Як зробити сонячні елементи своїми руками?

1. вибір фотоячеек
2. готові набори
3. Пайка
4. фінішна збірка
5. герметизація

Наши партнеры ArtmMisto

Багато хто вважає, що сучасна сонячна батарея - дуже складний виріб і зробити його самостійно не вийде. Насправді це не зовсім так, звичайно, певні зусилля все ж будуть потрібні, але насправді процес не настільки трудомісткий, як може здатися. Головні труднощі, яка очікує при виготовленні - як зібрати сонячні елементи своїми руками.

Справа в тому, що робота з фотоячейкамі вимагає певних навичок і вмінь, насамперед стосуються пайки і дбайливого поводження з крихкими елементами. І, зрозуміло, знадобиться відповідне паяльне обладнання, розраховане на пайку тонких провідників. Природно, виготовити в домашніх умовах кремнієві моно- і поліпластіни не вийде, а от скористатися промисловими заготовками цілком можна.

вибір фотоячеек

Вибір потрібних фотоячеек - перший етап самостійної збірки сонячних елементів. Можна використовувати і полі-і моноячейкі кремнію, головне - враховувати їх продуктивність і особливості роботи. ККД моноячеек трохи вище, а поліячейкі менше втрачають у енерговироблення при похмурій погоді.

Також потрібно звернути увагу на клас сонячних елементів. Існує 4 класу (A, B, C і D), A-клас - це осередки вищої якості без найменших дефектів, саме вони використовуються в сонячних батареях солідних виробників. Робочі характеристики таких елементів (ККД, толеранс, несхильність до старіння і т.д.) краще, але і вартість їх набагато вище.

Нерідко для самостійного виготовлення вибирають сонячні елементи B-класу. Це осередки, відбраковані при першокласному промисловому виробництві, для яких допустимі мінімальні структурні дефекти. Їх робочі параметри, природно, трохи нижче, ніж у A-класу, але і коштують вони набагато дешевше. До речі, багато невеликих фірм-виробники готових сонячних батарей (виступаючі в ролі звичайних збирачів) використовують в своїх виробах саме такі фотоелементи. Цим часто і пояснюється знижена ефективність покупних батарей.

Придбати потрібні фотоелементи для самостійної збірки можна і на великих інтернет-порталах типу Ebay, і в спеціалізованих магазинах. Причому в останніх можна купити не тільки самі сонячні елементи, але і все необхідне для подальшої збірки, від з'єднувальних провідників до корпусних рам і загартованого лицьового скла.

готові набори

Щоб зібрати сонячні елементи своїми руками, одних фотоячеек недостатньо. Адже фотоячейкі повинні бути з'єднані між собою по електричній схемі, а для цього потрібні відповідні провідники (посріблені) і деякі додаткові елементи (замикаючі діоди і комутаційні клеми). Саме тому багато виробників стали пропонувати готові набори (зокрема, на Ebay можна знайти набір Solar Cells), в яких вже зібрано все необхідне.

Такий комплект включає в себе 36 або 72 сонячних елемента, з'єднувальні провідники і шини, діоди Шотткі (їх включають в схему для запобігання зворотного розряду батареї при затемнених) і олівець з паяльною кислотою.

У деяких наборах провідники вже припаяні до фотоячейкам. В цьому випадку їх залишиться лише викласти згідно зі схемою на корпусі батареї і спаяти між собою. Це дуже зручний варіант, оскільки сонячні елементи досить крихкі і припаяти до них тонкі провідники без пошкоджень може бути вельми складно, особливо для недосвідчених паяльщик. Більш того, подібні фотоячейкі нерідко мають додатковий захист у вигляді ламінуючого шару. Він надійно захищає їх від пошкоджень при транспортуванні і установці.

Пайка

Якщо ж елементи і провідники придбані окремо, то чи монтажу сонячних елементів своїми руками такі:

• Нарізати заготовки провідників необхідної довжини (зручніше це робити по картонному шаблоном);
• Обережно накласти провідник на фотоелемент;
• Нанести на область припаювання кислоту і припій (для зручності інший кінець провідника можна притиснути важким предметом, щоб уникнути його зміщення);
• Ретельно напаяти проводничок (ні в якому разі не можна натискати на фотоячейку, так як вона дуже тендітна і легко може тріснути).

Це дуже кропіткий процес, цілком можливо, що з першого разу домогтися потрібного результату не вийде, тоді пайку доведеться повторити. Згідно з нормами, срібне напилення провідників розрахована на 3 циклу пайки в допустимому температурному діапазоні, на ділі ж воно руйнується досить швидко. Найчастіше це відбувається через паяльних апаратів нерегульованої потужності, їхня робоча температура занадто висока для кремнієвих контактів.

Навіть якщо виробник стверджував, що на соединителях є припій, його краще нанести додатково. Ще один важливий момент - не можна складати сонячні елементи в стопки, так як від загальної маси нижні фотоячейкі можуть тріснути.

фінішна збірка

Коли всі 36 (або 72, залежно від необхідних параметрів) сонячних елемента забезпечені провідниками, можна приступати до фінальної збірці.

Виконується вона таким чином:

• Викласти елементи з провідниками на скляну поверхню (внутрішню сторону заздалегідь закріпленого в рамі корпусу загартованого скла). Між фотоячейкамі необхідно залишити відстань в 3-5 мм, це дозволить їм вільно розширюватися / стискатися без шкоди для з'єднань. Елементи повинні бути викладені рівними рядами, можна навіть нанести на скло відповідну точкову розмітку.
• Спаяти фотоячейкі згідно електричній схемі. При цьому «плюсові» доріжки провідників розміщуються на лицьових сторонах осередків, «мінусові», відповідно, на тильних. Також потрібно встановити елемент VD1 - замикає діод Шотткі. Клема монтується з зовнішньої сторони корпусних рами.
• Вивести контакти крайніх елементів на шини, які потрібно прокласти вздовж бічних сторін. Для шин використовуються більш широкі провідники того ж типу (вони входять в багато набори, наприклад, в Solar Cells). Але токовиводи можна зробити і з акустичних кабелів в силіконовій ізоляції. Природно, їх треба ретельно зафіксувати (краще - силіконом).

На наведеній схемі відображено з'єднання сонячних елементів за допомогою загальної шини. Також можна використовувати послідовне з'єднання (в цьому випадку 2-й і 4-й ряди фотоячеек потрібно повернути на 180˚ щодо 1-го) або з'єднання «з середньою точкою». Це більш раціональний варіант, що дозволяє поставити додаткові замикаючі діоди (кожен для своєї половини сонячної батареї). Це дозволить уникнути зворотних розрядів навіть при часткове затінення

герметизація

Герметизація вироби - фінальний етап збірки сонячних елементів. Однак перш ніж приступити до цього процесу необхідно перевірити якість пайки. Для цього за допомогою мультиметра перевірити робочі показники сили струму і вихідної потужності зібраної панелі. Проводити таке тестування можна як на фінальному етапі (цілком), так і після пайки кожної функціональної групи осередків.

Для герметизації можна використовувати високоеластичний силіконовий герметик. Спочатку їм обробляють місця стиків елементів, потім наносять суцільний шар на всю поверхню панелі. Найзручніше на цьому етапі наносити герметик пензликом, але робити це треба лише після того, як «схопиться» суміш на стиках, інакше осередку зрушити. Після повного висихання складу панель закривається нижньою кришкою.