Ліга Радіоаматовів Волині

Код нашого банера:

<a href="http://lrv.net.ua"><img src="http://lrv.net.ua/images/lrv-baner.gif" alt="Ліга Радіоаматорів Волині"></a>

Адреса для листування:
а/с 5, м. Ковель-8, Волинська обл., 45008
Президент ЛРВ:
Чуйко Iван Феодосiйович UT1PF
тел. 0974974517
Адмін:
E-mail: ut1pg(at)lrv.net.ua

Круглий стіл:
Щонеділі на 3,603 MHz о 08:30 укр.
ведучий UR4PWL op. Микола
Постійно на УКХ - 145,400 MHz
Ехолінк у Луцьку - 434,550 MHz  Субтон: 88.5
APRS у Луцьку - 144.800 MHz
 

Сонячна батарея своїми руками
П'ятниця, 09 травня 2014, 22:12

З приходом теплої пори року радіоаматори все частіше та частіше організовують з'їзди, збори та змагання на відкритій місцевості. При тому виникає потреба в джерелах живлення радіоапаратури. Традиційно, в більшості випадків, використовуються акумуляторні батареї. Але ємність такого джерела обмежена і постає питання її підзарядки. Тому наша стаття про те, як зробити сучасне, альтернативне джерело живлення використовуючи “вільну енергію” сонця — сонячну батарею.

Отже, що ж таке сонячна батарея? По суті, це контейнер, що містить масив сонячних елементів. Вони перетворюють сонячну енергії в електричний струм. На жаль, для отримання необхідної напруги та потужності, достатньої для практичного застосування, сонячних елементів треба досить багато (один елемент дає лише 0.5 В). Для зарядки 12-ти вольтового акумулятора потрібна напруга біля 18 Вольт. Тому потрібно набрати батарею з 18/0.5В=36 елементів. Зауважимо, сонячні елементи дуже крихкі. Для необхідної потужності та напруги їх об'єднують послідовно, при тому елементи необхідно захистити від механічного пошкодження. Завдання не надто складне і, я впевнений, що це зможе зробити кожен.

Втілення проекту почались, як зазвичай, з пошуку інформації в інтернет- мережі по саморобним сонячним батареям. Після перегляду цікавого відео на каналі YouTube де Марк Патрік із США розповідає і показує технологію виготовлення таких батарей, захотілось повторити саме таку конструкцію.

alt

alt

На фото: монокристалічні та полікристалічні модулі

Панелі на основі полікристалічного кремнію мають досить низький ККД (7-9%), але цей недолік нівелюється тим, що полікристали практично не знижують потужність при хмарності і похмурій погоді, гарантована довговічність таких елементів складає біля 10 років. Панелі на основі монокристалічного кремнію мають ККД близько 13% при терміні експлуатації приблизно 25 років, але ці елементи сильно знижують потужність при відсутності прямого сонячного світла. Причому за весь період експлуатації втрата потужності у кремнієвих моно і полікристалічних елементів складає не більше 10%.

На аукціоні eBay.com у продавця “green_energy2012-S”були придбані 40 штук полікристалічних модулів за ціною $28.00. Тут його сторінка: http://stores.ebay.com/greenenergy2012s

alt

 

На фото: 40шт 3x6 елементів заводського виготовлення для складання сонячних панелей.

Добрались вони з Китаю до України за три тижні та були досить добре упаковані. Навіть наша “доблесна” пошта не змогла завдати їм пошкоджень. Нижче на фото це гарно видно.

alt

alt

alt

  На фото: коробка з елементами у відкритому стані.

Виготовлення каркаса сонячної батареї

Як каркас сонячної батареї використовується алюмінієвий кутник товщиною 3 мм. Він був придбаний також в інтернет-магазині. Для рамки розміром 805х650 мм знадобилось три метра кутника. По кутах рамка скріплюється тим же кутником за допомогою звичайних болта та гайки.

alt

На фото: рамка виготовлена із алюмінієвого кутника.

Вибір захисного матеріалу та закріплення скла

 При виготовленні сонячної для захисту елементів важливо вибрати прозорий матеріал, який пропускає ІЧ-спектр (інфрачервоний спектр) сонячного променя, таким чином не перешкоджаючи роботі сонячних елементів. Ідеальним матеріалом для панелей вважається той матеріал, які пропускає весь ІЧ-спектр. В нашій конструкції було використано звичайне віконне скло товщиною 3мм.

На внутрішню частину кутника наноситься силіконовий герметик (обов'язково простежте, щоб не було незаповнених місць). Від якості нанесення герметика залежить герметичність і довговічність панелі. Після цього в раму укладається лист скла. Скло потрібно ретельно притиснути і зафіксувати. Важливо дати силікону висохнути на відкритому повітрі, інакше випаровування створять плівку на елементах що негативно вплине на роботу фотоелементів. Каркас сонячної батареї готовий. Перед кріпленням сонячних елементів, необхідно очистити скло від пилу.

Спаювання елементів

alt

alt

На фото: паяння провідників до елемента

     Першими паяються провідники із світлочутливої (лицьової) сторони до контактів кожного сонячного елемента. Довжина їх становить  дві  ширини фотоелемента. Як провідник слід використовувати мідну фольгу товщиною 0,01-0.05 мм, завширшки трохи меншою як контактні смужки елемента. Змазавши флюсом, без великого зусилля (натиску) слід припаяти провідник. Під час пайки намагайтеся дуже акуратно поводитися з елементами, адже при незначному натиску вони руйнуються (тріскаються).

 

Монтаж сонячної батареї

Викладаємо елементи фоточутливою стороною до скла. Між ними має бути відстань, що передбачає вільну зміну розмірів конструкції. Елементи потрібно будь-чим делікатно притиснути, щоби зафіксувати.

Пайка проводиться за такою схемою: плюсові струмоведучі доріжки розміщені на лицьовій стороні елементів, мінусові - на зворотному боці. Перед паянням необхідно нанести флюс на контакти елемента. Після того на контактну площину покласти плаский луджений провідник і протягнути паяльником вздовж. За таким принципом з'єднуються всі сонячні елементи.

alt

 

Схема з'єднання елементів.

alt

 

На фото: послідовне з'єднання двох елементів

Контакти крайніх елементів виводяться на шину, відповідно, на «плюс» і «мінус». Для шини можна використати смужки одностороннього текстоліту. Послідовно під'єднаний діод на плюсовому виводі необхідний для захисту батареї від зворотньої напруги. Найчастіше в якості таких діодів використовують діоди Шотки які дають меншу втрату в електроенергії.

alt

  На фото: сонячна батарея до герметизації.

До каркаса рами закріплюються клеми та монтується повна схема з'єднання, де до плюсового контакту під'єднується діод.

alt

На фото: клеми з діодом.

 

Контроль якості елементів

При складанні сонячної панелі обов'язково слід переконатись в якості фотоелементів. Тому пропонується, перед герметизацією панелі, їх протестувати. Перевірку слід робити після під'єднання (пайки) кожної групи елементів. Для того кожен елемент підсвічується лампою розжарення, контролюючи його струм міліамперметром. При однакових умовах освітлення елементи повинні давати приблизно однаковий струм.

 

Герметизація сонячної панелі

Для герметизації зарубіжні фахівці радять використовувати епоксидний компаунд «Sylgard 184», який дає прозору полімеризовану високоеластичну поверхню. Вартість «Sylgard 184» на еBay.com становить близько 40 доларів. Так, як цей герметик можна купити в США і ціна не включає доставку, а вона не маленька, було придбано аналогічний за хімічним складом реактив під назвою “epoxy resin encapsulation kit for panel DIY” вартістю 32$ з доставкою.

alt

На фото: герметик з високим ступенем еластичності.

Перед початком герметизації потрібно по контуру елементів нанести захисну доріжку із звичайного герметика, аби запобігти витіканню суміші. Далі, розводимо суміш і заливаємо нашу панель починаючи зі стиків. Після фіксації елементів робиться суцільний полімеризуючий шар еластичного герметика, розподілити його можна за допомогою пензлика.

alt

На фото: покрита герметиком конструкція.

Потрібно зауважити, що найкраще герметик розтікається при температурі повітря більше 20 градусів, тому краще всього це робити в теплу пору року в або в теплій кімнаті. Тоді він заповнює всі щілини і конструкція виходить досить герметичною. Час висихання становить майже добу.

 

Перевірка роботи та експлуатація сонячної батареї.

На початку експлуатації слід перевірити роботу батареї в умовах сонячного освітлення, при тому слід категорично не допускати будь якого затінення окремого фотоелемента або його частини. Такий елемент може вийти з ладу (вигорить).

Під'єднавши дві послідовно з'єднані 12-вольтові лампочки, контролюючи напругу та струм (бажано), забезпечуємо повне, пряме сонячне освітлення всієї панелі. Переконавшись що отримуємо очікуваний результат (напругу, струм), готуємо нашу конструкцію до подальшої експлуатації.

alt

На фото: напруга на 40-ка ватній 12-ти вольтовій лампочці.

alt

На фото: струм короткого замикання.

Якщо сонячна батарея призначається для зарядки акумуляторної батареї та живлення апаратури, необхідно виготовити контролер. А у випадку експлуатації сонячної батареї в стаціонарних умовах - використання контролера обов'язкове. Його можна придбати, а можна й виготовити самому. Гроші витратити ми завжди встигнемо, тому будемо робити самі. Схему знайшли на сайті http://www.cirkits.com/spc3/ і випробували в реальних умовах — все працює!

Залишилось все під'єднати і вперед, на природу!

До зустрічі в ефірі. 73!

 

Вітаємо іменинників!

06.10.1944 UT4PA Георгiй Середюк
07.10.1958 4Z5KU Леонiд Беркович
07.10.1970 UT4PZ Євген Охманюк
09.10.1959 UR3PA Сергiй Надюков
13.10.1946 UR3PG Василь Алпеєв
17.10.1968 UR3PCV Вiталiй Жомерчук
20.10.1958 UR3PEV Олександр Kорольченко
22.10.1969 UR3PGM Свiтлана Белкот    
25.10.1978 UR3PTC Тетяна Добровольська
26.10.1948 UT1PO Сергiй Шарко
30.10.1947 UR5PG Валентин Гаган

WEB SDR
Форум ЛРВ