太陽電池用の太陽光発電セル。フォトマニュアル：日曜大工の太陽電池を段階的に。何を購入します

太陽光の自由光線を、家庭やその他の施設に電力を供給するために使用できるエネルギーに効率的に変換することは、多くのグリーンエネルギーの謝罪者の大切な夢です。

しかし、太陽電池の動作原理とその効率は、そのようなシステムの高効率についてまだ話す必要がないほどです。あなた自身の追加の電力源を取得するのは素晴らしいことです。そうではありませんか？さらに、今日でもロシアではソーラーパネルの助けを借りて「無償の」電力がかなりの数の個人世帯に首尾よく供給されています。どこから始めればよいかまだわかりませんか？

以下では、ソーラーパネルの設計と原理について説明し、ソーラーシステムの効率を決定するものを見つけます。また、記事に投稿されたビデオは、自分の手でフォトセルからソーラーパネルを組み立てるのに役立ちます。

「太陽エネルギー」というテーマには、多くのニュアンスと混乱があります。初心者が最初はなじみのない用語をすべて理解するのは難しいことがよくあります。しかし、これがなければ、「太陽」電流を生成するための機器を取得して、太陽エネルギーに従事することは不合理です。

知らないうちに、間違ったパネルを選択するだけでなく、接続時に単にそれを燃やしたり、パネルから抽出するエネルギーが少なすぎたりする可能性があります。

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ソーラーパネルからの最大のリターンは、それがどのように機能するか、それがどのコンポーネントとアセンブリで構成されているか、そしてすべてがどのように正しく接続されているかを知ることによってのみ得ることができます

2つ目のニュアンスは、「ソーラーバッテリー」という用語自体の概念です。通常、「バッテリー」という言葉は、ある種の電気の貯蔵装置を指します。または、平凡な暖房用ラジエーターが思い浮かびます。しかし、太陽電池の場合、状況は根本的に異なります。それらはそれ自体には何も蓄積しません。

電気料金が絶えず上昇しているため、必然的に電力供給に天然資源を使用することを考え始めるでしょう。これらの可能性の1つは、家庭用または夏用のコテージ用のソーラーパネルです。必要に応じて、大きな家でもすべてのニーズを完全に満たすことができます。

太陽光発電システムの設計

太陽のエネルギーを電気に変換する-このアイデアは、科学者を長い間眠らせませんでした。半導体の性質の発見により、これが可能になりました。太陽電池はシリコン結晶を使用しています。太陽光が当たると、電子の方向性のある動きが形成されます。これは電流と呼ばれます。十分な数のそのような水晶を接続すると、大きさがかなりまともな電流が得られます：1メートルよりわずかに大きい面積の1つのパネル（十分なレベルの照明で1.3〜1.4 m2は、最大270 W（電圧24）を生成できますV）。

天候や時間帯によって照明が変化するため、ソーラーパネルに直接接続することはできません。システム全体が必要です。ソーラーパネルに加えて、あなたは必要です：

バッテリー。日中、日光の影響下で、ソーラーパネルは家、夏の別荘のために電流を生成します。常に完全に使用されるわけではなく、その余剰分はバッテリーに蓄積されます。蓄積されたエネルギーは悪天候で無駄になります。
コントローラ。義務的な部分ではありませんが、望ましい部分です（十分な資金があります）。バッテリーの充電レベルを追跡して、過放電や最大充電レベルの超過を防ぎます。これらの条件は両方ともバッテリーに有害であるため、コントローラーの存在はバッテリーの寿命を延ばします。また、コントローラーはソーラーパネルの最適な動作を保証します。
DCからACへのコンバーター（インバーター）。すべてのデバイスが直流定格であるわけではありません。多くは220ボルトの交流電圧で動作します。コンバーターは220-230Vの電圧を得ることを可能にします。

家庭用ソーラーパネル-システムの一部のみ

あなたの家や夏の別荘にソーラーパネルを設置することで、あなたは公式の供給業者から完全に独立することができます。しかし、これには、多数のバッテリー、特定の数のアキュムレーターが必要です。 1日あたり1.5kWを生成するキットの価格は約1000ドルです。これは、夏のコテージや家の電気機器の一部のニーズを満たすのに十分です。 1日あたり4kWを生産するためのソーラーパネルのセットは、1日あたり9 kWで約2200ドル、つまり6200ドルかかります。家庭用ソーラーパネルはモジュラーシステムであるため、ニーズの一部を提供する設備を購入して、徐々にその性能を向上させることができます。

ソーラーパネルの種類

エネルギー価格の上昇に伴い、太陽エネルギーを使用して発電するというアイデアはますます人気が高まっています。さらに、技術の発展に伴い、ソーラーコンバーターはより効率的になり、同時により安価になっています。したがって、必要に応じて、ソーラーパネルを設置することでニーズに応えることができます。しかし、それらは異なるタイプです。それを理解しましょう。

太陽電池自体は、透明なフロントパネルで保護された共通のハウジングに配置された多数のフォトセルです。家庭用の太陽電池は、比較的安価であり、効率が良い（約20〜24％）ため、シリコンをベースに製造されています。単結晶、多結晶、および薄膜（フレキシブル）フォトセルは、シリコン結晶に基づいて作られています。これらのフォトセルの多くは、互いに電気的に接続され（直列および/または並列）、本体にある端子に引き出されます。

フォトセルは密閉されたハウジングに設置されています。太陽電池本体は陽極酸化アルミニウム製です。軽量で腐食しません。フロントパネルは耐久性のあるガラスでできており、雪や風の負荷に耐える必要があります。さらに、特定の光学特性を備えている必要があります。できるだけ多くの光線を透過させるために、最大の透明度を備えている必要があります。一般に、反射によりかなりの量のエネルギーが失われるため、ガラスの品質に対する要件が高く、反射防止化合物でコーティングされています。

太陽電池の種類

家庭用のソーラーパネルは、3種類のシリコンセルに基づいて作られています。

傾斜した屋根があり、ファサードが南または東に向いている場合、占有領域についてあまり考えても意味がありません。多結晶モジュールは非常に適しています。同じ量のエネルギーが生成されるので、コストは少し低くなります。

あなたの家に適したソーラーパネルシステムを選択する方法

高価な機器に余分なお金を費やすという一般的な誤解があります。以下は、太陽光発電システムを適切に構築し、余分なお金をかけない方法に関する推奨事項です。

何を購入します

太陽光発電所のすべてのコンポーネントが運用に不可欠であるわけではありません。いくつかの部分はなしで行うことがかなり可能です。それらは信頼性を向上させるのに役立ちますが、それらがなければシステムは機能します。最初に覚えておくべきことは、冬の終わり、春の初めにソーラーパネルを購入することです。第一に、この時期の天気は素晴らしく、晴れた日が多く、雪は太陽を反射し、全体的な照明を増やします。第二に、割引は伝統的にこの時期に発表されます。その他のヒントは次のとおりです。

これらのヒントのみを使用し、定電圧で動作するアプライアンスのみを接続する場合、家庭用のソーラーパネルシステムは、最も安価なキットよりもはるかに手頃な価格になります。しかし、それだけではありません。また、一部の機器を「後で使用する」ために残すことも、まったく使用せずに行うこともできます。

なしでできること

1日1kWのソーラーパネル一式の費用は1000ドル以上です。かなりの投資。必然的に、それが価値があるかどうか、そして回収期間はどうなるのか疑問に思うでしょう。現在の料金では、お金が返済されるまで待つのに1年以上かかります。しかし、コストを削減することができます。品質を犠牲にするのではなく、システムの使いやすさをわずかに低下させ、コンポーネントの選択に対する合理的なアプローチを犠牲にします。

したがって、予算が限られている場合は、いくつかのソーラーパネルとバッテリーで済ませることができます。その容量は、ソーラーパネルの最大充電量よりも20〜25％高くなります。健康状態を監視するには、電圧を測定している車の時計を購入します。これにより、1日に数回バッテリーの充電量を測定する必要がなくなります。代わりに、時々時計を見る必要があります。はじめにこれですべてです。将来的には、あなたの家のためにソーラーパネルを購入し、バッテリーの数を増やすことができます。ご希望の場合は、インバーターを購入することができます。

フォトセルのサイズと数を決定する

優れた12ボルトの太陽電池には36個のセルが必要であり、24ボルトのバッテリーには72個のフォトセルが必要です。この量が最適です。フォトセルの数が少ないと、指定された電流を取得できなくなります。そして、これが最良の選択肢です。

デュアルソーラーパネルを購入しないでください-それぞれ72セルと144セル。第一に、それらは非常に大きく、輸送に不便です。第二に、私たちが定期的に持っている異常な低温では、それらは最初に失敗します。事実、ラミネートフィルムは霜が降りるとサイズが大幅に小さくなります。大きなパネルでは、高張力のために、はがれたり、壊れたりします。透明性が失われ、パフォーマンスが壊滅的に低下します。パネルは修理中です。

2番目の要因。大きなパネルは、ケースとガラスの厚みを増す必要があります。結局のところ、風損と積雪荷重は増加します。しかし、価格が大幅に上昇するため、これが常に行われるとは限りません。二重パネルが表示され、その価格が2つの「通常の」パネルよりも低い場合は、別のものを探す方がよいでしょう。

繰り返しになりますが、最良の選択は、36個の太陽電池で構成されるあなたの家に12ボルトのソーラーパネルです。これは最良のオプションであり、実践によって証明されています。

仕様：何を探すべきか

認定されたソーラーパネルは、常に動作電流と電圧、および開回路電圧と短絡電流を示します。すべてのパラメータは通常、+ 25°Cの温度で示されることに注意してください。屋根の晴れた日には、バッテリーはこの数値をはるかに超える温度まで加熱されます。これは、より高い動作電圧を説明しています。

開回路電圧にも注意してください。通常のバッテリーでは約22Vです。すべて問題ありませんが、ソーラーパネルを外さずに機器の作業を行うと、開回路電圧によりインバーターなどの接続機器が破損します。電圧。したがって、あらゆる作業のために-ワイヤーの切り替え、バッテリーの接続/切断など。など-最初にすべきことは、ソーラーパネルをオフにすることです（端子を取り外します）。回路を通過した後、最後に接続します。この手順はあなたに多くの神経（そしてお金）を節約するでしょう。

ボディとガラス

家庭用ソーラーパネルはアルミケースです。この金属は腐食せず、十分な強度があり、質量が小さい。通常のボディは、少なくとも2つの補強材が存在するプロファイルから組み立てる必要があります。さらに、ガラスは特別な溝に挿入する必要があり、上から固定しないでください。これらはすべて正常な品質の兆候です。

ソーラーパネルを選ぶときでも、ガラスに注意してください。通常のバッテリーでは、滑らかではなくテクスチャーが付いています。触ると-ラフ、爪を動かすと、ガサガサ音が聞こえます。さらに、まぶしさを最小限に抑える高品質のコーティングが必要です。これは、何も反映されるべきではないことを意味します。周囲のオブジェクトの反射を少なくとも任意の角度から見ることができる場合は、別のパネルを見つけることをお勧めします。

ケーブル断面の選択と電気接続の微妙さ

家庭用ソーラーパネルは単芯銅ケーブルで接続する必要があります。ケーブルコアの断面は、モジュールとバッテリーの間の距離によって異なります。

10メートル未満の距離：
- 100Wソーラーパネルあたり1.5mm2;
- 2つのバッテリーの場合-2.5mm2;
- 3つのバッテリー-4.0mm2;
10メートルを超える距離：
- 1つのパネルを接続するには、2.5mm2を使用します。
- 2-4.0 mm2;
- 3-6.0mm2。

あなたはより大きなセクションを取ることができますが、少なくはありません（大きな損失がありますが、私たちはそれを必要としません）。ワイヤーを購入するときは、実際の断面に注意してください。今日、宣言された寸法は実際の寸法と一致しないことが非常に多いためです。確認するには、直径を測定してセクションを読む必要があります（これを行う方法を読むことができます）。

システムを組み立てるときは、適切な断面のマルチコアケーブルを使用してソーラーパネルのプラスを実行し、マイナスに1本の太いケーブルを使用できます。バッテリーに接続する前に、すべての「プラス」をダイオードまたは共通のカソードを備えたダイオードアセンブリに通します。これにより、バッテリーとバッテリーの間のワイヤーが短絡または断線した場合に、バッテリーがショートする（火災を引き起こす可能性がある）のを防ぎます。

ダイオードはSBL2040CT、PBYR040CTタイプを使用します。見つからない場合は、パソコンの古い電源から外してください。通常、SBL3040または同様のものがあります。ダイオードを通過させることが望ましい。それらは非常に熱くなることを忘れないでください、それであなたはそれらをラジエーターに取り付ける必要があります（あなたは単一のものを使うことができます）。

システムにはヒューズボックスも必要です。消費者ごとに1つ。このブロックを介して負荷全体を接続します。まず、システムはこの方法でより安全です。第二に、問題が発生した場合、その原因を特定するのが簡単です（ヒューズが飛んでいる）。

エネルギー価格の絶え間ない上昇、および一部の地域の未発達のインフラストラクチャにより、多くの消費者は、風力発電機、ヒートポンプ、給湯器など、資源を取得するための代替ソースの導入に頼らざるを得ません。

消費されるエネルギーの大部分が電気にかかることを考慮に入れると、最近多くの家庭の職人が自分の手で家のソーラーパネルを作ることができるかどうかという問題に関心を持っている理由が明らかになります。この問題について詳しく説明します。

太陽電池とは

太陽電池の心臓部は、自然の太陽放射を電気エネルギーに変換できる太陽電池です。これを考慮して、ほとんどの場合、標準的なソーラーシステムの設計は、単一のハウジング内の個々の発電機（フォトセル）の位置に縮小され、悪影響や機械的影響から要素を保護することができます。

そして、今日の太陽電池の電力特性はまだ理想からは程遠いですが、ますます多くの人々が、基本的なタスクを解決するための追加の発電機としてこれらの電源を使用することに頼っています（たとえば、バッテリーの充電、電子機器の操作など）。したがって、最大8Aの電流負荷で最大18Vの電圧を生成できる、つまり約130 W / hの電力を生成できるこのような太陽電池の製造技術を詳しく見てみましょう。

ソーラーパネルの製造のためのコンポーネントの選択

コンポーネントを購入する前に、今日の太陽電池は、いくらか優れた特性を持つ多結晶および単結晶シリコンからの主な電力源として使用できることを覚えておく必要があります。また、最初のオプションは生産性が比較的低い（最大10％の効率）という特徴がありますが、効果的な操作は照明の程度によって実質的に変化しません。2番目のオプションは一定の日光を必要とするため、独立系企業にはあまり人気がありません。ソーラーパネルの製造。

太陽電池の購入に関しては、インターネットリソースを利用するのがより正当な選択肢です。これにより、必要なコンポーネントを最小限のコストで購入できます。さらに、多くの専門プロジェクト（eBayなど）では、組み立てに必要なすべてのコンポーネントを備えた既製の太陽光発電キットをユーザーに提供できます。

つまり、調達段階では、太陽光発電パネルの購入に注意を払う必要があります。これらの要素の調達プロセスでのエラーを排除するために、次の推奨事項に従うことをお勧めします。

12ボルトのバッテリーを充電できるソーラーバッテリーを製造できるようにするには、少なくとも36個のフォトセル（それぞれが0.5 Vを放出）をストックする必要がありますが、アセンブリの複雑さを考えると、専門家は3〜4個のセルを購入することをお勧めします予備です。
太陽電池を選択するときは、エネルギー消費のレベルを考慮し、1つのモジュールの製造に同じ電圧と電流の値を持つフォトセルを使用する必要があります。さらに、1つのモジュールで異なるメーカーのシステムを使用することはお勧めしません。
組み立てプロセス中のフォトセルの故障を最小限に抑えるために、多くの専門家は、すでにはんだ付けされた導体を備えた製品を優先することを推奨しています。

さらに、調達段階では、アクティブな要素に加えて、フレームの製造用のコンポーネントを購入する必要があります。これは、木製のブロックまたはアルミニウムのコーナー、シート材料（ファイバーボード、チップボード、テキストライト）として使用できます。プレキシガラスまたはアンチコンデンセートポリカーボネートも同様です。

DIYソーラーバッテリー（SB）製造技術

SB用ケースの組み立て

フォトセルを注文して全体の寸法を決定したら、太陽電池のケースの製造を開始できます。最初のステップは、将来のモデルのスケッチを作成することです。さらに、この手順を実行するときは、次の推奨事項に従う必要があります。

ケース-フォトセル（ボックスの一種）の場所は、優れた機械的強度を備え、あらゆる種類の影響からジェネレーターを保護する必要があります。
ケースの全体的な寸法は、フォトセルをその中に自由に配置できるようにする必要があります（それらの間の最小ギャップは5 mm）および関連する要素（導体、バスバー）。
ケースの設計では、バッテリーへの湿気の侵入を排除する必要があります。

前述のように、太陽電池のフレームの製造材料としては、さまざまな材料（木材、アルミニウム、プラスチック）を使用できますが、それでも耐湿性のあるコンポーネントを優先する必要があります。

フレームを段階的に作成する手順を検討すると、次の順序で対策が実施されていることがわかります。

利用可能な寸法に応じて、合板またはチップボードの密なシートからブランクが切り取られます。これは、太陽電池の底として機能します。
バーは木製の梁またはアルミニウムの角でできており、周囲全体に沿って準備されたベースにネジで固定されています。さらに、フレームを強化するために、一部の専門家は、追加のジャンパーを配置することによって、フレームを2つまたは3つの部分に追加で分割することを推奨しています。
結果として得られる側面（バッテリーの下部）には、貫通穴が開けられ（直径5〜6 mm、ステップ100〜150 mm）、バッテリー内を空気が循環できるようになり、水分形成;
基板は、より柔らかいシート材料（たとえば、ファイバーボード）でできており、その上にフォトセルが後で取り付けられます。

作業の最後に、SBフレームのすべての構造要素を、将来のモジュール全体を変形や破壊から保護するために、数層の塗料で開く必要があります。また、フォトセルが安全になるように、保護（プレキシガラス）を準備します（フレームのサイズに応じて切り取ります）。

フォトセル接続

太陽電池が自らの手で技術的特性に完全に準拠するためには、すべてのフォトセルをフレームに正しく統合することが非常に重要です。したがって、最初のステップは、ソーラーモジュールが設置される目的の基板にマーキングを適用することです。これには、すべてのフォトセルを平面に配置し、それらの間に必要なギャップを設けることをお勧めします（リモートクロスを使用できます）タイルの場合）、電気接続を行います。さらに、この操作を実行する場合、フォトセルの機械的強度は非常に制限されており、わずかな圧力でもコンポーネントの壊れやすいベースを変形させる可能性があるため、非常に慎重に行う必要があります。

太陽電池用の太陽電池の電気的接続は、後続の各プレートが前のプレートに直列に接続されるように行う必要があります。ほとんどの場合、正の電位がフォトセルの前面からであり、負の電位が背面からであることを考慮に入れると、2つの隣接するソースの接続は、1つのプレートの前面端子から対応するへの導体の敷設のように見えます。次の要素の後部端子。そして、各行からの結論は、大きなワイヤーを使用して後続の行に接続されます。

パネルを単一の電池に接続するためのまったく同じ手順は、低電力はんだごて（25 W）を使用して、導体を錫メッキしてから指定されたポイントにはんだ付けすることによって実行されます。

そのような作業の結果は2つの結論になるはずであり、それを通して結果として生じる電圧が消費者に急いで行きます。ただし、バッテリーに接続されたバッテリーの自己放電を防ぐために（たとえば、夜間）、共通のプラス線にショットケシャントダイオードを取り付けることをお勧めします。

パネルの機械的設置

フォトセルを電気的に接続した後、事前に準備した基板に機械的に固定する必要があります。これらの目的にはさまざまな手法を使用できますが、最も最適なのは、シリコーンベースのシーラントを使用してパネルをベースに固定するオプションです。この操作を実行するときに注意する必要がある唯一のことは、デバイス全体の操作中の熱膨張による壊れやすい要素への機械的損傷を排除するために、各要素（通常は中央）に1つの接続点が必要であることです。。つまり、36個のパネルのそれぞれが、明確に定義された位置でシリコーンによって基板のベースに固定され、それによって共通のエネルギー源が作成されます。

ソーラーパネルの最終組み立て

自分の手で家のソーラーパネルを集めるときの最後の仕上げは、準備されたフレーム内に結果のシステムを配置し、標準のネジで固定することです（基板はフレームの下部にネジで固定するだけです）。その後、出力導体が電気的に接続され、構造全体が透明なプレキシガラスで覆われ、セルフタッピングネジを使用して太陽電池の側面に固定されます。

ソーラーパネルの設置

上記の方法で製造されたSBは、12ボルトのバッテリーを充電するのに十分なエネルギーを生成し、それによって小さな消費者に待望のリソースを供給することができます。ただし、太陽電池は紫外線に100％依存しているため、結果として得られる電気器具の正しい設置には細心の注意を払う必要があります。

つまり、太陽電池は、太陽活動が最大になる場所に取り付け、前部を地平線に対して南または南西方向に40〜60度の角度で配置する必要があります。同時に、バッテリーの陰影や葉による過度の汚染を排除することは非常に重要です。そのため、このソースを樹冠の下に取り付けることは推奨されておらず、屋根の傾斜が最良の選択肢と考えられています。

ただし、ソーラーパネルの自己設置を行う場合は、特に注意して特定の要件に従う必要があります。したがって、最初に、バッテリーの下の屋根の支持構造は、追加の負荷に耐えるために十分な剛性を持たなければなりません。第二に、設置場所は（メンテナンスのために）簡単にアクセスできる必要があります。第三に、強い紫外線に耐性のあるケーブル製品を導体として使用する必要があります。

自分の手でソーラーパネルを作るための推奨事項

上記に基づいて、私たちはあなた自身の手で家のためのソーラーパネルが非常に現実的であると結論付けることができます、主なことは恐れることではなく、仕事の過程でいくつかの非常に重要な推奨事項に従います：

パネルの製造に使用するには、自然の降水や強い放射線から構造を保護できる高品質の材料のみを使用します。
バッテリーの設計、組み立て、設置を行うときは、モジュール性の原則から始めます。これは、追加のフォトセルを設置することで、SBの電力と電圧を大幅に向上させることができるためです。
シーラントを使用する場合は、完全に乾いた後でのみ注意して次の手順に進む必要があります（そうしないと、プレキシガラスの内壁に結露が発生する可能性があります）。
組み立てプロセス中、生成された電圧のレベルは、デバイス（マルチメータ）を使用して常にチェックする必要があります（フォトセルから、多数のフォトセルから、モジュール全体から）。

必要に応じて、そのような太陽電池は、いくつかの構造的変更を必要とする可能性がある現場の条件で使用できることにも注意する必要があります。だからなんてことだ！

家庭用DIYソーラーパネル

ソーラーパネルは、再生可能エネルギー資源を提供することで人間の利益に役立つ革新的なデバイスです。

ソーラーパネル用の太陽電池の作り方

自分の手で電池を作る必要がある場合もあります。自家製SBをどのように、何から、どのような目的で使用できるかを説明します。

生きたい人行う文明の喧騒から遠く離れた、生態学的にきれいな場所で、ますます増えています。先進産業は空気や環境を汚染し、多くの病気の蔓延を引き起こし、免疫システムを弱めます。しかし、都市から離れるにはいくつかの困難があります。まず第一に、これは一部の地域への電力供給が不足しているためです。電気なしで私たちの時代に生きることは事実上不可能です。欧米では、この問題は風力発電機を設置することで解決されますが、この方法には独自の問題があります。まず第一に、ポイントは機器の高コストにあります。さらに、家全体を提供するには、1つではなく、少なくとも複数の発電機が必要になります。ソーラーパネルは、家庭で電気を供給するための最も効果的な方法の1つと考えられています。工場のオプションは安くないので、自分の手で小さなソーラーパネルを作ることができます。

ソーラーパネルの作り方を学びます

重要な要素：入手先

実際、太陽電池は、太陽のエネルギーを電気に変換する要素の配列が配置されたコンテナです。「配列」という言葉は何の意味もありませんでした。小さな家でもエネルギーを供給するためには、たくさんの要素が必要です。

また、これらの要素は非常に壊れやすい構造であるため、コンテナは機械的な保護を提供する必要があります。さらに、コンテナ内では、すべての要素が1つにまとめられています。バッテリーの原理は複雑ではありません。したがって、あなたはそれを自分で行うことができます。

これを行うには、自分でソーラーパネルを作る人はほとんどいないため、理論的な部分を研究する必要があります。したがって、ちなみに、作るのは難しいという意見です。しかし、実際にはそうではありません。この電源の作成に関する資料を検討した後に得られた主な結論は次のとおりです。

最も重要なことは、太陽電池を、できれば手頃な価格で購入することです。
新品のコストが高いため、中古部品を使用することができます。
オークションや広告で少し傷んだプレートを購入できます。

したがって、太陽電池を節約することはかなり可能です。そして、自分の手で容器を作ることは難しくありません。

動作原理

これまで太陽電池の作り方について特に詳しく調べたことがない場合は、まず、その動作原理を理解する必要があります。それがどのように機能するかの原理を理解していれば、それを自分でどのように行うかという問題はあなたを困惑させることはありません。実際、そのデザインは非常にシンプルです。

上で書いたように、太陽電池（SB）は、直流を生成するためのシリコン製の多数の光起電力エネルギー変換器です。すべての要素が接続され、コンテナにインストールされます。

コンバーターには次の3つのタイプがあります。

単結晶;
多結晶;
アモルファスまたは薄膜。

光電効果は次のとおりです。太陽からの光がフォトセルに当たった後、シリコンウェーハの各原子の最後の軌道から自由電子をノックアウトします。自由電子が電極間を移動し始め、それによって直流が生成されます。次に、直流は交流に変換され、建物の設備に使用されます。

セル内の太陽エネルギー変換回路

適切なフォトセルの選び方

太陽電池はアモルファス、多結晶、単結晶で利用できるため、これら3つのオプションのいずれかを選択できます。設計作業を開始する前にこれを行うことをお勧めします。それぞれのタイプの主な特徴を考えてみましょう。

単結晶の効率は12〜14％ですが、光線に対して最も敏感です。お住まいの地域に晴れた日があまりない場合は、このオプションを検討しないことをお勧めします。明るい雲は効率を大幅に低下させる可能性があります。耐用年数は30年です。
アモルファスのものは、その組成に柔軟なフリントがあります。それらの効率は約10％です。悪天候下でも電気性能が低下することはありません。ただし、それらは非常に高価で入手が困難です。
多結晶の効率は最大9％です。それらは非常に手頃な価格であり、その性能は雲量に依存しませんが、耐用年数は3分の1短く、最大20年です。

これらのオプションはいずれも専門店で見つけることができます。少し節約したい場合は、2年生を選択してください。これらの要素には小さな欠陥がありますが、これはデバイスの動作に影響を与えません。時々bの価格。で。 2〜3回未満の部品。これにより、自分で作業を行うことで適切に保存できます。

効率を向上させるための配置方法

効率は主に光に依存するため、デバイスの場所を選択するときは、次の原則を使用する必要があります。インストールは可能な限り高く実行する必要があります。そのため、デバイスはほとんどの場合、建物の屋上に配置されています。しかし、建設中の家がより重量を増すように設計されていない場合があり、この発電方法ではより強い床が必要になります。次に、日中常に点灯している地球上の場所を選択する必要があります。

ソーラーパネルの配置方法

光線の入射角については、垂直に当たるように設置することをお勧めします。最新の工場設定では、所有者はプラットフォームの傾斜角度を調整できます。自作バージョンでこれを行うのは簡単ではありません。

傾斜角は、サイトの地理的位置とその地域の至点のレベルの両方によって決定されます。

独立した仕事

ソーラーパネルの作り方

すぐに言いたいのですが、家のすべての費用を完全にカバーし、建物に220ボルトの電気を供給するデバイスを自分で構築できることを本当に望んでいません。 1つのプレートがわずか0.5Vの電圧で電流を生成するため、このような設備の寸法は膨大になります。自家製の製品に最適なのは、18ボルトの公称電圧です。バッテリーに必要なフォトセルの数を計算して、このインジケーターによってガイドされます。

重要：デバイスの本体は単純な浅い箱です。影が出ないように、辺はできるだけ小さくすることをお勧めします。その材料は合板とスラットにすることができます。

しっかりと固定するために、接着剤の側面を配置し、セルフタッピングネジでネジ止めします。ブロックをはんだ付けしやすくするために、ボックスの中央に固定されたストリップを使用して、ボックスを2つの部分に分割します。

フォトセルのフレームを組み立てる

プロファイルからの太陽電池太陽電池用フレーム

保護フレームまたはフレームは、デバイスの最も重要な部分です。自宅で作成するには、30x30mmのアルミニウムコーナーまたは木製ブロックを使用できます。

金属プロファイルを使用する場合は、面取りを45度の角度でヤスリで取り除きます。フレームのすべての部分がカットされた後、それらはコーナーを使用して接続されます。保護ガラスは、シリコーンを使用して完成したフレームに接着されています。

重要：基板の機能は、ファイバーボードの2つのカットピースによって実行できます。太陽電池が取り付けられます。ファイバーボードの代わりに、硬くて電流が流れない薄い素材を使用できます。

プレートの結合方法

プレートを適切に接続するには、いくつかの原則を知っておく必要があります。

家庭で電圧を上げるには、プレートをはんだ付けするときに、電圧を上げるには直列に接続し、電流を増やすには並列に接続する必要があることを知っておく必要があります。
シリコンウェーハ間のギャップは、各側で5mmにする必要があります。プレートは加熱すると膨張する可能性があるため、これが必要です。
各トランスデューサーには2つのトラックがあります。一方には「プラス」があり、もう一方には「マイナス」があります。すべての部品を1つのチェーンに直列に接続する。
回路の最後のコンポーネントからの導体は、共通バスに引き出さなければなりません。

重要：夜間や曇りの天候でのデバイスの自己放電を回避するために、ショットキーダイオード31DQ03またはその他のアナログを「中間点」から接点に取り付けることができます。

すべてのはんだ付け作業が終了したら、マルチメータで出力電圧を確認できます。小さな家に電気を供給するためには18-19Vでなければなりません。

パネルの組み立て方

太陽電池装置

これで、ケースの準備が整いました。次はパネルに取り掛かります。はんだ付けされたコンバーターは、受け取ったボックスに配置する必要があります。各フォトセルの中央にシリコンを塗布し、ファイバーボード基板で上部を閉じて固定します。構造物を蓋で閉じ、信頼性を高めるために、すべての接合部をシリコンまたはシーラントでシールします。得られたパネルは、特別なホルダーまたはフレームに取り付けられます。

重要：環境や気候の攻撃的な影響からバッテリーを保護するために、プレキシガラスを使用して前面を覆っています。バッテリーが大きい場合は2個使用できますが、サイズが許せば1個カットできますので、ジョイントなしで接続できます。

通常のガラスは使用しない方がよいでしょう。壊れやすく、操作中に破損する可能性があります。

何から自分の手で

ソーラーパネルの価格があなたに合わない場合は、実際に入手可能な材料から独自の設備を作成することもできます。以下では、トランジスタ、ダイオード、ホイルなど、さまざまな材料から自分の手でソーラーパネルを作成する方法を見ていきます。

即興の手段からの日曜大工の太陽電池

軽元素の基礎としてのトランジスタ

トランジスタは、電気を生成するために使用されるかなり大きなシリコン半導体要素を内部に備えているため、私たちの目的に適合します。 KTやPなどのトランジスタを選択するのが最善です。

重要：電源を組み立てるときは、箔で覆われたグラスファイバー製の回路基板を開発することをお勧めします。はんだを外した後、ボードは適切な寸法のケースに入れ、上部にプレキシガラスプレートで覆う必要があります。その結果、数十個のトランジスタから電流源を得ることができ、数ミリアンペアの出力電流で数ボルトの電圧を生成します。

入門。まず、必要な数の無線部品から金属カバーを切り取ります。トランジスタを万力で保持し、金属製の弓のこで慎重に切断すると、これを行うのが簡単になります。中にはプレートがあります。これは私たちの将来のデバイスの主要部分です。それは私たちのフォトセルとして機能します。

パーツには、ベース、エミッター、コレクターの3つの接点があります。組み立てるときは、電位差が最も大きいマニホールド接合部を選択してください。

誘電体から平らな面に自分の手で組み立てることをお勧めします。

重要：すべてのトランジスタを別々のシリアルチェーンにはんだ付けします。シリアルチェーンは、並列に接続する必要があります。無線部品の特性に基づいて電流源を計算します。平均して、1つのトランジスタは0.25μAの短絡電流で0.35Vの電圧を出力します。

ソーラーパネルを作成するときに使用するトランジスタは、作業前に確認する必要があります。これらの目的のために、単純なマルチメータを使用します。デバイスを電流測定モードに切り替え、ベースとトランジスタのコレクタまたはエミッタの間でオンにする必要があります。インジケータを取り外します-通常、デバイスは小さな電流を示します-ミリアンペアの何分の1か、まれに1mA強です。次に、デバイスを電圧測定モード（制限1〜3 V）に切り替え、出力電圧の値を取得します（10分の数ボルトのオーダーになります）。出力電圧の値が近いトランジスタをグループ化することが望ましいです。

ダイオードを使用しています

自家製のエネルギー源の2番目に人気のある材料はダイオードです。 D223Bダイオードは、真に代替の電流源になる可能性があります。それらは最も高い電圧を持ち、ガラスケースに入れられています。 1つのダイオードで太陽の下で350mVを生成できます。これに基づいて、完成品の出力の電圧を決定できます。

計算を行った後、必要な数のダイオードを選択します。それらは容器に折りたたまれ、アセトンで満たされなければなりません。別の溶剤を使用することもできます。これは、ガラスから塗料を取り除くために必要です。

非金属材料からプレートを取り出し、その上にマーキングを行い、電源のコンポーネントをはんだ付けします。数時間後、塗料は柔らかくなり、マーキングを行うのと同じように簡単にこすり落とすことができます。

ダイオード付きソーラーパネル

次に、正の接触を決定する必要があります-このために、マルチメータを使用します。電球の下または太陽の下での接触を決定します。この場合、結晶は太陽からエネルギーを最もよく生成するため、ダイオードを並列にはんだ付けします。その結果、出力は最大電圧になります。

重要：自己組織化には、D223Bダイオードを選択できます。ガラスと小さなボディを持ち、十分にぴったりと取り付けることができるので、それらは最適です。さらに、それらの電圧は最も高いものの1つです（太陽の下で350 mVにもなります）。

ホイルの使い方

フォイルを使用して電源を作成することもできますが、エネルギーはほとんど供給されません。 45平方cmのプレーンホイルが適しています。グリースを取り除くには、石鹸水で洗う必要があります。ステップバイステップガイドは次のとおりです。

サンドペーパーを使用して、あらゆる種類の腐食を取り除きます。
1.1kW以上の電力の電気ストーブにホイルを1枚置き、オレンジレッドの斑点が現れるまで加熱します。さらに加熱すると、スポットが黒くなり、酸化銅の形成を示します。
さらに30分間加熱を続け、酸化皮膜が目的の厚さになるようにします。バーナーの電源を切り、シートを冷まします。ゆっくりと冷却すると、酸化物は移動し始めます。シートや酸化物の薄層を曲げたり傷つけたりすることなく、流水中の酸化物残留物を除去します。
同じホイルをもう一度切り取ります-最初のホイルのサイズに。
ペットボトルを取り、首を切り落とし、両方をそこに置き、クランプで固定します。それらが接続しないように配置する必要があります。加熱した部分に負の端子を引き、2番目の部分に正の端子を引きます。

電極の端まで約2.5cm残るように生理食塩水をボトルに注ぎます。

フォイルソーラーパネル回路

サマーコテージ用のバッテリーの準備ができました。

もちろん、そのような自家製のデバイスは家を提供するのに十分ではありませんが、それは小さな電化製品を充電するために、またはラジオ受信機の電源として使用することができます。

ソーラーパネル用の太陽電池の作り方

ソーラーパネル用の太陽電池の作り方-自分の手でソーラーパネルを作る方法は？写真、ビデオ、図

太陽エネルギーは素晴らしいのですが、ここに問題があります。1つのバッテリーでも多額の費用がかかり、効果を上げるには2つではなく、複数のバッテリーが必要です。そのため、すべてを自分で収集するというアイデアが浮かび上がります。はんだ付けのスキルが少しあれば、簡単にできます。アセンブリ全体は、要素をトラックに直列に接続し、トラックを本体に固定することで構成されます。すぐに価格について話しましょう。 1つのパネル（36個）のセットの価格は約70〜80ドルです。そして完全にすべての材料で、彼ら自身の手で太陽電池パネルはあなたにおよそ120-150ドルの費用がかかります。工場のものよりはるかに少ない。しかし、私は彼らも力が弱くなると言わなければなりません。平均して、各フォトコンバータは0.5 Vを生成しますが、36個を直列に接続すると、約18Vになります。

ちょっとした理論：太陽電池の種類

最大の問題は、太陽光発電コンバーターの購入です。これらは、太陽光を電気に変換するのと同じシリコンウェーハです。ここでは、フォトセルの種類について少し理解する必要があります。それらは、多結晶と単結晶の2つのタイプで製造されます。単結晶はより高価ですが、効率は高く（20〜25％）、多結晶はより安価ですが、性能は低くなります（17〜20％）。それらを外部的に区別する方法は？多結晶は明るい青色をしています。単結晶はわずかに暗く、正方形ではありませんが、多面的です-カットエッジのある正方形です。

リリースの形で。すでに導体がはんだ付けされているソーラーパネル用のフォトセルがあり、導体が取り付けられているキットがあり、すべてを自分ではんだ付けする必要があります。何を買うかは誰でも決めますが、スキルがないと少なくとも1つのプレートにダメージを与え、1つではなくダメージを与えると言わなければなりません。そして、あなたがはんだ付けがあまり得意でないなら...それならもう少し支払うほうが良いですが、ほとんど使用できる状態になっている部品を手に入れてください。

ソーラーパネル用の太陽電池を自分の手で作るのは非現実的です。これを行うには、シリコン結晶を成長させ、それを処理できる必要があります。したがって、どこで購入するかを知る必要があります。これについては後で詳しく説明します。

フォトセルを購入する場所と方法

さて、品質について。 EbayやAlibabaのようなすべての中国のサイトでは、拒否が売られています。工場でのテストに合格しなかった部品。したがって、完璧なバッテリーを手に入れることはできません。しかし、彼らの価格は最高ではないので、あなたはそれを我慢することができます。いずれにせよ、最初は。自分の手でいくつかのテスト用太陽電池を集め、手を満たしてください。そうすれば、工場からそれを取り出すことができます。

ワックスで密封されたフォトセルを販売する人もいます。これにより、輸送中に劣化することはありませんが、ワックスを取り除き、プレートを損傷しないようにすることは非常に困難です。あなたはそれらをすべて一緒に熱湯に浸す必要がありますが、沸騰したお湯には浸さないでください。ワックスが溶けるまで待ってから、慎重に分離します。次に、各プレートを1つずつ熱い石鹸水に浸し、きれいなお湯に浸します。あなたはいくつかのそのような「沐浴」を必要とするでしょう、水と石鹸溶液は変えられなければならないでしょう、そして複数回。ワックスを取り除いた後、清潔なプレートをテリークロスタオルの上に置いて乾かします。これは非常に面倒なビジネスです。したがって、ワックスなしで購入することをお勧めします。そうすればはるかに簡単です。

さて、中国のサイトでの買い物について。特にEbayとAlibabaについて。それらは検証され、何千人もの人々が毎日そこで何かを購入しています。システムも同じです。登録後、通常どおり、検索バーに要素の名前を入力します。次に、何らかの理由で好きなオファーを選択します。送料無料（英語では送料無料）があるオプションから必ず選択してください。そのようなマークがない場合、配達は別途支払う必要があります。そして、それはしばしば商品のコストよりも多く、そして確かにあなたが価格で得る差よりも多くなります。

価格だけでなく、売り手の評価やレビューにも焦点を当てる必要があります。製品の組成、パラメータ、レビューを注意深くお読みください。あなたは売り手と通信することができます、メッセージだけが英語で書かれる必要があります。

お支払いについて。あなたが商品を受け取るために退会した後にのみ、それはこれらのサイトの売り手に転送されます。その間、配達は進行中であり、あなたのお金は取引プラットフォームのアカウントにあります。カードでお支払いいただけます。カードデータを輝かせるのが怖い場合は、中間サービスを使用してください。それらは異なりますが、本質は同じです-あなたのカードは点灯しません。これらのサイトでは返品もありますが、これは長い曲なので、信頼できる販売者（評価とレビューが良い）から入手することをお勧めします。

はい。パッケージは地域によって異なります。そして、それは中国を離れるのにどれくらいの時間がかかるかではなく、郵便がどれくらい早くそれを届けるのかです。最良の場合-3週間ですが、おそらく1か月半です。

組み立て方

DIYソーラーバッテリーアセンブリは、次の3つの段階で構成されています。

フレーム製作。
太陽電池のはんだ付け。
フレーミングとシーリング。

フレームは、アルミニウムの角または木製のスラットから作ることができます。ただし、フレームの形状、材質、製造順序は設置方法によって異なります。

方法1：窓への設置

バッテリーは、窓、部屋の内側または外側からのフレームだけでなく、窓にも掛けられています。次に、アルミニウムの角からフレームを作成し、それにガラスまたはポリカーボネートを接着する必要があります。この場合、フォトセル間に少なくとも小さなギャップが残り、そこから小さな光が部屋に入ります。フレームのサイズは、フォトセルのサイズと配置方法に基づいています。また、ウィンドウのサイズも影響します。平面は平らでなければならないことに注意してください-太陽光発電コンバーターは非常に壊れやすく、わずかなずれでひびが入ります。

接着したガラスを下向きにして完成したフレームを広げ、ガラス表面にシーラントの層を塗布します。シーラントの上に、再び裏向きに、フォトセルから組み立てられた定規を置きます。

厚い弾性発泡ゴム（厚さ4cm以上）とプラスチックフィルム（200ミクロン）でマットを作ります。発泡ゴムをフィルムで覆い、しっかりと固定します。ポリエチレンをはんだ付けすることをお勧めしますが、スコッチテープを使用することもできます。すべての接合部のみが片側にある必要があります。 2番目は平らで滑らかでなければなりません。マットのサイズは、フレームにうまく収まる必要があります（曲げたり、力を入れたりする必要はありません）。

シーラントに埋め込まれたフォトセル上にマットを置いた。その上には、フレームよりもわずかに小さいサイズのボードがあり、ボードにしっかりと負荷がかかっています。このシンプルなデバイスは、フォトセルの下に閉じ込められた気泡を排出するのに役立ちます。空気は生産性を低下させ、非常に強いです。泡が少ないほど良いです。構造全体を12時間放置します。

今が荷物を取り除き、マットをはがす時です。ゆっくりとゆっくりしてください。はんだ付けや導体を傷つけないことが重要です。したがって、けいれんすることなくスムーズに引っ張ってください。マットを取り外した後、パネルをしばらく放置して乾かす必要があります。シーラントの付着が止まったら、パネルを吊るして使用できます。

シーラントを使った長い手順の代わりに、特別なシーリングフィルムを使用することができます。それはEVAと呼ばれています。組み立ててガラスの上に置いたバッテリーの上にフィルムを広げ、完全に密閉されるまで建設用ヘアドライヤーで加熱します。数分の1の時間で済みます。

方法2：壁や屋根などへの設置。

この場合、すべてが異なります。後壁は中実で非導電性でなければなりません。おそらく-木材、合板など。したがって、それは理にかなっており、フレームは木の棒で作られています。側面からの影が邪魔にならないように、体の高さだけを低くする必要があります。

写真では、ケースは2つに分かれていますが、これはまったく必要ありません。短いルーラーを組み立てて配置する方が簡単ですが、この場合はより多くの接続があります。はい。いくつかのニュアンス：ケースにいくつかの穴を設ける必要があります。下部では、凝縮液の出口用にいくつかの部品が必要であり、バッテリーからの導体の出力用に2つの穴が必要です。

次に、バッテリーケーシングを白いペンキで塗装します。シリコンウェーハの動作温度範囲はかなり広いですが、無制限ではありません。-40°Cから+ 50°Cまでです。夏には、密閉されたボックスで+ 50°Cが簡単に動作します。。したがって、フォトコンバータが過熱しないように白が必要です。低体温症のように過熱すると、効率が低下します。ちなみに、これは理解できない現象の説明になる可能性があります。正午、太陽が熱く、バッテリーの電力が少なくなり始めました。そして、彼女はただ過熱しています。南部地域では、おそらくホイルを置く必要があります。それはより効率的になります。さらに、生産性が向上する可能性があります。フォイルによって反射された放射線も捕捉されます。

絵の具が乾いたら、集めた小道を敷くことができます。でも今回は表向き。それらを修正する方法は？各プレートの中央に耐熱シーラントを一滴。全面に塗ってみませんか？熱膨張により、プレートのサイズが変化します。真ん中にだけ貼り付けても何も起こりません。少なくとも2つのポイントがある場合、遅かれ早かれバーストします。そのため、真ん中にそっと一滴垂らし、プレートをそっと押します。押さないでください-粉砕は非常に簡単です。

場合によっては、プレートは最初にベースに取り付けられました-同じ白い色で塗られたファイバーボードのシート。そして、それに基づいて、それらはネジで本体に固定されました。

すべての定規が配置されたら、それらを直列に接続します。導体がぶら下がるのを防ぐために、数滴のシーラントで導体を固定することができます。下部または側面のどちらか便利な方から、エレメントからワイヤーを取り外すことができます。それらを穴に通してから、同じシーラントで穴を埋めます。次に、すべての接続を乾かす必要があります。ふたが先に覆われていると、ガラスやフォトセルに堆積物が形成され、バッテリーの効率が大幅に低下します。したがって、少なくとも1日（またはシーラントパッケージに示されている時間）待機します。

今では小さな問題です-すべてをガラスまたは透明なプラスチックで覆います。それを修正する方法はあなた次第です。ただし、最初は封印しないでください。少なくともテストまで。多分どこかに問題があります。

そしてもう1つのニュアンス。バッテリーをシステムに接続する場合は、夜間や悪天候時にバッテリーがバッテリーから放電するのを防ぐダイオードを取り付ける必要があります。ショットキーダイオードを取り付けるのが最善です。バッテリーに直列に接続します。構造物の内部に設置することをお勧めします-高温では、電圧降下が減少します。動作状態では、電圧の「シンク」が少なくなります。

太陽電池のはんだ付け方法

シリコンウェーハの取り扱いについて少し。それらは非常に非常に壊れやすく、割れたり壊れたりしやすいです。したがって、取り扱いには細心の注意を払い、子供から離れた硬い容器に保管する必要があります。

平らでしっかりした表面で作業する必要があります。テーブルが油布で覆われている場合は、固いものを1枚置きます。プレートは曲がってはいけませんが、その表面全体がベースにしっかりと載っています。さらに、ベースは滑らかでなければなりません。経験によれば、理想的なオプションはラミネート片です。彼は固く、滑らかで、滑らかです。それらは、表面ではなく、裏面にはんだ付けされています。

はんだ付けには、はんだ付けマーカーに含まれる化合物のいずれかであるフラックスまたはロジンを使用できます。ここでは誰もが自分の中毒を持っています。しかし、組成物がマトリックス上に痕跡を残さないことが望ましい。

シリコンウェーハを上向きに置きます（面-青い面）。 2つまたは3つのトラックがあります。それらは、フラックスまたはマーカー、ロジンのアルコール性（水アルコールではない）溶液でコーティングされています。フォトコンバーターには通常、薄い接触テープが付属しています。細かく切ることもあれば、リールに巻くこともあります。テープがスプールに巻かれている場合は、太陽電池の幅の2倍に1cmを加えたものに等しい部分を切り取ります。

カットピースをフラックス処理されたストリップにはんだ付けします。テープはプレートよりもはるかに長いことがわかり、残りはすべて片側に残ります。はんだごてを所定の位置に保つようにしてください。できるだけ。より良いはんだ付けのために、あなたは先端の先端にはんだまたはスズの滴を持っているべきです。そうすれば、はんだ付けは高品質になります。はんだ付けされていない場所があってはならず、すべてを十分に暖めてください。しかし、プッシュしないでください！特に端の周り。これらは非常に壊れやすいアイテムです。すべてのトラックにテープを1つずつはんだ付けします。フォトコンバーターは「テール」です。

さて、実際、自分の手でソーラーパネルを組み立てる方法について。定規の組み立てを始めましょう。レコードの裏にもトラックがあります。次に、上部プレートから下部プレートに「テール」をはんだ付けします。技術は同じです。トラックをフラックスでコーティングしてから、はんだ付けします。そのため、必要な数の太陽光発電コンバーターを直列に接続します。

一部のバージョンでは、裏面にトラックではなくプラットフォームがあります。そうすれば、はんだ付けは少なくなりますが、品質に関する主張が増える可能性があります。この場合、フラックスでサイトのみをコーティングします。そして、それらだけにはんだ付けします。実際、これですべてです。収集したトラックは、ベースまたはキャビネットに転送できます。しかし、もっと多くのトリックがあります。

したがって、たとえば、フォトセル間で一定の距離（4〜5 mm）を維持する必要がありますが、これはクランプなしではそれほど簡単ではありません。わずかなずれで、導体が破損したり、プレートが破損したりする可能性があります。したがって、特定のステップを設定するために、建設用クロスをラミネート（タイルを敷設するときに使用）に接着するか、マーキングを作成します。

自分の手でソーラーパネルを作るときに発生するすべての問題は、はんだ付けに関連しています。したがって、シールする前に、そして定規をケースに移す前に、電流計でアセンブリをチェックすることをお勧めします。すべて問題がなければ、作業を続けることができます。

結果

これで、自宅でソーラーパネルを作成する方法がわかりました。これは最も難しい作業ではありませんが、骨の折れる作業が必要です。

おそらく、もっと自立したくない人はいないでしょう。自分の時間を完全にコントロールし、国境や距離を知らずに旅行し、住居や経済的な問題について考えない能力-これが本当の自由の感覚を与えるものです。今日は、太陽放射を利用して、エネルギー依存の負担を取り除く方法についてお話します。ご想像のとおり、私たちはソーラーパネルについて話しています。もっと正確に言えば、自分の手で実際の太陽光発電所を建設することが可能かどうかについてです。

作成の歴史と使用の見通し

太陽のエネルギーを電気に変換するというアイデアは、長い間人類によって孵化されました。最初に登場したのは太陽熱設備で、集光された太陽光線によって過熱された蒸気が発電機のタービンを回転させました。フランス人のアレクサンドルエドモンドバカレルが光電効果を発見した後、19世紀半ばにのみ直接変換が可能になりました。この現象に基づいて動作する太陽電池を作成する試みは、わずか半世紀後、優れたロシアの科学者アレクサンドル・ストレトフの研究室で成功を収めました。光電効果のメカニズムを後で完全に説明することは可能でした-人類はこれをアルバートアインシュタインに負っています。ちなみに、彼がノーベル賞を受賞したのはこの作品のためでした。

Bakkarel、Stoletov、Einsteinは、現代の太陽エネルギーの基礎を築いた科学者です。

結晶シリコンをベースにした最初のソーラーフォトセルの作成は、1954年4月にベル研究所の従業員によって世界に発表されました。実際、この日付は技術の出発点であり、すぐに炭化水素燃料の本格的な代替品になることができるようになります。

1つの太陽電池の電流はミリアンペアであるため、十分な電力を生成するには、モジュール構造で接続する必要があります。外部の影響から保護された太陽電池のアレイは、太陽電池です（平らな形状のため、このデバイスはしばしばソーラーパネルと呼ばれます）。

地球の表面の1平方メートルあたり1日あたり平均4.2kWhのエネルギーを占め、これにより1年あたりほぼ1バレルの石油が節約されるため、太陽放射の電気への変換には大きな展望があります。もともとは宇宙産業でのみ使用されていましたが、前世紀の80年代にすでに使用されていた技術は非常に一般的になり、太陽電池は電卓、カメラ、ランプなどの電源として家庭用に使用されるようになりました。「深刻な」太陽電池発電所が作られました。家の屋根に取り付けられ、有線の電気を完全に放棄することを可能にしました。今日、あなたは発電所の誕生を見ることができます。それは何キロにも及ぶシリコンパネルの分野です。彼らが生み出す電力は都市全体に電力を供給することを可能にするので、未来は太陽エネルギーに属すると自信を持って言えます。

現代の太陽光発電所は、何万もの家に電気を供給することができる太陽電池の数キロメートルの分野です。

太陽電池：それがどのように機能するか

アインシュタインが光電効果を説明した後、そのような一見複雑な物理現象の全体的な単純さが世界に明らかにされました。これは、個々の原子が不安定な状態にある物質に基づいています。光子に光が当たると、電子は軌道からノックアウトされます。したがって、電子は電流の源になります。

ほぼ半世紀の間、光電効果は、1つの単純な理由で実用化されませんでした。不安定な原子構造を持つ材料を取得する技術がありませんでした。さらなる研究の見通しは、半導体の発見によってのみ現れました。これらの材料の原子は、過剰な電子を持っているか（n-導電率）、またはそれらを欠いています（p-導電率）。 n型層（陰極）とp型（陽極）の2層構造を使用する場合、光子による「衝撃」により、n層の原子から電子がノックアウトされます。それらの場所を離れて、それらはp層原子の自由軌道に急いで行き、次に、接続された負荷を介して、元の位置に戻ります。おそらくあなた方一人一人は、閉ループでの電子の動きが電流であることを知っています。しかし、発電機のように磁場ではなく、太陽放射の粒子の流れによって電子を動かすことは可能です。

ソーラーパネルは、19世紀初頭に発見された光起電力効果のおかげで機能します。

単一の太陽電池モジュールの電力は電子デバイスに電力を供給するのに不十分であるため、必要な電圧を得るために複数のセルが直列に接続されます。現在の強度は、このようなアセンブリを一定数並列接続することで増加します。

半導体の発電量は太陽エネルギーの量に直接依存するため、フォトセルは屋外に設置されるだけでなく、入射光線に対して垂直に表面を向けようとします。また、セルを機械的損傷や風化から保護するために、セルは剛性のあるベースに取り付けられ、ガラスで上から保護されています。

現代のフォトセルの分類と特徴

最初の太陽電池はセレン（Se）に基づいて作られましたが、セレン太陽電池の効率が低く（1％未満）、急速に劣化し、化学活性が高いため、他の安価で効率的な材料を探す必要がありました。そして、それらは結晶シリコン（Si）に直面して発見されました。周期表のこの元素は誘電体であるため、その導電性はさまざまな希土類金属を含めることによって確保されました。製造技術に応じて、シリコン太陽電池にはいくつかの種類があります。

単結晶;
多結晶;
アモルファスSiから。

最初のものは、最高純度のシリコンインゴットから最も薄い層を切り取って作られています。外部的には、単結晶フォトセルは、顕著な電極グリッドを備えた単色の濃い青色のガラスプレートのように見えます。それらの効率は19％に達し、それらの耐用年数は最大50年です。また、単結晶をベースにしたパネルの性能は徐々に低下していますが、40年以上前に製造されたバッテリーはまだ稼働しており、元の電力の最大80％を消費しているという証拠があります。

単結晶太陽電池は均一な暗い色とカットコーナーを持っています-これらの機能はそれらが他の太陽電池と混同されることを許しません

多結晶太陽電池の製造では、それほど純粋ではありませんが、より安価なシリコンが使用されます。技術の単純化はプレートの外観に影響を与えます-それらは均一な色合いを持っていませんが、多くの結晶の境界を形成するより明るいパターンを持っています。このような太陽電池の効率は単結晶太陽電池よりもわずかに低く、15％以下であり、耐用年数は最大25年です。主要業績評価指標の低下は、多結晶フォトセルの人気にまったく影響を与えないと言わなければなりません。彼らは、低価格と外部汚染への依存度の低さ、曇りの少なさ、太陽への向きの恩恵を受けています。

多結晶太陽電池は、明るい青色の色合いと不均一なパターンを持っています-それらの構造が多くの結晶で構成されているという事実の結果

アモルファスSiで作られた太陽電池の場合、結晶構造ではなく、ガラスまたはポリマーにスプレーされるシリコンの最薄層が使用されます。この製造方法は最も安価ですが、そのようなパネルの寿命は最も短く、その理由は太陽の下でのアモルファス層の燃え尽きと劣化です。このタイプのフォトセルは、その性能に満足していません。効率は9％以下であり、動作中は大幅に低下します。アモルファスシリコンで作られた太陽電池の使用は砂漠で正当化されます-高い太陽活動レベルは生産性の低下をレベルにし、無限のスペースはあらゆるサイズの太陽光発電所を配置することを可能にします。

シリコン構造を任意の表面にスプレーする機能により、柔軟なソーラーパネルが可能になります

太陽電池技術のさらなる開発は、コストを削減し、性能を向上させる必要性によって推進されています。フィルムフォトセルは、今日最大の性能と耐久性を備えています。

テルル化カドミウムに基づく;
薄いポリマーから;
インジウムと銅のセレン化物を使用します。

自家製のデバイスで薄膜フォトセルを使用する可能性について話すのはまだ時期尚早です。今日、最も技術的に進んだ企業のうち、生産に従事しているのはごくわずかであるため、ほとんどの場合、フレキシブル太陽電池は完成したソーラーパネルの一部と見なすことができます。

どの太陽電池がソーラーパネルに最適で、どこで見つけることができますか

自家製のソーラーパネルは、いくつかの理由から、常に工場の対応するものより一歩遅れています。まず、有名なメーカーが慎重にフォトセルを選択し、不安定なパラメータやパラメータが低下したセルを選別します。第二に、太陽電池の製造では、光の透過率が高く反射率が低い特殊なガラスが使用されています。これを販売することはほとんど不可能です。そして第三に、連続生産を開始する前に、工業デザインのすべてのパラメーターが数学モデルを使用してテストされます。その結果、電池の効率に対するセルの加熱の影響が最小限に抑えられ、熱除去システムが改善され、接続バスの最適な断面が見出され、フォトセルの劣化速度を低減する方法が調査されています。設備の整った実験室と適切な資格がなければ、このような問題を解決することは不可能です。

自作のソーラーパネルの低コストにより、エネルギー会社のサービスを完全に放棄できる設備を構築できます

それにもかかわらず、自作のソーラーパネルは優れた性能結果を示し、産業用のソーラーパネルにそれほど遅れをとっていません。価格については、ここでは2倍以上の利益があります。つまり、同じコストで、自家製の製品は2倍の電力を供給します。

上記のすべてを考慮すると、どのフォトセルが私たちの条件に適しているかがわかります。フィルムのものは販売不足のために消え、アモルファスのものは耐用年数が短く効率が悪いために消えます。結晶シリコンのセルが残ります。私は、最初の自家製のデバイスでは、より安価な「多結晶」を使用する方が良いと言わなければなりません。そして、その技術を駆使して「手に入れて」初めて、単結晶セルに切り替える必要があります。

安価な標準以下のフォトセルは、技術のテストに適しています。高品質のデバイスのように、海外の貿易フロアで購入できます。

安価な太陽電池をどこで手に入れるかという質問については、淘宝網、イーベイ、Aliexpress、アマゾンなどの外国の取引プラットフォームで見つけることができます。そこでは、さまざまなサイズと性能の個別の太陽電池として販売されており、既製です。ソーラーパネルを組み立てるためのキット。

売り手は、単結晶または多結晶タイプの損傷した太陽電池である、いわゆる「B」クラスの太陽電池を提供することがよくあります。小さな欠け、ひび、または角がないことは、セルの性能に実質的に影響を与えませんが、はるかに低コストで購入することができます。これらが自家製の太陽エネルギー装置で使用するのに最も有益であるのはこのためです。

太陽光発電プレートを他のものと交換することは可能ですか？

家庭の職人が古い無線部品の入った秘蔵の箱を持っていないことはめったにありません。しかし、古い受信機やテレビのダイオードやトランジスタはすべて同じ半導体であり、太陽光に照らされると電流を生成するp-n接合を備えています。これらの特性を利用し、複数の半導体デバイスを接続することで、本物の太陽電池を作ることができます。

低電力太陽電池の製造には、半導体デバイスの古い要素ベースを使用できます

注意深い読者はすぐにキャッチが何であるかを尋ねます。文字通り足元にあるものを使用できるのに、なぜ工場で作られた単結晶または多結晶セルにお金を払うのか。いつものように、悪魔は細部にあります。事実、最も強力なゲルマニウムトランジスタは、マイクロアンペアで測定された電流強度で、明るい太陽の下で0.2V以下の電圧を得ることができます。フラットシリコンフォトセルが生成するパラメータを実現するには、数十、さらには数百の半導体が必要です。古い無線コンポーネントで作られたバッテリーは、キャンプ用LEDトーチまたは小型の携帯電話のバッテリーを充電する場合にのみ役立ちます。大規模プロジェクトの実施には、購入した太陽電池が不可欠です。

ソーラーパネルのどのような力を期待できますか？

独自の太陽光発電所を建設することを考えると、誰もが有線の電気を完全に放棄することを夢見ています。このベンチャーの現実を分析するために、いくつかの小さな計算をしてみましょう。

毎日の電力消費量を知ることは難しくありません。これを行うには、エネルギー供給組織から送信された請求書を見て、そこに示されているキロワット数を1か月の日数で割るだけで十分です。たとえば、330 kWhの支払いが提案された場合、1日の消費量は330/30 = 11kWhであることを意味します。

照明による太陽電池の電力依存性のグラフ

計算では、ソーラーパネルが日中のみ発電することを考慮する必要があり、発電の最大70％が9時間から16時間に実行されます。さらに、デバイスの効率は、太陽光の入射角と大気の状態に直接依存します。

わずかな曇りやもやは、太陽光発電所の現在の出力の効率を2〜3倍低下させますが、固い雲で覆われた空は、パフォーマンスの15〜20倍の低下を引き起こします。理想的な条件では、11/7 = 1.6kWの容量の太陽電池で11kWhのエネルギーを生成できます。自然要因の影響を考慮すると、このパラメータは約40〜50％増加する必要があります。

さらに、使用されるフォトセルの面積を増やすことを余儀なくされるもう1つの要因があります。まず、バッテリーが夜間に機能しないことを忘れてはなりません。つまり、強力なバッテリーが必要になります。第二に、家電製品に電力を供給するためには、220 Vの電流が必要なので、強力な電圧変換器（インバーター）が必要です。専門家によると、電気の蓄積と変換による損失は、その総量の最大20〜30％を占めます。したがって、太陽電池の実際の電力は、計算値の60〜80％増加する必要があります。 70％の非効率性を想定すると、ソーラーパネルの定格電力は1.6 +（1.6×0.7）= 2.7kWになります。

大電流リチウム電池のアセンブリの使用は、最もエレガントな方法の1つですが、太陽光発電を保存するための最も安価な方法ではありません。

電気を蓄えるには、12、24、または48 Vの電圧用に設計された低電圧バッテリーが必要です。それらの容量は、毎日のエネルギー消費に加えて、変換および変換損失を考慮して設計する必要があります。私たちの場合、11 +（11×0.3）= 14.3kWhのエネルギーを蓄えるように設計されたバッテリーのアレイが必要です。通常の12ボルトのカーバッテリーを使用する場合は、14300W×h / 12 V = 1200 A×hのアセンブリ、つまり、それぞれ200Ah用に設計された6つのバッテリーが必要です。

ご覧のとおり、平均的な家庭の家庭のニーズに電力を供給するためにも、本格的な太陽光発電所が必要です。自作のソーラーパネルを暖房に利用することに関しては、この段階では、何かを救うことができるという事実は言うまでもなく、そのような事業は自給自足の限界にさえ到達しません。

バッテリーサイズの計算

バッテリーのサイズは、必要な電力と電源のサイズによって異なります。後者を選択するときは、提供されているさまざまなフォトセルに間違いなく注意を払う必要があります。 DIYデバイスで使用するには、中型の太陽電池を選択するのが最も便利です。たとえば、0.5Vの出力電圧と最大3Aの電流強度用に設計された3×6インチのサイズの多結晶パネル。

ソーラーバッテリーの製造では、30個のブロックで直列に接続されます。これにより、13〜14 Vのカーバッテリーの充電に必要な電圧を得ることができます（損失を考慮）。このようなユニットの最大電力は15V×3A = 45Wです。この値に基づいて、特定の電力のソーラーパネルを構築するために必要な要素の数を計算し、その寸法を決定するのは簡単です。たとえば、180ワットの太陽電池コレクターを構築するには、総面積が2,160平方の120個の太陽電池を使用します。インチ（1.4平方メートル）。

自家製のソーラーパネルを作る

ソーラーパネルの製造を進める前に、その配置の問題を解決し、寸法を計算し、必要な材料とツールを準備する必要があります。

適切な設置場所を選択することが重要です

ソーラーパネルは手作業で作られるので、アスペクト比は任意です。自家製の装置が屋根の外側や郊外のデザインにうまくフィットするので、これは非常に便利です。同じ理由で、設計作業を開始する前であっても、いくつかの要因を考慮することを忘れずに、バッテリーを取り付ける場所を選択する必要があります。

日中の日光のための場所の開放性;
陰影のある建物や背の高い木がない。
ストレージ容量とコンバーターが設置されている部屋までの最小距離。

もちろん、屋根に取り付けられたバッテリーはより有機的に見えますが、ユニットを地面に置くことにはより多くの利点があります。この場合、支持フレームの設置時に屋根材が損傷する可能性が排除され、装置の設置の手間が軽減され、「太陽光線の迎え角」をタイムリーに変更することが可能になります。何よりも、下部の配置により、ソーラーパネルの表面をきれいに保つことがはるかに簡単になります。そしてこれは、インストールがフルキャパシティーで機能することを保証します。

ソーラーパネルを屋根に取り付けることは、必要性や使いやすさよりもスペースの不足が原因です。

仕事の過程で必要なもの

自家製のソーラーパネルを作り始めるとき、あなたは買いだめするべきです：

フォトセル;
太陽電池を接続するためのより線銅線または特別なバスバー。
半田;
1つのフォトセルの電流出力用に設計されたショットキーダイオード。
高品質の反射防止ガラスまたはプレキシガラス。
フレーム製造用のスラットと合板。
シリコーンシーリング材;
ハードウェア;
塗料と木の表面の処理のための保護化合物。

仕事では、家庭の所有者が常に手元にある最も簡単なツールが必要になります-はんだごて、ガラスカッター、のこぎり、ドライバー、ペイントブラシなど。

製造指示

最初の太陽電池の製造には、すでにはんだ付けされたリードを備えたフォトセルを使用するのが最善です。この場合、組み立て中にセルが損傷するリスクが軽減されます。ただし、はんだごてを扱うスキルがある場合は、はんだ付けされていない接点を備えた太陽電池を購入することで、いくらかのお金を節約できます。上記の例で説明したパネルを作成するには、120枚のプレートが必要です。約1：1のアスペクト比を使用すると、それぞれ8つのフォトセルを15行積み重ねる必要があります。この場合、2つの「列」ごとに直列に接続し、4つのそのようなユニットを並列に接続することができます。このようにして、ケーブルのもつれを回避し、スムーズで美しい設置を実現できます。

家庭用太陽光発電所の電気配線図

フレーム

ソーラーパネルの組み立ては、常にケースの製造から開始する必要があります。これを行うには、高さが25 mm以下のアルミニウムの角または木製のスラットが必要です。この場合、フォトセルの外側の列に影を落とすことはありません。 3x6 ''シリコンセル（7.62x15.24 cm）の寸法に基づいて、フレームサイズは少なくとも125x 125 cmである必要があります。別のアスペクト比（たとえば、1：2）を使用する場合は、フレームは、同じセクションのスラットクロスメンバーでさらに補強することができます。

ケースの裏側は合板またはOSBパネルで縫い付け、フレームの下端に通気孔を開ける必要があります。パネルの内部空洞と大気との接続は、湿度を均一にするために必要になります。そうしないと、ガラスの曇りを避けることができません。

ソーラーパネルケースの製造には、最も単純な材料が適しています-木製のスラットと合板

フレームの外寸に合わせて、透明度の高いプレキシガラスまたは高品質ガラスのパネルをカットします。最後の手段として、最大4mmの厚さの窓ガラスを使用できます。固定には、フレームに取り付けるためのドリルが作られたコーナーブラケットが用意されています。プレキシガラスを使用する場合、透明パネルに直接穴を開けることができます。これにより、組み立てが簡単になります。

太陽電池の木製ケースを湿気やカビから保護するために、抗菌剤を含浸させ、油絵の具で塗装しています。

電気部品を組み立てるのに便利なように、基板はフレームの内部サイズに応じてファイバーボードまたは他の誘電体材料から切り出されます。将来的には、フォトセルの設置が行われる予定です。

ろう付けプレート

はんだ付けを開始する前に、フォトセルの取り付けを「見積もる」必要があります。私たちの場合、それぞれに30枚のプレートを備えた4つのセルの配列が必要であり、それらは15列で本体に配置されます。このような長いチェーンは作業に不便であり、さらに、壊れやすいガラス板に損傷を与えるリスクが高まります。それぞれ5つの部品を接続し、フォトセルが基板に取り付けられた後に最終組み立てを実行するのが合理的です。

便宜上、フォトセルは、テキスタイル、プレキシガラス、またはファイバーボードで作られた非導電性基板に取り付けることができます。

各チェーンを接続した後、その性能を確認する必要があります。これを行うには、各アセンブリをテーブルランプの下に置きます。電流と電圧の値を書き留めることで、モジュールのパフォーマンスを監視できるだけでなく、それらのパラメータを比較することもできます。

はんだ付けには、低電力はんだごて（最大40W）と高融点はんだを使用しています。プレートの出力部分に少量塗布した後、接続の極性を観察しながら、部品同士を接続します。

フォトセルをはんだ付けするときは、これらの部品は非常に壊れやすいため、細心の注意を払う必要があります。

個々のチェーンを組み立てたら、基板に背を向けて展開し、シリコンシーラントを使用して表面に接着します。各15ボルトのフォトセルブロックには、ショットキーダイオードが付属しています。このデバイスは、電流が一方向にのみ流れることを許可するため、ソーラーパネルの電圧が低いときにバッテリーを放電することはできません。

フォトセルの個々のストリングの最終的な接続は、上記の配線図に従って実行されます。これらの目的のために、特別なバスまたはより線の銅線を使用できます。

太陽電池のヒンジ付き要素は、ホットメルト接着剤またはセルフタッピングネジで固定する必要があります。

パネルアセンブリ

フォトセルが配置された基板を本体に配置し、セルフタッピングネジで固定します。フレームがクロスメンバーで補強されている場合は、ワイヤーを取り付けるためにフレームにいくつかのドリルが作成されます。引き出されたケーブルは、フレームにしっかりと固定され、アセンブリの端子にはんだ付けされます。極性との混同を避けるために、2色のワイヤーを使用して、赤いリード線をバッテリーのプラスに接続し、青いリード線をバッテリーのマイナスに接続するのが最善です。シリコーンシーラントの連続層がフレームの上部輪郭に沿って適用され、その上にガラスが置かれます。最終的な固定後、太陽電池の組み立ては完了したと見なされます。

シーラントに保護ガラスを取り付けた後、パネルを設置場所に運ぶことができます

太陽電池の設置と消費者への接続

いくつかの理由から、自家製のソーラーパネルはかなり壊れやすいデバイスであるため、信頼性の高い支持フレームを配置する必要があります。理想的なオプションは、両方の平面で自由電力源を方向付ける設計ですが、そのようなシステムの複雑さは、ほとんどの場合、単純な傾斜システムを支持する重要な議論です。照明器具に対して任意の角度でセットできる可動フレームです。木の棒からノックダウンされたフレームのオプションの1つを以下に示します。金属製のコーナー、パイプ、タイヤなどを使用して、手元にあるすべてのものを作ることができます。

太陽電池フレーム図

ソーラーパネルをバッテリーに接続するには、充電コントローラーが必要です。このデバイスは、バッテリーの充電と放電の状態を監視し、電流の流れを監視し、大幅な電圧降下が発生した場合に主電源に切り替えます。必要な電力と機能を備えたデバイスは、フォトセルが販売されているのと同じ小売店で購入できます。家庭用電源については、低電圧を220Vに変換する必要があります。もう一つの装置であるインバーターがこれにうまく対応しています。国内産業は優れた性能特性を備えた信頼性の高いデバイスを製造しているので、コンバーターはその場で購入できます。この場合、「実際の」保証はボーナスになります。

家庭での本格的な電源供給には、1つのソーラーバッテリーでは不十分です。バッテリー、充電コントローラー、インバーターも必要になります。

セールでは、同じ出力のインバーターを見つけることができますが、価格が異なる場合があります。この広がりは、個々の電気機器に電力を供給するために必要な条件である出力電圧の「純度」によるものです。いわゆる純粋な正弦波を備えたコンバータは、設計がより複雑であり、その結果、コストが高くなります。

ビデオ：DIYソーラーパネル作り

家庭用太陽光発電所の建設は簡単な作業ではなく、経済的コストと時間的コストの両方が必要であり、電気工学の基礎に関する最小限の知識が必要です。ソーラーパネルの組み立てを開始するときは、最大限の注意と正確さを守る必要があります。この場合にのみ、問題の解決策が成功することを期待できます。最後に、ガラスの汚染が性能低下の要因の1つであることをお知らせします。ソーラーパネルの表面を時間内に掃除することを忘れないでください。そうしないと、フルパワーで動作できなくなります。

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