Собрать собственную солнечную панель не так дорого, как кажется — особенно если следовать подробным инструкциям, которые мы подготовили. Большинство представляют, что такое солнечные батареи, но для новичков поясним: это устройства, преобразующие солнечный свет в электричество. Отсюда и название — «солнечные».
Самодельные солнечные панели — отличный ответ на растущие счета за электричество, которые исправно приходят в каждую семью. Более того, солнечные элементы с каждым годом дешевеют, и на рынке появились готовые решения. Правда, готовые панели всё ещё довольно дороги и не каждому по карману.
Самостоятельная сборка солнечной панели — это разумный ответ как на высокие тарифы, так и на розничные цены. Помимо экономии, вы приобретаете бесценный опыт создания недорогого источника энергии.
Сборка базовой солнечной панели.
Приобретите недорогие солнечные элементы: выбор производителей широк. Например, на eBay их можно найти по низкой цене — изучите предложения в интернете. Китайские элементы часто оказываются выгодной покупкой и показывают хорошие результаты, хотя долговечность не всегда гарантирована.
Японские солнечные элементы также доступны по разумным ценам и зарекомендовали себя как надежный вариант. Американские продукты обычно дороже, но отличаются лучшими характеристиками и сопровождаются гарантией. Прежде чем покупать, изучите предложения в сети, чтобы найти вариант, подходящий вашему бюджету и задачам.
Когда элементы прибудут, распакуйте их крайне осторожно — они очень хрупкие и чувствительные. Подготовьте следующий набор инструментов для сборки панели:
- Паяльник
- Флюс для пайки
- Припой или паяльная паста: для обезжиривания проводов
- Деревянные доски
- Защитные очки
- Карандаш и линейка
- Мультиметр — для измерения напряжения и силы тока
Начните сборку, разложив солнечные элементы на деревянной доске и аккуратно разметив их расположение. После планировки припаяйте провода к элементам, соединяя их между собой. Соединяйте элементы последовательно: припаяйте плюсовой провод одного элемента к минусовому следующего. Пайку продолжайте до достижения напряжения 12 или 24 вольт.
Не рекомендуется превышать это напряжение — это может быть опасно и привести к поражению электрическим током. Большего напряжения и не требуется, так как генерируемая мощность от этого не увеличится.
Аккуратно приклейте элементы к деревянной доске. Целесообразно собрать каркас, чтобы каждый элемент можно было легко вставить и при необходимости заменить. Просверлите отдельные отверстия для проводов, затем проложите шины вдоль плюсовых и минусовых проводов. Соедините шины (более толстые провода) по принципу «плюс к плюсу, минус к минусу», чтобы создать параллельное соединение, увеличивающее силу тока.
Готово! Ваша первая солнечная панель собрана. Чтобы проверить её работу, вынесите на улицу и измерьте напряжение и ток короткого замыкания. Ваш амперметр должен показать номинальную мощность элементов — например, 108 Вт при 12 В, что соответствует току в 9 ампер.
Теперь панель можно использовать для питания устройств на постоянном токе, таких как автомобильные аккумуляторы. Если вы успешно справились с первым этапом, можете собрать ещё одну панель. Чем больше энергии вам нужно, тем более мощный инвертор потребуется.
Самая сложная часть — это грамотно подключить панель к аккумуляторному блоку и инвертору. Для этой цели подойдет источник бесперебойного питания (ИБП). Однако для электроснабжения всего дома потребуется более мощная система. Аккумуляторы не обязательно должны быть новыми, но учтите, что свинцово-кислотные батареи недолговечны. Выбирайте аккумуляторы, специально предназначенные для хранения энергии и рассчитанные на глубокий разряд.
Создание эффективной солнечной панели своими руками
Сборка деталей
Покупка элементов: солнечные элементы бывают разных типов, но поликристаллические — оптимальны по цене. Покупайте необходимое количество, исходя из желаемой мощности. Характеристики обычно указаны в описании товара. Покупайте элементы с небольшим запасом — так будет проще заменить поврежденные. Приобрести их можно в местном строительном магазине или заказать онлайн.
Если элементы пришли, покрытые защитным воском, очистите их, погрузив в горячую (но не кипящую) воду.
Замер и раскрой доски.
Сначала нужно измерить и вырезать основу из непроводящего материала — тонкой доски. Разложите элементы в том порядке, в котором они будут собраны в массив. Снимите мерки и обрежьте доску соответственно. Оставьте запас в 2,5–5 см по краям для прокладки соединительных кабелей.
Затем отмерьте и нарежьте провода для соединения. На поликристаллических элементах есть множество мелких линий, идущих в одном направлении (длинная сторона), и две крупные линии в противоположном (короткая сторона). Соединительный провод припаяйте к двум самым крупным линиям, а затем к тыльной стороне следующего элемента в цепи. Измерьте длину самой длинной линии, удвойте это значение и нарежьте по два куска провода на каждый элемент.
Далее с помощью ручки разметьте контактные дорожки через каждые три квадрата или полосы на каждой линии. Обычно на тыльной стороне элемента наносятся две или три такие линии. Затем нанесите тонкий слой припоя на квадраты или полосы на обратной стороне элементов. Если вы приобрели элементы с уже припаянными контактами, этот шаг можно пропустить — это сэкономит время на резке и пайке. Затем прогрейте первую половину контактной ленты над квадратами или полосами припоя, чтобы прикрепить её к элементу. Повторите для всех полос.
Подключение ячеек
Приклейте элементы к доске, нанеся небольшое количество клея на центр тыльной стороны каждого и прижав к основе. Контактные провода должны идти по прямой линии через каждый ряд. Убедитесь, что концы проводов находятся между элементами и могут свободно двигаться. Между каждыми двумя элементами должны выступать только два проводка. Помните: один ряд должен быть ориентирован в направлении, противоположном соседнему, чтобы контактные провода выступали с одного конца первого ряда и с противоположного — следующего.
Располагайте солнечные элементы на прямоугольной основе горизонтально, в длинные ряды с малым количеством столбцов. Например: 12 элементов одинакового размера можно разместить в конфигурации 4 x 3. То есть четыре (4) элемента по горизонтали (ряд) и три (3) по вертикали (столбец). И не забудьте оставить отступ около 2,5 см от края каждого элемента до края основы со всех сторон.
Пайка элементов вместе
Нанесите флюс вдоль двух толстых линий на каждом элементе. Затем возьмите свободные концы контактных проводов и припаяйте их по всей длине контактных площадок. Убедитесь, что контактный провод соединен с тыльной стороной одного элемента и с лицевой стороной следующего.
Таким образом, вы свяжете первый ряд вашей солнечной панели с помощью шинного провода. Начиная с первого ряда, припаяйте контактный провод к лицевой стороне первого элемента. Контактные провода должны быть примерно на 2,5 см длиннее необходимого, чтобы они могли перекрывать линии и доходить до отведенного места перед краем основы.
Начните пайку двух проводов, используя небольшой отрезок шинного провода, длина которого должна соответствовать расстоянию до края панели, в то время как следующий, второй провод, должен быть протянут дальше, в следующий ряд.
Подготовьте элементы в следующем ряду, используя дополнительную длину соединительного провода, как вы делали с первым рядом. Продолжайте соединять последующие ряды солнечных элементов, пока не дойдете до последнего, который также нужно будет соединить с помощью шинного провода.
Сборка корпуса панели
Измерьте собранную панель, сняв все размеры основы с элементами, чтобы определить габариты будущего корпуса. Добавьте около 2,5 см со всех сторон к полученным размерам, чтобы внутри осталось место для шинных проводов. Затем вырежьте кусок фанеры по снятым меркам. Для этого можно использовать настольную пилу или лобзик — в зависимости от того, что есть в наличии.
Затем соберите стороны короба, отмерив бруски 2,5×5 см для длинных сторон основания, а затем отмерьте еще два бруска для коротких сторон, которые будут размещены между концами двух длинных частей.
После нарезки деталей по размерам надежно скрепите их на ровной поверхности с помощью шурупов и стыковых соединений. Используйте шурупы, чтобы соединить детали на плоской доске изнутри и снизу. Достаточно трех шурупов на каждой стороне, но точное количество зависит от длины сторон короба. Затем короб можно покрасить в выбранный цвет. Рекомендуется использовать белый или другие светоотражающие цвета — это поможет поддерживать внутри короба более низкую температуру.
Солнечные элементы работают эффективнее и служат дольше, когда не перегреваются. Используйте краски для наружных работ, чтобы защитить деревянный короб от воздействия окружающей среды. Поместите солнечную панель в собранный короб. Надежно закрепите её, убедившись, что элементы обращены лицевой стороной вверх для поглощения солнечного света.
Электромонтаж панели
Подберите диод, рассчитанный на ток, превышающий максимальный ток вашей панели, и подключите его к шинному проводу. Затем зафиксируйте эти детали силиконовым герметиком. Помните: конец диода с белой полосой должен быть направлен в сторону отрицательного полюса или клеммы аккумулятора, а другой конец подключается к отрицательной стороне солнечной панели.
Такая схема подключения предотвратит утечку энергии обратно через панель от аккумулятора, когда она не заряжается. Подсоедините провода: черный провод к диоду, а затем подключите его к клеммной колодке, которую нужно закрепить на боковой стороне панели. Затем подключите белый провод от короткого шинного провода к противоположному концу клеммной колодки.
Приобретите контроллер заряда и подключите к нему солнечную панель. Убедитесь, что полярность («плюс» и «минус») соблюдена. Теперь проложите провода от клеммной колодки к контроллеру заряда. Используйте цветную маркировку проводов для удобства. Если у вас несколько солнечных панелей, разделите положительные и отрицательные провода, а затем соедините их соответственно, чтобы в итоге получилось всего два провода — плюс и минус.
Подберите аккумуляторы, подходящие по мощности к собранной панели. Подключите контроллер заряда к аккумуляторам согласно инструкции производителя. После подключения и зарядки аккумуляторов от солнечной панели вы можете использовать накопленную энергию для питания оборудования или электронных устройств. Необходимая мощность будет зависеть от ваших конкретных потребностей.
Герметизация короба
Приобретите лист оргстекла и обрежьте его по размеру короба, который вы построили для солнечной панели. Оргстекло можно купить в строительном магазине. Важно использовать именно оргстекло, а не обычное стекло, так как оно менее хрупкое и не образует опасных осколков. Далее нарежьте деревянные бруски 2,5×2,5 см для упоров, которые будут размещены в углах короба. Каждый брусок должен быть достаточно высоким, чтобы находиться над клеммной колодкой, но при этом быть ниже края короба на толщину, немного превышающую толщину вашего оргстекла.
Надежно закрепите упоры с помощью столярного клея. Затем установите оргстекло, вставив его в короб поверх панели. Используйте дрель и подходящие шурупы. Аккуратно зафиксируйте оргстекло на деревянных упорах с помощью шурупов. Проклейте все стыки короба силиконовым герметиком. Все видимые отверстия также должны быть загерметизированы для защиты от влаги. Следуйте инструкции производителя герметика для правильного нанесения.
Монтаж солнечных панелей.
Существует несколько способов установки солнечных панелей, и выбор зависит от ваших условий. Для начала рассмотрим краткий список вариантов. Первый — это установка солнечных панелей на передвижную тележку. Это позволит фиксировать панель под определенным углом и при необходимости менять её положение, следуя за солнцем. При использовании тележки положение панели нужно корректировать два-три раза в день.
Другой вариант — монтаж панелей на крыше. При этом угол наклона должен соответствовать траектории солнца. Если панелей много, а место на крыше ограничено, возможно, часть из них придется разместить в другом месте. Также панели можно установить на поворотных креплениях, подобных спутниковым. Такие крепления можно запрограммировать на движение вслед за солнцем. Правда, этот вариант обычно подходит для небольшого количества панелей.
Дополнительная информация о солнечных панелях.
- Контактные ленты и шины — это два типа соединений, которые объединяют отдельные солнечные элементы в панель и обеспечивают передачу энергии к выходным устройствам, таким как распределительная коробка. Сборка панели начинается с соединения элементов с помощью контактных лент в группы — этот процесс называется созданием цепочек элементов. Контактные ленты передают энергию от элементов к более широким шинным лентам. Шинные ленты, в свою очередь, транспортируют энергию от групп элементов к соединительной коробке, откуда ток поступает к потребителю.
- Контактные ленты обычно наносятся в виде параллельных полос, которые чередуются от лицевой стороны одного элемента к тыльной стороне следующего. Таким образом, плюсовые клеммы соединяются с минусовыми, создавая последовательную цепь. Контактные ленты припаиваются к пасте, нанесенной на прозрачное проводящее покрытие (TCO). После соединения элементов лентами они размещаются на стеклянной подложке.
Затем шинная лента припаивается к контактным лентам каждой группы элементов. Контактные ленты собирают электрические токи группы, а шинная лента выводит общую энергию от всех групп в распределительную коробку. - Стандартный размер солнечного элемента — 156 мм х 156 мм. Элементы должны быть нарезаны в строго заданном размере. После тестирования их разрезают на полностью автоматизированных лазерных станках.
Обслуживание солнечных батарей
После того как вы построили и ввели в эксплуатацию солнечные панели, важно поддерживать их в хорошем состоянии для долгой и эффективной работы. Чтобы быть уверенным в долговечности вашей системы, запомните несколько основных правил обслуживания.
Регулярно очищайте защитное стекло (оргстекло) короба. Поскольку панель находится под открытым небом, чистка обязательна. Удаляйте всё, что может препятствовать попаданию солнечного света на элементы.
Никогда не используйте абразивные материалы для очистки, чтобы не поцарапать поверхность. Применяйте биоразлагаемое мыло и мягкую ткань. Если панель установлена на крыше, соблюдайте осторожность при подъеме — вода и мыло делают поверхность скользкой.
Уберите всё, что создает тень. Во время чистки и в процессе эксплуатации следите, чтобы на панель не падала тень от деревьев, кустов или других объектов. Ветки, закрывающие солнце, следует подрезать для максимальной эффективности поглощения света.
Регулярно проверяйте панели. Если вы используете панели промышленного производства, следите за индикатором на инверторе — он должен постоянно гореть зеленым светом. Если индикатор мигает или гаснет, обратитесь в сервисную службу. Систематически записывайте показатели производительности вашей солнечной панели, чтобы убедиться в её стабильной работе.
Будьте экологичны, экономьте энергию и пользуйтесь преимуществами, которые дают вам солнечные батареи!
