Comment fabriquer une batterie solaire de vos propres mains

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Offrir des conditions de vie confortables dans des appartements modernes et des maisons privées ne peut se passer de l'énergie électrique, dont les besoins ne cessent d'augmenter. Cependant, les prix de cette source d'énergie augmentent également avec une régularité suffisante. En conséquence, le coût total de l'entretien du logement augmente également. Par conséquent, une batterie solaire à faire soi-même pour une maison privée, ainsi que d'autres sources alternatives d'électricité, devient de plus en plus pertinente. Cette méthode permet de rendre l'objet non volatil face aux augmentations constantes des prix et aux coupures de courant.

Efficacité des panneaux solaires

Le problème de l'alimentation électrique autonome des appareils et équipements chez les particuliers est depuis longtemps envisagé. L'une des options de nutrition alternative est devenue l'énergie solaire qui, dans les conditions modernes, a trouvé une large application dans la pratique. Le seul facteur qui soulève des doutes et des contestations est l'efficacité des panneaux solaires, qui ne répond pas toujours aux attentes.

Le fonctionnement des panneaux solaires dépend directement de la quantité d'énergie solaire. Ainsi, les batteries seront plus efficaces dans les régions où les journées ensoleillées prévalent. Même dans le scénario le plus idéal, l'efficacité des batteries n'est que de 40 %, et dans des conditions réelles, ce chiffre est bien inférieur. Une autre condition pour un fonctionnement normal est la disponibilité de zones importantes pour l'installation de systèmes solaires autonomes. Si ce n'est pas un problème sérieux pour une maison de campagne, les propriétaires d'appartements doivent résoudre de nombreux problèmes techniques supplémentaires.

Appareil et principe de fonctionnement

Les cellules solaires sont basées sur la capacité des cellules solaires à convertir l'énergie solaire en énergie électrique. Tous ensemble, ils sont assemblés sous la forme d'un champ multicellulaire, unis dans un système commun. L'action de l'énergie solaire transforme chaque cellule en une source de courant électrique, qui est collecté et stocké dans des batteries. Les dimensions de la surface totale d'un tel champ affectent directement la puissance de l'ensemble de l'appareil. Autrement dit, avec une augmentation du nombre de photocellules, la quantité d'électricité générée augmente en conséquence.

Cela ne signifie pas que la quantité d'électricité requise ne peut être produite que sur de très grandes surfaces. Il existe de nombreux petits appareils électroménagers qui utilisent l'énergie solaire - calculatrices, lampes de poche et autres appareils.

Dans les maisons de campagne modernes, les appareils d'éclairage à énergie solaire deviennent de plus en plus populaires. Allées de jardin, terrasses et autres lieux nécessaires sont éclairés avec ces appareils simples et économiques. La nuit, l'électricité stockée pendant la journée lorsque le soleil brille est utilisée. L'utilisation de lampes économiques vous permet de dépenser longtemps l'électricité accumulée. La solution des principaux problèmes d'approvisionnement énergétique est réalisée à l'aide d'autres systèmes plus puissants permettant de générer une quantité suffisante d'électricité.

Les principaux types de panneaux solaires

Avant de commencer à fabriquer vos propres panneaux solaires, il est recommandé de vous familiariser avec leurs principaux types afin de choisir l'option la plus appropriée pour vous.

Tous les convertisseurs d'énergie solaire sont divisés en film et en silicium, conformément à leur appareil et à leurs caractéristiques de conception. La première option est représentée par les batteries à couche mince, où les convertisseurs sont réalisés sous la forme d'un film réalisé à l'aide d'une technologie spéciale. Ces structures sont également appelées polymères. Ils peuvent être installés dans tous les endroits disponibles, cependant, ils nécessitent beaucoup d'espace et ont une faible efficacité. Même une nébulosité moyenne peut réduire l'efficacité des appareils à film de 20 % à la fois.

Les batteries au silicium sont représentées par trois types :

. La conception se compose de nombreuses cellules avec des transducteurs en silicium intégrés. Ils sont assemblés et remplis de silicone. Facile à utiliser, léger, flexible, étanche. Mais pour assurer le fonctionnement efficace de ces batteries, une exposition directe au soleil est nécessaire. Malgré le rendement relativement élevé - jusqu'à 22%, avec l'apparition de la nébulosité, la production d'électricité peut diminuer considérablement ou s'arrêter complètement.
. Par rapport aux monocristallins, ils ont plus de convertisseurs placés dans les cellules. Leur installation se fait dans différentes directions, ce qui augmente considérablement l'efficacité du travail même en cas de faible luminosité. Ces batteries sont les plus utilisées, notamment en milieu urbain.
Amorphe. Ils ont une faible efficacité - seulement 6%. Cependant, ils sont considérés comme très prometteurs, en raison de leur capacité à absorber le flux lumineux plusieurs fois plus que les deux premiers types.

Tous les types de cellules solaires considérés sont fabriqués en usine, leur prix est donc encore très élevé. À cet égard, vous pouvez essayer de fabriquer vous-même une batterie solaire en utilisant des matériaux peu coûteux.

Le choix des matériaux et des pièces pour la fabrication d'une batterie solaire

Étant donné que le coût élevé des sources d'énergie solaire autonomes les rend inaccessibles pour une utilisation généralisée, les artisans à domicile peuvent essayer d'organiser de leurs propres mains la fabrication de panneaux solaires à partir de matériaux improvisés. Il ne faut pas oublier que dans la fabrication de la batterie, il est impossible de ne faire que des matériaux improvisés. Vous devrez certainement acheter des pièces d'usine, même si elles ne sont pas neuves.

La structure du convertisseur d'énergie solaire comprend plusieurs éléments de base. Tout d'abord, il s'agit de la batterie d'un certain type, qui a déjà été discutée ci-dessus. Vient ensuite le contrôleur de batterie, qui contrôle le niveau de charge des batteries par le courant électrique reçu. L'élément suivant est les batteries qui stockent l'électricité. Sans faute, vous devrez convertir le courant continu en courant alternatif. Ainsi, tous les appareils électroménagers calibrés pour 220 volts pourront fonctionner normalement.

Chacun de ces éléments peut être acheté librement sur le marché de l'électronique. S'il existe certaines connaissances théoriques et compétences pratiques, la plupart d'entre elles peuvent être assemblées indépendamment selon des schémas standard, y compris le contrôleur de batterie solaire. Afin de calculer la puissance du convertisseur, vous devez savoir dans quel but il sera utilisé. Il ne peut s'agir que d'éclairage ou de chauffage, ainsi que de la fourniture complète des besoins de l'installation. À cet égard, les matériaux et les composants seront sélectionnés.

Lorsque vous fabriquez une batterie solaire de vos propres mains, vous devez décider non seulement de la puissance, mais également de la tension de fonctionnement du réseau. En effet, les réseaux solaires peuvent fonctionner en courant continu ou alternatif. Cette dernière option est considérée comme plus préférable, car elle permet de distribuer de l'électricité aux consommateurs sur une distance de plus de 15 mètres. Lorsque vous utilisez des piles polycristallines, à partir d'un mètre carré, vous pouvez obtenir en moyenne environ 120 watts en une heure. Autrement dit, pour obtenir 300 kW par mois, des panneaux solaires d'une surface totale de 20 m2 seront nécessaires. C'est combien dépense une famille ordinaire de 3-4 personnes.

Les panneaux solaires sont utilisés dans les maisons privées et les chalets d'été, chacun comprenant 36 éléments. La puissance d'un panneau est d'environ 65W. Dans une petite maison privée ou une maison de campagne, 15 panneaux suffisent, capables de générer de l'électricité jusqu'à 5 kW par heure. Après avoir effectué des calculs préliminaires, vous pouvez acheter des plaques de conversion. Il est acceptable d'acheter des cellules endommagées avec des défauts mineurs qui n'affectent que l'apparence de la batterie. En état de fonctionnement, chaque élément est capable de délivrer environ 19 V.

Fabrication de panneaux solaires

Une fois tous les matériaux et pièces préparés, vous pouvez commencer à assembler les convertisseurs. Lors du soudage des éléments, il est nécessaire de prévoir un espace de dilatation entre eux de moins de 5 mm. La soudure doit être très prudente et prudente. Par exemple, si les plaques ne sont pas câblées, il faudra les souder manuellement. Pour fonctionner, vous avez besoin d'un fer à souder de 60 watts, auquel une lampe à incandescence conventionnelle de 100 watts est connectée en série.

Toutes les plaques sont soudées séquentiellement les unes aux autres. Les plaques se caractérisent par une fragilité accrue, il est donc recommandé de les souder à l'aide d'un cadre. Pendant le dessoudage, des diodes sont insérées dans le circuit avec des plaques photographiques, qui protègent les photocellules de la décharge lorsque le niveau de lumière diminue ou que l'obscurité complète s'installe. À cette fin, les moitiés du panneau sont combinées dans un bus commun, qui, à son tour, est envoyé au bornier, grâce auquel le point médian est créé. Les mêmes diodes protègent les batteries contre la décharge nocturne.

L'une des principales conditions pour le fonctionnement efficace des batteries est une soudure de haute qualité de tous les points et nœuds. Avant d'installer le substrat, ces endroits doivent être testés. Pour la sortie de courant, il est recommandé d'utiliser des conducteurs de faible section, par exemple un câble de haut-parleur en isolation silicone. Tous les fils sont sécurisés avec du mastic. Après cela, le matériau de la surface à laquelle les plaques seront fixées est sélectionné. Les caractéristiques les plus appropriées sont le verre, qui transmet beaucoup mieux la lumière que le carbonate ou le plexiglas.

Lorsque vous fabriquez une batterie solaire à partir de moyens improvisés, vous devez prendre soin de la boîte. Habituellement, la boîte est constituée d'une poutre en bois ou d'un coin en aluminium, après quoi du verre est placé sur le mastic. Le mastic doit remplir toutes les bosses, puis sécher complètement. De ce fait, la poussière ne pénétrera pas à l'intérieur et les plaques photographiques ne seront pas contaminées pendant le fonctionnement.

Ensuite, une feuille avec des photocellules soudées est installée sur le verre. Il peut être fixé de plusieurs façons, cependant, l'époxy transparent ou le mastic sont considérés comme les meilleures options. La résine époxy recouvre uniformément toute la surface du verre, puis des transducteurs sont installés dessus. Lors de l'utilisation de mastic, la fixation est effectuée avec des points au centre de chaque élément. A la fin de l'assemblage, un boîtier étanche doit être obtenu, à l'intérieur duquel la batterie solaire est placée. L'appareil fini produira environ 18-19 volts, ce qui est tout à fait suffisant pour charger la batterie à 12 volts.

Possibilité de chauffage domestique

Une fois la batterie solaire maison assemblée, chaque propriétaire voudra sûrement la tester en action. Le problème le plus important est le chauffage de la maison, par conséquent, tout d'abord, les possibilités de chauffage à l'énergie solaire sont vérifiées.

Les capteurs solaires sont utilisés pour le chauffage. À l'aide d'un collecteur sous vide, la lumière du soleil est convertie en chaleur. De minces tubes de verre sont remplis d'un liquide qui est chauffé par le soleil et transfère la chaleur à l'eau placée dans le réservoir de stockage. Dans notre cas, cette méthode n'est pas adaptée, puisqu'il s'agit exclusivement de convertir l'énergie solaire en énergie électrique.

Tout dépend de la puissance de l'appareil utilisé. Dans tous les cas, la majeure partie de l'énergie reçue sera dépensée pour chauffer l'eau de la chaudière. Si 100 litres d'eau sont chauffés à 70-80 degrés, cela prendra environ 4 heures. La consommation d'électricité d'une chaudière à eau avec éléments chauffants de 2 kW sera de 8 kW. Lors de la production d'électricité de 5 kW par heure, il n'y aura aucun problème. Cependant, avec une surface de batterie inférieure à 10 m2, chauffer une maison privée avec leur aide devient impossible.