|
Солнечная батарея своими руками
Автор: Сергей
Источник:
http://www.windsolardiy.com
Способ разработанный
мною конечно может быть и не лёгкий но зато позволяет
без особых напрягов полностью разобрать панель в случае
необходимости легко заменить любую секцию не повреждая
ни одну из соседних. Также при необходимости может быть
заменём любой узел каркаса. Не думаю что это мне
понадобится в дальнейшем но на период сборки и тестов
(Особенно в первых панелях) очень даже пригодилось.
Как ни странно начинал сборку я
с тестов солнечных элементов преобретённых заранее с
помощью интернет магазина Ebay. Тип секций я выбрал
размером 3 на 6 дюймов, что приблизительно составляет
7.5 на 15 см. Он оказался самым ходовым а также
оптимально подходящий для меня по размеру. Ввиду того
что в панеле способной заряжать 12в аккумуляторную
батарею используется 36 таких элементов соединённых
паралельно. По моим расчётам внешние размеры панели
должны были получится в районе 67.5 х 80.5см. Тоесть
достаточно не громосткие. Заказав стекло и спаяв на на
нём все 36 элементов приступил к долгожданным тестам.
Итак напряжение холстого хода или
так скажем напряжение разомкнутой цепи (Далее НРЦ)
оказались в пределах 21в. А не многовато ли вольтов
скажете вы... Нет не много. Всё дело в том что
напряжение на солнечной панели сильно просаживается при
нагрузке. И для получения оптимальных вольт - амперных
показателей (в районе 14 -15в) необходимо именно 36
элементов с НРЦ 21в. Для наглядности взгляним на
вольт-амперную характеристику, изображенную на рисунке.
Крайними точками на ней являются
точка напряжения холостого хода (I=0),
отражающая ЭДС батареи, и точка тока
короткого замыкания. Солнечные батареи не боятся
коротких замыканий, так что измерить ток короткого
замыкания можно, просто подключив амперметр к клеммам
батареи. При этом вся вырабатываемая энергия будет
выделяться на самой батарее в виде тепла. То же самое
происходит, если к батарее вообще не подключена
нагрузка. При подключении к батарее нагрузки, часть
энергии будет выделяться на ней. При уменьшении
сопротивления нагрузки, напряжение будет падать, сначала
слабо, а ток возрастать. Соответственно, будет
возрастать и отдаваемая нагрузке мощность. В некоторой
точке «С» мощность, выделяемая на нагрузке, достигает
своего максимума, после чего, при дальнейшем уменьшении
сопротивления, напряжение на нагрузке начинает резко
падать, а вместе с ним и выделяемая мощность. Точка «С»
называется точкой максимальной мощности.
К сожалению моя тестируемая
батарея из солнечных панелей не выдавала в
полуденное время более чем 2.8 - 2.9А вместо обещщанных
3.6А. Это конечно немного расстроило. Но не остановило
меня на этом. Кстати тесты проводились весной на
побережье Каспийского моря в городе Баку (Азербайджан)
Как видите по диаграмме это место средней солнечной
активности.
Учитывая всё вышеизложенное при
максимальном токе в 2.9А и напряжении 14в в нагруженном
состоянии. Итого мы получаем чистыми (без всяких *ибеевских*
фантазий и уверений) порядком 40Вт с каждой панели.
Некоторые могут оспорить этот факт утверждая что
заниженная выходная мошность является следствием
несагласованности пластин. А нет, в процессе сборки
тестовой панели каждая секция была отобрана с одинаковым
внутренним сопротивлением. Учитывая то что отбирать
мне было из чего так как заказал сразу на 3 понели в
количестве 108 пластинок + несколько в качестве бонуса.
Кстати так обходится максимально выгодно. Приблизительно
190$ с доставкой и 0 за растаможку. (В страну
лимитирован бесплатный ввоз 200$)
Ка видите на снимке, панели
преобретал целые с наплавленными перемычками на лицевой
части и в полную длину для спаивания со следующей
секцией.
Ето экономит время на сборку а так
же как ни странно деньги несмотря на то что эти элементы
ощутимо дороже. Всё дело в том что вы не преобретаете
дополнителные перепычки, жидкую канифоль а так же нет
отбраковки в процессе напаивания перемычек на лицевую
сторону пластины. Особенно для тех у кого нет опыта в
этом. Панели иногда лопаются, канифоль растекается по
краям, что снижает эффективность самой секции а также
возможные наплывы олова что ухудшает прилегание пластины
к стеклу. Это в далнейшем приведёт к снижению
теплоотдачи, перегреву пластин и в конечном результате
довольно ощутимым падением мощности.
И так для сборки солнечной
панели нам понадобятся следующие материалы:
-
Оконное стекло 4мм толщиной с
размерами 66 х 79см.
-
Угольники металлические
2.5Х2.5см сваренные в рамку с внешним размером 67.5
х 80.5см.
-
36 солнечных элементов
7.5х15см.
-
Плотная целофановая плёнка
нарезанная с такими же размерами как стекло.
-
Фанера 5мм с размерами 67х80см.
-
Губка толщиной 5см нарезанная
под внутренний размер деревянной рамки.
-
Рейка с размерами
2.5х3.5см общей длиной равной периметру рамки.
-
Одна распределительная коробка
с крышкой.
-
Около метра провода сечением
2.5мм.
-
2 клемных зажима.
-
Диод шотки ампер на пять.
-
Скотч канцелярский шириной
12мм. (Прозрачный)
-
Уплотнительная резина. (обычно
используется для уплотнения зазоров дверей и окон)
-
Рулон строительного скотча.
-
Пара десятков шурупов длиной 2
-2.5см.
А так-же канифоль, олово, силикон,
немного лака и шкурка (Липучка) для шлифовки деревянных
поверхностей.
На очищенное стекло выкладываются
элементы с учётом полярности по 9 штук в каждом ряду.
Скотчем фиксируются между собой с зазором 1.5- 2мм.
Как вы заметили каждая из панелей
отмечена определённым числом. Это внутреннее
сопротивление пластины выраженное в омах.
Ну вот, все панели уже на месте.
Для того чтобы панели не смещались
по отношению к друг другу. Закрепляем между собой в
углах и по сторонам.
Для обеспечения теплового зазора
выгибаем перемычки следующим образом. Я использовал для
этого обыкновенную зубочистку.
В итоге должно получиться что то
вроде этого.
Ну и наконец приступаем к спаиванию
элементов.
На данном этапе у вас должно
получится что-то вроде этого.
Спаяв все элементы в четыре
ряда приступаем к обьеденению панелей между рядами. Для
этого нам понадобятся специальные перемычки которые
можно купить на Ebay или использовать что-нибудь другое
подходящщее по требованиям. Я на пример применил для
этого сетку для отбора олова.
Для того чтобы отрицательные выводы
с лицевой стороны пластин не коротили при загибе.
Изолируйте крайние панели с помощью строительного скотча
так как показано ниже.
Ну и наконец припаиваем перемычки
между рядами таким образом чтобы получилась непрерывная
цепь из тридцати шести последовательно соединённых
элементов.
Далее приступим к напаиванию
выводов. Для этого я использовал ту же сетку для отбора
олова.
Полностью спаяная панель выглядит
приблизительно так.
Приступаем к сборке каркаса.
Для этого я из угольником
2.5х2.5см сварил рамку с внешним размером 67.5 х 80.5см.
Отшкурил и покрасил в три слоя антикорозийной краской
для металических конструкций. Внутреннюю сторону рамки
обклеил уплотнительной резиной. Получилось вот что.
Воизбежании пропусков воды
убеждаемся что на углах резина нарезана и наклеена
максимально плотно друг к другу.
Устанавливаем стекло с наклееными
спаяными панелями в рамку так чтоб со всех сторон от
торца стекла до внутренних стенок рамки было одинаковым.
Зазор по периметру должен получится в пределах 4х6мм.
После этого накрываем нарезанной
заранее в размер стекла полиэтиленовой плёнкой в два
слоя. И обжимаем его деревянной рамкой закрепляя
шурупами сквозь заранее сделанные отверстия в
металлическом каркасе. Рамка так-же имеет резиновые
уплотнители с обеих сторон. Тем самым мы герметезируем
пространство между стеклом и полиэтиленовой плёнкой.
Тоесть сами солнечные элементы. В дальнейшем это будет
припятствовать их окислению и соответственно
преждевременному выходу из строя.
Для выводов необходимо сделать
небольшие (Я например прокалывал отверстия разогретым
жалом пояльника) отверсия и пропустить сквозь
полиетиленовое покрытие как показано ниже.
Для того чтобы равномерно прижать
солнечные панели к стеклу я использовал губку толщиной
4-5см. Прижатые солнечные панели не перегреваются
отдавая тепло стеклу обдуваемое извне.
Накрываем заднюю сторону
предварительно напаяв на выводы панели провода длиной
приблизительно 50 см и сечением в 2.5мм.
После чего подключаем и крепим
коробку для отвода питания. В разрыв клемнику необходимо
установить диод для предотвращения утечки тока в ночное
время суток.
Прикручиваем крышку пнели по
периметру деревянной рамки. Крепим
распределительную коробку к крышке исползуя небольшие
шурупы. Как видите дальнейшее подключение кабеля будет
весьма удобным так как я использовал клемники установив
их в коробке.
Наконец подходим к заключительному
этапу. Для герметизации все швы по периметру
обклеиваем строительным скотчем. Стыки между скотчем и
лакированной фанерой ещё раз проходим прозрачтым
канцелярским скотчем. Он препятствует отклеиванию
строительного скотча (Проверено временем).
И так наша панель готова за
исключением пары штрихов. Необходимо будет промазать
силиконом распределительную коробку по периметру посадки
на заднюю крышку панели. А так-же по углам с лицевой
строны солнечной батареи.
Примерно так выглядит в сборе,
готовая к установке солнечная панель.
|
