Солнечные батареи служат для выработки электроэнергии. Порой эти устройства кажутся чем-то сложным и неизвестным, хотя во многих странах, включая Россию, они достаточно активно используются. Мы расскажем, что из себя представляют эти приборы, в чем их удобство и польза, а также поделимся секретами, как сделать солнечную батарею самостоятельно.
Солнечная батарея — это панель генерирующая электричество с помощью света. Она состоит из набора фотоэлектрических преобразователей. Большинство солнечных элементов изготавливают из кремния.
Эффект преобразования света в электричество открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в 1839 году. Первый образец солнечной батареи создал итальянский фото-химик Джакомо Луиджи Джамичан в 1954 году. А первые солнечные батареи на основе кремния были сделаны американской компанией «Bell Laboratories». Их эффективность составляла 6% и могла снабдить электроэнергией игрушечное колесо обозрения и радиопередатчик. Но уже в 1958 году США и СССР запустили спутники с использованием солнечных батарей. Сейчас солнечные батареи активно используются во многих зарубежных странах.
Преимущества и недостатки солнечной батареи
К положительным качествам использования солнечных батарей можно отнести:
- бесплатная электроэнергия;
- безопасная эксплуатация для людей и окружающей среды;
- устойчивы к повреждениям;
- бесшумны, удобны, долговечны;
- срок службы 25-30 лет.
Солнечные батареи имеют всего пару недостатков:
- в их составе: свинец, галлий, медь, алюминий, кадмий, синтетические металлы;
- высокая стоимость.
Не стоит боятся насыщенного состава солнечных батарей, главное — после завершения эксплуатации отправить их не на свалку, а на переработку, чтобы избежать негативных последствий.
Как сделать солнечную батарею своими руками
Вариантов самостоятельного изготовления солнечных батарей несколько. Нельзя сказать, что это очень просто и бесплатно. Придется потратится на некоторые элементы, их можно заказать в онлайн-магазинах, таких как «Aliexpress» или «Joom». Также нужно умение работать с паяльником.
Сейчас мы расскажем как сделать солнечную батарею на 36 Вт. Метод изготовления батарей большей мощности аналогичный. Вам понадобятся следующие материалы:
- солнечные ячейки — 9 шт (0,5 V 4W);
- ударопрочное стекло или плексиглас — 2 листа толщиной 3 мм и размерами 0,5 м х 0,6 м;
- силиконовый герметик;
- электропровод для солнечной батареи;
- флюсовая ручка;
- паяльник.
В целях экономии вместо стекла можно использовать фанеру, картон или деревянную доску, но это значительно уменьшит срок эксплуатации солнечной батареи.
Собирать солнечную панель можно исходя из своих потребностей. Обычно элементы доступны в 0,5 В диапазоне и разной исходной мощности. Их необходимо соединить последовательно, чтобы получить нужное напряжение кратное 0,5 В.
Например, для зарядки 12-вольтовой батареи с глубоким циклом для автономного применения, нужна будет панель 18 В из 36 ячеек (36 х 0,5 В= 18 В).
Теперь, чтобы определить необходимую вам мощность, нужно разделить общую мощность, которая вам нужна, на мощность каждой ячейки. Например, вам требуется мощность 200 Вт, а ваши ячейки 4 Вт, значит вам нужно 50 ячеек (200 Вт / 4 =50).
Итак, первым делом нужно придумать дизайн макета панели. У нас 9 солнечных ячеек и их удобно расположить 3 х 3. Если у вас больше ячеек, то лучше сделать прямоугольную панель, чтобы было удобнее соединять электропровода.
Следующий этап самый сложный: подключение солнечных батарей. Лучше перед работой потренироваться на свободной ячейке, потому что соединенный провод сложно удалить. После этого можно приступать к основной работе:
- Нужно отрезать провод полоской длиной больше на 1 см, чем длина ячейки.
- Нарисовать линию по длине серебряных линий флюсовой ручкой.
- Выровнять провод по линии и пройтись паяльником. Нельзя долго держать паяльник на одном месте: это может повредить элемент. Посмотрите видео, чтобы понять, как правильно припаять провод.
После соединения ячеек их нужно соединить вместе. Передняя сторона ячейки отрицательная, а задняя — положительная. Цепочка ячеек от задней части к передней должна быть последовательна, как соединяются батарейки.
Нужно припаять провода с задней стороны ячейки к передней стороне соседней ячейки, и так каждую линию. Далее используйте шинный провод, чтобы соединить все линии. В конечном итоге у вас должен получиться макет, как на схеме ниже.
Подключение линий должно быть от положительного к отрицательному, а значит соседние линии пойдут в противоположных направлениях. После завершения соединения, у вас будет одна положительная шина, одна — отрицательная. Их можно заключить в специальной коробке солнечной батареи или припаять к проводам.
После того, как вы закончили соединения ячеек, можно защитить солнечные элементы стеклом или плексигласом. Для этого нужно провести непрерывную силиконовую полоску по периметру задней панели и положить стекло на подложку с ячейками. Поместите стекло под небольшой пресс и оставьте на ночь.
Ну, и последнее: нужно установить клеммную коробку на заднюю панель и припаять клеммы исходящей шины к клеммной колодке. Если задняя часть тоже стеклянная, то прикрепить коробку можно с помощью силикона. Осталось прикрепить любой кронштейн и подключить к контроллеру заряда для зарядки аккумуляторов. Ваша солнечная батарея готова.