自分の手で太陽電池を作るには？ 写真、ビデオ、図。 私たちは自分たちの手でソーラーパネルを計算して製造しています。

親愛なるブログ読者の皆さん、こんにちは！ 21世紀、物事は常に変化しています。 それらは特に技術面ではっきりと見られます。 より安価なエネルギー源が発明され、さまざまなデバイスが至る所に広がっており、それは人々の生活を楽にするはずです。 今日は、太陽電池のようなものについてお話します。これは、画期的なものではありませんが、それでも、毎年ますます人々の生活に取り入れられているデバイスです。 このデバイスとは何か、どのような長所と短所があるかについて説明します。 また、太陽電池を自分の手で組み立てる方法にも注目します。

この記事の要約：

太陽電池：それは何ですか、そしてそれはどのように機能しますか？

太陽電池-太陽エネルギーを電気に変換する特定の太陽電池（フォトセル）のセットで構成されるデバイス。 ほとんどの太陽電池のパネルはシリコンでできています。これは、この材料が入射する太陽光を「処理」するのに優れた効率を持っているためです。

ソーラーパネルは次のように機能します。

共通のフレーム（フレームワーク）に詰められた太陽光発電シリコンセルは、太陽光を受け取ります。 それらは熱くなり、入ってくるエネルギーを部分的に吸収します。 このエネルギーはすぐにシリコン内の電子を放出し、特殊なチャネルを介して特殊なコンデンサに入り、そこで電気が蓄積されてDCからACに処理され、アパート/住宅のデバイスに送られます。

このタイプのエネルギーの長所と短所

利点には次のものがあります。

• 私たちの太陽は、汚染に寄与しない環境に優しいエネルギー源です 環境。 太陽電池は、さまざまな有害廃棄物を環境に放出しません。

• 太陽エネルギーは無尽蔵です（当然、太陽が生きている間ですが、これはまだ数十億年先です）。 このことから、太陽エネルギーは一生あなたにとって間違いなく十分であるということになります。

• 将来的にソーラーパネルの適切な設置を実行した後は、それらを頻繁に修理する必要はありません。 年に1、2回予防検査を行うだけです。

• ソーラーパネルの印象的な寿命。 この期間は25歳から始まります。 この時間の後でも、パフォーマンスが低下しないことも注目に値します。

• ソーラーパネルの設置は、州によって助成される可能性があります。 たとえば、これはオーストラリア、フランス、イスラエルで活発に行われています。 フランスでは、ソーラーパネルのコストの60％が全額返還されます。

欠点の中で、次のことが区別できます。

• これまでのところ、たとえば大量の電力を生成する必要がある場合、ソーラーパネルは競合できません。 これは、石油および原子力産業でより成功しています。

• 発電量は気象条件に直接依存しています。 当然、外が晴れているときは、ソーラーパネルは100％の電力で動作します。 曇りの日があると、この数字は大幅に下がります。

• 大量のエネルギーを生み出すために、ソーラーパネルは大きな面積を必要とします。

ご覧のとおり、このエネルギー源にはまだマイナスよりもプラスが多く、マイナスは見た目ほどひどいものではありません。

家庭での即興の手段と材料からのDIY太陽電池

私たちが現代の急速に発展している世界に住んでいるという事実にもかかわらず、ソーラーパネルの購入と設置は依然として多くの裕福な人々です。 わずか100ワットを生成する1つのパネルのコストは、6から8000ルーブルまでさまざまです。 これは、コンデンサー、バッテリー、充電コントローラー、ネットワークインバーター、コンバーターなどを個別に購入する必要があるという事実を考慮していません。 しかし、資金があまりないが、環境に優しいエネルギー源に切り替えたい場合は、朗報です。太陽電池は自宅で組み立てることができます。 そして、すべての推奨事項に従えば、その効率は市販の組み立てバージョンよりも悪くなることはありません。 このパートでは、段階的な組み立てについて検討します。 また、ソーラーパネルを組み立てることができる材料にも注意を払います。

ダイオードから

これは最も予算の多い資料の1つです。 あなたがダイオードからあなたの家のために太陽電池を作るつもりなら、これらのコンポーネントの助けを借りて、どんな小さなガジェットにも電力を供給することができる小さな太陽電池パネルだけが組み立てられることを覚えておいてください。 ダイオードD223Bが最適です。 これらはソビエトスタイルのダイオードで、ガラスケースが付いているので優れています。サイズが大きいため、取り付け密度が高く、価格も手頃です。

ダイオードを購入した後、塗料を取り除きます。これには、数時間アセトンに入れるだけで十分です。 この時間の後、それはそれらから簡単に取り除くことができます。

次に、ダイオードの将来の配置のために表面を準備します。 それは木の板または他の表面である可能性があります。 全体に穴を開ける必要があります。穴の間は2〜4mmの距離を観察する必要があります。

ダイオードを取り出した後、アルミニウムのテールを付けてこれらの穴に挿入します。 その後、尾を互いに曲げてはんだ付けし、太陽エネルギーを受け取ったときに電気を1つの「システム」に分配する必要があります。

私たちの原始的な太陽電池は準備ができています。 出力では、数ボルトのエネルギーを提供できます。これは、手工芸品の組み立てに適した指標です。

トランジスタから

このオプションはすでにダイオードのオプションよりも深刻ですが、それでも過酷な手動アセンブリの例です。

トランジスタで太陽電池を作るには、まずトランジスタ自体が必要になります。 幸いなことに、それらはほとんどすべての市場または電気店で購入できます。

購入後、トランジスタのカバーを外す必要があります。 蓋の下には、私たちにとって最も重要で必要な要素である半導体結晶が隠されています。

次に、それらをフレームに挿入し、「入出力」の基準を遵守しながら、それらを互いにはんだ付けします。

出力では、このようなバッテリーは、電卓や小型の電卓などの作業を実行するのに十分な電力を供給できます。 ダイオード電球。 繰り返しになりますが、このようなソーラーパネルは純粋に楽しみのために組み立てられており、深刻な「電源」要素を表すものではありません。

アルミ缶から

このオプションは、最初の2つよりもすでに深刻です。 それはまた信じられないほど安くて 効果的な方法エネルギーを得る。 唯一のことは、出力では、ダイオードやトランジスタのバリエーションよりもはるかに多く、電気的ではなく熱的であるということです。 必要なのは、多数のアルミ缶とケースだけです。 ウッドボディがよく効きます。 この場合、前部はプレキシガラスで覆われている必要があります。 それがないと、バッテリーは効果的に機能しません。

組み立てを始める前に、アルミ缶を黒いペンキで塗る必要があります。 これは彼らが日光をうまく引き付けることを可能にします。

次に、ツールを使用して、各ジャーの底に3つの穴を開けます。 上部には、星型のカットが施されています。 自由端は外側に曲がっています。これは、加熱された空気の乱流を改善するために必要です。

これらの操作の後、バンクはバッテリー本体に縦線（パイプ）に折りたたまれます。

次に、断熱材（ミネラルウール）の層がパイプと壁/後壁の間に置かれます。 次に、コレクターは透明なセルラーポリカーボネートで閉じられます。

これでビルドプロセスは完了です。 最後のステップは、エネルギーキャリアのモーターとしてエアファンを取り付けることです。 このようなバッテリーは、発電はしませんが、生活空間を効果的に暖め​​ることができます。 もちろん、これは本格的なラジエーターではありませんが、そのようなバッテリーは小さな部屋を暖めることができます-たとえば、それは与えるための素晴らしいオプションです。 記事では、本格的なバイメタル加熱ラジエーターについて説明しました。この記事では、このような加熱バッテリーの構造を詳細に調べました。 仕様メーカーを比較します。 ご覧になることをお勧めします。

DIYソーラーバッテリー-製造、組み立て、製造の方法は？

自家製の選択肢から離れて、より深刻なことに注意を払います。 それでは、実際の太陽電池を自分の手で正しく組み立てて作る方法についてお話します。 はい-これも可能です。 そして、私はあなたに保証したい-それは購入した類似体より悪くはないだろう。

手始めに、本格的な太陽電池で使用されている本物のシリコンパネルを自由市場で見つけることはおそらくできないだろうと言う価値があります。 そして、はい、彼らは高価になります。 単結晶パネルから太陽電池を組み立てます。これは安価なオプションですが、電気エネルギーの生成に関しては優れています。 さらに、単結晶パネルは見つけやすく、非常に安価です。 サイズはさまざまです。 最も人気のある実行オプションは3x6インチで、0.5V相当を生成します。 これらは私たちにとって十分でしょう。 財政状況にもよりますが、少なくとも100〜200個購入できますが、本日、小型バッテリー、電球、その他の小型電子部品に電力を供給するのに十分なオプションを収集します。

フォトセルの選択

上で述べたように、私たちは単結晶ベースを選びました。 あなたはそれをどこでも見つけることができます。 大量に販売されている最も人気のある場所は、AmazonまたはEbayマーケットプレイスです。

覚えておくべき主なことは、そこで悪意のある売り手に遭遇するのは非常に簡単であるということです。したがって、かなり高い評価を持っている人々からのみ購入してください。 売り手の場合 良い評価、それからあなたはあなたのパネルがあなたが注文した量で壊れていない、よく詰められてあなたに届くと確信するでしょう。

サイトの選択（オリエンテーションシステム）、デザイン、素材

メインの太陽電池が入ったパッケージを受け取ったら、ソーラーアレイを設置するのに適した場所を選択する必要があります。 結局のところ、100％の電力で動作するためにそれが必要になりますよね？ このビジネスの専門家は、太陽電池が天体の天頂のすぐ下に向けられ、西東に目を向ける場所に設置することをお勧めします。 これにより、ほぼ一日中日光を「捉える」ことができます。

太陽電池フレームを作る

• まず、太陽電池のベースを作る必要があります。 それは木、プラスチックまたはアルミニウムである場合もあります。 木とプラスチックが最もよく見えます。 すべてのフォトセルを一列に収めるのに十分な大きさである必要がありますが、同時に、構造全体の中でぶらぶらしてはいけません。

• 太陽電池のベースを組み立てた後、将来的に導体を単一のシステムにするために、その表面に多くの穴を開ける必要があります。

• ちなみに、天候から要素を保護するために、ベース全体をプレキシガラスで覆う必要があることを忘れないでください。

はんだ付け要素と接続

ベースの準備ができたら、要素をその表面に配置できます。 導体を下にして構造全体に沿ってフォトセルを配置します（ドリルで開けた穴に入れます）。

次に、それらを一緒にはんだ付けする必要があります。 インターネット上には、太陽電池をはんだ付けするための多くのスキームがあります。 主なことは、それらを一種の単一システムに接続して、受信したエネルギーをすべて収集してコンデンサに送信できるようにすることです。

最後のステップは、コンデンサに接続され、受け取ったエネルギーをコンデンサに出力する「出力」ワイヤをはんだ付けすることです。

取り付け

これが最後のステップです。 すべての要素が正しく組み立てられていることを確認した後、それらはしっかりと固定され、ぶら下がっていません。プレキシガラスで十分に覆われています。インストールを続行できます。 設置に関しては、ソーラーパネルをしっかりとした土台に取り付ける方が良いでしょう。 建設用ネジで補強された金属フレームは完璧です。 その上に、ソーラーパネルはしっかりと座り、よろめき、気象条件に屈することはありません。

それで全部です！ 最終的には何になりますか？ 30〜50個のフォトセルで構成される太陽電池を作成した場合、これですぐに充電できます。 携帯電話または小さな家庭用電球に火をつけます。 最後にあなたは本格的な自家製を手に入れました 充電器電話、街灯、または小さな庭のランタンのバッテリーを充電するため。 たとえば、100〜200個のフォトセルでソーラーパネルを作成した場合、水を加熱するためのボイラーなど、一部の家電製品に「電力を供給する」ことについてはすでに説明できます。 いずれにせよ、そのようなパネルは購入したものよりも安く、お金を節約できます。

ビデオ-自分の手で太陽電池を作る方法は？

このセクションでは、いくつかの興味深い写真を紹介しますが、同時に シンプルなオプション自分の手で簡単に組み立てられる自家製のソーラーパネル。

太陽電池を購入または製造する方が良いですか？

このパートでは、この記事で学んだすべてを要約しましょう。 まず、自宅でソーラーパネルを組み立てる方法を考えました。 ご覧のとおり、日曜大工のソーラーバッテリーは、指示に従って非常にすばやく組み立てられます。 さまざまなマニュアルを段階的に実行すると、クリーンな電気を提供するための優れたオプション（まあ、または小さな要素に電力を供給するように設計されたオプション）をまとめることができます。

しかし、それでも、太陽電池を購入または製造する方が良いのでしょうか。 当然、購入したほうがいいです。 事実、工業規模で製造されたこれらのオプションは、本来の動作をするように設計されています。 ソーラーパネルを手作業で組み立てる場合、さまざまな間違いを犯して、単に正しく機能しないという事実につながる可能性があります。 当然のことながら、産業用オプションには多額の費用がかかりますが、品質と耐久性が得られます。

しかし、あなたが自分の能力に自信があるなら、 正しいアプローチあなたは、産業用のものより悪くないソーラーパネルを組み立てます。 いずれにせよ、未来は近く、まもなくソーラーパネルはすべての層を買う余裕ができるでしょう。 そして、おそらく、太陽エネルギーの使用への完全な移行があるでしょう。 幸運を！

10年以上の間、人類は既存のエネルギー源を少なくとも部分的に置き換えることができる代替エネルギー源を探してきました。 そして、今日のすべての中で最も有望なのは、風力と太陽エネルギーの2つです。

確かに、どちらも継続的な生産を提供することはできません。 これは、風配図の不一致と日射強度の日ごとの季節変動によるものです。

今日のエネルギー産業は、電気エネルギーを生成するための3つの主要な方法を提供していますが、それらはすべて、何らかの形で環境に有害です。

• 燃料発電業界-最も環境汚染されており、二酸化炭素、すす、無駄な熱が大気中に大量に放出され、オゾン層が減少します。 そのための燃料資源の抽出もまた、自然に重大な害を及ぼします。
• 水力発電非常に重要な景観の変化、有用な土地の洪水、魚資源への損害を引き起こします。
• 原子力-3つの中で最も環境に優しいですが、セキュリティを維持するために非常に大きなコストが必要です。 どんな事故も、自然への取り返しのつかない長期的な損害と関連している可能性があります。 また、使用済み燃料廃棄物の処分には特別な措置が必要です。

厳密に言えば、太陽放射から電気を得るにはいくつかの方法がありますが、それらのほとんどは、機械への中間変換、発電機シャフトの回転、そして電気への変換を使用します。

そのような発電所は存在し、スターリング外燃機関を使用し、効率は良いですが、重大な欠点もあります。できるだけ多くの太陽エネルギーを収集するには、追跡システムを備えた巨大な放物面鏡を製造する必要があります。太陽の位置。

状況を改善するための解決策があると言わなければなりませんが、それらはすべて非常に高価です。

光エネルギーを直接変換することを可能にする方法があります 電気。 そして、半導体セレンの光電効果の現象は1876年にすでに発見されていましたが、シリコンフォトセルの発明により1953年になって初めて、発電用のソーラーパネルを作ることが可能になりました。

このとき、半導体の性質を説明し、実用的な技術を生み出すことを可能にする理論がすでに出てきました。 鉱工業生産。 今日まで、これは真の半導体革命をもたらしました。

太陽電池の動作は、光電効果の現象に基づいています。 半導体p-n本質的に従来のシリコンダイオードである接合部。 結論として、照明を当てると、0.5〜0.55Vの光起電力が現れます。

発電機とバッテリーを使用する場合、それらの間に存在する違いを考慮する必要があります。 三相電気モーターを適切なネットワークに接続することにより、その出力電力を3倍にすることができます。

特定の推奨事項に従って、最小限のリソースと時間のコストで、高周波の電力部分を製造することが可能です パルスコンバータ家庭のニーズに。 このような電源の構造図と概略図を調べることができます。

構造的に、太陽電池の各要素は、単一の回路に接続された複数のそのようなフォトダイオードが形成された、数cm2の面積を持つシリコンウェーハの形で作られています。 このような各プレートは個別のモジュールであり、太陽光の下で特定の電圧と電流を供給します。

このようなモジュールをバッテリーに接続し、それらを並列直列接続で組み合わせると、幅広い出力電力値を得ることができます。

ソーラーパネルの主な欠点：

• 天候や太陽の季節的な高さによって、エネルギー出力の大きな不均一性と不規則性が発生します。
• バッテリーの少なくとも一部が日陰になっている場合は、バッテリー全体の電力を制限します。
• 1日のさまざまな時間における太陽の方向への依存。 バッテリーを最も効率的に使用するには、太陽に対して一定の向きを保つ必要があります。
• 上記に関連して、エネルギー貯蔵の必要性。 最大のエネルギー消費は、その生産が最小のときに発生します。
• 十分な容量の建設には広い面積が必要です。
• バッテリー設計の脆弱性、汚れ、雪などからその表面を絶えず掃除する必要性。
• ソーラーモジュールは25°Cで最も効率的に動作します。 動作中、それらは太陽によってはるかに高い温度に加熱され、それはそれらの効率を大幅に低下させます。 効率を最適なレベルに保つには、バッテリーを冷却する必要があります。

を使用した太陽電池の開発に注意する必要があります 最新の資料とテクノロジー。 これにより、ソーラーパネルに固有の欠点を徐々に解消したり、その影響を軽減したりできます。 そのため、有機モジュールとポリマーモジュールを使用した最新のセルの効率はすでに35％に達し、90％に達すると予想されています。これにより、同じバッテリーサイズで、またはエネルギー効率を大幅に維持しながら、はるかに多くの電力を得ることができます。バッテリーのサイズを小さくしてください。

ちなみに、自動車のエンジンの平均効率は35％を超えていないので、太陽電池パネルのかなり深刻な効率について話すことができます。

入射光のさまざまな角度で等しく効果的に機能するナノテクノロジーに基づく要素の開発があり、それらの位置決めの必要性を排除します。

したがって、すでに今日、他のエネルギー源と比較したソーラーパネルの利点について話すことができます。

• 機械的エネルギー変換や可動部品はありません。
• 最小運用コスト。
• 耐久性30〜50年。
• 静かな操作、有害な排出物はありません。 環境への配慮。
• 可動性。 ラップトップに電力を供給し、バッテリーを充電するためのバッテリー 導かれた懐中電灯小さなバックパックにぴったり収まります。
• 定電流源の存在からの独立。 フィールドで最新のガジェットのバッテリーを再充電する機能。
• 要求がない 外部要因。 太陽電池は、太陽光で十分に照らされている限り、どこにでも、どのような風景にも配置できます。

地球の赤道地域では、平均太陽エネルギーフラックスは平均1.9 kW /m2です。 ロシア中部では、0.7〜1.0 kW /m2の範囲です。 従来のシリコンフォトセルの効率は13％を超えません。

実験データが示すように、長方形のプレートがその平面を南に向け、太陽極大期のポイントに向けられた場合、12時間の晴れた日には、全体の42％以下しか受け取りません。 光束入射角の変化による。

これは、1 kW / m 2の平均日射量で、バッテリー効率の13％とその合計効率42％が、1000 x 12 x 0.13 x 0.42 = 622.2 Wh、つまり0以下の12時間で得られることを意味します。 1m2から1日あたり0.6kWh。 これは完全に晴れた日になる可能性があり、曇りの日ははるかに少なく、冬の月にはこの値を別の3で割る必要があります。

電圧変換損失を考慮して、最適な自動化回路を提供します 充電電流バッテリーとそれらを過充電から保護すること、および他の要素は、0.5 kWh /m2の数値の基礎と見なすことができます。 このエネルギーで、13.8Vの電圧で3Aのバッテリー充電電流を12時間維持することが可能です。

つまり、完全に放電されたものを充電するには 車の電池 60 Ahの容量では、2 m 2のソーラーパネルが必要になり、50 Ahの場合、約1.5m2が必要になります。

このような電力を得るために、10〜300Wの電力範囲で製造された既製のパネルを購入することができます。 たとえば、42％の係数を考慮に入れて、12時間の日中の1つの100 Wパネルは、0.5kWhを提供します。

非常に優れた特性を備えた単結晶シリコンで作られたこのような中国製のパネルは、現在約6400ルーブルで市場に出回っています。 太陽の下では効果が低くなりますが、曇りの日にはより良いリターンが得られます。多結晶-5000r。

電子機器の設置とはんだ付けに一定のスキルがある場合は、同様の太陽電池を自分で組み立てることができます。 同時に、価格の大幅な上昇を期待するべきではありません。さらに、完成したパネルは、要素自体とそのアセンブリの両方の工場品質を備えています。

しかし、そのようなパネルの販売はどこでも組織化されるにはほど遠いです、そしてそれらの輸送は非常に過酷な条件を必要とし、そしてかなり高価になるでしょう。 また、自己製造により、小規模から段階的にモジュールを追加し、出力を上げることが可能になります。

パネルを作成するための材料の選択

中国のオンラインストアとeBayは、 自己製造任意のパラメータを持つソーラーパネル。

最近でも、日曜大工は、製造中に拒否され、チップやその他の欠陥があるプレートを購入しましたが、はるかに安価でした。 それらは完全に機能しますが、電力のリターンがわずかに減少します。 価格が絶えず下落していることを考えると、今ではほとんどお勧めできません。 結局のところ、平均10％の電力を失うと、パネルの有効領域で失われます。 はい、そして壊れた破片のあるプレートで構成されているバッテリーの外観は、かなり手工芸品に見えます。

このようなモジュールは、ロシアのオンラインストアで購入することもできます。たとえば、molotok.ruは、光束1.0 kW/m2の動作パラメータを備えた多結晶素子を提供しています。

• 電圧： アイドル移動-0.55 V、動作中-0.5V。
• 電流：短絡-1.5 A、動作中-1.2A。
• 作業電力-0.62W。
• 寸法-52x77mm。
• 価格29ページ

ヒント：要素は非常に壊れやすく、輸送中に損傷する可能性があることに注意してください。注文するときは、その量にある程度の余裕を持たせる必要があります。

自分の手であなたの家のための太陽電池を作る

ソーラーパネルを作るには、自分で作ったり、既製のフレームを手に取ったりできる適切なフレームが必要です。 その材料の中で、ジュラルミンを使用するのが最善であり、腐食を受けにくく、湿気を恐れず、耐久性があります。 適切な処理と塗装を行うことで、鋼と木材の両方が大気中の降水からの保護に適しています。

ヒント：パネルをあまり大きくしないでください。要素の取り付け、取り付け、およびメンテナンスに不便になります。 さらに、小さなパネルは風損が少ないため、必要な角度でより便利に配置できます。

コンポーネントを計算します

フレームのサイズを決定します。 12ボルトの充電用 酸バッテ​​リー必要 動作電圧 13.8V以上。15Vを基準にしましょう。これを行うには、15 V / 0.5 V=30個のエレメントを直列に接続する必要があります。

ヒント：ソーラーパネルの出力は、保護ダイオードを介してバッテリーに接続し、夜間に太陽電池を介して自己放電しないようにする必要があります。 したがって、パネルの出力は15 V-0.7 V =14.3Vになります。

充電器を入手するには 現在の3.6そして、そのような3つのチェーンを並列に接続する必要があります。つまり、30 x 3=90要素です。 それは私たちに90x29ルーブルの費用がかかります。 =2610ルーブル。

ヒント：ソーラーパネル要素は並列に接続されています。 連続する各チェーンの要素数が等しいことを確認する必要があります。

この電流で、完全に放電したバッテリーの標準充電モードを提供できます。 容量3.6 x 10=36ああ。

実際には、この数字は日中の不均一な日光のために少なくなります。 したがって、標準の60 Ahカーバッテリーを充電するには、このような2つのパネルを並列に接続する必要があります。

このパネルは私たちに提供することができます 電力 90x0.62W≈56W。

または、42％の補正係数で12時間の晴れた日中、56 x12x0.42≈0.28kWh。

要素を15個の6行に配置しましょう。 すべての要素をインストールするには、サーフェスが必要です。

• 長さ-15x52=780mm。
• 幅-77x6=462mm。

すべてのプレートを自由に配置するために、フレームの寸法を900×500mmとします。

ヒント：他の寸法の既製のフレームがある場合は、上記の概要に従って要素の数を再計算し、他のサイズの要素を選択し、行の長さと幅を組み合わせて配置してみてください。

また、次のものが必要になります。

• はんだごて電気40W。
• はんだ、ロジン。
• 取付線。
• シリコーンシーリング材。
• 両面テープ。

製造ステップ

パネルを取り付けるには、均等に準備する必要があります 職場四方八方からの便利なアプローチで十分なエリア。 エレメントプレート自体を側面に別々に配置することをお勧めします。これにより、エレメントプレートが偶発的な衝突や落下から保護されます。 一度に1つずつ慎重に服用してください。

残留電流デバイスは、感電や火災のリスクを軽減することにより、家庭の電気回路の安全性を高めます。 の詳細な紹介 特性 他の種類スイッチ 差動電流アパートと家のために、あなたに言うでしょう。

電気メーターの操作中に、交換して再接続する必要がある状況が発生します-これについて読むことができます。

通常、パネルの製造には、事前にはんだ付けされた要素のプレートを、平らなベース基板上に単一のチェーンに接着する方法が使用されます。 別のオプションを提供します：

1. それをフレームに挿入し、しっかりと固定して、ガラスまたはプレキシガラスの一部を端にシールします。
2. 適切な順序でレイアウトし、両面テープで接着します。要素のプレート：作業側をガラスに、はんだ付けリードをフレームの裏側に貼り付けます。
3. ガラスを下にしてフレームをテーブルに置くと、エレメントのリードを簡単にはんだ付けできます。 実施します 電気設備選択に応じて 回路図インクルージョン。
4. 最後に裏面のプレートを粘着テープで接着します。
5. シートラバー、ボール紙、ファイバーボードなど、ある種のダンピングパッドを配置します。
6. 後壁をフレームに挿入してシールします。

必要に応じて、代わりに 後壁背面のフレームに、エポキシなどのある種の化合物を充填できます。 確かに、これはすでにパネルを分解して修理する可能性を排除します。

もちろん、小さな家でも50Wのバッテリー1本では十分ではありません。 しかし、その助けを借りて、最新のLEDランプを使用して照明を実装することはすでに可能です。

都市に住む人々が快適に暮らせるようにするには、現在、1日あたり少なくとも4kWhの電力が必要です。 家族の場合、そのメンバーの数に応じて。

その結果、家族のための民家の太陽電池から 3人 12kWhを提供する必要があります。 太陽エネルギーのみで家に供給することになっている場合、少なくとも12 kWh / 0.6 kWh / m 2 \ u003d 20m2の面積の太陽電池が必要になります。

このエネルギーは、12 kWh / 12 V = 1000 Ahの容量のバッテリー、または60Ahの約16個のバッテリーに保存する必要があります。

通常の操作の場合 バッテリーソーラーパネルとその保護には、充電コントローラーが必要です。

12VDCを220VACに変換するには、インバーターが必要です。 現在、市場にはすでに12または24Vの電圧に十分な数の電気機器があります。

ヒント：低電圧電源ネットワークでは、電流がはるかに大きいため、強力な機器への配線には、適切なサイズの配線を選択する必要があります。 インバータを備えたネットワークの配線は、通常の220V方式に従って行われます。

結論を下す

エネルギーの蓄積と合理的な使用の条件の下で、今日でさえ、非伝統的なタイプの電力産業は、その発電の総量の着実な増加を生み出し始めています。 それらは徐々に伝統的になっているとさえ主張することができます。

近年大幅に減少している現代の家電製品のエネルギー消費量を考えると、省エネの使用 照明器具新技術の太陽電池の効率が大幅に向上し、今でも小さな電池に電力を供給できると言えます 民家の 南部の国々年間多くの晴れた日があります。

ロシアでは、複合電源システムのバックアップまたは追加のエネルギー源として使用される可能性があり、効率を少なくとも70％に高めることができれば、電力の主要な供給者として使用することは非常に現実的です。

太陽エネルギーを自分で集めるための装置を作る方法に関するビデオ

代替電源から電気を得るのは非常に費用がかかります。 たとえば、既製の機器を購入するときに太陽エネルギーを使用するには、かなりの金額を費やす必要があります。 しかし、今日では、既製の太陽電池やその他の即興の材料から、夏の住居や民家のために自分の手でソーラーパネルを組み立てることが可能です。 そして、必要なコンポーネントを購入して構造を設計する前に、太陽電池とは何か、そしてそれがどのように機能するかを理解する必要があります。

太陽電池：それは何ですか、そしてそれはどのように機能しますか

この課題に初めて直面した人々は、すぐに「太陽電池の組み立て方は？」という質問をします。 または「太陽電池の作り方は？」。 しかし、デバイスとその動作原理を研究した後、このプロジェクトの実装に関する問題は自然に消えます。 結局のところ、設計と動作原理は単純であり、家庭で電源を作成するときに問題を引き起こすことはありません。

太陽電池（SB） - これらは、太陽から放出されたエネルギーを電気エネルギーに光電変換するものであり、要素の配列の形で接続され、保護構造で囲まれています. コンバーター - 直流発電用シリコン半導体素子。 それらは3つのタイプで生産されます：

• 単結晶;
• 多結晶;
• アモルファス（薄膜）。

デバイスの動作原理はに基づいています 光電効果。 フォトセルに当たる太陽光は、シリコンウェーハの各原子の最後の軌道から自由電子をノックアウトします。 バッテリーの電極間で大量の自由電子が移動すると、 D.C.。 次に、に変換されます 交流電流家庭用電化用。

フォトセルの選択

自宅でパネルを作成する設計作業を開始する前に、3種類の太陽エネルギー変換器のいずれかを選択する必要があります。 適切な要素を選択するには、それらの技術的特性を知る必要があります。

• 単結晶。 これらのプレートの効率は12〜14％です。 ただし、それらは入る光の量に敏感です。 わずかな曇りにより、発電量が大幅に減少します。 30年までの耐用年数。
• 多結晶。 これらの要素は、7〜9％の効率を生み出すことができます。 しかし、それらは照明の質に影響されず、曇りや曇りの天候でも同じ量の電流を供給することができます。 運用期間-20年。
• まとまりのない。 フレキシブルシリコンから製造。 それらは約10％の効率を生み出します。 天候の良さにより、発電量が減少することはありません。 しかし、高価で複雑な生産はそれらを入手することを困難にします。

SBを独自に製造する場合は、タイプBコンバーター（2年生）を購入できます。 これには小さな欠陥のあるセルが含まれます。一部のコンポーネントを交換しても、バッテリーのコストは市場価格の2〜3分の1になります。これにより、コストを節約できます。

民家に代替エネルギー源からの電力を供給するためには、最初の2種類のプレートが最適です。

サイトの選択と設計

バッテリーは、次の原則に従って配置するのが最適です。 高いほど良い。 家の屋根がいいでしょう。木や他の建物から影が出ることはありません。 天井の構造が設備の重量を支えることができない場合、場所は、ほとんどすべての太陽からの放射を知覚するコテージの領域で選択する必要があります。

組み立てられたパネルは、次のような角度で配置する必要があります 太陽光線はシリコンセル上で可能な限り垂直に落ちました。 理想的なオプションは、設置全体を太陽の方向に修正する機能です。

自分の手で電池を作る

なぜなら、太陽電池から220Vの電気を家やコテージに供給することはできません。 そのようなバッテリーのサイズは巨大になります。 1枚のプレートで電流が発生します 電圧0.5 B.最良のオプションはSBと 定格電圧 18 V.これに基づいて、デバイスに必要なフォトセルの数が計算されます。

フレームアセンブリ

まず第一に、自家製の太陽電池は必要です 保護フレーム（ケース）。 それは30x30mmのアルミニウムの角から、または自宅の木製の棒から作ることができます。 棚の1つに金属プロファイルを使用する場合、面取りは45度の角度でヤスリで除去され、2番目の棚は同じ角度で切り取られます。 端を機械加工して必要な寸法にカットされたフレームパーツは、同じ材料の正方形を使用してねじられています。 保護ガラスは、シリコーンの完成したフレームに接着されています。

プレートはんだ付け

家庭で元素をはんだ付けするときは、それを知っておく必要があります 電圧を上げる接続する必要があります 続けて、および 電流の増加 - 平行。 フリントウェーハはガラス上に配置され、両側で5mmのギャップが残されます。 このギャップは、加熱中に要素が熱膨張する可能性を補正するために必要です。 トランスデューサーには2つのトラックがあります。 プラス"、 他のと - " マイナス"。 すべての部品が1つの回路に直列に接続されています。 次に、回路の最後のコンポーネントからの導体が共通バスに出力されます。

夜間や曇りの天候でのデバイスの自己放電を回避するために、専門家は「中間」ポイントからの接点に31DQ03ショットキーダイオードまたは同等のものを取り付けることを推奨しています。

マルチメータではんだ付け作業を終えたら、出力電圧を確認する必要があります。これは、民家に完全に電力を供給するために18〜19Vである必要があります。

パネルアセンブリ

はんだ付けされたトランスデューサーは完成したケースに入れられ、次に 各フリントエレメントの中央にシリコンを塗布、そして上からそれはそれらの固定のためにファイバーボード基板で覆われています。 その後、構造物を蓋で閉じ、 すべての接合部はシーラントまたはシリコーンで密封されています。 完成したパネルは、ホルダーまたはフレームに取り付けられます。

即興素材のソーラーパネル

購入したフォトセルからSBを組み立てるだけでなく、アマチュア無線家が持っている即興の材料（トランジスタ、ダイオード、フォイル）から組み立てることもできます。

トランジスタ電池

これらの目的のために、最も適切な部品は次のとおりです。 KT型トランジスタまた P。 中にはかなり大きいです シリコン半導体素子、電気を生成するために必要。 必要な数の無線コンポーネントを取り出したら、それらから金属カバーを切り取る必要があります。 これを行うには、それをテスクに固定し、金属用の弓のこで上部を慎重に切り取る必要があります。 中にはフォトセルとして機能するプレートがあります。

キャップが切断されたバッテリー用トランジスタ

これらの部品にはすべて、ベース、エミッター、コレクターの3つの接点があります。 SBを組み立てるときは、電位差が最大になるため、コレクタジャンクションを選択する必要があります。

組み立ては、任意の誘電体材料から平面上で実行されます。 トランジスタを別々の直列回路にはんだ付けする必要があります。、そしてこれらのチェーンは順番に 並列接続します。

完成した電流源の計算は、無線コンポーネントの特性から行うことができます。 1つのトランジスタは0.35Vの電圧と0.25μAの短絡電流を生成します。

ダイオード電池

ダイオード太陽電池 D223B実際に電気の源になることができます。 これらのダイオードは 最高電圧で、ペンキで覆われたガラスケースで作られています。 完成品の出力の電圧は、太陽の1つのダイオードが350mVを生成するという計算から決定できます。

1. 必要な数の無線部品を容器に入れ、アセトンまたは他の溶剤を入れて数時間放置します。
2. 次に、非金属材料から適切なサイズのプレートを取り出し、電源コンポーネントをはんだ付けするためにマークアップする必要があります。
3. 一度濡れると、塗料は簡単にこすり落とすことができます。
4. マルチメータを装備し、太陽の下または電球の下で、正の接触を判断して曲げます。 ダイオードは垂直にはんだ付けされています、 なぜなら この位置では、結晶は太陽のエネルギーから電気を生成するのに最適です。 したがって、出力では次のようになります。 最大電圧、太陽電池によって生成されます。

上記の2つの方法に加えて、電源はフォイルから組み立てることができます。 に従って作られた自家製の太陽電池 ステップバイステップの説明、以下で説明するように、非常に低い電力にもかかわらず、電気を生成することができます。

1. DIYの場合は 銅箔 45平方 カットピースは、表面から脂肪を取り除くために石鹸液で処理されます。 また、グリースの染みが残らないように手を洗うことをお勧めします。
2. エメリーが必要 保護酸化膜を除去しますおよび切断面からの他の種類の腐食。
3. バーナーに 電気タイルパワーも少なくない 1.1 kWホイルのシートを置き、赤オレンジ色の斑点が形成されるまで加熱します。 さらに加熱すると、得られた酸化物は酸化銅に変換されます。 これは、作品の表面の黒い色によって証明されています。
4. 酸化物の形成後、加熱を継続する必要があります 30分以内十分な厚さの酸化皮膜を形成します。
5. 揚げるプロセスが停止し、シートはオーブンと一緒に冷えます。 ゆっくりと冷却すると、銅と酸化物は 異なる速度、後者は簡単に剥がれ落ちます。
6. 流水の下で 酸化物残留物が除去されます。 この場合、酸化物の薄層を傷つけないように、シートを曲げて小片を機械的に引き剥がすことは不可能です。
7. 2枚目は1枚目のサイズに合わせてカットします。
8. 首を切った2〜5リットルの容量のペットボトルに、2枚のホイルを入れる必要があります。 ワニのクリップでそれらを固定します。 それらは、それらが 接続しませんでした.
9. 加工品にはマイナス端子を、2番目の部品にはプラス端子を接続します。
10. 塩溶液が瓶に注がれます。 彼の レベルは電極の上端から2.5cm下にある必要があります。 混合物を準備するには 塩大さじ2-4（ボトルの容量によって異なります）少量の水に溶かします。

すべてのソーラーパネルは、電力が低いため、夏の家や民家に電気を供給するのには適していません。 しかし、それらはラジオの電源として機能したり、小型電化製品を充電したりすることができます。

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代替エネルギーを使用して光熱費を節約することを決定したすべての所有者が、現代のソーラーパネルの高価格に満足しているわけではありません。 自作の太陽電池は彼からそのような不満を奪うことができます。 電力などの指標としては決して劣らないことから、有名メーカーのソーラーパネルの本格的な代替品と言えます。

製造の主な段階

ほとんどのプロジェクトでは、次のとおりです。

1. フレームアセンブリ。
2. 基板製造。
3. 感光性要素の準備とそれらのはんだ付け。
4. プレートを基板に取り付ける。
5. ダイオードとすべてのワイヤを接続します。
6. シーリング。

感光板の選択

それらは、インストールされる将来の主要な要素です。 自宅で行われるインストール全体のパワーが依存するのは、それらの機能からです。 産業用オプションの場合と同様に、自宅では、次のものをインストールできます。

1. 単結晶プレート。
2. 多結晶プレート。
3. アモルファス結晶。

前者は作成することができます 最大数電流。 ただし、このパフォーマンスは、優れた照明条件で表されます。 照明の強度が弱くなると、効率が低下します。 多結晶プレートを備えたパネルは、このような条件でより生産的になります。 照明が不十分な場合でも、通常の低効率を維持します（メーカーの指示によると、7〜9％に達します）。 単結晶のものは13％に等しい効率でお願いします。

について アモルファスシリコン、それからそれは性能ではるかに遅れます、しかしそれは柔軟性がありそして衝撃に対して無防備であるため、それは最も高価です。 お金を節約するために自分の手でソーラーパネルを組み立てたいので、間違いなく、それは適合しません。

やや不愉快な事実は、最高の感光性要素でさえも多くのお金がかかるということです。 ただし、これは単一の欠陥がないプレートに適用されます。 欠陥のある製品はわずかに電力が少なく、はるかに安価です。。 メーカーは高価な製品にそれらを使用することはできません。 自家製の電流源に使用する必要があるのはこれらのフォトセルです。

市場では、あるいは世界で最も人気のあるオンラインストア（これがオファーの数が最も多い場所です）では、さまざまなサイズの写真乾板を販売しています。 バッテリーについては、同じ寸法の感光性エレメントを購入する必要があります。 プロジェクトを購入するとき、そしてさらに良いことに、プロジェクトを開発するときは、次のニュアンスを考慮する価値があります。

1. 異なるサイズのフォトセルは、異なる強度の電流を生成します。 サイズが大きいほど、電流が大きくなります。 この場合、最小の要素の現在の強度によって制限されます。 また、2倍の寸法のプレートをパネルに配置してもかまいません。 パネルは、最小の要素によって生成された電流が持つ力で電流を放出します。 したがって、大きな要素は少し「休む」でしょう。
2. ストレスはサイズに依存しません。。 要素の種類によって異なります。 もちろん、プレートを直列に接続することで増やすことができます。
3. 民家やコテージのインスタレーション全体の力は 電圧と電流の積.

パネル特性の計算

ソーラーパネルは、12ボルトのバッテリーを簡単に充電できるような電流を生成する必要があります。 それらの再充電には、高電圧の電流が必要です。 ソーラーパネルによって生成される電流の電圧が18Vの場合、これは非常に優れています。

もちろん、小さな感光性要素のどれもそのような電圧を生成しません。 多くの場合、この特性は1 V未満です。したがって、購入する前に、そして民家のバッテリープロジェクトを作成する場合は、1つのフォトセルが生成できる電流の特性を確認する必要があります。 多くの場合、売り手はこれらの番号を示します。

たとえば、1つのプレートに0.5Vの電圧の電流が流れます。ソーラーパネルの出力で18Vを得るには、36個のフォトセルを直列に接続する必要があります。 このような場合、合計電圧は、すべての感光板で得られた電流の電圧の合計に等しくなります。 での現在の強さ シリアル接続変更されません。 したがって、それは最小のフォトセルを与えるインジケータに等しくなります。

必要に応じて 電流を増やす、追加の数のプレートを取り付けて、それらを並列に接続する必要があります。 総電流は、並列に接続された各プレートによって生成された電流の合計になります。

上記を要約すると、夏の家または民家の屋根に設置されるソーラーパネルの計算は次のように行われます。

1. 、太陽電池によって「供給」されます。
2. 最小のフォトセルの機能を決定します。 これは、売り手から、そしてあなた自身の両方から、それを光に当てて電圧と現在の強さを測定することによって見つけることができます。
3. パネル自体の電圧と電流を決定します。 たとえば、18Vと3Aです。これらの値により、パネルの電力を調べることができます。 18x3=54ワットになります。 数時間の作業 LEDランプもういい。
4. 光源のパワーと電化製品のパワーを比較してください。 必要に応じて、電流の主なパラメータを調整します。 つまり、それらは電力を変更し、それとともに電圧または電流の強さを変更します。 計算する 適切な量パネル。
5. 1つのパネルに必要なフォトセルの数が計算されます。 必要な特性を備えた電気を与えるようなものでなければなりません。 同時に、1列のプレートの数が決定され、それらの接続方法が考慮されます。

どのように関連するプロジェクトのほとんどは、1m²の面積を持つ製品の製造を含みます。 多くの場合、そのようなバッテリーの電力は約120ワットです。 10枚のパネルで1kW以上になります。 あなたが完全にあなたの家に無料で提供することを計画しているなら 電気エネルギー、次に、20平方メートルを超える\ u200b\u200bの総面積を提供するプロジェクトを開発する必要があります。 m。日当たりの良い側や照明の強度が非常に高い場所に配置すると、月間300kWの電力需要をカバーできます。 平均的な家でも、この数字は大きいです。

ソーラーパネルフレームを作る

アルミビール缶やホイルロールなど、手元にあるあらゆる材料から組み立てることができます。 あなたはそれらから良い空気太陽集熱器を組み立てることができるので、あなたはそのような缶を捨てるべきではありません。 それは太陽の熱を蓄積し、それをビール缶から家の真ん中に移します。

フレームの製造材料は次のとおりです。

1. 木材と合板、およびファイバーボード。
2. アルミコーナー。
3. ガラス。
4. プレキシグラス。
5. ポリカーボネート。
6. プレキシガラス。
7. ミネラルガラス。

フレームは最初の2つの段落で提示された材料から作られています。

木製フレーム

プロジェクトに木材とチップボードの使用が含まれる場合、自宅でフレームを作成するプロセスには、次の手順が含まれます。

1. 切断 厚さ2cmの木製スラットカットに。 それらの長さは、フレームの寸法によって異なります。 それらは、写真乾板の5mmの距離にある列の長さと幅を調べることによって決定されます。
2. フレームにレールを組み立てるそしてそれらをネジで固定します。ネジはその前に2つの空のビール缶の近くにある可能性があります。 フレームの中央で、1〜2本のクロスバーを作成できます。 彼らの存在は欲望に依存します。 確かに、この場合、感光プレートを2〜3グループに分割する必要があります。
3. 厚さ10mmの合板の大きなシートまたは小さなシートを1枚または数枚カットします。
4. 合板のカット片をフレームに固定します。
5. 小さな穴のフレームの下側と中央側に穴を開けます。 片側に最大5つの穴が開けられます。 それらは、将来のソーラーパネルの加熱中の圧力を均等にするため、および水分を除去するために必要です。
6. 写真乾板用のチップボード基板からの切断。 プロジェクトによると、フレームの中央に配置する必要があります。 したがって、その寸法は、フレームの幅と長さよりも、側面の厚さに2を掛けた量だけ小さくする必要があります。フレーム内の基板はまだ固定されていません。 それは他の即興の材料の近くに置かれ、その中でビール缶やアルミホイルはニーズに合わせることができます。
7. すべての要素をライトペイントでペイントする。 それはいくつかの層で適用されなければなりません。 ペイントは特別でなければなりません。 まず第一に、それは太陽の下で色あせてはいけません。 その色は明るいはずです。 白が最高です。 これは、光線を反射し、その一部を半導体ウェーハで捕捉できるためです。

ガラスまたは類似体の形の透明な部分は、最後に固定されています。

ここで注目に値するのは、自分の手で太陽電池を作るには、ミネラルガラスを使用するのが最善であるということです。 赤外線を完全に吸収し、パネルを加熱から保護し、衝撃に耐えることができます。 しかし、それは高価であり、それはビデオでしばしば言及されます。 最悪のオプションは、ポリカーボネートとガラスです。 後者は重く、ビール缶のように衝撃に耐えられません。

アルミフレーム

プロジェクトが提供する場合 アルミコーナー35mmの使用、その後、自宅のフレームは次のようになります。

1. 角を希望の長さのセグメントにカットします。 この場合、片側の反対側のエッジは45°の角度でカットされます。
2. カットされていない側面の端の近くに穴が開けられます。 同様のものは、角がカットされた側面の中央と端の近くで作られています。
3. フレームを作成するように四隅を折ります。
4. フレームの角に長さ35mm、サイズ50x50 mmの角を適用し、ハードウェアで固定します。
5. アルミコーナーの内面にはシリコンシーラントを塗布しています。
6. ガラスをシーラントの上に置き、軽く押します。 シーラントが完全に乾くのを待ちます。 その間、インターネットで公開されているさまざまなビデオやプロジェクトを見て、ビール缶から太陽集熱器を作成する秘訣を学ぶことができます。
7. ガラス瓶の近くにある可能性のあるハードウェアでガラスを固定します。 ガラスの角と両側の中央に設置する必要があります。
8. ほこりからガラスをきれいにします。

感光板のはんだ付け

感光性エレメントは非常に壊れやすいため、この作業には細心の注意が必要です。 小さな負荷はそれらの破壊につながります。

プレートには、はんだ付けされた導体がある場合とない場合があります。 要素をはんだ付けするだけでよいので、最初のオプションが最適です。 2番目のオプションでは、自宅で半導体ウェーハに導体をはんだ付けする必要があります。 これは次のように実行されます。

1. 平らな導体を薄いストリップにカットします。 それらの長さは、プレートの幅の2倍よりわずかに短くする必要があります。
2. プレートの前面の導体と接触する部分を酸を含まないフラックスで潤滑します。
3. 導体を適用し、その突出端を重い物体で固定します。 もう一方の端をはんだ付けします。 はんだごての電力は60〜80ワットである必要があります。 はんだは錫を使用しています。 バスのはんだ付けが不十分な場合にのみ、接点を錫メッキする必要があります。

さまざまなビデオによると、要素を単一のシステムにはんだ付けすると、次のことが可能になります。

1. 裏側が上になるようにプレートを裏返します。
2. 基板上のフォトセルの配置。 それらは、互いに同じ距離（5 mm）で目的の順序で配置されます。 以前に描画したマークアップに従ってこれを行うのが最善です。
3. 連絡を続ける 底部側隣接するプレートのワイヤーをはんだ付けします。 これはそれがどうなるかです シリアル接続フォトセル。
4. その後、プロジェクトによると、各プレートの裏側の中央にシーラントが塗布されます。 はんだ付けされた列を裏返し、マークアップに従って再度配置し、軽く押します。
5. 行が直列に接続されていることを確認するために、偶数行は180°回転されます。
6. 列は、両端に配置された2本のタイヤにはんだ付けされています。 同時に、奇数列の「+」接点と偶数列の「-」接点が1つのバスにはんだ付けされます。 「-」接点は前面にあり、「+」接点は背面にあります。 奇数列の「-」接点と偶数列の「+」接点は、もう一方のバスにはんだ付けされています。

太陽光のエネルギーポテンシャルは巨大です。その影響は、地球上に暴力的な生命が存在し、エネルギーを積極的に消費して処理する知的な人の出現につながったためにのみ推定できます。 何十億年もの間、太陽のエネルギーの一部は、抽出と処理のために比較的簡単にアクセスできる形で死んだ有機体（鉱物）の堆積物に蓄積されてきました。

しかし、環境汚染と地球の腸の限られた供給は、人類に太陽光のエネルギーの直接使用の可能性を新たに見直すことを余儀なくさせています。

エネルギーにおける人類の現在のニーズを満たすには、サハラ砂漠の比較的狭い地域を太陽光発電所で満たすだけで十分です。 電気は使用と処理に最も便利なエネルギーの形態であるため、 直接変換太陽電池からのソーラーパネルを使用して、太陽の光を電気に変換します。

赤い四角は、それぞれ地球、ヨーロッパ、ドイツのエネルギー需要を満たすために太陽光発電所を収容するために必要な面積を示しています。

フォトセルの動作原理

フォトセルは、光子のエネルギーを電気に変換する装置です。 現在、に基づいて半導体光電コンバータを作成するための有望な技術 内部光電効果。 内部光電効果により、電子は放射線の影響下で半導体内のエネルギー状態に応じて再分配されます。

内部光電効果の図と説明

光エネルギーの電気への変換は、不均一な半導体構造で発生します。 構造の不均一性は、ドーピング、結合、および変更によって作成されます 化学組成半導体。 したがって、放射線の影響下で半導体のバンドギャップに変化の勾配があり、それが起電力の出現につながる。

光電効果の適用の説明

フォトセルの効率は、次の要因に依存します。

• 半導体の光伝導性;
• 投影された光の散乱と反射。
• 放射線の一部を変換せずに光電変換器に通します。
• 得られた光電子対の再結合;
• フォトセルの内部抵抗;
• その他の物理的および化学的特性。

光電効果の基本法則

アマチュア無線家は、ダイオードやトランジスタを切断して半導体接合を照明すると、素子の端子に小さな電位が発生する可能性があることを知っています。 この効果は、自作の感光性センサーやデモンストレーションエイドを作成するためによく使用されますが、この方法は、光をエネルギーに大規模に変換するには不採算です。

プロセスの技術的な複雑さのために、家庭で太陽電池を「ゼロから」作ることができないことは明らかです。したがって、一般消費者にとって、既製の太陽電池から生成パネルを作成することは理にかなっています。自分の手。

保護輸送パッケージのソーラーパネル用の既製の太陽電池

フォトセルの効率

半導体接合の有効バンドギャップは、波長（発光スペクトル）に依存します。 そのため、カスケード技術が実験室および工業用フォトセルで使用されるようになり、光をスペクトルに分離し、狭い範囲の光波用に設計された光電子変換器を個別に照射することが可能になりました。

これらの技術には、実験室での複雑な研究​​を使用した、科学のさまざまな分野での知識の使用が含まれます。 フォトセルの製造に、さまざまな不純物を含むシリコンウェーハ 化学元素と接続。 太陽エネルギーを電気に変換するための有益な見通しは、無線電子機器の生産に匹敵する電力で、業界全体の発展を可能にしました。

フォトセルメーカーは、光学および 電気的性質多段構造を使用して、コーティング、反射防止コーティングの作成によるフォトセル。

現時点では、光から電気への工業的変換の平均効率（効率）は約14％であり、最良のサンプルでは約25％です。 実験室の条件では、約45％の効率が達成されています。

発電バッテリーの形成

ソーラーパネルの動作原理は フォトセルの接続バッテリーに蓄積された電気を生成する1つの構造に変換し、その後、工業用電圧と周波数の電気に処理します。

フォトセルは、他のバッテリーと同様に、直列に接続すると、より多くの電圧を供給します。 並列接続出力電流が増加し、バッテリーの総内部抵抗が減少します。

太陽電池を形成するこの原理はスケーラブルです。つまり、個々のフォトセルを接続する場合と、組み立て済みのアセンブリを1つのパネルに接続する場合の両方に適用できます。

半導体接合部の寸法はミクロン単位で測定されるため、メーカーは、出力特性（電圧、電流、電力）を持ち、バッテリーでのさらなる組み合わせに適した既製のフォトセルに光電子コンバーターを組み合わせます。

自分の手でソーラーパネルを作る前に、インバーターに接続されて生成するバッテリーの充電電流から計算される予想出力電力を知る必要があります 主電源電圧。 したがって、知っている 最大電流既存のバッテリーを充電すると、その効率を考慮して、ソーラーバッテリーに必要なフォトセルの数と面積を計算できます。

太陽電池用アクセサリー

下の図からわかるように、さまざまな容量の太陽電池用の太陽電池の生産における世界のリーダーは、中国とドイツです。 そのため、ほとんどの場合、太陽光発電所の大手メーカーや個人ユーザーがインターネット経由で注文し、中国の太陽電池を購入して発電パネルを組み立てています。

太陽エネルギーを電気に変換するための太陽電池の生産における成長のダイナミクス

フォトセルプレートは非常に壊れやすいため、フォトセルを曲げや環境の影響から保護するには、強力な構造が必要です。 この設計は以下を提供する必要があります。

• 信頼性のある 電気接続フォトセル;
• アセンブリの幾何学的パラメータの強度と不変性。
• 機械的損傷に対する保護;
• 湿気、降水、ほこり、汚れからの保護。
• 低光反射（反射防止コーティング）;
• 保護ガラスの透明度が良い。

最新の技術によりソーラーパネルが柔軟になり、設置の問題が大幅に軽減されます。

メーカーは、独自の組み立て、設置、接続のニュアンスを持つさまざまなサイズとタイプのフォトセルを提供しています。 また、しばしば添付されたフィルム アンチグレアマスターが組み立てられたソーラーパネルに自分自身を適用しなければならないコーティング。 したがって、ソーラーパネルを組み立てる前に、購入した太陽電池について入手可能なすべてのドキュメントを注意深く調べる必要があります。 以下のビデオは、最も人気のあるフォトセルの概要を示しています。

太陽電池から電気を得る

太陽電池の出力電流と電圧は、光線の密度と太陽光線の入射角に依存することを覚えておく必要があります。 そのため、曇りの日や朝夕は、晴れた正午よりもバッテリーの出力が数分の1になります。

気象条件を変更することはできませんので、を使用して太陽電池に向けられる光線の総数を増やすことが可能です リフレクター箔から作られました。

自家製のフォイルリフレクターを使用すると、ソーラーパネルの効率を大幅に向上させることができます

原則として、太陽電池パネルは、正午に空にある太陽からの仮想線に対して垂直に設置されます。 言い換えれば、ソーラーパネルの領域に配置された垂線は影を落とすべきではありません。 この設置角度は、季節の変化に応じて変化します。夏至の日に、太陽は最高点で地平線から昇ります。

ほとんどの場合、ソーラーパネルは恒久的に調整なしで設置され、時には家の屋根の異なる側にさえ設置され、1日の特定の時間にのみ効率的な発電を受けます。

ソーラーパネルの効率を最大化するには、空を横切る太陽の動きを追跡し、パネルを入射光線に対して垂直に向けるデバイスを設置する必要があります。

太陽電池は、日中の太陽の動きを追跡する回転装置に取り付けられています。

太陽電池は持っている必要があります 充電コントローラー正しい充電電流パラメータを維持するため。 最も好ましい期間の充電電流を観察し、必要な時間を記録することで、ソーラーパネルの面積の増加または追加のバッテリーの設置を計画することができます。

ソーラーパネルをバッテリーに接続するのが最も簡単なため、逆電流放電を防ぐために、ソーラーパネル間にダイオードを直列に接続することをお勧めします。