Солнечная батарея своими руками из подручных средств: Как сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов

Содержание

Солнечная батарея своими руками из подручных средств

В целях экономии и заботе об окружающей среде, люди давно используют альтернативные источники энергии как солнечные аккумуляторы. Приобретение аппарата обойдется очень дорого, поэтому некоторые «умельцы» научились изготавливать солнечные батареи своими руками из подручных средств.

Устройство и принцип действия солнечных панелей

Приницп работы и устройство батареи заключается в нескольких параметрах, среди которые есть такие:

нескольких электронных приборов, которые преобразуют энергию фотонов в электрическую. Фотоэлектрические элементы, соединены в солнечных батареях в строгой последовательностью, расположены параллельно друг другу;
аккумулятора, который накапливает в себе электродвижущую силу;
генератора-преобразователя периодического напряжения;
электрического многопозиционного переключающего аппарата, контролирующего работу всех устройств в батарее.

Фотоэлектрические элементы для создания батарей изготавливаются из кремния. Однако очистка материала очень дорогая процедура. Поэтому в последнее время производители используют медь и индий. Каждый элемент представляет собой автономный бокс, генерирующий электроэнергию. Боксы соединены друг с другом, образуя единую площадку. От ее размеров зависит интенсивность солнечной батареи. Поэтому чем больше солнечная станция содержит фотоэлектрических элементов, тем больше производит энергии.

При попадании лучей солнца на элемент в нем образуется фотоэдс, создается тепловая генерация электронно-дырочных пар. Часть лишних электронов проходит через область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости из одного слоя в другой. После этого на внешнем участке электроцепи возникает напряжение. При этом на p-контакте возникает положительный полюс тока, на n-контакте – отрицательный. После подключения к аккумулятору фотоэлектрические элементы образуют замкнутое кольцо. В результате солнечная станция работает по принципу «белка в колесе». Стабильно отрицательно заряженные частицы «бегают» по кругу, а аккумулятор набирает заряд.

На заметку!
Стараясь найти замену дорогому кремнию, ученые-физики создали солнечные станции из органических соединений углерода и меди. Так, немецкий концерн Heliatek оснастил органическими солнечными коллекторами толщиной в 1 мм несколько зданий в Дрездене.

Классификация фотоэлектрических модулей

Солнечные электростанции различаются по интенсивности и принципу действия встроенных фотоэлектрических элементов. Некоторые модули значительно проигрывают в мощности, однако, меньше стоят. Отличаются методом изготовления из кремния деталей и бывают:

тонкопленочные, являющиеся недорогими и маломощными модулями. Ключевым компонентом в этой батарее является пленка, изготовленная из аморфного кремния. Она занимает большую площадь батареи, однако, энергию генерирует в малом количестве. При установке монтируется как на крышу, так и на любые поверхности;
полимерные, изготовленные их кремневодорода. Силан наносят на подложный изоляционный материал батареи. Кроме того полимерный элемент можно нанести на мягкую подложку, поэтому монтировать аморфную станцию можно на любой неровной поверхности;
монокристаллические, имеющие собственный надежный корпус, защищенный от попадания влаги и пыли. Благодаря одиночным кристаллам отличаются надежной генерацией энергии в течение большого промежутка времени. Стабильные в работе модули, которые чаще всего устанавливаются в России, Украине и Белоруси;
мультикристаллические, изготовленные из солнечных элементов со множеством разнонаправленных кристаллов. Меньше подвержены воздействию высокой и низкой температуры. Однако для генерации энергии этим батареям нужна большая площадь.

Собирают солнечные модули только из фотоэлектрических элементов одного размера. В противном случае максимальная мощность тока маленьких пластин будут ограничивать работу крупных.

Таблица КПД современных солнечных батарей

Степень соответствия удовлетворению потребностей при использовании солнечных модулей определяет отношение отдаваемой к подводимой мощности. Параметр включает в себя затраты на преобразование энергии, его средний показатель составляет 16-21 %. Именно такое количество электричества модуль получает от солнечных лучей, попадающих на фотоэлектрические элементы.

Все модели панелей имеют коэффициент полезного действия от 4,5 % до 26 %. Такая разница между преобразованием и передачей энергии обуславливается различием между материалами и конструкциями при изготовлении пластин. На характеристики в отношении передачи и преобразования солнечной энергии также влияет:

мощность излучения солнца. При понижении активности светила интенсивность панелей понижается. Чтобы модули снабжали владельцев электричеством ночью, в них интегрируют специальные аккумуляторы-накопители;
температура. Нагрев фотоэлектрических преобразователей снижает их способность превращать энергию в ток. Панели с встроенными охлаждающими приборами являются продуктивнее. Поэтому при температуре воздуха -15 градусов и солнечной погоде, КПД преобразователей выше, чем летом при температуре воздуха +28 — +32 градуса;
угол наклона панели. Для обеспечения максимально высокого КПД конструкцию панели нужно направить строго под попадание лучей солнца. Самыми производительные модели, уровень наклона которых регулируется относительно расположения светила;
климатические условия. На практике доказано, что у владельцев фотоэлектрических преобразователей, проживающих в регионах с пасмурной дождливой погодой, показатель КПД панелей ниже.

На заметку!
При изготовлении современных солнечных панелей, ученые-конструкторы из немецкого Института энергосистем Фраунгофера использовали технологию сращивания пластин, добившись рекордного КПД в 34, 8%.

Коэффициент полезного действия солнечных преобразователей во многом зависит от типа самородного элемента-кремния. Аппараты на основе этого материала отличаются методом изготовления и КПД.

Вид панели	КПД	Описание
Монокристаллические	15%-25%	Аппараты, которые являются самыми производительными и долговечными. Из-за высокой структурированности материала имеют высокую цену.
Поликристаллические и полимерные	11%-19%	Модули, которым для хорошей производительности нужна большая площадь, чем монокристаллическим. Имеют неоднородную внешнюю конструкцию, которую можно исправить при помощи просветляющих покрытий.
Тонкопленочные	5% -10%	Аппараты отличаются простотой в изготовлении и низкой ценой. В процессе эксплуатации показатели КПД этих модулей снижаются.

Преимущества и недостатки природной энергии

Чем же так хороша природная энергия и что толкает на установку модулей не только частных лиц, но и владельцев крупных предприятий? Основными достоинствами солнечных преобразователей являются:

доступность источника электричества, которое обойдется пользователю бесплатно;

положительное влияние на сохранность окружающей среды;
долговечность приборов;
простой монтаж и принцип действия;
отсутствие проблем при повышении цен на коммунальные услуги.

Однако среди всех достоинств, панели имеют недостатки в виде:

очень большой стоимости;
приобретения повышенного количества фотоэлементов для удовлетворения потребностей большой семьи или помещения с площадью более 50 кв. м;
спада производительности при работе панели в пасмурную погоду.

Солнечная батарея своими руками

Затраты на изготовление самодельной солнечной батареи в несколько раз меньше, чем приобретение даже самой дешевой модели панели из Китая. Работает такая конструкция-самоделка не хуже, чем модуль, изготовленный на производстве.

Имея минимум знаний и умений, можно попытаться сделать солнечную батарею для дома или дачи своими руками. При этом фотоэлектрические элементы можно не покупать, а изготовить из имеющихся материалов. Мини-генераторы из диодов или старых транзисторов не будут обладать супермощностью. Однако благодаря самодельным коллекторам можно зарядить мобильный телефон или планшетник, подключить настольную лампу.

Коллектор, изготовленный из старых алюминиевых банок при правильном размещении, поднимет температуру воздуха в двух-трех комнатах на 10-12 градусов.

На заметку!
В процессе пайки диодов не стоит спешить. Хрупкие тонкие элементы при резком движении могут поломаться.

Коллекторы из диодов

Кристаллы-полупроводники, заключенные в пластиковый корпус, концентрируют на себе солнечный свет. Под воздействием света на участке p-n-зоны начинают активное движение электроны, формирующие направленный поток, а после фототок. Благодаря этому можно создать мини-панель из светодиодов самостоятельно. Стоит знать, что вырабатываемая одним полупроводником мощность будет маленькая. Поэтому чтобы изготовить панель средней мощности нужно очень много светодиодов, которые нужно соединить в замкнутый круг. Для создания коллектора:

группу из светодиодов собрать на пластине из текстолита или листе плотного картона, соединив их медными проводами;
пластину с элементами поместить в прочную емкость с прозрачной крышкой;
выводы припаять к разъему, к которому подключать приборы.

На заметку!
Стоит знать, что выработка энергии самодельной панели из диодов возможна только под прямыми лучами солнца. Как только небольшое облако закроет светило, напряжение на выходе полупроводников будет равно нулю.

Коллекторы из транзисторов

У людей, которые увлекаются радиотехникой, накапливается много электронных запчастей. Среди них могут быть радиоэлектронные полупроводниковые триоды, выпущенные еще в Советском Союзе. Как детали они нигде не применяются из-за больших габаритов. Однако из этих старых транзисторов можно собрать миниатюрный фотоэлектрический элемент. Интенсивность такой батареи будет небольшой по отношению к ее габаритам, подойдет только для подключения к питанию маломощных аппаратов.

Для переделки полупроводникового триода в солнечную панель, нужно:

избавиться от верхней поверхности прибора, оставив неповрежденными кристалл и тонкие провода;
соединить элементы между собой медной проволокой на куске органического стекла или плотной бумаги;
для лучшего напряжения транзисторы соединить последовательно;
выводы припаять к разъему, к которому можно подключить для зарядки телефон, фонарик, нотбук;
после параллельного соединения полупроводников и попадания на них солнца, образуется ток.

Преобразователи из алюминиевых банок

Конструкция солнечного генератора из алюминиевого вторсырья представляет собой деревянный короб с изолированной задней поверхностью и прозрачной верхней крышки из оргстекла или поликарбоната. Внутри каркаса монтируются трубы, изготовленные из склеенных баночек, покрашенных черной матовой краской. По сделанным трубам прокачивается воздух, который поступает из нижней части пространства комнаты и в разогретом виде поднимается вверх.

В процессе происходит свободноконвективные движения воздуха и принудительная тяга. Мощная движущая сила толкает нагретый воздушный поток по вентиляционному каналу в комнату, где он замещает холодный воздух. Алюминий не подвержен коррозии даже при образовании внутри трубок коллектора конденсата. Кроме того, глянцевая внутренняя поверхность банок отражает тепло внутрь трубок и не выпускает наружу. Чтобы изготовить солнечный генератор из алюминиевых емкостей своими руками:

200-250 банок из-под пива или напитков установить в деревянном коробе, склеив емкости при помощи термоустойчивого герметика;
в ящике сделать отверстия для входа-выхода воздуха;
банки и основание покрасить черной не глянцевой краской;
выкрашенные емкости накрыть оргстеклом или поликарбонатом, зафиксировав прозрачную поверхность алюминиевыми профилями;
установить на южную стену дома или квартиры.

Солнечный коллектор из кремниевых пластин или фотоэлементов

Полупроводниковые кремниевые вафли-фотоэлементы можно заказать в интернет-магазинах и сделать из деталей среднемощный солнечный коллектор. Под воздействием солнца электроны в таких полупроводниках отходят от ядер атомов в более высокие орбиты, создавая электрический ток. Для того чтобы собрать такой солнечный генератор:

очистить поверхности кремниевых спиртом;
при помощи мультиметра определить токопроводящую сторону пластины;
закрепив квадраты клейкой лентой, нанести раствор диоксида титана;
удалив ленту, поместить пластины на электрическую плиту, чтобы обжечь двуокись титана;

в емкости с водой развести сок вишни или сливы, поместить элемент на 15 минут;
пластины высушить, обтереть спиртом;
подготовить антибликовое или оргстекло;
при помощи паяльника мощностью не менее 60-80 Вт и проводников спаять детали на прозрачной поверхности последовательно сверху вниз;
спаянные фотоэлементы приклеить к стеклу термостойким герметиком;
контакты крайних кремниевых вафель вывести на шину с плюсом и минусом;
оснастить будущий коллектор блокирующим диодом, который в дальнейшем соединить с контактами;
из ДСП подготовить деревянный каркас, закрепить его по бокам алюминиевыми уголками, в нижней части через каждые 10 см проделать вентиляционные отверстия;
зафиксировать в коробе прозрачную поверхность с приклеенными кремниевыми вафлями, выведя контакты наружу;
установить солнечный аккумулятор рядом с источником света.

На заметку!
Лучше всего заказывать солнечные кремниевые пластины с диодами, шинами и плоскими тонкими проводниками. Такая покупка сохранит не только время, но и деньги на приобретение второстепенных запасных элементов.

Проект системы и выбор места

Схема системы сборки солнечного коллектора предусматривает расчеты нужного размера пластины. Кроме того по проекту коллектор устанавливается на фасаде, ориентированном в южную сторону. Допустимо отклонение на 35 градусов на восток.

Генератор устанавливается под определенным углом, который обеспечит максимальное попадание солнечных лучей на фотоэлектрические элементы. Место установки панели можно подобрать в любом месте: на земле, на крыше, на стене. Главное, разместить батарею на солнечной стороне так, чтобы она не затенялась деревьями или постройками.

При подборе угла наклона коллектора учитывать расположение постройки и время года. Желательно монтировать батарею так, чтобы величину угла можно было менять в зависимости от сезонных изменений, так как фотоэлементы эффективно работают только при перпендикулярном попадании лучей на поверхность.

На заметку!
Один квадратный метр самодельной батареи из кремниевых вафель выдает в процессе 100 Вт-120 Вт. Поэтому для обеспечения электроэнергией в 250 кВт-350 кВт панель должна иметь не менее двадцати квадратных метров площади.

Тестирование самодельной батареи перед герметизацией

До того как обеспечить коллектору полную герметичность, нужно протестировать аккумулятор при помощи амперметра. Кроме того, проверив заранее панель, можно устранить ошибки, которые возникают во время спаивания вафель.

Тестирование нужно провести в солнечный день в час-два дня. Для этого:

вынести генератор на улицу, установить под тем углом, который был определен заранее;
подсоединить к контактам электроизмерительный прибор, измерить ток короткого замыкания;

если солнечный коллектор правильно спаян и собран, мощность электрического тока должна составлять на 0, 5 – 1 ампер ниже, чем возрастающий электрический импульс ударного типа. Показания прибора должны быть не менее 4, 5 ампера;
самодельный генератор, изготовленный из кремниевых пластин-фотоэлементов, должен выдать параметры в 5-10 ампер.

Герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

После тестирования кремниевых пластин можно проводить герметизацию. Для заделки швов и стыков использовать эпоксидную смолу или термоустойчивый герметик. Олигомер нанести на пространство между фотоэлементами и на крайние детали. Далее, сверху установить акриловое стекло, плотно прижав к кремниевым пластинам.

В качестве дополнительной защиты и меньшего изнашивания фотоэлементов, между поверхностью короба и кремниевыми элементами установить прокладку из минеральной ваты.

После установки акрилового стекла конструкцию уложить на твердую поверхность так, чтобы стенка короба из ДСП была вверху. Это необходимо для того, чтобы из батареи вышел воздух. После повторного тестирования коллектор установить на выбранный участок, подключить к системе дома или квартиры.

Загоревшись желанием создания солнечной стации своими руками, не стоит изготавливать огромный коллектор. Чтобы понять все нюансы работы, нужно собрать маленький генератор. Если после тестирования, прибор хорошо справится с задачей, приступать к созданию более мощной модели.

Как сделать солнечную батарею своими руками (фото, видео)

Использование альтернативных источников получения энергии на сегодня набирает все больше популярности в обществе. Добывание солнечной энергии совершенно бесплатно и доступно всем. И если экология и экономия являются для вас сопутствующими показателями для жизни, то вниманию предлагается статья, как своими руками сделать солнечную батарею.

Принцип работы

Стоит согласиться, что получать совершенно бесплатно электроэнергию, не просто мечта, а реальность. Приблизиться к мечте в виде электрификации частного дома посредством использования альтернативного источника получения энергии очень просто. Нужно предпринять всего лишь несколько действий, затраты на которые не превысят недельной прибыли семьи.

Но прежде, как сделается установка, стоит узнать, как работает самостоятельно созданная солнечная батарея из подручных материалов. Какие главные элементы конструкции, как взаимодействуют между собой и для чего они предназначены. По сути, устройство состоит всего из трех необходимых элементов:

Солнечный коллектор.

Конструктор, состоящий из небольших относительно размеров элементов. Задача солнечной батареи преобразовать световой эффект в поток электронов положительно и отрицательно заряженных. Электрический ток большого показателя напряжения типовые элементы вырабатывать не в состоянии.

Нормальный показатель генерирования одного элемента – 0.5В. Задача солнечного коллектора выработать электрический ток напряжением в 18В. Данного показателя вполне достаточно для зарядки 12В аккумуляторной батареи. Так что о генерировании показателя напряжения 220В говорить не приходится. Электростанция типового показателя выработки энергии будет занимать огромный объем площади.

Аккумуляторы.

Данные элементы в конструкции используются для обеспечения частного дома либо дачи необходимым количеством электроэнергии. Заряда одной батареи надолго не хватит. Но все зависит от мощности и количества подключенных источников потребления электрической энергии.

По мере необходимости, количество аккумуляторов со временем допустимо увеличивать. При этом единовременно необходимо дополнять систему солнечными коллекторами. В одной действующей системе может использоваться более 10-ти аккумуляторов.

Инверторное устройство.

Инверторы в домашних условиях преобразовывают добытый ток низкого напряжения в электрическую энергию высокого показателя напряжения. Типовое устройство можно отыскать в свободной продаже. При этом, стоит обращать внимание на характеристики приобретаемого инвертора: выходная мощность устройства не должна быть меньше 4кВт. Данной мощности хватит для энергоснабжения дачи либо загородного дома.

Аккумуляторы и инвертор рекомендовано приобретать – они доступны в продаже. А вот солнечную батарею реально собрать из подручных материалов в домашних условиях.

Расчеты и подготовка

Прежде, как изготовить своими руками солнечную батарею , стоит определиться с необходимыми параметрами. Рекомендовано определить величину нагрузки, рассчитываемую на источники будущего потребления энергии. Зачастую известны два параметра:

какой показатель напряжения нужен для определенного потребителя электроэнергии,
какой величины ток необходимо обеспечить при этом.

Произведение двух известных параметров и выказывает потребляемый объем нагрузки мощности.

Рекомендуют в цепочке использовать для начала аккумулятор, заряжаемый от солнечной батареи. Затем от заряженного аккумулятора поставляют энергию к потребителю.

Изготавливается самодельная солнечная батарея из специальных элементов, заряжающихся от светового воздействия. Типовые элементы установлены во многих калькуляторах. Допустимо отдельно приобрести новые солнечные составляющие, но стоимость будет равна готовой батареи в сборе. Можно отыскать работоспособные использованные составные фотоэлементы на многих аукционах, ибо «с рук».

Солнечные элементы воссоединяются между собой проводниками следующим образом:

выкладываются ячейки на ровной поверхности,
проводник аккуратно укладывается на ячейки,
на место будущего сращивания проводника и элемента наносится припой и паяльная кислота,
далее проводник аккуратно припаивается без нажима.

Корпус для спаянных фотоэлементов с проводниками для частного использования может изготавливаться из стекла (оргстекла) в раме из фанеры, деревянных брусков и ДВП:

Из предварительно расчерченной фанеры, вырезается днище и обрамляется по периметру подготовленными брусками сечением до 25мм. Для естественной вентиляции во избежание перегрева элементов в работе в брусках насверливаются отверстия d-10мм (шаг до 20см).
Из ДВП подложка для фотоэлементов так же снабжается насверленными отверстиями для вентиляции.
Крышка корпуса вырезается из оргстекла и закрепляется на поверхности саморезами.

Панель без затрат в домашних условиях

Солнечную панель можно изготовить в домашних условиях без приобретения фотоэлементов. Самодельная солнечная батарея из диодов либо транзисторов, конечно, не обеспечит энергией все потребности дома. Тем не менее, батарея из транзисторов с легкость сможет обеспечить бесперебойную работу мелкой домашней электроники.

В домашних условиях можно собрать устройство можно из старых транзисторов типа «П» либо «КТ». В начале аккуратно спиливается верхняя часть транзисторов для свободного попадания света на р-n-переход. Верхняя часть транзистора типа «П» продувается после высыпанного порошка. Для использования фотоэлементов необходимо воссоединить ячейки в блоки (параллельное соединение). Крепление ячеек транзисторов воспроизводится посредством навесного закрепления на текстолитовой подложке.

Диоды (типа Д223Б) не стоит разбирать. Со стеклянной поверхности корпуса снимается (ацетоном) краска. Впаиваются диоды в подложку в вертикальном расположении, что придает больший эффект площади освещенности элемента.

Солнечная панель из простых алюминиевых банок

Невероятно практичная конструкция гелионагревателей создается из пивных или банок из под газировки. Стоит всего лишь набрать необходимое количество пустых алюминиевых банок.

Лучше не использовать жестяные пивные банки. Материал сильно подвержен коррозии и наделен низким показателем теплообмена.

Сборка банок в единую систему выглядит следующим образом:

Подготовка банок. Каждая банка промывается, дно пивных банок пробивается для потока воздуха в целях сбора тепла.
Производится обезжиривание поверхности банок.
Подготовленные банки склеиваются друг на друга, как конструктор.

Каркас под теплообменник нужно изготовить из основы, деревянной рамы и оргстекла для лицевой отделки. Подложку основы лучше сделать из фольги. Ведь, как известно, установка подложки из фольги повышает светоотражающие качества основы.

Аккумулирование природного солнечного света является полезным действом, что касается экологии. К тому же производство солнечного света совершенно бесплатно и доступно на любом открытом участке дачи. И к тому же, такая приятная экономия денежных средств вас приятно удивит.

Как сделать блок батарей своими руками для ваших солнечных батарей

Думаете об установке батарей для ваших солнечных батарей? Независимо от того, является ли это автономной горной хижиной или резервным аккумулятором для ваших домов, подключенных к сети, основной процесс планирования проектирования собственного аккумуляторного блока довольно прост, но может быть немного запутанным в первый раз.

Ниже приведены основные шаги по планированию и проектированию собственного блока батарей «сделай сам», который дополнит вашу солнечную установку. Чтобы упростить процесс планирования, мы включили в статью работающий пример. Просто найдите курсив в каждом разделе, чтобы следить за ним!

Используйте приведенную ниже информацию в качестве отправной точки, но когда придет время действительно приступить к планированию вашего блока батарей своими руками, обязательно ознакомьтесь с несколькими книгами по этому вопросу в вашей местной библиотеке, просмотрите соответствующие онлайн-статьи и видео, а также присоединяйтесь к паре онлайн-форумов для получения рекомендаций и помощи с любыми вопросами, которые у вас есть!

Рассчитайте нагрузку

Первый шаг в проектировании аккумуляторной батареи своими руками — это расчет того, сколько электроэнергии вы обычно потребляете. 0005 электричество нагрузка . Существует два метода расчета вашей нагрузки:

Во-первых, вы можете посмотреть на свое предыдущее потребление электроэнергии. Если вы уже подключены к сети, просто посмотрите на общее потребление электроэнергии за последние 12 месяцев и разделите на 365, чтобы получить среднесуточное значение.
Если вы не подключены к сети, у вас, вероятно, нет данных о предыдущем потреблении энергии. В этом случае вам нужно рассчитать, сколько электроэнергии вам нужно, сложив мощность всех электрических устройств в доме и оценив, сколько часов вы будете использовать их каждый день.

Например:

5 светодиодных лампочек*8 ватт (мощность каждой лампочки)*3 часа в день = 120 ватт-часов/день
Блендер 1500 Вт*.05 часов в день = 75 ватт-часов/день (я не могу без утренних коктейлей!)
Ноутбук мощностью 50 Вт * 6 часов в день = 300 ватт-часов в день

Как вы можете себе представить, этот процесс требует времени, и нужно отслеживать множество чисел, поэтому не торопитесь с этим шагом! Размер всего вашего банка батарей будет основан на этих расчетах, поэтому вам нужно убедиться, что они максимально точны!

Чтобы отслеживать, используйте электронные таблицы, такие как Microsoft Excel или Google Spreadsheets (бесплатно в Gmail!). Есть также множество онлайн-инструментов, которые помогут вам в этом процессе, в том числе калькуляторы с таких сайтов, как Wholesale Solar и Affordable Solar.

Пример: Допустим, у нас есть небольшой автономный горный домик. Обогреватель, водонагреватель и плита работают на пропане, поэтому только несколько основных элементов нуждаются в электричестве. Наряду со светодиодами, блендером и ноутбуком, указанными выше, нам также потребуется питание нашего мобильного телефона, вентиляторов, телевизора и стиральной машины. Наше использование, вероятно, выглядит примерно так:

*Товар*	*Количество предметов*	*Мощность*	*Часов в день*	*Общее ежедневное потребление кВтч*
Светодиодные лампочки	5	8	3	. 12
Блендер	1	1500	.05	.075
Ноутбук	1	50	6	.30
Сотовый телефон	1	3,5	8	.028
Вентиляторы	2	50	3	.30
ТВ	1	100	1	.10
Стиральная машина	1	600	.50	.30
*Всего*		*2 312*		*1,22 кВтч*

Наша общая нагрузка на каждый день составляет 1,22 кВтч и около 36,6 кВтч в месяц. Просто отметим, что это ОЧЕНЬ маленькая кабина с несколькими электроприборами! Для справки, среднее потребление кВтч в месяц для подключенных к сети домов в США составляет 9.00 кВтч!

Объем резервной мощности и глубина разряда

Аккумуляторы позволяют хранить электроэнергию, вырабатываемую вашей солнечной установкой, для последующего использования, и после того, как вы определите свою суточную электрическую нагрузку, вам необходимо решить, сколько дней резервного питания мощность, которую вы хотите. Большинство домовладельцев выбирают от 1 до 4 дней, хотя это зависит от ваших потребностей и погоды.

Пример. Мы выбираем резервное питание на 3 дня, то есть наша аккумуляторная система должна обеспечивать не менее 3,66 кВтч (1,22 кВтч в день, умноженное на 3 дня) в те дни, когда идет дождь или облачно.

Чтобы сделать процесс немного более запутанным: емкость батареи измеряется в ампер-часах, а не в ватт-часах или киловатт-часах, как электричество, вырабатываемое вашей солнечной установкой. К счастью для нас, найти ампер-часы легко! Просто разделите ватт-часы на напряжение солнечной установки. Автономные солнечные установки могут быть на 12 вольт, 24 вольта или 48 вольт — напряжение, которое вы выбираете, зависит от размера, местоположения и планировки вашей установки, а также потребностей.

Пример: Наша небольшая установка будет на 12 вольт, то есть нам нужна батарея на 305 ампер-часов.

(3660 ватт-часов/12 вольт = 305 ампер-часов)

305 ампер-часов. Легко, верно?

Подождите, есть еще один шаг. Если вы разряжаете батареи до полной емкости, вы можете помешать их полной зарядке в будущем. Из-за этого производители батарей рекомендуют использовать только часть доступной батареи, обычно от 25% до 50% для свинцово-кислотных батарей (наиболее распространенный тип батарей для солнечных батарей). Конечно, использование только небольшой доли мощности ваших батарей раздражает, но просто считайте все батареи инвестициями. Если вы разряжаете свои батареи только до 25% или 50%, они обеспечат вам годы надежной службы.

Связанный: Обзор аккумуляторной батареи Tesla Powerwall II

Мы решили, что будем разряжать только около 40% емкости наших батарей, поэтому нам нужно разделить размер нашей батареи на 0,4 до учтите это: 305 ампер-часов*.4 = 763 ампер-часа.

Итак, наши аккумуляторы должны быть на 12 вольт и иметь емкость не менее 763 ампер-часов.

Параллельное и последовательное соединение батарей

Теперь, когда вы знаете напряжение вашей установки и необходимую емкость батареи, самое время приступить к изучению батарей! В вашей аккумуляторной системе есть два способа соединения нескольких аккумуляторов — параллельно или последовательно:

Параллельное: Параллельное соединение батарей просто означает, что положительная клемма каждой батареи подключается к положительной клемме следующей батареи (а каждая отрицательная клемма подключается к следующей отрицательной клемме). Аккумуляторы, подключенные параллельно, суммируют все свои ампер-часы вместе, что позволяет увеличить общую емкость аккумулятора.
Последовательно: Последовательное соединение батарей означает соединение положительной клеммы первой батареи с отрицательной клеммой следующей и так далее. При последовательном соединении ампер-часы не увеличиваются, но напряжение у всех аккумуляторов складывается. Также возможно создать систему, в которой батареи соединены как параллельно, так и последовательно, чтобы увеличить как напряжение, так и ампер-часы!

Нам нужно 768 ампер-часов для нашей солнечной установки на 12 вольт. Если мы подключим их параллельно, у нас может быть две 12-вольтовые батареи по 400 ампер-часов, что даст нам 800 ампер-часов, но сохранит нашу 12-вольтовую систему. Если мы соединим последовательно, у нас может быть 2 6-вольтовых 800 ампер-часа, что дает нам 12-вольтовую аккумуляторную систему с емкостью 800 ампер-часов. Соединение последовательно или параллельно зависит от того, какие батареи доступны, а также от структуры вашей солнечной и накопительной установки.

Все это может сбивать с толку, но помните: параллельное подключение добавляет ампер-часы; последовательное соединение добавляет напряжение! Знание того, какие варианты доступны для вас, поможет вам создать наиболее экономичную установку, соответствующую вашим потребностям.

Размер вашего инвертора

Инверторы являются неотъемлемой частью любой солнечной и аккумулирующей установки, поскольку они преобразуют электроэнергию постоянного тока (DC), производимую вашими солнечными панелями и заключенную в батареях, в переменный ток (AC), необходимый для всех наши электронные устройства.

Инверторы преобразуют электричество из постоянного тока в переменный в режиме реального времени. Инверторы не имеют емкости для хранения — поскольку ваши устройства используют электричество, это электричество поступает от батарей через инвертор к устройству. Из-за этого ваш инвертор должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать самую большую нагрузку, которую вы на него возложите в любой момент.

Самый простой способ вычислить это — сложить мощность всех ваших устройств, которые могут работать одновременно.

Допустим, мы очень заняты в нашей каюте, поэтому вполне возможно, что все наши электрические устройства могут работать одновременно. Как видно из таблицы выше, общая мощность всех моих устройств составляет 2312 Вт. Поэтому мне нужен инвертор, который может непрерывно обрабатывать не менее 2312 Вт.

Есть еще один важный шаг для определения размера инвертора. Некоторые электрические устройства, особенно устройства с электроприводом, такие как холодильники, электроинструменты и кондиционеры, потребляют от 2 до 8 раз больше энергии, чем обычно, только для включения! Это огромное энергопотребление известно как импульсная нагрузка , и вам необходимо учитывать это при выборе инвертора.

В отличие от типичной мощности устройства, которая напечатана на задней панели устройства, производители не публикуют данные о импульсной нагрузке своих устройств, поэтому вам необходимо либо связаться с ними напрямую, либо самостоятельно измерить электрическую тягу для ваших устройств с электроприводом. .

К счастью для нас, современные производители инверторов учитывают скачки нагрузки, и большинство инверторов могут справляться с резкими всплесками электроэнергии короткими импульсами. Выбирая инвертор, убедитесь, что он может справиться с импульсной нагрузкой для любого используемого вами электрооборудования.

Мы знаем, что нам нужен инвертор, который может непрерывно обрабатывать не менее 2312 Вт, но допустим, что наша стиральная машина потребляет в 3 раза больше энергии только для включения, поэтому наша импульсная нагрузка составляет 3512 Вт. Мы могли бы просто купить инвертор мощностью 4000 Вт, но это дорого и не нужно. Так уж получилось, что есть инвертор на 2500 Вт, способный справиться с импульсной нагрузкой в 5000 Вт — более чем достаточно для наших нужд!

Фото предоставлено: Flickr против лицензии CC: 1, 2, 3, 4

Райан Остин
|
9 января 2017 г.

Солнечные панели своими руками: плюсы, минусы и руководство по установке

Переход на солнечную энергию имеет большие финансовые преимущества: это снижает ваши ежемесячные расходы на электроэнергию и может даже увеличить стоимость вашего дома. Такие стимулы, как федеральный налоговый вычет на солнечную энергию, могут снизить вашу чистую стоимость на 26 процентов, но солнечная энергия по-прежнему является крупным вложением, а ценник может вызвать шок. Неудивительно, что, чтобы сэкономить деньги, многие домовладельцы рассматривают вариант «сделай сам» солнечную батарею или сделай сам и спрашивают себя: «Можете ли вы установить солнечные панели самостоятельно?» Проще говоря, да, вы можете, но есть некоторые преимущества и недостатки в том, чтобы делать это в одиночку. В этой статье мы рассмотрим основные плюсы и минусы, которые вам нужно знать о самодельных системах солнечных батарей, прежде чем принимать решение.

Основные выводы о солнечных батареях, сделанных своими руками

Возможна установка системы своими руками, и она обойдется вам дешевле, чем наем установщика солнечных батарей
Солнечные батареи своими руками — отличное приложение для таких вещей, как автофургоны, фургоны и мелкая бытовая техника
В процессе с установкой своими руками требует гораздо больше работы со стороны домовладельца
Вы можете сравнить предложения солнечных батарей от квалифицированных установщиков на рынке EnergySage

В этой статье

Можете ли вы установить солнечные панели самостоятельно?
Преимущества и недостатки самодельных солнечных батарей
Пошаговый процесс установки солнечных батарей своими руками
Обслуживание самодельных солнечных батарей
Следует ли устанавливать солнечные батареи самостоятельно или нанять установщика?

Можете ли вы установить солнечные панели самостоятельно?

Система солнечных панелей сложна, и есть множество причин, по которым так много компаний в США специализируются на предоставлении профессиональных услуг по установке солнечных батарей. Однако это не означает, что вы не можете построить собственную систему солнечных батарей — вы можете установить свои собственные панели, установка солнечной панели своими руками может быть жизнеспособным вариантом для некоторых покупателей солнечной энергии.

По данным EnergySage Marketplace, средняя валовая стоимость использования солнечной энергии для домовладельцев (имеются в виду ваши расходы до применения льгот и скидок) составляет около 27 000 долларов США 16 860 долларов США. Из этой суммы трудозатраты на проектирование и монтаж составляют около 10 процентов от общего счета — эти 10 процентов — это то, на чем самодельные солнечные панели сэкономят вам по сути, так как вам все равно придется покупать оборудование и комплектующие самостоятельно. Несмотря на это, по-прежнему заманчиво подумать о создании собственной установки солнечных батарей, чтобы сэкономить деньги и полностью контролировать свой проект.

Ваша солнечная энергетическая система должна продолжать генерировать электроэнергию в течение 25–35 лет, поэтому крайне важно, чтобы вы учитывали как первоначальные затраты, так и относительные финансовые выгоды для всех ваших вариантов использования солнечной энергии. Если вы покупаете домашний солнечный комплект, подобный тем, которые продаются в Costco или Home Depot, он может быть дешевле за ватт, но вы не получаете такое же качественное оборудование, которое могут предложить вам установщики солнечных батарей. По большей части установщики солнечных батарей покупают у дистрибьюторов оборудования, которые не продают населению, и они часто получают более низкие цены, потому что могут покупать оптом.

Плюсы и минусы солнечных панелей, сделанных своими руками

Панели, сделанные своими руками, могут быть отличным вариантом для автономного использования и некоторых небольших домашних приложений. Однако для обеспечения питания всего дома в ваших интересах обратиться к профессиональному установщику.

Преимущества и недостатки самодельных солнечных панелей

Плюсы самодельных солнечных панелей	Минусы самодельных солнечных панелей
Обеспечивает большую энергетическую независимость домовладельцев, не привязываясь к электросети.	Требуется гораздо больше обслуживания, на которое в противном случае распространяется гарантия установщика.
Эффективен для питания небольших объектов, таких как автофургоны, лодки и другие приборы.	Для всего дома установка может быть сложной для человека без знаний и опыта профессионального установщика.
Позволяет домовладельцам сэкономить примерно 10% от общей стоимости установки, которая в противном случае пошла бы на оплату труда.	Самостоятельная установка может быть незаконной там, где вы живете, в соответствии с местными законами о зонировании.

Большинство домашних комплектов солнечных батарей, сделанных своими руками, предназначены для автономного использования, что означает, что вы не можете использовать их и оставаться подключенными к коммунальной сети. Если вы обычный домовладелец, отключение от сети, вероятно, не в ваших интересах — возможность доступа к вырабатываемой коммунальными предприятиями электроэнергии важна, если ваша солнечная энергетическая система не производит достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей в любое время суток. день в течение года.

Однако домашние солнечные комплекты могут быть хорошим решением, если вы не пытаетесь обеспечить электричеством весь дом. Дома на колесах, лодки и все более популярные крошечные дома — все это возможности для изучения солнечной энергии своими руками, потому что они уже автономны и мобильны.

В связи с этим, самодельные солнечные проекты могут быть полезны, если у вас есть большое имущество и вы хотите обеспечить электроэнергией отдаленную территорию, например, сарай или сарай для инструментов, или хотите легко установить наружное освещение. В этих случаях ваши потребности в электроэнергии будут относительно низкими, поэтому можно приобрести небольшой домашний комплект солнечной энергии и установить его самостоятельно. Для получения более подробной информации о том, как построить солнечные батареи, прочитайте нашу статью о том, как сделать солнечную систему своими руками.

Если вы хотите установить солнечную батарею своими руками, заранее сравните несколько вариантов. Grape Solar является крупным производителем (среди нескольких других) и предлагает несколько различных продуктов и компонентов для самостоятельной сборки как для сетевых, так и для автономных систем, о которых вы можете найти дополнительную информацию ниже.

Солнечные панели своими руками

Продукт	Мощность системы (Вт)	Стоимость системы	Доллары за ватт	Ссылка на продавца
Комплект солнечной панели Grape Solar 400 Вт	400	649,99 $	1,62 $	Amazon
Комплект солнечной панели Grape Solar 600 Вт	600	744,32 $	1,24 $	Home Depot
Премиум-комплект Renogy для солнечных батарей	800	1 283,49 $	1,60 $	Renogy
Комплект автономной солнечной панели WindyNation	400	1899,99 $	4,75 $	Amazon

Когда вы решите сделать свои солнечные батареи своими руками, помните, что вы получаете то, за что платите. Домашний солнечный комплект может быть менее дорогим, но установщики солнечных батарей предлагают огромную ценность при относительно небольших дополнительных затратах (помните цифру в 10 процентов?). Когда дело доходит до установки дорогостоящей электрической системы на вашем участке, найти кого-то, кто знает, что он делает, может сэкономить вам время и деньги в долгосрочной перспективе.

Некоторые из лучших установщиков солнечных батарей работают в этом бизнесе десятилетиями, и их опыт не может быть воспроизведен никакими онлайн-исследованиями или руководствами по самостоятельной установке. В каждом штате требуется, чтобы установщики имели лицензию и квалификацию для установки солнечных батарей, а независимые сертификаты, такие как Североамериканский совет сертифицированных практиков в области энергетики (NABCEP) Профессиональная сертификация солнечной фотоэлектрической установки, гарантируют, что компания, с которой вы решите работать, имеет глубокое понимание процесса. .

Ваш установщик солнечной энергии также поможет вам заполнить и зарегистрировать разрешения и заявления, которые вам необходимо подать для запуска и запуска вашей системы солнечной энергии. Это особенно важно, потому что ваша коммунальная служба не позволит вам подключить вашу систему к сети без разрешения сертифицированного электрика.

Благодаря опыту вашего установщика солнечной энергии, он также будет иметь четкое представление о финансовых стимулах для использования солнечной энергии, доступных в вашем регионе, и может даже помочь вам сэкономить больше денег, найдя стимул, который вы, возможно, упустили. Наконец, важно отметить, что многие производители оборудования будут соблюдать свои гарантии только в том случае, если их оборудование было установлено квалифицированным установщиком. Многие установщики также предлагают дополнительную гарантию на свою работу.

Процесс изготовления солнечных панелей своими руками из шести шагов: как установить солнечные панели

Процесс установки солнечной панели своими руками можно упростить, разбив его на шесть основных этапов:

Проектирование и определение размеров вашей системы в зависимости от потребностей в энергии

В первую очередь важно учитывать ваши потребности. Каждый дом уникален, как и каждая семья уникальна. В общем, если вам нужно питать только небольшие устройства, а не весь дом, вам могут подойти самодельные солнечные панели. Существует множество различных вариантов того, какой дизайн системы лучше всего подходит для вас. К ним относятся автономные системы (наиболее распространенные для панелей DIY), гибридные сетевые/автономные системы и системы, привязанные к сети.

Приобретите оборудование и компоненты для солнечной энергетики (солнечные панели, батареи, инверторы, стеллажи и т. д.)

Оборудование и компоненты, включая панели, можно приобрести с помощью Руководства покупателя EnergySage. Вы можете сравнить модели панелей, аккумуляторов и инверторов по таким характеристикам, как эффективность, гарантии и т. д.

Установка стеллажей или креплений для панелей на крышу или на землю

Когда у вас есть необходимое оборудование, чертежи и разрешения, можно приступать к установке оборудования. Для потолочных систем это начинается с установки стеллажей и монтажного оборудования. Для начала отметьте место, где будет установлена ваша система, просверлите места, где будут вставлены болты, заделайте отверстия, вставьте болты и закрепите на них направляющие.

Подключите солнечные панели к вашему стеллажному оборудованию

Первым элементом самой солнечной панели, который необходимо установить, являются микроинверторы, которые модулируют выходную мощность панели. После того, как они будут установлены с помощью прилагаемых болтов, вам нужно будет подключить заземляющий провод. Это кусок медного провода поперек рельсов, который служит мерой предосторожности от ударов молнии и других неисправностей.

Установите солнечный инвертор и батарею, затем подключите к основному электрическому щиту

После того, как вы полностью установили панель и систему, обязательно запланируйте проверку в ближайшем к вам местном строительном управлении. Это обеспечит соответствие вашей системы местным постановлениям. После того, как вы пройдете эту проверку, вы можете подать заявку на подключение к сети. Местная коммунальная служба предоставит вам счетчик для регистрации вашего экспорта электроэнергии.

Свяжитесь с вашей коммунальной службой и запросите разрешение на включение или PTO, если это необходимо в вашем регионе.

Оттуда включите вашу систему после получения надлежащего приложение для мониторинга.

Техническое обслуживание самодельных систем солнечных батарей

Одним из преимуществ работы с сертифицированным установщиком солнечных батарей являются гарантии, которые предоставляются вместе с их обслуживанием. Производители солнечных панелей предоставляют ряд гарантий, которые гарантируют вам поддержку и покрытие в маловероятном случае проблемы, вызванной необычными обстоятельствами, такими как сильный град или падающие ветки деревьев. Гарантия выходной мощности гарантирует, что производительность панели не упадет ниже указанного уровня в течение срока гарантии (обычно 25 лет). Например, производитель может предоставить гарантию, что пиковая выходная мощность не упадет ниже 85 процентов в течение 25 лет.

Эти гарантии не распространяются на систему солнечных батарей, сделанных своими руками, поэтому вы будете нести ответственность за содержание, техническое обслуживание и ремонт вашей солнечной системы. К счастью, сделать еще не так много. По большей части, если вы держите свои панели чистыми от мусора, все будет в порядке. Вы также можете очистить свои солнечные панели, но убедитесь, что используете правильное оборудование, чтобы не повредить вашу систему.

Узнайте больше об общем обслуживании системы солнечных батарей.

Часто задаваемые вопросы о солнечных батареях своими руками

Если вы рассматриваете возможность изготовления комплекта солнечной панели своими руками, но по-прежнему беспокоитесь о лучших вариантах, процессе и общей стоимости, ознакомьтесь с несколькими наиболее распространенными вопросами, с которыми мы сталкиваемся при общении с покупателями солнечных батарей:

Сделай сам солнечные панели стоят?

Солнечные батареи, сделанные своими руками, могут показаться заманчивыми для установки, но их долгосрочная ценность может быть предметом споров только из-за качества. Как правило, система солнечных панелей должна продолжать генерировать электроэнергию в течение 25–35 лет, поэтому важно инвестировать в качественное оборудование и надежных установщиков. Если вы покупаете комплект домашней солнечной панели у розничного продавца, вы можете платить меньше за ватт, но вы не получите такой же эффективности или качества, которые обычно предлагают профессиональные установщики со своей продукцией. Вы также, вероятно, откажетесь от каких-либо гарантий, которые поставляются с вашей системой солнечных батарей, поскольку гарантии часто применяются только в том случае, если система установлена сертифицированным установщиком. Также важно отметить, что если вам по-прежнему нужно полагаться на какую-то электроэнергию и нужно оставаться подключенным к сети, солнечные панели «сделай сам» того не стоят — их лучше всего использовать для небольших автономных проектов.

Вам нужно быть электриком, чтобы установить солнечные батареи?

Вам не нужно быть электриком, чтобы установить солнечные панели, и, конечно же, нет ничего незаконного в том, чтобы пойти по пути «сделай сам», если вы решите. Однако, когда дело доходит до установки дорогостоящей электрической системы на вашем участке, мы рекомендуем полагаться на профессионалов — их опыт бесценен, и он может иметь огромное значение для общего качества и производительности вашей системы. Кроме того, установщики солнечных батарей помогут вам заполнить разрешения и подать важные документы, о которых вы могли бы и не знать, что они необходимы.

Сколько стоят солнечные панели своими руками?

Вы можете найти надежные солнечные панели DIY в розничных магазинах, таких как Home Depot, производства Grape Solar, по цене от 6000 до 11 000 долларов, в зависимости от размера вашей системы. Для более дешевых вариантов некоторые производители продают солнечные панели DIY на Amazon по цене от 1600 до 2500 долларов.

Установить солнечную батарею самостоятельно или нанять установщика?

Если вы колеблетесь между созданием солнечной системы своими руками или наймом специалиста по установке солнечных батарей, предварительная оценка установки может помочь вам в процессе принятия решения.