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Fabriquer une batterie solaire pour votre maison de vos propres mains. Batterie solaire DIY Cellules solaires avec conducteurs soudés

L'énergie solaire est tout simplement géniale, mais voici le problème: même une batterie coûte beaucoup d'argent, et pour un bon effet, vous en avez besoin de plus d'une, et même pas de deux. C'est pourquoi l'idée vient - de tout collecter vous-même. Si vous avez un peu de compétences en soudure, c'est facile à faire. L'ensemble du montage consiste à relier les éléments en série en pistes, et à fixer les pistes sur le corps. Parlons tout de suite du prix. Un ensemble pour un panneau (36 pièces) coûte environ 70 à 80 $. Et avec tous les matériaux, les panneaux solaires de leurs propres mains vous coûteront environ 120 à 150 $. Beaucoup moins que ceux d'usine. Mais je dois dire qu'ils seront aussi moins au pouvoir. En moyenne, chaque photoconvertisseur produit 0,5 V, si vous connectez 36 pièces en série, ce sera environ 18 V.

Un peu de théorie: les types de cellules solaires

Le plus gros problème est l'achat de convertisseurs photovoltaïques. Ce sont les mêmes tranches de silicium qui convertissent la lumière du soleil en électricité. Ici, vous devez comprendre un peu les types de photocellules. Ils sont produits en deux types: polycristallins et monocristallins. Les monocristallins sont plus chers, mais ont une efficacité plus élevée - 20-25%, polycristallins - moins chers, mais leurs performances sont inférieures - 17-20%. Comment les distinguer extérieurement? Les polycristallins ont une couleur bleu vif. Le monocristallin est légèrement plus foncé et ils ne sont pas carrés, mais à multiples facettes - un carré avec des bords coupés.

Sur la forme de la libération. Il existe des photocellules pour panneaux solaires avec des conducteurs déjà soudés, et il existe des kits où les conducteurs sont fixés et tout doit être soudé par vous-même. Tout le monde décide quoi acheter, mais il faut dire que sans compétence vous endommagerez au moins une assiette, mais pas une. Et si vous n'êtes pas très doué en soudure ... alors il vaut mieux payer un peu plus, mais procurez-vous les pièces qui sont presque prêtes à l'emploi.

Il n'est pas réaliste de fabriquer des cellules solaires pour des panneaux solaires de vos propres mains. Pour ce faire, vous devez être capable de faire pousser des cristaux de silicium, puis de les traiter. Par conséquent, vous devez savoir où acheter. Plus à ce sujet plus tard.

Où et comment acheter des photocellules

Maintenant sur la qualité. Sur tous les sites chinois comme Ebay ou Alibaba, le rejet est vendu. Les pièces qui n'ont pas passé les tests en usine. Par conséquent, vous n'obtiendrez pas une batterie parfaite. Mais leur prix n'est pas le plus élevé, vous pouvez donc le supporter. En tout cas, au début. Récupérez quelques cellules solaires de test de vos propres mains, remplissez-la, puis vous pourrez la sortir de l'usine.

Certaines personnes vendent des photocellules scellées à la cire. Cela les empêche de se détériorer pendant le transport, mais il est assez difficile de se débarrasser de la cire et de ne pas endommager les plaques. Vous devez les tremper tous ensemble dans de l'eau chaude, mais pas bouillante. Attendez que la cire fonde, puis séparez soigneusement. Ensuite, un par un, baignez chaque assiette dans de l'eau chaude savonneuse, puis trempez-la dans un eau chaude... Vous aurez besoin de plusieurs de ces "ablutions", la solution d'eau et de savon devra être changée, et plus d'une fois. Une fois la cire retirée, posez les assiettes propres sur une serviette éponge pour les sécher. C'est une entreprise très gênante. Il vaut donc mieux acheter sans cire. C'est beaucoup plus facile de cette façon.

Maintenant sur les achats sur les sites chinois. Plus précisément sur Ebay et Alibaba. Ils sont vérifiés, des milliers de personnes y achètent chaque jour quelque chose. Le système n'est pas différent. Après l'enregistrement, comme d'habitude, dans la barre de recherche, saisissez le nom de l'élément. Ensuite, choisissez l'offre que vous aimez pour une raison quelconque. Assurez-vous de choisir parmi les options où la livraison est gratuite (en anglais, livraison gratuite). En l'absence d'une telle marque, la livraison devra être payée séparément. Et c'est souvent plus que le coût des marchandises et certainement plus que la différence que vous obtenez sur le prix.

Vous devez vous concentrer non seulement sur le prix, mais également sur la note et les critiques du vendeur. Lisez attentivement la composition du produit, ses paramètres et ses commentaires. Vous pouvez communiquer avec le vendeur, seuls les messages doivent être rédigés en anglais.

À propos du paiement. Il n'est transféré au vendeur sur ces sites qu'après votre désinscription pour recevoir les marchandises. En attendant, la livraison est en cours, votre argent est sur le compte de la plateforme de trading. Vous pouvez payer avec une carte. Si vous avez peur de faire briller les données de la carte, utilisez des services intermédiaires. Ils sont différents, mais l'essence est la même: votre carte ne s'allumera pas. Il y a aussi un retour de marchandise sur ces sites, mais c'est une longue chanson, il vaut donc mieux prendre à des vendeurs de confiance (avec bonne note et critiques).

Oui. Le forfait dépend de la région. Et ce n'est pas tant le temps qu'il faudra pour quitter la Chine, mais la rapidité avec laquelle le courrier le livrera. Dans le meilleur des cas - trois semaines, mais peut-être un mois et demi.

Comment assembler

L'assemblage de la batterie solaire DIY se compose de trois étapes:

Fabrication du cadre.
Souder des cellules solaires.
Encadrement et étanchéité.

Le cadre peut être fabriqué à partir de coins en aluminium ou de lattes en bois... Mais la forme du cadre, les matériaux, la séquence de fabrication dépendent de la méthode d'installation.

Première méthode: installation sur une fenêtre

La batterie est accrochée sur la fenêtre, sur le cadre de l'intérieur de la pièce ou de l'extérieur, mais aussi sur la fenêtre. Ensuite, vous devez créer un cadre à partir d'un coin en aluminium et y coller du verre ou du polycarbonate. Dans ce cas, il reste au moins de petits espaces entre les photocellules, par lesquels un peu de lumière pénètre dans la pièce. La taille du cadre dépend de la taille de vos photocellules et de la façon dont vous allez les positionner. De plus, la taille de la fenêtre peut jouer un rôle. Veuillez noter que l'avion doit être plat - les convertisseurs photovoltaïques sont très fragiles, et se fissureront au moindre désalignement.

Dépliez le cadre fini avec le verre collé face vers le bas, appliquez une couche de scellant sur la surface du verre. Sur le mastic, à nouveau face vers le bas, posez les règles assemblées à partir des photocellules.

À partir d'un caoutchouc mousse élastique épais (épaisseur d'au moins 4 cm) et d'un morceau de film plastique (200 microns), faites un tapis: recouvrez le caoutchouc mousse d'un film et fixez-le bien. Il est préférable de souder le polyéthylène, mais vous pouvez également utiliser du scotch, seuls tous les joints doivent être d'un côté. Le second doit être plat et lisse. La taille du tapis doit bien s'intégrer dans le cadre (sans flexion ni effort).

Le tapis a été placé sur les cellules photoélectriques intégrées dans le mastic. Sur celui-ci se trouve une planche, qui est légèrement plus petite que le cadre, et une charge solide sur la planche. Ce dispositif simple aidera à expulser les bulles d'air emprisonnées sous les photocellules. L'air diminue la productivité et il est très fort. Parce que moins il y a de bulles, mieux c'est. Laisser toute la structure pendant 12 heures.

Il est maintenant temps de retirer la charge et de décoller le tapis. Faites-le lentement et lentement. Il est important de ne pas endommager la soudure et les conducteurs. Par conséquent, tirez doucement, sans secousses. Une fois le tapis retiré, le panneau doit être laissé pendant un certain temps - pour sécher. Lorsque le mastic cesse de coller, vous pouvez accrocher le panneau et l'utiliser.

Au lieu d'une longue procédure avec un scellant, vous pouvez prendre un film d'étanchéité spécial. Cela s'appelle EVA. Il suffit d'étaler le film sur le dessus de la batterie assemblée et posée sur le verre et de le chauffer sèche-cheveux de construction jusqu'à ce que complètement scellé. Cela prend plusieurs fois moins de temps.

Deuxième méthode: installation sur un mur, un toit, etc.

Dans ce cas, tout est différent. La paroi arrière doit être solide et non conductrice. Peut-être - bois, contreplaqué, etc. Par conséquent, cela a du sens et le cadre est fait de barres de bois. Seule la hauteur du corps doit être petite pour que l'ombre des côtés n'interfère pas.

Sur la photo, le boîtier se compose de deux moitiés, mais ce n'est pas du tout nécessaire. Il est simplement plus facile d'assembler et de poser des règles courtes, mais il y aura plus de connexions dans ce cas. Oui. Plusieurs nuances: vous devez prévoir plusieurs trous dans le boîtier. Dans la partie inférieure, plusieurs pièces sont nécessaires pour la sortie des condensats, ainsi que deux trous pour la sortie des conducteurs de la batterie.

Ensuite, peignez le boîtier de la batterie avec de la peinture blanche - les plaquettes de silicium ont une plage de température de fonctionnement assez large, mais ce n'est pas illimité: de -40 o C à +50 o C. Et en été dans une boîte fermée +50 o C fonctionne facilement . C'est pourquoi tu as besoin couleur blancheafin que les photoconvertisseurs ne surchauffent pas. La surchauffe, comme l'hypothermie, réduit l'efficacité. Cela peut d'ailleurs être une explication à un phénomène incompréhensible: midi, le soleil est chaud et la batterie a commencé à donner moins d'électricité. Et elle a juste surchauffé. Pour les régions du sud, vous devez probablement poser la feuille. Ce sera plus efficace. De plus, la productivité est susceptible d'augmenter: le rayonnement réfléchi par la feuille sera également capté.

Une fois la peinture sèche, vous pouvez poser les chemins collectés. Mais cette fois, face visible. Comment les réparer? Une goutte de mastic résistant à la chaleur au milieu de chaque plaque. Pourquoi ne pas appliquer sur toute la surface? En raison de la dilatation thermique, la plaque changera de taille. Si vous ne le collez qu'au milieu, il ne lui arrivera rien. S'il y a au moins deux points, il éclatera tôt ou tard. Par conséquent, appliquez doucement une goutte au milieu, appuyez doucement sur la plaque. N'appuyez pas - l'écrasement est très facile.

Dans certains cas, les plaques ont d'abord été fixées à la base - une feuille de panneau de fibres de bois, peinte de la même couleur blanche. Et puis, sur la base, ils ont été fixés au corps avec des vis.

Une fois que toutes les règles sont posées, connectez-les en série. Pour éviter que les conducteurs ne pendent, ils peuvent être fixés avec quelques gouttes de mastic. Vous pouvez retirer les fils des éléments par le bas ou par le côté - selon ce qui est le plus pratique. Tirez-les à travers le trou, puis remplissez le trou avec le même mastic. Vous devez maintenant laisser sécher toutes les connexions. Si le couvercle est recouvert plus tôt, des dépôts se formeront sur le verre et les cellules photoélectriques, ce qui réduit considérablement l'efficacité de la batterie. Par conséquent, nous attendons au moins un jour (ou autant qu'indiqué sur l'emballage du scellant).

Maintenant, c'est juste une petite question - couvrez tout avec du verre ou du plastique transparent. Comment y remédier dépend de vous. Mais ne scellez pas au début. Au moins jusqu'au test. Il y a peut-être un problème quelque part.

Et encore une nuance. Si vous envisagez de connecter des batteries au système, vous devrez installer une diode qui empêchera la batterie de se décharger à travers la batterie la nuit ou par mauvais temps. Il est préférable d'installer une diode Schottky. Je le connecte à la batterie en série. Il est préférable de l'installer à l'intérieur de la structure - à des températures élevées, sa chute de tension diminue, c'est-à-dire en état de fonctionnement, il "descendra" moins la tension.

Comment souder des cellules solaires

Un peu sur la manipulation des plaquettes de silicium. Ils sont très, très fragiles, faciles à craquer et à casser. Par conséquent, vous devez les manipuler avec une extrême prudence, les stocker dans un récipient rigide loin des enfants.

Vous devez travailler sur une surface plane et solide. Si la table est recouverte de toile cirée, placez une feuille de quelque chose de dur. La plaque ne doit pas se plier, mais avec toute sa surface reposer fermement sur la base. De plus, la base doit être lisse. L'expérience montre que option parfaite - un morceau de stratifié. Il est dur, lisse, lisse. Ils sont soudés à l'arrière et non à l'avant.

Pour le soudage, vous pouvez utiliser du flux ou de la colophane, l'un des composés du marqueur de soudage. Ici, chacun a ses propres addictions. Mais il est souhaitable que la composition ne laisse pas de traces sur la matrice.

Posez la plaquette de silicium face vers le haut (face - côté bleu). Il a deux ou trois pistes. Ils sont enduits d'un flux ou d'un marqueur, une solution alcoolique (non hydroalcoolique) de colophane. Les photoconvertisseurs sont généralement fournis avec un ruban de contact fin. Parfois, il est coupé en morceaux, parfois il se déroule sur une bobine. Si le ruban est enroulé sur une bobine, coupez un morceau égal à deux fois la largeur de la cellule solaire, plus 1 cm.

Souder la pièce découpée sur la bande traitée au flux. La bande s'avère être beaucoup plus longue que la plaque, tout le reste reste d'un côté. Essayez de garder le fer à souder en place. Autant que possible. Pour une meilleure soudure, vous devriez avoir une goutte de soudure ou d'étain au bout de la pointe. Ensuite, la soudure sera de haute qualité. Il ne devrait y avoir aucun endroit non soudé, réchauffez bien tout. Mais ne poussez pas! Surtout sur les bords. Ce sont des objets très fragiles. Souder les bandes à toutes les pistes une par une. Les photoconvertisseurs sont "en queue".

Maintenant, en fait, comment assembler un panneau solaire de vos propres mains. Commençons à assembler la règle. Il y a aussi des pistes au dos du disque. Maintenant, nous soudons la «queue» de la plaque supérieure à la plaque inférieure. La technologie est la même: nous enduisons la piste de flux, puis nous la soudons. Alors on se connecte en série le bon montant convertisseurs photoélectriques.

Dans certaines versions, à l'arrière, pas de pistes, mais de plates-formes. Ensuite, il y a moins de soudure, mais il peut y avoir plus de revendications de qualité. Dans ce cas, nous enduisons uniquement les sites de flux. Et nous ne soudons également que sur eux. C'est tout, en fait. Les rails assemblés peuvent être transférés sur une base ou une armoire. Mais il y a bien d'autres astuces.

Ainsi, par exemple, une certaine distance (4-5 mm) doit être maintenue entre les photocellules, ce qui n'est pas si facile sans pinces. Le moindre défaut d'alignement, et il y a la possibilité de casser le conducteur, ou de casser la plaque. Par conséquent, pour définir une certaine étape, des croix de construction sont collées sur un morceau de stratifié (utilisé lors de la pose de carreaux) ou des marquages \u200b\u200bsont effectués.

Tous les problèmes qui surviennent lors de la fabrication de panneaux solaires de vos propres mains sont associés à la soudure. Par conséquent, avant de sceller, et encore mieux avant de transférer la règle dans le boîtier, vérifiez l'assemblage avec un ampèremètre. Si tout va bien, vous pouvez continuer à travailler.

Résultats

Vous savez maintenant comment fabriquer un panneau solaire chez vous. Ce n'est pas la tâche la plus difficile, mais cela demande un travail minutieux.

Batterie solaire - ce sont plusieurs photocellules, assemblées dans un même boîtier, fournissant de l'électricité au consommateur. Les photocellules elles-mêmes deviennent de plus en plus accessibles chaque jour, en grande partie du fait qu'elles sont en bonne qualité a commencé à produire de la Chine.

Le choix des cellules photovoltaïques pour les panneaux solaires

Polycristal ou monocristal. Il n'y a pas de réponse définitive, les modules polycristallins sont moins chers, mais ils ont une efficacité énergétique moindre. La plupart des fabricants industriels préfèrent les cellules solaires polycristallines. En Russie, ni l'un ni l'autre n'est produit, nous achetons donc sur com ou aliexpress.com.
Dimension. Il existe des tailles 6x6 (156 x 156 mm), 5x5 (127127 mm), 6x2 (156 x 52 mm) pouces. Ce dernier devrait être pris. Le fait est que toutes les photocellules sont très fines et fragiles, elles se cassent facilement lors de l'installation, il est donc plus rentable de casser une petite photocellule. De plus, plus la taille d'une cellule est petite, plus il est facile de remplir la zone de la batterie.
Contacts soudés. Chaque plaque sera connectée en série avec les autres, vous devrez donc beaucoup travailler avec un fer à souder. Les contacts soudés aux panneaux rendent ce travail beaucoup plus facile. Il sera beaucoup plus facile de connecter ces contacts au bus commun. S'il n'y a pas de tels contacts, vous devrez les souder vous-même.

Outils et matériels

Matériaux:

Coin en aluminium 25x25;
Boulons 5x10 mm - 8 pièces;
Écrous 5 mm - 8 pièces;
Verre 5-6 mm;
Adhésif - Scellant Sylgard 184;
Mastic adhésif Ceresit CS 15;
Cellules solaires polycristallines;
Stylo feutre (un mélange de colophane et d'alcool);
Ruban argenté pour la connexion aux photocellules;
Ruban pour le pneu;
Soudure (vous en avez besoin d'une fine, car un chauffage excessif endommagera la cellule photoélectrique);
Mousse polyuréthane (caoutchouc mousse), 3 cm d'épaisseur;
Film plastique dense 10 microns.

Outil:

Déposer;
Scie à métaux pour métal avec lame 18;
Perceuse, forets pour 5 et 6 mm;
Clés à fourche;
Fer à souder;

Instructions de photo étape par étape

Il est décrit avec le plus de détails possible comment assembler de vos propres mains une batterie solaire à partir de cellules photoélectriques sur un cadre en aluminium.

Limez les coins sur un bord de chaque côté du coin en aluminium à 45 degrés.

Coupez les coins avec une scie à métaux pour le métal à 45 degrés. Pour plus de commodité, vous pouvez utiliser la boîte à onglets:

De chaque côté du coin, vous devriez obtenir le design suivant:

Coin en aluminium garni

Nous fabriquons des supports pour connecter les coins:

Nous attachons les coins avec des coins coupés les uns aux autres
Nous mettons un coin perpendiculairement et marquons une ligne de coupe dessus Vous devriez obtenir 4 coins de connexion

Sur les côtés de chaque support obtenu, on trouve le centre et on perce un trou d'un diamètre de 6 mm:

Trouvez le centre de chaque côté de l'agrafe
Trou dans le support

Nous faisons des marques à travers le trou de chaque support au coin. Afin de ne pas être confondu plus tard, nous marquons chaque coin et chaque parenthèse avec un numéro:

Marquage des trous "en place"
On met des chiffres pour ne pas confondre plus tard

Nous forons des trous dans le coin avec un foret de 5 mm, cela devrait ressembler à ceci:

Trous d'angle

Nous assemblons le cadre à l'aide de boulons et d'écrous:

Nous collons le verre dans le cadre assemblé à l'aide d'un mastic:

Le silicone doit être utilisé pour traiter les articulations à l'extérieur et à l'intérieur

Dégraissez la surface du verre de l'intérieur et posez les photocellules face vers le bas de manière à ce que les rails de contact soient parallèles:

Connectez les photocellules avec du ruban adhésif, afin qu'elles ne se désintègrent pas lors des opérations ultérieures.

Connectez les éléments ensemble selon le schéma:

Schéma de connexion des photocellules dans une batterie

Nous assemblons la structure d'étanchéité:

Découpez un rectangle dans une feuille de mousse de polyuréthane, 1 cm de moins que la partie intérieure du cadre de chaque côté;
Nous soudons le rectangle résultant dans une pellicule plastique à l'aide de ruban adhésif ou d'un fer à souder

La structure s'adapte à l'intérieur du cadre:

Le caoutchouc mousse s'adapte à l'intérieur du cadre

Le cadre, avec le caoutchouc mousse, est retourné et retiré. Il ne reste que les photocellules, qui sont empilées et collées ensemble:

Retirez le cadre en aluminium
Photocellules sur caoutchouc mousse

Appliquer le mastic Sylgard 184 sur toute la surface des photocellules à l'aide d'un pinceau et recouvrir le dessus d'un cadre avec du verre:

Scellant photocellule
Couvrir les photocellules avec un cadre en verre

Nous mettons la charge sur le verre pendant plusieurs heures, pendant ce temps les bulles d'air doivent être éliminées:

Les bulles disparaissent en 2-3 heures

Après 12 heures, nous retirons la charge et déchirons le caoutchouc mousse. La batterie est prête à se connecter!

Erreurs lors de l'assemblage d'un panneau solaire de vos propres mains

Plusieurs erreurs courantes commises lorsque auto-assemblage panneaux que je voudrais mettre en garde.

Montage sur un châssis en bois ou en aggloméré. Une batterie solaire auto-assemblée n'est rentable que si elle sert pendant plusieurs années, donc une construction en bois peu fiable ne lui convient certainement pas, car va gonfler et perdre forme dans un an ou deux. Le design est volumineux et lourd, difficile à transporter et à transporter.
Stockage imprudent de Sylgard 184. Si vous n'utilisez pas toute la boîte de cet adhésif, après utilisation, il doit être transféré dans un récipient plus petit afin que les restes n'entrent pas en contact avec l'air à l'intérieur. Sinon, après six mois de stockage, toute la colle risque de durcir.
L'utilisation du plexiglas. La batterie est toujours au soleil (c'est son essence), donc elle devient très chaude. Le plexiglas élimine très mal la chaleur des photocellules. Cela réduit leur efficacité. Chaque degré au-dessus de 25 ° C réduit l'efficacité de 0,45%. Mais ce n'est pas le principal inconvénient du plexiglas! À des températures supérieures à 50 ° C, il se déforme dans tous les plans, coupant les contacts à l'intérieur du circuit, dépressurisant la batterie et la rendant inutilisable.
Attention insuffisante aux connexions isolantes. Lors de l'assemblage de vos propres mains de panneaux solaires pour votre maison, il est préférable d'utiliser des connecteurs spéciaux (MC4) qui connectent plusieurs panneaux en un seul réseau. Le fait est qu'à l'avenir, ils devront peut-être être démontés pour être réparés, tourner dans l'autre sens, remplacer des éléments, etc. Torsadez les contacts «fermement» ou utilisez à cet effet les bornes de connexion, conçues pour travaux internes - pas la meilleure option.

Commentaires:

Devrais-je le faire?

Dans de nombreux cas, le panneau solaire sera très utile: par exemple, le propriétaire d'une maison privée ou d'un chalet d'été, situé loin du réseau électrique, pourra garder son téléphone chargé même à partir d'un panneau compact, connecter des consommateurs à faible consommation comme les réfrigérateurs de voiture.

A cet effet, des panneaux compacts prêts à l'emploi sont produits et vendus sous forme d'assemblages à enroulement rapide à base de tissu synthétique. Dans le centre de la Russie, un tel panneau mesurant environ 30x40 cm sera en mesure de fournir une puissance de moins de 5 W à une tension de 12 V.

Une batterie plus grosse peut fournir jusqu'à 100 watts de puissance électrique. Il semblerait que ce ne soit pas tellement, mais il convient de rappeler le principe de fonctionnement des petits: en eux, toute la charge est alimentée par un convertisseur d'impulsions à partir d'une batterie de batteries chargées à partir d'une éolienne de faible puissance . Ainsi, il devient possible d'utiliser des consommateurs plus puissants.

Utiliser un principe similaire lors de la construction d'une centrale solaire domestique la rend plus rentable par rapport à une éolienne: en été, le soleil brille presque toute la journée, par opposition à un vent intermittent et souvent absent. Pour cette raison, les batteries pourront se recharger beaucoup plus rapidement pendant la journée, et le panneau solaire lui-même est beaucoup plus facile à installer que celui nécessitant un mât haut.

Il y a un sens à utiliser une batterie solaire exclusivement comme source d'énergie de secours. Par exemple, si une chaudière de chauffage au gaz est installée dans une maison privée avec pompes de circulation, lorsque l'alimentation est coupée, il est possible grâce à un convertisseur d'impulsions (inverseur) de les alimenter à partir de batteries, qui sont maintenues chargées à partir d'une batterie solaire, en maintenant le système de chauffage opérationnel.

Histoire télévisée sur ce sujet

Les hydrocarbures ont été et restent la principale source d'énergie, mais l'humanité se tourne de plus en plus souvent vers des ressources renouvelables et respectueuses de l'environnement. Cela a conduit à un intérêt accru pour les panneaux solaires et les générateurs.

Cependant, beaucoup n'osent pas installer un système solaire en raison du coût élevé de l'aménagement du complexe. Vous pouvez réduire le coût des produits si vous commencez à les créer vous-même. Vous avez des doutes sur vos propres capacités?

Nous vous expliquerons comment fabriquer un panneau solaire de vos propres mains en utilisant les composants disponibles. Dans l'article, vous trouverez toutes les informations dont vous avez besoin pour calculer le système solaire, sélectionner les composants du complexe, assembler et installer le panneau photo.

Selon les statistiques, un adulte utilise chaque jour une douzaine d'appareils différents alimentés par le réseau. Bien que l'électricité soit considérée comme une source d'énergie relativement verte, c'est une illusion car elle utilise des ressources qui polluent l'environnement.

Quels composants sont nécessaires et où les acheter

Le détail principal est un panneau photo solaire. En règle générale, les plaquettes de silicium sont achetées sur Internet avec livraison depuis la Chine ou les États-Unis. Cela est dû au prix élevé des composants produits dans le pays.

Le prix de revient des plaques domestiques s'avère si élevé qu'il est plus rentable de commander sur Ebay. En ce qui concerne les rejets, seules 2 à 4 plaques pour 100 plaques sont inutilisables. Si vous commandez des assiettes chinoises, les risques sont plus élevés, car la qualité est médiocre. Le seul avantage est le prix.

Le panneau fini est beaucoup plus pratique à utiliser, mais aussi trois fois plus cher, il est donc préférable d'être intrigué par la recherche de composants et d'assembler l'appareil de vos propres mains.

Le reste des composants peut être acheté dans n'importe quel magasin d'électricité. Vous aurez également besoin d'une soudure à l'étain, d'un cadre, d'un verre, d'un film, d'un ruban adhésif et d'un crayon de marquage.

Galerie d'images

Dans le monde moderne, il est difficile d'imaginer l'existence sans énergie électrique. L'éclairage, le chauffage, la communication et les autres plaisirs d'une vie confortable en dépendent directement. Cela nous oblige à rechercher des sources alternatives et indépendantes, dont le soleil. Ce domaine de l'énergie est encore sous-développé et les installations industrielles ne sont pas bon marché. La solution sera de fabriquer des panneaux solaires de vos propres mains.

Qu'est-ce qu'une batterie solaire

Une batterie solaire est un panneau constitué de cellules photovoltaïques interconnectées. Il convertit directement l'énergie solaire en électricité... Selon la conception du système, l'énergie électrique est accumulée ou va immédiatement à l'alimentation en énergie des bâtiments, des mécanismes et des appareils.

Une cellule solaire se compose de photocellules interconnectées

Presque tout le monde utilisait les photocellules les plus simples. Ils sont intégrés dans des calculatrices, des lampes de poche, des piles pour recharger les gadgets électroniques, des lampes de jardin. Mais l'utilisation ne se limite pas à cela. Il existe des véhicules électriques alimentés par le soleil; dans l'espace, c'est l'une des principales sources d'énergie.

Dans les pays avec beaucoup de soleil, les batteries sont installées sur les toits et utilisées pour le chauffage et le chauffage de l'eau. Ce type est appelé collecteurs, ils convertissent l'énergie du soleil en chaleur.

Souvent, l'alimentation électrique de villes et de villages entiers se produit uniquement grâce à ce type d'énergie. Des centrales électriques fonctionnant au rayonnement solaire sont en cours de construction. Ils sont particulièrement répandus aux États-Unis, au Japon et en Allemagne.

Dispositif

La batterie solaire est basée sur le phénomène de l'effet photoélectrique, découvert au XXe siècle par A. Einstein. Il s'est avéré que dans certaines substances, sous l'influence de la lumière du soleil ou d'autres substances, le détachement de particules chargées se produit. Cette découverte a conduit à la création du premier module solaire en 1953.

Les matériaux pour la fabrication des éléments sont des semi-conducteurs - des plaques combinées de deux matériaux de conductivité différente. Le plus souvent, pour leur fabrication, du silicium polycristallin ou monocristallin avec divers additifs.

Sous l'influence de la lumière du soleil, un excès d'électrons apparaît dans une couche et un manque dans l'autre. Les électrons "supplémentaires" entrent dans la région avec leur carence, ce processus a reçu nom p-n transition.

La cellule solaire se compose de deux couches semi-conductrices de conductivité différente

Entre les matériaux qui forment un excès et un manque d'électrons, une couche barrière est placée pour empêcher la transition. Ceci est nécessaire pour que le courant ne se produise que lorsqu'il y a une source de consommation d'énergie.

Les photons de la lumière frappant la surface assomment les électrons et leur fournissent l'énergie nécessaire pour surmonter la couche barrière. Les électrons négatifs passent du conducteur p au conducteur n et les électrons positifs reviennent.

En raison de la conductivité différente des matériaux semi-conducteurs, il est possible de créer un mouvement dirigé d'électrons. Ainsi, un courant électrique est généré.

Les éléments sont connectés en série les uns avec les autres, formant un panneau d'une zone plus ou moins grande, appelée batterie. De telles batteries peuvent être directement connectées à une source de consommation. Mais comme l'activité solaire change pendant la journée et s'arrête complètement la nuit, des piles sont utilisées qui accumulent de l'énergie en l'absence de lumière du soleil.

Le composant nécessaire dans ce cas est le contrôleur. Il surveille la charge de la batterie et déconnecte la batterie lorsqu'elle est complètement chargée.

Le courant généré par la batterie solaire est constant et doit être converti en courant alternatif pour être utilisé. Un onduleur est utilisé pour cela.

Puisque toutes appareils électriques, consommant de l'énergie, sont conçus pour une certaine tension, le système a besoin d'un stabilisateur qui fournit les valeurs requises.

Des appareils supplémentaires sont installés entre le module solaire et le consommateur

Ce n'est qu'en présence de tous ces composants que vous pouvez obtenir système fonctionnelqui fournit de l'énergie aux consommateurs et ne menace pas de les désactiver.

Types d'éléments pour les modules

Il existe trois principaux types de panneaux solaires: polycristallin, monocristallin et à couche mince. Le plus souvent, les trois types sont fabriqués à partir de silicium avec divers additifs. Le tellurure de cadmium et le séléniure de cuivre-cadmium sont également utilisés, notamment pour la production de panneaux de film. Ces additifs augmentent l'efficacité des cellules de 5 à 10%.

Cristalline

Les plus populaires sont monocristallins. Ils sont constitués de monocristaux et ont une structure uniforme. Ces plaques se présentent sous la forme d'un polygone ou d'un rectangle avec des coins coupés.

La cellule monocristalline a la forme d'un rectangle avec des coins biseautés

La batterie, assemblée à partir de cellules monocristallines, a une performance supérieure par rapport aux autres types, son efficacité est de 13%. Il est léger et compact, n'a pas peur de la légère flexion, peut être installé sur une surface inégale, la durée de vie est de 30 ans.

Les inconvénients comprennent une diminution significative de la puissance par temps nuageux, jusqu'à l'arrêt complet de la production d'énergie. La même chose se produit lors de la gradation, la batterie ne fonctionnera pas la nuit.

La cellule polycristalline est rectangulaire, ce qui permet au panneau d'être assemblé sans espaces

Ceux polycristallins sont produits par coulée, ont une forme rectangulaire ou carrée et une structure non homogène. Leur efficacité est inférieure à celle des monocristallins, l'efficacité n'est que de 7 à 9%, mais la baisse de production par temps nuageux, poussiéreux ou crépusculaire est insignifiante.

Par conséquent, ils sont utilisés dans l'appareil réverbères, ils sont également plus souvent utilisés par les produits faits maison. Le coût de ces plaques est inférieur à celui des monocristaux, la durée de vie est de 20 ans.

Film

Le film Toc ou les éléments flexibles sont en silicium amorphe. La flexibilité des panneaux les rend mobiles, enroulés en rouleau, ils peuvent être emportés avec vous en voyage et disposer d'une source d'énergie indépendante n'importe où. La même propriété leur permet d'être montés sur des surfaces courbes.

La batterie à film est en silicium amorphe

En termes d'efficacité, les panneaux de film sont deux fois inférieurs aux panneaux cristallins; pour produire la même quantité, il faut doubler la surface de la batterie. Et la durabilité du film ne diffère pas - au cours des 2 premières années, leur efficacité diminue de 20 à 40%.

Mais lorsqu'il est nuageux ou sombre, la production d'énergie n'est réduite que de 10 à 15%. Leur bon marché relatif peut être considéré comme un avantage incontestable.

Que peut-on utiliser pour fabriquer un panneau solaire à la maison

Malgré tous les avantages des batteries production industrielle, leur principal inconvénient est le prix élevé. Ce problème peut être évité en fabriquant le panneau le plus simple de vos propres mains à partir de matériaux de rebut.

De diodes

Une diode est un cristal dans un boîtier en plastique qui agit comme une lentille. Il concentre les rayons du soleil sur le conducteur, ce qui entraîne un courant électrique. En connectant un grand nombre de diodes entre elles, on obtient une batterie solaire. Vous pouvez utiliser du carton comme planche.

Le problème est que la puissance de l'énergie reçue est faible, il faudra un grand nombre de diodes pour en générer suffisamment. En termes de coûts financiers et de main-d'œuvre, une telle batterie est bien supérieure à celle d'usine, et en termes de puissance, elle lui est bien inférieure.

De plus, la puissance diminue fortement avec la diminution de l'éclairage. Et les diodes elles-mêmes ne se comportent pas correctement - une lueur spontanée se produit souvent. Autrement dit, les diodes elles-mêmes consomment l'énergie générée. La conclusion se suggère: inefficace.

De transistors

Comme dans les diodes, élément principal transistor - cristal. Mais il est enfermé dans un boîtier métallique qui ne laisse pas passer la lumière du soleil. Pour fabriquer une batterie, le couvercle du boîtier est coupé avec une scie à métaux pour le métal.

Une batterie de faible puissance peut être assemblée à partir de transistors

Ensuite, les éléments sont fixés sur une plaque en PCB ou autre matériau approprié pour le rôle d'une carte, et connectés les uns aux autres. De cette façon, vous pouvez assembler une batterie dont l'énergie est suffisante pour faire fonctionner une lampe de poche ou un récepteur radio, mais vous ne devez pas vous attendre à une puissance élevée d'un tel appareil.

Mais en tant que source d'énergie de voyage à faible puissance, elle convient tout à fait. Surtout si vous êtes emporté par le processus de création lui-même et que les avantages pratiques du résultat ne sont pas très importants.

Les artisans suggèrent d'utiliser des CD et même des plaques de cuivre comme photocellules. Un chargeur de téléphone portable est facile à fabriquer à partir de cellules photoélectriques à partir de lumières de jardin.

La meilleure solution serait d'acheter des assiettes toutes faites. Certains sites en ligne vendent des modules avec un petit défaut de fabrication à un prix abordable, ils sont tout à fait adaptés à l'utilisation.

Placement rationnel de la batterie

La quantité d'énergie produite par le système dépend dans une large mesure de l'emplacement des modules. Plus les rayons frappent les photocellules, plus elles produiront d'énergie. Pour un emplacement optimal, les conditions suivantes doivent être remplies:

Important! Le courant de la batterie est défini par la capacité de la cellule la plus faible. Même une petite ombre sur un module peut réduire les performances du système de 10 à 50%.

Comment calculer la puissance requise

Avant de procéder à l'assemblage de la batterie, il est nécessaire de déterminer la puissance requise. Le nombre de cellules achetées et la surface totale des batteries finies en dépendent.

Le système peut être soit autonome (fournissant indépendamment de l'électricité à la maison), soit combiné, combinant l'énergie du soleil et une source traditionnelle.

Le calcul comprend trois étapes:

Découvrez la consommation électrique totale.
Déterminez une capacité de batterie et une capacité de l'onduleur suffisantes.
Calculez le nombre requis de cellules en fonction des données d'insolation dans votre région.

Consommation d'énergie

Pour système autonome vous pouvez le déterminer par votre compteur électrique. Divisez la consommation d'énergie mensuelle totale par le nombre de jours pour obtenir la consommation quotidienne moyenne.

Si seule une partie des appareils sera alimentée par la batterie, renseignez-vous sur leur capacité en fonction du passeport ou du marquage sur l'appareil. Multipliez les valeurs obtenues par le nombre d'heures de travail par jour. En ajoutant les valeurs obtenues pour tous les appareils, vous obtenez la consommation moyenne par jour.

Capacité AB (batterie de stockage) et puissance de l'onduleur

AB pour les systèmes solaires doit résister à un grand nombre de cycles de décharge et de décharge, avoir une faible autodécharge, résister à un courant de charge important, fonctionner à haute et basses températures, tout en nécessitant un entretien minimal. Ces paramètres sont optimaux pour les batteries plomb-acide.

Un autre indicateur important est la capacité, la charge maximale que la batterie peut accepter et stocker. Une capacité insuffisante est augmentée en connectant la batterie en parallèle, en série ou en combinant les deux connexions.

Le calcul aidera à déterminer la quantité requise de AB. Considérons-le pour concentrer la réserve d'énergie pendant 1 jour dans un AB d'une capacité de 200 A.h et d'une tension de 12 V.

Supposons que la demande journalière soit de 4800 V. heure, la tension de sortie du système est de 24 V. Considérant que les pertes sur l'onduleur sont de 20%, nous introduisons un facteur de correction de 1,2.

4800: 24x1,2 \u003d 240 Ah

La profondeur de décharge de AB ne doit pas dépasser 30 à 40%, tenons-en compte.

240x0,4 \u003d 600 Ah

La valeur résultante est trois fois la capacité de la batterie, par conséquent, pour fournir la quantité requise, 3 AB connectés en parallèle sont nécessaires. Mais en même temps, la tension de la batterie est de 12 V, afin de la doubler, vous aurez besoin de 3 batteries supplémentaires connectées en série.

Pour obtenir une tension de 48 V, connectez deux chaînes parallèles de 4 AB en parallèle

L'onduleur est utilisé pour convertir courant continu en une variable. Ils le choisissent en fonction de la charge maximale et maximale. Sur certains appareils consommateurs, le courant de démarrage est beaucoup plus élevé que le courant nominal. C'est cet indicateur qui est pris en compte. Dans d'autres cas, les valeurs nominales sont prises en compte.

La forme de la tension est également importante. La meilleure voie est une onde sinusoïdale pure. Pour les appareils insensibles aux chutes de tension, une forme carrée convient. Vous devez également envisager la possibilité de basculer l'appareil directement d'AB vers des panneaux solaires.

Nombre de cellules requis

Les indicateurs d'insolation dans différentes zones sont très différents. Pour un calcul correct, vous devez connaître ces chiffres pour votre région, les données sont faciles à trouver sur Internet ou à une station météo.

Tableau d'insolation par mois pour différentes régions

L'insolation dépend non seulement de la saison, mais également de l'angle d'inclinaison de la batterie

Lors du calcul, laissez-vous guider par les indicateurs de l'ensoleillement le plus bas de l'année, sinon la batterie ne produira pas assez d'énergie pendant cette période.

Supposons que le minimum soit en janvier 0,69 et le maximum en juillet 5,09.

Le facteur de correction pour l'heure d'hiver est de 0,7, pour l'heure d'été - 0,5.

La quantité d'énergie requise est de 4800 Wh.

Un panneau a une puissance de 260 W et une tension de 24 V.

Les pertes sur AB et onduleur sont de 20%.

Nous calculons la consommation en tenant compte des pertes: 4800 × 1,2 \u003d 5760 Wh \u003d 5,76 kWh.

Nous déterminons les performances d'un panneau.

Été: 0,5 x 260 x 5,09 \u003d 661,7 Wh.

En hiver: 0,7 × 260 × 0,69 \u003d 125,5 Wh.

Nous calculons le nombre de batteries requis en divisant la consommation d'énergie par les performances du panneau.

En été: 5760 / 661,7 \u003d 8,7 pcs.

En hiver: 5760 / 125,5 \u003d 45,8 pcs.

Il s'avère que pour une mise à disposition complète, en hiver, cinq fois plus de modules seront nécessaires qu'en été. Par conséquent, il vaut la peine d'installer immédiatement plus de piles ou période hivernale prévoir un système d'alimentation hybride.

Comment assembler un panneau solaire de vos propres mains

L'assemblage se compose de plusieurs étapes: la fabrication du boîtier, le soudage des éléments, l'assemblage du système et son installation. Avant de commencer à travailler, faites le plein de tout ce dont vous avez besoin.

La batterie se compose de plusieurs couches

Matériaux et outils

photocellules;
conducteurs plats;
flux de colophane alcoolique;
fer à souder;
profilé en aluminium;
coins en aluminium;
matériel;
mastic silicone;
scie à métaux pour métaux;
tournevis;
verre, plexiglas ou plexiglas;
diodes;
instruments de mesure.

Il est préférable de commander des photocellules complètes avec des conducteurs, elles sont spécialement conçues à cet effet. D'autres conducteurs sont plus fragiles, ce qui peut être problématique lors du soudage et de l'assemblage. Il y a des cellules avec des fils déjà soudés. Ils sont plus chers, mais économisent considérablement du temps et des coûts de main-d'œuvre.

Achetez des plaques avec des conducteurs, cela réduira le temps de fonctionnement

Le cadre du boîtier est généralement constitué d'un coin en aluminium, mais il est possible d'utiliser des lattes en bois ou des barres carrées 2x2. Cette option est moins préférable car elle n'offre pas une protection suffisante contre les intempéries.

Pour un panneau transparent, choisissez un matériau avec l'indice de réfraction de la lumière le plus bas. Tout obstacle sur le trajet des rayons augmente la perte d'énergie. Il est souhaitable que le matériau transmette le moins de rayonnement infrarouge possible.

Important! Plus le panneau est chauffé, moins il génère d'énergie.

Calcul du cadre

Les dimensions du cadre sont calculées en fonction de la taille des cellules. Il est important de prévoir une petite distance de 3 à 5 mm entre les éléments adjacents et de prendre en compte la largeur du cadre afin qu'il ne chevauche pas les bords des éléments.

Les cellules sont disponibles dans différentes tailles standard, considérez l'option de 36 plaques de 81x150 mm. Nous organisons les éléments en 4 rangées, 9 pièces en une. Sur la base de ces données, les dimensions du cadre sont de 835x690 mm.

Fabrication de boîtes

Soudure d'éléments et assemblage de modules

Si les éléments sont achetés sans contacts, ils doivent d'abord être soudés sur chaque plaque. Pour ce faire, coupez le conducteur en longueurs égales.

Découpez un rectangle de la bonne taille dans du carton et enroulez un conducteur autour de lui, puis coupez des deux côtés.
Appliquez du flux sur chaque conducteur, fixez la bande à l'élément.
Souder soigneusement le conducteur sur toute la longueur de la cellule.
Souder des conducteurs à chaque plaque
Placez les cellules les unes après les autres avec un espace de 3 à 5 mm et soudez les unes après les autres.
Lors de l'installation, vérifiez périodiquement la fonctionnalité des modules
Transférez les rangées finies de 9 cellules dans le corps et alignez-les les unes avec les autres et le contour du cadre.
Souder en parallèle en utilisant des rails plus larges et en respectant la polarité.
Posez les rangées d'éléments sur un support transparent et soudez ensemble
Imprimez les contacts "+" et "-".
Appliquez 4 gouttes de scellant sur chaque élément et placez un deuxième verre sur le dessus.
Laissez sécher la colle.
Remplissez de scellant autour du périmètre afin que l'humidité ne pénètre pas à l'intérieur.
Fixez le panneau dans le boîtier à l'aide des coins, en les vissant dans les côtés du profilé en aluminium.
Installez une diode de blocage Schottke avec un produit d'étanchéité pour empêcher la batterie de se décharger à travers le module.
Fournissez au fil de sortie un connecteur à deux broches, puis connectez le contrôleur à celui-ci.
Vissez les supports sur le cadre pour fixer la batterie au support.

Vidéo: souder et assembler le module solaire

La batterie est prête, il reste à l'installer. Pour un travail plus efficace, vous pouvez créer un tracker.

Fabrication de mécanismes rotatifs

Le plus simple mécanisme pivotant facile à fabriquer soi-même. Son principe de fonctionnement repose sur un système de contrepoids.

À partir de blocs de bois ou de profilés en aluminium, assemblez un support pour la batterie en forme d'échelle.
À l'aide de deux roulements et d'une tige ou d'un tuyau en métal, placez la batterie sur le dessus de sorte qu'elle soit ancrée au centre du plus grand côté.
Orientez la structure d'est en ouest et attendez que le soleil soit à son zénith.
Faites pivoter le panneau de manière à ce que les rayons tombent dessus verticalement.
Fixez un récipient d'eau à une extrémité, équilibrez-le avec un poids à l'autre extrémité.
Faites un trou dans le récipient pour que l'eau s'écoule un peu.

Au fur et à mesure que l'eau s'écoule, le poids du bateau diminuera et le bord du panneau montera vers le haut, faisant tourner la batterie pour suivre le soleil. La taille du trou devra être déterminée empiriquement.

Le tracker solaire le plus simple est fabriqué selon le principe d'une horloge à eau.

Tout ce dont vous avez besoin est de verser de l'eau dans un récipient le matin. Une telle structure ne peut pas être installée sur le toit, mais pour parcelle de jardin ou une pelouse devant la maison, ça va. Il existe d'autres conceptions de trackers plus complexes, mais elles sont coûteuses.

Vidéo: comment créer votre propre traqueur solaire électronique

Installation des piles

Vous pouvez maintenant tester et utiliser l'électricité gratuite.

Modules de service

Les panneaux solaires ne nécessitent aucun entretien particulier, car ils n'ont pas de pièces mobiles. Pour leur fonctionnement normal, il suffit de temps en temps de nettoyer la surface de la saleté, de la poussière et des excréments d'oiseaux.

Utilisez le tuyau d'arrosage pour nettoyer les batteries; avec une bonne pression d'eau, vous n'avez même pas besoin de grimper sur le toit. Vérifiez l'état de fonctionnement des équipements supplémentaires.

Combien de temps les coûts seront-ils remboursés

Vous ne devez pas vous attendre à des avantages immédiats du système d'alimentation solaire. Son retour sur investissement moyen est d'environ 10 ans pour un système domestique autonome.

Plus vous consommez d'énergie, plus votre investissement sera rentable rapidement. En effet, aussi bien pour les petites que pour les grandes consommations, l'achat d'équipements supplémentaires s'impose: une batterie, un onduleur, un contrôleur, et ils laissent une petite partie du coût.

Tenez également compte de la durée de vie de l'équipement et des panneaux eux-mêmes, afin de ne pas avoir à les changer avant qu'ils ne portent leurs fruits.

Malgré tous les coûts et inconvénients, l'énergie solaire est l'avenir. Le soleil est une source d'énergie renouvelable et il durera encore au moins 5 000 ans. Et la science n'est pas en reste, de nouveaux matériaux pour photocellules apparaissent, avec une efficacité bien supérieure. Cela signifie qu'ils seront bientôt plus abordables. Mais vous pouvez utiliser l'énergie du soleil maintenant.