Солнечная батарея своими руками | |
|
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 вожет 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:
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. Подробное описание об установке находится в разделе "Установка солнечных панелей" Ожидается обновление.....
|