Nous fabriquons de nos propres mains des panneaux solaires pour la maison. Comment fabriquer une batterie solaire de vos propres mains : méthodes d'assemblage et d'installation d'un panneau solaire

Une batterie solaire faite maison remplace à part entière les panneaux solaires fabriqués, car sa puissance n'est en aucun cas inférieure.

Principales étapes de fabrication

1. Assemblage du cadre.
2. Réalisation du substrat.
3. Préparation des éléments photosensibles et leur soudure.
4. Fixation des plaques au support.
5. Diodes de connexion et tous les fils.
6. Scellage.

Sélection de plaques photosensibles

Ils constituent l'élément principal du futur installé sur . La puissance de l’ensemble de l’installation artisanale dépendra de ses caractéristiques. Vous pouvez installer :

1. Plaques monocristallines.
2. Plaquettes polycristallines.
3. Cristal amorphe.

Les premiers sont capables de créer le plus grand nombre courant électrique. Cette performance est évidente dans d’excellentes conditions d’éclairage. Si l’intensité lumineuse diminue, leur efficacité diminue. Dans de telles conditions, un panneau à plaques polycristallines devient plus productif. En cas de mauvais éclairage, il conserve son faible rendement habituel de 7 à 9 %. Les monocristallins ont un rendement de 13 %.

Silicium amorphe est à la traîne en termes de performances, mais en raison de sa flexibilité et de son invulnérable aux impacts, il est le plus cher.

Les meilleurs éléments photosensibles coûtent cher. Cela s'applique aux plaques qui ne présentent aucun défaut. Les produits défectueux ont un peu moins de puissance et sont beaucoup moins chers. C’est le type de cellules photovoltaïques qui devraient être utilisées pour votre source d’énergie artisanale.

Les magasins en ligne les plus populaires au monde (où il existe le plus grand nombre d'offres) vendent des plaques photographiques de différentes tailles. Pour votre batterie, vous devez acheter des éléments photosensibles de mêmes dimensions. Lors de l'achat, ou mieux encore, lors du développement d'un projet, vous devez tenir compte des nuances suivantes :

1. Des cellules photovoltaïques de différentes tailles génèrent du courant avec différentes intensités. Plus la taille est grande, plus le courant est important. Dans ce cas, elle sera limitée par l’intensité actuelle du plus petit élément. Peu importe que le panneau contienne une plaque de dimensions deux fois plus grandes. Le panneau produira un courant électrique de même intensité que le courant créé par le plus petit élément. C'est pourquoi gros éléments Ils vont se « reposer » un peu.
2. La tension ne dépend pas de la taille. Cela dépend du type d'éléments. Il peut être agrandi en connectant les plaques en série.
3. La puissance de l'ensemble de l'installation pour une maison privée ou un chalet est produit de la tension et du courant.

Calcul des caractéristiques des panneaux

Le panneau solaire doit générer un courant électrique permettant de charger facilement des batteries de 12 volts. Pour les recharger, un courant haute tension est nécessaire. C'est très bien lorsque le courant créé par les panneaux solaires a une tension de 18 V.

Aucun des petits éléments photosensibles ne produit une telle tension. Vous devez connaître les caractéristiques du courant qu'une photocellule peut créer. Les vendeurs indiquent souvent ces numéros.

Par exemple, une plaque produit un courant d'une tension de 0,5 V. Pour obtenir 18 V à la sortie du panneau solaire, vous devez connecter 36 photocellules en série. Dans ce cas, la tension totale est égale à la somme des tensions actuelles obtenues sur toutes les plaques photosensibles. L'intensité du courant ne changera pas lorsqu'il est connecté en série. Il sera donc égal à l'indicateur donné par la plus petite photocellule.

Lire aussi : Caractéristiques des fontaines solaires

Si besoin augmenter le courant, vous devrez alors installer un nombre supplémentaire de plaques et les connecter en parallèle. Le courant total sera la somme des courants créés par chaque plaque connectée en parallèle.

Le calcul des panneaux solaires qui seront placés sur le toit d'une maison d'été ou d'une maison privée s'effectue comme suit :

1. Calculez la puissance des appareils que la batterie solaire chargera.
2. Déterminez les capacités de la plus petite photocellule. Vous pouvez le découvrir auprès des vendeurs ou par vous-même en le tenant devant la lumière et en mesurant la tension et le courant.
3. Déterminez la tension et le courant du panneau lui-même. Par exemple, 18 V et 3 A. Ces valeurs permettront de connaître la puissance des panneaux. Ce sera 18x3 = 54 W. C'est suffisant pour que les lampes LED fonctionnent pendant plusieurs heures.
4. Comparez la puissance de la source lumineuse avec la puissance des appareils électriques. Si nécessaire, des ajustements sont apportés aux paramètres actuels de base. Ils modifient la puissance, et avec elle la tension ou le courant. Calculez le nombre de panneaux requis.
5. Calculez le nombre de photocellules nécessaires pour un panneau. Il doit être de nature à fournir une électricité présentant les caractéristiques requises. Dans ce cas, le nombre de plaques dans une rangée est déterminé et la méthode de leur connexion est prise en compte.

La plupart des projets qui concernent la façon dont impliquent la fabrication d'un produit d'une superficie de 1 m². Souvent, la puissance d'une telle batterie est d'environ 120 W. 10 panneaux donneront plus de 1 kW. Si vous envisagez de fournir entièrement à votre maison de l'énergie électrique gratuite, vous devez alors développer un projet comprenant autant de panneaux d'une superficie totale supérieure à 20 mètres carrés. m) Lorsqu'ils sont placés du côté ensoleillé et dans des endroits où l'intensité lumineuse est très élevée, ils peuvent couvrir la demande mensuelle d'électricité de 300 kW. Même pour une maison moyenne, ce chiffre est élevé.

Fabriquer un cadre de panneau solaire

Il peut être assemblé à partir de n’importe quel matériau disponible, notamment des canettes de bière en aluminium ou des rouleaux de papier d’aluminium. Il ne sert à rien de jeter de telles canettes, car vous pouvez en assembler un bon capteur solaire aéroporté. Il captera la chaleur du soleil et la transférera des canettes de bière au milieu de la maison.

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Les matériaux pour fabriquer le cadre peuvent être :

1. Bois et contreplaqué, ainsi que panneaux de fibres.
2. Coins en aluminium.
3. Verre.
4. Plexiglas.
5. Polycarbonate.
6. Plexiglas.
7. Verre minéral.

Le cadre est réalisé à partir des matériaux présentés dans les deux premiers paragraphes.

Cadre en bois

Si le projet implique l'utilisation de bois et de panneaux de particules, le processus de fabrication d'un cadre à la maison comprend les étapes suivantes :

1. Coupe lattes de bois de 2 cm d'épaisseur en segments. Leur longueur dépend de la taille du cadre. Ils sont déterminés en regardant la longueur et la largeur des rangées situées à une distance de 5 mm des plaques photographiques.
2. Assemblage des lattes dans un cadre et les fixer avec des vis. Vous pouvez créer 1 à 2 barres transversales au milieu du cadre. Dans ce cas, vous devrez diviser les plaques photosensibles en 2-3 groupes.
3. Découpe d'une grande ou de plusieurs petites feuilles de contreplaqué de 10 mm d'épaisseur.
4. Fixation de morceaux de contreplaqué coupés au cadre.
5. Percer de petits trous dans les côtés inférieurs et centraux du cadre. Jusqu'à 5 trous sont pratiqués sur un côté. Ils sont nécessaires pour égaliser la pression lors du chauffage du futur panneau solaire, ainsi que pour éliminer l'humidité.
6. Découpe d'un substrat pour plaques photographiques à partir de panneaux de particules. Il doit être placé au milieu du cadre. Par conséquent, ses dimensions doivent être inférieures à la largeur et à la longueur du cadre d'un montant égal à l'épaisseur des côtés, multiplié par 2. Le substrat n'est pas encore fixé dans le cadre.
7. Peindre tous les éléments avec de la peinture claire. Il doit être appliqué en plusieurs couches. La peinture doit être spéciale. Il ne doit pas s'estomper au soleil. Sa couleur doit être claire car elle reflète les rayons, dont certains peuvent être captés par les plaquettes semi-conductrices.

La partie transparente sous forme de verre ou d'analogues est fixée à la toute fin.

Afin de fabriquer une batterie solaire de vos propres mains, il est préférable d'utiliser du verre minéral. Il absorbe parfaitement les rayons infrarouges, protégeant ainsi le panneau de l'échauffement et est capable de résister aux chocs. C'est cher. La pire option est le polycarbonate et le verre. Cette dernière est lourde et ne résiste pas aux chocs, tout comme les canettes de bière.

Cadre en aluminium

Si le projet implique utilisation de coins en aluminium de 35 mm, alors le cadre à la maison est fait comme ceci :

1. Coupez les coins en morceaux de la longueur requise. Dans ce cas, les bords opposés d'un côté sont coupés selon un angle de 45°.
2. Des trous sont percés près des extrémités des côtés non coupés. Des modèles similaires sont fabriqués au milieu et près des extrémités des côtés avec des coins coupés.
3. Pliez les quatre coins pour qu'ils créent un cadre.
4. Appliquez des coins de 35 mm de long et de 50x50 mm aux coins du cadre, fixez-les avec du matériel.
5. Du mastic silicone est appliqué sur la surface intérieure des coins en aluminium.
6. Placez le verre sur le mastic et appuyez légèrement. Attendez que le scellant sèche complètement.
7. Fixez le verre avec du matériel qui peut se trouver à proximité des bocaux en verre. Ils doivent être installés aux coins du verre et au milieu de chaque côté.
8. Nettoyez le verre de la poussière.

DANS monde moderne il est difficile d'imaginer l'existence sans énergie électrique. L'éclairage, le chauffage, les communications et autres joies 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 n'est pas encore très développé, et installations industrielles ils ne sont pas bon marché. La solution est de fabriquer soi-même des panneaux solaires.

Qu'est-ce qu'une batterie solaire

Une batterie solaire est un panneau composé de photocellules interconnectées. Il convertit directement l'énergie solaire en courant électrique. Selon la conception du système, l'énergie électrique est accumulée ou immédiatement utilisée pour alimenter les bâtiments, les mécanismes et les appareils.

Une batterie solaire est constituée de photocellules interconnectées

Presque tout le monde utilisait les photocellules les plus simples. Ils sont intégrés aux calculatrices, aux lampes de poche, aux batteries pour recharger les gadgets électroniques et aux lanternes de jardin. Mais l'utilisation ne se limite pas à cela. Il existe des voitures électriques qui se rechargent grâce au soleil ; dans l’espace, c’est l’une des principales sources d’énergie.

Dans les pays avec gros montant Aux beaux jours, des batteries sont installées sur les toits des maisons et sont utilisées pour le chauffage et la production de l'eau. Ce type est appelé collecteur ; ils convertissent l'énergie solaire en chaleur.

Souvent, des villes entières sont alimentées en électricité uniquement grâce à ce type d’énergie. Des centrales électriques alimentées par le rayonnement solaire sont en cours de construction. Ils sont particulièrement répandus aux États-Unis, au Japon et en Allemagne.

Appareil

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, des particules chargées se détachent. Cette découverte a conduit à la création du premier module solaire en 1953.

Les matériaux utilisés pour fabriquer les éléments sont des semi-conducteurs – des plaques combinées de deux matériaux ayant des conductivités différentes. Le plus souvent, du silicium polycristallin ou monocristallin avec divers additifs est utilisé pour leur fabrication.

Sous l'influence de la lumière solaire, un excès d'électrons apparaît dans une couche et un déficit dans l'autre. Les électrons « supplémentaires » se déplacent dans la région avec leur déficit, ce processus a reçu nom р-n transition.

La cellule solaire est constituée de deux couches semi-conductrices de conductivités différentes

Entre les matériaux qui forment un excès et un déficit d'électrons, une couche barrière est placée qui empêche la transition. Ceci est nécessaire pour garantir que le courant se produit uniquement lorsqu'il existe une source de consommation d'énergie.

Les photons de lumière frappant la surface assomment les électrons et leur fournissent l'énergie nécessaire pour surmonter la couche barrière. Les électrons négatifs se déplacent du conducteur p vers le conducteur n et les électrons positifs se déplacent dans l’autre sens.

Grâce aux différentes conductivités des matériaux semi-conducteurs, il est possible de créer un mouvement dirigé des électrons. Cela crée un courant électrique.

Les éléments sont connectés en série les uns aux autres, formant un panneau de plus ou moins grande surface, appelé batterie. De telles batteries peuvent être directement connectées à la source de consommation. Mais comme l’activité solaire change pendant la journée et s’arrête complètement la nuit, on utilise des batteries qui accumulent de l’énergie en l’absence de soleil.

Le composant nécessaire dans ce cas est le contrôleur. Il sert à surveiller la charge de la batterie et éteint la batterie lorsqu'elle est complètement chargée.

Le courant généré par une batterie solaire est constant et doit être converti en courant alternatif pour être utilisé. Un onduleur est utilisé à cet effet.

Parce que tout appareils électriques, consommant de l'énergie, sont conçus pour une certaine tension, le système nécessite un stabilisateur qui fournit les valeurs requises.

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

Ce n'est que si tous ces composants sont présents que vous pourrez obtenir système fonctionnel, fournissant de l'énergie aux consommateurs et ne menaçant pas de les mettre hors d'état de fonctionner.

Types d'éléments pour modules

Il existe trois principaux types de panneaux solaires : polycristallins, monocristallins et à couches minces. 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 contribuent à augmenter l’efficacité cellulaire de 5 à 10 %.

Cristalline

Les plus populaires sont les monocristallins. Ils sont constitués de monocristaux et ont une structure uniforme. De telles plaques ont la forme d'un polygone ou d'un rectangle aux coins coupés.

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

Une batterie assemblée à partir de cellules monocristallines a des performances supérieures à celles des autres types, son efficacité est de 13 %. Il est léger et compact, ne craint pas une légère flexion et peut être installé sur une surface irrégulière, durée de vie 30 ans.

Les inconvénients incluent une réduction significative de la puissance par temps nuageux, jusqu'à l'arrêt complet de la production d'énergie. La même chose se produit lorsqu’il fait sombre : la batterie ne fonctionnera pas la nuit.

La cellule polycristalline a une forme rectangulaire, ce qui permet d'assembler le panneau sans espace

Les polycristallins sont produits par coulée, ont une forme rectangulaire ou carrée et une structure hétérogène. Leur efficacité est inférieure à celle des monocristallins, l'efficacité n'est que de 7 à 9 %, mais la baisse de rendement en cas de nébulosité, de poussière ou de crépuscule est insignifiante.

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

Film

Le Tocfilm ou les éléments flexibles sont fabriqués à partir d'une forme amorphe de silicium. La flexibilité des panneaux les rend mobiles ; en les enroulant, vous pouvez les emporter avec vous en voyage et disposer d'une source d'énergie indépendante partout. 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 le film n'est pas différent en termes de durabilité - au cours des 2 premières années, leur efficacité diminue de 20 à 40 %.

Mais par temps nuageux ou sombre, la production d’énergie n’est réduite que de 10 à 15 %. Leur prix relativement bas peut être considéré comme un avantage incontestable.

Avec quoi peut-on fabriquer un panneau solaire à la maison ?

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

À partir de diodes

Une diode est un cristal dans un boîtier en plastique qui fait office de lentille. Il concentre les rayons du soleil sur un conducteur, produisant ainsi un courant électrique. Se connecter les uns aux autres un grand nombre de diodes, nous obtenons une batterie solaire. Vous pouvez utiliser du carton comme planche.

Le problème est que la puissance de l'énergie reçue est faible : pour en générer une quantité suffisante, vous aurez besoin d'un grand nombre de diodes. 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 production chute fortement lorsque l’éclairage diminue. Et les diodes elles-mêmes se comportent mal - une lueur spontanée se produit souvent. Autrement dit, les diodes consomment elles-mêmes l’énergie produite. La conclusion s’impose d’elle-même : inefficace.

Des transistors

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

Pas de batterie haute puissance peut être assemblé à partir de transistors

Ensuite, les éléments sont fixés à une plaque en textolite ou autre matériau adapté au rôle de planche et reliés 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 une radio, mais vous ne devez pas vous attendre à beaucoup de puissance d'un tel appareil.

Mais il convient tout à fait comme source d’énergie de camping de faible puissance. Surtout si vous êtes fasciné 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. Il est facile de fabriquer un chargeur de téléphone portable à partir de photocellules de lanternes de jardin.

La meilleure solution serait d'acheter des assiettes toutes faites. Certains sites en ligne vendent des modules présentant des défauts de fabrication mineurs à un prix raisonnable, ils sont tout à fait adaptés à l'utilisation.

Placement rationnel des batteries

L’emplacement des modules détermine grandement la quantité d’énergie que le système produira. Plus il y a de rayons qui frappent les photocellules, plus elles produisent d’énergie. Pour un emplacement optimal, les conditions suivantes doivent être remplies :

Important! Le courant de la batterie est déterminé par les performances de l'élément le 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 commencer à assembler la batterie, vous devez déterminer la puissance requise. Le nombre de cellules achetées et la superficie totale des batteries finies en dépendent.

Le système peut être soit autonome (alimentant la maison en électricité seule), soit combiné, combinant l'énergie du soleil et une source traditionnelle.

Le calcul comprend trois étapes :

1. Découvrez la consommation électrique totale.
2. Déterminez la capacité suffisante de la batterie et la puissance de l'onduleur.
3. Calculer quantité requise cellules basées sur les données d’ensoleillement de votre région.

Consommation d'énergie

Pour système autonome Vous pouvez le déterminer grâce à votre compteur électrique. Divisez la quantité totale d'énergie consommée par mois par le nombre de jours et obtenez la consommation quotidienne moyenne.

Si seuls certains appareils sont alimentés par la batterie, recherchez leur alimentation à partir du passeport ou des marquages ​​​​sur l'appareil. Multipliez les valeurs obtenues par le nombre d'heures de travail par jour. En additionnant les valeurs obtenues pour tous les appareils, vous obtenez la consommation moyenne par jour.

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

Les batteries pour systèmes solaires doivent résister à un grand nombre de cycles de décharge et de décharge, avoir une faible autodécharge, supporter un courant de charge élevé, fonctionner à des températures élevées et basses et nécessiter un entretien minimal. Ces paramètres sont optimaux pour les batteries au plomb.

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

Le calcul vous aidera à connaître le nombre de piles requis. Considérons qu'il s'agit de concentrer la réserve d'énergie pendant 1 jour dans une batterie d'une capacité de 200 Ah et d'une tension de 12 V.

Supposons que la demande journalière soit de 4800 V.h., la tension de sortie du système est de 24 V. En tenant compte du fait que les pertes sur l'onduleur seront de 20 %, nous introduirons un facteur de correction de 1,2.

4800 :24x1,2=240 Ah

La profondeur de décharge de la batterie ne doit pas dépasser 30 à 40 %, prenons-en en compte.

240x0,4= 600 Ah

La valeur résultante est trois fois la capacité de la batterie, donc pour stocker la quantité requise, vous aurez besoin de 3 batteries connectées en parallèle. Mais en même temps, la tension de la batterie est de 12 V, pour 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 chacune en parallèle.

L'onduleur permet de convertir le courant continu en courant alternatif. Sélectionnez-le en fonction de la charge maximale et maximale. Sur certains appareils consommateurs, le courant d'appel est nettement supérieur au 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 compte également. La meilleure option est une onde sinusoïdale pure. Pour les appareils insensibles aux surtensions, une forme carrée convient. Vous devriez également envisager la possibilité de passer l’appareil de la batterie directement aux panneaux solaires.

Nombre de cellules requis

Indicateurs d'ensoleillement dans différentes régions diffèrent considérablement. Pour faire un calcul correct, vous devez connaître ces chiffres pour votre région ; les données sont faciles à trouver sur Internet ou dans une station météo.

Tableau d'insolation par mois pour différentes régions

L'ensoleillement dépend non seulement de la période de l'année, mais aussi de l'angle de la batterie.

Lors du calcul, concentrez-vous sur les niveaux d'ensoleillement les plus bas au cours de l'année, sinon la batterie ne générera pas suffisamment d'énergie pendant cette période.

Supposons que les indicateurs minimum soient en janvier, 0,69, le maximum en juillet, 5,09.

Les facteurs de correction pour l'heure d'hiver sont de 0,7, pour l'heure d'été de 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 la batterie et l'onduleur sont de 20%.

On calcule la consommation en tenant compte des pertes : 4800 × 1,2 = 5760 Wh = 5,76 kWh.

Nous déterminons les performances d'un panneau.

Été : 0,5×260×5,09= 661,7 Wh.

En hiver : 0,7×260×0,69=125,5 Wh.

Nous calculons le nombre de batteries requis en divisant l'énergie consommée par les performances des panneaux.

En été : 5760/661,7=8,7 pcs.

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

Il s'avère que pour un approvisionnement complet, vous aurez besoin en hiver de cinq fois plus de modules qu'en été. Par conséquent, il vaut la peine d'installer immédiatement plus de piles ou période hivernale fournir un système d’alimentation hybride.

Comment assembler une batterie solaire de vos propres mains

L'assemblage comprend plusieurs étapes : fabrication du boîtier, soudure des éléments, assemblage du système et installation. Avant de commencer à travailler, faites le plein de tout ce dont vous avez besoin.

La batterie est composée de plusieurs couches

Matériaux et outils

• photocellules;
• conducteurs plats;
• flux alcool-colophane;
• fer à souder;
• profilé en aluminium;
• coins en aluminium;
• matériel;
• mastic silicone;
• scie à métaux pour le métal;
• Tournevis;
• verre, plexiglas ou plexiglas ;
• diodes;
• instruments de mesure.

Il est préférable de commander des photocellules complètes avec conducteurs, elles sont spécialement conçues à cet effet. D'autres conducteurs sont plus fragiles, ce qui peut poser problème lors du soudage et de l'assemblage. Il existe des cellules avec des conducteurs déjà soudés. Ils coûtent plus cher, mais permettent d'économiser 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'une cornière en aluminium, mais il est possible d'utiliser des lattes de bois ou des blocs carrés de 2x2. Cette option est moins préférable car elle n’offre pas une protection suffisante contre les conditions météorologiques.

Pour un panneau transparent, choisissez un matériau avec un indice de réfraction minimum. Tout obstacle sur le chemin 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 chargé, moins il produit 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 en différentes tailles ; pensez à l'option de 36 plaques de 81x150 mm. Nous disposons les éléments en 4 rangées, 9 pièces en une. Sur la base de ces données, les dimensions du cadre sont de 835x690 mm.

Fabriquer une boîte

Éléments de soudure et modules d'assemblage

Si les éléments ont été achetés sans contacts, ils doivent d'abord être soudés sur chaque plaque. Pour ce faire, coupez le conducteur en morceaux égaux.

1. Découpez un rectangle de la taille requise dans du carton et enroulez le conducteur autour, puis coupez des deux côtés.
2. Appliquez du flux sur chaque conducteur et fixez la bande à l'élément.
3. Soudez soigneusement le conducteur sur toute la longueur de la cellule.

   Conducteurs à souder sur chaque plaque

4. Placez les cellules les unes après les autres avec un espace de 3 à 5 mm et soudez-les ensemble de manière séquentielle.

   Lors de l'installation, vérifiez périodiquement la fonctionnalité des modules

5. Transférez les rangées finies de 9 cellules dans le corps et alignez-les les unes par rapport aux autres et au contour du cadre.
6. Soudez en parallèle, en utilisant des barres plus larges et en respectant la polarité.

   Placez des rangées d'éléments sur un support transparent et soudez-les ensemble

7. Sortez les contacts «+» et «-».
8. Appliquez 4 gouttes de mastic sur chaque élément et placez le deuxième verre dessus.
9. Laissez sécher la colle.
10. Remplissez le périmètre de mastic pour empêcher l’humidité de pénétrer à l’intérieur.
11. Fixez le panneau au boîtier à l'aide des coins en les vissant sur les côtés profilé en aluminium.
12. Installez une diode de blocage Schottke à l'aide d'un produit d'étanchéité pour empêcher la batterie de se décharger à travers le module.
13. Fournissez au fil de sortie un connecteur à deux broches, puis connectez-y le contrôleur.
14. Vissez les coins au cadre pour fixer la batterie au support.

Vidéo : souder et assembler un module solaire

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

Fabrication du mécanisme rotatif

Le mécanisme tournant le plus simple est facile à fabriquer soi-même. Le principe de son fonctionnement repose sur un système de contrepoids.

1. A partir de blocs de bois ou d'un profilé en aluminium, assemblez un support pour la batterie en forme d'escabeau.
2. À l'aide de deux roulements et d'une tige ou d'un tuyau métallique, placez la batterie sur le dessus de manière à ce qu'elle soit centrée sur le côté le plus grand.
3. Orientez la structure d’est en ouest et attendez que le soleil soit au zénith.
4. Faites pivoter le panneau pour que les rayons tombent dessus verticalement.
5. Fixez un récipient d'eau à une extrémité et équilibrez-le à l'autre extrémité avec un poids.
6. Faites un trou dans le récipient pour que l'eau s'écoule petit à petit.

Au fur et à mesure que l'eau s'écoule, le poids du navire diminuera et le bord du panneau se soulèvera, faisant tourner la batterie derrière le soleil. La taille du trou devra être déterminée expérimentalement.

Le tracker solaire le plus simple est réalisé sur le principe d'une horloge à eau

Il vous suffit de verser de l'eau dans le récipient le matin. Cette conception ne peut pas être installée sur le toit, mais pour terrain de jardin ou la pelouse devant la maison, cela convient tout à fait. Il y en a d'autres, plus conceptions complexes tracker, mais ils nécessiteront des dépenses importantes.

Le module peut également être monté sur un support vertical

Vous pouvez désormais effectuer un test et profiter de l’électricité gratuite.

Entretien des modules

Les panneaux solaires ne nécessitent pas d’entretien particulier, car ils ne comportent aucune pièce mobile. Pour leur fonctionnement normal, il suffit de nettoyer la surface de temps en temps de la saleté, de la poussière et des fientes d'oiseaux.

Lavez les batteries avec un tuyau d’arrosage ; s’il y a une bonne pression d’eau, vous n’aurez même pas besoin de monter sur le toit pour ce faire. Assurez-vous qu'il fonctionne correctement équipement supplémentaire.

Dans combien de temps les coûts seront-ils récupérés ?

Il ne faut pas s’attendre à des avantages immédiats d’un système d’alimentation en énergie solaire. Son retour sur investissement moyen est d'environ 10 ans pour un système autonome à domicile.

Plus vous consommez d’énergie, plus vite vos coûts seront amortis. Après tout, petites et grandes consommations nécessitent l'achat d'équipements supplémentaires : batterie, onduleur, contrôleur, et ils ne représentent qu'une petite partie des coûts.

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 soient rentabilisés.

Malgré tous les coûts et inconvénients, l’énergie solaire est l’avenir. Le soleil est une source d'énergie renouvelable et durera encore au moins 5 000 ans. Et la science ne s’arrête pas : de nouveaux matériaux pour les cellules solaires apparaissent, avec une efficacité bien supérieure. Cela signifie qu’ils seront bientôt plus abordables. Mais vous pouvez désormais utiliser l’énergie du soleil.

De plus en plus de gens s'efforcent d'acheter des maisons situées loin des centres de civilisation. Il y a de nombreuses raisons à cela, dont la principale est probablement environnementale. Ce n’est un secret pour personne : le développement industriel intensif a un effet néfaste sur l’État. environnement. Mais en achetant une telle maison, vous pourriez être confronté à un manque d'approvisionnement en électricité, sans lequel la vie au XXIe siècle est difficilement imaginable.

Le problème de l'approvisionnement en énergie d'un bâtiment situé loin des centres de civilisation peut être résolu en installant une éolienne. Cependant, cette méthode est loin d’être idéale. Pour qu'il y ait suffisamment d'électricité pour toute la maison, il faudra installer une ou plusieurs éoliennes de grande taille, mais même dans ce cas, l'approvisionnement en énergie sera sporadique, absent par temps calme.

Pour assurer un approvisionnement énergétique stable à la maison, solution efficace est l'utilisation combinée d'une éolienne et d'une batterie solaire, mais malheureusement, les batteries sont loin d'être bon marché. La solution à ces difficultés serait de produire de vos propres mains une batterie solaire, capable de rivaliser sur un pied d'égalité avec celles d'usine en termes de puissance, mais en même temps d'en différer agréablement par le prix. Et il existe une telle solution !

Pour commencer, vous devez décider de ce qui constitue batterie solaire. À la base, il s’agit d’un conteneur contenant un ensemble d’éléments qui convertissent l’énergie solaire en énergie électrique. Le mot « matrice » est applicable dans ce cas, car pour générer des volumes d'énergie suffisants nécessaires à l'approvisionnement énergétique d'un bâtiment résidentiel, il faudra un nombre assez impressionnant de cellules solaires. En raison de la grande fragilité des éléments, ils sont nécessairement regroupés en une batterie, ce qui leur assure une protection contre dommages mécaniques et combine l'énergie générée. Comme vous pouvez le constater, il n’y a rien de vraiment compliqué dans la conception de base d’une batterie solaire, il est donc tout à fait possible de la fabriquer soi-même.

Avant de passer directement à l'action, il est d'usage de procéder à une préparation théorique approfondie afin d'éviter des difficultés et des coûts inutiles dans le processus. C'est à ce stade que de nombreux passionnés rencontrent le premier obstacle - pratiquement absence totale informations utiles d’un point de vue pratique. C’est ce phénomène qui donne une apparence farfelue de complexité aux panneaux solaires : comme personne ne les fabrique soi-même, cela veut dire que c’est compliqué. Cependant, en utilisant la pensée logique, vous pouvez arriver aux conclusions suivantes :

• la base de la faisabilité de l'ensemble du processus réside dans l'acquisition cellules solairesà un prix abordable

• l'achat de nouveaux éléments est exclu en raison de leur coût élevé et de la difficulté d'acheter dans la quantité requise.

• les cellules solaires défectueuses ou endommagées peuvent être achetées sur eBay et d’autres sources à des prix nettement inférieurs à ceux des cellules neuves.

• des éléments défectueux peuvent très bien être utilisés dans des conditions données.

Sur la base des conclusions tirées, il apparaît clairement que la prochaine étape fabrication de batteries solaires sera l’achat de cellules solaires défectueuses. Dans notre cas, les objets ont été achetés sur eBay.

Les cellules solaires monocristallines achetées mesuraient 3 x 6 pouces et chacune d’elles produisait environ 0,5 V d’énergie. Ainsi, 36 de ces éléments connectés en série produisent un total d'environ 18 V, ce qui est suffisant pour recharger efficacement une batterie de 12 V. Il ne faut pas oublier que ces cellules solaires sont fragiles et fragiles, de sorte que le risque qu'elles soient endommagées si elles sont manipulées avec négligence est extrêmement élevé.

Pour assurer la protection contre les dommages mécaniques, le vendeur a ciré des ensembles de dix-huit pièces. D'une part, il s'agit d'une mesure efficace pour éviter les dommages pendant le transport, d'autre part, il s'agit de problèmes inutiles, car il est peu probable que l'élimination de la cire semble être une tâche agréable et facile pour quiconque. Par conséquent, si possible, il est préférable d'acheter des articles qui ne sont pas recouverts de cire. la meilleure solution. Si vous faites attention aux éléments lumineux représentés, vous remarquerez qu'ils ont des conducteurs soudés. Même dans ce cas, vous devrez travailler avec un fer à souder, et si vous achetez des éléments sans conducteurs, le travail sera bien plus important.

Dans le même temps, quelques ensembles d'éléments non remplis de cire ont été achetés auprès d'un autre vendeur. Ils étaient emballés dans une boîte en plastique avec des éclats mineurs sur les côtés. Dans notre cas, les puces n’étaient pas préoccupantes, car elles n’étaient pas capables de réduire de manière significative l’efficacité de l’ensemble de l’élément. Cependant, d’autres peuvent avoir subi des conséquences plus désastreuses en raison de dommages causés lors du transport, ce qu’il faut garder à l’esprit. Les éléments achetés étaient suffisants pour produire deux panneaux solaires, même avec un surplus en cas de dommage ou de panne imprévus.

Bien entendu, dans la fabrication d'une batterie solaire, vous pouvez utiliser d'autres éléments lumineux, notamment large éventail tailles et formes disponibles auprès des vendeurs. Dans ce cas, vous devez vous rappeler trois choses :

1. Les éléments lumineux du même type génèrent une tension identique, quelles que soient leur taille et leur forme, leur nombre requis restera donc inchangé
2. La génération de courant dépend directement de la taille de l'élément : les grands génèrent plus de courant, les petits - moins.
3. La puissance totale d'une cellule solaire est déterminée par sa tension multipliée par son courant.

Comme vous pouvez le constater, l'utilisation d'éléments de grande taille dans la fabrication d'une batterie solaire peut fournir une puissance nominale plus élevée, mais en même temps, cela rendra la batterie elle-même plus volumineuse et plus lourde. Si des cellules plus petites sont utilisées, la taille et le poids de la batterie finie diminueront, mais la puissance de sortie diminuera également. Il est fortement déconseillé d’utiliser des cellules solaires dans une seule batterie. des tailles différentes, puisque le courant généré par la batterie sera équivalent au courant de la plus petite cellule utilisée.

Les cellules solaires achetées dans notre cas, mesurant 3x6 pouces, généraient un courant d'environ 3 ampères. Par temps ensoleillé, trente-six éléments connectés en série sont capables de délivrer environ 60 W de puissance. Le chiffre n’est pas particulièrement impressionnant, mais c’est mieux que rien. Il convient de noter que la puissance spécifiée sera générée chaque jour ensoleillé, en chargeant la batterie. Dans le cas de l'utilisation de l'électricité pour alimenter des lampes et des équipements à faible consommation de courant, cette puissance est tout à fait suffisante. N’oubliez pas l’éolienne, qui produit également de l’énergie.

Après avoir acheté des cellules solaires, ce serait une bonne idée de les cacher aux yeux humains dans un endroit sûr, protégé des enfants et des animaux domestiques, jusqu'au moment où il sera possible de les installer directement dans une batterie solaire. Il s'agit d'une nécessité vitale, en raison de la fragilité extrêmement élevée des éléments et de leur susceptibilité aux déformations mécaniques.

Essentiellement, le boîtier de la batterie solaire n’est rien de plus qu’une simple boîte peu profonde. Le boîtier doit être peu profond afin que ses côtés ne créent pas d'ombres lorsque la lumière du soleil frappe la batterie sous un grand angle. Le matériau utilisé est du contreplaqué de 3/8" et des bandes de bordure de 3/4" d'épaisseur. Pour meilleure fiabilité Ce serait une bonne idée de fixer les côtés de deux manières : par collage et par vissage. Pour simplifier la soudure ultérieure des éléments, il est préférable de diviser la batterie en deux parties. Le rôle de séparateur est assuré par une bande située au centre du tiroir.

Sur ce petit croquis, vous pouvez voir les dimensions en pouces (1 pouce équivaut à 2,54 cm) de la batterie solaire fabriquée dans notre cas. Les perles sont situées sur tous les bords et au milieu de la batterie et ont une épaisseur de 3/4 de pouce. Ce croquis ne prétend en aucun cas être un standard pour la fabrication d’une batterie ; il est plutôt né de préférences personnelles. Les dimensions sont données pour plus de clarté, mais en principe elles, tout comme le design, peuvent être différentes. N’ayez pas peur d’expérimenter et il est fort possible que la batterie s’avère meilleure que dans notre cas.

Vue de la moitié du boîtier de batterie, dans lequel sera placé le premier groupe de cellules solaires. Les petits trous que vous voyez sur les côtés ne sont rien d’autre que des trous d’aération. Ils sont conçus pour éliminer l’humidité et maintenir une pression équivalente à la pression atmosphérique à l’intérieur de la batterie. Devrait être payé Attention particulière sur l'emplacement des trous de ventilation dans la partie inférieure du boîtier de la batterie, car leur emplacement dans la partie supérieure entraînera un excès d'humidité de l'extérieur. Des trous doivent également être pratiqués dans la bande située au centre.

Deux morceaux coupés de panneaux de fibres serviront de substrats, c'est-à-dire Des cellules solaires y seront installées. Comme alternative aux panneaux de fibres, tout matériau mince présentant une rigidité élevée et ne conduisant pas le courant électrique convient.

Pour protéger la batterie solaire des effets agressifs du climat et de l'environnement, on utilise du plexiglas, qui doit être utilisé pour recouvrir la face avant. Dans ce cas, deux morceaux ont été coupés, mais un gros morceau peut être utilisé. L'utilisation de verre ordinaire n'est pas recommandée en raison de sa fragilité accrue.

Quel désastre! Pour assurer la fixation avec des vis, il a été décidé de percer des trous sur le pourtour. Si vous exercez une forte pression lors du perçage, le plexiglas risque de se briser, ce qui est ce qui s'est produit dans notre cas. Le problème a été résolu en perçant un nouveau trou à proximité et la pièce cassée a simplement été recollée.

Après cela, toutes les parties en bois de la batterie solaire ont été peintes en plusieurs couches pour augmenter la protection de la structure contre l'humidité et les influences environnementales. La peinture a été réalisée aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. La couleur de la peinture ainsi que le type peuvent varier dans une large mesure ; dans notre cas, nous avons utilisé de la peinture disponible en quantité suffisante.

Les supports ont également été peints des deux côtés et en plusieurs couches. Lors de la peinture du support, une attention particulière doit être portée ; si la peinture est de mauvaise qualité, le bois peut commencer à se déformer sous l'effet de l'humidité, ce qui risque d'endommager les cellules solaires qui y sont collées.
Maintenant que le boîtier de la batterie solaire est prêt et sèche, il est temps de commencer à préparer les éléments.
Comme mentionné précédemment, enlever la cire des éléments n’est pas une tâche agréable. Grâce à l’expérimentation et aux essais et erreurs, une méthode efficace a été trouvée. Toutefois, les recommandations pour l’achat d’articles non cirés restent les mêmes.

Pour faire fondre la cire et séparer les éléments les uns des autres, il faut tremper les cellules solaires dans eau chaude. Dans ce cas, la possibilité de faire bouillir l'eau doit être exclue, car une ébullition violente peut endommager les éléments et les perturber. contacts électriques. Pour éviter un chauffage inégal, il est recommandé de placer les éléments dans de l'eau froide et de les chauffer doucement. Vous devez vous abstenir de retirer les éléments du plateau par les conducteurs, car ils pourraient se briser.

Cette photo montre la version finale du dissolvant de cire. En arrière-plan sur le côté droit se trouve le premier récipient destiné à faire fondre la cire. Au premier plan à gauche se trouve un récipient rempli d'eau chaude savonneuse et à droite, eau pure. L'eau dans tous les récipients est assez chaude, mais inférieure à l'eau bouillante. Un procédé technologique simple pour enlever la cire est le suivant : faire fondre la cire dans le premier récipient, puis transférer l'élément dans de l'eau chaude savonneuse pour éliminer les résidus de cire, et enfin rincer. eau propre. Après avoir nettoyé la cire, les éléments doivent être séchés ; pour ce faire, ils ont été disposés sur une serviette. Il est à noter que l'évacuation de l'eau savonneuse dans les égouts est inacceptable, car la cire, une fois refroidie, va durcir et l'obstruer. Le processus de nettoyage entraîne une élimination presque complète de la cire des cellules solaires. La cire restante ne peut gêner ni la soudure ni le fonctionnement des éléments.

Les cellules solaires sont séchées sur une serviette après nettoyage. Une fois la cire retirée, les éléments deviennent nettement plus fragiles, ce qui les rend plus difficiles à stocker et à manipuler. Il est recommandé de ne pas les nettoyer avant de devoir les installer directement dans le panneau solaire.

Pour simplifier le processus d'installation des éléments, il est recommandé de commencer par dessiner un maillage sur la base. Après le rendu, les éléments ont été disposés sur la grille vers le haut verso, afin de les souder. Les dix-huit éléments situés dans chaque moitié ont été connectés en série, après quoi les moitiés ont également été connectées, également en série, pour obtenir la tension requise.

Au début, souder des éléments ensemble peut sembler difficile, mais avec le temps, cela devient plus facile. Il est recommandé de commencer par deux éléments. Il est nécessaire de placer les conducteurs d'un élément de manière à ce qu'ils croisent les points de soudure de l'autre, et vous devez également vous assurer que les éléments sont installés conformément aux marquages.
Pour le brasage direct, un fer à souder de faible puissance et une tige de soudure avec un noyau de colophane ont été utilisés. Avant le soudage, les points de soudure étaient lubrifiés avec du flux à l'aide d'un crayon spécial. Vous ne devez en aucun cas exercer de pression sur le fer à souder. Les éléments sont si fragiles qu'ils peuvent devenir inutilisables sous une légère pression.

La soudure a été répétée jusqu'à ce qu'une chaîne composée de six éléments soit formée. Les barres de connexion des cellules solaires cassées ont été soudées à l'arrière de l'élément de chaîne, qui est le dernier. Il y avait trois chaînes de ce type - un total de 18 éléments de la première moitié de la batterie ont été combinés avec succès en un réseau.
Étant donné que les trois chaînes doivent être connectées en série, la chaîne du milieu a été tournée de 180 degrés par rapport aux autres. L'orientation globale des chaînes s'est avérée correcte. L'étape suivante consiste à coller les pièces en place.

La mise en œuvre de cellules solaires peut nécessiter certaines compétences. Il est nécessaire d'appliquer une petite goutte de mastic à base de silicone au centre de chaque élément d'une chaîne. Après cela, vous devez retourner la chaîne face vers le haut et placer les cellules solaires selon les marquages ​​précédemment appliqués. Ensuite, vous devez appuyer légèrement sur les éléments, en appuyant doucement au centre pour les coller. Des difficultés importantes peuvent survenir principalement lors du retournement de la chaîne flexible, donc une paire de mains supplémentaire à ce stade ne fera pas de mal.
Il n'est pas recommandé d'appliquer une quantité excessive de colle et d'éléments adhésifs le long des bords. Cela est dû au fait que les éléments eux-mêmes et le substrat sur lequel ils sont installés se déformeront lorsque les conditions d'humidité et de température changeront, ce qui peut entraîner une défaillance des éléments.

Voici à quoi ressemble la moitié assemblée de la batterie solaire. Pour connecter les première et deuxième chaînes d'éléments, une tresse de câble en cuivre a été utilisée.

À ces fins, des pneus spéciaux ou même des fils de cuivre conviennent parfaitement. Une connexion similaire doit être effectuée au verso. Le fil a été fixé à la base avec une goutte de mastic.

Test de la première moitié fabriquée de la batterie au soleil. Avec une faible activité solaire, la moitié fabriquée génère 9,31V. Très bon. Il est temps de commencer à fabriquer la seconde moitié de la batterie.

Chaque moitié s'adapte parfaitement à sa place. Pour fixer la base à l'intérieur de la batterie, 4 petites vis ont été utilisées.
Le fil destiné à relier les moitiés du panneau solaire a été passé à travers le trou de ventilation du côté central et fixé avec du mastic.

Il est nécessaire d'équiper chaque panneau solaire du système d'une diode de blocage, qui doit être connectée à la batterie en série. Il est conçu pour empêcher la décharge de la batterie à travers la batterie. Une diode Schottky de 3,3 A a été utilisée, qui présente une chute de tension nettement inférieure à celle des diodes conventionnelles, ce qui minimise la perte de puissance sur la diode. Un jeu de vingt-cinq diodes 31DQ03 a été acheté pour quelques dollars seulement sur eBay.
Basé caractéristiques techniques des diodes, meilleur endroit leur emplacement est à l'intérieur de la batterie. Cela est dû à la dépendance de la chute de tension de la diode à la température. Puisque la température à l’intérieur de la batterie sera supérieure à la température ambiante, le rendement de la diode va donc augmenter. Du mastic a été utilisé pour fixer la diode.

Afin de faire sortir les fils, un trou a été percé au bas du panneau solaire. Il est préférable de nouer les fils et de les fixer avec du mastic pour éviter qu'ils ne soient arrachés plus tard.
Il est impératif de laisser sécher le mastic avant de poser la protection en plexiglas. Les vapeurs de silicone peuvent former un film sur la surface intérieure du plexiglas si le silicone ne sèche pas à l’air libre.

Un connecteur à deux broches a été fixé au fil de sortie de la batterie solaire, dont la prise sera à l'avenir connectée au contrôleur de charge de la batterie utilisé pour l'éolienne. Ainsi, la batterie solaire et l’éolienne pourront fonctionner en parallèle.

Voici à quoi ressemble la version finale du panneau solaire avec l'écran installé. Il n’est pas nécessaire de se précipiter pour sceller les joints en plexiglas tant que les performances de la batterie n’ont pas été entièrement testées. Il peut arriver qu'un contact se soit détaché sur l'un des éléments et vous devrez accéder à l'intérieur de la batterie pour éliminer le problème.

Les calculs préliminaires ont été justifiés : la batterie solaire terminée, sous le brillant soleil d'automne, produit 18,88 V sans charge.

Ce test a été réalisé dans des conditions similaires et montre d'excellentes performances de la batterie - 3,05 A.

Batterie solaire en conditions de travail. Pour maintenir l'orientation vers le soleil, la batterie est déplacée plusieurs fois par jour, ce qui en soi n'est pas difficile. À l'avenir, il sera possible d'installer un suivi automatique de la position du soleil dans le ciel.
Alors, quel est le coût final de la batterie que nous avons réussi à fabriquer de nos propres mains ? Considérant que nous avions des morceaux de bois, des fils et d'autres choses utiles à la fabrication de la batterie dans notre atelier, nos calculs peuvent différer légèrement. Le coût final du panneau solaire était de 105 dollars, dont 74 dollars dépensés pour l'achat des cellules elles-mêmes.
D'accord, ce n'est pas si mal ! Cela représente une fraction du coût d’une batterie d’usine de puissance équivalente. Et il n’y a rien de compliqué là-dedans ! Pour augmenter la puissance de sortie, il est tout à fait possible de construire plusieurs de ces batteries.

Un jour, après avoir entendu parler à la télévision de panneaux solaires capables de convertir l'énergie solaire en électricité, l'auteur a eu l'idée de les utiliser. Pour commencer, il a essayé de trouver autant d'informations que possible sur les panneaux solaires, les onduleurs, les éléments et leurs autres composants. Malheureusement, les bons panneaux solaires coûtent assez cher et l’auteur ne pouvait pas simplement acheter un panneau fabriqué en usine pour une utilisation pratique à la maison. Cependant, parmi les nombreux articles sur Internet, l'auteur a trouvé plusieurs articles dédiés auto-assemblage panneaux solaires à la maison.

Matériaux et outils que l'auteur a utilisés pour créer son panneau solaire :
1) vitre de fenêtre mesurant 86 sur 66 cm
2) coins en aluminium
3) fer à souder avec consommables
4) un ensemble de cellules solaires
5) ruban adhésif double face
6) onduleur
7) piles

Regardons de plus près les étapes de construction d'un panneau solaire.

Avant de créer son premier panneau solaire, l'auteur s'est préparé assez longtemps en étudiant des articles sur l'assemblage des panneaux, des informations sur différents types d'éléments, des méthodes d'étanchéité et des matériaux nécessaires à la création de panneaux pour un débutant. L’une des connaissances les plus importantes que l’auteur a acquises grâce à ces articles est l’expérience des erreurs des autres. Par exemple, il a étudié en détail les principales erreurs lors du scellement d'un panneau et a également compris comment travailler au mieux avec les plaques de cellules solaires afin de ne pas les endommager.

Après une préparation théorique, l’auteur a entamé une formation pratique. Le budget de fabrication du panneau solaire n’étant pas important, l’auteur a décidé de l’assembler principalement à partir de matériaux de récupération. Ayant trouvé un assez bon magasin de fenêtres en plastique, l'auteur y a commandé deux verres mesurant 86 sur 66 cm. Également dans l'un des magasins, des coins en aluminium ont été achetés qui constitueront le cadre du panneau solaire. L'auteur a décidé de commander des cellules solaires dans une boutique en ligne, car elles y étaient beaucoup moins chères.

Une fois tous les matériaux de base rassemblés et les éléments reçus par courrier, l'auteur a commencé à assembler son premier panneau solaire.
Pour commencer, il a été décidé de relier tous les éléments à l'aide de ruban métallique et d'un fer à souder. Depuis que l'auteur s'est familiarisé avec les principales erreurs lors du soudage de cellules solaires, ce processus s'est déroulé sans aucune panne. Dans le travail, l'auteur a utilisé une petite quantité de colophane et la pression pendant le soudage était légère, et avant de commencer le travail, tous les éléments étaient disposés sur une surface de verre plane, de sorte que l'ensemble du processus de soudage des éléments n'était pas très difficile. . Il a fallu environ une heure et demie à l'auteur pour souder 36 plaques de cellules solaires, et un certain temps a été consacré à l'étamage des fils. L'auteur a nommé les grands principes comme la nécessité d'un fer à souder de 40 W, car les plaques dégagent de la chaleur à l'approche du fer à souder, et très peu de colophane est nécessaire pour souder, sinon l'étain risque de ne pas coller à la plaque, c'est pourquoi l'auteur a dû étamer complètement tous les fils.

Pour fixer les plaques au verre dans une position régulière, l'auteur a utilisé du ruban adhésif double face. À l'aide du même ruban adhésif, l'auteur a complètement fixé le bord du verre, sur lequel un film polymère a ensuite été collé.

Ci-dessous, une photographie avec tous les types de ruban adhésif que l'auteur a utilisés lors de la création de ce panneau solaire :

L’auteur avait également besoin de ruban adhésif pour sceller le panneau solaire. Il est très important de sceller les éléments, car si de l'humidité pénètre sur les contacts, ils s'oxyderont et vous devrez les ressouder. Le panneau assemblé a donc été collé film de polyéthylène, que l'auteur a sécurisé avec le même ruban adhésif double face. L'essentiel dans ce processus est de ne pas oublier les réserves pour les bords et la précision lors de la création de coupes pour les fils. Une fois le film collé avec succès, l’auteur a utilisé du mastic silicone.

Ensuite, le verre a dû être placé dans un cadre pour le protéger des éclats et simplement augmenter la fiabilité de la conception de la batterie solaire. L'auteur a choisi de fabriquer le cadre du verre en plastique, car il lui restait du plastique provenant des rénovations de la maison, bien que vous puissiez également utiliser des coins métalliques ou des blocs de bois. En général, tout dépend des outils et du matériel dont vous disposez.

Le cadre a été collé à l'aide d'un fer standard sur une surface plane à 45 degrés.

Ensuite, le verre a été installé à l'intérieur d'un tel cadre fait maison et les bords sont à nouveau scellés avec du mastic silicone. L'excédent de film a été coupé au cours du processus pour un meilleur aspect esthétique du produit.

Le résultat a été un panneau solaire fabriqué à partir de matériaux de récupération :

Un autre panneau solaire a été assemblé de la même manière, puisque les éléments ont été achetés en trop.
Ensuite, l’auteur a décidé de commencer à tester les panneaux assemblés.

Le premier panneau avait une tension de 21 V et un courant de court-circuit de 3,4 A. La charge de la batterie était de 40 Ah. 2.1 R. Lors des tests, le temps était assez nuageux et il n'a pas été possible de vérifier la puissance maximale des panneaux.

En conséquence, dans les mêmes conditions météorologiques système assembléà partir de deux panneaux solaires, il a produit un courant de circuit de 7 ampères et une tension d'environ 20 V. C'est largement suffisant, et par temps plus ensoleillé, les performances seront bien meilleures.

La détérioration de l'environnement, la hausse des prix de l'énergie, le désir d'autonomie et d'indépendance face aux caprices des hommes d'État - ce ne sont là que quelques facteurs qui obligent les gens ordinaires les plus endurcis à détourner leurs regards rêveurs. sources alternativesénergie. Pour la majorité de nos compatriotes, les réflexions sur l'énergie « verte » restent une idée fixe : les prix élevés des équipements l'affectent et, par conséquent, la non-rentabilité de l'idée. Mais personne ne vous interdit de réaliser vous-même une installation pour obtenir de l'énergie gratuite ! Aujourd'hui, nous allons parler de la façon de construire une batterie solaire de vos propres mains et d'examiner les perspectives de son utilisation dans la vie quotidienne.

Batterie solaire : qu'est-ce que c'est ?

L’humanité est passionnée par l’idée de transformer le rayonnement solaire en énergie électrique depuis les années 30 du siècle dernier. C'est alors que des scientifiques de l'Académie des sciences de l'URSS ont annoncé la création de cristaux semi-conducteurs de cuivre-thallium, dans lesquels un courant électrique a commencé à circuler sous l'influence des rayons lumineux. Aujourd'hui, ce phénomène est connu sous le nom d'effet photoélectrique et est largement utilisé dans les centrales solaires et dans divers capteurs.

Les premiers panneaux solaires sont connus depuis les années 50 du siècle dernier.

L'intensité du courant d'une cellule photoélectrique est mesurée en microampères. Par conséquent, pour obtenir une puissance électrique significative, elles sont combinées en blocs. De nombreux modules de ce type constituent la base d'une batterie solaire (SB), qui peut être utilisée pour connecter divers appareils électroniques. Si nous parlons d'un appareil complet pouvant être installé à l'extérieur, il est alors plus correct de parler d'un panneau solaire (SP) dont la conception protège l'assemblage de modules photovoltaïques des facteurs externes.

Il faut dire que l'efficacité des premiers systèmes solaires électriques n'atteignait même pas 10 % - à la fois les défauts de la technologie des semi-conducteurs et les pertes inévitables liées à la réflexion, à la dispersion ou à l'absorption ont été affectées. flux lumineux. Des décennies de travail acharné des scientifiques ont donné des résultats et aujourd'hui, l'efficacité des cellules solaires les plus modernes atteint 26 %. Quant aux développements prometteurs, ici ils sont encore plus élevés - jusqu'à 46 % ! Bien entendu, le lecteur attentif pourrait affirmer que d’autres groupes électrogènes fonctionnent avec une efficacité énergétique de 95 à 98 %. Cependant, il ne faut pas oublier que nous parlons d'énergie totalement gratuite, dont la valeur par journée ensoleillée dépasse 100 W par mètre carré. m de surface terrestre par seconde.

Les panneaux solaires modernes produisent de l'électricité à l'échelle industrielle

L'électricité obtenue à l'aide de panneaux solaires peut être utilisée de la même manière que celle obtenue dans les centrales électriques conventionnelles - pour alimenter divers appareils électroniques, éclairage, chauffage, etc. La seule différence est que la puissance du module photoélectronique est constante et non variable. le courant est en fait un avantage. Le fait est que tout système solaire ne fonctionne que pendant la journée et que sa puissance dépend beaucoup de la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon. Comme le SB ne peut pas fonctionner la nuit, l'électricité doit être stockée dans des batteries, qui sont toutes des sources de courant continu.

Dispositif et principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'une batterie électrique est basé sur le suivant phénomènes physiques, tels que la semi-conductivité et l'effet photoélectrique. Toute cellule solaire est basée sur des semi-conducteurs dont les atomes manquent d’électrons (conductivité de type p) ou en ont un excès (type n). En d’autres termes, une structure à deux couches est utilisée avec une couche n comme cathode et une couche p comme anode. Étant donné que les forces de maintien des électrodes « supplémentaires » dans la couche n sont affaiblies (les atomes n'ont pas assez d'énergie pour elles), elles sont facilement arrachées de leur place lorsqu'elles sont bombardées par des photons lumineux. Ensuite, les électrons se déplacent dans les « trous » libres de la couche P et, via une charge électrique connectée (ou batterie), retournent à la cathode - c'est ainsi que circule le courant électrique, provoqué par le flux de rayonnement solaire.

La conversion de l'énergie solaire en énergie électrique est possible grâce à l'effet photoélectrique décrit dans ses travaux par Einstein.

Comme indiqué ci-dessus, l'énergie d'une cellule photoélectrique est extrêmement faible, elles sont donc combinées en modules. En connectant plusieurs de ces unités en série, la tension de la batterie augmente et, en parallèle, le courant augmente. Ainsi, sachant paramètres électriques Une cellule peut assembler une batterie de la puissance requise.

L'électricité reçue de la batterie solaire peut être stockée dans des batteries et, après conversion en 220 V, utilisée pour alimenter des appareils électroménagers ordinaires.

Pour se protéger des influences atmosphériques, les modules semi-conducteurs sont installés dans un cadre rigide et recouverts de verre à transmission lumineuse accrue. Étant donné que l'énergie solaire ne peut être utilisée que pendant la journée, des batteries sont utilisées pour l'accumuler - leur charge peut être utilisée selon les besoins. Pour augmenter la tension et l'adapter selon les besoins appareils ménagers des onduleurs sont utilisés.

Vidéo : comment fonctionne un panneau solaire

Classification des modules photovoltaïques

Aujourd’hui, la production de panneaux solaires suit deux voies parallèles. D'une part, le marché contient des modules photovoltaïques créés à base de silicium et, d'autre part, des modules en film créés à partir d'éléments de terres rares, de polymères modernes et de semi-conducteurs organiques.

Les cellules solaires au silicium les plus populaires aujourd'hui sont divisées en plusieurs types :

• monocristallin;
• polycristallin;
• amorphe.

Pour une utilisation dans des cellules solaires faites maison, il est préférable d'utiliser des modules en silicium polycristallin. Bien que l'efficacité de ces derniers soit inférieure à celle des éléments monocristallins, leurs performances ne sont pas si fortement affectées par la contamination de la surface, les nuages ​​bas ou l'angle d'incidence. rayons de soleil.

Il n'est pas difficile de distinguer les modules en silicium polycristallin des modules monocristallins - les premiers ont une couleur plus claire teinte bleue avec des motifs « givrés » prononcés sur la surface. De plus, le type de plaquettes photovoltaïques peut être déterminé par leur forme : un monocristal a des bords arrondis, tandis que son concurrent le plus proche (le polycristal) est un rectangle prononcé.

Quant aux batteries en silicium amorphe, elles sont encore moins dépendantes du conditions météorologiques et grâce à leur flexibilité, ils ne risquent pratiquement pas d'être endommagés lors du montage. Cependant, leur utilisation à des fins personnelles est limitée à la fois par la puissance spécifique relativement faible par mètre carré de surface et par leur coût élevé.

Les cellules solaires au silicium constituent la classe la plus courante de plaquettes photoélectriques, elles sont donc le plus souvent utilisées pour fabriquer des appareils faits maison.

L’émergence des modules photovoltaïques à film est motivée à la fois par la nécessité de réduire le coût des panneaux solaires et par la nécessité d’obtenir des systèmes plus productifs et durables. Aujourd'hui, l'industrie maîtrise la production de modules solaires électriques minces basés sur :

• tellurure de cadmium avec une efficacité allant jusqu'à 12 % et un coût de 1 W inférieur de 20 à 30 % à celui des monocristaux ;
• séléniure de cuivre et d'indium - efficacité 15 à 20 % ;
• composés polymères - épaisseur jusqu'à 100 nm, avec efficacité - jusqu'à 6%.

Il est encore trop tôt pour parler de la possibilité d'utiliser des modules de film pour construire de vos propres mains une station solaire électrique. Malgré le coût abordable, seules quelques entreprises se consacrent à la production de cellules solaires en tellurure-cadmium, en polymère et en cuivre-indium.

Les avantages des photocellules à film tels que le rendement élevé et la résistance mécanique nous permettent d'affirmer en toute confiance qu'elles représentent l'avenir de l'énergie solaire.

Bien que l'on puisse trouver dans le commerce des batteries fabriquées à l'aide de la technologie film, la plupart d'entre elles sont présentées sous la forme produits finis. Nous sommes intéressés par des modules individuels à partir desquels vous pouvez construire un panneau solaire fait maison peu coûteux - ils sont encore rares sur le marché.

Des données récapitulatives sur l'efficacité des cellules solaires produites par l'industrie sont présentées dans le tableau.

Tableau : Efficacité des cellules solaires modernes

Où puis-je me procurer des photocellules et peuvent-elles être remplacées par autre chose ?

Acheter des plaquettes monocristallines ou polycristallines adaptées à l'assemblage d'un panneau solaire n'est pas un problème aujourd'hui. La question est que l'idée même d'un générateur fait maison électricité gratuite suggère un résultat qui sera nettement moins cher que l'équivalent d'usine. Si vous achetez des modules photovoltaïques localement, vous ne pourrez pas économiser beaucoup.

Sur les plateformes commerciales étrangères, les cellules solaires sont présentées dans une large gamme - vous pouvez acheter soit un seul produit, soit un ensemble de tout le nécessaire pour assembler et connecter une batterie solaire.

Pour un prix raisonnable, les cellules solaires peuvent être trouvées sur des plateformes commerciales étrangères, par exemple eBay ou AliExpress.. Là, ils sont présentés dans une large gamme et à des prix très abordables. Pour notre projet, par exemple, des plaques polycristallines courantes mesurant 3x6 pouces conviennent. Dans des conditions idéales, ils peuvent générer un courant électrique de 0,5 V et jusqu'à 3 A, soit 1,5 W de puissance électrique.

Si vous souhaitez économiser autant que possible ou essayez propre force, alors il n'est pas nécessaire d'acheter immédiatement de bons modules entiers - vous pouvez vous en sortir avec des modules de qualité inférieure. Sur le même eBay ou AliExpress, vous pouvez trouver des ensembles de plaques présentant de petites fissures, des coins ébréchés et d'autres défauts - les produits dits de classe «B». Les dommages externes n'affectent pas les caractéristiques techniques des photocellules, mais on ne peut pas en dire autant du prix - les pièces défectueuses peuvent être achetées 2 à 3 fois moins chères que celles qui ont état commercialisable. C’est pourquoi il est logique de les utiliser pour tester la technologie sur votre premier panneau solaire.

Lors du choix des modules photoélectroniques, vous verrez des éléments divers types et la taille. Ne présumez pas que plus leur surface est grande, plus la tension qu’ils produisent est élevée. C'est faux. Les éléments du même type génèrent la même tension quelle que soit leur taille. On ne peut pas en dire autant de la force actuelle – ici, la taille est critique.

Bien que des composants obsolètes puissent être utilisés comme cellules photovoltaïques, les diodes et les transistors ouverts ont une tension et un courant trop faibles - des milliers de ces dispositifs seront nécessaires

Je voudrais immédiatement vous avertir qu'il ne sert à rien de chercher un analogue parmi les différents appareils électroniques disponibles. Oui, vous pouvez obtenir un module photoélectronique fonctionnel à partir de diodes ou de transistors puissants extraits d'une vieille radio ou d'un téléviseur. Et même fabriquer une batterie en connectant plusieurs de ces éléments en chaîne. Cependant, il ne sera pas possible d'alimenter quelque chose de plus puissant qu'une calculatrice ou une lampe de poche LED avec un tel « panneau solaire » en raison des caractéristiques techniques trop faibles d'un seul module.

Le principe de calcul de la puissance de la batterie

Pour calculer la puissance requise d’un système solaire électrique fait maison, vous devez connaître la consommation électrique mensuelle. Ce paramètre est le plus simple à déterminer : la quantité d'électricité consommée en kilowattheures peut être vue sur le compteur ou découverte en consultant les factures que les ventes d'énergie envoient régulièrement. Ainsi, si les coûts s'élèvent par exemple à 200 kWh, la batterie solaire devrait alors produire environ 7 kWh d'électricité par jour.

Dans les calculs, il convient de tenir compte du fait que les panneaux solaires produisent de l'électricité uniquement pendant la journée et que leurs performances dépendent à la fois de l'angle du soleil au-dessus de l'horizon et des conditions météorologiques. En moyenne, jusqu'à 70 % de la quantité totale d'énergie est générée entre 9 h et 16 h, et en présence de nuages ​​​​ou de brume, même légers, la puissance des panneaux diminue de 2 à 3 fois. Si le ciel est couvert de nuages ​​​​continus, vous pouvez au mieux obtenir 5 à 7 % des capacités maximales du système solaire.

Le graphique d'efficacité énergétique de la batterie solaire montre que la majeure partie de l'énergie générée se produit entre 9 et 16 heures.

Compte tenu de tout ce qui précède, on peut calculer que pour obtenir 7 kWh d'énergie dans des conditions idéales, vous aurez besoin d'un ensemble de panneaux d'une capacité d'au moins 1 kW. Si l'on prend en compte la diminution de la productivité associée aux changements de l'angle d'incidence des rayons, aux facteurs météorologiques, ainsi qu'aux pertes de batteries et de convertisseurs d'énergie, alors ce chiffre devrait être augmenté d'au moins 50 à 70 pour cent. Si nous prenons en compte le chiffre supérieur, alors pour l'exemple considéré, nous aurons besoin d'un panneau solaire d'une capacité de 1,7 kW.

Le calcul ultérieur dépend des photocellules qui seront utilisées. Par exemple, prenons les cellules polycristallines 3˝×6˝ mentionnées précédemment (surface 0,0046 m²) avec une tension de 5 V et un courant allant jusqu'à 3 A. Pour collecter un réseau de photocellules avec une tension de sortie de 12 V et un courant de 1 700 W/ 12 V = 141 A, vous devrez connecter 24 éléments en rangée (la connexion en série permet de sommer les tensions) et utiliser 141 A / 3 A = 47 de ces rangées (1 128 plaques). La superficie de la batterie, lorsqu'elle est posée aussi densément que possible, sera de 1 128 x 0,0046 = 5,2 mètres carrés. m

Afin d'accumuler et de transformer l'énergie solaire en 220 Volts habituels, vous aurez besoin d'un ensemble de batteries, d'un contrôleur de charge et d'un onduleur boost.

Pour stocker l'électricité, on utilise des batteries d'une tension de 12 V, 24 V ou 48 V, et leur capacité doit être suffisante pour accueillir ces mêmes 7 kWh d'énergie. Si nous prenons les batteries au plomb courantes de 12 volts (loin d'être les plus la meilleure option), alors leur capacité doit être d'au moins 7 000 Wh/12 V = 583 Ah, soit trois grosses batteries de 200 ampères-heures chacune. Il faut tenir compte du fait que le rendement des batteries ne dépasse pas 80 %, et aussi que lorsque la tension est convertie par un onduleur en 220 V, 15 à 20 % d'énergie sera perdue. Par conséquent, vous devrez acheter au moins une batterie supplémentaire du même type pour compenser toutes les pertes.

Sur la question de la possibilité d'utiliser des panneaux solaires électriques à des fins de chauffage

Comme vous l'avez peut-être déjà remarqué, l'expression « batterie solaire » ou « panneau solaire » est constamment évoquée dans le contexte d'un appareil de nature électrique. Cela n’a pas été fait par hasard, puisque d’autres panneaux solaires ou batteries sont souvent appelés géocollecteurs de la même manière.

Plusieurs capteurs solaires pourront alimenter la maison en eau chaude et prendre en charge une partie des frais de chauffage

La capacité de convertir directement l’énergie du rayonnement solaire en chaleur peut augmenter considérablement la productivité de telles installations. Ainsi, les géocollecteurs modernes avec revêtement sélectif des tubes à vide ont un rendement de 70 à 80 % et peuvent être utilisés à la fois dans les systèmes d'alimentation en eau chaude et pour le chauffage des locaux.

La conception du capteur solaire avec tubes à vide minimise le transfert de chaleur vers l'environnement extérieur

Revenant à la question de savoir s'il est possible d'utiliser un panneau solaire électrique pour alimenter des appareils de chauffage, considérons la quantité de chaleur nécessaire, par exemple pour une maison de 70 mètres carrés. mètres. Basé sur les recommandations standard de 100 W de chaleur par 1 m². m de surface de pièce, nous obtenons un coût de 7 kW d'énergie par heure soit environ 70 kWh par jour (les appareils de chauffage ne seront pas allumés en permanence).

Cela fait 10 piles faites maison avec superficie totale 52 m² Pouvez-vous imaginer un colosse, disons, de 4 m de large et plus de 13 m de long, ainsi qu'un bloc de batteries de 12 volts d'une capacité totale de 7 200 ampères-heures ? Un tel système ne pourra même pas atteindre l’autosuffisance avant que la durée de vie de la batterie ne soit épuisée. Comme vous pouvez le constater, il est encore trop tôt pour parler de la faisabilité de l’utilisation de panneaux solaires à des fins de chauffage.

Choisir un emplacement pour installer un panneau solaire électrique

Il est nécessaire de choisir l'endroit où le panneau solaire sera installé dès la conception. Il peut s'agir soit d'une pente de toit orientée au sud, soit espace ouvert sur une zone suburbaine. La seconde, bien entendu, est préférable pour plusieurs raisons :

• la batterie solaire installée en dessous est plus facile à entretenir ;
• il est plus facile de monter le dispositif rotatif au sol ;
• la charge supplémentaire sur le toit et ses dommages lors de l'installation d'un système solaire sont éliminés.

Le lieu d'installation du panneau électrique doit être exposé au soleil toute la journée, il ne doit donc y avoir aucun arbre ou bâtiment à proximité qui pourrait projeter des ombres sur sa surface.

Lors du choix d'un endroit pour installer un système solaire, veillez à prendre en compte la possibilité d'ombrager les panneaux solaires avec les objets environnants.

La deuxième circonstance qui nous oblige à rechercher un tel site avant de commencer à assembler une batterie solaire est liée à la détermination des dimensions du panneau. En assemblant l'appareil de nos propres mains, nous pouvons être assez flexibles dans le choix de ses dimensions. De ce fait, vous pouvez obtenir une installation qui s’intègre parfaitement à l’extérieur.

Commençons par fabriquer une batterie solaire de nos propres mains

Après avoir effectué tous les calculs nécessaires et décidé de l'emplacement d'installation de la batterie solaire, vous pouvez commencer à la fabriquer.

De quoi aurez-vous besoin au travail ?

En plus des cellules solaires achetées, lors de la construction d'un panneau solaire électrique, vous aurez besoin des matériaux suivants :

• fil toronné en cuivre;
• souder;
• bus spéciaux pour connecter les câbles des photocellules ;
• Diodes Schottky, conçues pour le courant maximum d'une cellule ;
• souder;
• lattes en bois ou coins en aluminium ;
• contreplaqué ou OSB;
• Panneau de fibres de bois ou autre matériau diélectrique en feuille rigide ;
• du plexiglas (vous pouvez utiliser du polycarbonate, du verre ultra-transparent anti-éblouissant ou absorbant les rayons IR vitreépaisseur d'au moins 4 mm);
• mastic silicone;
• vis autotaraudeuses;
• imprégnation antibactérienne pour bois;
• Peinture à l'huile.

Lorsque vous choisissez du verre pour un panneau solaire, vous devez choisir des variétés absorbant les infrarouges avec une transmission lumineuse maximale et une réflexion lumineuse minimale.

Pour travailler, vous aurez besoin de cet outil simple :

• fer à souder;
• scie à métaux ou scie sauteuse ;
• un jeu de tournevis ou un tournevis ;
• pinceaux.

Si un support supplémentaire ou un support rotatif est construit sous le panneau solaire, la liste des matériaux et des outils doit alors être complétée par des poutres en bois ou des coins métalliques, une tige d'acier, une machine à souder, etc. Lors de l'installation du panneau solaire au sol , le terrain peut être bétonné ou carrelé.

Instructions pour l'avancement des travaux

À titre d'exemple, considérons le processus de construction d'un système solaire électrique à partir des cellules solaires de 3 x 6 pouces évoquées ci-dessus avec une tension de 0,5 V et un courant allant jusqu'à 3 A. Pour charger une batterie de 12 volts, il faut que notre batterie « produise » au moins 18 V, c'est-à-dire qu'il faudra 36 plaques. L'assemblage doit être effectué par étapes, sinon des erreurs de fonctionnement ne peuvent être évitées. Il ne faut pas oublier que toute modification, ainsi que toute manipulation excessive des photocellules, peuvent entraîner leur endommagement - ces dispositifs se caractérisent par une fragilité accrue.

Pour fabriquer une batterie solaire à part entière, vous aurez besoin de plusieurs dizaines de photocellules.

Fabrication de boîtiers

Le boîtier de la batterie solaire est une boîte plate recouverte de contreplaqué d’un côté et de verre transparent de l’autre. Pour réaliser le cadre, vous pouvez utiliser aussi bien des coins en aluminium que des lattes en bois. La deuxième option est plus facile à utiliser, nous vous recommandons donc de la choisir pour créer votre premier panneau.

Lorsque vous commencez à construire un panneau solaire, faites un petit dessin - à l'avenir, cela vous permettra de gagner du temps et d'éviter les erreurs de dimensions

A partir de lattes d'une section de 20x20 mm, est assemblé un cadre rectangulaire de dimensions extérieures de 118x58 cm, renforcé par une traverse.

Le boîtier de la batterie solaire est un panneau en bois dont les côtés ne dépassent pas 2 cm de hauteur - dans ce cas, ils ne feront pas d'ombre aux photocellules.

Des dispositifs de ventilation sont percés dans les extrémités inférieures du boîtier, ainsi que dans la barre d'espacement. Ils feront communiquer la cavité interne avec l'atmosphère, de sorte que le verre ne s'embuera pas. à l'intérieur. Après cela, un rectangle correspondant aux dimensions extérieures du cadre est découpé dans une feuille de plexiglas.

Les trous pratiqués dans les lattes servent à la ventilation espace interne panneaux

L'arrière de la boîte est recouvert de contreplaqué ou d'OSB. La carrosserie est traitée avec un antiseptique et peinte à la peinture à l'huile.

Pour protéger la caisse en bois des influences atmosphériques, elle est peinte avec de la peinture à l'huile

2 substrats pour photocellules sont découpés en fonction de la taille des cavités internes du boîtier. Leur utilisation lors de l'installation des plaques rendra non seulement le travail plus pratique, mais réduira également le risque d'endommagement du verre fragile. Pour les substrats, vous pouvez prendre n'importe quel matériau dense - panneaux de fibres, textolite, etc. L'essentiel est qu'il ne conduit pas le courant électrique et résiste bien à la chaleur.

Tout diélectrique approprié, par exemple un panneau de fibres perforé, peut être utilisé comme substrat pour les photocellules.

Assemblage de plaques

Le montage des plaques commence dès le déballage. Souvent, pour préserver les photocellules, elles sont rassemblées en pile et remplies de paraffine. Dans ce cas, les produits sont immergés dans un récipient rempli d'eau et chauffés au bain-marie. Une fois la paraffine fondue, les plaques doivent être séparées les unes des autres et bien séchées.

Il est préférable de retirer la cire d'un paquet d'assiettes au bain-marie. La méthode illustrée sur la figure ne s'est pas révélée la meilleure - lors de l'ébullition, les plaques commencent à vibrer et à se heurter

Les photocellules sont disposées sur le substrat de manière à ce que leurs conducteurs soient orientés dans la direction souhaitée. Dans notre cas, les 36 plaques sont connectées en série - cela nous permettra de « composer » le 18 V dont nous avons besoin. Pour faciliter l'installation, 6 plaques doivent être soudées, ce qui donne 6 chaînes distinctes.

Avant le soudage, les photocellules sont disposées en chaînes de la longueur requise.

Connaissant le principe de formation des panneaux solaires, vous pouvez facilement sélectionner la tension et le courant requis. Tout est très simple : tout d'abord, un groupe de plaques connectées en série est assemblé, ce qui donnera la tension requise. Après cela, les blocs individuels sont connectés en parallèle - leur intensité actuelle sera résumée. Ainsi, vous pouvez obtenir un panneau de n'importe quelle puissance.

De la soudure est appliquée sur les pistes conductrices des photocellules et les pièces sont reliées entre elles à l'aide d'un fer à souder de faible puissance.

Lorsque vous achetez des photocellules moins chères sans câbles, soyez prêt à un travail minutieux pour souder des conducteurs

Après avoir assemblé les six groupes, appliquez une goutte de mastic silicone au centre de chaque plaque. Les chaînes de photocellules sont ensuite déroulées et soigneusement collées au substrat.

Du mastic silicone ou de la colle caoutchouc est utilisé pour fixer les photocellules au substrat.

Une diode Schottky est soudée à la borne positive de chaque chaîne - elle protégera la batterie de la décharge à travers le panneau temps sombre jour ou par temps nuageux. À l'aide d'un jeu de barres spécial ou d'une tresse de cuivre, les blocs individuels sont connectés en un seul circuit.

Sur le schéma connections electriques les éléments du panneau solaire sont délimités par une ligne pointillée

Lors d'une connexion en série, la borne positive doit être connectée au contact négatif, et en parallèle, au même contact.

Installation des plaques dans le boîtier

Les photocellules assemblées sur le substrat sont placées dans un boîtier et fixées au contreplaqué à l'aide de vis autotaraudeuses. Les différentes parties de la batterie solaire sont reliées entre elles par un conducteur en cuivre. Il peut être transmis par l'un des trous d'aération dans la barre transversale - de cette façon, il n'y aura aucune interférence lors de l'installation du verre.

Un câble multiconducteur est soudé au « plus » et au « moins », qui sort par un trou au bas du boîtier - il sera nécessaire pour connecter le panneau à la batterie. Pour éviter d'endommager les plaques, le câble est solidement fixé au cadre en bois.

Après avoir installé les plaques, tous les éléments suspendus sont fixés à l'aide de colle chaude ou de mastic

La batterie solaire est recouverte d'une feuille de plexiglas fixée à l'aide de coins ou de vis autotaraudeuses. Pour protéger les photocellules de l'humidité, une couche de mastic silicone est appliquée entre le cadre et le verre. À ce stade, l'assemblage peut être considéré comme terminé : vous pouvez placer la batterie solaire sur le toit et la connecter aux consommateurs.

Après la pose et la fixation du revêtement de verre, le panneau solaire est prêt à l'emploi.

L'efficacité d'une batterie solaire dépend de son orientation par rapport au soleil : la puissance maximale est atteinte lorsque les rayons du soleil tombent à angle droit. Pour augmenter la productivité de l'installation, celle-ci est placée sur un châssis tournant. Cette structure est en bois ou armature en métal, monté sur un axe horizontal rotatif.

Pour une efficacité maximale, le panneau solaire doit être orienté strictement vers le Soleil. La meilleure façon de faire face à cette tâche est installations automatiques, appelés trackers solaires

Pour faire pivoter et fixer le cadre, vous pouvez utiliser soit un entraînement mécanique (par exemple, un entraînement par chaîne), soit une barre de support avec réglage par étapes. Les appareils rotatifs les plus avancés sont équipés d’une unité de rotation dans le plan vertical et d’un système de suivi solaire automatique. Un équipement similaire peut être assemblé en utilisant moteurs pas à pas et un microcontrôleur moderne, tel qu'Arduino.

Construire un tracker solaire à la maison est extrêmement tâche difficile, donc le plus souvent les artisans se débrouillent cadre simple avec cadre incliné ou fixe

La connexion de la batterie solaire au système d'alimentation électrique autonome doit être effectuée à l'aide d'un contrôleur de charge. Ce dispositif répartira non seulement correctement le flux d'énergie électrique, mais empêchera également une décharge profonde de la batterie, augmentant ainsi sa durée de vie. Toutes les connexions, y compris la connexion d'un onduleur de 220 volts, doivent être effectuées avec des fils de cuivre d'une section d'au moins 3 à 4 mètres carrés. mm - cela évitera les pertes d'énergie ohmique.

Le contrôleur de charge de batterie solaire lui permettra de fonctionner à la puissance de courant maximale et protégera les batteries d'une décharge excessive.

Enfin, je voudrais recommander de surveiller la batterie solaire non seulement par des indicateurs et des aiguilles d'instruments. Gardez à l’esprit que le verre sale peut réduire les performances de l’usine de 50 % ou plus. N’oubliez pas d’effectuer un nettoyage régulier, et l’installation que vous avez montée vous-même vous récompensera en kilowatts d’énergie totalement gratuite et surtout respectueuse de l’environnement.

Vidéo : assemblage de panneaux solaires DIY

Aujourd'hui, il n'y a aucun obstacle à l'assemblage d'un panneau solaire de vos propres mains. Il n'y a aucun problème ni avec l'achat de photocellules ni avec l'achat d'un contrôleur ou d'un convertisseur d'énergie. Nous espérons que cet article deviendra pour vous un point de départ sur la voie d'une maison autonome, et que vous vous mettrez enfin au travail. Nous attendons avec impatience vos questions, idées et suggestions concernant la conception et l’amélioration des panneaux solaires. À la prochaine!