Comment fabriquer une batterie solaire de vos propres mains? Photos, vidéos, schémas. Nous calculons et fabriquons des panneaux solaires de nos propres mains.

Bonjour chers lecteurs du blog ! Au 21ème siècle, les choses changent constamment. Ils sont particulièrement perceptibles dans l'aspect technologique. Des sources d'énergie moins chères s'inventent, divers appareils se répandent partout, ce qui devrait faciliter la vie des gens. Aujourd'hui, nous parlerons d'une chose telle qu'une batterie solaire - un appareil qui n'est pas une percée, mais qui, néanmoins, entre de plus en plus chaque année dans la vie des gens. Nous parlerons de ce qu'est cet appareil, de ses avantages et de ses inconvénients. Nous ferons également attention à la façon dont la batterie solaire est assemblée de nos propres mains.

Résumé de cet article :

Batterie solaire : qu'est-ce que c'est et comment ça marche ?

Batterie solaire- un dispositif composé d'un certain ensemble de cellules solaires (cellules photoélectriques) qui convertissent l'énergie solaire en électricité. Les panneaux de la plupart des cellules solaires sont en silicium, car ce matériau a une bonne efficacité pour "traiter" la lumière solaire entrante.

Les panneaux solaires fonctionnent comme ceci :

Les cellules photovoltaïques au silicium, qui sont emballées dans un cadre commun (cadre), reçoivent la lumière du soleil. Ils chauffent et absorbent partiellement l'énergie entrante. Cette énergie libère immédiatement des électrons à l'intérieur du silicium, qui, par des canaux spécialisés, pénètrent dans un condensateur spécial, dans lequel l'électricité est accumulée et traitée du courant continu au courant alternatif pour les appareils d'un appartement / immeuble résidentiel.

Avantages et inconvénients de ce type d'énergie

Parmi les avantages sont les suivants:

Notre Soleil est une source d'énergie respectueuse de l'environnement qui ne contribue pas à la pollution environnement. Les batteries solaires n'émettent pas divers déchets nocifs dans l'environnement.

L'énergie solaire est inépuisable (naturellement, tant que le Soleil est vivant, mais c'est encore des milliards d'années à venir). Il s'ensuit que l'énergie solaire vous suffirait certainement pour toute une vie.

Après avoir effectué une installation compétente de panneaux solaires à l'avenir, vous n'aurez pas besoin de les entretenir souvent. Il suffit d'effectuer un examen préventif une à deux fois par an.

Durée de vie impressionnante des panneaux solaires. Cette période commence à 25 ans. Il convient également de noter que même après cette période, ils ne perdront pas en performances.

L'installation de panneaux solaires peut être subventionnée par l'État. Par exemple, cela se produit activement en Australie, en France et en Israël. En France, 60% du coût des panneaux solaires est remboursé du tout.

Parmi les lacunes, on peut distinguer les suivantes :

Jusqu'à présent, les panneaux solaires ne peuvent pas rivaliser, par exemple, si vous devez générer une grande quantité d'électricité. C'est plus efficace dans les industries pétrolières et nucléaires.

La production d'électricité dépend directement des conditions météorologiques. Naturellement, lorsqu'il fait beau dehors, vos panneaux solaires fonctionneront à 100 % de puissance. Lorsqu'il y a une journée nuageuse, ce chiffre diminue considérablement.

Pour produire une grande quantité d'énergie, les panneaux solaires nécessitent une grande surface.

Comme vous pouvez le voir, cette source d'énergie a encore plus d'avantages que d'inconvénients, et les inconvénients ne sont pas aussi terribles qu'il y paraît.

Batterie solaire bricolage à partir de moyens et de matériaux improvisés à la maison

Malgré le fait que nous vivons dans un monde moderne et en plein développement, l'achat et l'installation de panneaux solaires restent le lot de personnes aisées. Le coût d'un panneau, qui ne produira que 100 watts, varie de 6 à 8 000 roubles. C'est sans compter le fait qu'il faudra acheter des condensateurs, des batteries, un contrôleur de charge, un onduleur réseau, un convertisseur et d'autres choses séparément. Mais si vous n'avez pas beaucoup d'argent, mais que vous souhaitez passer à une source d'énergie respectueuse de l'environnement, nous avons de bonnes nouvelles pour vous : une batterie solaire peut être assemblée à la maison. Et si vous suivez toutes les recommandations, son efficacité ne sera pas pire que celle de la version assemblée commercialement. Dans cette partie, nous allons considérer un assemblage étape par étape. Nous ferons également attention aux matériaux à partir desquels les panneaux solaires peuvent être assemblés.

De diodes

C'est l'un des matériaux les plus budgétaires. Si vous envisagez de fabriquer une batterie solaire pour votre maison à partir de diodes, n'oubliez pas qu'à l'aide de ces composants, seuls de petits panneaux solaires sont assemblés et peuvent alimenter des gadgets mineurs. Les diodes D223B sont les mieux adaptées. Ce sont des diodes de style soviétique, qui sont bonnes car elles ont un boîtier en verre, en raison de leur taille, elles ont une densité de montage élevée et ont un bon prix.

Après avoir acheté les diodes, nettoyez-les de la peinture - pour cela, il suffit de les placer dans de l'acétone pendant quelques heures. Passé ce délai, il peut être facilement retiré d'eux.

Ensuite, nous préparons la surface pour le futur placement des diodes. Il peut s'agir d'une planche de bois ou de toute autre surface. Il est nécessaire de le percer sur toute sa surface, entre les trous il faudra respecter une distance de 2 à 4 mm.

Après avoir pris nos diodes et les insérer avec des queues en aluminium dans ces trous. Après cela, les queues doivent être pliées les unes par rapport aux autres et soudées de sorte que lorsqu'elles reçoivent de l'énergie solaire, elles distribuent l'électricité dans un «système».

Notre batterie solaire primitive est prête. En sortie, il peut fournir une énergie de quelques volts, ce qui est un bon indicateur pour un montage artisanal.

A partir de transistors

Cette option sera déjà plus sérieuse que celle de la diode, mais c'est toujours un exemple d'assemblage manuel sévère.

Pour fabriquer une batterie solaire à partir de transistors, vous aurez d'abord besoin des transistors eux-mêmes. Heureusement, ils peuvent être achetés sur presque tous les marchés ou dans les magasins d'électronique.

Après l'achat, vous devrez couper le couvercle du transistor. Sous le couvercle se cache l'élément le plus important et le plus nécessaire pour nous - un cristal semi-conducteur.

Ensuite, nous les insérons dans le cadre et les soudons entre eux, en respectant les normes «entrée-sortie».

En sortie, une telle batterie peut fournir suffisamment d'énergie pour effectuer des travaux, par exemple, une calculatrice ou un petit ampoule à diodes. Encore une fois, un tel panneau solaire est assemblé uniquement pour le plaisir et ne représente pas un élément "d'alimentation" sérieux.

A partir de canettes en aluminium

Cette option est déjà plus sérieuse que les deux premières. C'est aussi incroyablement bon marché et méthode efficace obtenir de l'énergie. La seule chose est qu'en sortie ce sera beaucoup plus que dans les variantes de diodes et de transistors, et ce ne sera pas électrique, mais thermique. Tout ce dont vous avez besoin est un grand nombre de canettes en aluminium et un étui. Le corps en bois fonctionne bien. Dans le cas, la partie avant doit être recouverte de plexiglas. Sans cela, la batterie ne fonctionnera pas efficacement.

Avant de commencer le montage, il est nécessaire de peindre les canettes en aluminium avec de la peinture noire. Cela leur permettra de bien attirer la lumière du soleil.

Ensuite, à l'aide d'outils, trois trous sont percés au fond de chaque bocal. Au sommet, à son tour, une coupe en forme d'étoile est faite. Les extrémités libres sont courbées vers l'extérieur, ce qui est nécessaire pour qu'une meilleure turbulence de l'air chauffé se produise.

Après ces manipulations, les berges sont repliées en lignes longitudinales (tuyaux) dans le corps de notre batterie.

Ensuite, une couche d'isolant (laine minérale) est posée entre les tuyaux et les murs/paroi arrière. Ensuite, le collecteur est fermé avec du polycarbonate cellulaire transparent.

Ceci termine le processus de construction. La dernière étape consiste à installer un ventilateur d'air comme moteur pour le vecteur énergétique. Une telle batterie, bien qu'elle ne génère pas d'électricité, peut réchauffer efficacement un espace de vie. Bien sûr, ce ne sera pas un radiateur à part entière, mais une telle batterie peut réchauffer une petite pièce - par exemple, c'est une excellente option pour donner. Nous avons parlé de radiateurs de chauffage bimétalliques à part entière dans l'article - dans lequel nous avons examiné en détail la structure de ces batteries de chauffage, leur Caractéristiques et comparer les fabricants. Je vous conseille de jeter un œil.

Batterie solaire DIY - comment fabriquer, assembler et fabriquer ?

En nous éloignant des options faites maison, nous ferons attention à des choses plus sérieuses. Nous allons maintenant parler de la manière d'assembler et de fabriquer correctement une véritable batterie solaire de vos propres mains. Oui - c'est aussi possible. Et je veux vous assurer que ce ne sera pas pire que les analogues achetés.

Pour commencer, il convient de dire que vous ne pourrez probablement pas trouver de vrais panneaux de silicium sur le marché libre, qui sont utilisés dans des cellules solaires à part entière. Et oui, ils seront chers. Nous assemblerons notre batterie solaire à partir de panneaux monocristallins - une option moins chère, mais excellente en termes de génération d'énergie électrique. De plus, les panneaux monocristallins sont faciles à trouver et ils sont assez peu coûteux. Ils viennent dans différentes tailles. L'option la plus populaire et la plus courante est 3 x 6 pouces, qui produit l'équivalent de 0,5 V. Ceux-ci nous suffiront. En fonction de vos finances, vous pouvez en acheter au moins 100 à 200, mais aujourd'hui, nous allons collecter une option suffisante pour alimenter de petites piles, des ampoules et d'autres petits composants électroniques.

Choix de photocellules

Comme nous l'avons dit plus haut, nous avons choisi une base monocristalline. Vous pouvez le trouver n'importe où. L'endroit le plus populaire où il est vendu en quantités gigantesques est les marchés Amazon ou Ebay.

La principale chose à retenir est qu'il est très facile de rencontrer des vendeurs peu scrupuleux là-bas, alors achetez uniquement auprès de personnes qui ont une note assez élevée. Si le vendeur bonne note, alors vous serez sûr que vos panneaux vous parviendront bien emballés, non cassés et dans la quantité que vous avez commandée.

Sélection du site (système d'orientation), conception et matériaux

Après avoir reçu votre colis avec les cellules solaires principales, vous devez choisir un bon endroit pour installer votre générateur solaire. Après tout, vous en aurez besoin pour fonctionner à 100 % de puissance, n'est-ce pas ? Les professionnels de ce métier conseillent de réaliser l'installation à l'endroit où la batterie solaire sera dirigée juste en dessous du zénith céleste et de regarder vers l'Ouest-Est. Cela vous permettra de « capter » la lumière du soleil presque toute la journée.

Fabriquer un cadre de batterie solaire

Vous devez d'abord créer la base de la batterie solaire. Il peut être en bois, en plastique ou en aluminium. Le bois et le plastique se montrent le mieux. Il doit être suffisamment grand pour accueillir toutes vos photocellules à la suite, mais en même temps, elles ne doivent pas traîner à l'intérieur de toute la structure.

Après avoir assemblé la base de la batterie solaire, vous devrez percer de nombreux trous sur sa surface afin d'amener les conducteurs dans un seul système à l'avenir.

D'ailleurs, n'oubliez pas que toute la base doit être recouverte de plexiglas sur le dessus pour protéger vos éléments des intempéries.

Éléments de soudure et connexion

Une fois votre base prête, vous pouvez placer vos éléments sur sa surface. Vous placez les photocellules le long de toute la structure avec les conducteurs vers le bas (mettez-les dans nos trous percés).

Ensuite, ils doivent être soudés ensemble. Il existe de nombreux schémas sur Internet selon lesquels les cellules solaires sont soudées. L'essentiel est de les connecter dans une sorte de système unique afin qu'ils puissent tous collecter l'énergie reçue et l'envoyer au condensateur.

La dernière étape consiste à souder le fil de "sortie", qui sera connecté au condensateur et y transmettra l'énergie reçue.

Montage

C'est la dernière étape. Après vous être assuré que tous les éléments sont assemblés correctement, ils sont bien serrés et ne traînent pas, ils sont bien recouverts de plexiglas - vous pouvez procéder à l'installation. En termes d'installation, il est préférable de monter le panneau solaire sur une base solide. Un cadre métallique renforcé avec des vis de construction est parfait. Sur celui-ci, les panneaux solaires reposeront fermement, ne vacilleront pas et ne succomberont pas aux conditions météorologiques.

C'est tout! Avec quoi finissons-nous ? Si vous avez fabriqué une batterie solaire composée de 30 à 50 photocellules, cela suffira pour charger rapidement votre téléphone mobile ou allumer une petite ampoule domestique, c'est-à-dire à la fin vous avez un fait maison à part entière Chargeur pour recharger la batterie d'un téléphone, d'un lampadaire ou d'une petite lanterne de jardin. Si vous avez fabriqué un panneau solaire, par exemple, avec 100-200 photocellules, nous pouvons déjà parler d '«alimenter» certains appareils électroménagers, par exemple une chaudière pour chauffer l'eau. Dans tous les cas, un tel panneau sera moins cher que ses homologues achetés et vous fera économiser de l'argent.

Vidéo - comment fabriquer une batterie solaire de ses propres mains?

Cette section présente des photographies intéressantes, mais en même temps options simples panneaux solaires faits maison que vous pouvez facilement assembler de vos propres mains.

Quoi de mieux - acheter ou fabriquer une batterie solaire?

Résumons tout ce que nous avons appris dans cet article dans cette partie. Tout d'abord, nous avons compris comment assembler un panneau solaire à la maison. Comme vous pouvez le voir, une batterie solaire à faire soi-même, en suivant les instructions, est assemblée très rapidement. Si vous suivez pas à pas les différents manuels, vous pouvez assembler d'excellentes options pour vous fournir de l'électricité propre (puits, ou des options conçues pour alimenter de petits éléments).

Mais encore, quoi de mieux - acheter ou fabriquer une batterie solaire? Naturellement, il vaut mieux l'acheter. Le fait est que ces options fabriquées à l'échelle industrielle sont conçues pour fonctionner comme elles le devraient. Lors de l'assemblage manuel de panneaux solaires, il est souvent possible de commettre diverses erreurs qui entraîneront le fait qu'ils ne fonctionneront tout simplement pas correctement. Naturellement, les options industrielles coûtent très cher, mais vous obtenez qualité et durabilité.

Mais si vous avez confiance en vos capacités, alors avec bonne approche vous assemblerez un panneau solaire qui ne sera pas pire que ses homologues industriels. En tout cas, l'avenir est proche et bientôt les panneaux solaires pourront s'offrir toutes les couches. Et là, peut-être, il y aura une transition complète vers l'utilisation de l'énergie solaire. Bonne chance!

Depuis plus d'une décennie, l'humanité est à la recherche de sources d'énergie alternatives pouvant remplacer au moins partiellement celles qui existent déjà. Et les plus prometteuses de toutes aujourd'hui sont au nombre de deux : l'énergie éolienne et l'énergie solaire.

Certes, ni l'un ni l'autre ne peuvent assurer une production continue. Cela est dû à l'incohérence de la rose des vents et aux fluctuations météo-saisonnières quotidiennes de l'intensité du flux solaire.

L'industrie de l'énergie d'aujourd'hui propose trois principales méthodes de production d'énergie électrique, mais toutes sont nocives pour l'environnement d'une manière ou d'une autre :

Industrie de l'énergie à combustible- les plus pollués de l'environnement, accompagnés d'importantes émissions de dioxyde de carbone, de suie et de chaleur inutile dans l'atmosphère, provoquant une réduction de la couche d'ozone. L'extraction de ressources énergétiques pour cela cause également des dommages importants à la nature.
hydroélectricité est associée à des modifications très importantes du paysage, à l'inondation de terres utiles, causant des dommages aux ressources halieutiques.
Pouvoir nucléaire- le plus respectueux de l'environnement des trois, mais nécessite un coût très important pour maintenir la sécurité. Tout accident peut être associé à des dommages irréparables à long terme à la nature. En outre, il nécessite des mesures particulières pour l'élimination des déchets de combustible usé.

À proprement parler, il existe plusieurs façons d'obtenir de l'électricité à partir du rayonnement solaire, mais la plupart d'entre elles utilisent sa conversion intermédiaire en mécanique, en faisant tourner l'arbre du générateur, et ensuite seulement en électricité.

De telles centrales existent, elles utilisent des moteurs à combustion externe Stirling, elles ont un bon rendement, mais elles ont aussi un inconvénient non négligeable : pour capter le plus d'énergie solaire possible, il faut fabriquer d'immenses miroirs paraboliques avec des systèmes de suivi de la position du soleil.

Je dois dire qu'il existe des solutions pour améliorer la situation, mais elles sont toutes assez coûteuses.

Il existe des méthodes qui permettent de convertir directement l'énergie lumineuse en électricité. Et bien que le phénomène de l'effet photoélectrique dans le sélénium semi-conducteur ait été découvert déjà en 1876, mais ce n'est qu'en 1953, avec l'invention de la cellule photoélectrique au silicium, qu'il est devenu possible de créer des panneaux solaires pour produire de l'électricité.

À cette époque, une théorie émergeait déjà qui permettait d'expliquer les propriétés des semi-conducteurs et de créer une technologie pratique pour eux. production industrielle. À ce jour, cela a abouti à une véritable révolution des semi-conducteurs.

Le fonctionnement d'une batterie solaire repose sur le phénomène de l'effet photoélectrique. semi-conducteur p-n jonction, qui est essentiellement une diode au silicium conventionnelle. À ses conclusions, lorsqu'il est éclairé, une photo-emf de 0,5 ~ 0,55 V apparaît.

Lors de l'utilisation de générateurs électriques et de batteries, il est nécessaire de prendre en compte les différences qui existent entre eux. En connectant un moteur électrique triphasé au réseau approprié, vous pouvez tripler sa puissance de sortie.

En suivant certaines recommandations, avec un minimum de ressources et de temps, il est possible de fabriquer la partie puissance d'une haute fréquence convertisseur d'impulsions pour les besoins du ménage. Vous pouvez étudier les schémas structurels et schématiques de ces alimentations.

Structurellement, chaque élément de la batterie solaire est réalisé sous la forme d'une plaquette de silicium d'une surface de plusieurs cm 2, sur laquelle une pluralité de telles photodiodes connectées en un seul circuit est formée. Chacune de ces plaques est un module séparé, qui donne une certaine tension et un certain courant sous la lumière du soleil.

En connectant de tels modules dans une batterie et en les combinant dans une connexion parallèle-série, une large gamme de valeurs de puissance de sortie peut être obtenue.

Les principaux inconvénients des panneaux solaires :

Grande inégalité et irrégularité de la production d'énergie, en fonction de la météo et de la hauteur saisonnière du soleil.
Limiter la puissance de toute la batterie si au moins une partie de celle-ci est ombragée.
Dépendance à la direction du soleil à différents moments de la journée. Pour une utilisation optimale de la batterie, vous devez vous assurer de son orientation constante vers le soleil.
En relation avec ce qui précède, le besoin de stockage d'énergie. La plus grande consommation d'énergie se produit à un moment où sa production est minimale.
Grande surface requise pour une construction de capacité suffisante.
La fragilité de la conception de la batterie, la nécessité d'un nettoyage constant de sa surface de la saleté, de la neige, etc.
Les modules solaires fonctionnent plus efficacement à 25°C. Pendant le fonctionnement, ils sont chauffés par le soleil à une température beaucoup plus élevée, ce qui réduit considérablement leur efficacité. Pour maintenir le rendement à un niveau optimal, il est nécessaire de prévoir un refroidissement de la batterie.

Il convient de noter que le développement de cellules solaires utilisant derniers matériaux et la technologie. Cela vous permet d'éliminer progressivement les inconvénients inhérents aux panneaux solaires ou de réduire leur impact. Ainsi, l'efficacité des dernières cellules utilisant des modules organiques et polymères atteint déjà 35% et on s'attend à atteindre 90%, ce qui permet d'obtenir beaucoup plus de puissance avec la même taille de batterie, ou, tout en maintenant l'efficacité énergétique, de manière significative réduire la taille de la batterie.

Soit dit en passant, le rendement moyen d'un moteur de voiture ne dépasse pas 35%, ce qui nous permet de parler d'un rendement assez sérieux des panneaux solaires.

Il existe des développements d'éléments basés sur la nanotechnologie qui fonctionnent tout aussi efficacement à différents angles de lumière incidente, ce qui élimine le besoin de leur positionnement.

Ainsi, dès aujourd'hui, nous pouvons parler des avantages des panneaux solaires par rapport aux autres sources d'énergie :

Aucune conversion d'énergie mécanique et aucune pièce mobile.
Coûts d'exploitation minimaux.
Durabilité 30 ~ 50 ans.
Fonctionnement silencieux, pas d'émissions nocives. Respect de l'environnement.
Mobilité. Batterie pour alimenter l'ordinateur portable et charger la batterie pendant lampe de poche menée Tient parfaitement dans un petit sac à dos.
Indépendance de la présence de sources de courant constant. La possibilité de recharger les batteries des gadgets modernes sur le terrain.
Peu exigeant pour facteurs externes. Les cellules solaires peuvent être placées n'importe où, sur n'importe quel paysage, tant qu'elles sont suffisamment éclairées par la lumière du soleil.

Dans les régions équatoriales de la Terre, le flux d'énergie solaire moyen est de 1,9 kW/m 2 en moyenne. En Russie centrale, elle se situe entre 0,7 ~ 1,0 kW / m 2. L'efficacité d'une photocellule au silicium classique ne dépasse pas 13%.

Comme le montrent les données expérimentales, si une plaque rectangulaire est dirigée avec son plan vers le sud, vers le point du maximum solaire, alors pour une journée ensoleillée de 12 heures, elle ne recevra pas plus de 42% du total flux lumineux en raison d'un changement de son angle d'incidence.

Cela signifie qu'avec un flux solaire moyen de 1 kW / m 2, 13% de l'efficacité de la batterie et son efficacité totale de 42% peuvent être obtenues en 12 heures pas plus de 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh, soit 0 .6 kWh par jour à partir de 1 m 2. Ceci est soumis à une journée entièrement ensoleillée, par temps nuageux, c'est beaucoup moins, et pendant les mois d'hiver, cette valeur doit être divisée par 3 autres.

Compte tenu des pertes de conversion de tension, le circuit d'automatisation qui fournit une courant de charge batteries et les protégeant contre la surcharge, et d'autres éléments peuvent être pris comme base pour le chiffre de 0,5 kWh / m 2. Avec cette énergie, il est possible de maintenir un courant de charge de batterie de 3 A sous une tension de 13,8 V pendant 12 heures.

C'est-à-dire pour charger une batterie complètement déchargée batterie de voiture avec une capacité de 60 Ah, un panneau solaire de 2 m 2 sera nécessaire, et pour 50 Ah, environ 1,5 m 2.

Afin d'obtenir une telle puissance, vous pouvez acheter des panneaux prêts à l'emploi qui sont produits dans la gamme de puissances électriques de 10 ~ 300 W. Par exemple, un panneau de 100 W pour 12 heures d'ensoleillement, en tenant compte d'un coefficient de 42 %, ne fournira que 0,5 kWh.

Un tel panneau de fabrication chinoise en silicium monocristallin avec de très bonnes caractéristiques est maintenant sur le marché pour environ 6400 roubles. Moins efficace en plein soleil, mais ayant un meilleur rendement par temps nuageux, polycristallin - 5000 r.

Si vous avez certaines compétences dans l'installation et la soudure d'équipements électroniques, vous pouvez essayer d'assembler vous-même une batterie solaire similaire. Dans le même temps, il ne faut pas compter sur un gain de prix très important, de plus, les panneaux finis ont une qualité d'usine à la fois des éléments eux-mêmes et de leur assemblage.

Mais la vente de tels panneaux est loin d'être organisée partout, et leur transport nécessite des conditions très dures et sera assez onéreux. De plus, avec l'auto-fabrication, il devient possible, en commençant petit, d'ajouter progressivement des modules et d'augmenter la puissance de sortie.

Sélection des matériaux pour la création d'un panneau

Les boutiques en ligne chinoises ainsi qu'eBay offrent la plus large sélection d'articles pour auto-fabrication panneaux solaires avec tous les paramètres.

Même dans un passé récent, les bricoleurs achetaient des plaques rejetées lors de la production, présentant des éclats ou d'autres défauts, mais beaucoup moins chères. Ils sont entièrement fonctionnels, mais ont un retour sur puissance légèrement réduit. Compte tenu de la baisse constante des prix, il n'est plus guère conseillé. Après tout, en perdant en moyenne 10% de puissance, on perd dans la zone effective du panneau. Oui, et l'apparence de la batterie, composée de plaques avec des morceaux cassés, semble assez artisanale.

Vous pouvez également acheter de tels modules dans les magasins en ligne russes, par exemple, molotok.ru propose des éléments polycristallins avec des paramètres de fonctionnement à un flux lumineux de 1,0 kW/m2 :

tension: mouvement oisif- 0,55 V, travail - 0,5 V.
Courant : court-circuit - 1,5 A, fonctionnement - 1,2 A.
Puissance de travail - 0,62 W.
Dimensions - 52x77 mm.
Prix 29 p.

Astuce : Il faut garder à l'esprit que les éléments sont très fragiles et certains d'entre eux peuvent être endommagés pendant le transport, donc lors de la commande, vous devez prévoir une certaine marge pour leur quantité.

Fabriquer une batterie solaire pour votre maison de vos propres mains

Pour fabriquer un panneau solaire, nous avons besoin d'un cadre approprié, que vous pouvez fabriquer vous-même ou en acheter un prêt à l'emploi. Parmi les matériaux, il est préférable d'utiliser du duralumin, il n'est pas sujet à la corrosion, n'a pas peur de l'humidité et est durable. Avec un traitement et une peinture appropriés, l'acier et même le bois conviennent à la protection contre les précipitations atmosphériques.

Astuce : Ne faites pas le panneau très grand : il sera gênant dans l'installation des éléments, l'installation et l'entretien. De plus, les petits panneaux ont une faible dérive, ils peuvent être placés plus facilement aux angles requis.

Nous calculons les composants

Décidez de la taille de notre cadre. Pour charger 12 volts batterie acide obligatoire tension de fonctionnement pas inférieur à 13,8 V. Prenons comme base 15 V. Pour ce faire, nous devrons connecter 15 V / 0,5 V = 30 éléments en série.

Conseil : La sortie du panneau solaire doit être connectée à la batterie via une diode de protection pour éviter son auto-décharge la nuit à travers les cellules solaires. Ainsi, la sortie de notre panneau sera : 15 V - 0,7 V = 14,3 V.

Pour obtenir un chargeur actuel 3.6 Et, nous devons connecter trois de ces chaînes en parallèle, soit 30 x 3 = 90 éléments. Cela nous coûtera 90 x 29 roubles. = 2610 roubles.

Conseil : Les éléments du panneau solaire sont connectés en parallèle-série. Il faut observer l'égalité du nombre d'éléments dans chaque chaîne consécutive.

Avec ce courant, on peut prévoir un mode de charge standard pour une batterie complètement déchargée. capacité 3.6 x 10 = 36Ah.

En réalité, ce chiffre sera moindre en raison d'un ensoleillement inégal pendant la journée. Ainsi, pour charger une batterie de voiture standard de 60 Ah, nous devrons connecter deux de ces panneaux en parallèle.

Ce panneau peut nous fournir Puissance électrique 90 x 0,62 W ≈ 56 W.

Ou pendant une journée ensoleillée de 12 heures avec un facteur de correction de 42 % 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.

Plaçons nos éléments en 6 rangées de 15 pièces. Pour installer tous les éléments, nous avons besoin d'une surface :

Longueur - 15 x 52 = 780 mm.
Largeur - 77 x 6 = 462 mm.

Pour le placement libre de toutes les plaques, nous prendrons les dimensions de notre cadre : 900 × 500 mm.

Astuce: S'il existe des cadres prêts à l'emploi avec d'autres dimensions, vous pouvez recalculer le nombre d'éléments conformément aux contours ci-dessus, sélectionner des éléments d'autres tailles, essayer de les placer en combinant la longueur et la largeur des lignes.

Nous aurons également besoin de :

Fer à souder électrique 40 W.
Soudure, colophane.
Fil de montage.
Mastic silicone.
Ruban adhésif double face.

Étapes de fabrication

Pour le montage du panneau, il est nécessaire de préparer un lieu de travail surface suffisante avec une approche pratique de tous les côtés. Il est préférable de placer les plaques d'éléments elles-mêmes séparément sur le côté, où elles seront protégées des chocs et des chutes accidentels. Prenez-les soigneusement, un à la fois.

Les dispositifs à courant résiduel augmentent la sécurité du circuit électrique de votre maison en réduisant le risque de choc électrique et d'incendie. Introduction détaillée à traits caractéristiques différents types commutateurs courant différentiel vous dira, pour un appartement et une maison.

Pendant le fonctionnement du compteur électrique, des situations surviennent lorsqu'il doit être remplacé et reconnecté - vous pouvez lire à ce sujet.

Habituellement, pour la fabrication d'un panneau, on utilise la méthode de collage de plaques d'éléments pré-soudées en une seule chaîne sur un substrat de base plat. Nous vous proposons une autre option :

Nous l'insérons dans le cadre, le fixons bien et scellons le verre ou un morceau de plexiglas sur les bords.
Nous y posons dans l'ordre approprié, en les collant avec du ruban adhésif double face, les plaques des éléments: le côté travail sur le verre, la soudure conduit à l'arrière du cadre.
En posant le cadre sur la table avec le verre vers le bas, nous pouvons facilement souder les fils des éléments. Nous réalisons installation électrique selon le choix schéma inclusions.
Nous collons enfin les plaques sur la face arrière avec du ruban adhésif.
Nous mettons une sorte de tampon amortisseur: feuille de caoutchouc, carton, panneau de fibres de bois, etc.
Nous insérons le mur arrière dans le cadre et le scellons.

Si vous le souhaitez, au lieu de paroi arrière vous pouvez remplir le cadre à l'arrière avec une sorte de composé, par exemple de l'époxy. Certes, cela exclura déjà la possibilité de démonter et de réparer le panneau.

Bien sûr, une batterie de 50 W ne suffit pas pour alimenter même une petite maison. Mais avec son aide, il est déjà possible d'y installer un éclairage à l'aide de lampes à LED modernes.

Pour une existence confortable d'un citadin, il faut désormais au moins 4 kWh d'électricité par jour. Pour une famille, selon le nombre de ses membres.

Par conséquent, la batterie solaire d'une maison privée pour une famille de trois personnes devrait fournir 12 kWh. S'il est censé alimenter la maison uniquement à partir de l'énergie solaire, nous aurons besoin d'une batterie solaire d'une superficie d'au moins 12 kWh / 0,6 kWh / m 2 \u003d 20 m 2.

Cette énergie doit être stockée dans des batteries d'une capacité de 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, soit environ 16 batteries de 60 Ah.

Pour un fonctionnement normal la batterie avec un panneau solaire et sa protection, un régulateur de charge est nécessaire.

Pour convertir 12V DC en 220V AC, vous aurez besoin d'un onduleur. Bien que maintenant le marché dispose déjà d'un nombre suffisant d'équipements électriques pour des tensions de 12 ou 24 V.

Astuce : Dans les réseaux électriques basse tension, les courants sont beaucoup plus élevés, donc pour le câblage vers des équipements puissants, vous devez choisir un fil de la taille appropriée. Le câblage des réseaux avec onduleur s'effectue selon le schéma 220 V habituel.

Tirer des conclusions

Dans des conditions d'accumulation et d'utilisation rationnelle de l'énergie, même aujourd'hui, les types non traditionnels d'industrie de l'énergie électrique commencent à créer une augmentation solide du volume total de sa production. On peut même affirmer qu'ils deviennent peu à peu traditionnels.

Compte tenu du niveau de consommation d'énergie des appareils électroménagers modernes qui a considérablement diminué ces dernières années, l'utilisation d'appareils à économie d'énergie appareils d'éclairage et l'efficacité considérablement accrue des batteries solaires des nouvelles technologies, on peut dire que même maintenant, elles sont capables de fournir de l'électricité à une petite une maison privée dans pays du sud avec de nombreux jours ensoleillés par an.

En Russie, ils pourraient bien être utilisés comme sources d'énergie de secours ou supplémentaires dans les systèmes d'alimentation électrique combinés, et si leur efficacité peut être augmentée à au moins 70%, il sera alors tout à fait réaliste de les utiliser comme principaux fournisseurs d'électricité.

Vidéo sur la façon de fabriquer soi-même un appareil pour collecter l'énergie solaire

Obtenir de l'électricité à partir de sources d'énergie alternatives est très coûteux. Par exemple, l'utilisation de l'énergie solaire lors de l'achat d'équipements prêts à l'emploi devra dépenser une somme d'argent importante. Mais de nos jours, il est possible d'assembler des panneaux solaires de vos propres mains pour une résidence d'été ou une maison privée à partir de cellules photovoltaïques prêtes à l'emploi ou d'autres matériaux improvisés. Et avant de commencer à acheter les composants nécessaires et à concevoir la structure, vous devez comprendre ce qu'est une batterie solaire et comment elle fonctionne.

Batterie solaire : qu'est-ce que c'est et comment ça marche

Les personnes qui sont confrontées à cette tâche pour la première fois se posent immédiatement des questions : « Comment assembler une batterie solaire ? ou "Comment fabriquer une batterie solaire ?". Mais après avoir étudié l'appareil et le principe de son fonctionnement, les problèmes de mise en œuvre de ce projet disparaissent d'eux-mêmes. Après tout, la conception et le principe de fonctionnement sont simples et ne devraient pas poser de difficultés lors de la création d'une source d'alimentation à la maison.

Batterie solaire (SB) - ce sont des convertisseurs photoélectriques d'énergie émise par le soleil en énergie électrique, qui sont connectés sous la forme d'un réseau d'éléments et enfermés dans une structure de protection. Convertisseurs - éléments semi-conducteurs en silicium pour la génération de courant continu. Ils sont produits en trois types:

Monocristallin;
polycristallin;
Amorphe (film mince).

Le principe de fonctionnement de l'appareil est basé sur effet photoélectrique. La lumière du soleil, tombant sur les cellules photoélectriques, élimine les électrons libres des dernières orbites de chaque atome de la plaquette de silicium. Le mouvement de grandes quantités d'électrons libres entre les électrodes d'une batterie génère DC. Ensuite, il est converti en courant alternatif pour l'électrification domestique.

Choix de photocellules

Avant de commencer les travaux de conception sur la création d'un panneau à la maison, l'un des trois types de convertisseurs d'énergie solaire doit être sélectionné. Pour sélectionner les éléments appropriés, vous devez connaître leurs caractéristiques techniques :

Monocristallin. L'efficacité de ces plaques est de 12 à 14 %. Cependant, ils sont sensibles à la quantité de lumière qui entre. Une légère nébulosité réduit considérablement la quantité d'électricité produite. Durée de vie jusqu'à 30 ans.
Polycristallin. Ces éléments sont capables de produire une efficacité de 7 à 9 %. Mais ils ne sont pas affectés par la qualité de l'éclairage et ils sont capables de délivrer la même quantité de courant par temps nuageux et même nuageux. Période d'exploitation - 20 ans.
amorphe. Fabriqué en silicone souple. Ils produisent une efficacité d'environ 10%. La quantité d'électricité produite ne diminue pas en raison de la qualité du temps. Mais une production coûteuse et complexe les rend difficiles à obtenir.

Pour la fabrication de SB seuls, vous pouvez acheter des convertisseurs de type B (deuxième année). Il s'agit notamment de cellules présentant de petits défauts, même si vous remplacez certains composants, le coût des batteries sera 2 à 3 fois inférieur au prix du marché, grâce à cela, économisez votre argent.

Pour alimenter une maison privée en électricité à partir d'une source d'énergie alternative, les deux premiers types de plaques sont les mieux adaptés.

Sélection et conception du site

Les batteries sont mieux placées selon le principe : plus c'est haut mieux c'est. Un bon endroit serait le toit de la maison, il ne reçoit pas l'ombre des arbres ou d'autres bâtiments. Si la structure des plafonds ne permet pas de supporter le poids de l'installation, l'endroit doit être choisi dans la zone du chalet, qui perçoit surtout le rayonnement du soleil.

Les panneaux assemblés doivent être positionnés à un angle tel que les rayons du soleil tombaient le plus perpendiculairement possible sur les cellules de silicium. L'option idéale serait la possibilité de corriger l'ensemble de l'installation dans la direction du soleil.

Faire une batterie de vos propres mains

Vous ne pourrez pas alimenter une maison ou un chalet en électricité en 220 V à partir d'une batterie solaire, car. la taille d'une telle batterie sera énorme. Une plaque génère un courant électrique avec tension 0,5 B. La meilleure option est SB avec tension nominale 18 V. Sur cette base, le nombre requis de photocellules pour l'appareil est calculé.

Assemblage du cadre

Tout d'abord, une batterie solaire maison a besoin cadre de protection (étui). Il peut être fabriqué à partir de coins en aluminium 30x30 mm ou de barres en bois à la maison. Lors de l'utilisation d'un profilé métallique sur l'une des étagères, un chanfrein est retiré avec une lime à un angle de 45 degrés et la deuxième étagère est coupée au même angle. Les pièces du cadre coupées aux dimensions requises avec des extrémités usinées sont torsadées à l'aide d'équerres du même matériau. Un verre de protection est collé au cadre fini sur du silicone.

Plaque à souder

Lorsque vous soudez des éléments à la maison, vous devez savoir que augmenter la tension doit être connecté successivement, et pour augmentation du courant - parallèle. Les plaquettes de silex sont disposées sur le verre en laissant un espace de 5 mm entre elles de chaque côté. Cet espace est nécessaire pour compenser l'éventuelle dilatation thermique des éléments lors du chauffage. Les transducteurs ont deux pistes : d'une part, " un plus", avec un autre - " moins". Toutes les pièces sont connectées en série dans un seul circuit. Ensuite, les conducteurs des derniers composants du circuit sont transmis à un bus commun.

Pour éviter l'auto-décharge de l'appareil la nuit ou par temps nuageux, les experts recommandent d'installer une diode Schottky 31DQ03 ou équivalent sur un contact du point "milieu".

Après avoir terminé les travaux de soudure avec un multimètre, vous devez vérifier la tension de sortie, qui doit être de 18 à 19 V pour alimenter entièrement une maison privée en électricité.

Assemblage du panneau

Les transducteurs soudés sont placés dans le boîtier fini, puis du silicone est appliqué au centre de chaque élément en silex, et d'en haut, il est recouvert d'un substrat en panneau de fibres pour leur fixation. Après cela, la structure est fermée avec un couvercle, et tous les joints sont scellés avec du mastic ou du silicone. Le panneau fini est monté sur un support ou un cadre.

Panneaux solaires à partir de matériaux improvisés

En plus d'assembler des SB à partir de photocellules achetées, ils peuvent être assemblés à partir de matériaux improvisés dont dispose tout radioamateur: transistors, diodes et feuille.

batterie à transistors

À ces fins, les pièces les plus appropriées sont Transistors de type KT ou P. A l'intérieur il y a un assez grand élément semi-conducteur de silicium, nécessaire pour produire de l'électricité. Après avoir ramassé le nombre requis de composants radio, il est nécessaire d'en couper le couvercle métallique. Pour ce faire, vous devez le serrer dans un tesk et couper soigneusement la partie supérieure avec une scie à métaux pour le métal. À l'intérieur, vous pouvez voir une plaque qui servira de photocellule.

Transistor pour une batterie avec un capuchon scié

Toutes ces pièces ont trois contacts : base, émetteur et collecteur. Lors de l'assemblage du SB, vous devez choisir une jonction de collecteur en raison de la plus grande différence de potentiel.

L'assemblage est réalisé sur un plan plat à partir de n'importe quel matériau diélectrique. Vous devez souder des transistors dans des circuits en série séparés., et ces chaînes, à leur tour connecter en parallèle.

Le calcul de la source de courant finie peut se faire à partir des caractéristiques des composants radio. Un transistor produit une tension de 0,35 V et un courant de court-circuit de 0,25 μA.

Pile à diodes

Cellule solaire à diode D223B peut en fait devenir une source d'électricité. Ces diodes sont la tension la plus élevée et sont fabriqués dans un boîtier en verre, recouvert de peinture. La tension à la sortie du produit fini peut être déterminée à partir du calcul selon lequel une diode au soleil génère 350 mV.

Nous mettons le nombre requis de composants radio dans un récipient et le remplissons d'acétone ou d'un autre solvant et le laissons pendant plusieurs heures.
Ensuite, vous devez prendre une plaque de la bonne taille dans un matériau non métallique et la marquer pour souder les composants de l'alimentation.
Une fois mouillée, la peinture peut être facilement grattée.
Armé d'un multimètre, au soleil ou sous une ampoule, on détermine le contact positif et on le plie. Les diodes sont soudées verticalement, car dans cette position, le cristal est le mieux à même de générer de l'électricité à partir de l'énergie du soleil. On obtient donc en sortie tension maximale, qui sera généré par la batterie solaire.

En plus des deux méthodes décrites ci-dessus, l'alimentation peut être assemblée à partir d'une feuille. Batterie solaire maison, fabriquée selon instructions étape par étape, décrit ci-dessous, sera capable de produire de l'électricité, quoique de très faible puissance :

Pour le bricolage, vous aurez besoin feuille de cuivre 45 m² voir La pièce coupée est traitée dans une solution savonneuse pour éliminer la graisse de la surface. Il est également conseillé de se laver les mains pour ne pas laisser de taches de graisse.
Besoin d'émeri enlever le film d'oxyde protecteur et tout autre type de corrosion du plan de coupe.
Sur le brûleur tuiles électriques pas moins de puissance 1,1kW une feuille de papier d'aluminium est posée et chauffée jusqu'à la formation de taches rouge-orange. Lors d'un chauffage supplémentaire, les oxydes résultants sont convertis en oxyde de cuivre. Ceci est mis en évidence par la couleur noire de la surface de la pièce.
Après la formation d'oxyde, le chauffage doit être poursuivi dans les 30 minutes pour former un film d'oxyde d'épaisseur suffisante.
Le processus de friture s'arrête et la plaque refroidit avec le four. Avec un refroidissement lent, le cuivre et l'oxyde se refroidissent avec vitesse différente, ce qui contribue à ce que ce dernier s'écaille facilement.
Sous l'eau courante les résidus d'oxyde sont éliminés. Dans ce cas, il est impossible de plier la feuille et d'arracher mécaniquement de petits morceaux pour ne pas endommager la fine couche d'oxyde.
La deuxième feuille est découpée en fonction de la taille de la première.
Dans une bouteille en plastique d'un volume de 2 à 5 litres avec un goulot coupé, placez deux morceaux de papier d'aluminium. Fixez-les avec des pinces crocodiles. Ils doivent être positionnés de façon à ce qu'ils ne s'est pas connecté.
Une borne négative est connectée à la pièce traitée et une borne positive est connectée à la seconde.
La solution saline est versée dans le pot. Le sien le niveau doit être à 2,5 cm sous le bord supérieur des électrodes. Pour préparer un mélange 2-4 cuillères à soupe de sel(selon le volume de la bouteille) dissoudre dans une petite quantité d'eau.

Tous les panneaux solaires ne conviennent pas pour alimenter en électricité une maison de vacances ou une maison privée en raison de leur faible puissance. Mais ils peuvent servir de source d'alimentation pour les radios ou recharger de petits appareils électriques.

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Tous les propriétaires qui décident d'économiser sur les factures de services publics en utilisant une énergie alternative ne sont pas satisfaits des prix élevés des panneaux solaires modernes. Une batterie solaire auto-fabriquée peut le priver d'un tel mécontentement. On peut l'appeler un remplacement à part entière des panneaux solaires produits par des fabricants bien connus, car en termes d'indicateur tel que la puissance, il n'est en aucun cas inférieur.

Les principales étapes de fabrication

Pour la plupart des projets, ce sont :

Assemblage du cadre.
Fabrication de substrat.
Préparation des éléments photosensibles et leur soudure.
Fixation des plaques au substrat.
Connexion des diodes et de tous les fils.
Scellage.

Choix de plaques photosensibles

Ils sont l'élément principal de l'avenir installé sur. C'est de leurs caractéristiques que dépendra la puissance de toute l'installation faite à la maison. Comme dans les options industrielles, et chez vous, vous pouvez installer :

plaques monocristallines.
plaques polycristallines.
Cristal amorphe.

Les premiers sont capables de créer le plus grand nombre courant électrique. Cependant, cette performance se manifeste dans d'excellentes conditions d'éclairage. Si l'intensité de l'éclairage diminue, leur efficacité diminue. Un panneau avec des plaques polycristallines devient plus productif dans de telles conditions. En cas de faible éclairage, il conserve son faible rendement habituel (selon les instructions de l'un des fabricants, il atteint 7-9%). Les monocristallins plaisent avec un rendement égal à 13%.

Concernant silicium amorphe, alors il est loin derrière en termes de performances, mais en raison de sa flexibilité et de sa résistance aux chocs, il est le plus cher. Certainement, cela ne convient pas, car vous souhaitez assembler des panneaux solaires de vos propres mains afin d'économiser de l'argent.

Un fait quelque peu désagréable est que même les meilleurs éléments photosensibles coûtent également beaucoup d'argent. Cependant, cela s'applique aux plaques dans lesquelles il n'y a pas un seul défaut. Les produits défectueux ont un peu moins de puissance et sont beaucoup moins chers.. Les fabricants ne peuvent pas les utiliser pour leurs produits coûteux. Ce sont ces photocellules qu'il faut utiliser pour votre source de courant maison.

Sur le marché, ou plutôt dans les magasins en ligne les plus populaires au monde (c'est là qu'il y a le plus grand nombre d'offres), ils vendent des plaques photographiques de différentes tailles. Pour votre batterie, vous devez acheter des éléments photosensibles aux mêmes dimensions. Lors de l'achat, et mieux encore, lors du développement d'un projet, il convient de considérer les nuances suivantes:

Des photocellules de différentes tailles génèrent du courant avec différentes intensités. Plus la taille est grande, plus le courant est important. Dans ce cas, il sera limité par l'intensité du courant du plus petit élément. Et peu importe qu'une plaque aux dimensions doubles soit placée sur le panneau. Le panneau émettra un courant électrique avec la force que possède le courant créé par le plus petit élément. Par conséquent, les grands éléments se "reposeront" un peu.
Le stress ne dépend pas de la taille.. Cela dépend du type d'élément. Bien entendu, il peut être augmenté en connectant les plaques en série.
La puissance de l'ensemble de l'installation pour une maison privée ou un chalet est le produit de la tension et du courant.

Calcul des caractéristiques du panneau

Le panneau solaire doit générer un courant électrique tel qu'il puisse facilement recharger des batteries de 12 volts. Pour leur recharge, un courant à haute tension est nécessaire. C'est très bien quand le courant créé par les panneaux solaires a une tension de 18 V.

Bien entendu, aucun des petits éléments photosensibles ne produit une telle tension. Souvent, cette caractéristique est inférieure à 1 V. Par conséquent, avant d'acheter, et encore mieux lors de la création d'un projet de batterie pour une maison privée, vous devez connaître les caractéristiques du courant qu'une cellule photoélectrique peut créer. Souvent, les vendeurs indiquent ces chiffres.

Par exemple, une plaque donne un courant avec une tension de 0,5 V. Pour obtenir 18 V à la sortie du panneau solaire, il faut connecter 36 photocellules en série. Dans un tel cas, la tension totale est égale à la somme des tensions des courants obtenus sur toutes les plaques photosensibles. Intensité actuelle à connexion série Ne changera pas. Par conséquent, il sera égal à l'indicateur qui donne la plus petite photocellule.

Si besoin augmenter le courant, vous devrez installer un nombre supplémentaire de plaques et les connecter en parallèle. Le courant total sera la somme des courants produits par chaque plaque connectée en parallèle.

Pour résumer ce qui précède, le calcul des panneaux solaires qui seront sur le toit d'une maison d'été ou d'une maison privée se fait comme suit :

, qui sera "alimenté" par la batterie solaire.
Déterminez les capacités de la plus petite photocellule. Cela peut être découvert à la fois par les vendeurs et par vous-même en le mettant à la lumière et en mesurant la tension, ainsi que la force actuelle.
Déterminez la tension et le courant du panneau lui-même. Par exemple, 18 V et 3 A. Ces valeurs permettront de connaître la puissance des panneaux. Ce sera 18x3 = 54 watts. Pour plusieurs heures de travail Lampes à DEL c'est assez.
Comparez la puissance de la source lumineuse avec la puissance des appareils électriques. Si nécessaire, ajustez les principaux paramètres du courant. C'est-à-dire qu'ils modifient la puissance, et avec elle la tension ou l'intensité du courant. Calculer La bonne quantité panneaux.
Le nombre de photocellules nécessaires pour un panneau est calculé. Il doit être tel qu'il donne de l'électricité avec les caractéristiques nécessaires. Dans le même temps, le nombre de plaques dans une rangée est déterminé et la méthode de leur connexion est prise en compte.

La plupart des projets qui concernent comment, impliquent la fabrication d'un produit d'une surface de 1 m². Souvent, la puissance d'une telle batterie est d'environ 120 watts. 10 panneaux donneront plus de 1 kW. Si vous envisagez d'équiper entièrement votre logement énergie électrique, alors un projet devrait être développé qui prévoit autant de panneaux, dont la superficie totale dépasse 20 mètres carrés. M. Lorsqu'ils sont placés du côté ensoleillé et dans des endroits où l'intensité de l'éclairage est très élevée, ils sont capables de couvrir la demande mensuelle d'électricité de 300 kW. Même pour une maison moyenne, ce chiffre est élevé.

Fabriquer un cadre de panneau solaire

Il peut être assemblé à partir de n'importe quel matériau à portée de main, qui peut inclure des canettes de bière en aluminium ou des rouleaux de papier d'aluminium. Vous ne devriez pas jeter de telles canettes, car vous pouvez en assembler un bon capteur solaire à air. Il accumulera la chaleur du soleil et la transférera des canettes de bière au milieu de la maison.

Les matériaux pour la fabrication du cadre peuvent être:

Bois et contreplaqué, ainsi que panneaux de fibres.
Coins en aluminium.
Verre.
Plexiglas.
Polycarbonate.
Plexiglas.
Verre minéral.

Le cadre est fabriqué à partir des matériaux présentés dans les deux premiers paragraphes.

cadre en bois

Si le projet implique l'utilisation de bois et de panneaux de particules, le processus de fabrication d'un cadre à la maison comprend les étapes suivantes:

Coupe lattes de bois d'une épaisseur de 2 cm en coupes. Leur longueur dépend des dimensions du cadre. Ils sont déterminés en regardant la longueur et la largeur des rangées situées à une distance de 5 mm de plaques photographiques.
Assemblage des rails dans un cadre et en les fixant avec des vis qui, auparavant, pouvaient se trouver près de deux canettes de bière vides. Au milieu du cadre, vous pouvez créer 1 à 2 barres transversales. Leur présence dépend du désir. Certes, dans ce cas, il sera nécessaire de diviser les plaques photosensibles en 2-3 groupes.
Couper une grande ou plusieurs petites feuilles de contreplaqué d'une épaisseur de 10 mm.
Fixation de morceaux de contreplaqué coupés au cadre.
Perçage dans le côté inférieur et central du cadre de petits trous. Jusqu'à 5 trous sont faits sur un côté. Ils sont nécessaires pour égaliser la pression lors du chauffage du futur panneau solaire, ainsi que pour éliminer l'humidité.
Découpe à partir d'un substrat en aggloméré pour plaques photographiques. Selon le projet, il doit être placé au milieu du cadre. Par conséquent, ses dimensions doivent être inférieures à la largeur et à la longueur du cadre d'une quantité égale à l'épaisseur des côtés, multipliée par 2. Le substrat dans le cadre n'est pas encore fixé. Il est placé à côté d'autres matériaux improvisés, parmi lesquels des canettes de bière ou du papier d'aluminium peuvent être adaptés aux besoins.
Peindre tous les éléments avec de la peinture légère. Il doit être appliqué en plusieurs couches. La peinture doit être spéciale. Tout d'abord, il ne doit pas se faner au soleil. Sa couleur doit être claire. Le blanc est le meilleur. En effet, il réfléchit des rayons dont certains peuvent être captés par des tranches semi-conductrices.

La partie transparente en forme de verre ou d'analogues est fixée à la toute fin.

Il convient de noter ici que pour fabriquer une batterie solaire de vos propres mains, il est préférable d'utiliser du verre minéral. Il absorbe parfaitement les rayons infrarouges, protégeant ainsi le panneau de l'échauffement, et est capable de résister aux chocs. Cependant, cela coûte cher, ce qui est souvent mentionné dans la vidéo. La pire option est le polycarbonate et le verre. Ce dernier est lourd et ne résiste pas aux chocs, comme les canettes de bière.

cadre en aluminium

Si le projet prévoit utilisation de coins en aluminium 35 mm, alors le cadre à la maison est fait comme ceci :

Coupez les coins en segments de la longueur désirée. Dans ce cas, les bords opposés d'un côté sont coupés à un angle de 45 °.
Des trous sont percés près des extrémités des côtés non coupés. Des similaires sont fabriqués au milieu et près des extrémités des côtés avec des coins coupés.
Pliez les quatre coins afin qu'ils créent un cadre.
Appliquez des coins de 35 mm de long et de 50x50 mm aux coins du cadre, fixez-les avec du matériel.
Un mastic silicone est appliqué sur la surface intérieure des coins en aluminium.
Placez le verre sur le mastic et appuyez légèrement. Attendez que le mastic sèche complètement. En attendant, vous pouvez apprendre les secrets de la création d'un capteur solaire à partir de canettes de bière en regardant diverses vidéos et projets publiés sur Internet.
Fixez le verre avec du matériel, qui peut se trouver près des bocaux en verre. Ils doivent être installés aux coins du verre et au milieu de chaque côté.
Nettoyez le verre de la poussière.

Plaques photosensibles à souder

Ce travail demande le plus grand soin, car les éléments photosensibles sont très fragiles. Une petite charge conduit à leur destruction.

Les plaques peuvent avoir ou non des conducteurs soudés. La première option est la meilleure, car il vous suffit de souder les éléments. La deuxième option nécessite de souder des conducteurs à domicile sur des plaquettes semi-conductrices. Il s'effectue ainsi :

Couper le conducteur plat en fines lamelles. Leur longueur doit être légèrement inférieure à deux fois la largeur de la plaque.
Lubrifiez avec un flux sans acide la partie de la face avant de la plaque qui sera en contact avec le conducteur.
Un conducteur est appliqué et son extrémité saillante est fixée avec un objet lourd. Souder l'autre extrémité. Le fer à souder doit avoir une puissance de 60 à 80 watts. La soudure est de l'étain utilisé. Il est nécessaire d'étamer le contact uniquement lorsque le bus est mal soudé.

Selon différentes vidéos, la soudure des éléments en un seul système prévoit :

Retournez les assiettes de manière à ce que l'envers soit vers le haut.
Placement de photocellules sur le substrat. Ils sont placés dans l'ordre souhaité à la même distance (5 mm) les uns des autres. Il est préférable de le faire en fonction du balisage précédemment dessiné.
Continuer vers les contacts la partie au fond souder les fils de la plaque adjacente. Voici comment ça se passe connexion série photocellules.
Après, selon le projet, un mastic est appliqué au centre de la face arrière de chaque plaque. La rangée soudée est retournée, disposée à nouveau selon le balisage et pressée légèrement.
Pour s'assurer que les rangées sont connectées en série, les rangées paires sont tournées de 180°.
Les rangées sont soudées à deux pneus placés à leurs extrémités. En même temps, les contacts "+" des rangées impaires et les contacts "-" des rangées paires sont soudés à un bus. Le contact "-" est à l'avant, le contact "+" est à l'arrière. Les contacts "-" des rangées impaires et les contacts "+" des rangées paires sont soudés sur l'autre bus.

Le potentiel énergétique de la lumière solaire est énorme - son influence ne peut être estimée que parce qu'il existe une vie violente sur la planète, ce qui a conduit à l'émergence d'une personne intelligente qui consomme et traite activement l'énergie. Pendant des milliards d'années, une partie de l'énergie solaire s'est accumulée dans les dépôts d'organismes morts (minéraux), qui se présentent sous une forme relativement facilement accessible pour l'extraction et le traitement.

Mais la pollution de l'environnement et l'approvisionnement limité des entrailles de la terre obligent l'humanité à porter un regard neuf sur les possibilités d'utilisation directe de l'énergie solaire.

Pour répondre aux besoins actuels de l'humanité en énergie, il suffirait de remplir une zone relativement restreinte du désert du Sahara avec des centrales solaires. Étant donné que l'électricité est la forme d'énergie la plus commode pour l'utilisation et le traitement, conversion directe La lumière du soleil en électricité à l'aide de panneaux solaires à partir de cellules photovoltaïques.

Les carrés rouges indiquent la surface nécessaire pour accueillir les centrales solaires afin de répondre aux besoins énergétiques de la Terre, de l'Europe et de l'Allemagne, respectivement.

Le principe de fonctionnement des photocellules

Une cellule photoélectrique est un appareil qui convertit l'énergie des photons lumineux en électricité. Actuellement, des technologies prometteuses pour créer des convertisseurs photoélectriques à semi-conducteurs basés sur effet photoélectrique interne. Avec l'effet photoélectrique interne, les électrons sont redistribués selon leur état énergétique dans les semi-conducteurs sous l'influence du rayonnement.

Illustration et description de l'effet photoélectrique interne

La conversion de l'énergie lumineuse en électricité se produit dans des structures semi-conductrices inhomogènes. L'hétérogénéité des structures est créée par le dopage, l'assemblage et la modification composition chimique semi-conducteurs. Ainsi, il existe un gradient d'évolution de la bande interdite du semi-conducteur sous l'influence du rayonnement, ce qui conduit à l'apparition d'une force électromotrice.

Description de l'application de l'effet photoélectrique

L'efficacité d'une cellule photoélectrique dépend des facteurs suivants :

photoconductivité des semi-conducteurs ;
diffusion et réflexion de la lumière projetée ;
faire passer une partie du rayonnement à travers le convertisseur photoélectrique sans conversion ;
recombinaison des paires de photoélectrons résultantes ;
résistance interne de la photocellule ;
autres caractéristiques physiques et chimiques.

Lois fondamentales de l'effet photoélectrique

Les radioamateurs savent que si vous coupez une diode ou un transistor et illuminez une jonction semi-conductrice, vous pouvez obtenir un petit potentiel aux bornes de l'élément. Cet effet est souvent utilisé pour créer des capteurs photosensibles faits maison ou des aides à la démonstration, mais cette méthode n'est pas rentable pour la conversion à grande échelle de la lumière en énergie.

Il est évident qu'il n'est pas possible de fabriquer une batterie solaire à la maison "à partir de zéro" en raison de la complexité technologique du processus, donc, pour un consommateur ordinaire, il est logique de créer des panneaux générateurs à partir de cellules photovoltaïques prêtes à l'emploi avec son propres mains.

Cellules photovoltaïques prêtes à l'emploi pour panneaux solaires dans un emballage de transport protecteur

Efficacité des photocellules

La bande interdite effective d'une jonction semi-conductrice dépend de la longueur d'onde (spectre de luminescence). Par conséquent, les technologies en cascade ont commencé à être utilisées dans les cellules photoélectriques de laboratoire et industrielles, qui permettent de séparer la lumière en spectres et d'irradier séparément les convertisseurs photoélectroniques conçus pour une gamme étroite d'ondes lumineuses.

Ces technologies impliquent l'utilisation des connaissances dans diverses branches de la science avec l'utilisation de recherches complexes dans les laboratoires. Pour la fabrication de photocellules, plaquettes de silicium avec des impuretés de diverses éléments chimiques et les connexions. Les perspectives intéressantes de conversion de l'énergie solaire en électricité ont permis le développement de toute une industrie, comparable en puissance à la production d'électronique radio.

Les fabricants de cellules photoélectriques améliorent l'optique et propriétés électriques photocellules par revêtement, créant des revêtements antireflet, utilisant une structure à plusieurs étages.

À l'heure actuelle, le rendement moyen de la conversion industrielle de la lumière en électricité (rendement) est d'environ 14 %, et pour les meilleurs échantillons d'environ 25 %. Dans des conditions de laboratoire, une efficacité d'environ 45% a été atteinte.

Formation d'une batterie génératrice

Le principe de fonctionnement des panneaux solaires est branchement de photocellules en une seule structure qui génère de l'électricité, qui est accumulée dans des batteries, avec une transformation ultérieure en électricité de tension et de fréquence industrielles.

Les photocellules, comme les autres batteries, lorsqu'elles sont connectées en série, donnent plus de tension, et lorsqu'elles connexion parallèle le courant de sortie augmente et la résistance interne totale de la batterie diminue.

Ce principe de formation d'une batterie solaire est évolutif, c'est-à-dire qu'il est applicable à la fois pour connecter des photocellules individuelles et pour connecter des ensembles déjà assemblés en un seul panneau.

Étant donné que les dimensions des jonctions semi-conductrices sont mesurées en microns, les fabricants combinent des convertisseurs photoélectroniques dans des photocellules prêtes à l'emploi qui ont des caractéristiques de sortie (tension, courant, puissance) et conviennent à une combinaison ultérieure dans une batterie.

Avant de fabriquer un panneau solaire de vos propres mains, vous devez connaître la puissance de sortie attendue, qui est calculée à partir du courant de charge des batteries connectées aux onduleurs pour générer tension secteur. Ainsi, sachant courant maximal en chargeant des batteries existantes, vous pouvez calculer le nombre et la surface de photocellules nécessaires pour une batterie solaire, en tenant compte de leur efficacité.

Accessoires pour batterie solaire

Comme on peut le voir sur la figure ci-dessous, les leaders mondiaux de la production de cellules photovoltaïques pour batteries solaires de différentes capacités sont la Chine et l'Allemagne. Par conséquent, dans la plupart des cas, les grands fabricants de centrales solaires et les utilisateurs individuels passent des commandes via Internet, achetant des cellules photovoltaïques chinoises pour assembler des panneaux de production.

Dynamique de croissance de la production de cellules photovoltaïques pour la conversion de l'énergie solaire en électricité

Étant donné que la plaque de la cellule photoélectrique est très fragile, une structure solide est nécessaire pour protéger la cellule photoélectrique de la flexion et des influences environnementales. Cette conception doit fournir :

fiable connexion électrique photocellules;
solidité et invariance des paramètres géométriques de l'assemblage ;
protection contre les dommages mécaniques;
protection contre l'humidité, les précipitations, la poussière et la saleté;
faible réflexion lumineuse (revêtement antireflet);
bonne transparence du verre de protection.

Les dernières technologies rendent les panneaux solaires flexibles, ce qui réduit considérablement les problèmes d'installation.

Les fabricants proposent des photocellules de différentes tailles et types, qui ont leurs propres nuances d'assemblage, d'installation et de connexion. Film également souvent attaché anti-éblouissement revêtements que le maître devra appliquer lui-même sur le panneau solaire assemblé. Par conséquent, vous devez étudier attentivement toute la documentation disponible pour les cellules solaires achetées avant d'assembler les panneaux solaires. La vidéo ci-dessous montre un aperçu des photocellules les plus populaires.

Obtenir de l'électricité à partir d'une batterie solaire

Il faut se rappeler que le courant et la tension de sortie de la batterie solaire dépendent de la densité du flux lumineux et de l'angle d'incidence des rayons solaires. Par conséquent, par temps nuageux, ainsi que le matin et le soir, la puissance de sortie de la batterie sera plusieurs fois inférieure à celle d'un midi ensoleillé.

Étant donné que les conditions météorologiques ne peuvent pas être modifiées, il est possible d'augmenter le nombre total de rayons dirigés vers la batterie solaire en utilisant réflecteurs fabriqué à partir de papier d'aluminium.

En utilisant des réflecteurs en aluminium faits maison, vous pouvez augmenter considérablement l'efficacité des panneaux solaires

En règle générale, les panneaux solaires sont installés perpendiculairement à une ligne hypothétique du Soleil, qui est dans le ciel à midi. En d'autres termes, une perpendiculaire placée sur la zone du panneau solaire ne doit pas projeter d'ombre. Cet angle d'installation changera en fonction du changement de saisons - le jour du solstice d'été, le Soleil se lève au-dessus de l'horizon à son point le plus élevé.

Dans la plupart des cas, les panneaux solaires sont installés en permanence et sans réglage, parfois même sur différents côtés du toit de la maison, ne recevant une production efficace d'électricité qu'à certaines heures de la journée.

Pour maximiser l'efficacité du panneau solaire, vous devez installer un appareil qui suivra le mouvement du Soleil dans le ciel, en dirigeant le panneau perpendiculairement aux rayons incidents.

La batterie solaire est installée sur un dispositif rotatif qui suit le mouvement du Soleil pendant la journée.

Les batteries solaires doivent avoir contrôleur de charge pour maintenir les paramètres de courant de charge corrects. En observant le courant de charge dans la période la plus favorable, en notant le temps nécessaire, il est possible de prévoir une augmentation de la surface des panneaux solaires ou l'installation de batteries supplémentaires.

Avec la connexion la plus simple des panneaux solaires à la batterie, il est recommandé de connecter une diode en série entre eux pour éviter une décharge de courant inverse.