Солнечные батареи своими руками

Можно быть уверенным, что солнечная энергия получила бы куда большую популярность, не будь фотоэлементы настолько дороги. Масса людей с удовольствием бы использовала солнечные панели (СБ), но откуда взять столько денег, при том что окупятся СБ очень нескоро? Как следует изучив вопрос и руководствуясь принципом здравой экономии легко понять, что соорудить солнечный коллектор своими руками вовсе не так сложно, как может показаться.

Основная загвоздка в том, что фотоэлементов для панели нужно не один или два, а очень много. Купить их по небольшой цене просто нереально, тем более в нужном количестве. Поэтому, перед тем, как сделать солнечную батарею требуется решить вопрос с приобретением нужных материалов.

Как работает солнечная батарея

Прежде чем говорить о том, как что-то сделать, нужно узнать, как это что-то работает и из чего состоит. Классическая солнечная панель имеет в своем устройстве генератор постоянного тока, аккумулятор и инвертор.  Сами фотоэлементы изготавливаются из дорогостоящего кремния, который и определяет высокую стоимость приборов. Кремний может быть монокристаллическим или поликристаллическим. Отличие в технологии изготовления и в уровне КПД: у первого 17.5 %, а у второго – 15 %.

Для повышения эффективности работы прибора и увеличения его мощности все фотоэлементы батареи соединены параллельно-последовательным способом. Последовательное соединение увеличивает выходное напряжение, а параллельное соединение – исходящий ток. Кроме увеличения параметров, фотоэлементы соединяют таким образом еще и потому, что если один элемент сломается, вся остальная система будет продолжать работать. Для предотвращения выхода из строя фотоэлементов они шунтируются диодами Шоттки. Диодов должно быть 4 на каждый фотоэлемент.

Полученная фотоэлементами солнечная энергия накапливается в аккумуляторах и передается в работу. Если света мало, аккумулятор быстро разряжается, отдавая энергию электроприемнику. Таким образом, аккумулятор работает в режиме постоянной разрядки и подзарядки. Лучше всего в солнечных батареях использовать гелевые аккумуляторы  и свинцовые батареи. Таким батареям не нужны специальные условия для монтажа и постоянная ревизия. Срок их работы – минимум 10 лет.

Аккумулятор подключают к солнечной панели через специальный контроллер, следящий за ее зарядом. Если батарея полностью заряжена, автоматически подключается резистор и поглощает лишнюю мощность.  После резистора к системе подсоединяют инвертор для преобразования постоянного тока в переменный. Если инвертора нет, то запитывать от солнечной энергии можно только приборы, работающие на постоянном токе светодиодные лампы, портативные электроприборы.

Вы сами можете убедиться, что в том, как работают солнечные батареи, нет ничего особенно сложного.

Солнечный водонагреватель своими руками

Внешний вид классического солнечного коллектора (устройства преобразовывающего солнечную энергию в тепловую для дальнейшей передачи теплоносителю) представляет собой металлическую пластину черного цвета в стеклянном или пластиковом корпусе.

Коллекторы различаются:

По достигаемой температуре:

• высокие – используются на предприятиях,
• средние – для обогрева зданий,
• низкие – для нагревания воды.

Интегрированные солнечные коллекторы могут быть:

• Накопительными (не только нагревают воду, но и способны какое-то время поддерживать ее температуру). Он прост в устройстве, экономичен, но не работает в зимнее время.
• Плоскими (используются для обогрева, подогревания воды в бассейне или для других бытовых нужд).
• Жидкостными (в качестве теплоносителя выступает жидкость).
• Воздушными (более дешевые в производстве и эксплуатации, чем жидкостные). Они не замерзают зимой и не подтекают.

Основными частями коллектора являются светоулавливатель и теплообменный аккумулятор. Теплоноситель для таких энергосистем – обыкновенная вода. Это удешевляет всю конструкцию и позволяет не только отапливать здание, но и пользоваться горячей водой для собственных нужд. Для того чтобы организовать нагрев воды солнцем своими руками, воспользуемся разработкой инженера из Болгарии Станислава Станилова, как наиболее универсальной.

Вам понадобятся:

• Рама для стекла и само стекло.
• Оргалит (из него будет сделано дно).
• Доска 125 / 25 мм.
• Полоса из стали длиной около 3 метров и сечением 20 на 2. 5 мм.
• Уголки – накладки.
• Деревянный брус 50 на 30 мм.
• Муфта соединительная.
• Труба от радиатора обыкновенная и приемная.
• Хомуты.
• Оцинковка для отражателя.
• Теплоизоляция.
• Бак на 200 или 300 литров.

Порядок работы:

1. Соберите из досок раму нужного размера, усилив брусом дно.
2. На дно положите теплоизоляционный слой, поверх которого – лист оцинковки.
3. Установите на оцинковку радиатор и закрепите его хомутами.
4. Загерметизируйте все стыки и соединения.
5. Покрасьте конструкцию черной краской.
6. Раму и накопительный бак – серебристой краской. Поместите бак в теплоизолированную бочку или короб
7. Для того, чтобы небольшое давление было постоянным, докупите и установите аквакамеру с поплавком.
8. Расположите на чердаке здания бак и аквакамеру, причем последняя должна быть выше емкости на 80 см минимум.
9. Разместите солнечный коллектор на южной части крыши под углом 45 градусов к горизонту.
10. Соедините всю систему трубами. По количеству их должно быть не меньше 12 и не больше 18. При этом: высоконапорная часть собирается из труб на полдюйма, а низконапорная – трубами на дюйм.
11. Чтобы не возникало воздушных пробок, наполните систему водой из нижней части батареи. При полной системе из дренажной трубки в аквакамере польется вода.
12. Откройте вентиль в накопительной емкости. Нагрев происходит моментально, поэтому теплая вода будет подниматься вверх.
13. После того, как некоторое количество воды используется, сработает поплавок в аквакамере и в систему снова поступит холодная вода.

Вакуумный солнечный коллектор своими руками

Главным преимуществом вакуумного коллектора является почти полное отсутствие потерь тепла, а также – простота в ремонте, эффективность и надежность, полное поглощение энергии светила, небольшая парусность. Перед тем, как сделать солнечный коллектор такого типа нужно четко осознавать свои возможности. Вам потребуется специальное оборудование для создания вакуума, и выполнения других важных работ. А вот установить самостоятельно вакуумный коллектор довольно просто. Вам будут нужны простые инструменты:

• Отвертка и набор ключей (трубный, торцевой и разводной).
• Паяльник для пластиковых труб
• Перфоратор.

Этапы самостоятельной сборки:

1. Собирайте раму прямо в том месте, где будет стоять коллектор.
2. Прочно закрепите каркас и герметизируйте соединения крыши с каркасом.
3. Поднимите на крышу накопительную емкость и прикрепите ее к каркасу.
4. Соберите вспомогательные системы: тэн, датчик температуры, воздуховод.
5. Подведение водопровода из полипропиленовых труб.
6. Подключите водопровод и заполните водой накопительную емкость. Проверьте герметичность всей системы.
7. Установите нагревательные элементы. Медную трубу оберните алюминиевым листом и поместите в стеклянную трубку. На нижнюю часть колбы наденьте фиксатор и пыльник, а верхнюю часть вставьте до упора в конденсатор. Защелкните фиксатор.
8. Установите монтажный блок и подведите к нему ток в 220 В. А затем подключите вспомогательные системы, установленные ранее. Постарайтесь дополнительно защитить монтажный блок от влаги. Подсоедините контроллер, внесите в него нужные параметры и запустите систему.

Не забывайте регулярно осматривать и проверять ее состояние.

Как установить солнечные батареи

Для того чтобы энергия солнца приносила как можно больше пользы, установка солнечных батарей своими руками должна проходить так:

• При постройке дома можно вмонтировать панели непосредственно в кровлю. Этот способ хорош, если дом только строится или крыша полностью переделывается. В готовую кровлю панели монтировать не стоит.
• Можно установить батареи на специальные стойки. Это проще: требуется всего лишь разобрать небольшую часть кровли, смонтировать каркасы и снова положить кровельный материал.
• Установить солнечные батареи между стропильными балками. При этом каркас батареям нужен не будет.
• Если у вашего здания плоская крыша – установите батареи на каркасе.
• Возможна установка небольших панелей на стенах здания или на балконе.

Вы сами убедились, насколько выгодно иметь дополнительный энергоисточник и как установить солнечные панели собственноручно, обладая нужными знаниями, умениями и инструментами.