Как делают солнечные батареи для космоса (27 фото). Фото солнечная батареяСолнечная батарея своими руками - 66 фото инструкции по постройке мощной установкиСпрос на альтернативные источники энергии возрастает с каждым днём. Народные умельцы активно осваивают способы, как изготовить солнечную батарею своими руками. Содержимое обзора:
Подготовительная стадия: что надо знать о солнечных батареяхДля самостоятельного изготовления солнечной батареи можно использовать как специально закупленные заготовки, так и по максимуму использовать материал, имеющийся в домашней мастерской – диоды, транзисторы, фольгу. Солнечные батареи не могут в большинстве случаев заменить полноценную электростанцию и дать рабочее напряжение 220 В для работы мощных электроприборов. Ограничения возникают по причине их высокой стоимости и большой площади свободного пространства для монтажа.  Часто их применяют как дополнительный источник энергии и для не электрифицированных дачных участков. КПД солнечных батарей зависит от погодных условий, интенсивности потока солнечных лучей, угла падения светового потока. Небольшое количество ясных дней в конкретном регионе, сильная затенённость земельного участка, может быть причиной экономической нерентабельности новой установки: срок окупаемости будет больше, чем срок службы (до 30 лет). Место для установки солнечной батареи для вашего дома должно быть хорошо освещённым, желательно находится выше уровня земли (на крыше), а сама конструкция иметь возможность коррекции положения в пространстве, чтобы лучи солнца падали перпендикулярно поверхности фотоэлементов. Как самостоятельно сконструировать солнечную батареюЧтобы собрать солнечную батарею надо:
      Главная часть солнечной батареи составляют фотоэлементы, которые преобразовывают энергию дневного светила в электрическую. Промышленность выпускает 3 вида пластин: монокристаллические, поликристаллические и тонкоплёночные (аморфные). Только 2 первых доступны по цене и закупаются как заготовки для будущих домашних экспериментов. Различие между ними состоит в КПД – до 14% и 9% соответственно, долговечности – 30 и 20 лет службы, и чувствительности к интенсивности солнечного света. Только батареи с поликристаллическими проводниками не снижают выработку электроэнергии в пасмурную погоду. Имеет смысл закупать уценённые фотоэлементы второго сорта – для промышленных целей они не подходят, а существующие дефекты не ухудшают качество самоделок. Приобретённые фотоэлементы требуется спаять между собой. Отдельный элемент даёт 0.5 В напряжения, обычно домашние умельцы ориентируются на номинальное напряжение готового изделия 18 В. Правильно объединяя цепь, легко добиться нужных потребительских свойств: параллельное соединение увеличивает силу тока, последовательное – напряжение.  На рабочем столе должен быть паяльник, флюс и припой. Олово проволочное, флюс бескислотный, оставляющий минимум жирных следов. Кремниевые пластины укладываются на защитное стекло, оставляя зазор 5 мм: при нагревании фотоэлементы расширяются. При спайке важно соблюдать полярность – дорожки с отрицательным знаком и положительным различить не сложно. Обратите внимание!
Лучше приобретать солнечные элементы с уже припаянными плоскими проводниками к солнечным элементам, а самостоятельно только объединять их в цепь. Крайние элементы цепи выводятся на общую шину. Дополнительно следует припаять диода Шоттки 31DQ03 или аналогичный, чтобы не допустить саморазряда батареи в неактивном состоянии. Сердцевина солнечной батареи готова, осталось уложить её в подготовленный корпус. После этого по центру каждого отдельного фотоэлемента наносится одна капля термостойкого герметика (если капель несколько, то при расширении от нагревания пластина может лопнуть) и аккуратно накрывается подложкой, затем крышкой.          При помощи силикона следует загерметизировать стыки, и изделие готово.Что может быть альтернативой промышленным фотоэлементам Фото солнечных батарей из подручных радиодеталей удивляют своей оригинальностью, хотя технические характеристики имеют не очень впечатляющие.
Для домашнего производства электричества можно использовать разнообразный материал:
Чтобы она приобрела свойства преобразовывать солнечную энергию в электрическую, необходимо осуществить специальную обработку:
Искомый полупроводник – пластина с тонким слоем медной окиси. В отличие от первых двух вариантов, для дальнейшей работы паяльные работы здесь не нужны. Требуется поместить соленый раствор 2 кусочка фольги одинакового размера, но разных по свойствам – обработанный и первоначальный вариант. Соприкасаться они не должны, зажать «крокодильчиками» с проводами. Положительный полюс – к чистой меди, отрицательный – к оксиду. Солёный раствор в прозрачной ёмкости на 2-3 см не доходит до верхней части пластин. Купить солнечные батареи в виду достаточно высокой цены безболезненно для семейного бюджета может не каждый. Проявите себя в техническом творчестве, порадуйте домочадцев и удивите гостей результатами своего труда. Обратите внимание!
Фото солнечной батареи своими руками thewalls.ru Как работает солнечная батарея в фотоКак работает солнечная батарея в фотографиях.
Устройство солнечной батареи представляет собой несколько фотоэлектрических преобразователей, действие которых заключается в преобразовании солнечной энергии в электроэнергию.
Схема подключения солнечной электроустановки. Современные технические возможности позволяют практически каждому установить фотоэлектрические панели или солнечные батареи. Сначала нужно разобраться, как работает солнечная батарея. Подобное оборудование является достаточно дорогим, но в дальнейшем вы сможете получать электроэнергию совершено бесплатно, что окупает его стоимость. Тем более, что за последние годы стоимость солнечных батарей существенно уменьшилась. Неоспоримым преимуществом солнечной батареи является то, что подобный источник энергии является экологически чистым. Устройство солнечной батереи
Схема работы солнечных батарей. Данное устройство состоит из следующих элементов: В свою очередь, солнечная батарея состоит из фотоэлектрических преобразователей. Большинство элементов устройства изготавливается из кремния, который является весьма дорогостоящим материалом. Существует 2 вида таких элементов, как фотоэлектрические преобразователи: изготовленные из монокристаллического кремния и из поликристаллического кремния. Принцип действия этих двух видов устройства один и тот же, их отличие в том, каким способом они изготавливаются и какой КПД дают: первый вид — до 17,5%, второй — до 15%. Основная техническая характеристика солнечной батареи — ее полезная мощность. Именно этот параметр определяет экономичность и выгодность установки. Полезная мощность определяется исходя из напряжения и выходного тока, а эти данные, в свою очередь, зависят от того, насколько интенсивный солнечный свет попадает на батарею. Естественно, что зимой интенсивность солнечного света меньше, то есть и полезная мощность батареи зимой уменьшается. Величина выходного тока определяется не только интенсивностью солнечного излучения, которое попадает на фотоэлектрические элементы, но и размерами этих элементов. В пасмурную погоду резко снижаются такие показатели, как отдаваемая мощность и зарядный ток, снижение этих показателей обусловлено уменьшением отдаваемого тока.
Схема элементов солнечной батареи. Если батарея замкнута на некоторую нагрузку с сопротивлением, то в такой электрической цепи появляется ток. Его величина зависит от качества фотоэлектрического преобразователя, интенсивности излучения и сопротивления нагрузки. Мощность, выделение которой происходит в нагрузке, будет равна произведению величины тока на величину напряжения, которое образуется на зажимах батареи. Максимального значения выделяемая в нагрузке мощность достигает при так называемом оптимальном значении сопротивления. Оптимальное сопротивление — сопротивление, соответствующее максимальному КПД преобразования энергии солнечного света в электрическую. Каждое устройство имеет свое оптимальное сопротивление, значение которого зависит от качества элементов батареи, их размера и интенсивности освещения. Устройство батареи включает в себя отдельные элементы, которые необходимо последовательно и параллельно соединить, что позволит улучшить выходные параметры (мощность, напряжение и ток). Последовательное соединение позволит увеличить выходное напряжение, а параллельное — выходной ток. Как правило, на практике применяют комбинированный способ соединения элементов, после чего повышаются значения и тока, и напряжения. Преимущество комбинированного способа соединения еще и в том, что он позволяет повысить надежность всего устройства, так как в этом случае выход из строя одного элемента не повлечет за собой его полную поломку. Чтобы обеспечить надежность солнечной батареи, ее элементы необходимо шунтировать диодами. Каждый элемент шунтируется 4 диодами. Диоды предотвращают поломки тех частей батареи, которые на некоторое время оказываются затемненными. В такой ситуации радиатор генерирует выходную мощность на четверть меньше обычной. Если диоды будут отсутствовать, то солнечные элементы будут выходить из строя из-за перегрева, так как во время затемнения они потребляют ток. Благодаря диодам ток через них проходить не будет. Необходимо использовать низкоомные диоды, на которых уменьшается падение напряжения. Оптимально для этого подойдут диоды Шоттки. Выбор аккумулятора
Схема устройства солнечного радиатора. Радиатор отдает электроэнергию в аккумулятор, где она накапливается и отдается в нагрузку по мере необходимости. Количество элементов батареи определяется типом аккумулятора. Это связано с тем, что заряд аккумулятора возможен только при условии приложения к нему потенциала, большего напряжения аккумулятора. Именно число элементов определяет, какое рабочее напряжение подводится к аккумулятору. Аккумуляторный радиатор работает таким образом, что в нем постоянно осуществляются процессы разрядки и подзарядки. Подобный принцип действия требует наличия специального контролирующего устройства, которое производит переключения на большую или меньшую скорость заряда в зависимости от того, какая емкость заряда аккумулятора заполнена. Наиболее эффективными являются специализированные аккумуляторы — гелевые и свинцовые. Последние изготавливаются по AGM-технологии, а в первых в качестве электролита используется серная кислота. Подобные аккумуляторы не требуют специального обслуживания, а их установка не доставит вам особых хлопот. Срок их эксплуатации составляет 10-12 лет при условии, что их заряд не будет снижаться менее, чем до 20%, в противном случае срок их службы значительно сократится. Если заряд батареи достигает 100%, в работу вступает резистор, который поглощает избыток мощности. Оптимизация работы радиатора Вместе с солнечной батареей удобно использовать специальное устройство — инвертер, принцип действия которого заключается в преобразовании постоянного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи, в переменное, которое используется для питания множества электроприемников. Отказ от инвертера приведет к тому, что от полученной посредством солнечного радиатора энергии вы сможете питать только те электроприемники, которые могут работать на постоянном напряжении. Оптимизировать работу солнечной батареи вам поможет поворотное устройство, которое будет менять положения поверхности солнечных элементов таким образом, чтобы радиатор принимал максимальное количество излучений. Поворотное устройство может быть одного из двух типов: запрограммированное на время или реагирующее на источник света. Оба вида имеют как свои достоинства, так и недостатки. Принцип действия первого типа заключается в том, что радиатор осуществляет поворот на определенный угол через определенный отрезок времени. Недостаток данного механизма в том, что зимой и летом в одно и тоже время солнце будет находится в разных точках, поэтому в различное время года фотоэлектрические элементы будут иметь одинаковое положение в одно и то же время. Поворотное устройство второго типа работает самостоятельно, реагирует на источник света и разворачивает радиатор к нему. Однако подобный механизм может повернуть радиатор не в сторону солнца, а к какому-либо другому источнику света. Например, к поверхности, отражающей солнечный свет. Таким образом, обеспечить себя альтернативным источником электрической энергии, которая к тому же будет абсолютно бесплатной, по силам каждому. И хотя солнечная батарея — недешевое удовольствие, окупается она довольно быстро, особенно если учесть, что элементы для солнечной батареи в последние годы постоянно дешевеют, а стоимость электрических ресурсов постоянно возрастает. Обзор Как работает солнечная батарея . Еще рекомендуем посетить статьи по теме:vd.net.ua Солнечная батарея своими руками (пошагово, фото)Споры с друзьями об окупаемости были смешны…. Покупая автомобиль никто, не думает об окупаемости. Авто как любовница, готовь сумму на удовольствие заранее. А тут совсем наоборот, затратил деньги так они еще и пытаются окупиться… Кроме того, подключил к солнечным панелям инкубатор так они еще как оправдывают свое предназначение, предохраняя ваше будущее хозяйство от гибели. В общем, имея инкубатор, ты зависишь от многих факторов, тут либо пан, либо профан. Когда будет время, напишу о самодельном инкубаторе. Ну ладно чего рассуждать, каждый в праве выбирать…..!После долгих ожиданий, заветная коробочка с тонкими хрупкими пластинками, наконец, греет руки и сердце. Первым делом конечно Интернет … ну, не боги горшки обжигают. Опыт чужой всегда полезен. И тут наступило разочарование….. Как оказалось, своими руками панели сделали человек пять, остальные просто перекопировали на свои сайты, причем некоторые, дабы быть оригинальней скопированы с разных разработок. Ну да бог с ними пусть это остается на совести хозяев страничек. Решил почитать форумы, долгие рассуждения теоретиков «как доить корову» привели в полное уныние. Рассуждения о том, как ломаются пластины от нагрева, трудности герметизации и т д. Почитал и плюнул на все это дело. Мы пойдем своим путем, методом проб и ошибок, опираясь на опыт «коллег», чего изобретать велосипед? Ставим задачу: 1) Панель должна быть изготовлена из подручных материалов, дабы не тянуть кошелек, ибо неизвестен результат . 2) Процесс изготовления должен быть нетрудоемким. Начинаем изготовление солнечной панели: Первым делом были приобретены 2 стекла 86х66 см. для будущих двух панелей. Стекло простое, приобретал у производителей пластиковых окон. А может и не простое… Долгий поиск алюминиевых уголков, по опыту уже проверенному «коллегами» закончился ничем. Потому процесс изготовления начинался вяло, с чувством долгостроя. Процесс пайки панелей описывать не стану, так как в сети много информации про это и даже видео есть. Просто оставлю свои заметки и замечания. Не так страшен черт, как его малюют.Не смотря на трудности, которые описывают на форумах, пластины элементов паяются легко, как лицевая сторона, так и тыльная. Так же, вполне пригоден наш советский припой ПОС- 40, во всяком случае, никаких трудностей я не испытал. Ну и конечно, наша родная канифоль, куда без нее… За время пайки не сломал ни одного элемента, думаю надо быть полным идиотом, чтобы сломать их на ровном стекле. Проводники, которые идут в комплекте к панелям, очень удобны, во-первых, они плоские, во-вторых, они луженные, что значительно сокращает время пайки. Хотя вполне можно использовать обычный провод, провел эксперимент на запасных пластинах, трудностей в пайке не испытал. ( на фото остатки плоского провода) На пайку 36 пластин у меня ушло около 2 часов. Хотя на форуме читал, что люди паяют по 2 дня. Паяльник желательно использовать на 40 Вт. Так как пластины легко отводят тепло, а это затрудняет пайку. Первые попытки паять 25 Ватным паяльником были нудными и печальными. Так же при пайке желательно оптимально подбирать количество флюса (канифоли). Ибо большой избыток ее не дает прилипнуть олову к пластине. А потому приходилось практически залуживать пластинку, в общем, ничего страшного, все поправимо. (приглядитесь на фото видно.) Расход олова довольно большой. Ну вот, на фото пропаянные элементы, во втором ряду косяк, не пропаян один вывод, но ничего главное заметил и исправил. Окантовка стекла сделана двухсторонним скотчем далее на этот скотч будет приклеена полиэтиленовая пленка. Скотчи, которые использовал. После припайки, начало герметизации (скотч вам в помощь). Ну вот, проклеенные пластины скотчем и исправленным косяком. Далее с окантовки панели снимаем защитный слой двухстороннего скотча и приклеиваем на нее полиэтиленовую пленку с запасом на края. (сфоткать забыл) Ах да, в скотче проделываем прорези для отходящих проводов. Ну не глупые, поймете, что и когда… По краю стекла, а так же выводы проводов, углы, промазываем силиконовым герметикам. И загибаем пленку на внешнюю сторону. Предварительно было изготовлена рамка из пластика. Когда в доме устанавливал пластиковые окна, на окно шурупами крепят пластиковый профиль для подоконника. Посчитал, что эта часть слишком тонкая. А потому удалил и сделал подоконник по своему. Потому, от 12 окон остались пластиковые профили. Так сказать материал в избытке. Рамку клеил обычным, старым, советским утюгом. Жаль, процесс не снимал, но думаю, ничего тут сверх непонятного нет. Отрезал под 45 градусов 2 стороны, нагрел на подошве утюга и приклеил предварительно установив на ровный угол. На фото рамка под вторую панель. Устанавливаем стекло с элементами и защитной пленкой в рамку Лишнюю пленку обрезаем, а края проклеиваем силиконовым герметикам. Получаем вот такую панель. Да, забыл написать, что кроме пленки к рамке приклеил направляющие, которые не дают упасть элементам, если скотч отклеиться. Пространство между элементами и направляющими залито монтажной пеной. Что позволило прижать плотнее элементы к стеклу. Ну, начнем испытания. Так как панель одну я изготовил заранее, результат одной мне известен Напряжение 21Вольт. Ток короткого замыкания 3,4 Ампера. Сила тока заряда аккумуляторной батареи 40А. ч 2,1 Ампера. К сожалению не фоткал. Надо сказать, что сила тока круто зависит от освещенности. Теперь соединенные параллельно 2 батареи. Погода на момент изготовления была облачная, было около 4 часов дня. Вначале меня это расстроило, а потом даже обрадовало. Ведь это самые усредненные условия для батареи, а значит результат правдоподобнее, чем при ярком солнце. Солнышко просвечивало через облака не так ярко. Надо сказать, что и светило солнышко немного сбоку. При таком освещении ток короткого замыкания составил 7.12 Ампер. Что считаю превосходным результатом. Напряжение без нагрузки 20,6 Вольт. Ну, это стабильно около 21 вольта. Ток заряда АКБ 2,78Ампера. Что при таком освещении гарантирует заряд АКБ. Замеры показали, при хорошем солнечном деньке результат будет лучше. К тому времени погода ухудшалась, тучи закрыли, солнышко полностью и мне стало интересно, а что покажет при таком раскладе. Это же практически вечерние сумерки… Небо выглядело так, специально снял линию горизонта. Да впрочем, на самом стекле батареи видно небо как в зеркало. Напряжение при таком раскладе 20,2 вольта. Как уже говорилось 21в. это практически константа. Ток короткого замыкания 2,48А. В общем, то, для такого освещения замечательно! Практически равен одной батареи при хорошем солнышке. Ток заряда АКБ 1,85 Ампера. Ну что сказать… Даже в сумерки АКБ будет заряжаться. Вывод построена солнечная батарея, не уступающая по характеристикам промышленным образцам. Ну а долговечность….., будем смотреть, время покажет. Ах да, заряд батареи ведется через диоды Шоттки на 40 А. ну, что нашлось. Так же хочу сказать про контроллеры. Все это красиво выглядит, но не стоит затраченных на контроллер денег. Если вы дружите с паяльником, схемы очень просты. Делайте и получайте удовольствие от изготовления. Ну вот, налетел ветер и оставшиеся запасные 5 элементов сорвались в неуправляемый полет….. результат осколки. Ну что поделать, безалаберность должна быть наказана. А с другой стороны…. Куда их? Решили сделать из осколочков еще одну панельку, вольт на 5. На изготовление ушло 2 часа. Остатки материалов как раз пришлись в пору. Вот что получилось. Замеры сделаны вечером. Надо сказать, что при хорошем освещении сила тока короткого замыкания более 1 ампера. Кусочки спаяны параллельно и последовательно. Цель, обеспечить примерно одинаковую площадь. Ведь сила тока равна самому маленькому элементу. А потому при изготовлении подбирайте элементы по площади освещения. Настало время рассказать о практическом применении изготовленых мною солнечных батарей. Весной установил две изготовленые панели на крыше, высота 8 метров под углом 35 градусов, оринтированые на юговосток. Такое орентирование было выбрано не случайно, потому как было замечено, что в данной широте, летом солнышко всходит в 4 утра и к 6-7 часам вполне сносно заряжает аккумуляторы током в 5-6 ампер, тоже касается и вечера. Каждая панель должна обязательно иметь свой диод. Дабы исключить выгорание элементов при отличающийся мощности панелей. И как следствие неоправданое снижение мощности панелей.Спуск с высоты был выполнен многожильным проводом сечением 6мм2 каждая жила. Таким образом удалось достигнуть минимальных потерь в проводах. В качестве накопителей энергии использованы старые еле-живые аккумуляторы 150А.ч,75А.ч,55А.ч, 60А.ч. Все аккумуляторы соеденены паралельно и учитывая потерю емкости, сумарно составляют ококло 100А.ч. Контроллер заряда аккумулятора отсутствует. Хотя думаю установка контроллера необходима.Над схемой контроллера сечас работаю. Так как в течении дня аккумуляторы начинают кипеть. Потому приходится ежедневно сбрасывать излишки энергии, путем включения ненужной нагрузки. В моем случаее включаю освещение бани. 100 Вт. Так же в течении дня работает LCD телевизор примерно 105Вт, вентилятор 40Вт., а к вечеру добавляется энергосберегающая лампочка 20Вт. Любителям проводить расчеты скажу: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА не одно и тоже. Так как такой "сендвичь" вполне прекрасно работает свыше 12 часов. при этом иногда заряжаем от него телефоны.Полного разряда аккумуляторов еще не достиг ни разу. Что соответственно перечеркивает расчеты. В качестве преобразователя использован чуть- чуть переделаный для свободного пуска от аккумуляторов компьютерный бесперебойник (инвертор) 600В.А, что примерно соответствует нагрузке в 300Вт.Так же хочу отметить, что батареи заряжаются и при яркой луне. При этом ток составляет 0,5-1 Ампер, думаю для ночи это совсем неплохо. Конечно хотелось бы увеличить нагрузку, но для этого требуется мощьный инвертор. Планирую изготовить инвернтор сам по ниже приведенной схеме. Так как покупать инвертор за бешаные деньги НЕРАЗУМНО! shkola-v-blog.ru Как работает солнечная батарея в фотоКак работает солнечная батарея в фотографиях. Устройство солнечной батареи представляет собой несколько фотоэлектрических преобразователей, действие которых заключается в преобразовании солнечной энергии в электроэнергию.  Схема подключения солнечной электроустановки. Современные технические возможности позволяют практически каждому установить фотоэлектрические панели или солнечные батареи. Сначала нужно разобраться, как работает солнечная батарея. Подобное оборудование является достаточно дорогим, но в дальнейшем вы сможете получать электроэнергию совершено бесплатно, что окупает его стоимость. Тем более, что за последние годы стоимость солнечных батарей существенно уменьшилась. Неоспоримым преимуществом солнечной батареи является то, что подобный источник энергии является экологически чистым. Устройство солнечной батереи  Схема работы солнечных батарей. Данное устройство состоит из следующих элементов: В свою очередь, солнечная батарея состоит из фотоэлектрических преобразователей. Большинство элементов устройства изготавливается из кремния, который является весьма дорогостоящим материалом. Существует 2 вида таких элементов, как фотоэлектрические преобразователи: изготовленные из монокристаллического кремния и из поликристаллического кремния. Принцип действия этих двух видов устройства один и тот же, их отличие в том, каким способом они изготавливаются и какой КПД дают: первый вид — до 17,5%, второй — до 15%. Основная техническая характеристика солнечной батареи — ее полезная мощность. Именно этот параметр определяет экономичность и выгодность установки. Полезная мощность определяется исходя из напряжения и выходного тока, а эти данные, в свою очередь, зависят от того, насколько интенсивный солнечный свет попадает на батарею. Естественно, что зимой интенсивность солнечного света меньше, то есть и полезная мощность батареи зимой уменьшается. Величина выходного тока определяется не только интенсивностью солнечного излучения, которое попадает на фотоэлектрические элементы, но и размерами этих элементов. В пасмурную погоду резко снижаются такие показатели, как отдаваемая мощность и зарядный ток, снижение этих показателей обусловлено уменьшением отдаваемого тока.  Схема элементов солнечной батареи. Если батарея замкнута на некоторую нагрузку с сопротивлением, то в такой электрической цепи появляется ток. Его величина зависит от качества фотоэлектрического преобразователя, интенсивности излучения и сопротивления нагрузки. Мощность, выделение которой происходит в нагрузке, будет равна произведению величины тока на величину напряжения, которое образуется на зажимах батареи. Максимального значения выделяемая в нагрузке мощность достигает при так называемом оптимальном значении сопротивления. Оптимальное сопротивление — сопротивление, соответствующее максимальному КПД преобразования энергии солнечного света в электрическую. Каждое устройство имеет свое оптимальное сопротивление, значение которого зависит от качества элементов батареи, их размера и интенсивности освещения. Устройство батареи включает в себя отдельные элементы, которые необходимо последовательно и параллельно соединить, что позволит улучшить выходные параметры (мощность, напряжение и ток). Последовательное соединение позволит увеличить выходное напряжение, а параллельное — выходной ток. Как правило, на практике применяют комбинированный способ соединения элементов, после чего повышаются значения и тока, и напряжения. Преимущество комбинированного способа соединения еще и в том, что он позволяет повысить надежность всего устройства, так как в этом случае выход из строя одного элемента не повлечет за собой его полную поломку. Чтобы обеспечить надежность солнечной батареи, ее элементы необходимо шунтировать диодами. Каждый элемент шунтируется 4 диодами. Диоды предотвращают поломки тех частей батареи, которые на некоторое время оказываются затемненными. В такой ситуации радиатор генерирует выходную мощность на четверть меньше обычной. Если диоды будут отсутствовать, то солнечные элементы будут выходить из строя из-за перегрева, так как во время затемнения они потребляют ток. Благодаря диодам ток через них проходить не будет. Необходимо использовать низкоомные диоды, на которых уменьшается падение напряжения. Оптимально для этого подойдут диоды Шоттки. Выбор аккумулятора  Схема устройства солнечного радиатора. Радиатор отдает электроэнергию в аккумулятор, где она накапливается и отдается в нагрузку по мере необходимости. Количество элементов батареи определяется типом аккумулятора. Это связано с тем, что заряд аккумулятора возможен только при условии приложения к нему потенциала, большего напряжения аккумулятора. Именно число элементов определяет, какое рабочее напряжение подводится к аккумулятору. Аккумуляторный радиатор работает таким образом, что в нем постоянно осуществляются процессы разрядки и подзарядки. Подобный принцип действия требует наличия специального контролирующего устройства, которое производит переключения на большую или меньшую скорость заряда в зависимости от того, какая емкость заряда аккумулятора заполнена. Наиболее эффективными являются специализированные аккумуляторы — гелевые и свинцовые. Последние изготавливаются по AGM-технологии, а в первых в качестве электролита используется серная кислота. Подобные аккумуляторы не требуют специального обслуживания, а их установка не доставит вам особых хлопот. Срок их эксплуатации составляет 10-12 лет при условии, что их заряд не будет снижаться менее, чем до 20%, в противном случае срок их службы значительно сократится. Если заряд батареи достигает 100%, в работу вступает резистор, который поглощает избыток мощности. Оптимизация работы радиатора Вместе с солнечной батареей удобно использовать специальное устройство — инвертер, принцип действия которого заключается в преобразовании постоянного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи, в переменное, которое используется для питания множества электроприемников. Отказ от инвертера приведет к тому, что от полученной посредством солнечного радиатора энергии вы сможете питать только те электроприемники, которые могут работать на постоянном напряжении. Оптимизировать работу солнечной батареи вам поможет поворотное устройство, которое будет менять положения поверхности солнечных элементов таким образом, чтобы радиатор принимал максимальное количество излучений. Поворотное устройство может быть одного из двух типов: запрограммированное на время или реагирующее на источник света. Оба вида имеют как свои достоинства, так и недостатки. Принцип действия первого типа заключается в том, что радиатор осуществляет поворот на определенный угол через определенный отрезок времени. Недостаток данного механизма в том, что зимой и летом в одно и тоже время солнце будет находится в разных точках, поэтому в различное время года фотоэлектрические элементы будут иметь одинаковое положение в одно и то же время. Поворотное устройство второго типа работает самостоятельно, реагирует на источник света и разворачивает радиатор к нему. Однако подобный механизм может повернуть радиатор не в сторону солнца, а к какому-либо другому источнику света. Например, к поверхности, отражающей солнечный свет. Таким образом, обеспечить себя альтернативным источником электрической энергии, которая к тому же будет абсолютно бесплатной, по силам каждому. И хотя солнечная батарея — недешевое удовольствие, окупается она довольно быстро, особенно если учесть, что элементы для солнечной батареи в последние годы постоянно дешевеют, а стоимость электрических ресурсов постоянно возрастает. Обзор Как работает солнечная батарея .stroitelstvo21.ru Солнечная батарея своими руками (пошагово, фото)Все началось с прогулки по сайту eBay –увидел солнечные панели и заболел. Споры с друзьями об окупаемости были смешны…. Покупая автомобиль никто, не думает об окупаемости. Авто как любовница, готовь сумму на удовольствие заранее. А тут совсем наоборот, затратил деньги так они еще и пытаются окупиться… Кроме того, подключил к солнечным панелям инкубатор так они еще как оправдывают свое предназначение, предохраняя ваше будущее хозяйство от гибели. В общем, имея инкубатор, ты зависишь от многих факторов, тут либо пан, либо профан. Когда будет время, напишу о самодельном инкубаторе. Ну ладно чего рассуждать, каждый в праве выбирать…..!
После долгих ожиданий, заветная коробочка с тонкими хрупкими пластинками, наконец, греет руки и сердце.
Первым делом конечно Интернет … ну, не боги горшки обжигают. Опыт чужой всегда полезен. И тут наступило разочарование….. Как оказалось, своими руками панели сделали человек пять, остальные просто перекопировали на свои сайты, причем некоторые, дабы быть оригинальней скопированы с разных разработок. Ну да бог с ними пусть это остается на совести хозяев страничек. Решил почитать форумы, долгие рассуждения теоретиков «как доить корову» привели в полное уныние. Рассуждения о том, как ломаются пластины от нагрева, трудности герметизации и т д. Почитал и плюнул на все это дело. Мы пойдем своим путем, методом проб и ошибок, опираясь на опыт «коллег», чего изобретать велосипед? Ставим задачу: 1) Панель должна быть изготовлена из подручных материалов, дабы не тянуть кошелек, ибо неизвестен результат . 2) Процесс изготовления должен быть нетрудоемким.
Начинаем изготовление солнечной панели:
Первым делом были приобретены 2 стекла 86х66 см. для будущих двух панелей. Стекло простое, приобретал у производителей пластиковых окон. А может и не простое… Долгий поиск алюминиевых уголков, по опыту уже проверенному «коллегами» закончился ничем. Потому процесс изготовления начинался вяло, с чувством долгостроя. Процесс пайки панелей описывать не стану, так как в сети много информации про это и даже видео есть. Просто оставлю свои заметки и замечания.
Не так страшен черт, как его малюют.
Не смотря на трудности, которые описывают на форумах, пластины элементов паяются легко, как лицевая сторона, так и тыльная. Так же, вполне пригоден наш советский припой ПОС- 40, во всяком случае, никаких трудностей я не испытал. Ну и конечно, наша родная канифоль, куда без нее… За время пайки не сломал ни одного элемента, думаю надо быть полным идиотом, чтобы сломать их на ровном стекле. Проводники, которые идут в комплекте к панелям, очень удобны, во-первых, они плоские, во-вторых, они луженные, что значительно сокращает время пайки. Хотя вполне можно использовать обычный провод, провел эксперимент на запасных пластинах, трудностей в пайке не испытал. ( на фото остатки плоского провода)
На пайку 36 пластин у меня ушло около 2 часов. Хотя на форуме читал, что люди паяют по 2 дня. Паяльник желательно использовать на 40 Вт. Так как пластины легко отводят тепло, а это затрудняет пайку. Первые попытки паять 25 Ватным паяльником были нудными и печальными. Так же при пайке желательно оптимально подбирать количество флюса (канифоли). Ибо большой избыток ее не дает прилипнуть олову к пластине. А потому приходилось практически залуживать пластинку, в общем, ничего страшного, все поправимо. (приглядитесь на фото видно.) Расход олова довольно большой.
Ну вот, на фото пропаянные элементы, во втором ряду косяк, не пропаян один вывод, но ничего главное заметил и исправил. Окантовка стекла сделана двухсторонним скотчем далее на этот скотч будет приклеена полиэтиленовая пленка. Скотчи, которые использовал.
После припайки, начало герметизации (скотч вам в помощь).
Ну вот, проклеенные пластины скотчем и исправленным косяком. Далее с окантовки панели снимаем защитный слой двухстороннего скотча и приклеиваем на нее полиэтиленовую пленку с запасом на края. (сфоткать забыл) Ах да, в скотче проделываем прорези для отходящих проводов. Ну не глупые, поймете, что и когда… По краю стекла, а так же выводы проводов, углы, промазываем силиконовым герметикам.
И загибаем пленку на внешнюю сторону. Предварительно было изготовлена рамка из пластика. Когда в доме устанавливал пластиковые окна, на окно шурупами крепят пластиковый профиль для подоконника. Посчитал, что эта часть слишком тонкая. А потому удалил и сделал подоконник по своему. Потому, от 12 окон остались пластиковые профили. Так сказать материал в избытке. Рамку клеил обычным, старым, советским утюгом. Жаль, процесс не снимал, но думаю, ничего тут сверх непонятного нет. Отрезал под 45 градусов 2 стороны, нагрел на подошве утюга и приклеил предварительно установив на ровный угол. На фото рамка под вторую панель.
Устанавливаем стекло с элементами и защитной пленкой в рамку
Лишнюю пленку обрезаем, а края проклеиваем силиконовым герметикам. Получаем вот такую панель. Да, забыл написать, что кроме пленки к рамке приклеил направляющие, которые не дают упасть элементам, если скотч отклеиться. Пространство между элементами и направляющими залито монтажной пеной. Что позволило прижать плотнее элементы к стеклу. Ну, начнем испытания. Так как панель одну я изготовил заранее, результат одной мне известен Напряжение 21Вольт. Ток короткого замыкания 3,4 Ампера. Сила тока заряда аккумуляторной батареи 40А. ч 2,1 Ампера. К сожалению не фоткал. Надо сказать, что сила тока круто зависит от освещенности.
Теперь соединенные параллельно 2 батареи. Погода на момент изготовления была облачная, было около 4 часов дня. Вначале меня это расстроило, а потом даже обрадовало. Ведь это самые усредненные условия для батареи, а значит результат правдоподобнее, чем при ярком солнце. Солнышко просвечивало через облака не так ярко. Надо сказать, что и светило солнышко немного сбоку.
При таком освещении ток короткого замыкания составил 7.12 Ампер. Что считаю превосходным результатом. Напряжение без нагрузки 20,6 Вольт. Ну, это стабильно около 21 вольта. Ток заряда АКБ 2,78Ампера. Что при таком освещении гарантирует заряд АКБ. Замеры показали, при хорошем солнечном деньке результат будет лучше. К тому времени погода ухудшалась, тучи закрыли, солнышко полностью и мне стало интересно, а что покажет при таком раскладе. Это же практически вечерние сумерки… Небо выглядело так, специально снял линию горизонта. Да впрочем, на самом стекле батареи видно небо как в зеркало.
Напряжение при таком раскладе 20,2 вольта. Как уже говорилось 21в. это практически константа. Ток короткого замыкания 2,48А. В общем, то, для такого освещения замечательно! Практически равен одной батареи при хорошем солнышке. Ток заряда АКБ 1,85 Ампера. Ну что сказать… Даже в сумерки АКБ будет заряжаться. Вывод построена солнечная батарея, не уступающая по характеристикам промышленным образцам. Ну а долговечность….., будем смотреть, время покажет.
Ах да, заряд батареи ведется через диоды Шоттки на 40 А. ну, что нашлось.
Так же хочу сказать про контроллеры. Все это красиво выглядит, но не стоит затраченных на контроллер денег. Если вы дружите с паяльником, схемы очень просты. Делайте и получайте удовольствие от изготовления.
Ну вот, налетел ветер и оставшиеся запасные 5 элементов сорвались в неуправляемый полет….. результат осколки. Ну что поделать, безалаберность должна быть наказана. А с другой стороны…. Куда их? Решили сделать из осколочков еще одну панельку, вольт на 5. На изготовление ушло 2 часа. Остатки материалов как раз пришлись в пору. Вот что получилось. Замеры сделаны вечером.
Надо сказать, что при хорошем освещении сила тока короткого замыкания более 1 ампера. Кусочки спаяны параллельно и последовательно. Цель, обеспечить примерно одинаковую площадь. Ведь сила тока равна самому маленькому элементу. А потому при изготовлении подбирайте элементы по площади освещения. Настало время рассказать о практическом применении изготовленых мною солнечных батарей. Весной установил две изготовленые панели на крыше, высота 8 метров под углом 35 градусов, оринтированые на юговосток. Такое орентирование было выбрано не случайно, потому как было замечено, что в данной широте, летом солнышко всходит в 4 утра и к 6-7 часам вполне сносно заряжает аккумуляторы током в 5-6 ампер, тоже касается и вечера. Каждая панель должна обязательно иметь свой диод. Дабы исключить выгорание элементов при отличающийся мощности панелей. И как следствие неоправданое снижение мощности панелей. Спуск с высоты был выполнен многожильным проводом сечением 6мм2 каждая жила. Таким образом удалось достигнуть минимальных потерь в проводах. В качестве накопителей энергии использованы старые еле-живые аккумуляторы 150А.ч,75А.ч,55А.ч, 60А.ч. Все аккумуляторы соеденены паралельно и учитывая потерю емкости, сумарно составляют ококло 100А.ч. Контроллер заряда аккумулятора отсутствует. Хотя думаю установка контроллера необходима.Над схемой контроллера сечас работаю. Так как в течении дня аккумуляторы начинают кипеть. Потому приходится ежедневно сбрасывать излишки энергии, путем включения ненужной нагрузки. В моем случаее включаю освещение бани. 100 Вт. Так же в течении дня работает LCD телевизор примерно 105Вт, вентилятор 40Вт., а к вечеру добавляется энергосберегающая лампочка 20Вт. Любителям проводить расчеты скажу: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА не одно и тоже. Так как такой "сендвичь" вполне прекрасно работает свыше 12 часов. при этом иногда заряжаем от него телефоны.Полного разряда аккумуляторов еще не достиг ни разу. Что соответственно перечеркивает расчеты. В качестве преобразователя использован чуть- чуть переделаный для свободного пуска от аккумуляторов компьютерный бесперебойник (инвертор) 600В.А, что примерно соответствует нагрузке в 300Вт. Так же хочу отметить, что батареи заряжаются и при яркой луне. При этом ток составляет 0,5-1 Ампер, думаю для ночи это совсем неплохо. Конечно хотелось бы увеличить нагрузку, но для этого требуется мощьный инвертор. Планирую изготовить инвернтор сам по ниже приведенной схеме. Так как покупать инвертор за бешаные деньги НЕРАЗУМНО!
Надеюсь, продолжение следует! vashesamodelkino.ru Самодельная переносная солнечная батарея фото отчетНа первом фото четыре панельки, которые генерируют чуть более 2 вольта, что в сумме не менее 6,5 вольт без солнца, и больше 8 вольт при солнце. Максимальный ток при ярком солнце доходил до 7А что очень даже не плохо для переносной портативной панельки. Для тестов разместил эти панельки на крыше, провода вывел на чердак, где далее покажу все замеры тестирования этой солнечной батареи.> Почему-же я решил делать солнечную батарею из нескольких частей? Просто задача стояла сделать переносную панель которая должна была быть складная и немного весить, при этом мощность я хочу нарастить до 100ватт, чтобы питать ноутбук, заряжать всякую другую электронику (телефон, фонарь и т.д.). Посмотрел в интернете как делают солнечные панели и оказывается почти все используют стекло. Но стекло просто недопустимо для переносной солнечной батареи так-как во-первых стекло тяжелое и его легко разбить. Поиски были направлены на оргстекло и посте поисков выбор пал на акриловое стекло так-как производитель обещает более 10 лет эксплуатации без потери качеств и самое главное оно не должно помутнеть на солнце. Чтобы приклеить к стеклу элементы и заодно их загерметизировать решил использовать пленку, которая применяется для наружной рекламы. Выбрал дорогой вариант с заявленным большим сроком службы под воздействием окружающей среды. Сейчас у меня 4 солнечные батарейки, чуть позже изготовлю еще 3 шт и будет полноценная мощная панель для зарядки свинцовых аккумуляторов. Процесс изготовления солнечных панелей.Пака ждал акриловое стекло спаял элементы по 4 шт последовательно и закрепил на листах экобонта. Как стекло пришло работа продолжилась. Перед тем как закатать элементы под пленку я сначала их тщательно зачистил с помощью спирта и ватки от пыли и остатков флюса.> Потом аккуратно отклеил кусочки скотча, которые удерживали элементы на экобонте. > С акрила снял защитную пленку с одной стороны. > Далее приложил акрил к элементам и перевернул всю стопку так чтобы элементы оказались на акриле, а подложка с верху. > Теперь подготовка к закатке элементов в пленку. > Отрезаю кусок пленки нужной длинны. > Процесс наклеивания пленки, это нужно делать медленно и очень осторожно чтобы не образовывались складки и неровности, при этом на элементы лучше сильно не давить, иначе могут треснуть, уж очень они хрупкие. > Здесь я прорезаю выводы от элементов. Кстати правая рука в перчатке не случайно, просто перчатка лучше скользит по пленке и удобнее получается приглаживать пленку. > Ну вот панелька почти готова, осталось снять защитную пленку с акрила. > > Вот и готова первая сборка, провожу тест на работоспособность с помощью светодиодного фонаря, напряжение на вольтметре 1,8вольта, значит батарея работает. По такому же принципу собрал еще три панели и позже разместил их на крыше. > Для тестирования батареи на чердаке разместил два мультиметра, стрелочный на вольты, а цифровой на амперы. В итоге ток самый большой зафиксировал 7,2А ампера что даже неожиданно от таких вроде бы небольших панелек. Вот в принципе пока все. При написании статьи использовались материалы >>источник e-veterok.ru Как делают солнечные батареи для космоса (27 фото) Это фотоэлектрические преобразователи — полупроводниковые устройства, преобразующие солнечную энергию в постоянный электрический ток. Проще говоря, это основные элементы устройства, которое мы называем «солнечными батареями». С помощью таких батарей на космических орбитах работают искусственные спутники Земли. Делают такие батареи в Краснодаре — на заводе «Сатурн». Предприятие в Краснодаре входит в структуру Федерального космического агентства, но владеет «Сатурном» компания «Очаково», которая в буквальном смысле спасла это производство в 90-е годы. Владельцы «Очаково» выкупили контрольный пакет акций, который чуть было не ушел к американцам. «Очаково» вложила сюда большие средства, закупила современное оборудование, сумела удержать специалистов и теперь «Сатурн» — один из двух лидеров на российском рынке производства солнечных и аккумуляторных батарей для нужд космической отрасли — гражданской и военной. Вся прибыль, которую получает «Сатурн», остается здесь, в Краснодаре, и идет на развитие производственной базы.
Итак, всё начинается здесь — на участке т.н. газофазной эпитаксии. В этом помещении стоит газовый реактор, в котором на подложке из германия в течение трех часов выращивается кристаллический слой, который будет служить основой для будущего фотоэлемента. Стоимость такой установки — около трех миллионов евро.
После этого подложке предстоит пройти еще долгий путь: на обе стороны фотоэлемента нанесут электрические контакты (причем на рабочей стороне контакт будет иметь «рисунок-гребенку», размеры которой тщательно рассчитываются, чтобы обеспечить максимальное прохождение солнечного света), на подложке появится просветляющее покрытие и т.д. — всего более двух десятков технологических операций на различных установках, прежде чем фотоэлемент станет основой солнечной батареи.
Вот, например, установка фотолитографии. Здесь на фотоэлементах формируются «рисунки» электрических контактов. Машина производит все операции автоматически, по заданной программе. Здесь и свет соответствующий, который не вредит светочувствительному слою фотоэлемента — как раньше, в эпоху аналоговой фотографии, мы пользовались «красными» лампами.
В вакууме установки напыления с помощью электронного луча наносятся электрические контакты и диэлектрики, а также наносятся просветляющие покрытия (они увеличивают ток, вырабатываемый фотоэлементом на 30%).
Ну вот, фотоэлемент готов и можно приступать к сборке солнечной батареи. К поверхности фотоэлемента припаиваются шины, чтобы потом соединить их друг с другом, а на них наклеивается защитное стекло, без которого в космосе, в условиях радиации, фотоэлемент может не выдержать нагрузок. И хотя толщина стекла всего 0,12 мм, батарея с такими фотоэлементами будет долго работать на орбите (на высоких орбитах больше пятнадцати лет).
Электрическое соединение фотоэлементов между собой осуществляется серебряными контактами (их называют шинками) толщиной всего 0,02 мм.
Чтобы получить нужное напряжение в сети, вырабатываемое солнечной батареей, фотоэлементы соединяются последовательно. Вот так выглядит секция последовательно соединенных фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей — так правильно).
Наконец, солнечная батарея собрана. Здесь показана только часть батареи – панель в формате макета. Таких панелей на спутнике может быть до восьми, в зависимости от того, какая нужна мощность. На современных спутниках связи она достигает 10 кВт. Такие панели будут смонтированы на спутнике, в космосе они раскроются, как крылья и с их помощью мы будем смотреть спутниковое телевидение, пользоваться спутниковым интернетом, навигационными системами (спутники «Глонасс» используют краснодарские солнечные батареи).
Когда космический аппарат освещается Солнцем, вырабатываемая солнечной батареей электроэнергия питает системы аппарата, а избыток энергии запасается в аккумуляторной батарее. Когда космический аппарат находится в тени от Земли, аппаратом используется электроэнергия, запасенная в аккумуляторной батарее. Никель-водородная батарея, обладая высокой энергоемкостью (60 Вт ч/кг) и практически неисчерпаемым ресурсом, широко используется на космических аппаратах. Производство таких батарей — еще одна часть работы завода «Сатурн». На этом снимке сборку никель-водородной аккумуляторной батареи производит кавалер медали ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени Анатолий Дмитриевич Панин.
Участок сборки никель-водородных аккумуляторов. Начинка аккумулятора подготавливается к размещению в корпусе. Начинка — это положительные и отрицательные электроды, разделённые сепараторной бумагой — в них и происходит преобразование и накопление энергии.
Установка для электронно-лучевой сварки в вакууме, с помощью которой изготавливается корпус аккумулятора из тонкого металла.
Участок цеха, где корпуса и детали аккумуляторов испытываются на воздействие повышенного давления. В связи с тем, что накопление энергии в аккумуляторе сопровождается образованием водорода, и давление внутри аккумулятора повышается, испытания на герметичность — неотъемлемая часть процесса изготовления аккумуляторов.
Корпус никель-водородного аккумулятора — очень важная деталь всего устройства, работающего в космосе. Корпус рассчитан на давление 60 кг·с/см2, при испытаниях разрыв произошел при давлении 148 кг·с/см2.
Проверенные на прочность аккумуляторы заправляют электролитом и водородом, после чего они готовы к работе.
Корпус никель-водородной аккумуляторной батареи изготавливается из специального сплава металлов и должен быть механически прочным, легким и обладать высокой теплопроводностью. Аккумуляторы устанавливаются в ячейки и между собой не соприкасаются.
Аккумуляторы и собранные из них батареи подвергаются электрическим испытаниям на установках собственного производства. В космосе уже невозможно будет ничего поправить и заменить, поэтому здесь тщательно испытывают каждое изделие.
Вся космическая техника подвергается испытаниям на механические воздействия с помощью вибрационных стендов, которые имитируют нагрузки при выведении космического аппарата на орбиту.
В целом завод «Сатурн» произвел самое благоприятное впечатление. Производство хорошо организовано, цеха чистые и светлые, народ работает квалифицированный, общаться с такими специалистами — одно удовольствие и очень интересно человеку, хоть в какой-то степени интересующемуся нашим космосом.
24gadget.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Мотоблок своими руками: пошаговое описание процесса постройки. 92 фото и видео инструкция
Можно ли создать сварочный аппарат своими руками и как это сделать? 90 фото процесса постройки разных типов
Как делается деревянная бочка своими руками: простые пошаговые инструкции по постройке традиционной тары + 79 фото
Тиски своими руками: создаем разные типы зажимных устройств. 64 фото идей для разных предназначений
Правила создания вывески своими руками: красивая и привлекательная наружная реклама (63 фото + видео)
Делаем трубогиб своими руками: инструкция по созданию универсального инструмента + 59 фото
Делаем молоток своими руками — 74 фото ремонта и создания инструмента. Пошаговая инструкция для начинающих
