Как самому сделать солнечную батарею для дома: Солнечная батарея своими руками: пошаговый мастер-класс

Солнечная батарея своими руками: пошаговый мастер-класс

Многие компании в интернете реализуют уже готовые собранные панели, которые напрямую подключаются к потребителю. Но, такие устройства имеют куда большую стоимость, чем отдельные элементы. В связи с особенностью климатического пояса полностью перейти на солнечную электроэнергию у вас вряд ли получится, поэтому и готовые солнечные батареи смогут окупиться только через 10  — 40 лет. Чтобы сэкономить на дорогостоящих заводских панелях, куда выгоднее приобрести фотоэлектрические модули, комплектующие к ним и заняться сборкой ячеек в единую солнечную батарею самостоятельно.

Какой вариант выбрать?

Первое, что вам нужно – приобрести фотоэлектрический преобразователь. Различные модели предлагаются как отечественными производителями, так и зарубежными. Наиболее дешевыми  вариантами являются китайские кремниевые фотоэлементы. Они имеют ряд недостатков, но, в сравнении с американскими и отечественными, куда более дешевые.

  Все модели, в зависимости от типа, подразделяются на три вида:

• монокристаллические модули – состоят из искусственно выращенных кристаллов достаточно больших размеров. Отличаются самым высоким КПД в 13 – 26% и самым длительным сроком эксплуатации в 25 лет. Недостатком солнечных батарей на их основе является снижение максимального КПД в течении периода эксплуатации.
• поликристаллические фотоэлементы – в сравнении с предыдущими имеют куда меньший срок эксплуатации, как заявляет производитель – 10 лет. Также они могут выдать только 10 – 12% КПД, в с равнении с предыдущими, зато этот параметр остается постоянным для них в течении всего периода работы.
• аморфные батареи – это пленочные батареи, в которых на гибкую основу нанесен аморфный кремний. Такие фотоэлементы появились сравнительно недавно и могут наклеиваться на любые поверхности – окна, стены и т.д. Они характеризуются самым низким КПД – 5 – 6%.

Выбор определенного типа зависит от ваших пожеланий  и поставленных задач. К примеру, если количество солнечного излучения сравнительно невелико в вашем регионе, лучше устанавливать  монокристаллические преобразователи, так как у них самый высокий КПД.

Подготовка инструментов и выбор материалов

Помимо преобразователей, для сборки полноценной солнечной панели вам понадобятся такие материалы:

• Припой – для солнечной батареи необходимы легкоплавкие оловянные сплавы.
• Соединительные провода – подбираются однопроволочные медные марки. Для соединения монокристаллических и поликристаллических пластин применяются голые проводники, а для отвода электроэнергии изолированные.
• Рамка – создает основной каркас, в котором располагается вся солнечная батарея. Состоит из основания – ДСП, USB, фанеры и прочих, металлических или деревянных планок, уголков и саморезов для их соединения.
• Стекло или полимерная пластина – создают защитный слой поверх монокристаллических пластин, также, в сочетании с рамой, служат для скрытия элементов от воздействия атмосферных осадков и механических воздействий.
• Герметик – наилучшим материалом для герметизации является эпоксидный компаунд, но это достаточно дорогостоящее удовольствие, поэтому его можно заменить силиконовым герметиком.
• Аккумуляторная батарея – предназначена для накопления электрической энергии в светлое время суток с целью дальнейшего использования. Экономить при выборе батареи не стоит, так как качественная модель прослужит гораздо дольше.
• Инвертор – используется для преобразования постоянного напряжения в переменное. Преобразователь напряжения необходим для подключения к солнечной батареи любых бытовых приборов.

Из инструментов вам пригодиться ножовка, дрель, шуруповерт или обычная отвертка для закручивания саморезов, мультиметр или амперметр для определения работоспособности солнечной батареи, паяльник.

Составление проекта

На этапе подготовки проекта необходимо определить наиболее подходящее место для установки солнечной батареи. Определите, с какой стороны участка находиться больше всего солнечных лучей, не падает тень от деревьев и других построек. Место установки может быть на земле, скатах крыши, стенах или отдельно стоящих конструкциях. К примеру, если вы хотите установить солнечную батарею на крыше, следует убедиться, что конструкция выдержит ее вес.

Из-за того, что максимальная производительность моно- и поликристаллических ячеек обеспечивается исключительно при перпендикулярном попадании на них солнечных лучей, желательно собрать для них регулируемую конструкцию. Которая позволит изменять угол наклона солнечной батареи, в зависимости от времени года или даже времени суток. Так как положение источника света в различные периоды года и суток значительно отличаются (рисунок 1).

Рис. 1: зависимость положения солнца от времени года

Также обратите внимание, что в стационарно установленной батарее, к примеру, вырабатывающая в идеальных условиях 7 кВт/ч, утром и вечером будет вырабатыватся только 3 кВт/ч. Соответственно, при установке только в одном положении, батарея будет выдавать номинальную мощность лишь несколько месяцев в году. Если вы решите монтировать ее в стационарном положении, панели следует располагать под углом от 50 до 60º, для регулируемых устанавливается два предела – зимний в 70º и летний в 30º, а в промежуточный период, их наклоняют как стационарные.

Чтобы определить количество пластин, необходимо подсчитать, какой электрический ток или мощность генерирует одна из них или 1 м

2. Как правило, 1 м² выдает порядка 125 Вт, поэтому чтобы получить около 2,5 кВт для бытовых нужд, необходимо установить 20 м² панелей.

Порядок изготовления солнечной батареи

Элементы на поли- или монокристаллическом кремнии необходимо объединить в единую панель. Для этого осуществляется пайка контактов к проводникам. Порядок пайки следующий:

• Оголенные проводники нарежьте одинаковыми отрезками под лекало, такой длины, чтобы она в два раза превышала размер элемента солнечной батареи. Рисунок 2: отмерьте проводники с помощью лекала
• Выложите модули на ровную поверхность (секло, лист фанеры, стол и т.д.).
• Очистите электрические контакты и полудите оловом, накладывать большое количество припоя сюда не нужно, достаточно слегка покрыть контакт. Рисунок 3: полудите контакты
• Припаяйте заранее полуженные проводники к контактам, обратите внимание, что сильно придавливать пластины нельзя, так как они очень хрупкие. Рисунок 4: припаяйте провод к элементу
• Замерьте ток от одного элемента с проводниками, это поможет подсчитать суммарную величину для всей батареи.

Если приобретенные вами элементы для солнечных батарей уже оснащены соединительными проводниками, этот этап можно пропустить и сразу переходить к изготовлению рамки.

Изготовление рамки

Рамка солнечной батареи представляет собой короб с невысокими бортами, который накрывается прозрачным стеклом. Для изготовления рамки:

• Возьмите прямоугольный лист фанеры или ДСП такого размера, чтобы на нем могло располагаться нужное количество элементов. Просверлите в нем небольшие отверстия на расстоянии 10 см друг от друга для вентиляции. Рис. 5: просверлите отверстия для вентиляции
• Приклейте по краю листа деревянные планки высотой не более 2 см, чтобы они не отбрасывали тень на солнечные приемники. Дополнительно прикрутите планки небольшими шурупами.
• Вырежьте крышку из стекла или прозрачного полимера. Ее размеры должны соответствовать нижнему листу или быть меньше, в зависимости от того, поддается она сверлению или нет. Если крышку можно прикрутит шурупом, то размер может быть идентичен, если стекло может лопнуть при попытке сверления, сделайте его меньше на 0,5 – 1 см. Рис. 6: заготовьте крышку из стекла
• Изготовьте из алюминиевого уголка прижимной каркас для верхней прозрачной крышки солнечной батареи, но пока ничего не прижимайте.

Рис. 7. соберите солнечную батарею

Постарайтесь подобрать материал для прозрачной крышки без бликов, иначе часть энергии солнца будет отражаться, что значительно снизит КПД. После того, как изготовите рамку, соберите солнечную батарею.

Изготовление модулей

Данный этап требует особой осторожности и внимания, поскольку на нем вы формируете электрическую цепь солнечной батареи. Если допустите прожоги или трещины, вы можете испортить не только какой-либо конкретный элемент, но и весь модуль, который в итоге придется переделывать.

• Разместите солнечные коллекторы лицевой стороной на прозрачной крышке. Оптимально между элементами должно быть 3 – 5 мм, если этого трудно добиться с первого раза, можете сделать разметку на стекле. Рис. 8: разместите элементы
• Аккуратно спаяйте выводы от каждого элемента «+» к «+», и «–» к «–». Плюсовые контакты должны располагаться на лицевой стороне, а минусовые на внутренней. Рис. 9: спаяйте выводы элементов

Все элементы соединяются последовательно сверху вниз, чтобы не раздавить нижние, когда будете паять. Вертикальные ряды припаяйте на общую шину.

• Приклейте фотоэлементы к прозрачной крышке, для этого нанесите в центр элемента немного герметика и аккуратно придавите его.
  Следите, чтобы он располагался строго по разметке, рабочей поверхностью к стеклу, иначе переклеить потом будет проблематично. Рис. 10: приклейте элементы к стеклу
• Просверлите в рамке отверстия для вывода плюсовой и минусовой шины солнечной батареи. В цепь батареи включите контроллер заряда, который предотвратит разряд заряда аккумулятора на солнечную батарею в темное время суток. Для этого подберите такие характеристики диодов, которые обеспечат полную блокировку цепи от обратного тока.
• Зафиксируйте выводы солнечной батареи в отверстиях при помощи герметика и поместите в рамку. Рисунок 11: зафиксируйте провода герметиком

После того, как вы собрали батарею, проверьте ее работоспособность. Вынесите ее под солнечные лучи и замерьте величину тока на выводах.

Рис. 12: вынесите на улицу и проверьте мультиметром

Сравните это значение с ранее замеренной величиной для одного элемента солнечной батареи. Чтобы проверить правильность, умножьте количество элементов на ток от одного, если прибор показал такое значение или близкое к нему, солнечная батарея собрана правильно и ее можно герметизировать.

Для герметизации используются компаунды или силиконовые герметики, которые подходят для температуры ниже нуля. Для этого солнечную батарею можно как заливать полностью, так и нанести герметик только между модулями.

Рис. 13: залейте герметиком

Второй вариант более экономный, но первый обеспечит вам куда большую надежность и лучшую герметизацию.  После герметизации сверху устанавливается умеренный пресс до полного застывания.

Рис. 14: установите умеренный пресс

До заливки вы можете установить демпфер из плотного поролона между фотоэлементами солнечной батареи и плитой из ДСП.  Ширина поролона выбирается менее высоты борта, в рассматриваемом случае высота – 2 см, соответственно можно взять поролон 1,5 см в толщину. Готовые и проверенные батареи установите согласно составленного проекта и подключите к электрической сети дома через аккумулятор и инвертор.

Другие видео инструкции

Как сделать солнечную батарею своими руками

Все больше людей стремится к приобретению домов, находящихся в отдалении от очагов цивилизации. Причин этому существует множество, главная из которых, наверное, экологическая. Ни для кого не секрет, что интенсивное развитие промышленности пагубно сказывается на состоянии окружающей среды. Но при покупке такого дома можно столкнуться с отсутствием электроснабжения, без которого жизнь в двадцать первом веке едва ли можно себе представить.

Проблему обеспечения энергией здания, находящегося далеко от очагов цивилизации можно попробовать решить установкой ветрогенератора. Однако этот способ далеко не идеален. Для того, чтобы электроэнергии хватило на весь дом потребуется установка большого ветряка или нескольких, но и в этом случае энергообеспечение будет носить эпизодический характер, отсутствуя в безветренную погоду.

Для обеспечения стабильности энергообеспечения дома, эффективным решением является совместное использование ветрогенератора и солнечной батареи, но, к сожалению, батареи далеко не дешевы. Решением этих сложностей было бы производство солнечной батареи своими руками, способной на равных конкурировать с заводскими по мощности, но в то же время приятно отличаться от них ценой. И такое решение есть!

Для начала, необходимо определиться, что же представляет собой солнечная батарея. По своей сути, это контейнер, содержащий в себе массив, преобразующих солнечную энергию в электрическую, элементов. Слово «массив» применимо в данном случае, потому что для генерации достаточных объемов энергии, необходимых в условиях энергообеспечения жилого дома, солнечных элементов потребуется довольно внушительное количество. В виду высокой хрупкости элементов, их в обязательном порядке объединяют в батарею, которая обеспечивает им защиту от механических повреждений и объединяет вырабатываемую энергию. Как видно, в принципиальном устройстве солнечной батареи нет ничего по-настоящему сложного, поэтому ее вполне можно сделать своими руками.

Перед тем, как приступать непосредственно к действиям, принято проводить глубокую теоретическую подготовку, чтобы избежать лишних трудностей и издержек в процессе. Именно на этом этапе многие энтузиасты сталкиваются с первым препятствием – практически полным отсутствием полезной с практической точки зрения информации. Именно это явление создает надуманную видимость сложности солнечных батарей: раз их никто не делает сам, значит это сложно. Однако, задействовав логическое мышление можно придти к следующим выводам:

• основа целесообразности всего процесса заключается в приобретении солнечных элементов по доступной цене

• покупка новых элементов исключена, ввиду их высокой стоимости и сложности покупки в необходимом количестве.

• солнечные элементы, обладающие дефектами и повреждениями, могут быть приобретены на аукционе eBay и в других источниках, по значительно более низким ценам, чем новые.

• дефектные элементы вполне могут быть использованы в заданных условиях.

На основе сделанных выводов, становится ясно, что следующим шагом в изготовлении солнечной батареи будет покупка дефектных солнечных элементов. В нашем случае элементы были куплены на eBay.

Приобретенные монокристаллические солнечные элементы имели размер 3х6 дюйма, и каждый их них выдавал порядка 0.5В энергии. Таким образом, соединенные последовательно 36 таких элементов, в общей сложности выдают около 18В, которых достаточно для эффективной подзарядки 12В аккумулятора. Следует помнить, что такие солнечные элементы хрупкие и ломкие, поэтому вероятность их повреждения при неосторожном обращении крайне высока.

Для обеспечения защиты от механических повреждений продавец покрыл воском наборы из восемнадцати штук. С одной стороны это эффективная мера, позволяющая избежать повреждений во время транспортировки, с другой стороны – лишние проблемы, так как удаление воска вряд ли кому-то покажется приятной и легкой задачей. Поэтому, если есть такая возможность, приобретение элементов, не покрытых воском, является лучшим решением. Если обратить внимание на изображенные световые элементы, можно заметить, что они имеют припаянные проводники. Даже в этом случае придется поработать паяльником, а если же приобрести элементы без проводников – работы будет в разы больше.

Вместе с тем были приобретены пара наборов элементов, которые не были залиты воском, у другого продавца. Они пришли упакованными в коробку из пластика с незначительными сколами по бокам. В нашем случае сколы не являлись предметом для беспокойства, потому как не были способны ощутимо снизить эффективность всего элемента. Однако, возможно, кто-то сталкивался с более плачевными результатами повреждений при транспортировке, что необходимо иметь в виду. Приобретенных элементов было достаточно для изготовления двух солнечных батарей, даже с излишком, на случай непредвиденных повреждений или отказов.

Конечно, при изготовлении солнечной батареи можно использовать и другие световые элементы, в широком спектре размеров и форм присутствующих у продавцов. В этом случае необходимо помнить три вещи:

1. Световые элементы одного типа генерируют идентичное напряжения, вне зависимости от размера и формы, поэтому их требуемое количество останется неизменным
2. Генерация тока имеет прямую зависимость от размера элемента: большие генерируют больший ток, маленькие – меньший.
3. Суммарная мощность солнечной батареи определяется ее напряжением, умноженным на ток.

Как видно, использование элементов большого размера при изготовлении солнечной батареи способно обеспечить более высокий показатель мощности, но вместе с тем и сделает саму батарею более громоздкой и тяжелой. В случае использования элементов меньшего размера, размер и вес готовой батареи уменьшится, однако вместе с тем уменьшится и выдаваемая мощность. Крайне не рекомендуется использование в одной батарее солнечных элементов разного размера, так как генерируемый батареей ток будет эквивалентен току самого маленького из используемых элементов.

Приобретенные в нашем случае солнечные элементы при размере 3х6 дюйма генерировали ток примерно в 3 ампера. При солнечной погоде, тридцать шесть, соединенных последовательно, элемента, способны выдавать порядка 60 Вт мощности. Цифра не особенно впечатляет, тем не менее, это лучше, чем ничего. Следует учитывать, что указанная мощность будет генерироваться каждый солнечный день, заряжая аккумулятор. В случае использования электроэнергии для осуществления питания светильников и аппаратуры с небольшим потреблением тока, такая мощность является вполне достаточной. Не нужно и забывать о ветрогенераторе, также производящем энергию.

После приобретения солнечных элементов далеко не лишним будет спрятать их от людских глаз в безопасное место, защищенное от детей и домашних животных, до того момента, когда возможно будет их непосредственная установка в солнечную батарею. Это жизненная необходимость, в виду крайне высокой хрупкости элементов и подверженности их механической деформации.

По сути корпус солнечной батареи, ни что иное, как простой неглубокий ящик. Ящик непременно необходимо изготовить неглубоким, для того чтобы его бортики не создавали тени, когда солнечный свет падает на батарею под большим углом. В качестве материала вполне подойдет фанера 3/8 дюйма и рейки для бортиков 3/4 дюйма толщиной. Для лучшей надежности крепление бортиков не лишним будет осуществить двумя способами – приклеиванием и привинчиванием. Для упрощения последующей пайки элементов, батарею лучше разделить на две части. Роль разделителя выполняет расположенная по центру ящика планка.

На этом небольшом наброске, можно увидеть размеры в дюймах(1 дюйм равен 2,54 см.), изготовленной в нашем случае солнечной батареи. Бортики расположены по всем краям и в середине батареи и имеют толщину 3/4 дюйма. Данный эскиз ни в коем случае не претендует на роль эталона при изготовлении батареи, он был сформирован скорее из личных предпочтений. Размеры приведены для наглядности, но в принципе они, как и дизайн, могут быть различны. Не бойтесь экспериментировать и вполне вероятно, батарея может получиться лучше, чем в нашем случае.

Вид на половину корпуса батареи, в которой будет производится размещение первой группы солнечных элементов. Небольшие отверстия, которые вы видите на бортиках, представляют собой не что иное, как вентиляционные отверстия. Они предназначены для удаления влаги и поддержания давления, эквивалентного атмосферному внутри батареи. Следует обратить особое внимание на расположении отверстий для вентиляции в нижней части корпуса батареи, потому как расположение их в верхней части приведет к попаданию излишней влаги извне. Также отверстия необходимо сделать и в планке, расположенной по центру.

Два вырезанных куска ДВП будут выполнять функцию подложек, т.е. на них будет производиться монтаж солнечных элементов. В качестве альтернативы ДВП подойдет любой тонкий материал, обладающий высокими показателями жесткости и не проводящий электрический ток.

Для защиты солнечной батареи от агрессивного воздействия климата и окружающей среды, используется оргстекло, которым необходимо закрывать лицевую сторону. В данном случае были вырезаны два куска, однако может использоваться и один большой. Использование обычного стекла не рекомендуется, по причине его повышенной хрупкости.

Вот незадача! Для обеспечения крепления на шурупы, было принято решение просверлить отверстия вокруг кромки. При сильном надавливании во время сверления, оргстекло может сломаться, что и произошло в нашем случае.  Проблема была решена сверлением недалеко нового отверстия, а отколовшийся кусок просто приклеили.

После этого было произведено окрашивание всех деревянных частей солнечной батареи краской в несколько слоев, для повышения защиты конструкции от влаги и воздействия среды. Покраска осуществлялась как внутри, так и снаружи. Цвет краски, как и тип может варьироваться в широком диапазоне, в нашем случае была использована краска, имеющаяся в наличии в достаточном количестве.

Окраска подложек также была произведена с обеих сторон и в несколько слоев. Покраске подложки необходимо уделять особенное внимание, так при некачественной покраске, дерево может начать коробиться от воздействия влаги, что вероятно приведет к повреждению приклеенных к ней солнечных элементов.
Теперь, когда корпус солнечной батареи готов и просыхает самое время приступить к подготовке элементов.
Как уже упоминалось ранее, удаление воска с элементов – задача не из приятных. В ходе экспериментов, методом проб и ошибок, был найдет эффективный способ. Тем не менее, рекомендации по покупки не покрытых воском элементов, остались прежними.

Для растопки воска и отделения элементов друг от друга, необходимо отмочить солнечные элементы в горячей воде. При этом следует исключить возможность закипания воды, потому как бурное кипение может повредить элементы и нарушить их электрические контакты. Для исключения неравномерного нагрева, рекомендуется поместить элементы в холодную воду и плавно нагревать. Следует воздержать от вытягивания элементов из кастрюли за проводники, так как они могут оборваться.

На этом фото изображена окончательная версия аппарата для удаления воска. На заднем плане с правой стороны находится первая емкость, предназначенная для растапливания воска. Слева на переднем плане расположена емкость с горячей мыльной водой, а справа – чистая вода. Вода во всех емкостях довольно горячая, но ниже кипения воды. Нехитрый технологический процесс удаления воска заключается в следующем: в первой емкости необходимо растопить воск, затем элемент перенести в горячую мыльную воду для удаления остатков воска, в заключении промыть чистой водой. После очистки от воска, элементы необходимо просушить, для этого они были выложены на полотенце. Следует отметить что слив мыльной воды в канализацию недопустим, так как воск, остыв, затвердеет и засорит ее.  Результатом процесса очистки является почти полное удаление воска с солнечных элементов. Оставшийся воск не способен помешать как пайке, так и работе элементов.

Солнечные элементы сушатся на полотенце после очистки. После удаления воска элементы стали значительно более хрупкими, что делает их более сложными в хранении и обращении. Рекомендуется не производить очистку до тех пор, пока не будет необходима их непосредственная установка в солнечную батарею.

Для упрощения процесса монтажа элементов, рекомендуется начать с отрисовки сетки на основе. После произведения отрисовки, элементы были выложены по сетке вверх обратной стороной, для того чтобы их спаять. Все восемнадцать элементов, расположенных в каждой половине были последовательно соединены, после чего были и соединены и половины, также последовательным способом, для получения необходимого напряжения

В начале спайка элементов между собой может показаться сложной, однако со временем она становится проще. Рекомендуется начать с двух элементов. Необходимо разместить проводники одного элемента таким образом, чтобы они пересекали точки пайки другого, также следует убедиться, что элементы установлены согласно разметке.
Для непосредственного осуществления пайки использовался паяльник малой мощности и прутковый припой с канифольной сердцевиной. Перед пайкой была произведена смазка точек пайки флюсом при помощи специального карандаша. Ни в коем случае не следует давить на паяльник. Элементы настолько хрупкие, что могут от небольшого давления придти в негодность.

Повторение пайки осуществлялась до образования цепочки, состоящей из шести элементов. Шины соединения от сломанных солнечных элементов, были припаяны к обратно стороне элемента цепочки, являющегося последним. Таких цепочек получилось три – итого 18 элементов первой половины батареи были благополучно объединены в сеть.
По причине того, что все три цепочки необходимо соединить последовательно, средняя цепочка была повернута на 180 градусов по отношению к другим. Общая ориентация цепочек в итоге получилось правильной. Следующим шагом является приклеивание элементов на место.

Для осуществления солнечных элементов может потребоваться некоторая сноровка. Необходимо нанести небольшую каплю герметика, изготовленного на основе силикона, в центре каждого элемента одной цепочки. После этого следует перевернуть цепочку лицевой стороной вверх и разместить солнечные элементы согласно нанесенной ранее разметке. Затем необходимо легонько прижать элементы, осторожно надавливая в центре, чтобы приклеить их. Значительные сложности могут возникнуть в основном при переворачивании гибкой цепочки, поэтому лишняя пара рук на это этапе не повредит.
Не рекомендуется наносить избыточное количество клея и приклеивать элементы по краям. Это обусловлено тем, что сами элементы и подложка, на которую они установлены, будут деформироваться при изменении условий влажности и температуры, что может привести к выходу элементов из строя.

Так выглядит собранная половина солнечной батареи. Для соединения первой и второй цепочек элементов была использована медная оплетка кабеля.

Для этих целей вполне подойдут специальные шины или даже медные провода. Аналогичное соединение необходимо произвести и с обратной стороны. Провод был прикреплен к основанию каплей герметика.

Тест первой изготовленной половины батареи на солнце. При слабой солнечной активности, изготовленная половина генерирует 9.31В. Довольно неплохо. Пора приступать к изготовлению второй половины батареи.

После того, как обе основы с солнечными элементами будут завершены, можно произвести их установку в подготовленную заранее коробку и соединить.

Каждая половина идеально помещается на свое место. Для крепления основы внутри батареи были использованы 4 шурупа небольшого размера.
Провод, предназначенный для соединения половин солнечной батареи, был пропущен через вентиляционное отверстие в центральном бортике и закреплен при помощи герметика.

Необходимо каждую солнечную панель в систему снабдить диодом блокирования, который должен быть соединен с батареей последовательно. Он предназначен для исключения разряда аккумулятора через батарею. Диод использовался Шоттки на 3.3А, обладающий значительно более низким падением напряжения, в сравнении с обычными диодами, что минимизирует потери мощности на диоде. Набор из двадцати пяти диодов марки 31DQ03 был приобретен всего за несколько долларов на eBay.
Исходя из технических характеристик диодов, наилучшим местом их размещения является внутренняя часть батареи. Связано это с зависимостью падения напряжения у диода от температуры. Так как температура внутри батареи будет выше окружающей, следовательно и эффективность диода повысится. Для закрепления диода был использован герметик.

Для того чтобы вывести наружу провода, было просверлено отверстие в днище солнечной батареи. Провода лучше завязать на узел и закрепить герметиком, для предотвращения их последующего вытягивания.
Крайне необходимо дать высохнуть герметику до установки защиты из оргстекла. Силиконовые испарения могут образовать пленку на внутренней поверхности оргстекла, если не дать силикону просохнуть на открытом воздухе.

Небольшое количество герметика для создания барьера от влаги.

На выходной провод солнечной батареи, был прикреплен двухконтактный разъем, розетка которого в будущем будет присоединена к контроллеру заряда аккумуляторных батарей, используемого для ветрогенератора. В итоге солнечная батарея и ветрогенератор смогут работать параллельно.

Вот так выглядит окончательная версия солнечной батареи с установленным экраном. Не стоит торопиться с герметизацией стыков оргстекла до произведения полного тестирования работоспособности батареи. Может случиться так, что на одном из элементов отошел контакт и потребуется доступ к внутренностям батареи для ликвидации проблемы.

Предварительные расчеты оправдались: законченная солнечная батарея на ярком осеннем солнце выдает 18.88В без нагрузки.

Этот тест был произведен при аналогичных условиях и показывает прекрасную работоспособность батареи – 3,05А.

Солнечная батарея в рабочих условиях. Для сохранения ориентации на солнце, батарея перемещается несколько раз в день, что само по себе не сложно. В перспективе возможна установка автоматического слежения за положением солнца на небосводе.
Итак, какова же конечная стоимость батареи, которую мы умудрились сделать своими руками? Учитывая то, что куски дерева, провода и прочие пригодившиеся в изготовлении батареи вещи были у нас в мастерской, наши с вами подсчеты могут немного отличаться. Конечная стоимость солнечной батареи составила 105 долларов с учетом 74 долларов, потраченных на приобретение самих элементов.
Согласитесь, не так уж и плохо! Это всего лишь малая часть стоимости заводской батареи эквивалентной мощности. И в этом нет ничего сложного! Для увеличения выходной мощности вполне можно соорудить несколько таких батарей.

как сделать в домашних условиях, самодельная панель, как смастерить самому из пивных банок и других подручных средств, пошаговая инструкция

Использование энергии солнца ассоциируется по большей части с космическими аппаратами. А теперь еще с разными далекими странами, где ускоренно развивается «альтернативная энергетика». Но попробовать то же самое даже с самодельными устройствами по силам почти всем.

Особенности и разновидности устройства

Из экзотического устройства, предназначенного только для специальных нужд, солнечная батарея превратилась в уже относительно массовый источник энергии. И причина не только в экологических соображениях, но и в беспрерывном росте цен на электроэнергию из магистральных сетей. Более того, есть еще немало мест, где такие сети вовсе не протянуты и неизвестно когда они появятся. Самостоятельная забота о протягивании магистрали, объединение ради этого усилий большого числа людей вряд ли возможны. Тем более что даже при успехе предстоит окунуться в мир стремительной инфляции.

Важно понимать, что панели, вырабатывающие электричество, могут довольно сильно отличаться друг от друга.

И дело даже не в формате – внешний вид и геометрия как раз довольно близки. А вот химический состав отличается разительно. Наиболее массовые изделия выполнены из кремния, который доступен почти всем и стоит недорого. По производительности батареи не хуже как минимум более дорогих вариантов.

Существует такие три основных варианта кремния, как:

• монокристаллы;
• поликристаллы;
• аморфное вещество.

Монокристалл, если исходить из сжатых технических объяснений – это наиболее чистый тип кремния. Внешне панель похожа на своеобразные пчелиные соты. Основательно очищенное вещество в твердом виде делят на особо тонкие пластины, каждая из которых имеет не больше 300 мкм. Чтобы они выполнили свою функцию, используют электродные сетки. Многократное усложнение технологии по сравнению с альтернативными решениями делает подобные источники энергии наиболее дорогими.

Несомненным преимуществом монокристаллического кремния является очень высокий КПД по меркам солнечной энергетики, составляющий приблизительно 20%. Поликристалл получают иначе, требуется сначала расплавить материал, а затем медленно понижать его температуру. Относительная простота методики и минимальный расход энергоресурсов при производстве положительно сказываются на стоимости. Минусом становится пониженная эффективность, даже в идеальном случае она составляет не более 18%. Ведь внутри самих поликристаллов есть немало структур, понижающих качество работы.

Аморфные панели почти не проигрывают обоим только что названным видам. Кристаллов тут нет вообще, есть вместо них «силан» – это соединение кремния с водородом, размещаемое на подложке. КПД составляет примерно 5%, что в значительной мере компенсируется многократно увеличенным поглощением.

Немаловажно и то, что аморфные батареи лучше других вариантов справляются со своей задачей при рассеянном солнечном освещении и в пасмурную погоду. Блоки являются эластичными.

Иногда можно встретить комбинацию монокристаллических или поликристаллических элементов с аморфным вариантом. Это помогает сочетать достоинства используемых схем и гасить практически все их недостатки. С целью снижения стоимости изделий сейчас все чаще используют пленочную технологию, которая предусматривает генерацию тока на базе теллурида кадмия. Само по себе это соединение является токсичным, но выброс яда в окружающую среду исчезающе мал. А также могут использоваться селениды меди и индия, полимеры.

Концентрирующие изделия повышают эффективность использования площади панели. Но это достигается только при использовании механических систем, обеспечивающих разворот линз вслед за солнцем. Применение фотосенсибилизирующих красителей потенциально помогает улучшить прием энергии Солнца, но пока это скорее общая концепция и разработки энтузиастов. Если нет желания экспериментировать, лучше выбрать более стабильную и проверенную конструкцию. Это относится как к самостоятельному изготовлению, так и к покупке готового продукта.

Самостоятельное изготовление

Из чего делают?

Сделать своими руками солнечную батарею уже не так сложно, как кажется. Принцип действия устройства основан на применении полупроводникового перехода, освещенное устройство должно создавать ток. Самостоятельно изготовить приемник не получится, для этого нужны сложные производственные манипуляции и специализированное оборудование. А вот выполнить силовую часть преобразователя из подручных средств и материалов – не составляет особого труда. Для получения энергии в собственном смысле слова потребуется пластина из кремния, поверхность которой покрыта сеткой диодов.

Все пластины должны рассматриваться как обособленные генерирующие модули. Важно понимать, что оптимальная эффективность достигается при условии постоянного направления на солнце, и что придется позаботиться о накоплении энергии. Хрупкая батарея должна быть надежно защищена от любых загрязнений, от попадания снега. Если это все же происходит, посторонние включения следует убирать максимально быстро. Первым шагом при работе становится подготовка рамы.

Ее в основном делают из дюралюминия, который обладает следующими особенностями:

• не подвержен коррозии;
• не повреждается излишней влажностью;
• служит максимально долго.

Но необязательно делать именно такой выбор. Если проведена окраска и специальная обработка, неплохие результаты достигаются с использованием стали либо древесины. Не рекомендуется ставить очень крупные панели, что неудобно и повышает парусность. Чтобы зарядить кислотный аккумулятор на 12 В, нужно создать рабочее напряжение от 15 В. Соответственно, модулей по 0,5 В потребуется 30 штук.

Можно создать конструкцию из пивных банок. Корпуса выполняются из фанеры 1,5 см, а лицевая панель формируется из органического стекла или поликарбоната. Допускается применение стандартного стекла толщиной 0,3 см. Гелиоприемник формируется при окрашивании черным пигментом. Краска должна быть устойчивой к значительному нагреву. Крышки разрабатываются таким образом, чтобы обеспечивать повышенную эффективность обмена теплом.

Внутри банок воздух прогревается гораздо быстрее, чем на открытом месте. Важно: требуется отмывать емкости сразу, как только принято решение об их использовании.

Брать следует только алюминиевые банки, стальные не подойдут. Проверка производится простейшим образом – с использованием магнита. Донце пробивают, вводят пробойник или гвоздь (хотя можно и сверлить).

Суппорт вставляют и искажают соответственно рисунку. Верх банки разрезают, чтобы получилось что-то похожее на плавник. Он помогает воздушному потоку снимать максимум тепла с греющейся стенки. Потом банку обезжиривают любым моющим средством и приклеивают отрезанные ранее части друг к другу. Исключить промахи можно, используя шаблон из нескольких досок, приколоченных гвоздями под прямым углом.

Довольно часто используют конструкции из дисков. Они выступают неплохими фотоэлементами. Как вариант, ставятся пластины из меди. Электрическая схема, как уже говорилось, работает по тому же принципу, что и большинство транзисторов. Фольга призвана предотвращать чрезмерный разогрев. Как альтернативу в летние месяцы используют просто поверхность, отделываемую в светлые цвета.

Какие инструменты понадобятся?

Чтобы произвести самостоятельно все работы по монтажу солнечной батареи на 220 вольт, понадобятся следующие инструменты:

• паяльники, электрифицированные на 40 Вт;
• герметики на базе силикона;
• скотч, приклеиваемый с двух сторон;
• канифоль;
• припой;
• провод, по которому будет уходить ток;
• флюс;
• шина из меди;
• крепежные элементы;
• дрель;
• прозрачный материал листовой;
• фанера, органическое стекло либо текстолит;
• диоды конструкции Шоттки.

Как изготовить?

Пошаговая инструкция предусматривает выводы с панелей на батареи посредством защитного диода, что помогает исключить саморазряд. Поэтому на вывод подается ток напряжением 14,3 В. Стандартный зарядный ток имеет силу 3,6 А. Его получение достигается при использовании 90 элементов. Подключение частей панели производится параллельно-последовательным способом.

Нельзя использовать в цепочках неодинаковое число элементов.

С поправочными коэффициентами за 12 часов солнечного освещения можно получить 0,28 кВт/ч. Элементы расставляются в 6 полос, для довольно свободного монтажа требуется рама величиной 90х50 см. К сведению – когда есть подготовленные рамы с иными размерами, лучше пересчитать потребность в элементах. Если это невозможно, то применяют детали другой величины, их размещают, варьируя длину и ширину ряда.

Работать желательно на совершенно ровном месте, куда удобно подходить с любой стороны. Рекомендуется заготовленные пластины поставить немного в стороне, где они будут застрахованы от падений и ударов. Даже взять панель непросто, их берут только по одной и очень аккуратно. Крайне важно при монтаже в домашних условиях электрических солнечных панелей для дома или для дач поставить надежное УЗО. Такие блоки делают использование системы безопаснее, сокращая риск травмирования электрическим током и возгорания.

Большинство специалистов рекомендуют приклеивать распаянные элементы в виде единой цепи. Подложка должна быть плоской, поскольку это обеспечивает надежность. Как вариант, можно вставить в раму и основательно укрепить лист стекла либо плексигласа. Это изделие требует обязательной герметизации. На подложку выкладывают элементы в заранее определенном порядке и приклеивают их с помощью двустороннего скотча.

Работающая сторона должна быть повернута к прозрачному материалу, а паяльные выводы оборачивают в другую сторону. Удобнее всего распаивать выводы, если рама выложена рабочей плоскостью на столе.

Когда пластины приклеены, кладут смягчающую подкладку, для нее используют следующие материалы:

• резину в листах;
• древесноволокнистые плиты;
• картонки.

Теперь можно вставить в раму оборотную стенку и герметизировать ее. Замена кормовой стенки на компаунд, в том числе на эпоксидную смолу, вполне возможна. Но такой шаг нужно совершать только при условии, что панель не придется разбирать и чинить. Стандартный сегмент выдает примерно 50 Вт тока при благоприятных условиях. А этого уже достаточно для подпитки светодиодных светильников в небольших домах.

Чтобы обеспечить комфортную жизнь, придется за сутки расходовать от 4 кВт/ч электричества. Для жизнеобеспечения семьи из трех человек понадобится подавать уже 12 кВт/ч. Учитывая неизбежные добавки (когда, к примеру, одновременно работает стандартный набор техники и перфоратор) – требуется увеличить этот показатель еще на 2–3 кВт. Эти параметры и можно взять за основу при расчете необходимых параметров. Чтобы работа проходила нормально, необходимо добавлять в схему устройство, контролирующее заряд.

12 В постоянного тока, ведь именно такую мощность выдает типовая и самодельная батарея, переделать на 220 В переменного способен инвертор. Если нет желания его приобретать, придется комплектовать дом электроаппаратурой, рассчитанной на 12 либо 24 В. Так как низковольтные магистрали насыщаются сильным током, придется выбирать провода значительного сечения и не скупиться на изоляцию. Для накопления выработанного электричества применяют в основном свинцовые аккумуляторы, содержащие кислоту. Несмотря на все технологические усовершенствования, лучший вариант еще не предложен. Чтобы увеличить вырабатываемое напряжение, ставят 2 или 4 аккумулятора.

Наибольшие расходы повлечет приобретение самих панелей, улавливающих солнечные лучи. Сэкономить можно, если заказывать китайский товар в электронных магазинах. В целом такие предложения качественные, но необходимо внимательно знакомиться с репутацией продавцов, с поступающими об их деятельности отзывами. Можно выбирать работоспособные системы с незначительными дефектами. Производители их бракуют и выставляют на продажу, чтобы не тратиться на дорогостоящую утилизацию.

Важно: не стоит монтировать в одной сборке разные по габаритам или вырабатываемому току элементы. Наибольшая генерация в таком случае все равно будет ограничена «узким местом».

Самостоятельная сборка инвертора оправдана только в случае ограниченного потребления тока. А контроллеры зарядов и вовсе стоят мизерную сумму, так что их производство своими руками не оправдывается. Проектируя батарею, следует помнить, что ее элементы должны отделяться разрывом в 0,3–0,5 см.

Часто выбирают сооружения из алюминиевых профилей и органического стекла. Тогда готовят на основе металлического уголка каркас прямоугольной формы. Углы каркаса сверлят, чтобы потом легче было скреплять конструкцию. Изнутри периметр смазывается силиконовым реагентом. Теперь можно поставить лист прозрачного материала, который как можно плотнее прижимают к раме.

Углы коробки пронзают шурупами, удерживающими специальные уголки. Эти уголки не дадут оргстеклу произвольно изменять свое местоположение внутри изделия. Сразу после этого оставляют заготовку в покое и ждут, пока герметик высохнет. На этом предварительный этап завершен. До внедрения солнечных уловителей в корпус его основательно вытирают, чтобы не было малейших признаков загрязнения. Сами пластины тоже очищают, но делают это предельно осторожно.

До сборки конструкций с припаянными на заводе проводниками желательно оценить качество соединений и ликвидировать все обнаруженные деформации. Когда шины еще не соединены, первоначально паяют их к контактам на пластинах, и только после этого связывают взаимно.

Последовательность соединения является следующей:

• измерение требуемого участка шины;
• нарезка полосок согласно результату замера;
• смазывают обрабатываемый контакт флюсом на всем протяжении с нужной стороны;
• прикладывают шину аккуратно и точно, прогретым паяльником ведут по всей поверхности, которую нужно соединить;
• переворачивают пластину и все те же манипуляции повторяют сначала.

Важно: чрезмерно сильный нажим при пайке недопустим, что может разрушить хрупкие элементы. Нужно исключить и прогрев паяльником тех частей, которые не соединяются.

Закончив работу, внимательно осматривают всю поверхность батареи и каждого соединения. Нельзя, чтобы там были даже малейшие дефекты. Оставшиеся выемки и впадины устраняются еще одним проходом паяльника, уже максимально нежным и с еще меньшим прижатием. Сам паяльник не должен быть мощным, скорее, наоборот – сильный прогрев противопоказан. При отсутствии опыта столь тонкой работы желательно подготовить размеченный фанерный лист. Он позволит избежать многих серьезных ошибок. В ходе пайки контактов нельзя упускать из вида их полярность, в противном случае система работать не будет.

Приклеиваемые части соединяются тоже в максимально щадящем режиме. Избыток клея нежелателен, требуется накладывать в центральных частях пластин самые маленькие капли, которые только можно сформировать.

Перекладывание пластин в корпус желательно делать вдвоем, поскольку в одиночку это не слишком удобно. Далее, следует соединить каждый провод с края пластины с общими магистралями для тока. Вынеся подготовленную панель на освещенный солнцем участок, меряется вольтаж в общих шинах, который должен быть в пределах проектных значений.

Есть и другой способ герметизировать солнечную панель. Небольшие количества герметиков из силикона наносятся в промежутки пластин и на внутренние края корпуса. Далее, руками внешние стороны фотоэлементов прижимают к оргстеклу, при этом добиваются идеальной плотности. Накладывают незначительный груз на каждый край, дожидаясь высыхания герметика. После этого смазывают каждый стык пластины и внутренней стороны рамки.

При этом герметик может касаться краев оборота пластин, но не любой другой их части. Боковая часть корпуса послужит для установки соединяющего разъема, который связывается с диодами Шоттки. Внешняя сторона закрывается экраном, делаемым из прозрачных материалов. Создаваемая конструкция продумывается так, чтобы внутрь не попадало даже небольшое количество влаги. Лицевая грань из органического стекла покрывается лаком.

Рекомендации по эксплуатации

Солнечная батарейка может прослужить очень долго и стабильно, поставляя ток в домашнюю проводку. Но многое зависит не только от качества ее сборки и последующего подключения. Очень важно эксплуатировать такой нежный генератор, как полагается. Желательно направить батареи, если они не снабжены подстраивающейся под солнце системой, четко на юг, что поможет уловить максимум энергии и сократить непроизводительные потери. Чтобы исключить ошибку, достаточно ставить генератор под тем углом к горизонту, который равен числу градусов широты в конкретном месте. Но поскольку солнечный диск в течение года меняет свое местоположение на небосводе, рекомендуется в весенние месяцы понижать угол, а при наступлении осени повышать его.

Дополнение следящей системой в бытовых условиях нецелесообразно. Она оправдывает вложения исключительно на промышленном уровне. Гораздо выгоднее поставить сразу несколько батарей, ориентированных на наиболее вероятные углы освещения. Ставя солнечные генераторы поверх плоской кровли, к примеру, из рубероида или из листового железа, стоит поднять их над плоскостью. Тогда обдув воздушным потоком снизу повысит эффективность работы. На волнистых крышах так поступать необязательно, хотя никакого вреда от подъема не будет.

Самые лучшие кровли – это те, что ориентированы к югу и оформлены в виде плоских скатов. В такой ситуации скат служит для присоединения нескольких уголков, размер которых совпадает с величиной модуля. Выход над коньком составляет примерно 0,7 м, а крепление модуля к уголкам производится с разрывом в 150–200 мм. Как вариант, можно свешивать батарею при помощи тех же уголков ниже кровельного ската. На волнистой поверхности уголки часто сменяют трубами тщательно подбираемого диаметра.

Монтаж генераторов на фронтоне лучше всего сочетать с покраской этого элемента и свесов в светлые тона.

Солнечные блоки стоит выставлять по горизонтали, что сократит разброс температуры между их нижней и верхней частью на 50%, если сравнивать с вертикальным монтажом. А значит не только увеличится фактический ресурс, но и удастся повысить результативность системы.

Место для монтажа должно обладает следующими особенностями:

• как можно более освещенным;
• имеющим минимальную тень;
• хорошо продуваемым ветрами.

Полезные советы

Самодельная солнечная батарея может быть применена даже для отопления частного дома. Подобное оборудование можно монтировать, не требуя разрешения от государственных органов. Но даже при активном использовании оценить эффективность не получится раньше чем через 36 месяцев. Кроме того, такой вариант очень дорогой. Так как почти везде в России температура регулярно бывает отрицательной, придется дополнить гелиосистему теплоизоляцией.

Стабильное действие батарей обеспечивается в диапазоне температур от -40 до +90 градусов. Исправная работа гарантирована в среднем на 20 лет, а после этого эффективность резко сокращается. При выборе контроллера нужно учитывать разницу между мощными и слабыми электрическими системами. Если контроллера нет или он вышел из строя, придется непрерывно отслеживать заряды аккумуляторов. Невнимательность может сократить срок действия накопителя заряда.

Как сделать солнечную батаерю своими руками, смотрите в следующем видео.

Солнечная батарея своими руками: как сделать самодельную панель

Желание сделать систему энергообеспечения частного дома более эффективной, экономичной и чистой с экологической точки зрения заставляет искать новые источники энергии. Одним из способов модернизации является установка солнечных батарей, способных преобразовывать энергию солнца в электрический ток. Существует прекрасная альтернатива дорогостоящему оборудованию — солнечная батарея, сделанная своими руками, которая позволит ежемесячно экономить средства из семейного бюджета. О том, как такую вещь соорудить, мы сегодня и будем говорить. Обозначим все подводные камни и расскажем как их обойти.

Общую информацию о конструктивных особенностях солнечных батарей смотрите на видео:

Разработка проекта солнечной энергосистемы

Проектирование необходимо для более удачного размещения панелей на крыше дома. Чем больше солнечных лучей попадет на поверхность батарей и чем выше их интенсивность, тем больше энергии они произведут. Для установки понадобится южная сторона кровли. В идеале лучи должны падать под углом 90 градусов, поэтому следует определить, в каком именно положении работа модулей принесет больше пользы.

Дело в том, что самодельная солнечная батарея, в отличие от заводской, не имеет специальных датчиков движения и концентраторов. Для изменения угла наклона существует возможность изготовить механизм на ручном управлении. Он позволит устанавливать модули почти вертикально в зимний период, когда солнце стоит низко над горизонтом, и опускать их летом, когда солнцестояние достигает своего пика. Вертикальное зимнее расположение имеет и защитную функцию: оно препятствует скапливанию на панелях снега и наледи, чем продлевает срок эксплуатации модулей.

Энергоэффективность модульной конструкции можно увеличить, если создать простейший механизм управления, который позволит менять угол наклона батареи в зависимости от времени года и даже времени суток

Возможно, перед монтажом батарей потребуется усиление кровельной конструкции, так как комплект из нескольких панелей имеет довольно большую массу. Необходимо вычислить нагрузку на крышу с учетом тяжести не только солнечных батарей, но и снежного пласта. Вес системы во многом зависит от материалов, которые применяются при ее изготовлении.

Количество панелей и их размер рассчитывают исходя из требующей мощности. Например, 1м² модуля производит приблизительно 120 Вт, этого не хватит даже для полноценного освещения жилых помещений. Примерно 1 кВт энергии при 10м² панелей позволит функционировать осветительным приборам, телевизору и компьютеру. Соответственно, солнечная конструкция площадью 20м² обеспечит нужды семьи из 3 человек. Приблизительно на такие размеры следует рассчитывать, если частный дом предназначен для постоянного проживания.

Изготовление солнечной батареи не обязательно заканчивается первоначальной сборкой, в дальнейшем можно наращивать элементы, тем самым увеличивая КПД оборудования

Варианты модулей для самостоятельной сборки

Основное назначение солнечной панели – генерировать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в электрическую. Полученный электроток представляет собой поток свободных электронов, высвобожденных световыми волнами. Для самостоятельной сборки оптимальным вариантом являются моно- и поликристаллические преобразователи, так как аналоги еще одного вида – аморфные – в течение первых двух лет снижают свою мощность на 20-40%.

Стандартные монокристаллические элементы имеют размеры 3 х 6 дюймов и довольно хрупкую структуру, поэтому работать с ними нужно крайне бережно и аккуратно

Разные виды кремниевых пластин имеют свои плюсы и минусы. Например, поликристаллические модули отличаются довольно низким КПД – до 9%, тогда как КПД монокристаллических пластин достигает 13%. Первые сохраняют показатели мощности даже в облачную погоду, но служат в среднем 10 лет, мощность вторых резко падает в пасмурные дни, зато они прекрасно функционируют на протяжении 25 лет.

Самодельное устройство должно быть функциональным и надежным, поэтому часть деталей лучше приобрести в готовом виде. Перед тем, как сделать солнечную батарею по индивидуальному проекту, загляните на сайт eBay, где можно обнаружить огромный выбор модулей с незначительным браком. Легкая поломка не влияет на качество работы, зато заметно уменьшает стоимость панелей. Предположим, монокристаллический модуль Solar Cells, расположенный на стеклотекстолитовой плате, стоит чуть больше 15 долларов, а поликристаллический комплект из 72 штук – около 90 долларов.

Лучший готовый вариант солнечного элемента — панель с проводниками, которые требуют лишь последовательного соединения. Модули без проводников стоят дешевле, но увеличивают время сборки батареи в несколько раз

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

• листы фанеры выбранного размера;
• невысокие рейки для бортиков;
• клей универсальный или для древесины;
• уголки и саморезы для крепежа;
• дрель;
• плиты ДВП;
• куски оргстекла;
• краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Фотоэлектрические системы частного дома

Электрические домашние системы энергообеспечения с использованием солнечных элементов можно разделить на 3 вида:

• автономная;
• гибридная;
• безаккумуляторная.

Если дом подключен к центральной энергосети, то оптимальным вариантом будет смешанная система: днем питание производится от солнечных батарей, а ночью – от аккумуляторов. Центральная сеть в данном случае является резервом. Когда нет возможности подключиться к центральному энергоснабжению, его заменяют топливными генераторами – бензиновыми или дизельными.

Контроллер необходим для предотвращения короткого замыкания в момент максимальной нагрузки, аккумулятор – для накопления энергии, инвертор – для распределения и подачи ее к потребителю

При выборе наиболее удачного варианта следует учитывать время суток, в которое происходит максимальное потребление энергии. В частных домах пиковый период выпадает на вечер, когда солнце уже зашло, поэтому логичным будет использовать либо подключение к общей сети, либо дополнительное применение генераторов, так как солнечное энергоснабжение происходит в дневное время.

В фотоэлектрических системах энергоснабжения используют сети и с постоянным, и с переменным током, причем второй вариант подходит для размещения приборов на расстоянии более 15 м

Для дачников, режим работы которых часто совпадает со световым днем, подходит солнечная энергосберегающая система, которая начинает функционировать вместе с восходом солнца, а заканчивает вечером.

 

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Солнечная батарея своими руками — принцип и порядок сборки в домашних условиях

В получении электроэнергии альтернативными методами в последнее время прослеживается тенденция к активному развитию. И это несмотря на то что подобный подход пока еще остается весьма затратным, если планируется приобрести готовое оборудование. Ждать быстрой окупаемости сделанных вложений не приходится.

Солнечная батарея своими руками

Тем не менее, многие рачительные хозяева домов и даже квартир все пристальнее рассматривают такие возможности. А некоторые из них идут по пути самостоятельного создания необходимого оборудования, хотя бы в качестве стартового эксперимента. Так, например, солнечная батарея своими руками вполне может быть создана в домашних условиях, так как сегодня для ее сборки можно приобрести все необходимое. Тем более что существует несколько способов сборки солнечных панелей из разных комплектующих.

Тем, кто хочет попробовать самостоятельно собрать такой источник электроэнергии, и переназначена настоящая публикация.

Что такое солнечная батарея, и как она работает?

Общие понятия о принципе получения электричества от солнечной энергии

У людей, решивших собрать солнечную батарею, возникает немало вопросов, а для многих эта задача видится и вовсе не выполнимой из-за кажущейся сложности ее конструкции. Однако, на самом деле особых трудностей в ее сборке нет. И в этом можно убедиться, изучив схему и рассмотрев, как выполняет работу мастер, изготовивший не один подобный прибор.

Солнечная батарея представляет собой совокупность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Солнечная батарея – это множество правильно соединенных между собой фотоэлементов. Каждый из них обладает невысокими генерирующими способностями, но в совокупности получаются весьма приличные показатели выработанной мощности.

Отдельные фотоэлементы соединены в единую панель и защищены с двух сторон материалами, стойкими к ультрафиолету, влаге и другим атмосферным явлениям. Это важно, так как батареи чаще всего эксплуатируются на открытом незащищенном пространстве — это может быть крыша здания, балконное ограждение или же поляна около дома.

Общая конструкция системы получения электрической энергии от солнечной представляет собой целый ряд приборов и устройств, соединенных в единую цепь:

Примерная схема системы выработки потребительской электрической энергии от солнечной

• Пластины-преобразователи — это полупроводниковые фотоэлементы, обладающие способностью генерировать постоянный ток под воздействием света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме специальными шинами (плоскими проводниками), и собираются в батарею в общем корпусе.
• Панели-батареи, собранные из фотоэлементов, подключаются к прибору-контролеру с подобранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
• Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов накапливает заряд.
• Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный с напряжением в 220 В (если этот необходимо).

Такая череда приборов используются в схеме в том случае, когда планируется отдельные постоянные точки потребления или даже полностью весь дом запитать от солнечной энергии. Накопленная в аккумуляторе за день энергия может быть использована в пасмурные дни или в темное время суток. Применяются и более простые схемы, когда солнечные батареи выступают лишь вспомогательным источником питания, и накопление энергии не требуется. Панель в таком случае может быть непосредственно подключена к прибору-потребителю. Однако, этот вариант менее надежен, так как стабильность питания будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных батарей для полного снабжения дома энергией актуально в регионах, где количество солнечных дней в  течение года преобладает. Этим обычно «славятся» южные регионы страны. В других условиях они чаще всего применяются в качестве дополнительных источников электроснабжения.

Три основных разновидности фотоэлектрических модулей

Модули солнечных батарей, из которых собирается панель, подразделяются на три типа:

— монокристаллический;

— поликристаллический;

— аморфный (тонкопленочный).

От особенностей структурного строения пластин напрямую зависит эффективность конструкции, а также ее общая стоимость.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготавливаются из монокристаллов кремния, выращенных по методу Чохральского. Они отличаются высоким качеством и обладают неплохим (по меркам фотоэлементов) КПД, равным примерно 20÷22%. Из-за этого и стоимость их достаточно высока.

Солнечные лучи, попадая на монокристаллическую поверхность, способствуют возникновению направленного движения свободных электронов. Пластины с двух сторон подсоединены к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи системы.

Высокий КПД этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллические фотоэлементы изготавливаются из полупроводника, имеющего поликристаллическую структуру. Именно этот тип батареи считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а как следствие — и целых батарей получается ниже по сравнению с монокристаллическими приборами. Это обуславливается особенностями производства фотоэлементов, так как при их изготовлении применяются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнивать два этих типа изделий, то можно выделить следующие различия, выявленные тестированием независимых компаний:

• Поликристаллические пластины отличаются по внешнему виду от монокристаллов, так как имеют неоднородный по цвету окрас поверхностей, с перемежением темных и светлых участков.

Внешнее отличие пластин монокристаллов от поликристаллов заключается в однородности цвета.

• В процессе эксплуатации у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, после года работы у монокристаллов она снижается на 3%, а у поликристаллических элементов — на 2%.
• Суммарное количество электроэнергии, выработанное монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических элементов, при их одинаковой площади.
• Стоимость поликристаллов на 10÷15 % ниже монокристаллических батарей.

Аморфные солнечные модули

Этот тип элементов представляет собой плотную гибкую пленку, значительно упрощающую процесс монтажа батарей.

На современном рынке представлены три поколения подобных фотоэлементов:

Гибкие пленочные фотоэлементы на основе аморфного кремния имеют ряд преимуществ и значительно удобнее в работе

• Элементы первого поколения являются однопереходными. Они имеют низкий КПД — всего 5% и относительно небольшой срок эксплуатации — не более 10 лет.
• Пленка второго поколения тоже однопереходного типа, но уровень КПД у нее повышен до 8%, увеличен и срок эксплуатации.
• Тонкопленочные батареи третьего поколения обладают КПД до 12%, и обладают длительным сроком службы, составляя конкуренцию кристаллическим вариантам.

Несмотря на не выдающиеся характеристики, самыми популярными остаются однопереходные тонкопленочные модули второго поколения. Они доступны по цене и обладают приличной мощностью, которая вполне может конкурировать с кристаллическими вариантами батарей.

Сравнение солнечных фотоэлементов

Если сравнивать кристаллические и пленочные батареи, то у последних существует ряд существенных преимуществ, благодаря которым часто предпочтение отдается именно им:

• Аморфные пленочные элементы лучше реагируют на изменение температуры, в частности, на ее повышение. В солнечные месяцы года этот тип батарей способен произвести большее количество энергии по сравнению с кристаллическими аналогами — те при нагреве способны потерять до 20% мощности.
• Пленочные батареи продолжают выработку энергии даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная пленка способна вырабатывать до 20% энергии от своих номинальных показатели. Не слишком много, но лучше, чем ничего.
• Стоимость кристаллических панелей гораздо выше, чем пленочных. Причем цена на последние продолжает снижаться из-за активного наращивания объемов их производства.
• Пленочные солнечные батареи имеют меньшее количество дефектов и уязвимых мест. Дело в том, что жёсткие пластины при формировании панели спаиваются между собой, а пленка устанавливается в корпус конструкции в целом виде.

Если подвести итоги и вывести их в таблицу, то сравнительные характеристики пленочных аморфных и жестких кристаллических солнечных фотоэлементов будут выглядеть следующим образом:

Параметры	Кристаллические панели	Аморфные тонкопленочные батареи
КПД изделий	9÷20%	6÷12%
Выходное напряжение одного фотоэлемента	Около 0,5 В	Около 1,7 В
Световой спектр максимальной чувствительности	Ближе к красному цвету, то есть для эффективной работы необходимо яркое солнце.	Ближе к ультрафиолету, то есть восприимчивы и к рассеянному освещению.
Гибкость	Хрупкие и ломкие, требуют обязательной жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.	Гибкие, легко гнутся, не заламываются.
Надежность при эксплуатации в экстремальных условиях	Требуют жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.	Более устойчивы к механическим воздействиям, хотя тоже требуют защиты.
Долговечность	При должной защите, эксплуатируются длительное время, но с годами постепенно снижается эффективность работы изделий.	Качественные изделия, выполненные с соблюдением технологии, выгорают на солнце на 4% за первые 4÷5 лет эксплуатации. Дешевые китайские аналоги могут подвести через 2÷3 года.
Вес	Тяжелые.	Легкие.

Необходимо уточнить, что производятся и комбинированные варианты солнечных батарей, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов. То есть используются по максимуму все преимущества обоих типов. Однако, стоимость подобных изделий весьма высока, поэтому они не настолько популярны, как упомянутые выше батареи.

Что влияет на эффективность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

• При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
• При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
• Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
• Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Недостатки солнечных батарей

У солнечных батарей существует ряд недостатков, узнав о которых многие хозяева жилья сразу отказываются от затеи их приобретения и установки.

Действительно мощная, эффективная солнечная батарея потребует немалой полностью открытой для солнечных лучей площади.

• Для получения достаточного количества энергии необходимо установить весьма большое количество батарей довольно больших размеров. Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие собственники частных домов используют для их монтажа солнечную сторону крыши.

Суммарные показатели емкости блока аккумуляторов должны соответствовать мощности солнечных батарей, поэтому количество и тип АКБ необходимо подобрать правильно.

• Нельзя забывать, что батарея будет работать эффективно, только если ее лицевая сторона будет подвергаться периодической очистке от насевшей пыли, грязи, разводов высохшей дождевой воды. А это значит, что к поверхности необходимо обеспечить удобный и легкий доступ.
• Солнечные батареи недостаточно эффективно функционируют в сумерках и совершенно не работают в ночные часы. Чтобы использовать энергию от них в любое время суток необходимо подключение к нескольким аккумуляторам, которые за солнечный период накапливают энергию.
• Для большого количества аккумуляторов, если система планируется в качестве основного источника энергии, может потребоваться отдельное помещение.

«Накопителем» выработанной электрической энергии может быть целая батарея соединенных определенным образом аккумуляторов. Это потребует немало места. Да и стоимость аккумуляторов тоже может быть весьма значительной.

• Солнечная энергия считается экологически чистой, однако сами пластины фотоэлементов содержат в себе такие токсичные вещества, как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т.п. При нагревании конструкции данные вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и проникать в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома. Оптимальным вариантом будет установить систему в отдалении от жилых строений.

Солнечные батареи на поворотном механизме, постоянно поддерживающим поверхность в фокусе солнечного света

• При установке батарей на открытой площадке, для более высокой эффективности их работы, систему часто снабжают специальным фотоэлементом, реагирующим на положение Солнца, и поворотным механизмом, который будет поворачивать их вслед за движением светила. Эффективность повышается, но зато возрастает сложность системы и стоимость реализации проекта.
• Пока что не приходится говорить о высокой эффективности работы подобных систем. Их КПД составляет в самом лучшем случае 20%, остальные 80% воспринятой поверхностью солнечной энергии уходят на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55÷60 градусов. Как уже говорилось выше, при нагреве фотоэлементов, эффективность их работы падает.
• Чтобы предотвратить перегревание батарей, применяют те или иные системы принудительного охлаждения. Например, устанавливаются вентиляторы или насосы, перекачивающие хладагент. Понятно, что такие приборы также требуют электроэнергии, а также периодического обслуживания. Кроме того, они могут значительно снизить надежность работы всей конструкции. Ну а проблема эффективного пассивного охлаждения батарей пока не решается.

Как собрать солнечную батарею в домашних условиях?

Если после изучения представленной выше информации желание заняться изготовлением солнечной батареи не пропало, можно поэкспериментировать, создав и проверив собственное творение. Далее будет подробно рассмотрена сборка панели из монокристаллических пластин.

Монокристаллическая пластина 78×156 мм с двумя токосъемными дорожками на лицевой стороне. Симметрично им, на тыльной стороне пластины линии припаивания шин обозначены фигурными контактными окошками.

В показанном примере домашний мастер собирает панель габаритами 750×960 мм, состоящую из 36 жёстких монокристаллических пластин размером мм. Пластины устанавливаются в четыре ряда, по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами выдерживается зазор порядка 10÷12 миллиметров.

Солнечные батареи, установлены на балконном ограждении, а также закреплены к его остеклению. Такой монтаж будет актуален, если балкон находится на солнечной стороне дома. Красной рамкой выделена панель, монтаж которой будет показан.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемых операций
	Для работы потребуются, прежде всего, сами пластины. Мастер рекомендует приобретать их с запасом, так как они могут иметь разные параметры выходного напряжения, а из них необходимо будет выбрать 36 штук, имеющих наиболее близкие друг к другу показатели. Шина — это медная луженая лента, то есть уже покрытая оловом, что упрощает ее пайку. Потребуется порядка 10 метров узкой шины шириной в 1,6 мм и 2 метра широкой, шириной в 5 мм. Для электромонтажных работ необходимо подготовить обычный паяльник на 40 Вт. флюс для пайки — это канифоль, растворенная в спирте, спирт для обезжиривания поверхностей под пайку и их последующей очистки от остатков флюса, ватные диски и палочки. В качестве основы для монтажа всего модуля в данном случае используется акриловое стекло толщиной 5 мм. Для последующей герметизации фотоэлементов мастер решил использовать прочную бесцветная прозрачная поливинилхлоридную пленку ORACAL®751, которая часто применяется для закрепления рекламы на транспортных средствах.
	Несколько слов о том, почему выбрана ширина шины именно 1,6 мм. Металл имеет свойство при нагревании расширяться, а при остывании, соответственно, сжиматься. На солнечной батарее этот процесс будет происходить постоянно, то есть днем припаянные шины будут увеличиваться в размерах, а ночью — наоборот, что не особо полезно для конструкции. На опыте мастер испытал ленту шириной в 2 мм, и все-таки остановил свой выбор именно на ширине 1,6 мм. По токопроводящим качествам эти шины не особо отличаются между собой, а более узкая все же меньше повержена линейной деформации.
	Подготовив все необходимое, имеет смысл в первую очередь произвести сортировку пластин. Как говорилось выше, несмотря на то, что это одна модель, они зачастую могут иметь разные показатели в практической работе. А для гармоничной работы батареи значения вырабатываемого напряжения должны быть максимально близкими друг к другу. Например, в данном случае при проведении проверки обнаружилось, что фотоэлементы в равных условиях (при искусственном освещении) могут вырабатывать от 0,19 до 0,35 вольт. Лучше, если в одной панели будут собраны элементы, имеющие максимально близкие значения, скажем, от 0,30 до 0,33 вольт. Если в комплексе будет установлен один или два элемента, значительно отличающиеся по выходному напряжению, то они будут создавать никому не нужное сопротивление, и станут перегреваться. Таким образом, отбраковываются пластины, явно выпадающие из общей массы.
	При монтаже пластин между ними будет оставляться зазор в 10÷12 мм. Он нужен для того, чтобы пленка, фиксирующая элементы на акриловом стекле, удерживала их со всех сторон.
	Далее, необходимо уложить на столе две пластины на расстоянии в 10 мм, и по ним замерить, какой длины необходимо нарезать узкие шины. Как можно видеть на внешней стороне пластин для скрепления предусмотрены две металлические токосъемные полосы, а на обратной ее стороне места фиксации указаны точечно, окошками.
	На лицевой стороне пластины от ее верхнего края необходимо отступить примерно 3 мм.
	На обратной стороне второй панели шина также должна не доходить до нижнего края на эти же 2÷3 мм.
	После определения длины одной соединительной шины, остальные соединительные элементы отмеряются по ней. Для каждых двух пластин потребуется по два отрезка шины, то есть всего нужно 72 штуки. В нарезанном виде шины выглядят, как показано на фото. Вовсе не обязательно заготавливать сразу все отрезки — их можно нарезать по ходу работы. Однако если они все-таки будут заготовлены все сразу, то рекомендовано их собрать и сцепить резинкой. Так они не потеряются, и не будут мешаться на столе.
	Сначала шины припаиваются к лицевой стороне всех пластин. Но перед началом пайки металлические токосъемные полосы на пластинах необходимо подготовить, обезжирив спиртом. Для этой работы удобно использовать ватные палочки — их обмакивают в спирт и проходятся по полоске. Этот процесс необходим для повышения качества пайки.
	Следующим подготовительным этапом идет нанесение на очищенные спиртом полоски канифольного флюса. Лучше, если он будет налит в эластичную емкость в виде маркера (клеевого карандаша) с мягким наконечником. Так будет легче работать, при необходимости выдавливая и распределяя необходимое количество состава.
	Следующим шагом идет припаивание шин к внешней стороне пластин. Шина укладывается на металлическую контактную полоску и выравнивается. Далее, придерживая бо́льшую часть шины, аккуратно прижав ее к полосе, ее верхнюю сторону фиксируют паяльником на 20÷30 мм по длине. Дополнительный припой при этом не используется – вполне достаточно слоя лужения на самой шине. Теперь она закреплена и не сможет сдвинуться, поэтому ее оставшуюся длинную сторону закрепить на поверхности будет совсем просто.
	Для этого пластину необходимо повернуть к себе противоположной стороной, так чтобы длинная часть шины оказалась под рукой. Придерживая шину и слегка ее натягивая, по ней аккуратно проводят паяльником, следя за тем, чтобы он не соскользнул в сторону. Луженая лента хорошо припаивается к правильно подготовленной поверхности — достаточно один раз без спешки провести по ней хорошо разогретым паяльником. Если на ленте останутся заусеницы, то их сразу же необходимо загладить, так как эта сторона пластин должна быть прижата к акриловому стеклу.
	Припаяв обе ленты к пластине, их необходимо протереть спиртом с помощью ватной палочки или диска. Необходимо удалить с поверхности весь оставшийся флюс.
	Таким же образом последовательно подготавливаются все 36 пластин, или же только 9 фотоэлементов, чтобы собрать одну из четырех полос солнечной панели. Здесь каждый мастер поступает так, как ему будет удобнее.
	Далее будет рассмотрена сборка подготовленных фотоэлементов в одну полосу. Таким же способом производится и соединение остальных трех полос солнечной панели.
	Вначале берется пластина, которая будет первой в полосе. Она укладывается на стол лицевой стороной вниз, вместе с припаянными к ней шинами. Затем полосы под пайку, выделенные на обратной стороне пластины контактными окошками, обрабатывается спиртом, а потом флюсом. Далее, отступив от края примерно 3 мм по линии, проходящей через окошки, укладывается отрезок шины, и по тому же способу, что и с внешней стороны, припаивается к поверхности. Свободные концы шин должны расположиться в противоположном направлении относительно припаянных к лицевой поверхности – они будут нужны при коммутации всего ряда элементов в общую батарею широкими шинами.
	Теперь необходимо соединить между собой первую и вторую пластины ряда. Для этого концы шин, припаянных к лицевой стороне первой пластины, необходимо вывести на тыльную сторону второй пластины. Пластины при этом размещаются параллельно друг другу на установленном расстоянии (10 мм). Для удобства можно на рабочем столе заранее выполнить разметку, то есть сделать своеобразный шаблон взаимного расположения пластин.
	Точки припаивания контактов обрабатываются спиртом, и затем на них наносится флюс.
	Теперь можно осуществить припаивание шин. Для этого по ним также аккуратно, не торопясь, проводят разогретым паяльником. После окончания пайки обеих шин, их также необходимо протереть спиртом для удаления оставшегося флюса.
	Далее, таким же образом коммутируется третья и все последующие пластины ряда. В результате должно получиться четыре полосы по 9 фотоэлементов, соединенных так, как было показано на иллюстрациях.
	Готовые, спаянные ряды фотоэлементов поочередно укладываются на заранее подготовленное акриловое стекло необходимого размера. От краев элементов до края стекла должно быть выдержано расстояние в 50÷60 мм. На стекле ряды временно фиксируются короткими полосками прозрачного скотча.
	«Золотое правило» последовательной коммутации источников питания постоянного тока: плюс предыдущего элемента соединен с минусом последующего – и так далее. В рядах это правило соблюдено. Теперь очень важно его не нарушить и при укладке рядов в батарею. Так, выступающие слева отрезки шин первого и третьего ряда должны быть припаяны на внешней стороне панели, которая в данном случае повернута к акриловой поверхности. Во втором и четвертом ряду должны выступать концы шин, зафиксированные на тыльной светлой стороне пластин. Если допустить ошибку, то последовательное соединение нарушится, и батарея работать не будет.
	В результате конструкция уложенной панели должна будет выглядеть следующим образом. Когда все ряды будут закреплены на стекле скотчем, их необходимо объединить в одну систему.
	Электрическое соединение осуществляется по представленной схеме. В результате сверху окажется «плюс», снизу «минус».
	В качестве соединительных элементов используется широкие шины – это хорошо показано на схеме выше. К ним припаиваются выступающие концы тонких шин. Излишки после припаивания следует откусить кусачками.
	На этой фото хорошо показана крайняя точка коммутации шин. Закончив работу, панель необходимо проверить на работоспособность с помощью тестера, переключив его на вольтметр и установив щупы на плюс и минус.
	Проверку панели можно сначала произвести на рабочем столе – больших показателей не будет, но собранная панель продемонстрирует, что она «живая». А затем можно провести проверку, вынеся батарею на солнце.
	К крайним плюсовой и минусовой шинам закреплены щупы мультитестера.
	Даже при облачной погоде на холостом ходу батарея выдает 19,4 вольт — это говорит о правильности соединения панелей.
	Солнца на момент проверки не было, и ток невелик, всего около 0,5 ампера. Но даже в пасмурную погоду батарея вырабатывает около 10 ватт энергии.
	Параллельно рекомендуется проверить пластины на перегрев — это несложно прочувствовать тыльной стороной ладони. Если отдельные пластины на общем фоне явно перегреваются, то их желательно сразу же заменить – это пока сделать несложно.
	Если батарея работает нормально, то можно ее окончательно герметизировать — закатывать в пленку. Эксплуатационный срок этой пленки семь лет, но как показывает практика, она отлично функционирует и дольше. Пленка имеет клеевой слой, закрытый защитной подложкой, которая снимается по мере наклеивания покрытия на фотоэлементы и акриловое стекло.
	Первое, что необходимо сделать — это разложить пленку сверху конструкции и выровнять край, от которого начнется ее наклеивание. От того, насколько будет выровнен край, зависит качество приклеивания всего полотна. Должна быть достигнута полная герметизация, без складок и пустот, так как пленка предназначена для надежной защиты фотоэлементов от любых внешних воздействий.
	Далее, необходимо аккуратно отделить защитный слой от пленки по всему краю, примерно на 40 мм, сразу закрепив ее на стекле.
	Эта операция проводится очень аккуратно, при приклеивании пленка разравнивается и разглаживается. Здесь необходимо помнить, что отклеить и выровнять определенный участок пленки — уже не получится, поэтому необходимо делать работу качественно сразу. Пленку нельзя натягивать, но в то же время она и не должна собираться складками.
	Защитная подложка подгибается вниз и по мере приклеивания постепенно снимается. Освободив 20÷30 мм пленки, ее приглаживают к фотоэлементам и просветам между ними, то есть к акриловому стеклу.
	Процесс закатывания батареи в пленку — длительный и кропотливый, поэтому необходимо набраться терпения и выполнять его, не торопясь. Если пленка все-таки замялась или ушла в сторону, ее нельзя отклеивать, так как повредятся фотоэлементы. В этом случае необходимо вырезать и наклеить сверху уже закрепленной пленки дополнительный фрагмент. Главное — закрыть всю поверхность батареи. На этой иллюстрации показан закатанный в пленку край панели. Хорошо видно, что идеальная гладкость не требуется, главное — плотное прилегание пленки по всей площади.
	Когда пленка будет наклеена, можно проводить испытания готовой панели. Для этого батарею необходимо вынести на солнце и снова подключить к ней тестер.
	Как можно видеть, батарея выдает напряжение на выходах почти 20 вольт. Затем проверяется ток короткого замыкания — он составил 3.94 ампер. А это уже, ни много, ни мало – почти 80 ватт.
	Для проверки под нагрузкой к батарее через амперметр была подключена лампочка на 24 В. Итог на фотографии – горит хоть и не в полный накал, но достаточно ярко.

Многие мастера, кроме стекла и пленки, используют еще и обрамление батареи, одевая ее в жесткую раму. Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если планируется собрать и использовать несколько солнечных батарей, то их соединяют или последовательно — для увеличения напряжения на выходе, или параллельно – так можно добиться более высоких показателей тока и суммарной мощности

Комплекс панелей через контроллер подключается к аккумулятору — накопителю энергии, а уже от него идет распределение на точки потребления, напрямую или через инвертор.

Узнайте, как сделать солнечный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, как можно видеть из представленной информации, батарею вполне можно собрать своими руками. Потребуется наличие некоторых знаний электротехники и монтажа, усидчивость и внимательность.

Другое дело — что предварительно стоить очень тщательно взвесить ожидаемый эффект от батареи и стоимость комплектующих и всего необходимого для системы оборудования. Насколько система получится рентабельной, тем более с учетом местных климатических условий? Не превратится ли ее создание просто в «игрушку» для деятельного мужчины среднего возраста?

Возможно, некоторые вопросы по этому поводу снимет размещенный ниже видеосюжет:

Видео: Основные ошибки, допускаемые начинающими при планировании создания домашних солнечных электростанций

Как сделать недорогую солнечную панель своими руками

Коммерческие солнечные панели все еще довольно дороги, однако они не должны стоить так дорого. Солнечные батареи от целого ряда поставщиков доступны по всему миру и могут быть легко собраны в вашу собственную солнечную панель.

В этом руководстве мы расскажем об изготовлении солнечных панелей мощностью 36 Вт, хотя методология создания панелей большей мощности, будь то 200 или 300 Вт одинакова.

Для одной панели вам понадобится (со ссылками на Амазон для примера):

1. 9 солнечных ячеек (0.5V 4W)
2. 2 листа 3мм ударопрочного стекла 0.5м x 0.6м (также подойдёт плексиглас)
3. Силиконовый герметик Solar Bus Wire
4. Электропроводка для солнечных батарей
5. Флюсова \ солнечная ручка
6. Паяльник

Стекло можно заменить на фибергласс, фанеру или толстую картонную подложку, чтобы еще больше сэкономить, хотя со стеклянной подложкой панель будет наиболее устойчивой к атмосферным воздействиям.

Шаг 1: Выберите напряжения и мощность солнечных ячеек

Выбор напряжения ячейки

Приятная вещь в создании солнечной панели своими руками заключается в том, что вы можете собрать ее в соответствии со своими потребностями. Солнечные элементы обычно доступны в 0,5 В диапазоне и разной выходной мощности. Они могут быть соединены последовательно, чтобы получить любое требуемое выходное напряжение, кратное 0,5 В.

Если вы хотите заряжать 12-вольтовую батарею с глубоким циклом для автономного применения, вам понадобится панель 18 В, которая будет состоять из 36 ячеек последовательно (36 x 0,5 В = выход 18 В). Вам потребуется 18В, чтобы даже когда панель находится не на ярком солнце, она могла заряжать аккумулятор.

Чтобы уменьшить количество нужных вам элементов, вы можете попробовать разделить солнечные элементы, чтобы получить более высокое напряжение на каждом элементе.

Выбор выходной мощности ячейки

Второе соображение — это необходимая вам мощность. Чтобы рассчитать, сколько солнечных батарей вам нужно, разделите общую мощность, которая вам нужна, на мощность каждой ячейки. Например, если вам нужна панель мощностью 200 Вт и вы используете ячейки 4 Вт, тогда вам нужно 200 Вт / 4 Вт = 50 ячеек. Важно отметить, что выходная мощность не связана с тем, соединены ли ячейки последовательно или параллельно.

Шаг 2: Планирование расположения панелей

Сначала вам нужно начать с дизайна макета панели. Обычно это делается в соответствии со свободным пространством, которое у вас есть. Вы можете быть ограничены в длине или ширине панели и т.д. В проекте для 9 солнечных элементов использовался лист стекла размером 0,5 х 6 м, и элементы были размещены, как показано на прилагаемой схеме.

Панель обычно разбита на ряды и столбцы, не имеет значения, сколько их, но ваша жизнь будет легче, если вы сделаете более длинные цепочки ячеек в направлении электропроводки, а затем соедините их с основным проводом верху и внизу.

Шаг 3: Подключаем панели

Следующий шаг, и, возможно, самый трудоемкий, — это подключение солнечных батарей. Вы можете купить ячейки без вкладок, и это рекомендуется, если вы не знакомы с использованием паяльника. Хотя большинство поставщиков солнечных батарей и так будут поставлять вам ячейки без вкладок. Работа не сложна, если у вас есть правильная техника, но вам может потребоваться сначала попрактиковаться на одной или двух ячейках, так как соединённый провод не так просто удалить.

Отрежьте провод полосками длиной на 1 см больше, чем длина одной ячейки для конечных выступов и удвойте на длину каждой ячейки для соединительных выступов. Теперь приступайте к пайке провода к солнечным элементам (смотрите прилагаемое видео). Сначала нарисуйте линию с помощью флюсовой ручки по длине серебряных линий. Выровняйте провод над линиями, а затем пропустите горячий паяльник по длине вкладки. Не оставляйте паяльник в одной области слишком долго, так как он может перегреть и повредить элемент. Нет необходимости добавлять к проводу припой, так как провод поставляется уже с нужным его количеством.

Шаг 4: Соединяем основной провод

После того, как вы соединили все ячейки, вам нужно соединить все их вместе. Передняя часть каждой ячейки отрицательна, а задняя часть ячейки положительна. Чтобы сформировать цепочку ячеек с задней части к передней, они должны быть соединены как батарейки — последовательно. Припаяйте провода с задней стороны одной ячейки к передней части соседней ячейки, пока не закончите каждую линию. Затем используйте шинный провод для соединения всех линий. Конечный макет должен выглядеть как прикрепленная схема.

При подключении линий помните, что они также должны быть подключены от положительного к отрицательному, поэтому соседние линии должны идти в противоположных направлениях.

Когда вы закончите соединять линии, у вас должна быть одна положительная шина и одна отрицательная шина, которые будут выходами вашей солнечной панели. Они могут быть заключены в специальную коробку солнечных батарей или припаяны непосредственно к проводам для небольших панелей.

Шаг 5: Защитите ячейки стеклом

После того, как вы закончили с проводами, можете добавить поверх солнечных элементов защитное стекло или плексиглас. Проведите непрерывную силиконовую полоску по периметру задней панели, а затем осторожно опустите стекло на подложку над ячейками. Силикон должен образовывать сплошное уплотнение по краям панели, и теперь ваши ячейки будут защищены.

Зажмите стекло и подложку (в этом случае подложка также представляет собой лист стекла) и дайте силикону отвердеть в течение ночи. Не используйте винтовые зажимы, так как они создают слишком большое усилие и стекло может треснуть, вместо этого используйте пластиковые пружинные зажимы.

Шаг 6: Установите коробку клемм

Установите клеммную коробку на задней панели и припаяйте клеммы исходящей шины к клеммной колодке. Коробка может быть закреплена винтами на деревянной подложке или, если используется стеклянная подложка, также может быть прикреплена с помощью силикона.

Наконец, прикрепите любой монтажный кронштейн к задней панели, и ваша солнечная панель готова.

Подключите ее к контроллеру заряда для зарядки аккумуляторов или напрямую к вашей сети постоянного тока. Если вам нужен переменный ток, то необходимо подключить инвертор — поищите руководства по выбору инвертора.

Солнечная батарея своими руками

Если говорить об экономической целесообразности, то для изготовления небольшой солнечной батареи своими руками в домашних условиях выгодней купить фабричную панель, а не несколько десятков новых диодов или транзисторов. При одинаковой производительности (мощности) такая самоделка будет дешевле, а ее изготовление займет меньше времени. Единственное условие, оправдывающее потраченное время — это возможность дешево купить старые комплектующие, которые были списаны как «неликвиды».

Устройство и принцип работы

Есть два основных способа использования солнечной энергии:

• Прямое использование для нагрева воды и аккумулирования тепла в гелио системах отопления и горячего водоснабжения.
• Преобразование света в электроэнергию.

Справка. Основные законы преобразования света в электроэнергию были сформулированы в конце XIX века российским ученым Александром Столетовым.

Первые солнечные панели появились еще в семидесятые годы прошлого столетия, но несовершенные технологии и низкая эффективность делали производство батарей дорогим и низкорентабельным. И только последние разработки в этой области сделали производство «солнечной» электроэнергии технически и экономически доступными.

Есть несколько типов панелей, использующих разные материалы. Но все они построены на полупроводниках. Преобразование света основано на внутреннем фотоэффекте p-n перехода — возникновении дополнительных «дырок» и свободных электронов под воздействием света. Электроны «стремятся» в n-область, дырки — в p-область. Как результат перераспределения заряда между областями, возникает разность потенциалов и через переход протекает ток.

Каждый модуль заводской солнечной батареи имеет собственный несущий каркас, с расположенной на нем клеммной коробкой. Это делает возможным объединять модули в единую систему, с подключением к общему оборудованию, которое позволяет контролировать работу, накапливать электроэнергию, преобразовывать ее и распределять между потребителями. А для защиты фотоэлементов используют специальное покрытие из закаленного стекла.

Стационарные солнечные батареи дополнительно оборудуют инверторами, преобразующими постоянный ток в переменный. Компактным модулям для питания устройств, работающих от аккумуляторов, инвертор не нужен.
Аналогичный компактный модуль можно сделать своими руками из диодов или транзисторов и подключить его к «промежуточному» аккумулятору. А уже от него заряжать мобильный телефон (как от Power Box) или использовать для питания LED светильника.

Солнечная панель из диодов

Для изготовления панели можно использовать диоды в металлических и стеклянных корпусах. Первый вариант мощнее, но более трудоемкий. Второй — проще, хотя для достижения такой же мощности понадобится больше элементов.

Панель из диодов в металлическом корпусе

Диоды КД203

Если говорить о максимальной мощности, которую можно получить с одного кристалла полупроводника, то лучшими в этом отношении будут диоды серии КД203 (КД2010).

При ярком солнечном свете один кристалл способен выдать напряжение порядка 0.7 В при токе до 7 мА.

Но сложность заключается в том, что диоды этой серии изготовлены в металлокерамическом корпусе, который заодно выполняет роль теплоотвода при монтаже на металлическое шасси.

Чтобы вынуть кристалл кремниевого полупроводника и «открыть» его для освещения, надо:

• аккуратно разбить керамику и освободить верхний контакт;
• раскрыть корпус, сняв с основания «крышку»;
• разогреть диод до температуры плавления олова, которым к кристаллу припаяны контакты;
• освободить от верхнего жесткого контакта кристалл, а вместо него припаять гибкий проводник.

Диоды средней мощности в металлическом или металлостеклянном корпусе серии Д7, Д214, Д215, Д226, Д237, Д242-Д247 разбирать проще. Сначала бокорезами обрезают жесткий контакт и часть корпуса в виде трубки со стороны анода. А затем вставив нож в шов между основанием и крышкой, открывают корпус. Для облегчения процесса можно предварительно слегка сжать фланец корпуса в тисках, чтобы раскрылась щель между основанием и крышкой.

И эту процедуру надо выполнить с каждым диодом, а их должно быть несколько десятков. В реальных условиях напряжение на одном кристалле будет ниже максимума раза в полтора — около 0.5 В. Чтобы получить на выходе 5 В, надо последовательно соединить в блок 10 кристаллов.

Приблизительно такое же соотношение максимальной и реальной силы тока — рассчитывать надо на величину 4-5 мА. Чтобы «нарастить» силу тока и повысить мощность солнечной батареи, надо параллельно соединить на панели несколько таких блоков.

Сама панель должна иметь вид решетки из расположенных в несколько рядов ячеек двух разных диаметров, расположенных поочередно. Большое отверстие — для посадки корпуса, меньшее — для гибкого проводника, которым соединяют в цепь расположенные рядом диоды. Такая заготовка для диодов в металлическом корпусе без крышки глядит так:

Возможны и другие варианты конструкции панели, но принцип прежний — последовательно-параллельное соединение элементов. Принцип как сделать солнечную батарею из диодов был описан еще в советское время. Ниже приведено фото иллюстрации тех времен, на которой показаны способы разборки элементов и принципиальная схема соединения:

Панель из диодов в стеклянных корпусах

Эти элементы менее мощные и способны «генерировать» токи менее одного миллиампера, но их достоинство в том, что кристалл полупроводника не надо «открывать».

У некоторых серий корпус изначально прозрачный, а у тех элементов, корпуса которых окрашены, надо просто смыть краску растворителем.

К таким относятся диоды Д223Б, которые способны при оптимальной ориентации относительно яркого солнца выдавать напряжение около 0,3 В, что почти сопоставимо с более мощными аналогами.

Пошаговый процесс изготовления солнечной панели выглядит так:

• помещают на некоторое время диоды в емкость с растворителем;
• достают из растворителя элементы и счищают с них размягченную краску;
• сгибают под 180° выводы анодов (это необходимо для правильного положения кристалла полупроводника относительно плоскости монтажной платы;
• монтируют на монтажной плате элементы, объединяя их в последовательно параллельные группы согласно схеме соединения.

Вот так выглядит панель, состоящая из 9 параллельно соединенных блоков по 12 элементов в каждом:

Как видно, помещенная на солнце, она выдает напряжение в 2.5 В, а ее мощности хватает, чтобы полностью зарядить за 2 часа ионистор емкостью 0,47 Ф.

Панель из светодиодов

Любой светодиод обладает обратимостью: он не только излучает свет под напряжением, но и наоборот — генерирует электричество под воздействием света. Максимальная ЭДС у сверхярких элементов — до 1.65 В, но ток при этом получается очень маленьким — до 20 мкА. Зеленые индикаторные светодиоды с линзой диаметром 3 или 5 мм при освещении выдают почти 1.6 В. Совсем немного уступают им красные и оранжевые светодиоды с линзой 5 мм.

Но изготовить из них солнечную панель, способную работать как эффективное зарядное устройство, не получится из-за крайне маленького тока.

Панель солнечной батареи из транзисторов

Так же как и у диодов, открытый полупроводниковый кристалл транзистора при освещении образует разность потенциалов на p-n переходах. Если провести измерения, то в результате окажется, что всегда есть пара контактов, которая выдает максимально возможную мощность.

Но перед этим надо «открыть» корпус транзистора — аккуратно снять крышку. Вот так выглядит транзистор 2Т908А «внутри»:

Обычно наибольшая ЭДС возникает между коллектором и базой или эмиттером и базой. Перед сборкой домашней солнечной панели надо протестировать все заготовленные элементы и рассортировать их по группам (блокам) с наиболее близкими значениями суммарных напряжений.

Примечание: Один из основных недостатков мощных транзисторов отечественного производства — это «нестабильность» характеристик.

Например, чтобы подобрать приблизительно одинаковую пару для двухкаскадного усилителя, надо было «прозвонить» вручную несколько транзисторов.

Для увеличения общего напряжения и тока применяют смешанное соединение.

Схема сборки элементов солнечной батареи

Первый вариант. Соединяют параллельно группы (блоки) с одинаковым суммарным напряжением последовательно собранных элементов, и получают на выходе сумму токов от каждого блока. Схема приведена ниже:

Второй вариант. Элементы с приблизительно одинаковыми напряжениями соединяют в группе параллельно (выходной ток будет равен сумме токов). А чтобы нарастить напряжение, несколько таких групп соединяют последовательно.

В сравнении с диодной солнечной панелью собранный транзисторный блок при одинаковой мощности будет занимать большую площадь.

Сборка корпуса

Самый простой корпус для панели домашней солнечной батареи изготавливают из фанеры или листового пластика:

• Вырезают по размеру лист, к которому крепят панель.
• По периметру листа крепят саморезами или на клей небольшие бортики высотой чуть больше толщины панели.
• Сверлят отверстия под выходной кабель с клеммами для подключения аккумулятора.
• Подключают к панели кабель через диод Шотки (это надо, чтобы обезопасить аккумулятор от короткого замыкания).
• Сверху накрывают лист светопрозрачным листом — оргстеклом или монолитным поликарбонатом. Крепят его к бортам саморезами.

В качестве средства повышения эффективности панели из одного блока иногда используют алюминиевые банки. Такая солнечная батарея своими руками выглядит так:

В этой конструкции донышко от алюминиевой банки выполняет роль вогнутого зеркала, которое «собирает» в фокусе отраженные лучи света.

Даже если кристалл полупроводника не лежит в главном фокусе, он все равно расположен на главной оптической оси, а это уже увеличивает концентрацию светового потока. Но такая конструкция оправдана в случае, если размеры панели не имеют значения, а количество диодов или транзисторов ограничено.

Описанные выше схемы не могут служить в качестве источника альтернативной энергии для подключения сколь значимого по мощности потребителя.

Их достоинство в том, что можно использовать элементную базу, которая морально устарела и досталась практически даром как «наследство» от советской промышленности. Изготовление подобной батареи можно рассматривать как хобби или приобретение полезных навыков у новичка. А практическая польза, хоть небольшая, но будет.

Панели солнечных батарей DIY Объяснение плюсов и минусов

Время чтения: 5 минут

Использование солнечной энергии имеет серьезные финансовые преимущества: это снижает ваши ежемесячные затраты на электроэнергию и может даже повысить ценность вашего дома. Такие льготы, как федеральный налоговый кредит на солнечную энергию, могут снизить ваши чистые затраты на 26 процентов, но солнечная энергия по-прежнему является значительным вложением, а цена может вызвать шок. Чтобы сэкономить деньги, неудивительно, что многие домовладельцы рассматривают возможность самостоятельного изготовления. В этой статье мы разберем основные плюсы и минусы, которые вам нужно знать о системах солнечных панелей, которые можно сделать своими руками, прежде чем принимать решение.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Основные выводы о солнечной энергии своими руками

---

• Установка системы «сделай сам» возможна и обычно обходится дешевле, чем наем установщика солнечных батарей
• Для самостоятельной установки требуется гораздо больше работы на стороне домовладельца
• Вы можете сравнить конкурентоспособные, полные предложения по солнечной энергии от установщиков на EnergySage Marketplace

5-этапный процесс создания солнечных панелей своими руками

1. Спроектируйте и установите размер вашей системы в соответствии с потребностями в энергии солнечное оборудование (солнечные панели, инверторы, стеллажи)
2. Установите стеллажи или крепления для панелей
3. Подключите солнечные панели к вашему стеллажному оборудованию
4. Установите солнечный инвертор

Установка солнечных панелей своими руками может быть дешевле, но ваши возможности ограничены

Согласно данным EnergySage Solar Marketplace, средняя валовая стоимость t использования солнечной энергии для домовладельцев (то есть ваши затраты до применения льгот и скидок) составляет 16 860 долларов.Из этой суммы затраты на проектирование и установку составляют около десяти процентов от общей суммы счета — эти десять процентов — это то, что самодельные солнечные панели по сути сэкономят вам, поскольку вам все равно придется покупать оборудование самостоятельно. Тем не менее, все еще заманчиво задуматься о создании собственной установки солнечных панелей, чтобы сэкономить деньги и полностью контролировать свой проект.

Ваша солнечная энергетическая система должна продолжать вырабатывать электроэнергию в течение 25–35 лет, поэтому очень важно учитывать как первоначальные затраты, так и относительную финансовую выгоду для всех ваших вариантов использования солнечной энергии.Если вы покупаете домашний комплект солнечных батарей, например, те, что продаются в Costco или Home Depot, он может быть дешевле в расчете на ватт, но вы не получите такое же качественное оборудование, которое могут вам предложить установщики солнечных батарей. По большей части, установщики солнечных батарей покупают у дистрибьюторов оборудования, которое не продается широкой публике, — и они часто получают более низкие цены, потому что могут покупать оптом.

Pro: создавайте собственные солнечные электростанции для небольших автономных проектов

Большинство домашних солнечных комплектов предназначены для автономного использования, что означает, что вы не можете использовать их и оставаться подключенными к электросети.Если вы обычный домовладелец, отключение от сети, вероятно, не в ваших интересах — возможность доступа к электроэнергии, вырабатываемой коммунальными предприятиями, важна, если ваша солнечная энергетическая система не производит достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей в любое время. день круглый год.

Однако домашние комплекты солнечных батарей могут быть хорошим решением, если вы не пытаетесь обеспечить электроэнергией весь дом. Дома на колесах, лодки и все более популярные крошечные дома — все это возможности для самостоятельного изучения солнечной энергии, потому что они уже автономны и мобильны.

По аналогичной теме, проекты DIY на солнечной энергии могут быть полезны, если у вас есть большая собственность и вы хотите обеспечить электроэнергией отдаленную территорию, например сарай или сарай для инструментов, или хотите легко установить уличное освещение. В таких случаях ваши потребности в электроэнергии будут относительно низкими, поэтому покупка небольшого домашнего солнечного комплекта и установка его самостоятельно вполне осуществима.

Если вы хотите установить солнечный проект своими руками, заранее сравните несколько вариантов. Grape Solar — крупный производитель (среди некоторых других), который предлагает несколько различных продуктов DIY как для сетевых, так и для автономных систем, дополнительную информацию о которых вы можете найти ниже.

Опции для самостоятельной работы с солнечными батареями

Продукт	Размер системы (ватт)	Стоимость системы	долларов за ватт	Ссылка на продавца
Grape Солнечная фотоэлектрическая система, привязанная к сети	5,300	$ 10 942	$ 2,06	Home Depot
Grape Солнечная фотоэлектрическая система с привязкой к сети	3180	$ 6 909	$ 2,17	Home Depot
Grape Солнечная фотоэлектрическая система с привязкой к сети	2300	9 238	4.02	Amazon
Renogy Solar Premium Kit	800	2300 долларов	2,88 долларов США	Amazon
WindyNation Off-Grid Solar Panel Kit	400	1600 долларов США	4,00 долларов США	Amazon
ECO-WORTHY Grid Tie Solar Panel Kit	1,200	1 992 долл. США	1,66 долл. США	Amazon

Против: установка солнечной энергии сложна, домашняя солнечная энергия требует обучения и опыта

Когда вы решите собрать солнечные панели своими руками , помните, что вы получаете то, за что платите.Домашний комплект солнечных батарей может быть менее дорогим, но установщики солнечных батарей предлагают огромную ценность за относительно небольшие дополнительные расходы (помните эту цифру в десять процентов?). Когда дело доходит до установки дорогостоящей электрической системы на вашем участке, поиск человека, который знает, что он делает, в конечном итоге может сэкономить вам и время, и деньги.

Некоторые из лучших установщиков солнечных батарей работают в этом бизнесе десятилетиями — опыт, который невозможно воспроизвести никакими онлайн-исследованиями или руководствами по ремонту.Каждый штат требует, чтобы установщики имели лицензию и квалификацию для установки солнечных батарей, а независимые сертификаты, такие как профессиональная сертификация Североамериканского совета сертифицированных специалистов по энергетике (NABCEP), должны гарантировать, что компания, с которой вы решите работать, глубоко понимает этот процесс. .

Ваш установщик солнечной энергии также поможет вам заполнить и подать разрешения и заявки, которые вам необходимо подать для запуска и запуска вашей солнечной энергетической системы.Это особенно важно, потому что ваше коммунальное предприятие не позволит вам подключить вашу систему к сети без разрешения сертифицированного электрика.

Благодаря опыту вашего установщика солнечных батарей, они также будут хорошо понимать финансовые стимулы для использования солнечной энергии, доступные в вашем районе, и, возможно, даже смогут помочь вам сэкономить больше денег, найдя стимул, который вы, возможно, пропустили. Наконец, важно отметить, что многие производители оборудования будут соблюдать свои гарантии только в том случае, если квалифицированный установщик установит их оборудование.Многие установщики также предлагают дополнительную гарантию на свою работу.

Есть и другие (лучшие) способы сэкономить деньги на солнечной установке.

Конечно, принимая такое важное решение для своего дома, вы захотите найти вариант солнечной энергии, который принесет вам наибольшую финансовую выгоду. Однако использование солнечной энергии своими руками — не единственный способ сэкономить деньги при использовании солнечной энергии.

Три совета для покупателей солнечных батарей

1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% или больше

Как и в случае любой дорогой покупки, покупка установки солнечной панели требует большого количества исследований и рассмотрения, включая тщательный анализ компании в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам потребуется сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену.

Мантра больше — не всегда лучше — одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за самую рекламу. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, обязательно сравните эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы убедиться, что вы не переплачиваете за солнечную батарею.

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены — они также, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может существенно повлиять на производство электроэнергии в вашей системе. Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам.

При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов.Хотя одни панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестирование в самое современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности — это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, только начинающего покупать солнечную батарею и желающего получить приблизительную оценку установки, можно попробовать наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши.Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, посетите нашу платформу сравнения расценок.

Примечание: этот пост содержит партнерские ссылки. Мы ссылаемся только на те продукты, которые мы считаем отличными.

Этот пост изначально был опубликован в «Новостях Матери-Земли».

Основные солнечные элементы

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Плюсы, минусы и 6-этапное руководство по экономии затрат

Есть много причин, по которым люди выбирают солнечную энергию.Некоторые хотят перейти на чистую и возобновляемую энергию. Другим нравится идея уменьшить свою зависимость от электросети.

Но главная причина перехода на солнечную энергию — это экономия денег. Опрос Pew о солнечной энергии показал, что 96% людей, которые установили или будут устанавливать солнечную батарею, делают это, чтобы сэкономить деньги на счетах за электричество — больше, чем какая-либо другая причина.

Теперь вполне возможно увидеть большую экономию, используя профессиональную солнечную компанию — в конце концов, это путь, которым большинство людей выбирают солнечную энергию.Но если вы хотите максимально снизить свои первоначальные затраты, вы можете подумать об установке своими руками (DIY). В конце концов, дешевле делать что-то самому, чем нанимать кого-то другого, который сделает это за вас!

Так каковы плюсы и минусы солнечной установки своими руками? И как его завершить?

Я отвечу на эти вопросы, рассмотрев все основные преимущества и недостатки самостоятельной установки солнечных панелей, а затем разделю процесс проектирования и установки на шесть простых шагов.

Узнайте о своей экономии, получив индивидуальную смету для вашего дома

Каковы плюсы и минусы солнечных панелей своими руками?

Хотя это дешевле, чем использование солнечной энергии в профессиональной солнечной компании, сделай сам, солнечная энергия по-прежнему является большим и дорогостоящим обязательством. Вы захотите выяснить, подходит ли вам установка солнечных батарей своими руками. , прежде чем , вы слишком много вкладываете в процесс!

Чтобы помочь вам решить, стоит ли вам делать солнечную батарею своими руками, вот список возможных плюсов и минусов:

Таблица: Плюсы и минусы солнечных панелей своими руками

Плюсы	Минусы
Экономия затрат	Много времени и усилий
Удовлетворение своими руками	Риск повреждения крыши и утечки
	Физическая опасность
	Невозможность требовать льготы
	Отсутствие поддержки по поводу неисправностей или претензий по гарантии

Pro: экономия средств

Установка солнечных батарей своими руками может сэкономить домовладельцам тысячи долларов на первоначальных затратах на установку.

Средняя стоимость установки солнечных панелей профессиональной солнечной компанией составляет около 2,85 долларов США за ватт по состоянию на май 2021 года. Для типичной системы солнечных панелей мощностью 5 кВт (5000 Вт) это составляет 14000 долларов США.

С другой стороны, комплект солнечных панелей DIY мощностью 5 кВт стоит от 1,00 до 1,50 доллара за ватт. Предполагая, что вы выполняете всю работу самостоятельно (то есть без подрядчиков для выполнения какой-либо из задач), общая стоимость солнечного проекта DIY мощностью 5 кВт составляет от 5000 до 7500 долларов.

Это дает потенциальную экономию в размере 6500–9000 долларов при выборе DIY вместо профессиональной солнечной установки.

Цифры выше являются средними. Существует множество переменных, которые могут изменить эти числа за вас, например, размер системы и то, имеете ли вы право на получение налоговой льготы за солнечную энергию (в размере 26% от стоимости солнечной системы в 2021 году).

Pro: удовлетворение своими руками

Если вы любите брать на себя большие и сложные проекты своими руками, то солнечная установка может быть именно тем, что вам нужно.

Вам придется использовать множество различных навыков, таких как умение согласовывать муниципальные процессы, финансовое планирование, владение электроинструментами, электромонтажные работы и даже налоговый учет.

Установка солнечных батарей состоит из множества этапов — исследование, планирование, покупка, получение разрешений, установка, электромонтаж и мониторинг.

Это проект, который займет у вас какое-то время, и если вам удастся завершить его самостоятельно, вы обязательно почувствуете гордость за свои достижения.

Давайте теперь посмотрим на минусы.

Падения представляют собой реальную опасность при установке солнечных панелей своими руками. Источник изображения: Twitter

Против: много времени и усилий

Самостоятельная установка солнечной батареи может быть полезным, но только в том случае, если вы активно ищете серьезную задачу для самостоятельного изготовления.

Если, однако, ваш прошлый опыт работы с проектами «сделай сам» ограничивается сборкой скандинавской плоской мебели, возможно, вам стоит воздержаться от использования солнечной энергии. Это не только требует большого планирования и организационных навыков, но и является очень трудоемким проектом: от концепции до ввода в эксплуатацию солнечной установки , сделанной своими руками, обычно требуется от одного до четырех месяцев .

Con: Риск повреждения крыши или утечки

Это, пожалуй, самый большой финансовый риск, когда речь идет о солнечной установке своими руками.

Если у вас нет плоской крыши, ваша солнечная установка потребует сверления большого количества отверстий в крыше. Сверление в неправильном месте на крыше может привести к повреждению конструкции, в то время как неправильное уплотнение и гидроизоляция могут вызвать протечку крыши и / или проблемы с плесенью.

Еще один фактор, о котором следует помнить, заключается в том, что установка солнечных батарей своими руками может аннулировать гарантию на вашу крышу, поэтому вам придется оплачивать любой ремонт, который может потребоваться.

Con: Физическая опасность

Высота и электричество высокого напряжения — два основных риска, которым подвергаются домашние мастера во время установки солнечных батарей.

И физические риски не ограничиваются только установкой. Если в течение 25-летнего срока службы панелей возникнут какие-либо проблемы, вам придется вернуться на крышу, чтобы устранить проблему.

Хуже всего, если вы неправильно подключите проводку, ваша система на крыше может загореться!

Con: Отсутствие поддержки по поводу неисправностей или претензий по гарантии

Если возникнет неисправность оборудования, вы остаетесь наедине с собой.

Конечно, вы все равно можете связаться с производителем напрямую, но может быть сложно доказать претензию по гарантии.Более того, если вы произведете неправильную установку, вы действительно можете аннулировать гарантию.

Con: Невозможность требовать некоторых льгот

Многие штаты предлагают льготы и скидки, которые резко снижают стоимость использования солнечной энергии.

Некоторые льготы, однако, доступны только тогда, когда установка завершена сертифицированной солнечной компанией. Обязательно проверьте, какие льготы и скидки доступны там, где вы живете.

Руководство по установке: 6 шагов для солнечных панелей своими руками

Давайте теперь погрузимся в 6 шагов, необходимых для того, чтобы ваш проект DIY-панели солнечных батарей прошел от замысла до завершения.

1. Сделайте план своими руками и спроектируйте свою систему

Это самый сложный шаг во всем процессе самостоятельной работы, особенно если у вас нет опыта работы с энергетическими системами.

A. Определите свои цели

Что вы хотите от своей системы? Финансовая экономия? Резервное питание? Независимость от сети?

Цель, к которой вы стремитесь, определит для вас лучший тип системы, насколько сложной будет установка и сколько будет стоить проект.

B. Выберите подходящий тип солнечной системы

Следующее решение — выбрать правильный тип солнечной энергосистемы, соответствующий вашей цели.

Все типы систем имеют много общих черт: все они включают солнечные панели, инверторы, крепления и проводку.

Однако есть некоторые важные отличия, которые могут повлиять на стоимость и сложность проекта. Вот краткое описание каждого из них.

• Система солнечных панелей с привязкой к сетке : Этот вид солнечной установки, в которой сетка используется в качестве батареи за счет чистых измерений.Сетевые солнечные системы требуют меньше оборудования, чем другие типы систем, и, следовательно, имеют самые низкие начальные затраты. Недостатком этих систем является отсутствие резервного питания.
• Гибридная система солнечных панелей : Гибридная система включает в себя решение для хранения аккумуляторов при сохранении подключения к сети. Гибридные системы дороже, чем привязанные к сети, но они предлагают дополнительные функции, такие как резервное питание во время сбоя сети и арбитраж времени использования.
• Автономная солнечная система : Автономные солнечные системы работают независимо от сети.Поскольку нет сети, к которой можно было бы прибегать, солнечной системе требуется много панелей и большой аккумулятор для удовлетворения потребностей дома в электроэнергии 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году — даже зимой и / или при длительной пасмурной погоде. Это самый дорогой тип системы.

C. Ознакомьтесь с правилами и положениями, касающимися солнечной энергии

Существует множество правил, регулирующих солнечные установки. Они могут сильно различаться в разных штатах и ​​даже в разных юрисдикциях.

Имейте в виду, что в некоторых штатах солнечная система не разрешается подключать к сети, если установка не была выполнена лицензированным подрядчиком.Если это тот случай, когда вы живете, вы не сможете установить самодельную электрическую или гибридную солнечную систему.

Если дом разрешен в месте вашего проживания, то вам, вероятно, потребуется разрешение на строительство и разрешение на коммунальные услуги, прежде чем вы начнете установку. Обычно это включает в себя осмотр на месте инженером-строителем или лицензированным электриком.

Позже, когда установка будет завершена, вам нужно будет пройти еще один раунд проверок, прежде чем ваша система будет активирована и подключена к сети.

D. Проектирование системы

Это одна из самых сложных частей процесса изготовления солнечных панелей своими руками. Вы хотите, чтобы ваша система учитывала все следующие факторы:

• Ваши потребности в энергии
• Климат и количество солнечных часов в месяц
• Ориентация солнечной панели
• Уголок для солнечной панели
• Естественное падение КПД
• Конверсионные потери
• Оттенок
• Расширяемость
• Размер аккумулятора и зарядка (для гибридных и автономных систем)

Наш калькулятор солнечных батарей учитывает все эти факторы, чтобы показать вам общую производительность системы за каждый месяц года.Он также рекомендует размер системы для вашего конкретного дома и даже показывает, какую часть крыши вы должны использовать для максимального воздействия солнечного света. Попробуйте, введя свой почтовый индекс ниже.

Рассчитайте размер системы, необходимый для компенсации 100% потребления электроэнергии

Если вы добавляете батареи для гибридной или автономной системы, вам необходимо правильно подобрать размер батареи.

Вам также потребуется составить электрическую схему. Они являются обязательной частью ваших заявок на получение разрешения и будут служить в качестве образца при физической установке панелей.

E. Сделайте математику

Теперь, когда у вас готов проект системы, пришло время работать с цифрами, то есть вашими оценочными затратами и экономией за 25-летний срок службы панелей.

Определите свои затраты с помощью онлайн-поиска солнечного оборудования. Самый простой способ сделать это — узнать цену на полный комплект для самостоятельной сборки солнечных батарей, который соответствует вашему желаемому размеру системы.

Затем вы хотите подсчитать экономию на счетах за коммунальные услуги. Первым шагом является расчет годовой производительности вашей системы (см. Цифры по местоположению здесь).Умножьте это на стоимость электричества в том месте, где вы живете, и вы получите показатель избежания затрат на коммунальные услуги.

Имея на руках данные о стоимости и экономии, вы можете рассчитать рентабельность своего проекта по созданию солнечных панелей своими руками.

Вот простая формула: предотвращенные расходы на коммунальные услуги (т. Е. Экономия на счетах за электричество) — стоимость солнечного оборудования = ваша общая финансовая экономия.

Теперь вы можете решить, стоит ли самостоятельный солнечный проект с финансовой точки зрения .

2.Начать процесс выдачи разрешений

Вы готовы испачкать руки и установить солнечные батареи! Но подождите — помните те надоедливые правила и нормы, которые мы упоминали в Шаге 1? Нам нужно будет просмотреть их, прежде чем мы начнем какую-либо работу.

Начните с перечисления всех разрешительных процессов, требуемых государством, вашим коммунальным предприятием и вашим органом юрисдикции (AHJ). Вам, вероятно, нужно будет подать заявление на получение разрешения на строительство и коммунальные услуги, прежде чем начинать какие-либо работы. Это часто будет включать осмотр либо электриком, либо инженером-строителем, либо обоими.

Обязательно соблюдайте все требования, чтобы ваша установка соответствовала нормам и законам.

3. Выберите поставщика и купите оборудование.

Вот краткий список всего оборудования, которое вам понадобится для установки солнечных батарей:

• Солнечные панели
• Солнечный инвертор
• Монтажно-стеллажное оборудование
• Электромонтажные работы и общие электрические материалы
• Аккумуляторная система (для гибридных и автономных систем)
• Контроллер заряда (требуется для некоторых аккумуляторных систем)

Проще всего найти полный комплект солнечных батарей своими руками, в который входит все необходимое оборудование.В противном случае вам предстоит сложная задача составить короткий список отдельных компонентов, а затем выяснить, какие части могут работать вместе.

Когда вы сравниваете наборы, мы рекомендуем вам проверять обзоры продуктов на SolarReviews, чтобы убедиться, что вы покупаете товары у известных брендов.

Что касается поставщика, выберите того, который предлагает длительную гарантию и отличную послепродажную поддержку. Фактически, я бы отдал приоритет обоим этим факторам, а не цене — вы будете много общаться с поставщиком для технической поддержки, а также, возможно, для гарантийной поддержки.

Подробнее : Сравните и купите лучшие комплекты солнечных батарей

4. Установите систему солнечных батарей

На этом этапе вы должны были успешно подать заявку на получение всех необходимых разрешений и согласований и принять поставку вашего солнечного оборудования. Пришло время установить панели!

Фактические особенности установки будут зависеть от того, какой тип системы и оборудование вы выбрали.

Процесс, который я описываю ниже, предназначен для сетевой системы, в которой используются микроинверторы для преобразования энергии постоянного (DC) в переменный (AC).

Задача 1: Установить стеллажи и монтаж для солнечных панелей

Используйте меловую линию, чтобы измерить и разметить, где именно на вашей крыше будет установлена ​​стеллажная система.

Затем поищите твердые части крыши, в которых можно просверлить винты с растяжкой. Вам следует подумать об использовании искателя шпилек с датчиком переменного тока, чтобы убедиться, что вы не просверливаете линию электропередачи.

Перед ввинчиванием стопорных болтов заделайте отверстия и установите гидроизоляцию для создания водонепроницаемого уплотнения.Когда все болты будут готовы, вы можете установить L-образные ножки, а затем закрепить на них направляющие.

Метод, который я описал здесь, предназначен для системы с креплением на крышу. Если ваша крыша не подходит для установки, вы можете вместо этого рассмотреть возможность крепления на земле.

Задача 2: Подключить микроинверторы

По микроинверторам. Это маленькие коробки, которые будут модулировать вывод каждой панели. Вы прикрепите их к рельсам с помощью прилагаемых болтов. Из каждой коробки выходят положительный и отрицательный провод, которые вы соедините вместе, чтобы сформировать последовательное соединение для каждого массива.

Микроинверторы, прикрепленные к рейке. Позже каждая солнечная панель будет подключена к одной перед установкой. Источник изображения: Enphase

Задача 3: Подключить заземляющий провод

Подключите медный провод соответствующего калибра к рельсам в качестве заземления. Это важная мера предосторожности, которая поможет устранить любые аномалии, вызванные ударом молнии или неисправностью.

Задача 4: Установить распределительную коробку на крыше

Для установки распределительной коробки необходимо просверлить отверстие в крыше.Если у вас несколько солнечных батарей, вы пропустите магистральный кабель от каждой в распределительную коробку. Это позволит вам направлять энергию от солнечных батарей в ваш дом.

Задача 5: Установить солнечные панели

Пришло время перетащить панели на крышу. Размер каждого модуля составляет примерно 65 на 39 дюймов, что может быть неудобным для одного человека, с которым он может справиться самостоятельно. Подумайте о том, чтобы кто-нибудь помог вам с этой частью, особенно если у вас крутая крыша. И не забудьте использовать ремни безопасности, пока находитесь наверху!

Пришло время прикрепить солнечные панели к монтажной рейке.Перед тем, как положить их, приведите в порядок проводку. К каждой солнечной панели прикреплены отрицательный и положительный провод постоянного тока; закрепите их на панели так, чтобы они не касались крыши. После того, как провода аккуратно спрятаны, подключите провода к микроинверторам

.

Затем вставьте предусмотренные средние зажимы в перила с каждой стороны солнечной панели, чтобы удерживать ее на месте. Используйте концевые зажимы для солнечных батарей на конце рельса; они удерживают панель на месте, но менее заметны с земли.

Задача 6: Подключение к исходному режиму

Когда солнечные панели готовы, самое время подключить их к дому. Для этого вам потребуется установить:

• Кабелепровод
• Наружная распределительная коробка
• Коробка аварийного отключения

По трубопроводу будут проходить провода от распределительной коробки на крыше вниз к внешней распределительной коробке. Распределительная коробка, в свою очередь, подключается к аварийному выключателю. Это функция безопасности, которая позволяет быстро отключить вашу собственную систему солнечных батарей, и является обязательной функцией во многих юрисдикциях.

Внешняя распределительная коробка и коробка аварийного отключения должны быть устойчивыми к атмосферным воздействиям и устанавливаться в легкодоступном месте и обеспечивать легкое подключение к главной электрической панели дома.

От аварийного выключателя провода проходят к главной электрической панели дома.

Теперь ваша солнечная панель готова, но вам придется перепрыгнуть через несколько обручей, прежде чем вы сможете ее включить.

5. Окончательная проверка и подключение к сети

После завершения установки запланируйте осмотр с местным AHJ.Инспектор оценит, соответствует ли система местным постановлениям и соответствует ли дизайн вашим планам.

Система также должна будет пройти электрическую проверку, чтобы убедиться, что она соответствует нормам.

После прохождения проверки вы можете подать заявку на подключение к сети. Утилита либо установит второй счетчик, либо заменит имеющийся на двунаправленный (или сетевой) счетчик. Двунаправленный счетчик может регистрировать экспорт электроэнергии из вашего дома в сеть, чтобы вы могли получать кредиты на счет за электроэнергию.

6. Включите вашу систему

Если ваша система теперь соответствует всем требованиям штата, местного самоуправления и коммунальных предприятий, вы можете ввести ее в эксплуатацию. Проверьте, работает ли ваша солнечная система, запустив приложение для мониторинга солнечной энергии — в наши дни почти каждый инвертор поставляется с таким.

Приложение показывает, что система работает должным образом? Если да, то поздравляю! Это была тяжелая работа, но вы, наконец, закончили.

Сделай сам или нет, но солнечная энергия очень выгодна

Если вы прочитали этот очень длинный пост в блоге, слава богу.Это означает, что вы серьезно относитесь к солнечной энергии — путешествие, которое, я уверен, вы найдете очень полезным. Солнечные панели уменьшат ваши счета за электричество, сократят выбросы углерода и повысят вашу энергетическую независимость.

Если у вас много свободного времени и навыков, чтобы справиться с этим, возможно, вам удастся пойти по пути «сделай сам».

Однако, если солнечная установка своими руками кажется вам больше, чем вы можете справиться, не волнуйтесь: есть много высококлассных установщиков солнечных батарей, которые могут сделать эту работу за вас.

Сделай сам или нет, мы рекомендуем вам проверить наш солнечный калькулятор. Он порекомендует вам систему, которая предлагает 100% компенсацию ваших счетов за коммунальные услуги и может показать вам, как панели на самом деле будут выглядеть на вашей крыше.

Удачи в солнечном путешествии!

Посмотрите, какая система рекомендуется для вашего дома и как она будет выглядеть на вашей крыше

DIY Solar — Могу ли я установить солнечные панели самостоятельно?

Как сторонники экологически рационального образа жизни и использования солнечной энергии, мы постоянно получаем этот вопрос.Я должен пойти на солнечную батарею? И если вы посмотрите вокруг, солнечные батареи сегодня повсюду. Вы даже можете найти их в Costco вместе с газонокосилкой и пещерой.

Солнечные панели означают свет или тьму для семьи, живущей в Африке, или семьи, живущей вне сети в Техасе или Калифорнии. Но после Covid-19 мы все начали немного думать о планах на случай непредвиденных обстоятельств. Определенно, есть новый импульс к самообеспечению и устойчивости, и мы все приходим к вопросу о солнечных батареях по нашим собственным причинам — даже если мы не хищники деревьев.Некоторые из нас хотят спасти планету, используя бесконечную чистую энергию солнца, другие хотят сэкономить много денег на ежемесячных счетах за электроэнергию и заработать привлекательные 30% скидки с федерального налога. Некоторым просто нужно надежное электричество, чтобы жить без электросети.

Перейти на солнечную батарею, начать ферму, сделать все?

Солнечные батареи — прекрасная идея для дома или дачи. И это может увеличить стоимость при перепродаже. Но Могу ли я сам установить солнечные батареи ? Простой ответ: да, в Соединенных Штатах можно, но нет, если вы живете в Австралии.Более важный вопрос, который вам нужно задать себе: Готов ли я рисковать? ? И — планируете ли вы подавать питание в вашу местную энергосистему? Будете ли вы жить в своем доме круглый год — и сколько электроэнергии, по вашему мнению, вам понадобится? Мы создали руководство по использованию солнечных батарей своими руками, чтобы помочь вам в процессе принятия решения на раннем этапе. Прочитав это, стоит обратиться в компанию, которая предлагает солнечный калькулятор, чтобы помочь вам оценить ваши потребности в электроэнергии и сколько будет стоить система с расходами на установку и без них.

Итак, если вы пришли за советом по солнечной энергии, не говоря о киловатт-часах, от которых у вас кружится голова, мы собрали некоторые из основных плюсов и минусов самостоятельной установки или самостоятельной установки солнечных батарей. . Мы собираемся использовать 2 тематических исследования наших друзей из Канады, которые устанавливали солнечные панели в своих домах и пытались самостоятельно обслуживать эти солнечные системы, и что может случиться, если вы сделаете это в одиночку. Прежде чем приступить к установке одной солнечной панели в своем доме, подумайте о том, чтобы поговорить с местным специалистом, чтобы понять все юридические вопросы и законы о зонировании, прежде чем строить, подключать и подключать.

Не у всех домовладельцев одинаковые потребности и семейные ситуации. Некоторым владельцам домов потребуется достаточно энергии для питания нескольких фонарей и зарядки аккумуляторов мобильных телефонов в ночное время. В других домах может быть больше потребностей в электроэнергии, что связано с посудомоечными машинами, телевизорами и холодильниками. Некоторые дома будут заселены круглый год, что помогает циклически разряжать батарею, в то время как другие системы солнечных панелей нужно будет обслуживать особым образом, если дом не используется постоянно. Вы хотите сдавать недвижимость в аренду через VRBO или AirBNB? Сработало бы это, если бы вы единственный человек, который мог управлять солнечной системой?

7 шагов к самостоятельным солнечным панелям

1. Спроектируйте свою систему с учетом ваших потребностей в энергии
2. Купите оборудование для вашей солнечной системы: солнечные батареи, инверторы, стойки
3. Установите физическое крепление для солнечных панелей на крыше или в саду
4. Подключение солнечных батарей
5. Установить и подключить солнечный инвертор и аккумулятор
6. Подключитесь к основной электрической плате
7. Уведомить местное коммунальное предприятие и запросить PTO (разрешение на включение и подключение к сети — если применимо)

Установка солнечных фотоэлектрических панелей своими руками — Плюсы

Купите комплект в Интернете и сделайте свой дом солнечным, как настоящий Solarpunk!

Пример из практики: мой друг Р.управляет небольшой системой солнечных батарей для питания света, своего мобильного телефона и аккумулятора ноутбука в Онтарио, Канада. В дом приносят свежую родниковую воду, и она использует компостные туалеты, поэтому для работы насосов не требуется электричество. Когда ее партнер умер, она беспокоилась о сохранении самодельной солнечной системы, которую ее партнер построил и поддерживал на протяжении многих лет. Несколько дней она бегала по дому в поисках источника энергии (отключенный свет, разряжающий батарею?), И ей нужно было немного узнать о батареях у местных друзей.В конце концов, она была очень довольна тем, что могла сама поддерживать систему и полагаться на свои собственные силы.

Может быть, вам нужно немного мощности для вашей смещенной по центру кабины A в лесу? Это Стедсанс в Швеции.

Накопление:

Комплекты солнечных фотоэлектрических (фотоэлектрических) панелей «сделай сам» могут потенциально сэкономить вам значительную сумму денег, так как установка панели стоит от 2000 до 5000 долларов в США, или даже более 10000 долларов, когда вы работаете с большой солнечной панелью. инсталляции.Это число может сильно различаться в зависимости от того, где вы живете.

Меньше затрат времени:

Комплект для самостоятельной работы на солнечной энергии, который вы можете найти в местном хозяйственном магазине или в Интернете, идеально подходит для людей, у которых есть сезонная собственность, поскольку вы можете купить менее сложную систему и батарею и быстро запустить ее. Просто убедитесь, что на него есть гарантия.

Вы становитесь самодостаточными:

Установка солнечной системы может вызвать у вас чувство гордости, и когда что-то пойдет не так, вы сможете узнать, что работает и как это исправить.Ваши навыки можно продать или подарить другим людям в вашем сообществе, а когда у вас появятся дети, вы также можете передать им этот важный жизненный навык.

Положите их на свой сортир!

Хотите унитаз с питанием от солнца? Какая-то мощность в старом сарае или сарае для инструментов? Если вы устанавливаете панели самостоятельно, у вас будет больше свободы выбора необычных мест. Может быть, на крыше дома на колесах? Ваша лодка? Solarpunk заселил свой курятник?

Установка солнечных панелей своими руками — Минусы

Пример из практики: Мой друг Финн купил самодельную солнечную энергетическую систему за 20 000 долларов, чтобы привести в действие автономный старый домик, который он купил в лесу в Канаде.Другого источника энергии не было, и ему нужно было электричество для водяных насосов, фонарей, небольших приборов. Финн решил, что он может сам установить, запустить и обслуживать солнечную систему. Это сработало в первое лето, когда они с женой были в домике. После зимы, проведенной вдали от дома, Финн понял, что до зимы он неправильно переключил батареи, и вся его система сгорела и нуждалась в замене. Это был болезненный урок. И это случилось дважды.

Риск поражения электрическим током, повреждения дома, падения с высоты:

Солнечные панели производят электричество и по этой причине могут подвергнуть вас и вашу собственность риску из-за неисправности электрических цепей.Большинство систем необходимо устанавливать в качестве крепления на крыше или на земле, и установка их на определенной высоте, необходимой для сбора солнечных лучей, может быть опасной, если вы упадете или что-то упадет на вас. В некоторых странах установка вашей собственной системы является незаконной.

Знать, где установить:

Каждое животное должно собирать как можно больше солнца большую часть года. Если ваше крепление не может вращаться, вам лучше убедиться, что вы знаете, как работают солнечные часы, прежде чем выбирать место для крыши и заднего двора.Вы хотите собирать большую часть солнечных лучей в течение большей части года.

Фотоэлектрические панели низкого качества:

Если вы покупаете одну из систем на Amazon или в местном Costco, скорее всего, потребительские бренды не так надежны, как системы, приобретаемые компаниями, занимающимися установкой солнечных панелей, которые могут покупать лучше, оптом. Если вы хотите, чтобы ваша система прослужила десятилетие или чуть больше, это решение, вероятно, подойдет. Ожидается, что более надежные системы прослужат до 30 лет.

Требуются технические знания:

Если вы думаете, что AC / DC Current — это рок-группа 70-х, вы можете попросить профессиональную помощь.

У вас повышенная потребность в энергии:

Если у вас высокие или непостоянные потребности в энергии, например, в стиральных машинах, холодильниках или телевизорах, учтите, что повышенные потребности в энергии — особенно зимой — требуют более сложной электрической системы. Подумайте о том, чтобы нанять профессионала, который поможет вам справиться с потребностями в хранении данных и правильно зарядить аккумулятор, когда ваши потребности в энергии меняются.

Лимиты на налоговые льготы, зеленые тарифы:

Если вы купите солнечную панель «сделай сам», вы ограничите возможность подключения к ближайшей электросетевой компании.Это означает, что вы не получите налоговых льгот или пассивного дохода, продав неиспользованную электроэнергию обратно энергетической компании. Если это все равно для вас, то можете идти.

Недвижимость на время отпуска:

Мы арендовали дом, который работал на солнечной энергии, и инструкции по его использованию были сложными и неопределенными, потому что это была самодельная система. За кофемашиной на стене было несколько ручек, и мы никогда не были уверены, что они были на правильных настройках.Профессиональные сборки могут дать незнакомым конечным пользователям больше уверенности в том, что они находятся в безопасном и хорошо организованном доме для аренды на AirBNB или VRBO и что они смогут наслаждаться ожидаемым ими комфортом без кондиционирования воздуха — потому что солнечная энергия! На этой ноте ваш дом на солнечной энергии может стать отличным фильтром для тех экологических клиентов, к которым вы хотите приехать и остаться в нем.

Оформление документов :

Если вы не используете небольшую систему в уютной хижине в лесу (хорошо на открытой местности в лесу, чтобы поймать солнце!), Вам нужно будет подать некоторые документы в местные органы власти.Компании по производству солнечных панелей, которые делают это ежедневно, могут подавать документы, когда они спят. Вы, наверное, нет. Посмотрите, что это значит для вас и штата, в котором вы планируете установить солнечные батареи.

Оплата труда по завышенным ценам:

Если вы посмотрите на жилую солнечную установку, бригады отправляются в дни строительства. Посмотрите в Интернете и посчитайте. Хотя компании, устанавливающие солнечные батареи, заявляют, что они берут только 10% за рабочую силу, во многих случаях стоимость рабочей силы устанавливается на уровне стоимости оборудования.Проявите должную осмотрительность. С другой стороны, неплохо создать рабочие места на местах.

Выводы о плюсах и минусах солнечных батарей своими руками — должен ли я устанавливать панели самостоятельно?

• Система «сделай сам» возможна по гораздо более низкой цене, чем профессиональная установка солнечных батарей
• Если вы выберете путь «сделай сам», вам нужно будет многому научиться и подать документы, вероятно,
• Если вы удобный человек или воображаете себя кем-то, кто хочет им быть, и у вас есть время и энергия, пройдите по маршруту DIY солнечных панелей
• Если вы ищете хорошее решение для жилого дома, мы рекомендуем вам связаться с местной компанией, производящей солнечные панели, для получения предложения.Вы будете получать льготные тарифы и налоговые льготы, которые окупятся за вашу систему примерно через 10-15 лет

Связанные

Комментарии

комментарии

DIY Home Solar: Планирование солнечной батареи (руководство для начинающих): 8 шагов

Если вы используете кристаллические модули, стеллажи для солнечных модулей (части и детали, которые удерживают ваши панели) могут быть самая важная часть вашего проекта. Здесь мы обсудим несколько вещей, о которых следует помнить, пока вы определяете, где вы хотите разместить свои солнечные панели.Если для кристаллических панелей слишком много препятствий, вам определенно следует рассмотреть возможность использования тонких пленок.

Крепления на крыше

Крепления на крышу особенно хороши, так как они эстетичны и не занимают места в вашем реальном дворе. Тем не менее, с креплениями на крышу есть что учесть. Самое главное, вам нужно подумать о реальной прочности вашей крыши. Если вы живете в старом доме, вам, возможно, придется переделать крышу, прежде чем вы сможете начать прикручивать к ней фотоэлектрические панели.Тридцать панелей очень много весят, и было бы обидно, если бы все это рухнуло в вашу гостиную. Помимо прочности вашей крыши, вам нужно будет принять некоторые решения относительно того, является ли это наиболее эффективным местом.

Ваша цель — подвергнуть солнечную панель как можно большему количеству солнечного света. В первую очередь, это означает, что вам нужно избегать тени — одна панель в тени может повлиять на эффективность всей системы. Обязательно запомните детали: вырастет ли соседский большой дуб в ближайшие десять лет? Будет ли что-то, что не мешает в эту самую секунду, отбрасывать тень позже днем? Также нужно учитывать качества своей кровли.Чтобы получить как можно больше прямого солнечного света, ваши панели должны указывать на экватор (юг, в северном полушарии) — сможет ли ваша крыша приспособиться к этому? Достаточно ли велика крыша, чтобы вместить ваши панели? Еще одно, более неясное соображение — это ассоциация вашего домовладельца. Некоторые люди думают, что солнечные батареи — это бельмо на глазу (лично я считаю, что они делают ваш дом великолепным), и, возможно, запретили их использование в вашем районе.

Если похоже, что крепление на крышу — не лучшая идея, вам не о чем беспокоиться.Если вас беспокоит, что ваша крыша недостаточно устойчива для тридцати кристаллических панелей, вы можете подумать о тонкопленочной. Если на вашей крыше слишком много тени, вы все равно можете поставить панели во дворе.

Наземная установка

Наземная установка очень проста, так как вам не нужно тратить день на возню на крыше. Спросите себя, есть ли у вас земля, которую можно пожертвовать для панелей, и снова обратите внимание на детали при выборе участка. Два не столь очевидных соображения — это почва и ветер. Вы не хотите, чтобы ваша большая и дорогая солнечная батарея была засосана в воронку, и вы не хотите, чтобы она унеслась, как гигантский парус.Одним из больших преимуществ наземной установки является то, что вы можете установить панель на поворотной опоре, чтобы она следовала за солнцем. Эти подвижные крепления дороги, но они значительно увеличивают производительность вашей системы.

Теперь, когда вы знаете, какие панели вам нужны и где их разместить, с этого момента все становится довольно просто.

Дополнительная литература:
Ассоциации домовладельцев и солнечные батареи: могут ли они жить в гармонии?

Установка собственных солнечных панелей? Сначала проверьте этот контрольный список.

Фото © Heshphoto, inc., Выдержка из Установите собственные солнечные панели .

Если вас интересует солнечная энергия, вы наверняка уже знаете, что солнечное электричество полезно для окружающей среды, национальной безопасности и воздуха, которым мы дышим, не говоря уже о ваших счетах за электричество. И что это один из лучших способов уменьшить вклад вашей семьи в глобальное потепление. Вы также, вероятно, слышали, что использование солнечной энергии на самом деле может быть дешевле, чем платить за электроэнергию, и вы можете задаться вопросом, верно ли это утверждение.Что ж, в большинстве случаев это правда. Просто требуется время, чтобы дополнительная экономия превысила первоначальные вложения (после этого солнечная энергия бесплатна). Если вы установите солнечную систему самостоятельно, вы можете достичь этого переломного момента намного раньше — в некоторых случаях в два раза быстрее.

Это подводит нас к следующему важному вопросу: действительно ли вы можете установить свои собственные солнечные панели? Опять же, да. Если вы умеете забивать болты и собирать готовые детали, и если вы готовы провести день или два на крыше (или нет, если вы монтируете панели на земле), вы можете установить свою собственную солнечную систему.Вам не нужно знать, как подключить солнечные панели к электричеству в вашем доме или к электросети. Вы наймете электрика для подключения к дому, а коммунальная компания позаботится обо всем остальном, как правило, бесплатно. В полностью автономной системе коммунальное предприятие вообще не участвует.

Возможно, к сожалению, эта работа даже не является хорошим поводом для покупки нового электроинструмента, так как единственное, что вам нужно, — это хорошая дрель.

Итак, если это такой выполнимый проект, почему большинство людей используют профессиональных установщиков? Во-первых, у многих людей есть веские причины сдавать в аренду практически все, от замены масла до покупки продуктов.(Вероятно, это не вы, но даже если это так, наша книга может помочь вам спланировать установку солнечной энергии и найти хорошего местного установщика.) Профессионалы в области солнечной энергетики занимаются не только установкой. Они проектируют систему, подают заявки на скидки и кредиты, заказывают все необходимые детали, получают разрешения и проходят все проверки. Но дело в том, что вы можете сделать все это самостоятельно, при условии, что у вас есть полезный советник и вы готовы следовать правилам местного строительного управления (именно там вы получите эти разрешения).

Установка солнечных батарей становится все проще, и вы можете быть удивлены тем, насколько доступна помощь «сделай сам». Двумя хорошими примерами являются PVWatts и База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE). PVWatts — это онлайн-калькулятор, который поможет вам определить размер солнечно-электрической системы в зависимости от местоположения и положения вашего дома, а также угла наклона вашей крыши. Специалисты по солнечной энергии используют тот же простой инструмент, но он бесплатен для всех. DSIRE предлагает актуальный и исчерпывающий список скидок, налоговых льгот и других финансовых льгот для возобновляемых источников энергии, доступных в любой части США.Кроме того, он бесплатный и простой в использовании.

Эти два ресурса сами по себе помогают ответить на два наиболее распространенных вопроса домовладельцев о солнечной энергии: Какого размера система мне нужна? и Сколько это будет стоить? Другие ресурсы включают поставщиков солнечного оборудования, которые обслуживают домашних мастеров и предлагают покупки и техническую поддержку, а также удобные для потребителей отраслевые источники, такие как журнал Home Power и онлайн-сообщество Build It Solar. И нет закона, который запрещал бы домашним мастерам нанять специалиста по солнечной энергии для помощи в определенных аспектах своего проекта, таких как создание проектных спецификаций, выбор оборудования или подготовка разрешительных документов.

Мы также должны сразу сказать, что установка ваших собственных солнечных панелей — это не тот процесс, которому нужно срезать углы. Мы не хотим, чтобы вы устанавливали свою систему без разрешения или без привлечения электрика для окончательных подключений. (Даже профессиональные установщики солнечных батарей используют для этого электрика.) Процесс получения разрешения может быть болезненным, да, но он нужен для обеспечения безопасности вашей системы не только для вас, но и для аварийных служб, которым может потребоваться работа с вашим мини-устройством. электростанция.Работая с местным строительным отделом, вы также узнаете о критических факторах проектирования, таких как ветровые и снеговые нагрузки, которые характерны для вашего района.

Фото © Heshphoto, inc., Выдержка из Установите собственные солнечные панели .

Могу ли я установить свою собственную фотоэлектрическую систему? Контрольный список для домашнего мастера

Пришло время лакмусовой бумажки, которая подскажет вам, действовать ли смело, как любитель-установщик солнечных батарей, или передать бразды правления профессионалу. Для большинства из вас решение будет сводиться к правилам местного строительного управления (скорее всего, вашего города, округа, поселка или штата) или вашего поставщика коммунальных услуг, в любом из которых может потребоваться, чтобы установка солнечных батарей выполнялась лицензированным профессионалом. .Это также лучшее время, чтобы убедиться, что ваш проект не будет отклонен отделом зонирования, стандартами исторического района или ассоциацией домовладельцев.

• Любительская установка разрешена местными строительными властями и вашим поставщиком коммунальных услуг.
• Требования к любительской установке разумны и приемлемы. Некоторые органы власти требуют, чтобы непрофессионалы прошли тесты, демонстрирующие базовые знания в области электрических и других бытовых систем, но такие тесты могут быть не такими обширными.
• Вы согласны с несколькими часами физической работы на крыше (те, у кого есть наземные системы, получают здесь пропуск), И вы достаточно мудры, чтобы носить законное оборудование для защиты от падений (а не веревку, привязанную к вашей талии). Вы можете чувствовать себя так же уверенно, как Мэри Поппинс, танцующая на крышах, но она умеет летать; вы должны быть привязаны.
• Вы не живете в историческом районе или, если вы живете, орган зонирования разрешает использование фотоэлектрических систем (с приемлемыми ограничениями).
• Ассоциация вашего домовладельца, если она у вас есть, разрешает использование фотоэлектрических систем (с приемлемыми ограничениями).Иногда ассоциации домовладельцев нужно немного подтолкнуть, чтобы дать разрешение.
• У вас есть стандартная кровля (битумная черепица, металлочерепица, деревянная черепица, стандартная плоская кровля). Если у вас есть шиферная, бетонная черепица, глиняная черепица или другая хрупкая / специальная кровля, проконсультируйтесь со специалистом по кровле и / или арендуйте фотоэлектрическую установку. Это не обязательно является препятствием для сделки.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: фотоэлектрические системы по своей природе опасны и потенциально смертельны. Как установщик и владелец системы своими руками вы должны понимать, уважать и снижать риски, связанные со всеми задачами установки и обслуживания.Обратите особое внимание на предупреждения по технике безопасности, а также на все требования местных строительных и электрических норм и инструкций по эксплуатации оборудования.

Текст взят из статьи

Установите собственные солнечные панели © 2017 Джозеф Бурдик и Филип Шмидт. Все права защищены.

Джозеф Бердик

Джозеф Бердик имеет более чем 30-летний опыт работы в фотоэлектрической отрасли — от исследований и разработок, измерений и испытаний до проектирования, установки и проектирования систем … См. Биографию

Филип Шмидт

Филип Шмидт учил читателей делать вещи почти два десятилетия.Бывший плотник, давний писатель и редактор, он… См. Биографию

DIY Домашняя солнечная энергия … Мудрые сбережения ИЛИ рецепт катастрофы?

Вы слышали об этом в новостях и читали последние сообщения. Согласно прогнозам, примерно через 10 лет солнечная энергия станет дешевле угля. Просто подумайте о значительном падении стоимости перехода на солнечную энергию — с 2009 года цены на солнечную энергию упали на 62%! То, что когда-то было далеко идущим решением для снижения вашего счета за электроэнергию, теперь стало реальностью в жизни многих домовладельцев.Фактически, домашние комплекты солнечных батарей для дома появляются на полках больших коробочных магазинов. Как домовладелец, вы готовы принять участие в акции! А с помощью набора для дома, насколько сложно начать экономить на ежемесячных счетах за электричество? В этой статье мы расскажем, что вам нужно сделать, чтобы установить домашнюю солнечную энергетическую систему, а также о плюсах и минусах метода «сделай сам» по сравнению с наймом профессионалов.

Системы солнечной энергии для жилых домов: основы

Большинство систем солнечной энергии для жилых домов все еще подключены к сети.Это позволяет вам сохранять электроэнергию, когда солнце не светит (в пасмурные / дождливые дни и ночью) и у вас закончилась солнечная энергия, вырабатываемая вашей собственной системой. Помимо постоянного наличия электроэнергии, когда вы все еще подключены к сети, вы имеете право на чистый счетчик. Чистый учет — это когда любая неиспользованная энергия, вырабатываемая солнечными панелями, установленными в вашем доме, возвращается в сеть. Затем коммунальная компания вернет вам солнечную энергию, которую вы подаете в сеть. По сути, если ваш кредит такой же или больше, чем тот, который вы используете из сети, ваш счет от электрической компании может составлять 0 долларов.В дополнение к чистым счетчикам, когда вы устанавливаете жилую солнечную энергосистему, вы также имеете право на федеральные и местные налоговые льготы и скидки, которые могут привести к значительной экономии.

Оборудование, необходимое для самостоятельной установки солнечных систем в жилых домах

* Панели солнечных батарей: они отвечают за сбор солнечной энергии и преобразование ее в постоянный ток (DC).
* Солнечный инвертор: очень важная часть оборудования, которая преобразует постоянный ток в переменный (AC) — ток, необходимый для работы бытовой техники.
* PV Disconnect: Это оборудование позволяет отключать питание вашей системы для обслуживания и ремонта.
* Электрическая панель: ваш выключатель — как солнечная энергия, которую вы собираете, подключается к вашему учреждению.
* Net Meter: Устройство, которое подключает ваш дом к электросети для контроля количества электроэнергии, подаваемой и исходящей из вашего дома.

Вы знаете основы, но как узнать, сколько и каких типов покупать?

Есть несколько типов солнечных панелей, некоторые более эффективные, некоторые лучше для небольших помещений, некоторые лучше для людей с большим количеством земли, кристаллические, тонкопленочные, более дешевые, дорогие.Вариантов очень много. Так с чего же начать?

Вы начинаете с мониторинга потребления энергии. Вы должны иметь хорошее представление о том, сколько энергии вы потребляете в среднем за день, чтобы определить, какого размера солнечная энергетическая система вам понадобится. Кроме того, вам также необходимо знать, сколько денег вы должны потратить, имея в виду, что самые дорогие солнечные панели могут оказаться не самыми рентабельными для ваших нужд.

Кристаллические солнечные панели (как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели более эффективны, чем тонкопленочные солнечные панели.Но они также более дорогие, потому что они более чистые. Было обнаружено, что монокристаллические солнечные панели улавливают около 18-21% солнечных лучей, тогда как тонкопленочные солнечные панели в среднем около 15%. Все панели имеют средний срок службы 25+ лет; солнечные панели из кристаллического кремния имеют срок службы до 40 лет. Интуитивно понятно, что чем эффективнее панели, тем меньше вам нужно покупать.

Где установить систему?

В зависимости от размера и типа жилищной солнечной системы, которую необходимо решить, место установки может варьироваться.В большинстве случаев домовладельцы предпочитают устанавливать солнечные батареи на крыше своего дома. Это отличный способ сэкономить место, если у вас мало земли и вы можете хорошо контактировать с солнечными лучами. Но что, если большая часть вашей крыши находится в тени больших деревьев? Может, лучше установить солнечные батареи во дворе? Это также хороший вариант, когда вам нужно большее количество солнечных панелей, которые ваша крыша может не вместить.

Помните о затратах, связанных с монтажом ваших солнечных энергетических систем.Вам понадобится стеллажное оборудование, чтобы прикрепить солнечные панели к крыше, и вам также понадобится правильная система крепления для вашего двора. И также имейте в виду, что вам нужно действительно исследовать наилучшее расположение системы, чтобы максимально увеличить количество захватываемого вами солнечного света, принимая во внимание местоположение солнца в часы пиковой нагрузки в дополнение к местоположению любых объектов, препятствующих затенению (например, деревья, постройки). Даже одна панель, закрытая от солнца из-за тенистого дерева, может снизить эффективность всей солнечной энергетической системы.

Солнечные инверторы

Это существенная часть оборудования для всей бытовой солнечной энергетической системы. Почему? Вот как вы можете использовать солнечную энергию, которую вы улавливаете в солнечных батареях, для обеспечения потребностей вашего дома в энергии. Как указано выше, солнечный инвертор — это то, что преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока — тип питания ваших бытовых приборов, компьютеров и других источников питания в жилых помещениях.
Убедитесь, что мощность вашего солнечного инвертора соответствует размеру и типу вашей системы (в зависимости от количества кВт и сетевых или автономных систем).

Чистый счетчик и батареи

Если вы подключены к сети, чистый счетчик, необходимый для вашей солнечной энергетической системы, станет важным компонентом вашей экономии энергии. Он отслеживает, сколько неиспользованной солнечной энергии вы подаете в сеть и сколько энергии из сети вы используете для питания своего дома. Независимо от количества установка солнечных панелей резко снизит количество энергии, которую вы потребляете из сети в целом; и, надеюсь, при тщательном планировании ваши счета за коммунальные услуги будут колебаться около нуля в зависимости от суммы кредита, который вы получите в результате внесения вклада в энергосистему.

Последний элемент оборудования, который вам необходимо учитывать при выборе комплекта для самостоятельной установки солнечной энергии, — это то, планируете ли вы использовать резервную батарею или нет. В вашей системе не обязательно должен быть аккумулятор, но, если он есть, вы можете использовать аккумулятор для хранения неиспользованной энергии (вместо того, чтобы подавать ее обратно в сеть). Таким образом, вы еще меньше зависите от электросети, потому что, даже когда солнце не светит или во время отключения электроэнергии, вы можете использовать накопленную в батарее энергию, чтобы продолжать обеспечивать свой дом.

The Final Hoops

Теперь, когда вы знаете, какие части набора для самостоятельной работы на солнечной энергии вам понадобятся, не забывайте об установке, разрешениях и нормах, связанных с системами солнечной энергии в жилых домах. Даже если вы делаете это сами, вам потребуется помощь профессионалов — электриков, кровельщиков, инженеров и других, чтобы определить, является ли система, которую вы устанавливаете, функциональной, подходящей и безопасной, и подходит ли ваш дом для установки Солнечная система.

Когда все будет проверено, пора устанавливать систему. По некоторым оценкам, вы можете сэкономить до 40%, купив комплект и сделав это самостоятельно. Кажется, слишком хорошо, чтобы быть правдой? Просто могло быть. . .

Плюсы и минусы комплектов домашней солнечной энергии для дома

Плюсы
В целом, основная причина, по которой люди выбирают установку солнечных панелей своими руками, — это потенциальная экономия средств. Есть два способа сэкономить на расходах — купить комплект солнечной энергии и установить его самостоятельно или купить комплект и попросить профессионала установить его.Если подумать, экономия затрат весьма значительна — вы можете снизить закупочную цену солнечных панелей с 4 долларов за ватт до 2 долларов за ватт. Для обычной солнечной системы мощностью 5 кВт это может сразу означать экономию в размере 10 000 долларов. Это 50% скидка, и это неплохо, правда? Хорошо. . .может быть.

Большинству домовладельцев потребуется нанять лицензированных установщиков солнечных батарей для установки даже комплектов DIY. Они не только профессионалы, но и знают все тонкости этих систем и специально обучены их установке.Посмотрим правде в глаза, насколько вам комфортно играть с электричеством в вашем доме? Какой в ​​этом недостаток? Большая часть затрат, которые вы собираетесь заплатить установщику, значительно уменьшит фактическую сумму экономии, которую вы получите от перехода по маршруту «сделай сам». Большинство лицензированных электриков будут брать с вас в среднем от 3000 до 5000 долларов за установку солнечных панелей в вашем доме. Но подождите — это еще не все. Предположим, после установки вы сэкономите около 5000 долларов на покупке набора для самостоятельного изготовления. Но это до того, как вы примените 30% федеральную налоговую льготу, сократив ваши сбережения примерно до 10% (в среднем вы сэкономите около 2100 долларов, чтобы купить комплект для дома).С учетом всех этапов создания систем «сделай сам» это не кажется таким уж большим.

Минусы
Потребуется много времени, чтобы исследовать компоненты бытовых солнечных энергетических систем, необходимое оборудование, что оно делает, звонить кровельщикам, чтобы узнать, выдержит ли ваша крыша вес солнечных панелей, звонить инженерам, чтобы определить оптимальное расположение ваших солнечных панелей, вызов электрика для установки системы, вызов коммунальной компании для оценки безопасности подключения вашей солнечной системы к сети, и этот список можно продолжить.С экономией около 10% — и это всего лишь денежная экономия. . .Что насчет вашего драгоценного времени — найм профессионалов может быть более логичным.

Вы устанавливаете все, и тут возникает загвоздка. Или что-то не работает. Или что-то пошло не так. Угадай, что? Ты виноват. Напротив, если вы использовали лицензированный установщик, если что-то пойдет не так, вина будет на них.
Давайте будем реалистами. Мы говорим об электричестве. Комфортно ли вам выполнять простые электромонтажные работы у себя дома? Большинство людей нет.Если вы не обучены этому виду работы, работать с ним может быть чрезвычайно опасно.

Наконец, вы можете не иметь права на все скидки и льготы, которые предоставляет бытовая солнечная энергетическая система, если вы устанавливаете ее самостоятельно. Многие скидки и поощрения действительны только в том случае, если ваша система была установлена ​​профессионалом. Вы можете существенно потерять тысячи долларов экономии, выбрав путь своими руками.

Сделай сам: да или нет?

Поскольку бытовые солнечные энергетические системы — это большие инвестиции, вам необходимо, чтобы система была установлена ​​правильно и полностью работала.При таком типе инвестиций кажется более эффективным полагаться на профессионалов, которые ежедневно выполняют подобные установки. Большинство жилых солнечных систем можно установить примерно за два дня. А консультанты по солнечной энергии будут контролировать ваше потребление энергии и порекомендовать лучшую систему для ваших нужд и лучшее место для оптимизации преобразования солнечной энергии.
В целом, стоит ли сэкономить 2000 долларов, чтобы справиться с головной болью, связанной с установкой DIY? Возможно, вам нравится задача хорошего проекта по благоустройству дома, и у вас есть время, чтобы посвятить его масштабу.Тогда установка солнечной энергии для дома своими руками может быть для вас. Однако для большинства из нас это проще и даст вам больше спокойствия, если вы обратитесь к профессионалам.

DIY Solar — Могу ли я установить солнечные панели самостоятельно?

Для того, чтобы сэкономить деньги, проявить свои навыки воина на выходных или насладиться прекрасным достижением создания чего-то своими руками, проекты DIY (сделай сам) могут быть полезным способом провести свободное время. Добавьте к этому видеоуроки практически по всему, что есть в Интернете, и может возникнуть соблазн взяться за проект, который может выходить за рамки нашей зоны комфорта.

И хотя выход за пределы своей зоны комфорта — отличный способ развить свой набор навыков, выполнение узкоспециализированного проекта может быть не очень хорошей идеей — независимо от того, что обещает видео на YouTube.

Возьмем, к примеру, установку вашей собственной солнечной энергетической системы. Хотя этот проект DIY может сэкономить вам немного денег в краткосрочной перспективе, он может быть очень опасным для тех, кто не является квалифицированным специалистом по солнечной энергии. А с потенциальной потерей гарантии на изготовление и установку, это может в конечном итоге обойтись вам дороже в долгосрочной перспективе, чем вы сэкономили в краткосрочной перспективе.

Опасности самодельной солнечной энергии

Установка ваших собственных солнечных панелей может представлять риск для вашей личной безопасности и вашей собственности по двум основным причинам: высота, на которой обычно устанавливаются панели, и тот факт, что вы работаете со сложной электрической системой.

Большинство солнечных систем устанавливаются либо на крыше, либо на земле. Как правило, крепления на крышу менее дороги и требуют меньших трудозатрат на установку, поскольку крыша служит основной несущей конструкцией.С наземными креплениями конструкция должна быть построена. Из-за этого, а также из-за того, что панели для монтажа на крыше не занимают ценного места во дворе или на ферме, они, как правило, более популярны.

Однако, если вы не работаете с командой обученных, сертифицированных специалистов, обладающих всем опытом и инструментами, необходимыми для безопасной работы, оно того не стоит.

Одна панель может весить от 33 до 50 фунтов. В зависимости от того, насколько велика ваша солнечная система, вы будете перетаскивать довольно много таких на крышу вместе с материалами для стеллажа и проводки.Затем следует установка, которая потребует от вас размещения и установки этих компонентов на приподнятой и, вероятно, наклонной поверхности.

Если вы не имеете надлежащей подготовки для выполнения этого вида работ и не имеете всех необходимых средств индивидуальной защиты, это само по себе делает установку собственных солнечных панелей плохой идеей. Экономия денег не стоит риска падения.

Другой риск — это электромонтажные работы, которые вам нужно будет выполнить.

Под воздействием солнечного света солнечная панель может производить пару сотен вольт электричества.Этого, безусловно, достаточно, чтобы нанести серьезный вред при случайном или ошибочном прикосновении.

Помимо причинения личного вреда, вы потенциально можете повредить здание, на котором вы установили солнечную систему. Электричество будет проходить по проводам. Если компоненты не были установлены должным образом, система могла потенциально повредить себя или, что еще хуже, вызвать электрический пожар.

Солнечная энергия зарекомендовала себя как чрезвычайно безопасный способ выработки собственного электричества.Подтверждением этого является 630+ ГВт установленной по всему миру солнечной энергии по состоянию на 2020 год. Однако, как и в случае с любой другой электрической системой, ошибки могут иметь серьезные последствия.

Чтобы избежать подобных ошибок, установщики солнечных батарей во всех штатах должны быть сертифицированы и иметь лицензию на установку солнечных батарей. Чтобы убедиться, что вы работаете с командой, которая знает свое дело и правильно установит вашу систему, обязательно ознакомьтесь с их опытом, квалификацией и сертификатами.

Хорошее место для начала — убедиться, что они являются Североамериканским советом сертифицированных специалистов по энергетике (NABCEP).NABCEP является ведущим в стране сертификационным советом для профессионалов в области солнечной энергетики.

Мы составили список советов по выбору компании по установке солнечных батарей, чтобы помочь вам выбрать партнера по установке.

Нормативные препятствия для новых солнечных установок

Получение разрешений, подключение инженерных сетей, заявки на гранты, оформление налоговых льгот, SREC.

Вы не можете просто заказать запчасти, запрыгнуть на крышу и начать установку солнечной системы.Существуют различные препятствия, связанные с оформлением документов, которые вы должны сначала преодолеть. Этот процесс может быть довольно утомительным и трудоемким для домашних мастеров солнечной энергетики.

Прежде всего, это разрешение от местного строительного управления. В нем вам нужно будет предоставить план сайта и рассказать о том, как вы будете устанавливать систему. Это будет включать такие вещи, как крепление панелей к вашей крыше, доказательство того, что ваша крыша может выдержать дополнительный вес солнечной системы, а также спецификации компонентов вашей солнечной системы.

Вам также понадобится электрическая схема системы и расчеты, подтверждающие совместимость и безопасность компонентов. Наконец, вам нужно будет показать, как вы планируете подключить систему к электросети.

После получения необходимых разрешений на строительство вам необходимо предоставить сведения о системе в вашу коммунальную компанию, чтобы получить разрешение на подключение вашей солнечной системы к электросети. Наряду с этим вам, вероятно, придется ориентироваться в документах для программы компенсации за солнечную электроэнергию в вашем районе (в большинстве штатов это называется чистым счетчиком).Это обеспечит вам надлежащую компенсацию за любой избыток электроэнергии, производимой вашей солнечной системой и отправляемой в сеть.

Затем идет оформление документов на гранты и другие льготы. Их доступность будет зависеть от региона к региону, как и требования и условия их получения. Ограниченные гранты могут быть конкурентоспособными, как в случае гранта USDA REAP, который может покрыть значительную часть стоимости вашей солнечной системы, если будет предоставлен.

Для того, чтобы иметь право на участие, вы должны быть отвечающим требованиям фермерским хозяйством или сельским бизнесом, расположенным в определенных районах страны.Хотя ориентироваться в праве на участие сложно, процесс подачи заявок сложнее, и на самом деле получить этот конкурсный грант сложнее всего. Однако он может покрывать до 25% вашей солнечной системы.

В Paradise Energy наши специализированные авторы грантов добиваются успеха в 80% случаев. Узнайте больше о подаче заявки на грант USDA REAP.

Вам также нужно будет заполнить документы для получения Федерального налогового кредита на инвестиции в солнечную энергетику, который возвращает вам 26% стоимости вашей солнечной системы в 2020 году. Системы предприятий и ферм также могут претендовать на ускоренную амортизацию, что еще больше ускоряет окупаемость солнечной энергии. .

Наконец, если в вашем штате есть SREC, вам нужно будет заполнить необходимые документы и ориентироваться на рынке SREC. SREC — это кредиты на возобновляемую солнечную энергию, которые владельцы солнечной энергии зарабатывают на каждые 1000 кВт · ч произведенной солнечной энергии. Они могут продавать эти кредиты на открытом рынке, помогая государству достичь своих экологических целей.

Проще говоря, помимо фактической установки вашей солнечной системы необходимо выполнить много работы. Это может быть не только утомительно, но и отнимать много времени.Сотрудничая с профессиональным установщиком, вы можете быть уверены, что они правильно оформят документы.

Домашние мастера могут потерять ценные гарантии на солнечное оборудование

Нельзя отрицать, что солнечная энергия может потребовать значительных первоначальных инвестиций. Эти вложения окупятся всего за несколько лет, а большая часть его срока службы от 25 до 30+ лет останется, чтобы сэкономить вам значительную сумму денег. Однако гарантии на оборудование, производство и качество изготовления могут обеспечить жизненно важную функцию в течение десятилетий срока службы вашей системы.

Компоненты панели солнечных батарей, из которых состоит ваша система, рассчитаны на долгий срок. Производители настолько уверены в их прочности, что дают гарантию на свою продукцию до 30 лет. Это означает, что если в соответствии с условиями гарантии с вашей системой что-то пойдет не так, вы получите замену оборудования бесплатно.

Однако эти гарантии применимы только к компонентам, которые были установлены точно так, как предполагал производитель.При установке ваших собственных компонентов одна ошибка может привести к аннулированию 30-летней гарантии на ваши солнечные панели еще до того, как система заработает.

Кроме того, вы потеряете гарантии, предлагаемые вашей компанией по установке солнечных батарей. Хотя они будут отличаться от одной компании к другой, они могут иметь огромную ценность для ваших инвестиций в солнечную энергию.

В Paradise Energy мы думаем, что это просто неправильно, что вы должны страдать от последствий ошибки, которую мы совершили. Вот почему мы предлагаем нашу гарантию Triple Ten, которая защитит ваши вложения и поможет гарантировать окупаемость вашей системы через десятилетнюю производственную гарантию, десять лет мониторинга системы и десятилетнюю гарантию качества изготовления.

Какая гарантия на продукцию? В предложении вашей солнечной системы ваш установщик предоставит оценку того, сколько электроэнергии ваша солнечная система будет вырабатывать каждый год. Они учтут местные погодные условия и количество солнечного света в вашем районе, чтобы получить как можно более точную оценку.

Однако погода не всегда предсказуема, и эта оценка не всегда будет верной. Имея нашу производственную гарантию, мы будем относиться к нашей оценке как к обещанию. Если ваша система производит меньше электроэнергии, чем мы предполагали, мы выпишем вам чек на разницу.

Если вы решите установить свои собственные солнечные панели, вы потеряете душевное спокойствие, которое предлагают вам эти гарантии.

Установка собственных солнечных панелей не стоит риска или вашего времени

В общем, вы сильно рискуете, когда берете солнечную установку в свои руки: ваша безопасность, безопасность вашего здания и риск потери гарантии на ваше солнечное оборудование.