Как сделать панель для солнечной батареи

Постройте маленькую, портативную солнечную панель, которая зарядит через сутки две перезаряжающихся батареи AA. Вы сможете взять с собой эту панель и «солнечные батареи» на отдых, работу или в путешествие. Или используйте панель непосредственно в качестве источника энергии для маленькой электроники.

Шаг 1. Немного теории и опыта
Панель состоит из восьми 3×8 см солнечных ячеек, последовательно соединенных с диодом, установленных на деревянной подставке и защищенных прозрачной пластмассой. В этой конфигурации солнечная панель обеспечивает приблизительно 250 милиампер в 4 вт, которые зарядят две батареи через день или два, в зависимости от погоды и способности батарей. Другие конфигурации солнечных ячеек возможно обеспечат более или менее энергии, например, непосредственно зарядку батареи сотового телефона на 3.6 вт, или позволят более быстро зарядить батареи AA.

Моя оригинальная идея состояла в том, чтобы использовать несколько маленьких 3×8 см солнечных ячеек, которые я купил год назад, чтобы зарядить мой сотовый телефон. Для моей первой панели я соединил девять ячеек последовательно и очень просто установил их на поверхности без покрытия. Она произвела достаточно электричества, чтобы непосредственно зарядить мой сотовый телефон.

Однако, у неё было несколько недостатков. Во-первых, я обнаружил, что иногда нужно зарядить телефон, когда солнце не светит. Во-вторых, когда я хотел позвонить, телефон частенько оказывался на подзарядке снаружи — на улице или балконе, в то время как я был внутри. В-третьих, ячейки испачкались, и каждая из них сломалась. Наконец, потому что зарядка могла идти в любом направлении (никакого блокировочного диода не было), и батарея сотового телефона могла разрядиться в панели, когда не было никакого света.

Мое решение этих проблем было таким: зарядить две батареи AA вместо сотового телефона и поместить заряженные батареи в устройство, которое заряжает телефон. Чтобы лучше защитить ячейки, я обклеивал их жестким картоном и покрывал их прозрачным пластмассовым листом. А блокировочный диод предотвращает разрядку батареи.

Всё это помогает понять некоторые основные принципы о солнечных ячейках прежде, чем проектировать панель. Все общие солнечные ячейки, как мультикристаллические ячейки, производят 0.5 вт или около этого. Таким образом, передняя и задняя часть имеют различие на 0.5 вт. Размер ячейки определяет силу тока. Полноразмерная ячейка (15×15 см) могла произвести три ампера, в зависимости от своего проекта, но меньшие ячейки могут произвести только 250 милиампер или меньше.

Чтобы увеличить напряжение панели, соедините ячейки последовательно. Чтобы увеличить силу тока, соедините ячейки параллельно.

Шаг 2. Материалы для солнечной панели
Итак, давайте подготовим материалы, которые нам понадобятся:

1) восемь солнечных ячеек (я купил мультикристаллические ячейки в инете. Попробуйте поищите в Google или на каком-нибудь «птичем» рынке.);
2) маленький провод;
3) ленточный провод (Плоский провод обычно имел обыкновение соединять солнечные ячейки друг с другом. Я купил ячейки с лентой, уже приложенной к фронту каждой ячейки. Вы можете соединить с регулярным проводом, но плоская лента менее вероятно заставит ячейки раскалываться после установки);
4) прозрачная пластмасса (я использовал пластмассу примерно 2 мм толщиной);
5) 4-6 винтиков;
6) держатель батареи для двух батарей AA;
7) деревянная доска;
8) краска;
9) клей (я использовал клей/изолятор, предназначенный для ванных, но кремний должен работать прекрасно);
10) припой;
11) паяльник;
12) кусачки;
13) дрель;
14) кисть;
15) пила;
16) диод.

Шаг 3. Изготовление установки
Обрежьте плоскую часть доски до правильного размера, чтобы получить установку для солнечных ячеек.

Я устроил солнечные ячейки в двух колонках четырех рядов как на фото выше (чтобы сделать панель более квадратной, чем прямоугольной). Это покрывает примерно 17×10 см, плюс я добавил дополнительное пространство для того, чтобы прикрутить пластмассовый лист и обеспечить защиту установке, в общем итоговый размер для деревянной установки получился примерно 20×14 см.

Теперь покрасьте и отложите доску. Пусть высохнет.

Шаг 4. Работа с ячейками
Все ячейки будут соединены последовательно, то есть, передняя сторона каждой ячейки будет связана с обратной стороной следующей ячейки последовательно.

Нарежьте ленту на десять (приблизительно 4 см) частей. Спаяйте восемь из них с передними сторонами всех восьми ячеек, позволяя приблизительно половинке части торчать от каждой ячейки. (Дополнительные будут спаяны с обратной стороной следующей ячейки в ряду). Я нашел самым простым припаять сначала к половине каждой ленты, дать им охладиться, затем поместить спаянную часть ленты на вершину ячейки и спаивать её не добавляя больше припоя.

Теперь примените припой к вершине части каждой ленты, которая находится вне ячеек. Этот припой будет использоваться, чтобы соединиться с обратной стороной ячеек.

Осторожно переверните ячейки и уложите их в две колонки из четырех рядов (см. фото ниже). Поместите их как можно ближе друг к другу, но чтобы они не прикасались (так как они расширяются при высокой температуре). Согните ленты таким образом, чтобы спаянные части касались задних частей ячеек. Припаяйте ленты с задними частями.

Спаяйте две остающихся части ленты к двум не спаянным задним частям. Не забудьте сначала применять припой к ленте.

У Вас должно теперь быть два набора четырех ячеек с лентами, торчащими впереди и сзади у каждого набора.

на фото как правильно соединять:

Продолжаем работать с ячейками.
Итак, два набора ячеек находятся вверх тормашками, размещаем их рядом друг с другом, поскольку мы хотим сделать из них панель. Удостоверьтесь, что концы каждого набора соединили лентами с противоположной стороной ячеек. Таким образом, ячейке наверху одной колонки нужно приложить её главную ленту к передней стороне, в то время как главной ячейке другой колонки нужно приложить ее главную ленту к обратной стороне.

Теперь, когда они размещены, отрежьте часть провода до нужной длины, чтобы соединить две главных ленты.

Припаяйте провод к лентам как на фото:

Вы можете осторожно перевернуть ячейки и сделать тест. При полном солнечном свете они должны произвести приблизительно 4 Вт и 250 миллиампер. Теперь переверните ячейки вверх тормашками снова.

Шаг 5. Соединение ячеек с установкой
Используя чистый листок бумаги, создайте шаблон: начертите схему установки, построенной в шаге 3, на листке бумаги. Схема будет использоваться, чтобы поместить ячейки на установку.

Осторожно продвиньте шаблон под ячейки и поместите их в пределы схемы. Оставьте достаточно места со всех сторон, чтобы приложить прозрачное пластмассовое покрытие и для двух проводов, которые будут припаяны к ячейкам.

Намажьте клеем каждую ячейку. Не намазывайте слишком много, чтобы клей не растёкся после прижатия.

Держите установку над ячейками и, используя схему шаблона как подсказку, мягко опустите и прижмите установку к ячейкам. Поднимайте установку с ячейками, прикрепленными на клей, и переверните её. Вы можете подкорректировать расположение и удостовериться, что каждая ячейка хорошо прилеплена к установке.

на фото слева внизу уже припаян диод:

Шаг 6. Подсоединение проводов
Отрежьте два провода примерно по 15 см. Припаяйте один к ленте, приложенной к обратной стороне ячейки на основании. Нужно это сделать так, чтобы провод шел вправо, так как там он выйдет из панели (см. фото ниже). Это — заземление. К остающейся ленте, припаяйте диод. Ориентация диода важна — удостоверьтесь, что он не блокирует электрический ток. Если это происходит, измените его положение. Соедините второй провод с диодом и сделайте, чтобы он также выходил справа:

Шаг 7. Создание покрытия
Вырежьте часть прозрачной пластмассы размером с установку. Вырежьте четыре части пластмассы, чтобы положить их по краям установки вокруг ячеек. Эти части должны быть достаточно толстыми, проверьте — как только пластмассовое покрытие разместите сверху, то оно не должно касаться ни одной из ячеек. Удостоверьтесь, что есть маленькое отверстие в нижней правой стороне для двух проводов, чтобы они могли выходить из панели.

Приложите части конструкции к установке с небольшим количеством клея вдоль всей длины каждой части. Поместите провода соединителя, чтобы они выходили из конструкции (внизу справа). Как только эти четыре части и провода безопасно размещены, панель покрывают пластмассой и сверлят отверстия для винтов. Сделайте отверстия в пластмассе немного большими чем винты, чтобы пластмасса не лопнула. Переверните панель и запечатайте щели, особенно где торчат провода. Пластырь или силикон вокруг сторон должны не пускать воду.

на фото вверху: пластмассовые части для краев установки (вокруг ячеек), внизу: защитный щит из пластмассы

Шаг 7. Присоединение держателя батареек
Спаяйте провода держателя батареи с проводами солнечной панели.

Для того, чтобы защитить держатель батареи от дождя, поместите его в пластмассовый контейнер.

Шаг 8. Зарядка на Солнце.
Солнечная панель готова — помещайте её на солнце и заряжайте батареи. По моим оценкам, нашей солнечной панели понадобится 10-12 часов, чтобы полностью зарядить 1800 mAh батарейки.

Хотя диод будет препятствовать тому, чтобы батареи разряжались в солнечную панель, нет никакой защиты против разрядки, так что не допускайте, чтобы батареи слишком долго заряжались и находились лишнее время в держателе для батарей.

Шаг 9. Возможные модификации
Солнечная панель работала у меня в течение прошлого месяца. Батареи AA заряжались через день или два, и пластмассовое покрытие пока что оберегло ячейки от повреждений.

Конечно, я хотел бы улучшить самодельную солнечную панель. Кроме того, я действительно хотел бы надолго оставлять панель снаружи, а заряжать батареи внутри дома, что будет удобно и защитило бы батареи от температурных перепадов. Но пока что мне приходится панель и батареи выносить наружу, при условии что на улице стоит хорошая погода.

Небольшая модификация этого проекта могла бы улучшить его для подзарядки 12-вольтовых батарей или, возможно, ноутбука.

Добавить комментарий