самодельная солнечная панель

Инструкция по изготовлению солнечной батареи своими руками

Ирина Бесхлебная Ирина Бесхлебная

Солнце – наш главный источник энергии, ведь даже в камерах сгорания моторов и генераторов, в топках котельных и электростанций используется «законсервированная» миллионы лет назад в виде газа, нефти и угля солнечная энергия. А нельзя ли использовать энергию солнца непосредственно, сэкономив на услугах непрошеных посредников – нефтяных, газовых и энергетических компаний?

Разумеется, наибольшее развитие личная гелиоэнергетика (от греческого «Гелиос» — Солнце) получила в странах, получающих достаточное количество солнечного света. Количество солнечного света выражается показателем инсоляция.

Самодельная солнечная панель
Самодельная солнечная панель

Инсоляция – количество солнечной энергии, получаемой стандартным участком плоской поверхности (горизонтальным либо наклонным относительно горизонта) за отрезок времени. Инсоляция измеряется в киловатт-часах на квадратный метр (кВт*час/м2). Для различных расчетов используют суммарную либо среднюю инсоляцию. Инсоляция зависит, во-первых, от астрономических факторов – длины светового дня и высоты солнца над горизонтом для данной широты. Во-вторых, на инсоляцию влияют факторы метеорологические: инсоляция не будет высокой даже при долгом световом дне, если большую часть года небо закрыто тучами.

На большей части территории нашей страны инсоляция колеблется от умеренной до низкой. Если в странах, богато одаренных солнечным светом гелиоэнергетика является значительным фактором экономии энергии (например, в Испании владельцы частных домов обязаны иметь солнечные нагреватели воды), то у нас солнечная альтернатива имеет смысл только в качестве вспомогательной энергосистемы в летний период.

Существуют разные способы использования солнечной энергии. На практике массово применяют в основном солнечные коллекторы и солнечные батареи.

В солнечном коллекторе излучение светила нагревает воду либо другой теплоноситель. В дальнейшем нагретый теплоноситель может использоваться сам по себе (например, в системе горячего водоснабжения или отопления) или для последующей переработки в электроэнергию. Солнечная электростанция в Крыму по принципу действия являлась именно коллектор – сконцентрированное системой зеркал солнечное излучение нагревало воду в резервуаре, образующийся пар вращал турбину.

В отличие от коллектора в солнечной батарее энергия светила превращается в энергию непосредственно. Солнечная батарея или солнечная панель представляет собой объединенный в единую систему (батарею) ряд полупроводниковых фотоэлементов. .Эффективность практического использования солнечной батареи зависит от ее важнейшей характеристики – коэффициента фотоэлектрического преобразования (КФП), показывающего, какая доля солнечной энергии в процентах преобразуется в электричество. 

Коэффициент фотоэлектрического преобразования для отдельного типа фотоэлементов
Коэффициент фотоэлектрического преобразования для отдельного типа фотоэлементов

Важным свойством солнечной батареи является преобразовывать в электричество видимую, а не тепловую часть солнечного излучения, что делает их пригодными для использования в местности с низкой годовой температурой, но хорошими показателями освещенности.

Сэкономить семейный бюджет, оснастив загородный дом гелиоэнергетическим источником электричества можно тремя способами:

Монтаж под ключ

Заказать у специализированной фирмы весь комплекс работ под ключ – самый простой вариант. Достаточно набрать телефонный номер или сделать заявку на монтаж на сайте фирмы. Квалифицированные специалисты сами все замерят, спроектируют и установят. Недостаток – повышенная стоимость. Цена комплекта солнечных модулей и сопутствующего оборудования имеет нередко порядок десятков тысяч рублей, и достигает для мощных комплектов, способных полностью заменить собой централизованное электроснабжение в летнее время, сотен тысяч рублей. За монтаж фирмой под ключ будьте готовы выложить дополнительно от пятидесяти до ста и более процентов стоимости комплекта.

Самостоятельная установка комплекта

Установить готовый комплект самостоятельно – наиболее оптимальный вариант по соотношению простота/стоимость. В нале необходимо сделать выбор параметров солнечного оборудования. Для этого вычисляем среднесуточное потребление энергии за тот период года, в пределах которого мы собираемся пользоваться солнечной энергией. Исходя из полученных цифр, выбираем комплект, который сможет обеспечить необходимое количество энергии. Ниже представлены параметры и цены пяти готовых комплектов

1 кВт*ч в сутки
1 кВт*ч в сутки
3 кВт*ч в сутки
3 кВт*ч в сутки
5 кВт*ч в сутки
5 кВт*ч в сутки
10 кВт*ч в сутки
10 кВт*ч в сутки
15 кВт*ч в сутки
15 кВт*ч в сутки

Можно также приобрести комплект покомпонентно и собрать своими руками. Гелиоэнергетический комплект состоит из следующих компонентов:

  • Солнечный модуль (один или несколько) – главная часть комплекта, батарея собранных заодно на каркасе, либо бескаркасно, фотоэлементов.
  • Инвертор – устройство для преобразования вырабатываемого солнечным модулем постоянного тока в переменный ток стандартного напряжения (220 В для РФ и стран СНГ), потребляемого бытовыми электроприборами.
  • Аккумуляторные батареи для обеспечения бесперебойного электроснабжения. Накапливает энергию, поступающую от солнечного модуля во время его работы, и отдает его в темное время суток либо когда погода не позволяет вырабатывать электричество из солнечного света эффективно.
  • Контроллер – устройство, регулирующее работу аккумуляторов, и не дающее им перезаряжаться или разряжаться сверх меры, что может привести к выходу их из строя.

Покомпонентная сборка своими руками дает возможность более гибко сделать выбор комплекта, исходя из конкретных местных условий, а также сэкономить на стоимости отдельных компонентов. Для сравнения в таблице приведены параметры и цены солнечных модулей отечественного производства.

Цены солнечных модулей отечественного производства
Цены солнечных модулей отечественного производства
Параметры солнечных модулей отечественного производства
Параметры солнечных модулей отечественного производства

Сборка солнечного модуля своими руками

Вариант для настоящих энтузиастов. Дает некоторую экономию средств, но требует наибольших из всех вариантов затрат и времени, которые окупятся скорее не финансовой экономией, а моральным удовлетворением для тех, кто любит что-то сделать своими руками. Хотя операция сборки предполагает наличие определенных навыков, любой домашний мастер без труда разберется, как сделать солнечную батарею.

Сборка солнечного модуля для дома своими руками начинается с выбора элементов, из которых будет собираться модуль. Элементы бывают монокристаллические, поликристаллические и пленочные. Монокристаллические – самые эффективные, пленочные – самые дешевые, поликристаллические – компромисс цена/качество.

Конкретный тип элементов и их количество выбирается исходя из инсоляции региона и планируемого размера и конфигурации модуля. Значение инсоляции для своего региона из таблицы умножаем на КФП в процентах для планируемого типа элемента (таблица выше) и на планируемый размер модуля. Узнаем, сколько энергии мы сможем получить от модуля на выбранном типе элементов за год или за конкретный месяц. Сравниваем с потребностью дома в электричестве за тот же период и делаем выводы.

Суммарная месячная и годовая инсоляция (кВт*час/м2) для различных регионов и конфигураций модуля
Суммарная месячная и годовая инсоляция (кВт*час/м2) для различных регионов и конфигураций модуля

Сборка модуля из выбранного типа элементов включает в себя следующие этапы.

  • Выбираем конструкцию каркаса. Для ограждения элементов от повреждений и засорения, батарея должна иметь прозрачный защитный слой, который можно сделать из плексигласа или оргстекла. Элементы можно приклеить непосредственно к оргстеклу или плексигласу, либо смонтированы на листе фанеры и накрыты оргстеклом.
  • Некоторые поставщики транспортируют элементы, залив их воском для сохранности в пути. Для удаления воска необходимо нагреть элементы в мыльной воде на водяной бане, потом промыть чистой водой и протереть насухо.
  • Из алюминиевого уголка собирается рамка корпуса, стыки заделываются силиконовым герметиком.
  • Элементы приклеиваются к выбранной основе на расстоянии не менее 3-5 мм друг от друга.
  • Припаиваются токовыводящие дорожки из электрических шин.
  • Конструкция накрывается тщательно вычищенным оргстеклом, все стыки герметизируются.
  • Готовую батарею монтируем в наклонном положении с углом наклона около 30 градусов так, чтоб плоскость панели была обращена на юг. Можно смонтировать модуль на южном скате крыши дома.

Солнечные батареи – перспективный способ получения альтернативной энергии, эффективность солнечных модулей повышается с каждым годом. Попробуйте сэкономить затраты на электроэнергию, используя энергию солнца.

Похожие статьи
Добавить комментарий