защитой.

Для начала необходимо рассчитать размеры рамы. Необходимо взять необходимый заряд аккумулятора. Берем данное число за основу и разделяем на 0,5 Вт. Получается нужно количество элементов.

Для зарядного тока в 3,6 А потребуется соединить параллельно 3 цепочки. Для этого количество необходимых деталей умножается на 3 цепочки. Если умножить данный показатель на цену, то можно узнать стоимость панели.

Детали на солнечной панели необходимо соединять параллельно-последовательно. Стоит соблюдать равное количество элементов в каждой цепочке.

На деле полученный расчет будет меньше, так как солнце неравномерно светит на протяжении всего дня. Для полноценного заряда потребуется соединить вместе несколько панелей. Так получится 6 рядов элментов.

Необходимые инструменты для работы:

  • Сварочный аппарат;
  • Канифоль;
  • Монтажный провод;
  • Герметик на основе силикона;
  • Двусторонний скотч.

Количество инструментов может меняться. Чтобы разместить все элементы на раме, потребуется модуль размером 90х50 см. Если в готовых рамах другие размеры, то можно провести иные расчеты.

Подбор и пайка солнечных элементов

Геопанель должна работать при температуре 70-90 градусов. Но контролировать данный показатель бывает непросто. Именно поэтому в раме потребуется проделать отверстия для вентиляции. Их диаметр приблизительно 10 мм. Элементы для батареи придется спаять самому.

Для приобретения набора элементов для пластин потребуется потратить определенную сумму. Но в итоге все равно выйдет дешевле, чем те варианты, что выпускает Мариуполь и другие заводы. Это кремниевые пластины, способные перерабатывать солнечную энергию в электричество. Для их производства используется поликристаллический кремний.

Пайка деталей включает такие этапы:

  1. Проводники необходимо нарезать согласно заготовкам;
  2. Элементы устанавливаются на нужных местах;
  3. На контакты наносят припой и кислоту;
  4. Дальше происходит фиксация проводников;
  5. Затем начинают паять.

Перед работой стоит учесть, что перевертывать сваренную конструкцию бывает непросто. Именно с этой целью сначала спаиваются элементы, а затем ряды. На крайних элементах делают шину на минус и плюс. Выводящая проводка оснащается изоляцией. Наружная сторона рамы оборудована клеммой.

Если возникают трудности при пайке, то можно обработать контакты нулевой наждачной бумагой.

Дальше необходимо прикрепить панели к основанию. Здесь пригодится силиконовый герметик. Силикон соединяет все элементы и провода с основанием.

После соединения элементов следует проверить их работоспособность. Для этого используют тестер. Оптимальные показатели прибора – 17-19 Вт. Данное мероприятие проводят несколько дней и только после этого переходят к герметизации.

На раму наносят герметик и монтируют оргстекло.  Нужно выделить время, чтобы силикон высох. К раме оргстекло прикрепляется с помощью саморезов. Все швы также необходимо заполнить герметиком.

Сборка солнечной панели своими руками

После спайки собираем все элементы воедино. Для начала необходимо разобраться с инверторами. Они перерабатывают ток и меняют его напряжение.

Виды инверторов:

  1. Системные – дополнительный источник энергии. При создании энергии в комплексе с центральным источником электроэнергии, аккумуляторы совсем не потребуются.
  2. Гибридные – подходит в качестве основного источника, но от центральной подачи отказываться все равно не стоит. Такие инверторы способны не только перерабатывать энергию, но и накапливать ее.
  3. Автономные – используются без центрального энергоснабжения. Монтируется с необходимым количеством аккумуляторов.

Количество аккумулятор для дома придется рассчитать, исходя из требуемой мощности. Также играет роль количество панелей и высота их установки. Чем выше смонтировать солнечную батарею, тем лучше.

Для домашних нужд семьи необходимо 4 кВт.

К аккумулятору солнечная батарея подключается при помощи диода. Такое мероприятие не позволит батареи разрядиться за ночь. Для исключения перезарядки и закипания приборов приобретается контроллер заряда.

Солнечные батареи особенно пригодятся там, где часто отключают электроэнергию. Насколько они эффективны узнаете, прочитав нашу статью: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/elektrichestvo/solnechnye-batarei

Способ, как сделать солнечную батарею в домашних условиях

Чтобы сделать солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо запастись нужными материалами. Потребуется медный лист, пластиковая бутылка без горлышка, кухонная соль, теплая вода и 2 зажима. Из инструментов пригодится тестер, электроплита и наждачная бумага.

Последовательная сборка солнечной батареи:

  1. Отрезаем кусок металла подходящего размера для размещения на спирали электрической плиты.
  2. На плите медь нагреется и почернеет. Спустя полчаса можно снять материал.
  3. Медь должна остыть. Материал начнет сжиматься и окись отслоится.
  4. После остывания меди, материал моет в теплой воде.
  5. Дальше начинается изготовление солнечной панели. Отрезаем еще одну медную пластину. Сжимаем 2 части и помещаем в бутылку. Медные части не должны контактировать между собой.
  6. Фиксируем материал с помощью зажимов.
  7. Подсоединяем провода к плюсам и минусам.
  8. В бутыль помещаем соленую воду. При этом жидкость не должна доставать к меди несколько сантиметров.

Такая простая конструкция способна работать даже без солнечной энергии. Но это достаточно простая панель. Подходит она для зарядки мобильника, не более. Проверить работоспособность модуля можно с помощью тестера.

Особой популярностью пользуется энергосберегающая система отопления дома. Подробности на сайте: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/energosberegayushchie-sistemy

Солнечные батареи своими руками из подручных средств

Многие выполняют отличные солнечные модули из подручных средств. Для работы можно использовать жестяные банки. При этом материал таких бутылок – обязательно алюминий.

Как сделать солнечную батарею из пивных банок:

  1. Сначала необходимо подготовить материал. Для этого банки промываются. Дно следует пробить, чтобы отобрать тепло.
  2. Поверхности материала следует обезжирить.
  3. Банки склеиваются между собой.

Для каркаса солнечного модуля потребуется основание, деревянная рама и оргстекло. Подложка основы выполняется из фольги. Это усилит светоотражающую функцию основы.

Для солнечного модуля не рекомендуется использовать материал из-под пива, так как он был подвержен высокой коррозии и плохо сохраняет тепло.

Использование солнечной энергии в качестве источника электроэнергии несет экологическую безопасность. Использование подручных средств позволяет сэкономить на обустройстве солнечного модуля. От такого в выигрыше остаются все.

Сборка солнечных батарей своими руками (видео)

Изготовить солнечную батарею сможет каждый желающий. Для этого не требуется особых навыков и материалом. Самодельные приборы выполняют из подручных средств. Но, если делать серьезную панель, то придется приобрести аккумуляторы и инверторы.

Как сделать солнечные батареи своими руками






С каждым днем выбросы углекислоты и токсичных веществ в атмосферу увеличивается, токсичные вещества вырабатываются при сгорании ископаемого топлива, вследствии чего постепенно уничтожают нашу планету. Поэтому внедрение «зеленой энергии», у которой вовсе отсутствует негативное влияние на окружающую среду, уже закрепила себя как базой основ новых электротехнологий. Одной из основ таких технологий получения экологически чистой электроэнергии это технология которая преобразует солнечнй свет в электроэнергию. Далее пойдет речь о солнечных батареях, а так же их возможности в собственном доме.
В нынешнее время электроустановки в виде солнечных батарей изготовленных в промышленных условиях, используются для полного и частичного энергообеспчения и теплообеспечения дома, и стоят в районе 15-20 тысячь долларов при гарантии работы 25 лет.
Гелиосистемы разделяют на теплообеспечения и энергообеспечения. В случае теплообеспечения используются технологии солнечного коллектора. В случае энергообеспечения происходит фотоэлектрический эффект, с помощью которого происходит генерация электричества в солнечных батареях. Далее я опишу технологию ручной сборки солнечной батареи.
Технология ручной сборки солнечной батареи вовсе не сложна и даже очень проста и доступна всем. Почти каждый человек может собрать солнечные батареи с относительно высоким КПД при давольно низких затратах. Это экологично, выгодно, доступно и в последнее время модно.

Выбор солнечных элементов для солнечной панели

Приступив к созданию солнечной электростанции, нужно учитывать, что при ручной сборке солнечных батарей нет нужды сразу собирать полнофункциональную солнечную электростанцию, её в будущем можно будет наращивать. Если первый эксперемент ручной сборки оказался положительным, то после имеет смысл увеличить функциональность солнечнойэлектростанции.

Прежде всего нужно знать что такое солнечная батарея, солнечная батарея — это прежде всего генератор, который работает на основе фотоэлектрического эффекта и преобразует солнечную тепловую энергию в электрическую энергию. Кванты света, которые вырабатывает солнце, попадают на кремниевую пластину и выбивает электрон с последней атомной орбиты кремния. Данный эффект создает большое количество свободных электронов, которые образуют поток электрического тока.

Перед тем как приступить к сборке солнечной батареи нужно сделать выбор в типе фотоэлектрического преобразователя. Фотоэлектрические преобразователи: монокристаллические, поликристаллические и аморфные. Для ручной сборки солнечной батареи чаще всего выбирают легко доступные в продаже поликристаллические и монокристаллические солнечные модули.

Солнечные панели из поликристаллического кремния имеют достаточно низкий КПД от 7 до 9%, но этот недостаток компенсируется тем, что поликристаллические панели практически не понижают КПД при облачной и пасмурной погоде, гарантийная работоспособности поликристаллических элементов составляет примерно 10 лет. Солнечные панели на основе элекментов монокристаллического кремния имеют более высокий КПД около 13% и сроки работоспособности приблезительно 25 лет, но монокристаллические элементы сильно понижают мощность при отсутствии прямого попадения солнечного света. Величина КПД кристаллов кремния может существенно изменятся от разных производителей . На практике работы солнечных электростанций в полевых условиях можно сказать о сроке службы монокристаллических панелей более 30 лет, а для поликристаллических модулей — более чем 20 лет. Причем за весь период эксплуатации потеря мощности у кремниевых монокристалических и поликристаллических модулей составляет не более 10 процентов, а у тонкопленочных аморфных модулей только за первые два года мощность может снизится на 10-40%.

Набор Solar Cells можно приобрести на аукционе Еbay для сборки солнечной батареи из 36 и 72 солнечных элементов. Эти наборы так же доступны в продаже в Украине и в России. Зачастую, для ручной сборки солнечных батарей используются солнечные модули В-типа, это те модули, которые отбраковали на промышленном производстве. Они не теряют своих эксплуатационных показателей, но зато намного дешевле.
 
 
Разработка проекта гелиевой энергосистемы

Проектирование задуманной солнечной электростанции зависит от способа её монтажа и установки. К примеру солнечные батареи должны устанавливаться под определенным наклоном, чтобы обеспечить прямое попадание солнечных лучей под перпедикулярным углом. КПД солнечной панели так же зависит от интенсивности световой энергии, а также зависит от угла попадания солнечных лучей.
Смотреть сверху вниз: Монокристаллические солнечные панели (по 80 ватт) на даче установлены практически вертикально (зима). Монокристаллические солнечные панели на даче имеют меньший угол (весна)ю Механическая система управления углом наклона солнечной батареи.

Промышленные солнечные панели очень часто снабжены специальными датчиками, которые обеспечивают движение солнечных панелей по направлению движения солнечных лучей, что очень увеличивает стоимость солнечных панелей. Но так же тут может быть применено ручное механическое управление углом наклона солнечных панелей. В зимнее время солнечные панели должны быть практически вертикальными, чтобы исключить налегание снега на солнечных панелях.

Схема расчета угла наклона солнечной панели в зависимости от времени года

Солнечные батареи следует устнавливать с солнечной стороны вашего дома, чтобы за световой день пребывание солнечных лучей на солнечных батареях было максимально. В зависимости от географического расположения вашего дома и времени года вычисляется оптимальный угол наклона для вашего месторасположения.

Выбор оптимального статического угла наклона для кровельной солнечной системы монокристаллического типа

При сооружении солнечных панелей можно выбирать самые разные материалы по массе и другим характеристикам. Но при выборе материалов следует учитывать максимально допустимые температуры нагрева материалов, т.к. при работе солнечных модулей на полную мощность температура не должна превышать 250 градусов по цельсию. При пиковой температуре солнечные модули теряют свою функцию производства электрического тока.
Готовые гелиосистемы зачастую не предпологают охлаждения солнечных модулей. Ручное изготовление может включать в себя охлаждение гелиосистемы и управление углом наклона солнечных панелей для регулировки температуры модуля, а так же выбор прозрачного материала, который будет поглощать ИК-излучение.

Как показали расчеты, в ясный солнечный день из 1 метра солнечных панелей можно получить 120 Вт мощности, но этого не хватит чтоб запустить даже компьютер. Солнечные панели размером в 10 метров производит уже более 1кВт электроэнергии, что позволит снабдить электроэнергией светильники, телевизоры и ваш компьютер. Для обычной семьи 3-4 человека необходимо около 300 кВт в месяц, поэтому солнечные панели должны быть размеров 20м, при условии что солнечные панели будут установлены с солнечной стороны вашего дома.
Для уменьшения месячного электропотребления советую использовать для освещения вместо обычных лампочек, светодиодые лампочки.

Изготовление каркаса солнечной батареи

Для изготовления корпуска солнечной панел в основном используют алюминиевые уголки. В интернет магазинах можно приобрести уже готовые корпуса для солнечных батарей. А так же для изготовления корпуса солнечной панели выбирают по желанию прозрачное покрытие.

Комплект рамы со стеклом для солнечной батареи, примерная стоимость от 33 долларов

При выборе прозрачного материала можно опиратся на следущие характеристики материалов:

Если в качестве критерия выбора рассматривать показатель преломления солнечного света, то самый минимальный коэффициэнт у плексиглас, более дешевый вариант это обычное стекло, менее подходящий это поликарбонат. Но в продаже сейчас имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, что обеспечивает качественный уровень термозащиты.

Важно про изготовлении солнечных панелей выбирать прозрачные материалы которые не пропускают ИК-спектр, что снизит нагревание кремниевых элементов.

Схема поглощения УФ и ИК излучения различными стеклами. а) обычное стекло, б) стекло с ИК-поглощением, в) дуплекс с термопоглощающим и обычным стеклом.

Защитное силикатное стекло с оксидом железа обеспечивает максимальное поглощение ИК-спектра. ИК-спектр хорошо поглощает любое минеральное стекло, а так же минеральное стекло более устойчиво к повреждениям, но в тоже время является очень дорогим и недоступным.

Так же зачестую для солнечных панелей применяют специальные антибликовые сверхпрозрачные стекла, которые пропускают до 98% спектра.

Солнечная панель в корпусе из оргстекла

Монтаж корпуса солнечной батареи

В данном случае будет показано изготовление солнечной панели из 36 поликристаллических солнечных модулей размером 81х150мм. Отсюда вычисляем размеры будущей солнечной панели. Важно при расчете между модулями оставлять небольшое расстояние, которое может менятся при воздействии атмосферных воздействий, т.е. оставляйте между модулями примерно 3-5мм. В итоге получим размер заготовки 835х690мм при ширине уголка 35мм.




Самодельная солнечная батарея изготовленная вручную, сделанная с использованием алюминиевого профиля, очень похожа на солнечную панель фабричного изготовления. При этом обеспечивается высокая степень герметичности и прочности конструкции.
Для изготовления берем алюминиевый уголок, и выполняем заготовки рамки 835х690 мм. Чтобы можно было провести крепление метизов, в раме следует сделать отверстия.
На внутреннюю часть уголка дважды наносим силиконовый герметик.
Важно чтобы не было незаполненных мест. От качества нанесения герметика зависит герметичность и долговечность батареи.
Далее в раму кладется прозрачный лист из выбранного материала: поликарбоната, оргстекла, плексигласа, антибликового стекла. Важно силикону дать высохнуть на открытом воздухе, иначе испарения создадут пленку на элементах.
Стекло требуется тщательно прижать и зафиксировать.
Для надежного крепления защитного стекла используем метизы. Нужно закрепить 4 угла рамки и по периметру разместить два метиза с длинной стороны рамки и по одному метизу с короткой стороны.
Метизы фиксируются при помощи шурупов.
Каркас солнечной батареи готов. Важно перед креплением солнечных элементов, нужно очистить стекло от пыли.

Подбор и пайка солнечных элементов

В данное время в интернет магазинах представлен огромный ассортимент изделий для самостоятельного изготовления солнечных батарей.

Набор Solar Cells включает комплект из 36 поликристаллических кремниевых элементов, проводники для элементов и шины, диоды Шотке и карандаш с кислотой для паяния

Из-за того что солнечная батарея, сделанная своими руками, ориентировочно в 4 раза дешевле заводской готовой, собственное изготовление — это огромная экономия средств. В интернет магазинах можно приобрести солнечные модули, элементы с дефектами, при этом они не теряют своей функциональности, но придется пожертвовать внешним видом солнечной батареи.

Поврежденные фотоэлементы не теряют своей функциональности

Если вы впервые занимаетесь изготовлением солнечных батарей, то лучше приобретать наборы для изготовления солнечных панелей, в продаже имеются солнечные элементы с припаянными проводниками. Так как пайка контактов — это достаточно сложный процесс, сложность заключается в хрупкости солнечных элементов.

Если вы купили кремниевые элементы без проводников, то в первую очередь необходимо провести пайку контактов.



Так выглядит поликристаллический кремниевый элемент без проводников.
Проводники нарезаются с помощью картонной заготовки.
Необходимо аккуратно положить проводник на фотоэлемент.
На место припаивания нанести кислоту для паяния и припой. Проводник для удобства фиксируется с одной стороны тяжелым предметом.
В таком положении необходимо аккуратно припаять проводник к фотоэлементу. Во время пайки нельзя нажимать на кристалл, потому что он очень хрупкий.

Пайка элементов для солнечных панелей — это весьма кропотливая работа. Если с первого раза не удастся получить нормального соединения, то нужно повторить работу. По нормативам серебряное напыление на проводнике должно выдерживать 3 цикла пайки при допустимых тепловых режимах, на практике сталкиваешься с тем, что напыление разрушается. Разрушение серебряного напыления происходит из-за использования паяльников с нерегулируемой мощностью (65Вт), этого нужно избегать, можно уменьшить мощность паяльника таким образом — для этого нужно последовательно с паяльником включить патрон с лампочкой в 100 Вт. Помните, что номинальная мощность  паяльника  нерегулируемого слишком большая для пайки кремниевых контактов.

Если вам продавцы проводников будут говорить, что припой на соединителе имеется, но вы его лучше нанесите дополнительно. Во время пайки будьте аккуратны, при минимальном усилии солнечные элементы лопаются, а так же не нужно складывать солнечные элементы пачкой, от массы нижние элементы могут треснуть.

Сборка и пайка солнечной батареи
При первой ручной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм).

Разметочная подложка для элементов солнечной батареи

Основа выполняется из листа фанеры с маркированием уголков. После пайки на каждый элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

Монтажная лента, использованная для крепления, с обратной стороны солнечного элемента

При данном типе крепления сами элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры и это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции. Такой вид крепления больше подходит для опытных образцов, но вряд ли может гарантировать долгосрочную эксплуатацию в полевых условиях.

Последовательный план сборки батареи выглядит так:

Выкладываем элементы на стеклянную поверхность. Между элементами должно быть расстояние, что предполагает свободное изменение размеров без ущерба конструкции. Элементы нужно прижать грузами.

Пайку производим по приведенной ниже электросхеме. «Плюсовые» токоведущие дорожки размещены на лицевой стороне элементов, «минусовые» — на обратной стороне.
Перед пайкой нужно нанести флюс и припой, после аккуратно припаять серебряные контакты.

По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Контакты крайних элементов выводятся на шину, соответственно, на «плюс» и «минус». Для шины используется более широкий серебряный проводник, который имеется в наборе Solar Cells.
Рекомендуем также вывести «среднюю» точку, с ее помощью ставятся два дополнительных шунтирующих диода.

Клемма устанавливается также с внешней стороны рамы.

Так выглядит схема подключения элементов без выведенной средней точки.

Так выглядит клеммная планка с выведенной «средней» точкой. «Средняя» точка позволяет на каждую половину батареи поставить шунтирующий диод, который не даст батарее разряжаться при снижении освещения или затемнении одной половины.

На фото показан шунтирующий диод на «плюсовом» выходе, он противостоит разрядке аккумуляторов через батарею в ночное время и разрядке других батарей во время частичного затемнения.
Чаще в качестве шунтирующих диодов используют диоды Шотке. Они дают меньшую потерю на общей мощности электрической цепи.
В качестве токовыводящих проводов может быть использован акустический кабель в силиконовой изоляции. Для изоляции можно применить трубки из-под капельницы.
Все провода должны быть прочно зафиксированы силиконом.

Элементы могут быть соединены последовательно (см. фото), а не посредством общей шины, тогда 2-й и 4-й ряд необходимо повернуть на 1800 относительно 1-го ряда.

Основные проблемы сборки солнечной панели связаны с качеством пайки контактов, поэтому специалисты предлагают перед герметизацией панели ее протестировать.

Тестирование панели перед герметизацией, напряжение сети 14 вольт, пиковая мощность 65 Вт

Тестирование можно делать после пайки каждой группы элементов. Если вы обратите внимание на фотографии в мастер-классе, то часть стола под солнечными элементами вырезана. Это сделано намеренно, чтобы определить работоспособность электрической сети после пайки контактов.

Герметизация солнечной панели

Герметизация солнечных панелей при самостоятельном изготовлении — это самый спорный вопрос среди специалистов. С одной стороны, герметизация панелей необходима для повышения долговечности, она всегда применяется при промышленном изготовлении. Для герметизации зарубежные специалисты рекомендуют использовать эпоксидный компаунд «Sylgard 184», который дает прозрачную полимеризованную высокоэластичную поверхность. Стоимость «Sylgard 184»  составляет около 40 долларов.

Герметик с высокой степенью эластичности «Sylgard 184»

Но с другой стороны, если вы не хотите тратить дополнительные деньги, то вполне можно задействовать силиконовый герметик. Однако в этом случае не стоит полностью заливать элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции.  

Перед началом герметизации необходимо подготовить смесь «Sylgard 184».

Сначала заливаются места стыков элементов. Смесь должна схватиться, чтобы закрепить элементы на стекле.

После фиксации элементов делается сплошной полимеризирующий слой эластичного герметика, распределить его можно с помощью кисточки.

Так выглядит поверхность после нанесения герметика. Герметизирующий слой должен просохнуть. После полного высыхания можно закрыть солнечную батарею задней панелью.

Так выглядит лицевая сторона самодельной солнечной панели после герметизации.

Схема электроснабжения дома

Систему электроснабжения дома с использованием солнечных батарей принято называть фотоэлектрическими системами, т.е. системами, генерирующими энергию с использованием фотоэлектрического эффекта. Для собственных жилых домов рассмотрены три фотоэлектрические системы: автономная система энергообеспечения, гибридная батарейно-сетевая фотоэлектрическая система, безаккумуляторная фотоэлектрическая система, подключенная к центральной системе энергоснабжения.

Каждая из вышеперечисленных систем имеет свое предназначение и преимущества, но наиболее часто в жилых домах применяют фотоэлектрические системы с резервными аккумуляторными батареями и подключением к централизованной энергосети. Питание электросети осуществляется при помощи солнечных батарей, в темное время суток от аккумуляторов, а при их разрядке — от центральной энергосети. В труднодоступных районах, где нет центральной сети, в качестве резервного источника энергоснабжения используются генераторы на жидком топливе.

Более экономной альтернативой гибридной батарейно-сетевой системе электроснабжения будет безаккумуляторная солнечная система, подсоединенная к центральной сети энергоснабжения. Электроснабжение осуществляется от солнечных батарей, а в темное время суток сеть питается от центральной сети. Такая сеть более применима для учреждений, потому что в жилых домах большая часть энергии потребляется в вечернее время.

Схемы трех типов фотоэлектрических систем

Рассмотрим типичную установку батарейно-сетевой фотоэлектрической системы. В качестве генератора электроэнергии выступают солнечные панели, которые подсоединены через соединительную коробку. Далее в сети устанавливается контроллер солнечного заряда, чтобы избежать короткого замыкания при пиковой нагрузке. Электроэнергия накапливается в резервных батареях-аккумуляторах, а также подается через инвертор на потребители: освещение, бытовую технику, электроплиту и, возможно, используется для нагревания воды. Для установки системы отопления эффективнее применять гелиоколлекторы, которые относятся к альтернативной гелиотехнологии.

Гибридная батарейно-сетевая фотоэлектрическая система с переменным током

Существует два типа электросетей, которые используются в фотоэлектрических системах: на базе постоянного и переменного тока. Использование сети переменного тока позволяет размещать электропотребители на расстоянии, превышающем 10–15 м, а также обеспечивать условно-неограниченную нагрузку сети.

Для частного жилого дома обычно используют следующие комплектующие фотоэлектрической системы:
-суммарная мощность солнечных панелей должна составлять 1000 Вт, они обеспечат выработку около 5 кВт ч;
-аккумуляторы с общей емкостью в 800 А/ч при напряжении 12 В;
-инвертор должен иметь номинальную мощность 3кВт с пиковой нагрузкой до 6 кВт, входное напряжение 24–48 В;
-контроллер солнечного разряда 40–50 А при напряжении в 24 В;
-источник бесперебойного питания для обеспечения кратковременного заряда с током до 150 А.

Из этого следует, что для фотоэлектрической системы электроснабжения понадобится 15 панелей на 36 элементов, пример сборки которых описан выше. Каждая солнечная панель дает суммарную мощность в 65 Вт. Более мощными будут солнечные батареи на монокристаллах. Например, солнечная панель из 40 монокристаллов имеет пиковую мощность 160 Вт, однако такие панели чувствительны к пасмурной погоде и облачности. В этом случае солнечные панели на базе поликристаллических модулей оптимальны для использования.


Всего комментариев: 0


Как работает строительство солнечных панелей: DIY Solar

Время чтения: 3 минуты

Когда вы устанавливаете солнечные панели, ваш дом вырабатывает чистую электроэнергию с нулевым уровнем выбросов. Если вы любите делать все своими руками, вы можете построить свою собственную солнечную энергетическую систему. В некоторых случаях вы даже можете построить свои собственные солнечные панели, хотя количество, которое вы можете эффективно сделать самостоятельно, зависит от того, сколько вы хотите энергии.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году.

Узнайте, как сделать свои собственные солнечные панели.

Создание собственной солнечной панели - процесс трудоемкий и требует определенных навыков работы с электрикой.Однако это также может быть очень полезным - научиться создавать собственные фотоэлектрические панели - отличный способ понять, как генерируется солнечная электроэнергия.

Прежде чем вы сможете построить свои собственные солнечные панели, вам сначала нужно понять, как солнечные элементы вырабатывают электричество. Подавляющее большинство используемых сегодня солнечных панелей изготовлено из кристаллических кремниевых пластин, которые обычно имеют квадратные шесть дюймов. Когда солнце освещает эти пластины, электроны в них начинают двигаться. Этот поток электронов представляет собой электрический ток.

Одна полноразмерная солнечная панель, подобная той, что используется в солнечных энергетических системах на крыше, будет состоять из 60 кремниевых пластин. Вы также можете сделать панели меньшего размера, если у вас низкие потребности в электроэнергии. После того, как вы купили отдельные солнечные элементы (их можно приобрести в Интернете), основной процесс создания собственной солнечной панели выглядит следующим образом:

  1. Подготовьте основу для вашей панели. Многие производители солнечных батарей своими руками используют деревянную доску в качестве основы для своих солнечных батарей. Вам нужно будет просверлить отверстия в плате, чтобы через них проходили провода для каждой ячейки.
  2. Соедините ваши солнечные элементы вместе. Это требует некоторого опыта в электромонтажных работах. Используйте паяльник, чтобы прикрепить провод к солнечным элементам, а затем соедините каждый из элементов вместе.
  3. Прикрепите ячейки к подложке. Если возможно, прикрепите каждый фотоэлемент к основанию индивидуально. Это упрощает замену отдельной ячейки в случае ее повреждения или неправильной работы.

На данный момент у вас есть функциональная солнечная панель, которая может вырабатывать электричество, когда светит солнце.Однако солнечная панель сама по себе бесполезна. Если вы пытаетесь генерировать электричество для питания устройств в своем доме, вам необходимо соединить свою панель с инвертором, который будет преобразовывать энергию постоянного тока (DC) от солнца в мощность переменного тока (AC), используемую в большинстве современных электронных устройств.

Для автономной автономной системы вам также потребуется включить аккумуляторный блок и контроллер заряда в вашу солнечную установку DIY. Аккумуляторная батарея служит для хранения избыточной энергии, а контроллер заряда регулирует количество электричества, протекающего через аккумулятор.

Если вы хотите построить систему солнечных батарей, которая будет обеспечивать электроэнергией ваш дом, процесс значительно усложняется. Стандартная солнечная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, которая может питать ваш дом, будет иметь около 20 солнечных панелей, каждая из которых должна быть соединена вместе и установлена ​​на вашей крыше (или в незатененном месте на земле на вашем участке). Что наиболее важно, квалифицированный электрик должен подтвердить, что ваша система построена правильно, прежде чем ваша коммунальная сеть позволит вам подключить ваши панели к электросети.

Создайте свою собственную систему солнечных батарей или работайте с установщиком

Независимо от того, для чего вы хотите установить солнечную батарею, вы сами создаете свою собственную систему солнечных панелей с комплектом солнечных батарей или работаете с опытным установщиком солнечных батарей.

Для небольших автономных установок вы можете сделать это своими руками.

Солнечные панели портативны и удобны для различных автономных применений. Вам даже не нужно строить собственные солнечные панели, если вы этого не хотите - в продаже есть недорогие комплекты солнечных панелей, которые включают в себя все компоненты, которые вам понадобятся для солнечной установки своими руками.Создание собственной системы солнечных панелей - хороший вариант, если вы хотите построить небольшую автономную систему для питания каюты, дома на колесах, лодки или крошечного дома.

Для всей системы солнечных панелей дома, работа с установщиком солнечной энергии

Когда дело доходит до установки полномасштабной системы солнечной энергии на вашем участке, работа с установщиком солнечных батарей со значительным опытом может сэкономить ваше время и деньги. долгий пробег. Некоторые из ведущих компаний, работающих в сфере солнечной энергетики, устанавливают системы солнечной энергии на протяжении десятилетий - опыт, который невозможно воспроизвести никакими онлайн-исследованиями или руководствами по ремонту.Ваш установщик солнечной энергии также может помочь вам найти финансовые стимулы, доступные в вашем районе, и заполнить разрешения и заявки, необходимые для запуска и запуска вашей солнечной энергетической системы.

Чтобы получить представление о том, сколько вы можете сэкономить, установив систему солнечных панелей для своего дома, просмотрите мгновенную оценку солнечной энергии с помощью солнечного калькулятора EnergySage. Если вы спорите между созданием собственной солнечной энергосистемы и работой с установщиком, получите несколько предложений от местных солнечных компаний, чтобы узнать, сколько это будет стоить.Вы можете легко сравнить варианты, предлагаемые квалифицированными установщиками в вашем регионе, бесплатно, присоединившись к EnergySage Solar Marketplace.

Этот пост изначально был опубликован в «Новостях Матери-Земли».

low cvr content

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Как построить солнечную панель с нуля

Коммерческие солнечные панели по-прежнему довольно дороги, но в этом нет необходимости. Солнечные элементы доступны от ряда поставщиков по всему миру и могут быть легко собраны в вашу собственную солнечную панель, изготовленную по индивидуальному заказу.

Напряжение ячеек

Хорошая вещь в создании собственной солнечной панели заключается в том, что вы можете сделать ее в соответствии со своими потребностями. Солнечные элементы обычно доступны с напряжением 0,5 В и различными выходными мощностями. Их можно соединить последовательно, чтобы получить любое необходимое выходное напряжение, кратное 0,5 В. Если вы хотите зарядить батарею глубокого разряда 12 В для автономной работы, вам понадобится панель 18 В, которая будет состоять из 36 последовательно соединенных ячеек (36 x 0,5 В = выход 18 В). Вам нужно 18V, чтобы даже когда панель не находилась под солнечным светом, она могла заряжать аккумулятор.

Чтобы уменьшить количество необходимых элементов, вы можете попробовать разделить солнечные элементы, чтобы получить более высокое напряжение от каждой ячейки.

Солнечные батареи 0,5 В

Выходная мощность солнечной панели

Второе соображение - это требуемая выходная мощность. Чтобы рассчитать, сколько солнечных элементов вам нужно, разделите общую мощность, которая вам нужна, на мощность каждой ячейки. Например, если вам нужна панель мощностью 200 Вт и вы используете ячейки 4 Вт, тогда вам потребуется 200 Вт / 4 Вт = 50 ячеек. Важно отметить, что выходная мощность не зависит от того, подключены ли элементы последовательно или параллельно.Вы можете прочитать эту статью о том, как правильно подобрать солнечную панель для вашего дома, чтобы оценить энергопотребление вашего дома. Также доступна электронная таблица, которая поможет вам в расчетах энергопотребления в домохозяйстве.

Каркас солнечной панели

Наконец, вам понадобится каркас для солнечных батарей. Солнечные элементы чрезвычайно хрупкие и нуждаются в защите, как правило, листом плексигласа или стеклом. Кроме того, вам необходимо защитить заднюю часть ячеек, хотя этот лист не обязательно должен быть прозрачным и может быть сделан из дерева, фанеры, стекла или пластика.Вам также понадобится сделать каркас, который прикреплен к основе для крепления панели.

Как собрать панель

В этом руководстве мы создадим небольшую панель мощностью 36 Вт, хотя методология создания более крупных панелей мощностью 200 или 300 Вт такая же.

Что вам понадобится для одной панели

  • 9 солнечных элементов (0,5 В 4 Вт) - Купить здесь
  • 2 листа 3 мм безопасного / небьющегося стекла 0,5 м x 0,6 м (20 ″ x 24 ″) - Купить здесь
  • Силиконовый герметик
  • - Купить здесь
  • Solar Bus Wire - Купить здесь
  • Трос для солнечных батарей - Купить здесь
  • Flux Pen / Solar Pen - Купить здесь
  • Паяльник
  • - Купить здесь - Купить здесь

Как построить панель

Сначала вам нужно начать с планирования компоновки панели.Обычно это делается в соответствии с пространством, которое у вас есть для панели, вы можете быть ограничены длиной или шириной панели, и вы можете настроить другие размеры в соответствии с вашими требованиями. Для 9 солнечных элементов использовался лист стекла 0,5 x 6 м (20 ″ x 24 ″), и элементы были расположены, как показано ниже:

Следующий шаг и, возможно, самый трудоемкий шаг в создании вашей панели - это установка ваших солнечных батарей. Вы можете купить элементы с вкладками, и это рекомендуется, если вы не знакомы с использованием паяльника, хотя большинство поставщиков солнечных элементов предоставят вам элементы без вкладок.Это несложно, если у вас есть правильная техника, но вам может потребоваться сначала попрактиковаться на одной или двух ячейках, так как соединительную проволоку нелегко удалить.

Обрежьте провод для язычков немного (1 см / 1/2 дюйма) по длине одной ячейки для концевых выступов и удвойте длину каждой ячейки для соединительных выступов. Теперь начните припаивать провод к солнечному элементу. Сначала проведите фломастером линию по длине серебряных линий табуляции. Выровняйте провод для выступов по линиям выступов, а затем пропустите горячий паяльник по длине выступа.Не оставляйте паяльник на одном участке слишком долго, так как он перегреется и повредит элемент. Нет необходимости добавлять припой к проводу, так как проводник поставляется предварительно припаянным.

Вот видео-инструкция по припаивке вкладок к солнечным элементам:

После того, как вы разместили все ячейки вкладками, вам нужно соединить их вместе. Передняя часть каждой ячейки отрицательна, а задняя часть ячейки - положительна. Их необходимо соединить последовательно, как батареи, чтобы сформировать цепочку ячеек задом наперед.Припаяйте соединительные провода от задней части одной ячейки к передней части соседней ячейки, пока вы не закончите каждую линию. Затем вы используете провод шины для соединения линий. Конечный план должен выглядеть как на схеме ниже:

Помните при соединении линий, что они тоже должны быть соединены положительным полюсом с отрицательным, поэтому соседние линии должны проходить в противоположных направлениях.

Когда вы закончите соединять ваши линии, у вас должна быть одна положительная шина и одна отрицательная шина, которые будут выходами вашей солнечной панели.Они могут быть подключены к специальной коробке для солнечных панелей или припаяны непосредственно к проводам для небольших панелей.

После того, как провода вашей шины будут готовы, вы можете добавить защитное стекло или покрытие из плексигласа на солнечные элементы. Нанесите непрерывную полоску силикона по периметру подложки, а затем осторожно опустите стекло на подложку поверх ячеек. Силикон должен образовывать сплошное уплотнение по краям панели, и теперь ячейки будут защищены.

Скрепите вместе стекло и заднюю панель (в данном случае задняя панель также представляет собой стеклянный лист) и дайте силикону затвердеть в течение ночи.

Установите клеммную коробку на опорную плату и припаяйте клеммы исходящей шины к клеммной колодке. Коробку можно закрепить винтами на деревянной подложке или прикрепить силиконовой изоляцией, если используется стеклянная подложка.

Наконец, прикрепите любой монтажный кронштейн к задней панели, и ваша солнечная панель готова.

Подключите его к солнечному контроллеру заряда для зарядки аккумуляторов или подключите его напрямую к нагрузке постоянного тока.Если вы запитываете нагрузку переменного тока, вам необходимо подключить силовой инвертор. Прочтите это руководство по выбору силового инвертора.

Прочтите наше полное руководство по переходу на солнечную энергию для получения дополнительной информации о проектировании системы солнечной энергии.

Как построить свою собственную систему солнечных батарей

Солнечные панели - отличный вариант для производства возобновляемой энергии, и вы даже можете построить их самостоятельно. Построение собственной солнечной системы для использования солнечной энергии - серьезное мероприятие, но для многих домашних мастеров или всех, кто интересуется инженерным делом, это может быть забавный и полезный проект.

Самостоятельное построение всей системы потребует большого количества исследований и планирования, включая поиск нужных материалов и получение надлежащего разрешения от вашего города.

Это имеет смысл, если вы хотите построить панель для небольшого проекта, например, в качестве резервного источника питания для дома на колесах. Мы не рекомендуем строить собственную систему солнечных панелей для использования в доме, слишком много ошибок, которые могут произойти и привести к небезопасным панелям.

Мы расскажем, что вам нужно знать, рассмотрим плюсы и минусы самодельных панелей и объясним, почему работа с профессиональным установщиком может быть более безопасным выбором.

Можно ли построить собственные солнечные батареи?

Да, можно построить свою собственную солнечную систему - и даже солнечные батареи - с нуля. Хотя это может быть рискованно, поскольку неправильная сборка приведет к поломкам и отказу системы.

Панели солнечных батарей изготавливаются путем спайки солнечных элементов в цепочки, соединения этих цепочек вместе и подключения их к распределительной коробке. После соединения компоненты необходимо герметизировать, чтобы активные части солнечной панели были водонепроницаемыми.Затем передняя часть закрывается прозрачным водонепроницаемым продуктом для защиты. Затем силикон используется для уплотнения панели по краям, чтобы влага не попадала внутрь.

Изготовить одиночную солнечную панель технически несложно, это в основном пайка проводов и солнечных элементов.

Самая большая проблема - найти качественный материал для изготовления панелей . Обычно материалы закупаются на разовой основе у множества различных дистрибьюторов, поэтому качество трудно отследить.Строительство солнечных панелей из некачественного оборудования может привести к повреждению панелей или риску возгорания из-за неправильного изготовления.

Если вы хотите построить свои собственные панели, мы рекомендуем строить их в меньшем масштабе для таких вещей, как подведение электричества к вашему сараю, а не ко всему дому. Небольшие проекты позволят снизить энергопотребление, что сделает самостоятельную установку управляемой и с меньшей вероятностью сломается.

Для человека, практически не имеющего опыта работы с солнечным оборудованием, может быть опасно построить и установить систему, достаточно большую, чтобы обеспечить электроэнергией ваш дом.

Как построить систему солнечных батарей?

Вы можете выполнить пошаговую процедуру, описанную ниже.

Обратите внимание, прежде чем закупить оборудование, важно помнить, что солнечные элементы, предлагаемые на веб-сайтах, обычно составляют секунды, которые не прошли контроль качества. Они могут иметь сколы, дефекты или другие повреждения, что определенно не идеально.

Как построить систему солнечных батарей
Шаг 1 Разработайте и определите размер вашей системы
Шаг 2 Закупка комплектующих для солнечных батарей
Шаг 3 Купить инверторы и стеллажи
Шаг 4 Установить стеллаж
Шаг 5 Подключение солнечных батарей к стеллажу
Шаг 6 Установить солнечный инвертор

1.Спроектируйте и определите размер вашей системы в соответствии с вашими потребностями в энергии

Чтобы определить, сколько солнечных панелей вам понадобится, вам необходимо знать, сколько энергии вы планируете использовать в среднем в месяц и сколько солнечного света вы можете ожидать в течение года. Как только вы это узнаете, вы сможете выбрать, какая марка и модель солнечной панели вам подойдет.

Узнать больше : Сколько солнечных панелей мне нужно?

Если вы строите панели для небольшого проекта или устройства, вам понадобится меньше панелей.Просто определите, сколько кВтч потребуется прибору, а затем выясните, сколько панелей оттуда построить.

2. Приобретите компоненты, из которых состоит солнечная панель.

Вам понадобится:

  • Солнечные элементы
  • Предварительно припаянная проводка
  • Непроводящий материал (дерево, стекло или пластик)
  • Оргстекло
Солнечные элементы

Источник изображения: Energy.gov

Солнечные элементы - это то, что преобразует солнечную энергию в электричество, каждая солнечная панель состоит примерно из 36 солнечных элементов.

Предварительно припаянная проводка

Источник изображения: Amazon.com

Покупка предварительно припаянной проводки с выступами избавит вас от некоторых этапов процесса, но вам все равно понадобится паяльник, чтобы припаять проводку к задней части солнечных элементов и правильно натянуть провод для подключения солнечных элементов.

Непроводящий материал для крепления ячеек, например дерево, стекло или пластик

Для самодельных солнечных панелей дерево обычно лучше всего подходит в качестве основы, потому что в нем легко просверлить отверстия для проводки.Подключив солнечные элементы вместе, вы можете приклеить их к деревянной основе, а затем прикрепить все провода и спаять каждый солнечный элемент вместе.

После подключения вы подключаете эти провода к контроллеру заряда, который регулирует напряжение энергии. Из дерева также можно построить коробку для защиты солнечных элементов, а затем положить сверху оргстекло для защиты от влаги.

Уплотнить солнечную панель оргстеклом

После того, как ваши солнечные элементы подключены и приклеены к деревянной основе, вам необходимо закрыть их оргстеклом для защиты от тепла, мусора и влаги.

3. Приобретите дополнительное солнечное оборудование, такое как инверторы и стеллажи

Если вы не доверяете себе создавать солнечные панели с нуля, вы можете приобрести комплект солнечных панелей, который будет поставляться с более конкретными инструкциями (и обычно стеллажами), которые помогут защитить ваши панели. На самом деле покупка солнечного комплекта может быть более полезной, поскольку он уже включает в себя стеллажи.

Стеллажи - дело сложное, вам нужно будет определить, какое стеллажное оборудование подходит для вашего конкретного типа крыши или наземного крепления.Вариантов зажимного и монтажного оборудования доступно почти подавляющее количество, если посмотреть на сайты оптовых дистрибьюторов.

4. Установите стеллаж для солнечных батарей

При покупке стеллажа выбор варианта покупки зависит от того, где будут размещаться ваши панели. Например, будут ли они установлены на земле или на вашем доме на колесах? Это определит тип стеллажа, который вам нужно купить. После того, как вы выберете стеллажи, вам нужно наметить, где вы будете просверливать отверстия, чтобы прикрепить стеллажи к вашей конструкции.

5. Подключите солнечные батареи к стеллажному оборудованию

Чтобы прикрепить солнечные панели к стеллажному оборудованию, вам потребуются зажимы или соединители, предназначенные для стеллажа, который вы выберете. Покупка их вместе и у одного и того же дистрибьютора - хороший способ убедиться, что они созданы друг для друга. Комплекты солнечных панелей обычно поставляются со стеллажом, но если вы покупаете все отдельно, убедитесь, что вы провели исследование, чтобы построить полностью функционирующую систему солнечной энергии.

6. Установите соответствующий солнечный инвертор

Установка солнечного инвертора требует опыта, потому что его нужно будет подключить к электросети.Для этого мы рекомендуем воспользоваться помощью профессионального установщика, так как они сделают это безопасно и эффективно с соответствующими разрешениями.

Запросите расценки у лучших специалистов по установке солнечных батарей в вашем районе

Достаточно ли у вас опыта, чтобы создавать собственные солнечные батареи?

Солнечные панели относительно просты в сборке, но для того, чтобы они оставались работоспособными в течение длительного периода времени, их нужно строить с особой точностью. Солнечные панели должны сохранять свою целостность в суровых погодных условиях и от постоянного воздействия тепла и солнечного света.

Самодельные солнечные панели - это самая большая проблема безопасности. . Влага может попасть внутрь и испортить их, а неправильно построенные панели могут загореться от солнечного тепла. Освоение пайки и электромонтажа - задача, для решения которой обычно требуются знания квалифицированного электрика или инженера.

Построение системы требует готовности исследовать, делать ошибки и приобретать навыки электромонтажа и методов пайки.Так что, если вы опытный инженер или электрик, это может быть немного легче освоить, но это определенно не стоит быстрых выходных для самостоятельной работы.

Как построить собственную систему солнечных батарей с помощью комплекта?

Хотя создание солнечных панелей с нуля, а затем модернизация всей солнечной системы - это возможность , большинство людей обычно хотят построить солнечную систему из готового оборудования, а затем , а затем установить систему.

Основное преимущество покупки упакованного солнечного комплекта, например, у Grape Solar, по сравнению с покупкой всего материала по отдельности, заключается в том, что оборудование в комплекте гарантированно будет работать вместе.Это не обязательно так, если вы покупаете каждый товар отдельно. Например, некоторые солнечные панели и инверторы могут работать друг с другом только в рамках определенных электрических характеристик.

В комплекты солнечных панелей входит большинство деталей, которые вам понадобятся для завершения вашего небольшого солнечного проекта. Источник изображения: Amazon

Если вы не настроены построить систему с нуля, комплект солнечных батарей - лучший вариант, он будет менее дорогим и запутанным.

Каковы плюсы и минусы солнечных панелей и солнечных систем своими руками?

У большинства проектов DIY есть свои плюсы и минусы, но поскольку солнечные системы поставляют электричество в ваш дом, очень важно правильно изготовить панели. Это разница между экономией нескольких тысяч долларов и наличием солнечных батарей, которые, как вы знаете, будут безопасными.

Как видите, минусы значительно перевешивают плюсы.

Плюсы и минусы построения собственной солнечной системы
Плюсы Минусы
Имеются планы и инструкции Может вызвать пожар
Может быть отличным опытом Материалы могут быть некачественные или продаваться б / у
Самодельные системы часто нарушают электрические нормы
Не имеет права на скидки или налоговые льготы
Гарантия недействительна

Плюсы

  • Планы и инструкции доступны в Интернете практически бесплатно.Выполнение шагов по созданию панели, безусловно, возможно, но это большой проект, за который нужно взяться.
  • Производство собственных солнечных панелей для небольших автономных проектов может стать отличным опытом. Если у вас инженерное мышление и вам интересно, как работают солнечные батареи, это может быть забавным испытанием для вас.

Минусы

  • Самодельные солнечные панели, неправильно настроенные, могут стать причиной пожара из-за сильного перегрева в жаркие солнечные дни.
  • Если вы решите покупать подержанные на таких сайтах, как eBay, вы, скорее всего, приобретете заводские секундомеры, забракованные или поврежденные солнечные элементы. Покупка любого из этих материалов обязательно приведет к сбою системы.
  • Самодельные системы часто нарушают электротехнические нормы и правила, что приводит к проблемам с получением разрешений. Легче полагаться на компанию, занимающуюся солнечной энергетикой, в решении электрических кодов.
  • Самодельные панели не имеют права на льготы, такие как федеральный налоговый кредит или скидки, которые помогают снизить стоимость домашних солнечных систем.
  • Гарантии на любые детали будут аннулированы, гарантия на модель обычно распространяется только в том случае, если она установлена ​​профессионалом.
  • У сэкономленной суммы может быть короткий срок хранения. Если ваши панели сломаются, вы будете на крючке за эту цену. Не говоря уже о том, что самодельные панели не прослужат так долго, как профессионально сделанные.

Сколько стоит создание собственной системы солнечных батарей или комплектов солнечных батарей?

Комплекты солнечных панелей

различаются по цене, система мощностью 6 кВт может стоить от 7000 до 15000 долларов без учета федеральной налоговой скидки в размере 26%.Однако это не включает затраты на разрешение или установку, которые включены, если вы работаете с профессионалом.

По состоянию на апрель 2021 года средняя стоимость системы мощностью 6 кВт составляет около 17 100 долларов США до вычета налогов; после чего система заработает 12 654 доллара. Эта относительно более высокая стоимость того стоит, потому что она поставляется с системой, которой можно доверять в течение 25 лет.

Что касается создания солнечных панелей с нуля, затраты на солнечные элементы, проводку, инверторы, разрешения и т. Д. Действительно различаются, и в сумме они могут быть меньше, чем стоимость работы с профессионалом.Но эти панели могут не работать, и у вас не будет поддержки производителя или гарантий, на которые можно положиться, если ваша система перестанет работать или у вас возникнут вопросы.

Какие еще преимущества профессиональных установок?

Стоимость установки солнечной системы может быть пугающей, однако существует множество вариантов финансирования, таких как солнечные ссуды, а также стимулы для домовладельцев, которые могут резко снизить цену.

Хотя затраты на установку солнечной системы высоки, установщики имеют многолетний практический опыт - то, что невозможно повторить ни одним исследованием или инструкциями.

Ознакомьтесь с нашим списком 100 лучших установщиков в США

В конце 2020 года федеральная налоговая льгота была продлена, так что вы можете получить налоговую скидку в размере 26% на свою солнечную систему до 2023 года. Повторяю, вы не будете иметь права на получение этой льготы, если сами построите и установите панели .

Самодельные солнечные панели и солнечные системы возможны, но лучше оставить их для научных проектов или небольшого использования. Профессиональные установки могут не доставить вам удовольствия от завершения проекта, но они могут дать вам душевное спокойствие.

Узнайте, сколько будет стоить установка солнечных батарей на вашей конкретной крыше

Основные выводы

  • Создание солнечных панелей с нуля требует преданности делу и точности, они лучше всего подходят для небольших проектов.
  • Комплекты
  • солнечных панелей включают в себя все необходимые компоненты, что упрощает проект.
  • Если вы строите свою собственную солнечную систему, вы не получаете денежных стимулов, гарантий или поддержки от производителей.
  • Работа с профессиональными установщиками гарантирует безопасность, надежность и гарантию на панели в течение 25 лет.

Плюсы, минусы и 6-ступенчатое руководство по экономии затрат

Есть много причин, по которым люди выбирают солнечную энергию. Некоторые хотят перейти на чистую и возобновляемую энергию. Другим нравится идея уменьшить свою зависимость от электросети.

Но главная причина перехода на солнечную энергию - это экономия денег. Опрос Pew о солнечной энергии показал, что 96% людей, которые установили или будут устанавливать солнечную батарею, делают это, чтобы сэкономить деньги на счетах за электричество - больше, чем какая-либо другая причина.

Теперь вполне возможно увидеть большую экономию, используя профессиональную солнечную компанию - в конце концов, это путь, которым большинство людей выбирают солнечную энергию. Но если вы хотите максимально снизить свои первоначальные затраты, вы можете подумать об установке своими руками (DIY).В конце концов, дешевле делать что-то самому, чем нанимать кого-то другого, который сделает это за вас!

Так каковы плюсы и минусы солнечной установки своими руками? И как его завершить?

Я отвечу на эти вопросы, рассмотрев все основные преимущества и недостатки самостоятельной установки солнечных панелей, а затем разделю процесс проектирования и установки на шесть простых шагов.

Узнайте о своей экономии, получив индивидуальную смету для вашего дома

Каковы плюсы и минусы солнечных батарей своими руками?

Хотя это дешевле, чем использование солнечной энергии в профессиональной солнечной компании, солнечная энергия «сделай сам» по-прежнему является большим и дорогостоящим обязательством.Вы захотите выяснить, подходит ли вам установка солнечных батарей своими руками. , прежде чем , вы слишком много вкладываете в процесс!

Чтобы помочь вам решить, стоит ли вам делать солнечную батарею своими руками, вот список возможных плюсов и минусов:

Таблица: Плюсы и минусы солнечных панелей своими руками
Плюсы Минусы
Экономия средств Много времени и усилий
Удовлетворение своими руками Риск повреждения крыши и утечки
Физическая опасность
Невозможность требовать льготы
Отсутствие поддержки в связи с неисправностями или претензиями по гарантии

Pro: экономия средств

Установка солнечных батарей своими руками может сэкономить домовладельцам тысячи долларов на первоначальных затратах на установку.

Средняя стоимость установки солнечных панелей профессиональной солнечной компанией составляет около 2,85 долларов США за ватт по состоянию на май 2021 года. Для типичной системы солнечных панелей мощностью 5 кВт (5000 Вт) это составляет 14000 долларов США.

С другой стороны, комплект солнечных панелей DIY мощностью 5 кВт стоит от 1,00 до 1,50 доллара за ватт. Предполагая, что вы выполняете всю работу самостоятельно (то есть без подрядчиков для выполнения какой-либо из задач), общая стоимость солнечного проекта DIY мощностью 5 кВт составляет от 5000 до 7500 долларов.

Это дает потенциальную экономию в размере 6500–9000 долларов при выборе DIY вместо профессиональной солнечной установки.

Цифры выше являются средними. Существует множество переменных, которые могут изменить эти числа за вас, например, размер системы и то, имеете ли вы право на получение налоговой льготы за солнечную энергию (26% затрат на солнечную энергетику в 2021 году).

Pro: удовлетворение своими руками

Если вы любите брать на себя большие и сложные проекты своими руками, то солнечная установка может быть именно тем, что вам нужно.

Вам придется использовать множество различных навыков, таких как умение согласовывать муниципальные процессы, финансовое планирование, владение электроинструментами, электромонтажные работы и даже налоговый учет.

Установка солнечных батарей состоит из множества этапов - исследование, планирование, покупка, получение разрешений, установка, электромонтаж и мониторинг.

Это проект, который займет у вас какое-то время, и если вам удастся завершить его самостоятельно, вы обязательно почувствуете гордость за свои достижения.

Давайте теперь посмотрим на минусы.

Падения представляют собой реальную опасность при установке солнечных панелей своими руками. Источник изображения: Twitter

Против: много времени и усилий

Самостоятельная установка солнечной батареи может быть полезным, но только в том случае, если вы активно ищете серьезную задачу для самостоятельного изготовления.

Если, однако, ваш прошлый опыт работы с проектами «сделай сам» ограничивается сборкой скандинавской плоской мебели, возможно, вам стоит избегать использования солнечной энергии. Это не только требует большого планирования и организационных навыков, но и требует очень много времени: от концепции до ввода в эксплуатацию солнечная установка DIY обычно занимает от одного до четырех месяцев .

Con: Риск повреждения крыши или утечки

Это, пожалуй, самый большой финансовый риск, когда речь идет о солнечной установке своими руками.

Если у вас нет плоской крыши, ваша солнечная установка потребует просверливания большого количества отверстий в крыше. Сверление в неправильном месте на крыше может привести к повреждению конструкции, а неправильное уплотнение и гидроизоляция могут вызвать протечку крыши и / или проблемы с плесенью.

Еще один фактор, о котором следует помнить, заключается в том, что установка солнечных батарей своими руками может аннулировать гарантию на вашу крышу, поэтому вам придется оплачивать любой ремонт, который может потребоваться.

Con: Физическая опасность

Высота и высокое напряжение электричества - два основных риска, которым подвергаются домашние мастера во время установки солнечных батарей.

И физические риски не ограничиваются только установкой. Если в течение 25-летнего срока службы панелей возникнут какие-либо проблемы, вам придется вернуться на крышу, чтобы устранить проблему.

Хуже всего, если вы неправильно подключите проводку, ваша система на крыше может загореться!

Con: Отсутствие поддержки в связи с неисправностями или претензиями по гарантии

Если возникнет неисправность оборудования, вы остаетесь наедине с собой.

Конечно, вы все равно можете связаться с производителем напрямую, но может быть сложно доказать претензию по гарантии.Более того, если вы произведете неправильную установку, вы действительно можете аннулировать гарантию.

Con: Невозможность требовать некоторых льгот

Многие штаты предлагают льготы и скидки, которые резко снижают стоимость использования солнечной энергии.

Некоторые льготы, однако, доступны только тогда, когда установка завершена сертифицированной солнечной компанией. Обязательно проверьте, какие льготы и скидки доступны там, где вы живете.

Руководство по установке: 6 шагов для солнечных панелей своими руками

Давайте теперь погрузимся в 6 шагов, необходимых для того, чтобы ваш проект DIY-панели солнечных батарей был от замысла до завершения.

1. Сделайте план своими руками и спроектируйте свою систему

Это самый сложный шаг во всем процессе самостоятельной работы, особенно если у вас нет опыта работы с энергетическими системами.

A. Определите свои цели

Что вы хотите от своей системы? Финансовая экономия? Резервное питание? Независимость от сети?

Цель, к которой вы стремитесь, определит наиболее подходящий для вас тип системы, степень сложности установки и стоимость проекта.

B. Выберите правильный тип солнечной системы

Следующее решение - выбрать правильный тип солнечной энергосистемы, соответствующий вашей цели.

Все типы систем имеют много общих черт: все они включают солнечные панели, инверторы, крепления и проводку.

Однако есть некоторые важные отличия, которые могут повлиять на стоимость и сложность проекта. Вот краткое описание каждого из них.

  • Система солнечных панелей с привязкой к сетке : Этот вид солнечной установки, в которой сетка используется в качестве батареи посредством чистого измерения.Сетевые солнечные системы требуют меньше оборудования, чем другие типы систем, и, следовательно, имеют самые низкие начальные затраты. Недостатком этих систем является отсутствие резервного питания.
  • Гибридная система солнечных панелей : Гибридная система включает в себя решение для хранения аккумуляторов при сохранении подключения к сети. Гибридные системы дороже, чем привязанные к сети, но они предлагают дополнительные функции, такие как резервное питание во время сбоя сети и арбитраж времени использования.
  • Автономная солнечная система : Автономные солнечные системы работают независимо от сети.Поскольку нет сети, к которой можно было бы прибегать, солнечной системе требуется много панелей и большой аккумулятор для удовлетворения потребностей дома в электроэнергии 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году - даже зимой и / или в длительную пасмурную погоду. Это самый дорогой тип системы.
C. Ознакомьтесь с правилами и положениями, касающимися солнечной энергии

Существует множество правил, регулирующих солнечные установки. Они могут сильно различаться в разных штатах и ​​даже в разных юрисдикциях.

Имейте в виду, что в некоторых штатах солнечная система не разрешается подключать к сети, если установка не была выполнена лицензированным подрядчиком.Если это тот случай, когда вы живете, вы не сможете установить самодельную электрическую или гибридную солнечную систему.

Если дом разрешен в месте вашего проживания, то вам, вероятно, потребуется разрешение на строительство и разрешение на коммунальные услуги, прежде чем вы начнете установку. Обычно это включает в себя осмотр на месте инженером-строителем или лицензированным электриком.

Позже, когда установка будет завершена, вам нужно будет пройти еще один раунд проверок, прежде чем ваша система будет активирована и подключена к сети.

D. Проектирование системы

Это одна из самых сложных частей процесса изготовления солнечных панелей своими руками. Вы хотите, чтобы ваша система учитывала все следующие факторы:

  • Ваши потребности в энергии
  • Климат и количество солнечных часов в месяц
  • Ориентация солнечной панели
  • Уголок для солнечной панели
  • Естественное падение КПД
  • Конверсионные потери
  • Оттенок
  • Расширяемость
  • Размер аккумулятора и зарядка (для гибридных и автономных систем)

Наш калькулятор солнечных батарей учитывает все эти факторы, чтобы показать вам общую производительность системы за каждый месяц года.Он также рекомендует размер системы для вашего конкретного дома и даже показывает, какую часть крыши вы должны использовать для максимального воздействия солнечного света. Попробуйте, введя свой почтовый индекс ниже.

Рассчитайте размер системы, необходимый для компенсации 100% потребления электроэнергии

Если вы добавляете батареи для гибридной или автономной системы, вам необходимо правильно подобрать размер батареи.

Вам также потребуется составить электрическую схему. Они являются обязательной частью ваших заявок на получение разрешения и будут служить в качестве образца при физической установке панелей.

E. Сделайте математику

Теперь, когда у вас готов проект системы, пришло время работать с цифрами, то есть вашими оценочными затратами и экономией за 25-летний срок службы панелей.

Определите свои затраты с помощью онлайн-поиска солнечного оборудования. Самый простой способ сделать это - узнать цену на полный комплект для самостоятельной сборки солнечных батарей, который соответствует вашему желаемому размеру системы.

Затем вы хотите подсчитать экономию на счетах за коммунальные услуги. Первым шагом является расчет годовой производительности вашей системы (см. Цифры по местоположению здесь).Умножьте это на стоимость электричества в том месте, где вы живете, и вы получите показатель избежания затрат на коммунальные услуги.

Имея на руках данные о стоимости и экономии, вы можете рассчитать рентабельность своего проекта по созданию солнечных панелей своими руками.

Вот простая формула: предотвращенные расходы на коммунальные услуги (т. Е. Экономия на счетах за электроэнергию) - стоимость солнечного оборудования = ваша общая финансовая экономия.

Теперь вы можете решить, стоит ли самостоятельный солнечный проект с финансовой точки зрения .

2.Начать процесс выдачи разрешений

Вы готовы испачкать руки и установить солнечные батареи! Но подождите - помните те надоедливые правила и нормы, которые мы упоминали в Шаге 1? Нам нужно будет просмотреть их, прежде чем мы начнем какую-либо работу.

Начните с перечисления всех разрешительных процессов, требуемых государством, вашим коммунальным предприятием и вашим органом юрисдикции (AHJ). Вам, вероятно, нужно будет подать заявление на получение разрешения на строительство и коммунальные услуги, прежде чем начинать какие-либо работы. Это часто будет включать осмотр либо электриком, либо инженером-строителем, либо обоими.

Обязательно соблюдайте все требования, чтобы ваша установка соответствовала нормам и законам.

3. Выберите поставщика и купите оборудование.

Вот краткий список всего оборудования, которое вам понадобится для установки солнечных батарей:

  • Солнечные батареи
  • Солнечный инвертор
  • Монтажно-стеллажное оборудование
  • Электромонтажные работы и общие электрические материалы
  • Аккумуляторная система (для гибридных и автономных систем)
  • Контроллер заряда (требуется для некоторых аккумуляторных систем)

Проще всего найти полный комплект солнечных батарей своими руками, который включает в себя все необходимое оборудование.В противном случае вам предстоит сложная задача составить короткий список отдельных компонентов, а затем выяснить, какие части могут работать вместе.

Когда вы сравниваете наборы, мы рекомендуем вам проверять обзоры продуктов на SolarReviews, чтобы убедиться, что вы покупаете товары у известных брендов.

Что касается поставщика, выберите того, который предлагает длительную гарантию и отличную послепродажную поддержку. Фактически, я бы отдал приоритет обоим этим факторам, а не цене - вы будете много общаться с поставщиком для технической поддержки, а также, возможно, для гарантийной поддержки.

Подробнее : Сравните и купите лучшие комплекты солнечных батарей

4. Установите систему солнечных батарей

На этом этапе вы должны были успешно подать заявку на получение всех необходимых разрешений и согласований и принять поставку вашего солнечного оборудования. Пришло время установить панели!

Фактические особенности установки будут зависеть от того, какой тип системы и оборудование вы выбрали.

Процесс, который я описываю ниже, предназначен для сетевой системы, в которой используются микроинверторы для преобразования энергии постоянного (DC) в переменный (AC).

Задача 1: Установить стеллажи и монтаж для солнечных панелей

Используйте меловую линию, чтобы измерить и разметить, где именно на вашей крыше будет установлена ​​стеллажная система.

Затем поищите твердые части крыши, в которых можно просверлить отверстия для установки анкерных болтов. Вам следует подумать об использовании искателя шпилек с датчиком переменного тока, чтобы убедиться, что вы не просверливаете линию электропередачи.

Перед ввинчиванием стопорных болтов заделайте отверстия и установите гидроизоляцию для создания водонепроницаемого уплотнения.Когда все болты будут готовы, вы можете установить L-образные ножки, а затем закрепить на них направляющие.

Метод, который я описал здесь, предназначен для системы с креплением на крышу. Если ваша крыша не подходит для установки, вы можете вместо этого рассмотреть возможность крепления на земле.

Задача 2: Подключить микроинверторы

По микроинверторам. Это маленькие коробки, которые будут модулировать вывод каждой панели. Вы прикрепите их к рельсам с помощью прилагаемых болтов. Из каждой коробки выходят положительный и отрицательный провод, которые вы соедините вместе, чтобы сформировать последовательное соединение для каждого массива.

Микроинверторы, прикрепленные к рейке. Позже каждая солнечная панель будет подключена к одной перед установкой. Источник изображения: Enphase

Задача 3: Подключить заземляющий провод

Подключите медный провод соответствующего калибра к рельсам в качестве заземления. Это важная мера предосторожности, которая поможет устранить любые аномалии, вызванные ударом молнии или неисправностью.

Задача 4: Установить распределительную коробку на крыше

Для установки распределительной коробки необходимо просверлить отверстие в крыше.Если у вас несколько солнечных батарей, вы пропустите магистральный кабель от каждой в распределительную коробку. Это позволит вам направлять энергию от солнечных батарей в ваш дом.

Задача 5: Установите солнечные панели

Пришло время перетащить панели на крышу. Размер каждого модуля составляет примерно 65 на 39 дюймов, что может быть неудобным для одного человека, с которым он может справиться самостоятельно. Подумайте о том, чтобы кто-нибудь помог вам с этой частью, особенно если у вас крутая крыша. И не забудьте использовать ремни безопасности, пока находитесь наверху!

Пришло время прикрепить солнечные панели к монтажной рейке.Перед тем, как положить их, приведите в порядок проводку. К каждой солнечной панели прикреплены отрицательный и положительный провод постоянного тока; закрепите их на панели так, чтобы они не касались крыши. После того, как провода аккуратно спрятаны, подключите провода к микроинверторам

.

Затем вставьте предусмотренные средние зажимы в перила с каждой стороны солнечной панели, чтобы удерживать ее на месте. Используйте концевые зажимы для солнечных батарей на конце рельса; они удерживают панель на месте, но менее заметны с земли.

Задача 6: Подключение к исходному ходу

Когда солнечные панели готовы, самое время подключить их к дому. Для этого вам потребуется установить:

  • Кабелепровод
  • Распределительная коробка внешняя
  • Коробка аварийного отключения

По трубопроводу будут проходить провода от распределительной коробки на крыше вниз к внешней распределительной коробке. Распределительная коробка, в свою очередь, подключается к аварийному выключателю. Это функция безопасности, которая позволяет быстро отключить вашу собственную систему солнечных батарей, и является обязательной функцией во многих юрисдикциях.

Внешняя распределительная коробка и коробка аварийного отключения должны быть устойчивыми к атмосферным воздействиям и устанавливаться в легкодоступном месте и обеспечивать легкое подключение к главной электрической панели дома.

От аварийного выключателя провода проходят к главной электрической панели дома.

Теперь ваша солнечная панель готова, но вам придется перепрыгнуть через несколько обручей, прежде чем вы сможете ее включить.

5. Окончательная проверка и подключение к сети

После завершения установки запланируйте осмотр с местным AHJ.Инспектор оценит, соответствует ли система местным постановлениям и соответствует ли дизайн вашим планам.

Система также должна будет пройти электрическую проверку, чтобы убедиться, что она соответствует нормам.

После прохождения проверки вы можете подать заявку на подключение к сети. Утилита либо установит второй счетчик, либо заменит имеющийся на двунаправленный (или сетевой) счетчик. Двунаправленный счетчик может регистрировать экспорт электроэнергии из вашего дома в сеть, чтобы вы могли получать кредиты на счет за электроэнергию.

6. Включите вашу систему

Если ваша система теперь соответствует всем требованиям штата, местного самоуправления и коммунальных предприятий, вы можете ввести ее в эксплуатацию. Проверьте, работает ли ваша солнечная система, запустив приложение для мониторинга солнечной энергии - в наши дни почти каждый инвертор поставляется с таким.

Приложение показывает, что система работает должным образом? Если да, то поздравляю! Это была тяжелая работа, но вы, наконец, закончили.

Сделай сам или нет, но солнечная энергия очень выгодна

Если вы прочитали этот очень длинный пост в блоге, слава богу.Это означает, что вы серьезно относитесь к солнечной энергии - путешествие, которое, я уверен, вы найдете очень полезным. Солнечные панели уменьшат ваши счета за электричество, сократят выбросы углерода и повысят вашу энергетическую независимость.

Если у вас много свободного времени и навыков, чтобы справиться с этим, вы могли бы пойти по пути DIY.

Однако, если солнечная установка своими руками кажется вам больше, чем вы можете справиться, не волнуйтесь: есть много высококлассных установщиков солнечных батарей, которые могут сделать эту работу за вас.

Сделай сам или нет, мы рекомендуем вам проверить наш солнечный калькулятор. Он порекомендует вам систему, которая предлагает 100% компенсацию ваших счетов за коммунальные услуги и может показать вам, как панели на самом деле будут выглядеть на вашей крыше.

Удачи в солнечном путешествии!

Посмотрите, какая система рекомендуется для вашего дома и как она будет выглядеть на вашей крыше

DIY Solar - Могу ли я установить солнечные панели самостоятельно?

Как сторонники экологически рационального образа жизни и использования солнечной энергии, мы постоянно получаем этот вопрос.Я должен пойти на солнечную батарею? И если вы посмотрите вокруг, солнечные батареи сегодня повсюду. Вы даже можете найти их в Costco вместе с газонокосилкой и пещерой.

Солнечные панели означают свет или тьму для семьи, живущей в Африке, или семьи, живущей вне сети в Техасе или Калифорнии. Но после Covid-19 мы все начали немного думать о планах на случай непредвиденных обстоятельств. Определенно, есть новый импульс к самообеспечению и устойчивости, и мы все приходим к вопросу о солнечных батареях по нашим собственным причинам - даже если мы не хищники деревьев.Некоторые из нас хотят спасти планету, используя бесконечную чистую энергию солнца, другие хотят сэкономить много денег на ежемесячных счетах за электроэнергию и заработать привлекательные 30% скидки с федерального налога. Некоторым просто нужно надежное электричество, чтобы жить без сети.

Перейти на солнечную батарею, начать ферму, сделать все?

Солнечные батареи - прекрасная идея для дома или дачи. И это может увеличить стоимость при перепродаже. Но Могу ли я сам установить солнечные батареи ? Простой ответ: да, в Соединенных Штатах можно, но нет, если вы живете в Австралии.Более важный вопрос, который вам нужно задать себе: Готов ли я рисковать? ? И - планируете ли вы подавать питание в вашу местную энергосистему? Будете ли вы жить в своем доме круглый год - и сколько электроэнергии, по вашему мнению, вам понадобится? Мы создали руководство по использованию солнечных панелей своими руками, чтобы помочь вам в процессе принятия решения на раннем этапе. Прочитав это, стоит обратиться в компанию, которая предлагает солнечный калькулятор, чтобы помочь вам оценить ваши потребности в электроэнергии и сколько будет стоить система с расходами на установку и без них.

Итак, если вы пришли за советом по солнечной энергии, не говоря о киловатт-часах, от которых у вас кружится голова, мы собрали некоторые из основных плюсов и минусов самостоятельной установки или самостоятельной установки солнечных батарей. . Мы собираемся использовать 2 тематических исследования наших друзей из Канады, которые устанавливали солнечные панели в своих домах и пытались самостоятельно обслуживать эти солнечные системы, и что может случиться, если вы сделаете это в одиночку. Прежде чем приступить к установке одной солнечной панели в своем доме, подумайте о том, чтобы поговорить с местным специалистом, чтобы понять все юридические вопросы и законы о зонировании, прежде чем строить, подключать и подключать.

Не у всех домовладельцев одинаковые потребности и семейные ситуации. Некоторым владельцам домов потребуется достаточно энергии для питания нескольких ламп и зарядки аккумуляторов мобильных телефонов в ночное время. В других домах может быть больше потребностей в электроэнергии, что позволяет использовать посудомоечные машины, телевизоры и холодильники. Некоторые дома будут заселены круглый год, что помогает циклически разряжать батарею, в то время как другие системы солнечных панелей нужно будет обслуживать особым образом, если дом не используется постоянно. Вы хотите сдавать недвижимость в аренду через VRBO или AirBNB? Сработало бы это, если бы вы единственный человек, который мог управлять солнечной системой?

7 шагов к самостоятельным солнечным панелям
  1. Создайте свою систему с учетом ваших потребностей в энергии
  2. Купите оборудование для солнечной системы: солнечные батареи, инверторы, стойки
  3. Установите физическое крепление для солнечных панелей на крыше или в саду
  4. Подключение солнечных панелей
  5. Установить и подключить солнечный инвертор и аккумулятор
  6. Подключитесь к основной электрической плате
  7. Уведомить местное коммунальное предприятие и запросить PTO (разрешение на включение и подключение к сети - если применимо)

Установка солнечных фотоэлектрических панелей своими руками - Плюсы

Купите комплект онлайн и сделайте свой дом солнечным, как настоящий Solarpunk!

Пример из практики: мой друг Р.управляет небольшой системой солнечных батарей для питания света, своего мобильного телефона и аккумулятора ноутбука в Онтарио, Канада. В дом приносят свежую родниковую воду, и она использует компостные туалеты, поэтому для работы насосов не требуется электричество. Когда ее партнер умер, она беспокоилась о сохранении самодельной солнечной системы, которую ее партнер построил и поддерживал на протяжении многих лет. Несколько дней она бегала по дому в поисках источника энергии (отключенный свет, разряжающий батарею?), И ей нужно было немного узнать о батареях у местных друзей.В конце концов, она была очень довольна тем, что могла сама поддерживать систему и полагаться на свои собственные силы.

Может быть, вам нужно немного мощности для вашей смещенной по центру кабины A в лесу? Это Стедсанс в Швеции.

Накопление:

Комплекты солнечных фотоэлектрических (фотоэлектрических) панелей своими руками (сделай сам) могут потенциально сэкономить вам значительную сумму денег, поскольку установка панели стоит от 2000 до 5000 долларов в США, или даже более 10000 долларов, когда вы работаете с большой солнечной панелью. инсталляции.Это число может сильно различаться в зависимости от того, где вы живете.

Меньше затрат времени:

Комплект для самостоятельной работы на солнечной энергии, который вы можете найти в местном хозяйственном магазине или в Интернете, идеально подходит для людей, у которых есть сезонная собственность, поскольку вы можете купить менее сложную систему и батарею и быстро запустить ее. Просто убедитесь, что на него есть гарантия.

Вы становитесь самодостаточными:

Установка солнечной системы может вызвать у вас чувство гордости, и когда что-то пойдет не так, вы сможете узнать, что работает и как это исправить.Ваши навыки можно продать или подарить другим людям в вашем сообществе, а когда у вас появятся дети, вы также можете передать им этот важный жизненный навык.

Положите их на свой сортир!

Хотите унитаз с питанием от солнца? Какая-то мощность в старом сарае или сарае для инструментов? Если вы устанавливаете панели самостоятельно, у вас будет больше свободы выбора необычных мест. Может быть, на крыше дома на колесах? Ваша лодка? Solarpunk заселил свой курятник?

Установка солнечных панелей своими руками - Минусы

Пример из практики: Мой друг Финн купил самодельную солнечную энергетическую систему за 20 000 долларов, чтобы привести в действие автономный старый домик, который он купил в лесу в Канаде.Другого источника энергии не было, и ему нужно было электричество для водяных насосов, фонарей, небольших приборов. Финн решил, что он может сам установить, запустить и обслуживать солнечную систему. Это сработало в первое лето, когда они с женой были в домике. После зимы, проведенной вдали от дома, Финн понял, что до зимы он неправильно переключил батареи, и вся его система сгорела и нуждалась в замене. Это был болезненный урок. И это случилось дважды.

Риск поражения электрическим током, повреждения дома, падения с высоты:

Солнечные панели производят электричество и по этой причине могут подвергнуть вас и вашу собственность риску из-за неисправности электрических цепей.Большинство систем необходимо устанавливать в качестве крепления на крыше или на земле, и установка их на определенной высоте, необходимой для сбора солнечных лучей, может быть опасной, если вы упадете или что-то упадет на вас. В некоторых странах установка вашей собственной системы является незаконной.

Знать, где установить:

Каждое животное должно собирать как можно больше солнца большую часть года. Если ваше крепление не может вращаться, вам лучше убедиться, что вы знаете, как работают солнечные часы, прежде чем выбирать место для крыши и заднего двора.Вы хотите собирать большую часть солнечных лучей в течение большей части года.

Фотоэлектрические панели низкого качества:

Если вы покупаете одну из систем на Amazon или в местном магазине Costco, скорее всего, потребительские бренды не так надежны, как системы, приобретаемые компаниями, занимающимися установкой солнечных панелей, которые могут покупать лучше оптом. Если вы хотите, чтобы ваша система прослужила десятилетие или чуть больше, это решение, вероятно, подойдет. Ожидается, что более надежные системы прослужат до 30 лет.

Необходимо немного разбираться в технике:

Если вы думаете, что AC / DC Current - это рок-группа 70-х, вы можете попросить профессиональную помощь.

У вас повышенная потребность в энергии:

Если у вас высокие или непостоянные потребности в энергии, например, в стиральных машинах, холодильниках или телевизорах, учтите, что повышенные потребности в энергии - особенно зимой - требуют более сложной электрической системы. Подумайте о том, чтобы нанять профессионала, который поможет вам справиться с потребностями в хранении данных и правильно зарядить аккумулятор, когда ваши потребности в энергии меняются.

Лимиты на налоговые льготы, зеленые тарифы:

Если вы купите солнечную панель «сделай сам», вы ограничите возможность подключения к ближайшей электросетевой компании.Это означает, что вы не получите налоговых льгот или пассивного дохода, продав неиспользованную электроэнергию обратно энергетической компании. Если это все равно для вас, то вперед.

Недвижимость на время отпуска:

Мы арендовали дом, который работал на солнечной энергии, и инструкции по его использованию были сложными и неопределенными, потому что это была самодельная система. За кофемашиной на стене было несколько ручек, и мы никогда не были уверены, что они были на правильных настройках.Профессиональные сборки могут дать незнакомым конечным пользователям больше уверенности в том, что они находятся в безопасном и хорошо организованном доме для аренды AirBNB или VRBO, и что они смогут наслаждаться ожидаемым ими комфортом без кондиционирования воздуха - потому что солнечная энергия! В этой связи ваш дом на солнечной энергии может стать отличным фильтром для тех эко-клиентов, к которым вы хотите приехать и остаться в нем.

Оформление документов :

Если вы не используете небольшую систему в уютной хижине в лесу (хорошо на открытой местности в лесу, чтобы поймать солнце!), Вам нужно будет подать некоторые документы в местные органы власти.Компании по производству солнечных панелей, которые делают это ежедневно, могут подавать документы, когда они спят. Вы, наверное, нет. Посмотрите, что это значит для вас и штата, в котором вы планируете установить солнечные панели.

Оплата труда по завышенным ценам:

Если вы посмотрите на жилую солнечную установку, бригады отправляются в дни строительства. Посмотрите в Интернете и посчитайте. Хотя компании, устанавливающие солнечные батареи, заявляют, что они берут только 10% за рабочую силу, во многих случаях стоимость рабочей силы устанавливается на уровне стоимости оборудования.Проявите должную осмотрительность. С другой стороны, неплохо создать рабочие места на местном уровне.

Выводы о плюсах и минусах солнечных батарей, сделанных своими руками - должен ли я устанавливать панели самостоятельно?
  • Самостоятельная установка возможна по гораздо более низкой цене, чем профессиональная установка солнечных панелей.
  • Если вы выберете путь «сделай сам», вам нужно будет многому научиться и подать документы, вероятно,
  • Если вы удобный человек или воображаете себя кем-то, кто хочет им быть, и у вас есть время и энергия, пройдите по маршруту DIY солнечных панелей
  • Если вы ищете хорошее решение для жилого дома, мы рекомендуем вам связаться с местной компанией, производящей солнечные панели, для получения предложения.Вы будете получать льготные тарифы и налоговые льготы, которые окупят вашу систему примерно через 10-15 лет

Связанные

Комментарии

комментария

Комплекты солнечных панелей | Панели солнечных батарей для дома своими руками

Главная »Комплекты солнечных панелей

Преимущества солнечных батарей на крыше

  • Нет необходимости в дополнительном пространстве. Ваша крыша - это фундамент.

  • Экономичный с меньшим количеством деталей и меньшими трудностями при работе и настройке.

  • Легче установить и легче получить разрешение.

На что обратить внимание

  • Ограничения на крышу могут ограничивать размер и эффективность вашей солнечной системы.

  • Техническое обслуживание, устранение неисправностей или будущая замена панелей могут оказаться сложной задачей для людей с крутой или скользкой крышей.

Наземные солнечные батареи Advantages

  • Гибкая установка. Если у вас достаточно земли, подверженной воздействию солнечного света, вы можете установить большую систему, чтобы получить максимальную экономию

  • Максимальная мощность. Полная оптимизация энергетического потенциала, особенно для крыш, выходящих на юг

  • Экономично. Не нужно переделывать крышу, а обслуживание проще

На что обратить внимание

  • Требуется больше запчастей и недвижимого имущества, включая прочный грунтовый фундамент для удержания панелей и креплений

  • Требуется больше труда и настройки

  • Более длительный и дорогостоящий процесс утверждения разрешения

Микроинвертор, оптимизатор PV или струнный инвертор?

Инвертор преобразует постоянный ток (постоянный ток) в переменный (переменный ток) для выработки энергии, которая питает ваш дом.

Микроинверторы

Микроинверторы устанавливаются за каждой солнечной панелью для создания отдельных энергоблоков. Это позволяет легко расширить в будущем. Микроинверторы также лучше всего подходят для объектов с затенением, поскольку отдельные солнечные панели оптимизированы для максимальной эффективности.

Изучите комплекты микро-инверторных солнечных панелей

Оптимизаторы мощности

Оптимизаторы мощности (PV) также индивидуально прикреплены к каждой панели.Но вместо того, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный, они оптимизируют электроэнергию постоянного тока перед отправкой ее в центральный инвертор. Оптимизаторы фотоэлектрических систем идеально подходят для сложных систем , например, когда панели должны быть обращены в разные стороны или располагаться под разными углами.

Изучите комплекты оптимизаторов SolarEdge PV

Инверторы струн

Для комплектов для наземного монтажа у вас также есть возможность использовать струнный инвертор, когда солнечные панели «соединяются» вместе и подключаются к центральному инвертору. Инверторы струн экономичны и подходят для домов без проблем с затемнением .Обратите внимание, что струнный инвертор не будет работать эффективно, если какая-либо из ваших солнечных панелей выйдет из строя или снизится мощность.

Исследуйте комплекты солнечных панелей с инверторными струнами

Наши комплекты солнечных панелей одобрены DIY-er

★★★★★

Отличный сервис, знающие люди!

Они рассчитали мою фотоэлектрическую систему именно так, как я хотел! Достаточно фотоэлектрического производства, чтобы иметь возможность использовать мой центральный кондиционер в течение лета, заряжать два электромобиля и все еще...

Алексей М.

★★★★★

Одно из моих лучших вложений!

Приятно видеть, как счета за электричество снизились на 2/3 с тех пор, как пять месяцев назад были установлены мои солнечные батареи. Зима позади. Я смотрю ...

. Мэриан К.

★★★★★

Приятный опыт!

Я позвонил на GoGreenSolar.com, чтобы спросить об их продуктах, и они смогли быстро ответить на все мои вопросы.Затем я заказал нужный мне товар, и он прибыл в ...

. Пэтти С.
  • Сэкономьте тысячи долларов

    При установке комплектов солнечных панелей для дома своими руками вы можете сэкономить тысячи долларов и избежать хлопот, связанных с работой с дорогостоящими профессиональными установщиками.

  • Полный контроль

    Вы также получите полный контроль над своим проектом по солнечной батарее.Настройте солнечную систему как можно скорее, чтобы сократить или полностью исключить ежемесячные счета за электроэнергию.

  • Гарантия допуска

    Установить солнечные панели своими руками не так сложно, как кажется. Если вы выберете комплекты солнечных панелей для самостоятельной сборки от GoGreenSolar, вы также получите гарантию утверждения разрешения и сквозную поддержку по установке по телефону или электронной почте. Мы будем сопровождать вас на каждом этапе пути, чтобы убедиться, что вы правильно установите комплект солнечных батарей с первого раза.

Кто покупает комплекты солнечных батарей своими руками?

Наши комплекты солнечных панелей идеально подходят для:

  • Домашние мастера, которым нравится заниматься благоустройством дома
  • Собственники-застройщики, работающие с проверенным подрядчиком
  • Строители, желающие снизить затраты на установку солнечных батарей
  • Подрядчики по ремонту, электричеству или другие специализированные услуги
  • Государственные или корпоративные организации, которым нужна солнечная энергия для своих объектов.

Не знаете, какой комплект солнечных батарей вам нужен? Спросите эксперта по солнечной энергии

Солнечный калькулятор

Воспользуйтесь нашим простым калькулятором солнечных батарей, чтобы быстро подсчитать, сколько солнечных панелей вам понадобится для вашего дома.

Размер моей солнечной системы

Бесплатная планировка солнечной крыши

Наши инженеры используют современное программное обеспечение для проведения анализа фотоэлектрических модулей и бесплатного проектирования схемы солнечных батарей на вашей крыше, включенной в наше бесплатное предложение.

Получите мой бесплатный макет

Начало работы


с солнечной батареей

Мы поможем вам разобраться в ваших потребностях в солнечной энергии!

Заполните форму для бесплатного предложения солнечной энергии, которое включает индивидуальную схему расположения солнечных панелей с использованием спутниковой технологии и разбивку производства солнечной энергии, федеральный налоговый кредит и компенсацию за энергию.

Используйте стрелки влево / вправо для навигации по слайд-шоу или проведите пальцем влево / вправо при использовании мобильного устройства

Система солнечных панелей

: как построить дешевую

Дешевая система солнечных батарей навсегда останется лучшим решением для оплаты дорогих счетов за электричество.Солнечные батареи дешевеют с каждым годом.

Хотя вы можете заплатить до 10 000 долларов за готовую установку и покрыть стоимость системы всего за 10 лет, все же лучше и образовательнее сделать ее самостоятельно.

Давайте посмотрим правде в глаза: мы все еще живем в посттравматическом стрессе того, что произошло в 2008 году, и мы все еще живем в неопределенные времена, когда каждый цент, который мы берем из банка, тщательно анализируется, прежде чем мы фактически подписываем контракт. Отсутствие финансовой стабильности привело к значительной экономии среди тех, кто научился экономить то, что у них есть, включая энергию.

Сейчас мы живем на войне. Никогда еще битва за энергоэффективность не велась с применением более совершенного оружия, и победителями становятся все те, кто месяц за месяцем за месяцем платит меньше за большее количество…

Первая линия защиты от того, чтобы платить за электричество больше, чем в прошлом году, - это построить собственную систему солнечных панелей . Да, возможно, вы слышали о разрушении Солиндры и, возможно, даже думали, хотя бы раз в жизни, как это будет похоже на установку ваших собственных солнечных батарей на заднем дворе или на крыше вашего дома.

И на мгновение вы были в восторге. Конечно, было бы неплохо быть энергонезависимым, не говоря уже о том, чтобы иметь электромобиль, который вы могли бы использовать эти солнечные батареи, чтобы вы могли бесплатно ездить до конца своей жизни. И так далее.

Возникает проблема: как окупить затраты за пару месяцев?

Что ж, есть решение: создайте свою собственную систему солнечных панелей DIY . Вот как:

1. Купите дешевые солнечные батареи на eBay

Есть много типов солнечных элементов, из которых вы можете выбирать.Есть китайские, с хорошими результатами, лучшей ценой, но не гарантирующие многого, есть японские с хорошей производительностью, хорошей ценой и гарантией японской работы, а есть американские, с лучшей производительностью, самая высокая цена и опять же, гарантии выше гарантий. Выбирайте с умом с учетом вашего бюджета. Например, в 2012 году эмпирическое правило гласит, что ячейки не должны продаваться дороже 1,3 доллара за ватт. Купите пару элементов, которые, по вашему мнению, будут соответствовать бюджету и предпочтениям вашей солнечной системы, и переходите к шагу №2.

2. Приобрести инструменты

Итак, вы получили свои клетки по почте. Допустим, вы получили солнечные элементы общей мощностью 194 Вт за 105 долларов США + доставка (реальный пример с ebay), которые вы аккуратно распаковываете, стараясь не сломать их, поскольку они очень тонкие. Теперь найдите инструменты, такие как паяльник, припой, паяльная паста или флюс (для удаления смазки с проводов), пилу, деревянную доску и защитные очки, мультиметр для измерения напряжения и силы тока. И, конечно же, карандаш и линейка.

3. Тщательно спланируйте свою систему солнечных батарей

Поместите квадратные солнечные элементы на деревянную доску и начертите разделительные линии (осторожно). В конце концов, вы уже на полпути.

4. Подключите дешевую систему солнечных батарей

После того, как вы спланировали физическое расположение солнечных элементов на плате, приступайте к пайке проводов к солнечным элементам, а затем друг к другу.

Сначала соедините ячейки последовательно.Соблюдайте это основное правило, как если бы вы паяли батареи: положительный вывод должен быть припаян к отрицательному выводу следующего элемента. Сделайте это для необходимого количества ячеек, чтобы достичь напряжения 12 или 24 вольт. Не превышайте это значение, так как вы попадете в зону с опасным напряжением. Вы хотите создать здесь серьезную власть, а не дурачиться и не хотите убить себя до смерти (берегитесь!). В конце концов, власть осталась прежней. Вам просто нужно минимум 12 вольт, чтобы запустить инвертор 12 В для выработки переменного тока 110/220 В или для зарядки аккумуляторных батарей на 12 В.Последовательное соединение ячейки увеличит напряжение.

Затем аккуратно приклейте ячейки к доске. Было бы лучше, если бы вы сделали из них рамку, в которую их можно было бы вставлять по отдельности, чтобы можно было на всякий случай заменить неисправные.

Перед тем, как вставить все ячейки в нужные места, просверлите отверстия для проводов по отдельности. Сделайте соединительные шины вдоль положительного и отрицательного вывода, а затем подключите эти шины (более толстые провода) параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу), чтобы получить параллельное соединение, и увеличит силу тока .

5. Готово!

Вы создали свою первую работоспособную систему солнечных панелей и теперь можете вынести ее на улицу, чтобы посмотреть, что она производит. Сначала необходимо измерить напряжение, а затем силу тока короткого замыкания. Просто убедитесь, что ваш амперметр выдерживает номинальную мощность солнечных элементов (108 Вт при 12 В означает 9 ампер).

Теперь вы можете приводить в действие все, что работает от постоянного тока, заряжать автомобильный аккумулятор и так далее. Если вам удалось выполнить эти 5 шагов, вы можете заказать еще несколько солнечных элементов, пока не достигнете требуемой мощности для вашей системы.Помните, что чем больше мощности вы хотите, тем больше вам понадобится инвертор.

В настоящее время самая сложная часть построения системы солнечных панелей, которая требует повышенного внимания и серьезности к качеству выполняемых работ, - это подключение панели к батарее, а затем к инвертору. Вы можете использовать компьютерный ИБП (источник бесперебойного питания), но вам потребуется больше энергии для питания вашего дома. Тем не менее, батареи не обязательно должны быть новыми, и они могут быть свинцово-кислотного типа, но желательно, чтобы вы купили специально созданные для аккумулирования энергии и использования глубокого цикла, поскольку автомобильные аккумуляторы могут справляться только с высокими нагрузками в течение длительного времени. короткое время, и если они случайно разрядятся ниже определенного порога, вы потеряете их навсегда.

Конечно, есть много секретов, которые вы откроете только на практике, но общая идея заключается в том, что такая система стоит недорого, и для получения 200 Вт мощности вам понадобятся солнечные элементы стоимостью около 200 долларов и батареи стоимостью около 400 долларов США. 500 долларов. Если вы приобретете инвертор на ebay или, что еще лучше, купите подержанный ИБП (обращайтесь с осторожностью), вы не потратите больше 500 долларов за всю систему. Если вы действительно хотите обеспечить электричеством весь свой дом, вам понадобится около 1000 долларов, чтобы стать по-настоящему энергонезависимым (как в , не платя ни копейки электроэнергетическим компаниям ) . Как это звучит?

Затем вы можете попробовать построить ветряную турбину, которая будет дополнять ваши потребности в энергии в ночное время, когда Солнце находится над Европой (или наоборот).

Я знаю, что это звучит сложно, и я знаю, что вам будет сложно начать, как и все, что вы делаете в первый раз, но после того, как вы начнете, вы увидите, что это не такая уж большая проблема.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *