Солнечная батарея

"Как сделать солнечную батарею своими руками?" - наверняка Вас заинтересовал ответ на этот вопрос если Вы попали на эту страницу. 
Все обитатели нашей планеты обязаны жизнью нашему Солнцу. Без него не было бы никакой жизни, не было бы тепла, ветра, осадков и всего многообразия жизни на Земле. Еще в 20ом веке ученые нашли способ преобразования солнечной энергии в электричество. Делается это с помощью теперь уже всем известных солнечных батарей из кремния. 
 Солнечные батареи на сегодняшний день один из самых эффективных и распространенных источников альтернативной энергии. Повсеместное распространение солнечные батареи получили в космосе, а затем спустились и на землю к обычному человеку, в его дом, рюкзак, автомобиль. 
Срок эксплуатации солнечных батарей большой и составляет не менее 30-50 лет. 
Данна статья представляет собой пошаговое руководство к самостоятельной сборке не дорогой солнечной батареи своими руками. 
К сожалению солнечные батареи не дешевы и многим они не по карману, на этот случай всегда можно самому сделать отличную солнечную батарею из солнечных элементов, конкурирующую по характеристикам и надежности с коммерческими образцами, но абсолютно не оставляющую им шансов по цене. 
В комплекте "сборных солнечных батарей" 40 пластин кремния, общей мощностью 72 Вт, размером 8х15 см, проводник для соединений и блокирующий диод. Каждый солнечный элемент выдающий 1.8 ватта, 0.5 вольта (ток до 3.6 А), соединяется последовательно и в итоге, солнечная батарея будет выдавать порядка 72 вт. Лицевая сторона имеет две токоведущие дорожки, это «-», соответственно «+» располагается на шести контактах с тыльной стороны элемента. Располагаются элементы с зазором между соседними 5 мм. В итоге, получаем 4 ряда по 9 элементов, причём второй и четвёртый ряды должны быть развёрнуты относительно первого на 180 градусов для соединения всей системы в цепочку. Обязательно в системе должен присутствовать блокирующий диод, который есть в комплекте набора. Диод предотвращает разрядку аккумулятора ночью или в пасмурную погоду. Он должен располагаться последовательно на плюсовом выводе солнечной батареи, т.е. минус диода припаиваем к плюсу батареи.

Самый минимальный коэффициент преломления имеет плексиглас, более дешевым вариантом прозрачного материала для солнечной батареи является отечественное оргстекло, менее подходящим — поликарбонат. В продаже имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, также этот материал обеспечивает высокий уровень термозащиты. Также для солнечной батареи можно использовать обычное стекло с хорошим коэффициентом прозрачности.
Важно между солнечными элементами делать небольшое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров основы под атмосферным воздействием, то есть между солнечными элементами должно быть 3–5 мм. Результирующий размер заготовки для солнечной батареи должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Самодельная солнечная батарея, сделанная с использованием алюминиевого профиля, наиболее похожа на солнечную панель фабричного изготовления. При этом обеспечивается высокая степень герметичности и прочности конструкции.

Для изготовления берется алюминиевый уголок, и выполняются заготовки рамки 835х690 мм. Чтобы можно было провести крепление метизов, в раме следует сделать отверстия.

На внутреннюю часть уголка дважды наносится силиконовый герметик.

Обязательно проследите, чтобы не было незаполненных мест. От качества нанесения герметика зависит герметичность и долговечность солнечной батареи.

Далее в раму кладется прозрачный лист из выбранного материала: поликарбоната, оргстекла, плексигласа, антибликового стекла. Важно силикону дать высохнуть на открытом воздухе, иначе испарения создадут пленку на солнечных элементах.

Стекло нужно тщательно прижать и зафиксировать.

Для надежного крепления защитного стекла понадобятся метизы. Нужно закрепить 4 угла рамки и по периметру разместить два метиза с длинной стороны рамки и по одному метизу с короткой стороны.

Метизы фиксируются при помощи шурупов.

Шурупы плотно затягиваются при помощи шуруповерта.

Каркас солнечной батареи готов. Перед креплением солнечных элементов, необходимо очистить стекло от пыли.

Необходимо аккуратно положить проводник на пластину (солнечный элемент).

Нанести флюс и припой. Проводник для удобства можно зафиксировать с одной стороны тяжелым предметом.

В таком положении необходимо аккуратно припаять проводник к солнечному элементу. Во время пайки нельзя нажимать на кристалл, потому что он очень хрупкий.

При первой самостоятельной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм). Чтобы правильно вычислить нужную вам длину проводов, соединяющих отдельные элементы батареи, учитывайте, что провод должен быть припаян к площадке с контактами, а она на 1,5 см вынесена за ее край. Поэтому точно отмерьте эту длину и нарежьте проводники. Затем возьмите картон высотой 78 мм и обмотайте его проводом. Перережьте его вдоль одной стороны. Так вы быстро получите много проводников по 155 мм. Скорее всего, именно такие вам и понадобятся, ведь большинство элементов имеют одни размеры.

Для сборки всех элементов солнечной батареи в единую конструкцию возьмите лист оргстекла, текстолита или толстой фанеры. Солнечные элементы батареи для удобства сборки лучше сначала расположить в горизонтальном положении и фиксировать при помощи пластиковых крестиков, которые используют при укладке плитки.

Все показанные на фотографиях элементы имеют один размер 81 х 150 мм. Если оставить между ними небольшой зазор на тепловое расширении в 5 мм, то получится сетка с ячейкой 86 х 155 мм.
После пайки на каждый солнечный элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

При таком типе крепления сами солнечные элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции.
Приклеив все солнечные элементы, на стенде-подложке вы увидите вот такую красоту:

Теперь монтажной лентой закрепите и все шины, а затем защитное оргстекло.

Последовательный план сборки батареи выглядит так:

Выкладываем солнечные элементы на стеклянную поверхность. Между элементами должно быть расстояние, что предполагает свободное изменение размеров без ущерба конструкции. Солнечные элементы нужно прижать грузами.

Пайку производим по приведенной ниже электросхеме. «Плюсовые» токоведущие дорожки размещены на лицевой стороне солнечных элементов, «минусовые» — на обратной стороне.

Перед пайкой нужно нанести флюс и припой, после аккуратно припаять серебряные контакты.

По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Клемма устанавливается также с внешней стороны рамы.

Перед герметизацией солнечной панели её следует протестировать чтобы проверить качество пайки.
Вид солнечной батареи спереди:

И сзади:

Сверху видна клемная планка. Она объединяет "среднюю точку” и полюса солнечной батареи. В общем, то после сборки, батарея сразу работает.

В случае использования обычного силиконового герметика не стоит полностью заливать солнечные элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции. Если же вы решите залить конструкцию, то для этого надо использовать специальную эпоксидную смолу.
Таким вот нехитрым образом за пару дней сборки можно изготовить солнечные батареи для дачи или частного дома и получить при этом незабываемое удовольствие от создания своими руками чего-то стоящего и по-настоящему полезного.