Содержание

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, 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, 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.

Солнечная батарея своими руками » полезные самоделки

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.

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.

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.

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.

Выбирать размер солнечной батареи нужно в зависимости от того, для чего она будет использоваться

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.

Комплектующие

Что необходимо для того, чтобы собрать простейшую солнечную батарею?

Во-первых, потребуются сами солнечные элементы, с помощью которых энергия нашего светила будет преобразовываться в электрическую. Производители предлагают различного рода элементы с разными размерами и разной мощностью. Чаще всего это устройства размерами 15×8 мм, такие небольшие пластинки. Чтобы собрать батарею мощностью 60 Вт, потребуется приблизительно около сорока приборчиков. Приплюсуйте сюда еще 10 штук про запас на случай излома. Солнечные элементы очень хрупкие.

  • Во-вторых, понадобится оргстекло. Для этого надо будет два листа: один снизу, который будет выполнять функции основы батареи. Его толщина должна быть 4-6 мм. Кстати, нижнее оргстекло можно заменить фанерой. Второй слой – верхний толщиною 2 мм.
  • В-третьих, крепежные детали: самоклеящийся двусторонний скотч, металлические (алюминиевые) уголки, клей, болты с гайками для крепления двух оргстекол между собой.
  • В-четвертых, дополнительные электрические детали: припой (лучше всего легкоплавкий), флюс, диоды и так далее.

Солнечная батарея своими руками из подручных материалов: схема сборки

Сразу следует сказать, что одной общей схемы для создания солнечной батареи нет, сборки могут быть разными, и зависят они от выходных параметров. Самым простым вариантом можно назвать сборку из 4-х транзисторов последовательного расположения. Так например если в сборке будут присутствовать детали 2N3055, то при токе в 10-15мА вы сможете получить результат до 4 В. Конечно нельзя сказать что это хороший показатель, но даже используя такую конструкцию вы сможете подпитать небольшой светильный прибор и даже часы.

Чтобы сделать самодельную солнечную батарею, не нужно затрачивать много финансовых средств

Для того чтобы закрепить транзисторы в основном выбирают навесной монтаж, так как это значительно облегчает сборку. Кроме того, в основном все подобные устройства обладают немаловажным качеством, они не боятся короткого замыкания. Однако старайтесь оберегать их от возможных перегревов, так как при перегреве их напряжение на выходе может упасть.

Принцип работы и конструкция

Кванты попадают на фотоэлементы, в результате чего с внешних орбит атомов вещества уходят электроны.

Становясь свободными, они создают ток, идущий через контролер к аккумулятору, где накапливается заряд. Затем энергия поступает потребителю — различным бытовым или техническим устройствам.

Комплект солнечной батареи для дома составляется из кремниевых фотоэлементов. Одна их сторон пластины имеет тонкий слой химически пассивного фосфора либо бора.

Электроны, возникая, сдерживаются этой пленкой. Поверхность элемента пересекается металлическими дорожками, где свободные частицы собираются, выстраиваются и движутся упорядоченно, создавая ток.

При большом числе фотоэлементов в комплекте батареи можно получить достаточно много электричества.

Верхний слой пластины снабжен противоотражающим слоем. Это увеличивает КПД.

Пластины фотоэлементов могут быть:

  • поликристаллические, с небольшим КПД около 12 %, но стабильно работающие до 10 лет;
  • монокристаллические, с КПД до 25 % и функционированием до 25 лет, но со снижением параметра эффективности во времени;
  • аморфные, КПД до 6 %, удобные для укладки.

Как работает солнечная батарея?

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

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

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

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

Общий принцип выбора и компоновки деталей для солнечных батарей

В связи с последними требованиями к производству электрической энергии, которые направлены на переход с традиционного сырья, используемого при его производстве, тема солнечных источников питания принимает все более практическое значение. Массовое производство элементов для создания собственной электрической сети уже предлагает потребителю различные варианты обеспечения автономной электроэнергией. Но пока еще стоимость автономного солнечного источника питания достаточна высока и недоступна для массового потребителя.

Но это не значит, что нельзя смастерить солнечные батареи своими руками. При этом просто необходимо определиться со способом сборки такого устройства. Или, приобретая отдельные элементы, компоновать их самостоятельно, или делать все составные части собственноручно.

Из чего, собственно, состоит система питания, основанная на преобразовании солнечной энергии в электрический ток? Основным, но не последним из ее элементов, является солнечная батарея, конструкция которой была рассмотрена выше. Вторым элементом в схеме является контроллер солнечной батареи, задача которого состоит в контроле зарядки аккумуляторных батарей электрическим током, полученным в солнечных батареях. Следующей частью домашней солнечной электростанции является батарея электрических аккумуляторов, в которой и накапливается электричество. И последним элементом «солнечной» электрической цепи будет инвертор, позволяющий полученное электричество небольшого вольтажа использовать для бытовых приборов, рассчитанных на 220 В.

Рассматривая каждый элемент домашней гелиоэлектростанции отдельно, можно увидеть, что каждый ее элемент может быть приобретен в розничной сети, на электронных аукционах и т. д. или собран собственноручно. И даже контроллер солнечной батареи своими руками можно изготовить – при наличии определенных навыков и теоретических знаний.

Теперь что касается задач, которые ставятся перед собственной электростанцией. Они просты и сложны одновременно. Простота их в том, что солнечная энергия используется для определенных целей: освещения, отопления или полного обеспечения потребностей жилища. Сложность – в правильном расчете требуемой мощности и соответствующем подборе комплектующих частей.

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.

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.

Сборка батареи

На нижний лист оргстекла с помощью самоклеящегося скотча прикрепляются солнечные элементы. Их можно располагать в любой последовательности, но лучше, если они заполнять равномерно всю площадь будущей батареи. При этом расстояние между ними должно быть минимальным.

На готовую панель укладывается верхний лист оргстекла

Обратите внимание, что с помощью скотча можно регулировать зазор между солнечными элементами и верхним стеклом. Уложите его чуть больше (в два или три слоя по периметру), и зазор увеличится

Нет необходимости переусердствовать, зазор быть должен, но небольшой (1-3 мм).

После чего по всему периметру между стеклами наносится герметик, далее устанавливается алюминиевый уголок, который скрепляется болтами и гайками. Все, самодельная солнечная батарея почти готова, можно проводить испытание. В таком состоянии прибор должен выдавать напряжение 20-22 вольта (это без нагрузки), при нагрузке 16-18 вольт. При этом выделяется ток силой 3,0-3,5 А. можно подсчитать, и результат будет – 60 Вт, что и требовалось.

Классификация и особенности современных фотоэлементов

Первую солнечную ячейку изготовили на основе селена (Se), однако низкий КПД (менее 1%), быстрое старение и высокая химическая активность селеновых фотоэлементов вынуждали искать другие, более дешёвые и эффективные материалы. И они нашлись в лице кристаллического кремния (Si). Поскольку этот элемент периодической таблицы является диэлектриком, его проводимость обеспечили за счёт включений из различных редкоземельных металлов. В зависимости от технологии изготовления существует несколько типов кремниевых фотоэлементов:

  • монокристаллические;
  • поликристаллические;
  • из аморфного Si.

Первые изготавливаются методом срезания тончайших слоёв от слитков кремния самой высокой степени очистки. Внешне фотоэлементы монокристаллического типа выглядят как однотонные тёмно-синие стеклянные пластины с выраженной электродной сеткой. Их КПД достигает 19%, а срок службы составляет до 50 лет. И хоть производительность изготовленных на основе монокристаллов панелей постепенно падает, есть данные, что изготовленные более 40 лет назад батареи и сегодня сохраняют работоспособность, выдавая до 80% своей первоначальной мощности.

Монокристаллические солнечные ячейки имеют однородный тёмный цвет и срезанные углы — эти признаки не позволяют спутать их с другими фотоэлементами

В производстве поликристаллических фотоэлементов используют не такой чистый, но зато более дешёвый кремний. Упрощение технологии сказывается на внешнем виде пластин — они имеют не однородный оттенок, а более светлый узор, который образуют границы множества кристаллов. КПД таких солнечных ячеек немного ниже, чем у монокристаллических — не более 15%, а срок службы составляет до 25 лет. Надо сказать, что снижение основных эксплуатационных показателей абсолютно не сказалось на популярности поликристаллических фотоэлементов. Они выигрывают за счёт более низкой цены и не такой сильной зависимости от внешней загрязнённости, низкой облачности и ориентации на Солнце.

Поликристаллические фотоэлементы имеют более светлый синий оттенок и неоднородный рисунок — следствие того, что их структура состоит из множества кристаллов

Для солнечных батарей из аморфного Si используется не кристаллическая структура, а тончайший слой кремния, который напыляют на стекло или полимер. Хоть подобный метод производства и является самым дешёвым, такие панели имеют самый короткий срок жизни, причиной чему является выгорание и деградация аморфного слоя на солнце. Не радует этот тип фотоэлементов и производительностью — их КПД составляет не более 9% и во время эксплуатации существенно снижается. Использование солнечных батарей из аморфного кремния оправдано в пустынях — высокая солнечная активность нивелирует падение производительности, а бескрайние просторы позволяют размещать гелиоэлекростанции любой площади.

Возможность напылять кремниевую структуру на любую поверхность позволяет создавать гибкие солнечные панели

Дальнейшее развитие технологии производства фотоэлектрических элементов вызвано необходимостью в снижении цены и улучшении эксплуатационных характеристик. Максимальной производительностью и долговечностью сегодня обладают плёночные фотоэлементы:

  • на основе теллурида кадмия;
  • из тонких полимеров;
  • с использованием индия и селенида меди.

О возможности применения в самодельных устройствах тонкоплёночных фотоэлементов говорить пока ещё рано. Сегодня их выпуском занимается только несколько наиболее «продвинутых» в технологическом плане компаний, поэтому чаще всего гибкие фотоэлементы можно увидеть в составе готовых солнечных панелей.

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.

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.

Для монтажа солнечных батарей потребуется минимум 2 человека

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.

Какие бывают солнечные батареи

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

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

ТипОсобенности
ЖесткиеПроизводятся в основном из кристаллического или аморфного кремния. Представляют собой твердую панель из фотоэлементов.
ПленочныеТакой вид представляет собой тонкую гибкую пленку из кристаллического или аморфного кремния, теллурида кадмия и других элементов.
ОдносторонниеПанели, поглощающие солнечные лучи только с одной стороны.
ДвухсторонниеФотоэлементы способны поглощать энергию с двух сторон.

Транзисторы – генераторы электричества

Самодельная солнечная батарея, которая на выходе будет генерировать не тепловую энергию (как в предыдущем разделе), а электрическую может быть собрана из обычных транзисторов. Конечно, для энергообеспечения всего дома такая самодельная батарея не подойдет, но запитать небольшие приборы или подзарядить мобильный телефон Вы точно сможете. Чем больше транзисторов Вы используете, тем более мощная солнечная батарея у Вас получится, это нужно учитывать.

Первое с чего нужно начать, это аккуратно спилить верхнюю часть элемента, чтобы солнечный свет беспрепятственно попадал на p-n переходы. Если Вы используете транзисторы типа П, необходимо высыпать порошок из его внутренней части. После этих приготовлений переходим непосредственно к процессу сборки. Последовательное соединение элементов используется для повышения напряжения, а параллельное – силы тока. В качестве подложки рекомендуется использовать текстолит или органическое стекло. Чтобы не повредить кристалл транзистора, паять выводы, подходящие к нему, лучше не стоит. Один транзистор обеспечивает силу тока от 0,1 до 3 мА, а блок, состоящий из 4-х транзисторов, – от 10 до 15 мА.

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.

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.

Чтобы правильно выполнить пайку солнечных элементов, стоит предварительно посмотреть обучающее видео

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.

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.

своими руками и самому, видео, изготовление для дома

Далеко не каждый может позволить себе заказать установку солнечных батарей у поставщика. Поэтому все более популярным становится производство солнечных батарей своими рукамиСолнечные батареи позволяют перерабатывать энергию солнца для получения электричества. Система достаточно популярная, но дорогая. Удешевить конструкция можно, выполнив изготовление в домашних условиях. Для работы потребуется изучить принцип работы, процесс спаивания и сборки.

Составляющие для изготовления солнечной батареи своими руками

Для бесплатного получения электроэнергии используют солнечные батареи, которые с каждым годом обретают все большую популярность. Но еще больше удешевить процесс получения солнечной энергии можно путем самостоятельного сбора модуля.

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

Схема самодельной солнечной батареи:

  • Коллекторная установка;
  • Аккумулятор напряжения;
  • Инвертор.

Коллектор – это компактная конструкция из небольших элементов. Система перерабатывает солнечную энергию в поток положительных и негативных электронов. Создавать высокое напряжение коллектор не может.

Одна деталь способна вырабатывать 0,5 Вт. Коллектор вырабатывает напряжение в 18 Вт. Такой энергии хватит для заряда небольшого аккумулятора. Для больших объемов потребуется увеличение площади солнечной батареи.

Аккумуляторы обеспечивают необходимое количество энергии. Работы одной батареи будет недостаточно. Но здесь роль играют электрические приборы, которые работают от солнечного модуля. Количество аккумулятор придется постоянно добавлять. Вместе с этим не нужно забывать обновлять коллекторы. Для одной батареи может потребоваться 10 аккумуляторов.

Аккумуляторы и коллекторы приобретаются в специализированных магазинах. Материалами для батареи послужат подручные средства.

Инвертор перерабатывает полученную солнечную энергию в ток. Покупая деталь, следует изучить ее характеристики. Мощность устройства при этом должна быть не меньше 4 кВт.

Расчет электричества от солнечных батарей своими руками: подготовка

Сделать сборку конструкции можно из подручных материалов. Так раму выполняют из дюралюминия. Можно взять и другой материал, но обязательно выполнить защитную покраску. Это поможет сэкономить на монтаже конструкции. Но при желании можно приобрести готовую раму в специализированном магазине.

В первую очередь необходимо определиться с установленной мощностью. Подсчитать всю свою нагрузку, которая будет питаться от солнечных батарей. Отсюда будет понятно, сколько фотоэлементов необходимо купить, и сколько понадобиться площади для их установки

При самостоятельном изготовлении для начала проводится расчет. За основу берется требуемый заряд аккумулятора. Данный показатель считается основным, и делиться на 0,5 Вт. В итоге получает необходимое количество элементов.

Ток зарядом в 3,6 А требует соединения трех последовательных цепочек. Так количество элементов умножается на 3. При умножении полученных данных на стоимость элемента, то можно получить цену солнечной батареи.

Элементы солнечного модуля требуется соединять в параллельно-последовательной схеме. В каждой цепочке при этом должно быть равное количество элементов.

Расчет электричества на практике окажется меньше. Это объясняется неравномерным потоком солнечной энергии на протяжении дня. Для эффективной работы потребуется использовать сразу несколько батарей.

Требуемый инструментарий для самостоятельной сборки:

  • Паяльник;
  • Канифоль;
  • Установочный провод;
  • Силиконовый герметик;
  • Двусторонний скотч.

Инструменты могут отличаться, а их количество может меняться. Для размещения всех элементов на раме, потребуется конструкция размерами 90х50 см. При других габаритах готовых конструкций проводят другие расчеты.

Советы, как самому сделать солнечные батареи: этап пайки

Оптимальная температура для работы панели – 70-90 градусов. Но выполнять контроль показателя сложно. Чтобы упростить данную работу, в раме выполняют отверстия для вентиляции. Диаметр дыр составляет 1 см. Спаивать детали необходимо самому.

В продаже часто встречаются элементы с уже припаянными проводниками, но может быть и не так. Паять придется в любом случае, но в первом варианте задача значительно упрощается

Набор деталей для пластин следует приобрести в магазине. Это недешевая покупка, но выгодней, чем приобретать готовую солнечную батарею от производителя. Понадобится кремниевая пластина, которая перерабатывает энергию солнца в электричество. Их изготавливают из поликристаллического кремния.

Последовательность пайки элементов:

  • Согласно заготовкам нарезаем проводники;
  • Детали фиксируем на необходимых местах;
  • На контакты наносим кислоту и припой;
  • Затем устанавливаем проводники;
  • Начинаем спайку элементов.

Выполнять переворот спаянной системы бывает затруднительно. Поэтому сначала выполняют крепление элементов, а затем рядов. На крайних деталях следует выполнить шину на положительный и отрицательный заряд. Проводка вывода оборудуется изоляцией. На наружной стороне рамы устанавливается клемма.

При проблемах спаивания требуется подпилить контакты наждачкой.

Затем панели крепятся к раме. При креплении следует воспользоваться герметиком на силиконовой основе. Он выполняет роль связывающего вещества панели с рамой. Когда все конструкция собрана, нужно проверить ее исправность. Здесь используют специальный тестер. Показания прибора должны составлять 17-19 Вт. Процедуру следует проводить несколько дней и только потом выполнить герметизацию.

Между рамой и оргстеклом должен быть слой герметика. Требуется подождать, пока вещества полностью застынет. Закрепление оргстекла проводится с помощью саморезов. Стыки также обрабатываются силиконом.

Как собрать солнечную батарею своими руками: завершающие работы

После спаивания конструкции необходимо завершить сборку всех элементов в одну систему. Сначала уделяют внимание инверторам. Они работают на переработку тока.

Разновидности инверторов:

  1. Системные выполняют роль дополнительного источника энергии. При переработке тока вместе с центральным источником аккумуляторы можно не использовать.
  2. Гибридные – могут стать главным источником энергии. Но лучше не отказываться от основного источника. Такие системы могут не только перерабатывать, но и накоплять энергию.
  3. Автономные конструкции используются в виде основного источника питания. Для работы потребуются аккумуляторы.

Необходимое количество аккумулятор основывается на требуемой мощности. При этом следует уделить внимание батарей и высоте их монтажа. Чем выше будет находиться конструкция, тем эффективней будет работать модуль.

Для частного дома потребуется мощность батареи в 4 кВт.

К аккумулятору батарея крепится с помощью диода. Это предохранить панель от разрядки в ночное время. Также защиту обеспечит контроллер заряда. Менее мощные батареи можно соорудить с помощью медного листа и пластиковой бутылки. Для работы конструкции потребуется соль и теплая вода. Из инструментов следует взять наждачную бумагу, элекроплиту и тестер. Нередко в качестве материала изготовления солнечной батареи используют жестяные банки. Обычно они выполняются из алюминия.

Солнечные батареи своими руками (видео)

Чтобы собрать конструкцию своими руками, требуется последовательно соединить все элементы. Основу для солнечной батареи составляют три элемента: аккумулятор, конвектор, инвертор. Раму можно изготовить из подручных материалов.


Добавить комментарий

Солнечные батареи должны быть дешевыми и эффективными – Наука – Коммерсантъ

текст Сергей Козюхин доктор химических наук
Владимир Иванов доктор химических наук, Институт общей и неорганической химии РАН
Андрей Шевельков доктор химических наук, Московский государственный университет
Геннадий Русинов кандидат химических наук
Роман Иргашев кандидат химических наук, Институт органического синтеза Уральского отделения РАН Владимир Козик доктор технических наук, Томский государственный университет

Российские химики и материаловеды создали научный консорциум для разработки солнечных элементов третьего поколения. Предложена технология гидротермального получения мезопористого оксида титана для ячеек солнечных батарей, по характеристикам не уступающего зарубежным аналогам. Синтезирован ряд перспективных рутенийсодержащих и безметалльных красителей для батарей, повышающих их светочувствительность. Ведется разработка новых неорганических материалов для полностью твердотельных солнечных элементов.

Слишком дорогое электричество

Излучение Солнца в электрический ток преобразуют с помощью солнечных батарей, или, как говорят специалисты, фотовольтаических преобразователей. Они могут быть разных конструкций.

Наибольшее распространение получили кремниевые солнечные батареи, известные уже более полувека; коффициент полезного действий (КПД) у них достигает 25,6%, а срок службы — более 25 лет. Сам кремний дешевый, но технология производства кремниевых батарей сложна (например, требуются “чистые” помещения), что и обуславливает высокую цену готового продукта.

На сегодня критическим параметром для развития солнечной энергетики является именно стоимость производства батарей. Но помимо экономических аспектов, существует также чисто фундаментальное ограничение (предел Шокли-Квиссера), согласно которому КПД солнечных батарей такого типа не может превышать 34%.

Иной тип солнечных элементов (второе поколение), в которых кремний не используется и на которые ограничение Шокли-Квиссера не распространяется, создан с использованием так называемых тонкопленочных тандемных гетероструктур на основе галлия, мышьяка, индия, олова и азота. Эти элементы имеют высокую эффективность — до 46%. Однако в их производстве используются токсичные химикаты, технология изготовления гетероструктур сложная, да и подбор материалов слоев представляет собой нетривиальную научную задачу.

В итоге цена на электроэнергию, вырабатываемую фотовольтаическими преобразователями указанных типов, составляет 0,15-0,29 евро/кВт час, в то время как цена энергии из традиционных источников — 0,02-0,035 евро/кВт час. По прогнозам, к 2020 году последняя вырастет до 0,05-0,06 евро/кВт час, но это все равно дешевле “солнечного” электричества.

Иными словами, прогресс в солнечной энергетике невозможен без новых прорывных технологий.

Рис. 01 Схема и принцип действия сенсибилизированной красителем ячейки третьего поколения
При поглощении кванта света краситель-сенсибилизатор (Si) переходит в возбужденное состояние (S*) и инжектирует электрон в зону проводимости полупроводника. Окисленный сенсибилизатор может быть восстановлен, приняв электрон от медиатора. Электроны из зоны проводимости собираются на прозрачном электроде, проходят через внешнюю цепь и поступают на противоположный электрод, где восстанавливают окисленный медиатор.

Искусственный фотосинтез

Одним из перспективных направлений развития фотовольтаических устройств и солнечной энергетики в целом стало создание солнечных элементов третьего поколения на базе широкозонных полупроводников, светочувствитетельность которых сенсибилизирована (увеличена) органическими или металлорганическими красителями.

Прорыв в этой области датируется 1991 годом, когда в качестве фотоанода был применен обладающий развитой поверхностью мезопористый оксид титана (с частицами 10-20 нм), сенсибилизированный комплексным соединением рутения.

Сенсибилизированные красителями солнечные элементы известны как ячейки Гретцеля. Среди существующих направлений солнечной энергетики третьего поколения они считаются перспективными. Они относительно дешевы и просты в изготовлении. При желании и при наличии реактивов прототип такого устройства можно собрать даже в домашних условиях.

Принципиальное отличие ячеек третьего поколения от кремниевых элементов состоит в том, что в них разделение фотогенерированных зарядов происходит на границе сенсибилизированного полупроводника, а перенос электрона — в толще полупроводника. При кремниевой же технологии разделение и перенос зарядов происходят внутри одного и того же материала.

Тот факт, что разделение зарядов и перенос электрона происходят в разных материалах (точнее, в разных частях полупроводника), создает широкие возможности для направленного улучшения материалов с целью повышения эффективности всей солнечной батареи. По сути, процесс конверсии солнечного света в электрический ток в такой фотовольтаической ячейке аналогичен фотосинтезу в природе, поэтому в литературе о сенсибилизированных красителями солнечных ячейках часто говорят как об устройствах искусственного фотосинтеза.

Солнечная Германия

Принцип действия ячеек третьего поколения

Принцип действия конструкции основан на том, что в результате поглощения кванта света краситель-сенсибилизатор переходит в возбужденное состояние. При этом он способен инжектировать электрон в зону проводимости полупроводника. После передачи электрона полупроводнику сенсибилизатор переходит в окисленное состояние и может быть восстановлен в результате захвата электрона от донора электронов (в качестве донора выступает редокс-пара, или медиатор — система из окисленной и восстановленной форм данного вещества).

Электроны из зоны проводимости собираются на электроде (как правило, это стекло с прозрачным проводящим покрытием), далее проходят через внешнюю цепь и поступают на противоположный электрод, где принимают участие в обратной реакции восстановления окисленного медиатора.

Величина фототока зависит от спектральных, окислительно-восстановительных свойств сенсибилизатора и медиатора, эффективности инжекции заряда и структуры полупроводникового электрода, а также от эффективности фотокатода, выступающего в качестве электрокатализатора. Теоретическое значение КПД для сенсибилизированных красителями ячеек составляет 33,3%.

Сенсибилизация

Титанический синтез

В настоящее время диоксид титана является ключевым компонентом сенсибилизированных красителями ячеек, используемым в составе фотоанодов. К материалу фотоанода предъявляется целый ряд требований, призванных обеспечить высокую эффективность ячейки. В частности, он должен обладать малым размером частиц (10-20 нм) и высокой удельной площадью поверхности (порядка 100 м2/г), что обеспечивает хороший контакт красителя-сенсибилизатора и полупроводника.

Другим важным требованием является высокая степень кристалличности диоксида титана, то есть отсутствие в материале аморфных или высокодефектных фаз. Кристалличность обеспечивает высокую эффективность переноса носителей заряда от места их генерации (интерфейс — краситель/TiO2) к электроду, а любые дефекты структуры являются “ловушками”, в которых носители заряда “застревают”.

Указанные требования — до некоторой степени взаимоисключающие, поскольку высокая степень кристалличности присуща крупнокристаллическим веществам, которые, очевидно, не могут обладать развитой поверхностью. Поэтому для получения диоксида титана с нужными характеристиками используют специальные приемы. Например, гидротермальный синтез (обработку водных растворов или суспензий соединений титана при температуре около 200°С), а также различные его вариации, в первую очередь — гидротермально-микроволновой синтез, обеспечивающий высокую однородность и скорость нагрева реакционных смесей.

Краситель-якорь

Вторым ключевым компонентом ячейки Гретцеля является металлорганический краситель, который в адсорбированном состоянии на поверхности фотоанода играет роль сенсибилизатора.

Солнечные элементы на основе комплексных соединений рутения демонстрируют высокие показатели эффективности преобразования световой энергии в электрическую, но батареи на этих красителях не имеют шансов на крупномасштабное внедрение в производство, главным образом из-за высокой стоимости рутения.

Роль сенсибилизаторов в солнечных батареях могут успешно выполнять и более доступные органические безметалльные красители. Исследования таких красителей ведутся во всем мире последние 10-15 лет.

С химической точки зрения молекулы всех безметалльных красителей имеют так называемое “пуш-пульное” строение, когда в одной молекуле сочетаются два структурных фрагмента с избыточной (донорный) и с недостаточной (акцепторный) электронной плотностью, которые соединяет ?-электронный мост. В результате между донором и акцептором в молекуле реализуется эффективный внутримолекулярный перенос заряда, что позволяет красителю поглощать излучение в видимой области спектра. Акцепторный фрагмент в структуре красителя в большинстве случаев выполняет дополнительно функцию “якоря”, благодаря которому молекулы красителя закрепляются на поверхности диоксида титана.

Высокие значения всех названных характеристик красителя-сенсибилизатора могут быть достигнуты в результате тонкой настройки его молекулярной архитектуры с использованием приемов тонкого органического синтеза.

Заметим, что сырьевой базой для синтеза безметалльных красителей-сенсибилизаторов являются нефть и каменный уголь — источники обширнейшей “библиотеки” ароматических и гетероциклических соединений на Земле. Иными словами, изобилие первичного источника сырья открывает широкие перспективы для внедрения технологии сенсибилизированных красителем солнечных батарей в промышленное производство.

Рис. 02 Сырьевая база
Сырьевой базой для синтеза безметалльных красителей-сенсибилизаторов, необходимых для солнечных батарей третьего поколения, являются нефть и каменный уголь.

Свинец с йодом лучше йода

Третий компонент сенсибилизированной красителем ячейки — медиатор — потенциально способен привести к ее разрушению. Традиционно входящий в состав медиатора элементарный йод (I2) вызывает коррозию конструкции ячейки, а под действием солнечного света и тепла коррозия только усиливается.

Выход был предложен в 2009 году, когда группа японских ученых обнаружила уникальные свойства свинец-галогенидных перовскитов общей формулы APbX3 (обычно X — это йод), где в качестве А-катиона может служить производное органического вещества с молекулой небольшого размера, например метиламмоний.

В этих соединениях под действием света рождается экситон — связанная пара электрона и дырки, которые движутся в направлении противоположных электродов ячейки. Электроны попадают в мезопористый полупроводник — тот же оксид титана, что и в обычных ячейках Гретцеля, — а для переноса дырок к противоположному электроду используют специальные органические полупроводники.

Такие ячейки не содержат жидких компонентов, поэтому часто называются полностью твердотельными сенсибилизированными ячейками (ASDSC, от английского All-Solid Dye-sensitized Solar Cell). Их эффективность, изначально очень низкая, в течение последних 3-4 лет была доведена уже до 20%.

Перспективная энергия

Как избавиться от свинца

Исследования ASDSC-ячеек активно ведутся во всем мире, и прогнозы обещают скорое повышение их эффективности до 30%. Однако и полностью твердотельные ячейки не лишены недостатков.

Во-первых, используемые для переноса дырок органические полупроводники p-типа пока очень дороги, их вклад в стоимость окончательного продукта может превышать 50%. Во-вторых, если создание лабораторных прототипов с рабочим элементом размером около 10 х 10 мм не составляет проблем, то производство ячеек с большой площадью поверхности все еще затруднено. Наконец, сам перовскитный краситель содержит токсичный свинец, и поскольку свинец-галогенидные перовскиты растворимы в воде, неизбежна опасность рабочего материала ячеек для окружающей среды и человека, как в процессе эксплуатации, так и при утилизации отработавших устройств.

Решение каждой из этих проблем находится на разных этапах. Но в целом замена дорогих органических полупроводников p-типа на более дешевые и вполне устойчивые неорганические аналоги видится верным направлением. Уже предложены интересные неорганические производные меди, никеля и в особенности олова. Для изготовления ячеек большой площади возможно использование альтернативных технологий, основанных либо на напылении рабочего материала, либо на применении струйной печати.

Сложнее всего избавиться от производных свинца. Первые попытки замены свинецсодержащих перовскитов на производные олова или сурьмы показали интересные результаты, но перспективы их практического применения еще туманны, поскольку соединения олова подвержены деградации, а производные сурьмы пока не показывают существенной эффективности.

Сборка российских солнечных батарей

Можно констатировать, что создание и разработка солнечных элементов третьего поколения требует совместных усилий специалистов из различных областей, в том числе материаловедов, химиков-органиков, электрохимиков и специалистов в области фотовольтаики.

В России для решения этой задачи создан консорциум, в который вошли ученые из нескольких регионов России (Москва, Екатеринбург, Томск), работающие как в академических институтах (ИОНХ РАН, ИОС УрО РАН, ИФХЭ РАН), так и в ведущих университетах (МГУ, ТГУ).

Усилиями участников консорциума создана инфраструктура для создания и тестирования солнечных батарей третьего поколения. Уже разработана технология гидротермального получения мезопористого оксида титана, по характеристикам не уступающего импортным аналогам. Синтезирован ряд новых рутенийсодержащих и безметалльных красителей для фотоанодов. Ведется поиск новых неорганических медиаторов и красителей для твердотельных солнечных элементов.

Работы ведутся при поддержке РФФИ (проекты 13-03-12415 и 13-03-12434), а также в рамках программы повышения конкурентоспособности ТГУ.

Климат и экология: Среда обитания: Lenta.ru

Австралийский стартап SunDrive совершил прорыв в солнечной энергетике, создав самую эффективную и дешевую солнечную панель в истории. Молодой ученый Винс Аллен изобрел технологию, работая у себя в гараже в одиночку, и она превзошла разработки многомиллиардных китайских компаний, пишет Bloomberg.

Винс Аллен решил заменить серебро, которое обычно используется для вывода электричества из солнечных батарей, на более дешевый материал — медь. 32-летний кандидат наук из Университета Нового Южного Уэльса построил оборудование для исследований и разработок у себя в гараже и пробовал применить медь при создании солнечных панелей различными способами, пока не нашел рабочий метод.

Чтобы внедрять новую технологию на рынок, Аллен в 2015 году основал компанию SunDrive Solar. На этой неделе фирма получила официальное сообщение о том, что ее разработка побила рекорд по эффективности преобразования света в электричество. Такой результат показал анализ, проведенный независимым немецким Институтом исследований солнечной энергии Хамелин (ISFH). Показатель эффективности батареи SunDrive Solar составил 25,54 процента. Предыдущий рекорд — 25,26 процента — был установлен китайским гигантом Longi Green Energy Technology. В прошлом году азиатская компания была продана за 8,4 миллиарда долларов.

Материалы по теме

00:03 — 1 сентября

Смертельный сквозняк.

Как замазывание щелей и замена гнилых труб спасет человечество от глобальной катастрофы?

00:04 — 9 сентября

Всем по коробке.

Россияне начали скупать в Москве экстремально маленькие квартиры. Зачем они это делают?

Если австралийский стартап сможет вывести свою разработку на мировой рынок, стоимость солнечных батарей значительно снизится, и отрасль станет гораздо меньше зависеть от серебра. «Медь очень распространена и обычно стоит примерно в 100 раз меньше серебра», — объяснил Аллен. На сегодняшний день SunDrive привлекла около 7,5 миллиона долларов от компании Blackbird Ventures и других крупных инвесторов. Кроме того, молодое предприятие получило грант на сумму более двух миллионов долларов от государственного Агентства по возобновляемым источникам энергии (ARENA), продвигающего экологичные технологии.

Около 95 процентов солнечных панелей изготавливаются из фотоэлементов — маленьких ячеек из кремниевых пластин, преобразующих энергию солнца в постоянный электрический ток. Чтобы вывести ток, нужно соединить ячейки металлическими контактами. Для этой цели производители долгое время использовали серебро, так как этот металл имеет высокую прочность и пластичность. Однако серебро может составлять до 15 процентов от стоимости солнечной батареи. Бывший глава Suntech Power Holdings Ши Чжэнжун, получивший прозвище Король солнца за его огромную роль в индустрии, стал инвестором SunDrive и заявил, что исследователи уже давно пытаются применить медь в создании солнечных панелей. «Переход на медь — это то, чего мы давно желали, но добиться этого было очень трудно», — сказал он. Ши также выразил надежду, что производители перейдут к использованию серебра и меди в пропорции 50 на 50.

Сектор солнечной энергетики разрастается, так как экологическая повестка приобретает все большую актуальность. За 2020 год мировые объемы производства солнечных панелей рекордно выросли — общая мощность установок увеличилась на 23 процента и достигла 760 гигаватт.

Сколько энергии вырабатывают солнечные панели для вашего дома

Ключевые моменты:

  • Большинство бытовых солнечных панелей на сегодняшнем рынке рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.
  • Бытовые системы солнечных панелей обычно имеют мощность от 1 до 4 кВт.
  • Система солнечных панелей мощностью 4 кВт в доме среднего размера в Йоркшире может производить около 2850 кВтч электроэнергии в год (в идеальных условиях).
  • Мощность солнечной панели зависит от нескольких факторов, включая ее размер, мощность, ваше местоположение и погодные условия.

Ссылки:

Как рассчитать мощность солнечной панели?

Поскольку все системы солнечных батарей индивидуальны, трудно сказать точно, сколько электроэнергии вырабатывала бы ваша. Этот полезный калькулятор от Центра альтернативных технологий может дать вам приблизительное представление, а также сумму денег, которую вы можете рассчитывать сэкономить.

Есть также несколько общих тестов, которые можно использовать для оценки потенциальной производительности вашей системы.

1. Мощность солнечной панели в день

Определите, сколько электроэнергии – в киловатт-часах (кВтч) – ваши панели будут производить каждый день, используя следующую формулу:

Размер одной солнечной панели (в квадратных метрах) x 1,000

Эта цифра x Эффективность одной солнечной панели (в процентах в виде десятичной дроби)

Эта цифра x Количество солнечных часов в вашем районе каждый день

Разделить на 1000

Подробнее об эффективности ниже .

Чтобы оценить количество солнечных часов в вашем районе, воспользуйтесь этим калькулятором.

Пример
  • Панель размером 1,6 квадратных метра:
  • В вашем районе 4,5 солнечных часа в день *:
  • Разделить на 1000:
    • 1,440 ÷ 1,000 = 1. 44 кВтч в день

* Количество солнечных часов сильно варьируется в течение года (4,5 часа – оценка на июль) и будет намного меньше в зимние месяцы, особенно в зимние месяцы.

2. Мощность солнечных панелей в месяц

Для получения итоговой суммы за месяц рассчитайте дневную цифру, а затем умножьте ее на 30:

  • 1,44 x 30 = 43,2 кВтч в месяц

3. Мощность солнечных панелей на квадратный метр

Самая популярная бытовая солнечная система мощностью 4 кВт. Он состоит из 16 панелей, каждая из которых:

  • размером около 1,6 квадратных метров ( 2 м) размером
  • рассчитан на выработку примерно 265 Вт (Вт) мощности (в идеальных условиях)

Чтобы рассчитать производительность на квадратный метр, используйте следующую формулу:

Количество панелей x Емкость системы солнечных панелей

Емкость ÷ Общий размер системы (количество панелей x размер одной панели)

Пример
  • 16 панелей по 265 Вт каждая:
    • 16 x 265 = мощность 4240 кВт
  • Общий размер системы (16 панелей по 1.6 м по 2 каждый)
    • 4,240 ÷ 6 = 165 Вт на м 2

Сколько ватт вырабатывает солнечная панель?

Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.

Номинальная мощность поясняется ниже.

Сколько электроэнергии вырабатывает система солнечных панелей мощностью 1 кВт?

Система солнечных панелей мощностью 1 кВт может вырабатывать около 850 кВтч электроэнергии в год.

Насколько эффективны солнечные панели?

Следующие факторы влияют на то, сколько электроэнергии будут вырабатывать ваши солнечные панели:

Емкость

Максимальное количество электроэнергии, которое система может производить в идеальных условиях (известное как «пиковое солнце»).

Иногда его называют «номинальной мощностью» или «номинальной мощностью», это означает 1000 ватт (или 1 кВт) солнечного света на каждый квадратный метр панели.

Большинство бытовых систем солнечных панелей имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.

КПД

Сколько солнечного света солнечные панели могут превратить в электричество.

Поскольку условия для солнечных панелей никогда не бывают идеальными, они никогда не будут эффективными на 100%. Фактически, большинство жилых панелей имеют КПД около 20%. Доступны панели с КПД от 40% до 50%, но они, как правило, непомерно дороги.

Обычно солнечные панели с более высокой эффективностью стоят дороже, но занимают меньше места на крыше.

Материалы

То, из чего сделана панель, также может повлиять на ее эффективность.

  • В монокристаллических панелях используется кремний более высокого качества, что делает их наиболее эффективными с точки зрения производительности и занимаемой площади.
  • Поликристаллические панели немного менее эффективны, но дешевле покупать

Ваша крыша

Направление

Широта Великобритании – ее точка на Земле по отношению к экватору – составляет 51 градус северной широты, что означает, что солнце всегда находится к югу от вашего дома и никогда не проходит прямо над ним.

Вот почему крыши, выходящие на юг, дают наилучшие результаты, хотя солнечные батареи все равно будут работать на крышах, выходящих на восток или запад.

Угол

Крыша, наклоненная под углом около 30 градусов, как считается, дает наилучшие общие характеристики. Чтобы узнать больше о том, как угол наклона крыши влияет на производительность, щелкните здесь.

Оттенок

На вашей крыше не должно быть теней и препятствий (например, деревьев), поскольку все, что блокирует солнечный свет, сделает панели менее эффективными.

Ваше местоположение

Не все районы Великобритании получают одинаковое количество солнечного света. Юг Англии – самая солнечная часть страны, где высокое давление способствует очищению неба от облаков.

Количество солнечного света постепенно уменьшается по мере того, как вы двигаетесь вглубь суши и дальше на север, что незначительно влияет на то, насколько продуктивными могут быть солнечные панели.

Могу ли я хранить электроэнергию, вырабатываемую моими панелями?

Батареи для хранения солнечной энергии теперь доступны в Великобритании. Однако технология все еще довольно новая, поэтому эти продукты могут быть довольно дорогими, хотя, как и в случае с солнечными панелями, стоимость постепенно снижается.

Когда вы регистрируете свои солнечные панели в соответствии с государственным льготным тарифом (в настоящее время закрытым для приложений), вы получаете оплату за электроэнергию, которую вы производите, но не используете сами.Но поскольку этот платеж ограничен 50%, в ваших интересах использовать как можно больше электроэнергии, в том числе хранить ее в батарее и использовать на ночь.

Любая устанавливаемая вами батарея должна быть совместима с вашими солнечными панелями и иметь правильное напряжение. Установщик солнечных панелей сможет сказать вам, какой тип батареи (если есть) лучше всего подходит для вас.

Как мне проверить, что мои солнечные панели работают эффективно?

Ваши солнечные панели подключены к панели управления, называемой домашним дисплеем.Это беспроводное устройство, которое вы можете использовать, чтобы контролировать, вырабатывает ли ваша система столько электроэнергии, сколько должно быть.

Если вас беспокоит, что ваши солнечные панели не работают, обратитесь к установщику или производителю. Они могут отправить профессионального специалиста для расследования.

Мы не рекомендуем вмешиваться в работу солнечных панелей, так как это может привести к повреждению системы и аннулированию гарантии.

Поделиться этой историей


Сколько энергии вырабатывают солнечные панели для вашего дома

Ключевые моменты:

  • Большинство бытовых солнечных панелей на сегодняшнем рынке рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.
  • Бытовые системы солнечных панелей обычно имеют мощность от 1 до 4 кВт.
  • Система солнечных панелей мощностью 4 кВт в доме среднего размера в Йоркшире может производить около 2850 кВтч электроэнергии в год (в идеальных условиях).
  • Мощность солнечной панели зависит от нескольких факторов, включая ее размер, мощность, ваше местоположение и погодные условия.

Ссылки:

Как рассчитать мощность солнечной панели?

Поскольку все системы солнечных батарей индивидуальны, трудно сказать точно, сколько электроэнергии вырабатывала бы ваша.Этот полезный калькулятор от Центра альтернативных технологий может дать вам приблизительное представление, а также сумму денег, которую вы можете рассчитывать сэкономить.

Есть также несколько общих тестов, которые можно использовать для оценки потенциальной производительности вашей системы.

1. Мощность солнечной панели в день

Определите, сколько электроэнергии – в киловатт-часах (кВтч) – ваши панели будут производить каждый день, используя следующую формулу:

Размер одной солнечной панели (в квадратных метрах) x 1,000

Эта цифра x Эффективность одной солнечной панели (в процентах в виде десятичной дроби)

Эта цифра x Количество солнечных часов в вашем районе каждый день

Разделить на 1000

Подробнее об эффективности ниже .

Чтобы оценить количество солнечных часов в вашем районе, воспользуйтесь этим калькулятором.

Пример
  • Панель размером 1,6 квадратных метра:
  • В вашем районе 4,5 солнечных часа в день *:
  • Разделить на 1000:
    • 1,440 ÷ 1,000 = 1. 44 кВтч в день

* Количество солнечных часов сильно варьируется в течение года (4,5 часа – оценка на июль) и будет намного меньше в зимние месяцы, особенно в зимние месяцы.

2. Мощность солнечных панелей в месяц

Для получения итоговой суммы за месяц рассчитайте дневную цифру, а затем умножьте ее на 30:

  • 1,44 x 30 = 43,2 кВтч в месяц

3. Мощность солнечных панелей на квадратный метр

Самая популярная бытовая солнечная система мощностью 4 кВт. Он состоит из 16 панелей, каждая из которых:

  • размером около 1,6 квадратных метров ( 2 м) размером
  • рассчитан на выработку примерно 265 Вт (Вт) мощности (в идеальных условиях)

Чтобы рассчитать производительность на квадратный метр, используйте следующую формулу:

Количество панелей x Емкость системы солнечных панелей

Емкость ÷ Общий размер системы (количество панелей x размер одной панели)

Пример
  • 16 панелей по 265 Вт каждая:
    • 16 x 265 = мощность 4240 кВт
  • Общий размер системы (16 панелей по 1.6 м по 2 каждый)
    • 4,240 ÷ 6 = 165 Вт на м 2

Сколько ватт вырабатывает солнечная панель?

Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, рассчитаны на выработку от 250 до 400 Вт каждая в час.

Номинальная мощность поясняется ниже.

Сколько электроэнергии вырабатывает система солнечных панелей мощностью 1 кВт?

Система солнечных панелей мощностью 1 кВт может вырабатывать около 850 кВтч электроэнергии в год.

Насколько эффективны солнечные панели?

Следующие факторы влияют на то, сколько электроэнергии будут вырабатывать ваши солнечные панели:

Емкость

Максимальное количество электроэнергии, которое система может производить в идеальных условиях (известное как «пиковое солнце»).

Иногда его называют «номинальной мощностью» или «номинальной мощностью», это означает 1000 ватт (или 1 кВт) солнечного света на каждый квадратный метр панели.

Большинство бытовых систем солнечных панелей имеют мощность от 1 кВт до 4 кВт.

КПД

Сколько солнечного света солнечные панели могут превратить в электричество.

Поскольку условия для солнечных панелей никогда не бывают идеальными, они никогда не будут эффективными на 100%. Фактически, большинство жилых панелей имеют КПД около 20%. Доступны панели с КПД от 40% до 50%, но они, как правило, непомерно дороги.

Обычно солнечные панели с более высокой эффективностью стоят дороже, но занимают меньше места на крыше.

Материалы

То, из чего сделана панель, также может повлиять на ее эффективность.

  • В монокристаллических панелях используется кремний более высокого качества, что делает их наиболее эффективными с точки зрения производительности и занимаемой площади.
  • Поликристаллические панели немного менее эффективны, но дешевле покупать

Ваша крыша

Направление

Широта Великобритании – ее точка на Земле по отношению к экватору – составляет 51 градус северной широты, что означает, что солнце всегда находится к югу от вашего дома и никогда не проходит прямо над ним.

Вот почему крыши, выходящие на юг, дают наилучшие результаты, хотя солнечные батареи все равно будут работать на крышах, выходящих на восток или запад.

Угол

Крыша, наклоненная под углом около 30 градусов, как считается, дает наилучшие общие характеристики. Чтобы узнать больше о том, как угол наклона крыши влияет на производительность, щелкните здесь.

Оттенок

На вашей крыше не должно быть теней и препятствий (например, деревьев), поскольку все, что блокирует солнечный свет, сделает панели менее эффективными.

Ваше местоположение

Не все районы Великобритании получают одинаковое количество солнечного света. Юг Англии – самая солнечная часть страны, где высокое давление способствует очищению неба от облаков.

Количество солнечного света постепенно уменьшается по мере того, как вы двигаетесь вглубь суши и дальше на север, что незначительно влияет на то, насколько продуктивными могут быть солнечные панели.

Могу ли я хранить электроэнергию, вырабатываемую моими панелями?

Батареи для хранения солнечной энергии теперь доступны в Великобритании. Однако технология все еще довольно новая, поэтому эти продукты могут быть довольно дорогими, хотя, как и в случае с солнечными панелями, стоимость постепенно снижается.

Когда вы регистрируете свои солнечные панели в соответствии с государственным льготным тарифом (в настоящее время закрытым для приложений), вы получаете оплату за электроэнергию, которую вы производите, но не используете сами.Но поскольку этот платеж ограничен 50%, в ваших интересах использовать как можно больше электроэнергии, в том числе хранить ее в батарее и использовать на ночь.

Любая устанавливаемая вами батарея должна быть совместима с вашими солнечными панелями и иметь правильное напряжение. Установщик солнечных панелей сможет сказать вам, какой тип батареи (если есть) лучше всего подходит для вас.

Как мне проверить, что мои солнечные панели работают эффективно?

Ваши солнечные панели подключены к панели управления, называемой домашним дисплеем.Это беспроводное устройство, которое вы можете использовать, чтобы контролировать, вырабатывает ли ваша система столько электроэнергии, сколько должно быть.

Если вас беспокоит, что ваши солнечные панели не работают, обратитесь к установщику или производителю. Они могут отправить профессионального специалиста для расследования.

Мы не рекомендуем вмешиваться в работу солнечных панелей, так как это может привести к повреждению системы и аннулированию гарантии.

Поделиться этой историей


Планирование домашней солнечной электрической системы

При поиске специалистов по установке не забудьте найти квалифицированных и застрахованных профессионалов с надлежащей сертификацией – стандартная сертификация для солнечной энергетики выдана Североамериканским советом сертифицированных специалистов по энергетике.Вы также можете попросить друзей и членов семьи, которые недавно перешли на солнечную энергию, получить рекомендации и проверить онлайн-ресурсы на предмет отзывов. Прежде чем брать на себя какие-либо обязательства, запросите подтверждение лицензии, прежде чем работать с установщиком.

Существуют также онлайн-инструменты, которые помогут вам легко найти и сравнить установщиков солнечных батарей. Получите не менее трех заявок на установку фотоэлектрической системы и убедитесь, что заявки основаны на одинаковых характеристиках и показателях, чтобы можно было делать покупки для сравнения.

При собеседовании с установщиками подумайте о том, чтобы задать следующие вопросы:

  • Знакома ли ваша компания с местными процессами получения разрешений и подключения? Часто получение разрешений на строительство и получение разрешения на межсетевое соединение может быть долгим и утомительным процессом.Убедитесь, что установщик знаком с этими локальными процессами, это гарантирует, что ваша система будет установлена ​​и подключена в кратчайшие сроки.
  • Может ли компания предоставить рекомендации от других клиентов в вашем регионе? Поговорите с другими клиентами в этом районе, чтобы узнать о любых проблемах, с которыми они столкнулись, и о том, как компания помогла их решить.
  • Имеет ли компания надлежащую лицензию или сертификацию? Фотоэлектрические системы должны быть установлены установщиком, имеющим соответствующую лицензию.Обычно это означает, что либо установщик, либо субподрядчик имеют лицензию электрического подрядчика. Ваш государственный электрический совет может сказать вам, есть ли у подрядчика действующая лицензия электрика. Местные строительные отделы также могут потребовать, чтобы установщик имел лицензию генерального подрядчика. Позвоните в город или округ, в котором вы живете, для получения дополнительной информации о лицензировании. Кроме того, программы Solarize могут потребовать от вас работы с конкретным установщиком, чтобы получить скидку на систему.
  • Какая гарантия на эту систему? Кто обеспечивает работу и обслуживание системы? Большая часть солнечного оборудования имеет стандартную отраслевую гарантию (часто 20 лет для солнечных панелей и 10 лет для инверторов). Обеспечение надежной гарантии на систему часто является признаком того, что установщик использует качественное оборудование. Точно так же домовладелец должен установить, кто несет ответственность за надлежащее обслуживание и ремонт системы. Большинство соглашений об аренде и PPA требуют, чтобы установщик обеспечил обслуживание системы, и многие установщики предлагают конкурентоспособные планы O&M для систем, принадлежащих хосту.
  • Имеет ли компания ожидающие решения или действующие судебные решения или залоговые права против нее? Как и в случае любого проекта, требующего привлечения подрядчика, рекомендуется комплексная проверка. Электротехнический совет вашего штата может сообщить вам о любых судебных решениях или жалобах на электрика, имеющего государственную лицензию. Потребители должны позвонить в город и округ, где они проживают, для получения информации о том, как оценивать подрядчиков. Better Business Bureau – еще один источник информации.

В тендерных предложениях должна быть четко указана максимальная генерирующая мощность системы, измеряемая в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт).Также запросите оценку количества энергии, которое система будет производить за год или месяц (измеряется в киловатт-часах). Эта цифра наиболее полезна для сравнения с вашими существующими счетами за коммунальные услуги.

Заявки также должны включать общую стоимость запуска и работы фотоэлектрической системы, включая оборудование, установку, подключение к сети, разрешения, налог с продаж и гарантию. Стоимость / ватт и ориентировочная стоимость / кВтч являются наиболее полезными показателями для сравнения цен у разных установщиков, поскольку установщики могут использовать разное оборудование или предлагать расценки для систем разных размеров.

Потенциал солнечной энергии на крыше

| Министерство энергетики

Инструменты для бизнеса
Аврора Солнечная

Aurora Solar Inc., предыдущий лауреат премии «Инкубатор», разработала веб-приложение, которое быстро рассчитывает солнечный потенциал на крыше здания. Приложение использует алгоритмы распознавания изображений и компьютерного зрения для оценки и сравнения многих потенциальных сайтов.

dGen: рыночный спрос на распределенную генерацию

Этот инструмент имитирует принятие потребителями распределенных энергоресурсов для жилых, коммерческих и промышленных предприятий в США и других странах до 2050 года.Он способен анализировать ключевые факторы, которые повлияют на будущий рыночный спрос на распределенные энергоресурсы. В будущем dGen будет инструментом с открытым исходным кодом.

Folsom Labs

Folsom Labs, предыдущий лауреат премии «Инкубатор», разработал генератор разрешений на использование солнечной энергии – программный механизм для автоматической генерации стандартных документов для инспекторов и компетентных органов (AHJ). AHJ требуют эти документы для авторизации солнечных батарей в их юрисдикции. Программное обеспечение использует Helioscope, проектно-конструкторский продукт, предлагаемый Folsom Labs, для быстрого создания разрешительных документов, однолинейных диаграмм, планов участков и деталей проекта.

Национальная база данных по солнечной радиации

Этот инструмент обеспечивает серийный полный сбор часовых и получасовых значений метеорологических данных и трех наиболее распространенных измерений солнечной радиации: глобальной горизонтальной, прямой нормальной и диффузной горизонтальной освещенности.

PVLib

PVLib – это пакет программного обеспечения с открытым исходным кодом, который позволяет пользователям моделировать работу фотоэлектрических энергетических систем. Существуют две разные версии (pvlib-python и PVILB для Matlab), которые значительно выросли за счет вклада активного сообщества пользователей.

ReEDS: региональная система развертывания энергии

ReEDS моделирует инвестиционные решения в электроэнергетике на основе системных ограничений и требований к энергии и вспомогательным услугам. Его высокое пространственное разрешение и продвинутые алгоритмы могут отражать стоимость, ценность и технические характеристики интеграции технологий возобновляемой энергии.

REopt Lite: интеграция и оптимизация возобновляемых источников энергии

REopt Lite рекомендует оптимальное сочетание технологий возобновляемой энергии, традиционного производства и накопления энергии для достижения целей экономии, устойчивости и энергоэффективности.

reV: Модель потенциала возобновляемых источников энергии

reV – это первый в своем роде инструмент оценки пространственно-временного моделирования, который позволяет пользователям рассчитывать мощность, генерацию и стоимость возобновляемых источников энергии на основе геопространственного пересечения с сетевой инфраструктурой и характеристиками землепользования.

System Advisory Модель

Также известная как SAM, эта бесплатная технико-экономическая программная модель позволяет моделировать технические характеристики и финансовый анализ проектов в области возобновляемых источников энергии.SAM объединяет данные о погоде временного ряда и характеристики системы для расчета потенциального производства электроэнергии и использует данные о стоимости системы, компенсации, финансировании и стимулах в годовом денежном потоке для расчета приведенной стоимости энергии, чистой приведенной стоимости, периода окупаемости, внутренней нормы прибыли, и доход от потенциального проекта.

Выход электроэнергии на солнечные панели | Февраль 2021

Главная »Солнечные батареи» Мощность солнечных панелей: сколько электроэнергии они производят?

Бет Хауэлл 8 мин чтения

Обновлено:


Выходная мощность солнечной панели измеряется в киловаттах (кВт)

Дом с тремя спальнями будет обычно требуется 3.Пиковая мощность 5 киловатт (кВт)

Заполните форму выше, чтобы получить бесплатные предложения по солнечным панелям от наших надежных поставщиков. в тарифах. Ознакомьтесь с нашим руководством по SEG здесь, чтобы узнать, сколько вы можете заработать.

Инвестиции в солнечные панели могут быть пугающими, если вы не знакомы с жаргоном – существует множество определений, связанных с солнечной энергией, энергия измеряется всеми способами, и не стоит начинать с роботизированного, согласного -упакованные названия панелей.

Продукция солнечных панелей также может подпадать под этот устрашающий жаргон, но мы здесь, чтобы облегчить вам задачу.

Мы собрали все, что нужно знать, когда дело доходит до того, чтобы у вас было необходимое количество энергии, выходящей из ваших панелей.

Если вы уже знакомы со всем, что связано с солнечными батареями, почему бы не погрузиться в подробности и не узнать цену на новую систему солнечных батарей? Кроме того, вы можете упростить этот процесс в миллион раз, просто заполнив эту форму .

После того, как вы ответите на несколько коротких вопросов, наши поставщики свяжутся с вами и предложат вам предложения для сравнения. Вы найдете подходящую сделку в кратчайшие сроки.

Что на этой странице?

Выходная мощность солнечной панели

Давайте начнем с основ – мощность солнечной панели выражается в ваттах . В среднем бытовая солнечная панель имеет выходную мощность около 265 Вт, хотя она может варьироваться от 225 до более 350 Вт.

Чем выше мощность солнечной панели, тем больше электроэнергии она может произвести при тех же условиях.

Чтобы рассчитать, сколько электроэнергии будет производить солнечная панель за день, вам просто нужно умножить ее мощность на количество часов солнечного света.

Так, например, дом в Кембридже обычно получает четыре часа солнечного света в день. Если в этом доме есть солнечная панель на 280 ватт, она будет вырабатывать 1120 ватт-часов (Втч) или 1,1 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в этот день (280 x 4).

Если бы в том же доме была солнечная панель мощностью 320 Вт, он мог бы производить в тот же день 1,280 Вт или 1,2 кВт энергии (320 x 4).

Взгляните на таблицу ниже, чтобы сравнить самые мощные панели на рынке – хотя вы должны знать, что мощные панели не обязательно для всех. Есть несколько отличных универсалов, и наше руководство по лучшим солнечным панелям даст вам лучшее представление о том, какая панель лучше всего подходит для вас.

7
Компания Модель Мощность солнечной панели
SunPower Maxeon 3 400W
LG Solaria 9088 9058 9058 NexT ® R ACe 380W
SunPower Maxeon 3 BLK 375W
SunPower X-Series X22 370W
9058 9058 9058 Solar EV Solar Panasonic HIT® N340 340 Вт

Какая выходная мощность требуется вашему дому?

Все зависит от двух вещей: сколько электричества вы используете, и какую часть вашего дома вы хотите, чтобы ваши солнечные батареи питались.

Если в вашем доме особенно много энергии или вы хотите полностью использовать солнечные панели для питания своего дома, мы рекомендуем приобрести солнечные панели с высокой выходной мощностью – около 300 Вт (на панель) или более.

Однако, если вы не потребляете много электроэнергии изо дня в день или хотите, чтобы солнечные панели только субсидировали потребление энергии в вашем доме, вы можете выбрать солнечные панели с меньшей мощностью – от 225 до 275 Вт.

В большинстве домов будет установлено несколько солнечных панелей, известных как системы солнечных батарей.Для типичного дома с 3-4 спальнями потребуется система солнечных панелей мощностью 3-4 кВт, обычно состоящая из 12-16 солнечных панелей.

Мощность системы солнечных панелей можно рассчитать, умножив мощность каждой солнечной панели на общее количество солнечных панелей. Например, дом в Рединге с четырьмя 250-ваттными солнечными панелями будет иметь солнечную систему мощностью 1 киловатт (кВт) (250 x 4).

В большинстве жилых домов установлены солнечные панели мощностью от 1 до 4 кВт, в зависимости от необходимой мощности и размера крыши.В таблице ниже показано, сколько электричества солнечные системы разного размера обычно вырабатывают в течение года, а также сколько солнечных панелей они обычно состоят из:

Ваша система солнечных панелей должна быть большой, взгляните на свой последний счет за электроэнергию.Это покажет вам, сколько электроэнергии вы израсходовали в киловатт-часах за последний месяц (или как часто вам выставляют счет).

Мы знаем, что работы с этим для конкретных потребностей вашего дома может быть достаточно, чтобы у вас заболела голова. Так что давайте возьмем бразды правления в свои руки и сделаем за вас математику. Все, что вам нужно сделать, это заполнить эту форму , чтобы получать бесплатные расценки с учетом ваших потребностей и потребностей вашей семьи.

Сколько энергии производит солнечная панель?

Как правило, система солнечных панелей мощностью 3 или 4 кВт будет производить достаточно энергии для семейного дома из 3-5 человек, в то время как система солнечных панелей мощностью 1 или 2 кВт будет примерно подходящим размером для пары или одного человека.

Чтобы дать вам представление о том, сколько электроэнергии могут генерировать солнечные панели, в таблице ниже показано, сколько часов вы можете использовать с выбранной бытовой техникой, в зависимости от того, сколько электроэнергии системы солнечных панелей разного размера обычно производят в год.

Размер системы солнечных панелей

Количество солнечных батарей панелей

Требуемое пространство под крышей

Годовая выработка электроэнергии

1 кВт

4

8 кв.метров

850 кВтч

2кВт

8

14 кв. метров

2,550 кВтч

4кВт

16

28 квадратных метров

3400 кВтч

Посудомоечная машина

3

03 часов

2,550 часов

17 908 11

3400 часов

Размер системы солнечных панелей

Духовка

Холодильник с морозильной камерой

TV

Посудомоечная машина

3

3

3400 часов

850 часов

2 кВт

850 часов

5,100 часов

3кВт

1,275 часов

7,650 часов

10,200 часов

2,550 часов

000

000 часов

0003

000

000

0003 13 600 часов

Среднее значение 3.Домашняя солнечная фотоэлектрическая система мощностью 5 кВт, ориентированная на юг, будет производить около 3 000 кВтч в год (8,21 кВтч в день).

Что влияет на то, сколько электроэнергии может генерировать солнечная панель?

Если условия не идеальные, эффективность ваших солнечных панелей снизится, а это значит, что они не смогут работать с максимальной выходной мощностью.

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на то, сколько электроэнергии может генерировать солнечная панель. К ним относятся:

Направление и угол наклона вашей крыши

Лучше всего солнечная панель работает при установке на крыше, обращенной на юг, под углом 35 градусов.Тем не менее, солнечные панели по-прежнему могут производить приличное количество энергии на крыше, обращенной на восток или запад, и под углом от 10 до 60 градусов.

Shade

Убедитесь, что ваши солнечные панели установлены вне тени, под прямыми солнечными лучами. Если только небольшая тень покрывает солнечную панель, это может значительно снизить количество вырабатываемой электроэнергии.

Время года

Солнечная панель будет производить больше энергии в летние месяцы, когда дни длиннее и солнечные часы больше.Однако, если становится слишком жарко, солнечные батареи могут перегреться; при температуре выше 25 ° C они будут вырабатывать намного меньше энергии.

Грязь

Не забывайте регулярно чистить солнечные панели влажной тканью с мылом. Если солнечная панель покрыта мусором, ее выходная мощность упадет, потому что солнечный свет не будет попадать на панель. Хотя в Великобритании идет много дождей, не стоит полагаться на него, чтобы смыть грязь.

Как узнать, сколько электроэнергии вырабатывают ваши солнечные панели?

Ваши солнечные панели будут поставляться с метрами , которые будут размещены в доступном месте в вашем доме.Этот счетчик будет записывать количество электроэнергии, производимой вашими солнечными панелями.

Некоторые бренды солнечных батарей также внедряют инструменты онлайн-мониторинга, что означает, что вы сможете увидеть, сколько энергии вырабатывают ваши солнечные панели, одним нажатием кнопки на вашем компьютере или телефоне.

Поскольку солнечные панели практически не требуют обслуживания , о них можно легко забыть, когда они будут установлены на крыше. Однако мы рекомендуем регулярно проверять их, чтобы убедиться, что они чистые и в хорошем состоянии.

Также стоит часто контролировать свой счетчик, чтобы убедиться, что он вырабатывает ожидаемое количество энергии. Если выходная мощность ваших солнечных панелей особенно низкая, это может быть признаком проблемы.

В поисках установщика

Чувствуете себя более осведомленным о продукции солнечных батарей? Что ж, возможно, сейчас самое время перейти на солнечную энергию.

Плюс, точно так же, как мы упростили солнечную батарею в этой статье, мы можем упростить этап сравнения и для вас!

Единственное, что вам нужно сделать, это указать несколько деталей в этой быстрой форме – затем встать и позволить нам сделать тяжелую работу.Мы передадим вашу информацию нашим поставщикам, которые вскоре свяжутся с вами и предложат вам бесплатные расценки для сравнения. Вы мгновенно получите вознаграждение за счет энергии солнечной энергии!

Бет Хауэлл Сценарист

Бет страстно любит зеленый образ жизни. Она занимается экологическими исследованиями более трех лет и стала настоящим экспертом. Если вам нужен новый набор солнечных батарей, улучшение энергоснабжения дома или вы хотите быть в курсе последних экологических новостей, она вас поддержит.

Производительность и производство солнечных панелей РУКОВОДСТВО

Основы понимания производства и производства солнечных панелей

Фотоэлектрический эффект: как фотоэлектрические панели производят электричество?

Вы уже знакомы с фотоэлектрическим эффектом и имеете единицы измерения кВтч? Переходите непосредственно к следующей части.

Прежде всего, вы должны понять, как работают эти панели. Фотоэлектрический эффект был открыт в 1839 году Александром Эдмоном Беккерелем. Конкретно этот эффект наблюдается в некоторых материалах, которые испускают электроны при попадании света.

В случае фотоэлектрической солнечной панели это использование так называемых фотоэлектрических элементов, которые позволяют создать фотоэлектрическое явление. Эти элементы производятся из кремния. Кремний является основным компонентом песка и поэтому является очень распространенным материалом на поверхности планеты.Панель состоит из 60-62 ячеек этого типа, соединенных последовательно.

Фотоэлементы – это полупроводники. Это материалы, которые в зависимости от условий являются изолирующими или проводящими. Фактически, полупроводник становится проводящим, если он нагревается, если он освещен или подвергается определенному напряжению. В случае фотоэлементов при освещении они становятся проводящими и позволяют создавать электрический ток.

Позвольте нам подробно объяснить это явление: то, что мы ищем с солнечными панелями, – это производить электрический ток, т.е.е. циркуляция электронов. Для его создания нужен избыток электронов на одном конце диполя, а на другом – недостаток. Это дает возможность создать разность потенциалов между полюсами, т.е. напряжение, а значит, и условия для появления электрического тока.

Для этого фотоэлектрические элементы состоят из двух пластин, соединенных токопроводящими проводами. Первый, верхний слой, имеет избыток электронов. Второй, нижний слой, имеет дефицит электронов.Именно эта поляризация, обнаруженная в полюсах, обозначенных соответственно символами – и +, позволяет создавать электрический ток.

Давайте резюмируем, что происходит. Сначала фотоны попадают на поверхность панели. Впоследствии электроны, высвободившиеся под действием солнца, пересекают пластины. В результате разница полярности обеспечивает создание электрического тока. Подключив солнечные панели к электрической цепи, мы можем подавать питание на электрические устройства.Таким образом, фотоэлектрические панели представляют собой гениальные системы производства энергии. К сожалению, эффективность фотоэлектрической панели уменьшается с увеличением тепла.

Что такое кВтч?

КВтч (киловатт-час) – это единица измерения энергии . Буква W исходит от Ватта. Эта единица мощности получила свое название от Джеймса Ватта. Например, мы находим измерения ватт на лампочках. Ватт и кВт относятся к энергии устройства. Это не имеет прямого отношения к кВтч. Единица W используется, когда вы хотите узнать энергетические характеристики (производство или потребление) с течением времени.Это служит, например, для энергетического баланса. Он отображает потребление энергии с течением времени. Возьмем аналогичный образ проточного крана. КВт (= 1000 Вт) может соответствовать расходу воды в кране. В то время как кВтч – это количество воды, которое можно собрать в бутылку за один час с помощью этого крана. Это разные вещи. Разница важна, потому что если солнечная установка рассчитана на 100 кВт мощности, она не обязательно будет производить 100 кВтч энергии за один час. Действительно, без перебоев работать не получится.

Электроэнергия фотоэлектрической солнечной панели

Мощность солнечных фотоэлектрических панелей выражается в пиковых Вт , сокращенно Wp на английском языке, Wc на французском. Количество ячеек в панели и их качество определяет мощность данной панели. Текущий стандарт мощности фотоэлектрических солнечных панелей составляет около 300 Вт.

Следует учитывать, что номинальная пиковая мощность соответствует этим данным условиям:

  • Температура не слишком низкая и не слишком высокая 25 °
  • Падающее солнечное излучение мощностью 1000 Вт / м2
  • Наклонная поверхность 30 °, направленная на юг
  • Ясное небо

кВтч гарантирует, что вы знаете максимальную теоретическую мощность солнечной панели и дает представление о ее производительности.Тем не менее, учитывая все элементы, которые необходимо учитывать в солнечной установке, имейте в виду, что кВтп является приблизительной информацией.

Чем больше совершенствуются технологии, тем мощнее и эффективнее становятся панели.

Солнечная тепловая энергия, как она работает ??

Что касается гелиотермики, то процесс отличается. Действительно, используется не фотоэлектрический эффект. Здесь это солнечное тепло, которое восстанавливается и накапливается датчиками и передается через теплопроводящий материал.

Этот тип солнечных панелей более эффективен, чем фотоэлектрические. Это около 80%. С другой стороны, фотоэлектрическая эффективность зависит от типа используемой панели. Это варьируется от 5 до 7% для аморфного кремния до 18-24% для монокристаллического кремния (см. Ниже: типы солнечных панелей).

Тепловая мощность солнечной тепловой панели

Что касается солнечных тепловых панелей, то мощность выражается в ваттах. Мощность солнечной тепловой панели выражается в Вт на м2.Таким образом, в случае теплового захвата лучше думать о м2 установленного теплового захвата. Солнечные панели большей площади могут производить больше энергии. Выбор устанавливаемой поверхности зависит от ваших потребностей. Если вы хотите использовать тепло для водонагревателя, отопления дома или и того, и другого, потребности будут разными.

Качество солнечных батарей

Были разработаны различные сертификаты, чтобы гарантировать покупателю солнечной панели возможность легко распознать качественный продукт.Эти сертификаты помогут вам при совершении покупок. Но они также необходимы, если вы хотите получить государственную помощь при установке систем солнечных батарей. Это одна из причин, по которой DualSun имеет сертификаты IEC и Solar Keymark.

IEC означает Международная электротехническая комиссия. Миссия комиссии – стандартизация секторов электроэнергии, электроники и нанотехнологий. Таким образом, их прерогативы также применимы к солнечным панелям, которые являются устройствами, производящими электрическую энергию.

Солнечная панель, сертифицированная IEC, имеет электрическую защиту. Кроме того, сертификация гарантирует, что его эффективность составляет не менее 12%.

Вторая сертификация, называемая Solar Keymark, тоже европейская. Европейский комитет по стандартизации (CEN) ввел его в действие. Это гарантирует потребителю уровень качества, подтвержденный различными испытаниями, проводимыми на продукции.

Не пренебрегайте сертификатами. Солнечные батареи, как и во многих других секторах, могут стать причиной продажи недобросовестными людьми продукции, не соответствующей требованиям.Было бы стыдно вкладывать деньги в бракованную продукцию.

Виды солнечных батарей

Желание установить солнечные батареи – это хорошо. Однако одна из основных трудностей – это узнать о них, потому что их много. Давайте посмотрим ниже все типы панелей.

Фотоэлектрические панели

Первый тип панелей, как мы видели ранее, фотоэлектрические. При этом используется описанный выше фотоэлектрический процесс в кремниевых ячейках. Они могут быть разных типов.

Панели из монокристаллических кремниевых элементов являются самыми дорогими. Однако солнечная панель, оснащенная этими элементами, будет иметь более высокий КПД, чем другие. Это от 18 до 24%. Панели также могут быть изготовлены из ячеек из поликристаллического кремния. Это самый распространенный кремний. Его КПД ниже монокристаллического. Это от 14 до 18%. Панели с ячейками из аморфного кремния имеют наименьший КПД. Это колеблется от 5 до 7%. Этот тип кремния дешевле кристаллических форм.

Гибкие солнечные панели

Это не кремниевые элементы. Они состоят из органических полимеров. Их можно производить в больших количествах, используя технику печати, напоминающую текстиль. Следствием такого процесса является гораздо более низкая стоимость, чем обычная солнечная панель. Однако эффективность этих панелей оставляет желать лучшего. У них нет той же полезности, и они используются для небольших предметов (например, карманных калькуляторов).

Этот тип технологии также используется в солнечных зарядных устройствах или коврах на солнечных батареях.Последние представляют собой типы солнечных матов для установки возле бассейнов. Существуют также гибкие солнечные панели относительно небольших размеров, состоящие из кремниевых элементов, подходящие для автомобильного, морского или кочевого использования.

Перовскит

Это незнакомое название на самом деле титанат кальция. Так же, как и органические ячейки, их можно распечатать. Однако они в 5 раз эффективнее.

Они очень перспективны и могут устанавливаться везде: на окнах или различных элементах здания.Как это ни удивительно, их можно даже нанести на стену, как традиционную краску. Огромным преимуществом перовскита является его способность производить энергию при очень небольшом количестве света. Работает даже при искусственном освещении! Это позволяет «рециркулировать» энергию, используемую для создания искусственного освещения.

Тепловая солнечная панель

Второй тип солнечных панелей, солнечные тепловые, не использует те же физические механизмы для производства энергии. Следовательно, их составные части тоже различаются.

Этот тип установки состоит из стеклянных трубок.Каждая из этих трубок состоит из двух элементов: поглотителя и теплообменника. Первый улавливает энергию солнечного излучения, а второй позволяет передавать энергию системе. Эти трубки герметичны. Это предотвращает потерю тепла. Солнечная тепловая трубка имеет отличный КПД порядка 75%.

Для работы солнечной тепловой установке требуется так называемый жидкий теплоноситель. Как следует из названия, он служит для передачи тепла. Жидкий теплоноситель должен обладать несколькими свойствами:

  • Он должен быть антикоррозионным.
  • Обладает низкой вязкостью для облегчения циркуляции.
  • Обладают высокой удельной теплоемкостью, что снижает любые потери тепловой энергии.
  • Выдерживает экстремальные температуры.

Это может быть вода или смесь воды и антифриза. Эта жидкость течет по трубкам, организованным в виде каналов. Обычно они покрывают всю поверхность солнечной панели.

В солнечной тепловой, как и в солнечной фотоэлектрической, есть несколько технологий. Во-первых, это то, что мы называем датчиком с плоским или неглазурованным покрытием.Если он не покрыт глазурью, трубки находятся в прямом контакте с солнцем. Этот тип установки имеет худшие характеристики. Если же он застеклен, то это, наоборот, создает парниковый эффект, повышая его эффективность.

Затем у нас есть трубчатый метод захвата. Последний более эффективен и дороже. Его работа гарантирует оптимизацию энергопотребления. Их двойная кожа, в частности, улучшает влияние солнечного излучения.

Сколько солнечных панелей необходимо для питания дома? – Советник Forbes

От редакции. Советник Forbes может получать комиссию с продаж по партнерским ссылкам на этой странице, но это не влияет на мнения или оценки наших редакторов.

Сравните предложения лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатно, без обязательств Оценка

Солнечные панели стали популярными в последние десятилетия. Отчасти это произошло благодаря росту экологически ответственного поведения и желанию сократить счета за электроэнергию за счет замены традиционных источников отопления, охлаждения и электричества на более чистые, более естественные источники. Если вы думаете о создании этого переключателя, вы, вероятно, задаетесь вопросом, сколько солнечных панелей требуется для питания дома.

Хотя ответ может быть немного сложным, если вы наймете профессионала для консультации, он, вероятно, также справится с этой частью процесса (и может дать вам советы о том, как обслуживать и чистить солнечные панели).

Но если вам интересно, сколько солнечных панелей вам может понадобиться, и вы хотите попытаться рассчитать это самостоятельно, вам понадобится небольшая информация: сколько энергии потребляет ваше домохозяйство; сколько места на вашей крыше можно использовать для размещения солнечных панелей, сколько часов солнечного света получает ваш дом, а также мощность и относительную эффективность фотоэлектрических (PV) солнечных панелей, которые вы собираетесь установить.

Как определить, сколько солнечных панелей мне нужно?

Чтобы узнать, сколько солнечных панелей необходимо для питания дома, вы воспользуетесь формулой с тремя ключевыми факторами, согласно EnergySage: годовое потребление энергии, мощность панелей и коэффициенты производства. Но что именно это означает?

Годовое потребление электроэнергии

Первый шаг – определить годовое потребление электроэнергии; это количество электроэнергии, потребляемой всем вашим домом за год.Это число, измеряемое в киловатт-часах (кВтч), включает в себя все источники электроэнергии в вашем доме, включая мелкую и крупную бытовую технику, кондиционеры, освещение, очистители воздуха и водонагреватели. Управление энергетической информации США (EIA) указывает, что в среднем домохозяйство потребляет около 11 000 кВтч электроэнергии в год.

Мощность солнечных панелей

Панели солнечных батарей

могут выглядеть в основном одинаково, но они не созданы одинаково, поэтому вам нужно знать мощность панелей, которые вы собираетесь установить.Мощность панели – это количество электроэнергии, излучаемой панелью. Большинство солнечных панелей имеют мощность от 250 до 400 Вт, поэтому можно с уверенностью предположить, что 300 – это средняя мощность панели, которую вы можете найти.

Коэффициенты производства

Согласно EnergySage, производственный коэффициент системы солнечных панелей – это отношение расчетной выработки энергии системой с течением времени (в кВтч) к фактическому размеру системы (в Вт). Вы можете подумать, что это соотношение 1: 1 – что вы получаете то, что входит.Но различия в количестве солнечного света, падающего на ваш дом, приводят к тому, что это не так.

Система мощностью 10 кВт, производящая 16 кВтч электроэнергии в год, будет иметь коэффициент выработки 1,6 (16/10 = 1,6). В таком месте, как Гавайи, где долгие дни и постоянно светит солнце, вполне возможно иметь такое соотношение, тогда как в пасмурной дождливой Новой Англии средний коэффициент производства может составлять всего 1,2

.

Математическая формула для определения необходимого количества солнечных панелей

Вот фактическая формула, используемая EnergySage, которую вы можете использовать и надеетесь определить, сколько солнечных панелей вам понадобится:

  • Количество панелей = размер системы / производственный коэффициент / мощность панели
  • Используя числа, которые мы определили до сих пор, получаем:
  • Количество панелей = 11000 кВт / 1.6/300 Вт

Это соответствует примерно 20-25 солнечным панелям для выполнения работы. Вы можете использовать эту же формулу, чтобы определить, сколько солнечных панелей вам понадобится для питания вашего дома. Или вы можете использовать более простой способ: посмотреть на счет за электроэнергию, чтобы определить, что вам нужно.

Другой способ выяснить использование солнечной энергии

Если вас не интересует самостоятельное вычисление, просто посмотрите на свои счета за коммунальные услуги, чтобы выяснить, сколько энергии вы потребляете. Это позволит вам умножить потребление энергии на количество часов яркого солнечного света, которое получает ваш дом, а затем разделить этот результат на мощность панелей, которые вы собираетесь установить.

Факторы, влияющие на то, сколько солнечных панелей вам понадобится

Есть ли еще что-нибудь, о чем нужно подумать, помимо вышеперечисленных расчетов? Оказывается, есть еще несколько факторов, которые необходимо учитывать при определении количества солнечных панелей для питания дома.

Эффективность системы

Ваши солнечные панели не будут постоянно потреблять солнечную энергию на максимальной мощности. Подумайте о трехдневных дождях, которые выпадают осенью, или о больших снегопадах зимой, которые тают через несколько дней.В такие моменты вам понадобится буфер в использовании энергии, поэтому рекомендуется иметь на 25% больше солнечных панелей, чем вам нужно.

часов солнечного света

Количество энергии, которое вы получаете от солнечных панелей, напрямую зависит от того, сколько солнца получает ваш дом. Если вы живете в районе, где не светит много часов сильного солнечного света, потребуется больше панелей.

Мощность ваших панелей

Большинство солнечных панелей имеют мощность от 150 до 350 Вт на панель. Если вы выберете панели с меньшей мощностью, вам понадобится больше, чтобы вырабатывать достаточно энергии для вашего дома.Конечно, это при условии, что вы хотите полностью заменить потребление энергии солнечной энергией. Если вы надеетесь только на частичное преобразование, разница в мощности солнечных панелей может не иметь большого значения.

Стоимость

Сколько вы хотите или планируете потратить на солнечные батареи? Перед покупкой убедитесь, что вы знаете, сколько из них соответствует вашему бюджету.

Сравните предложения лучших установщиков солнечных панелей

Бесплатно, без обязательств Оценка

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Сколько солнечных панелей нужно среднему дому?

При доме площадью примерно 1500 квадратных футов, по оценкам, потребуется от 15 до 18 солнечных панелей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *