Солнечный коллектор своими руками — как собрать гелиоколлектор

Альтернативные источники возобновляемой энергии пользуются огромной популярностью. В некоторых странах ЕС автономное теплоснабжение покрывает более 50% потребностей в энергии. В РФ солнечные коллекторы пока не получили широкого распространения. Одна из основных причин: дороговизна оборудования. За гелиопанель отечественного изготовителя потребуется отдать не менее 16-20 тыс. руб. Продукция европейских брендов обойдется еще дороже, начиная с 40-45 тыс. руб.

Изготовление солнечного коллектора своими руками будет дешевле, по крайней мере в половину. Самодельный гелиоколлектор обеспечит достаточным количеством тепла для нагрева душевой воды на 3-4 человек. Для изготовления понадобятся строительные инструменты, смекалка и подручные средства.

Из чего можно сделать гелиосистему

Для начала следует разобраться в том, какой принцип работы использует солнечный водонагреватель. Во внутреннем устройстве блока присутствуют следующие узлы:

теплообменник, внутри которого будет циркулировать теплоноситель;

отражатели для фокусировки солнечных лучей.

Заводской коллектор для нагрева воды от солнца работает следующим образом:

Теплопередача — абсорбер расположен в тесном контакте с теплообменником. Аккумулируемое абсорбером и передаваемое теплообменнику тепло нагревает жидкость, движущуюся по трубкам к змеевику внутри бака теплонакопителя. Циркуляция воды в водонагревателе осуществляется принудительным или естественным способом.

ГВС — используется два принципа подогрева горячей воды:

Прямой нагрев — горячая вода после нагрева попросту сбрасывается в теплоизолированную емкость. В моноблочной гелиосистеме в качестве теплоносителя используется обычная бытовая вода.

Второй вариант — обеспечение ГВС с пассивным водонагревателем по принципу косвенного нагрева. Теплоноситель (часто антифриз) под давлением направляется в теплообменник гелиоколлектора. После нагрева разогретая жидкость подается в накопительный бак, внутри которого встроен змеевик (играющий роль нагревательного элемента), окруженный водой для системы горячего водоснабжения.
Теплоноситель разогревает змеевик, посредством чего и передает тепло воде, находящейся в емкости. При открытии крана нагретая вода из теплоаккумулирующей ёмкости поступает к точке водоразбора. Особенность гелиосистемы с косвенным нагревом в способности работать в течение всего года.

Принцип работы, используемый в дорогостоящих заводских гелиосистемах, копируется и повторяется в коллекторах, изготавливаемых своими руками.

Рабочие конструкции солнечных водонагревателей имеют схожее устройство. Только изготавливаются из подручных материалов. Существуют схемы производства коллекторов из:

ПНД и ПВХ труб.

Судя по схемам, современные «Кулибины» отдают предпочтение самодельным системам с естественной циркуляцией, термосифонного типа. Особенность решения в том, что накопительную емкость располагают в верхней точке ГВС. Вода самотеком циркулирует в системе и подается потребителю.

Коллектор из поликарбоната

Изготавливают из сотовых панелей, отличающихся хорошими теплоизоляционными свойствами. Толщина листов от 4 до 30 мм. Выбор толщины поликарбоната зависит от необходимой теплоотдачи. Чем толще лист и ячейки в нем, тем больше воды сможет нагреть установка.

Чтобы самому сделать гелиосистему, в частности самодельный солнечный водонагреватель из поликарбоната, понадобятся следующие материалы:

пропиленовые уголки, на фитингах должно быть наружное резьбовое соединение;

пластиковые трубы ПВХ: 2 шт, длина 1,5 м, диаметр 32;

2 заглушки.

Трубы укладывают в корпус параллельно. Подключают к ГВС через отсекающие краны. Вдоль трубы делают тонкий надрез, в который можно вставить лист поликарбоната. Благодаря принципу термосифона вода будет самостоятельно поступать в желобки (ячейки) листа, нагреваться и уходить в накопитель, расположенный вверху всей системы нагрева. Для герметизации и фиксации листов, вставленных в трубу, используют силикон, стойкий к термическому воздействию.

Чтобы увеличить теплоэффективность коллектора из сотового поликарбоната, лист покрывают любой селективной краской. Нагрев воды после нанесения селективного покрытия ускоряется приблизительно в два раза.

Коллектор из вакуумных трубок

В этом случае не получится обойтись исключительно подручными средствами. Для изготовления солнечного коллектора придется купить вакуумные трубки. Их продают компании, занимающиеся обслуживанием гелиосистем и непосредственно производители гелиоводонагревателей.

Для самостоятельного производства лучше выбирать колбы с перьевыми стержнями и тепловым каналом heat-pipe. Трубки легче монтировать и менять в случае необходимости.

Также нужно приобрести блок-концентратор для вакуумного солнечного коллектора. При выборе обращают внимание на производительность узла (определяется по количеству трубок, которые можно одновременно подключить к устройству). Раму изготавливают самостоятельно, собирая деревянный каркас. Экономия при изготовлении в домашних условиях, с учетом приобретения готовых вакуумных трубок, составит не менее 50%.

Гелиосистема из пластиковых бутылок

Для приготовления потребуется около 30 шт. ПЭТ бутылок. При сборке удобнее использовать тару одинакового размера на 1 или 1,5 л. На подготовительном этапе с бутылок снимают этикетки, поверхность тщательно промывают. Кроме пластиковой тары понадобится следующее:

8 Т-образных переходников;

рулон тефлоновой пленки;

2 шаровых крана.

При изготовлении солнечных коллекторов из пластиковых бутылок внизу основания делают отверстие, равное диаметру горлышка, куда вставляют резиновый шланг, либо ПВХ трубу. Коллектор собирают в 5 рядов по 6 бутылок на каждой линии.

В ясный день уже через 15 мин. вода нагреется до температуры 45°С. Учитывая высокую производительность солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок имеет смысл подключить к накопительной емкости в 200 л. Последнюю хорошо утепляют для предотвращения теплопотерь.

Коллектор из алюминиевых пивных банок

Алюминий отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Не удивительно, что металл используют для изготовления радиаторов отопления.

Алюминиевые банки можно применять при изготовлении самодельных гелиосистем. Для производства не подойдут банки из жести и любого другого металла.

Для одной гелиопанели будут необходимы следующие комплектующие:

теплообменник — используется коллектор из резинового шланга, или пластиковых труб;

клей для склеивания банок между собой;

селективная краска.

Поверхность банок окрашивается в темный цвет. Короб накрывают толстым стеклом или поликарбонатом.

Солнечный коллектор из алюминиевых банок чаще изготавливают для воздушного отопления. При использовании водяного теплоносителя снижается теплоэффективность устройства.

Гелиосистема из холодильника

Еще одно популярное решение, требующее минимальных затрат времени и средств. Солнечный коллектор делают из радиатора старого холодильника. Змеевик уже окрашен в черный цвет. Достаточно только уложить решетку в деревянный корпус с изоляцией и подключить его к ГВС, при помощи пайки.

Читайте также:

Этажерка из поддонов своими руками

Существует вариант изготовления из конденсатора кондиционера. Для этого несколько радиаторов соединяют в единую сеть. Если существует возможность приобрести дешево около 8 шт. конденсаторов, изготовление коллектора вполне возможно.

Коллектор из медных трубок

Медь отличается хорошими теплотехническими свойствами. При изготовлении медного солнечного коллектора используют:

трубы на 1/4″, используемые в системах кондиционирования;

припой и флюс.

Корпус радиаторной решетки собирается из медных труб с большим диаметром. В поверхности просверливают отверстия равные 1/4″. В полученные пазы вставляют трубы соответствующего диаметра. Радиатор закрывают стеклом или поликарбонатом. Медь окрашивают селективной краской.

Солнечный бойлер из ПНД труб и ПВХ шлангов

При производстве гелиосистем используют практически любой подручный материал. Существуют решения, позволяющие изготовить коллектор из гофрошланга, резинового шланга, используемого для полива растений.

Существует возможность изготовления солнечного коллектора из гофрированной нержавеющей трубы. Популярность решения обусловлена скоростью и простотой монтажа. Гофротруба из нержавейки укладывается кольцами или змейкой. Недостаток, относительная дороговизна нержавеющей гофрированной трубы.

Несмотря на существующие варианты, описанные выше, наиболее популярными остаются солнечные коллекторы из пропиленовых и ПНД труб. У каждого варианта есть свои преимущества:

Солнечный коллектор из ПВХ труб — популярность решения в простоте монтажа конструкции, осуществляемого с помощью пайки. Наличие большого количества уголков, тройников, американок и других фитингов облегчает процесс сборки. С помощью пайки можно создать теплообменник коллектора любой конфигурации.

Изготовление солнечного водогрейного коллектора из PEX трубы:

Все описанные трубы с той или иной эффективностью используются в качестве сердечника при изготовлении самодельного гелиоколлектора из пластиковых бутылок и алюминиевых банок.

Как сделать селективное покрытие

Высокоэффективный коллектор имеет высокую степень поглощения солнечной энергии. Лучи попадают на темную поверхность, после чего нагревают ее. Чем меньше излучения отталкивается от абсорбера солнечного коллектора, тем больше тепла остается в гелиосистеме.

Чтобы обеспечить достаточную аккумуляцию тепла требуется создать селективное покрытие. Вариантов производства несколько:

Специальные абсорбирующие покрытия — можно пойти другим путем, приобретя для коллектора специальную селективную краску. В состав селективных ЛКМ входят полимерные пластификаторы и присадки, обеспечивающие хорошую адгезию, теплостойкость и высокую степень поглощения солнечных лучей.

Гелиосистемы, используемые исключительно для нагрева воды летом, вполне могут обойтись окрашиванием абсорбера в черный цвет при помощи обычной краски. Самодельные солнечные коллекторы для отопления дома зимой должны иметь качественное селективное покрытие. Экономить на краске нельзя.

Самодельная или заводская гелиосистема — что лучше

Изготовить в домашних условиях солнечный коллектор, способный по техническим характеристикам и показателям сравниться с заводской продукцией нереально. С другой стороны, если требуется просто обеспечить достаточным количество воды для летнего душа, солнечной энергии будет достаточно для работы простейшего самодельного водонагревателя.

Что касается жидкостных коллекторов, работающих зимой — то даже не все заводские гелиосистемы могут работать при низких температурах. Всесезонные системы, это чаще всего устройства с вакуумными тепловыми трубками, с повышенным КПД, способные работать до температуры –50°С.

Заводские гелиоколлекторы часто укомплектовываются поворотным механизмом, автоматически подстраивающим угол наклона и направленность панели по сторонам света, в зависимости от расположения Солнца.

Эффективный солнечный водонагреватель тот, что полностью соответствует поставленным перед ним задачам. Для подогрева воды на 2-3 человек летом, можно обойтись обычным гелиоколлектором, изготовленным своими руками из подручных средств. Для отопления зимой, несмотря на первоначальные затраты, лучше установить заводскую гелиосистему.

Видеокурс по изготовлению панельного солнечного водонагревателя

Как изготовить солнечный коллектор из сотового поликарбоната

Главным назначением солнечного коллектора является нагревание воды для бытового использования и отопление жилых помещений. Солнечный коллектор из сотового поликарбоната включает в себя сеть трубопроводов, заключенных в отдельном листе поликарбоната, на внутреннюю поверхность которого устанавливается теплоизоляция для уменьшения теплопотерь. Снаружи монтируется еще один такой же лист, выполняющий защитную функцию. Благодаря использованию поликарбоната, внутри изделия создается парниковый эффект, повышающий производительность всей системы.

Основные типы солнечных коллекторов

Различают два типа поликарбонатных солнечных коллекторов: воздушные (вакуумные) и панельные. Первый из них – более дорогостоящий вариант. Однако воздушные коллекторы имеют более высокую производительность. Ими можно пользоваться в любое время года, независимо от температуры окружающей среды.

Панельные конструкции предназначены для сезонного использования, например, на базах отдыха или в санаториях. Они способны нагревать воду только в летнее время.

Необходимые материалы для изготовления

Чтобы сделать самодельный воздушный солнечный коллектор своими руками, понадобятся следующие материалы:

два листа сотового поликарбоната;
две полипропиленовые трубы диаметром 32 мм с нарезанными с обоих концов резьбовыми соединениями;
два полипропиленовых фитинговых уголка с металлической резьбой;
две трубные заглушки;
накопительный металлический бак объемом 100-200 литров;
теплоизоляционный материал (минеральная вата или пенополистирол);
черная термостойкая матовая краска в виде аэрозоля;
водостойкий герметик;
монтажная пена или клей для утеплителя;
тонкий алюминиевый лист и четыре уголка из алюминия или шестимилиметровая фанера и деревянные бруски 25х25 мм для задней стенки.

Основные типы солнечных коллекторов

Необходимые материалы для изготовления

Чтобы сделать самодельный воздушный солнечный коллектор своими руками, понадобятся следующие материалы:

два листа сотового поликарбоната;
две полипропиленовые трубы диаметром 32 мм с нарезанными с обоих концов резьбовыми соединениями;
два полипропиленовых фитинговых уголка с металлической резьбой;
две трубные заглушки;
накопительный металлический бак объемом 100-200 литров;
теплоизоляционный материал (минеральная вата или пенополистирол);
черная термостойкая матовая краска в виде аэрозоля;
водостойкий герметик;
монтажная пена или клей для утеплителя;
тонкий алюминиевый лист и четыре уголка из алюминия или шестимилиметровая фанера и деревянные бруски 25х25 мм для задней стенки.

Как правило, сотовый поликарбонат выпускается в виде листов размерами 1х1,2 или 1х2 метра. Удобнее использовать продукцию большей размерности. Для солнечного вакуумного коллектора понадобится два поликарбонатных листа, в сотах первого из которых будет производиться нагрев воды, а второй будет защищать конструкцию от внешних воздействий. Рекомендуемая толщина листов равняется 4-8 мм. При этом в сотах может поместиться от 35 до 80 литров воды на каждый квадратный метр поверхности.

Последовательность сборки конструкции

Чтобы изготовить солнечный коллектор своими руками, изначально необходимо сделать продольные разрезы в полипропиленовых трубах, имеющих немного большую длину, чем габаритные размеры будущей конструкции. Длина пропилов должна соответствовать ширине коллекторной поверхности. Расширять пропил нежелательно, поскольку целостность и прочность всей конструктивной единицы может ухудшиться. Допустимо осуществление только небольшого подгона ширины прорези при возникновении таковой необходимости.

В подготовленные пазы на двух трубах торцевой частью вставляют поликарбонатную заготовку, края которой заблаговременно обрабатывают кусочком мелкой наждачной бумаги. Таким образом, жидкость, которая подается по входной трубе, распространяется по всем желобкам панели. Создается эффект «термического сифона», при котором нагретая вода поднимается по трубе вверх и попадает в накопительный резервуар.

При вставке поликарбонатных панелей в прорези необходимо следить за тем, чтобы паз не смыкался из-за внутреннего напряжения в полимерной панели. Избежать этого явления можно, не позволяя пластине входить слишком глубоко во внутреннюю часть трубы. В противном случае будет нарушен процесс циркуляции жидкости в системе.

После того, как панель вставлена в трубы, места их стыковки обезжиривают ацетоном или бензином и затем герметизируют. Для заполнения щелей важно применять высококачественный водостойкий герметик, независимо от того, насколько он дорог. Обычные герметизирующие составы на основе силиконового материала для герметизации стыков коллекторной панели не подойдут. Находясь в постоянном контакте с водой, они с течением времени разрушаются. Герметик наносят на стыки при помощи специального пистолета. На этот же герметик садится самодельный внешний слой из поликарбонатного листа, выполняющий защитную функцию для основной панели.

Уровень теплового поглощения солнечного коллектора из листа сотового поликарбоната повышается путем покраски его внешней поверхности черной матовой краской. Эту процедуру придется повторять каждые три-пять лет. Альтернативным вариантом является крепление на внешнюю часть конструкции матовой черной полипропиленовой ленты. Срок ее службы составляет не менее десяти лет.

Пока сохнет краска, занимаются изготовлением корпуса коллектора. Используя бруски или уголки, собирают прямоугольную раму, к которой затем крепят заднюю стенку из фанеры или оцинкованного листа. Размеры внутренней поверхности каркаса должны точно соответствовать габаритам солнечной панели.

После высыхания краски с помощью герметика панель крепят к изготовленному каркасу, а к полипропиленовым трубам припаивают уголки с металлической резьбой, которые будут служить соединительным звеном для подключения коллектора к накопительному резервуару, а также заглушки с противоположных сторон труб. Для этих целей можно также использовать специальный термоклей.

Завершительный этап работ включает в себя крепление к задней стенке листов пенополистирола или минеральной ваты. Для этого понадобится монтажная пена или специальный клей для утеплителя. Устройство готово к установке.

Установка самодельного солнечного коллектора

Накопительный бак, как правило, устанавливается на чердаке здания, откуда теплая вода поступает к местам потребления. Его необходимо утеплить, укутав слоем минеральной ваты. Холодная вода подается в бак от системы централизированного водоснабжения или со скважины с помощью насоса. Забор горячей воды производится при необходимости, ее напор обусловлен высоким расположением бака относительно точек потребления.

Самодельный солнечный коллектор монтируется на крыше здания или на поверхности земли. Для этого применяются специальные крепежные элементы или целые установочные конструкции. Панели желательно направлять на южную сторону.

Накопительный резервуар должен располагаться выше самой верхней точки солнечного коллектора, а входящая в бак труба – ближе к его вершине. Таким способом создается естественная циркуляция воды в системе.

Использование солнечных коллекторов из поликарбонатных листов позволяет достаточно эффективно, быстро и удобно нагревать воду для бытовых потребностей. А несколько таких конструкций смогут даже отопить дом. Учитывая то, что энергия аккумулируется бесплатно, применение солнечных коллекторов на практике является актуальным и оправдывающим затраты на изготовление.

Изготовление эффективного солнечного коллектора из поликарбоната своими руками

Дата публикации: 15 мая 2019

Что представляет собой солнечный коллектор из поликарбоната
Какими достоинствами обладает солнечный коллектор из сотового поликарбоната
Как изготовить и собрать солнечный водонагреватель из поликарбоната своими руками
Рекомендации по установке накопительного бака для воды и солнечного коллектора

Нагревание холодной воды для дачных нужд – необходимый, но достаточно энергоемкий процесс. Справедливость этого мнения подтверждают суммы к оплате в счетах за электроэнергию. Мириться с проблемой и переплачивать за потребленные блага не стоит. Тем более что сегодня можно легко изготовить теплообменник несложной конструкции – солнечный коллектор. С этой задачей легко справятся даже начинающие домашние мастера, в распоряжении которых – скромный набор инструментов и строительных материалов. В результате получится удобное и безотказное устройство, готовое практически бесплатно обеспечить дачный участок горячей водой. Кроме того, солнечный коллектор из поликарбоната может стать источником тепла для отопления дачного домика.

Читайте также:

Ткань бархат: виды, состав, свойства

Что представляет собой солнечный коллектор из поликарбоната

Внешне устройство имеет вид плоского ящика с относительно большой площадью поверхности. Верхняя часть изготовлена из прозрачного материала, пропускающего солнечный свет к расположенным ниже поглотителям, или адсорберам солнечной энергии. Внутри адсорберы заполнены очищенной водой или антифризом, что обладает высокой теплоемкостью. Теплоизоляция внутренней поверхности коллектора обеспечивает сохранность тепла и его максимально эффективное использование.

Прозрачный материал на поверхности устройства – это ячеистые или монолитные полимеры, но чаще – сотовый поликарбонат. Выбор в его пользу продиктован соображениями экономической выгоды и безопасности. В отличие от хрупкого стекла, поликарбонат способен прослужить длительное время и обладает более низкой теплопроводностью, сохраняя тепло внутри коллектора.

Водонагреватель располагается частично на солнце, частично – в емкости с водой. Циркуляция нагретой на солнце жидкости внутри адсорбера обеспечивает быстрое нагревание воды в баке.

В зависимости от типа конструкции различают два вида устройств – воздушные, или вакуумные, и панельные. Относительно дорогостоящий первый вариант – вакуумная модель коллектора – демонстрирует высокую рабочую производительность и может применяться в любое время года независимо от погодных условий. Панельные конструкции проще и дешевле, но их использование возможно только в теплое время года при солнечной погоде.

Какими достоинствами обладает солнечный коллектор из сотового поликарбоната

При кажущейся простоте коллектор демонстрирует хорошую эффективность и безотказно работает в условиях полноценного солнечного освещения. При этом:

конструкция имеет небольшой вес;
коллектор можно надежно установить на крышу дома или на хорошо освещенной поверхности участка;
устройство совершенно безопасно в эксплуатации и не оказывает влияния на состояние окружающей среды;
изготовление конструкции занимает немного времени и не требует серьезных вложений;
устройство можно подключать в работу так часто, как необходимо, не опасаясь дополнительных расходов и нарушений правил техники безопасности.

Как изготовить и собрать солнечный водонагреватель из поликарбоната своими руками

Для изготовления основных элементов коллектора необходимо приобрести:

листы сотового поликарбоната толщиной до 8мм, чтобы в сотах помещалось до 80л воды на кв.метр;
полипропиленовые трубы 32мм диаметром с резьбой на обоих концах и подходящие фитинговые уголки с резьбой;
накопительный бак емкостью до 200 литров;
водостойкий герметик;
черную термостойкую краску в аэрозольной упаковке для окрашивания поликарбоната;
утеплитель на основе минеральной ваты или пенополистирола с подходящим клеем для укладки;
заглушки для труб;
алюминиевый лист и уголки в качестве основы, можно заменить металл фанерой и деревянными уголками.

На первом этапе изготовления коллектора в полипропиленовых трубах выполняют продольные разрезы длиной, равной ширине устройства. В пазах располагают поликарбонатные заготовки солнечного водяного коллектора, предварительно обработав их срезы наждачной бумагой. Заделку мест стыка труб и поликарбоната выполняют с применением герметика, который наносят на поверхность специальным пистолетом. Важно, чтобы в составе герметика не было силикона – при постоянном контакте с водой он быстро разрушается. Верхняя панель из поликарбоната также крепится на герметик и после высыхания окрашивается черной краской для более интенсивного поглощения солнечной энергии.

Корпус коллектора изготавливают из фанерного или алюминиевого листа, установленного на каркас из уголков. При этом следят, чтобы размеры верхней и нижней поверхности устройства полностью совпадали. Готовую панель фиксируют на корпусе, полипропиленовые трубы закрывают заглушками и припоем соединяют с металлическими уголками, через которые коллектор будет подключен к накопительному баку. На завершающем этапе сборки заднюю поверхность коллектора утепляют для уменьшения теплопотерь.

Как сделать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками?

Сегодня, когда энергоносители стоят так дорого, многие ищут возможность воспользоваться альтернативными источниками, чтобы можно было уменьшить оплату за газ или свет. Один из вариантов — изготовить оборудование, способное преобразовать энергию солнца в тепло.

Изначально для изготовления подобных устройств использовалось стекло, но, как показала практика, солнечный коллектор из сотового поликарбоната отличается намного лучшими характеристиками, чем стеклянный аналог. Имея почти такую же прозрачность, как у стекла, поликарбонат намного легче его, поэтому крепить подобные установки можно везде, не беспокоясь, что их наличие окажется слишком тяжелым для поверхности размещения. Кроме того, поликарбонатные панели намного прочнее стекла и повредить их даже обычному граду не под силу, поэтому изделия из современного материала считаются намного прочнее.

Виды коллекторов

Солнечные коллекторные установки бывают панельные, которые называют из-за их формы плоскими, и вакуумные, по—другому трубчатые. Панельные коллекторы из поликарбоната стоят намного дешевле, но если их изготовить своими руками, то они могут стать еще более доступными. Но, панельные конструкции предназначены для использования только в летнее время для обогрева воды, и их использование в зимний период полностью исключается.

На изготовление вакуумных моделей нужно намного больше средств, но вложенные деньги вскоре окупятся, поскольку использовать их можно на протяжении всего года. Кроме того, вакуумные установки производительнее от панельных аналогов больше, чем в два раза именно поэтому даже при минусовых показателях температуры они могут нагревать воду внутри систем.

Необходимые материалы

Для изготовления самодельного коллектора из поликарбоната используют только сотовые панели, поскольку они имеют высокие теплоизоляционные свойства. Приемлемая толщина листов — от 4 до 30 мм. Зависит эта цифра от числа проживающих в доме человек. Например, для семьи из двух взрослых и двух детей будет достаточно материала 4-10-и миллиметровой толщины. При этом, понадобятся листы разных размеров. Один должен иметь те же размеры, что и короб, а второй немного поменьше, он должен поместиться внутри короба с таким расчетом, чтобы имелись и зазоры нужной величины. Кроме того, понадобятся:

Две штанги с резьбой.
Пропиленовые фитинговые уголки. Необходимо, чтобы на них была металлическая резьба.
Две ПВХ водопроводные трубы, длина которых должна быть полтора метра, а диаметр — 32 мм.
2 заглушки к названным выше трубам.

Сборка коллектора

Собрать солнечный коллектор из поликарбоната своими руками несложно, если знать некоторые тонкости и последовательность работ.

Итак, сначала нужно сделать продольный разрез в трубах, позже в них будет вставлен лист поликарбоната. Вода будет снизу подниматься в желобки листа, там согреваться благодаря эффекту термосифона, после чего будет подниматься и через верхнюю трубу выводиться в накопитель. Поэтому, при установке в трубу поликарбонатной панели нужно следить, чтобы он не был помещен слишком глубоко, это будет препятствовать обороту нагреваемой жидкости. Расширять разрез нежелательно: напряжение в трубе будет способствовать ее более прочной фиксации, но если нужна небольшая подгонка, то это вполне допустимо.

Полезно знать: Чтобы улучшить сцепление панели солнечного коллектора из поликарбоната и герметика, при строительстве конструкции своими руками нужно перед установкой листа в трубу обработать его край наждачной бумагой, после чего — обезжирить.

Затем — герметизировать стыки поверхности и трубы. Экономить при покупке герметике не стоит, от его качества зависит качество всей системы.

После этого уголки с резьбой из металла с помощью термоклея крепятся на концы труб. В процессе эксплуатации они будут облегчать процесс отключения и включения установки. Повысить уровень поглощения тепла от солнца поможет обыкновенная окраска поверхности коллектора.

Начинать работы по монтажу солнечного коллектора нужно из установки пенополистирольного листа с помощью клея или монтажной пены на поверхности задней стенки каркасной конструкции, а затем уже заниматься монтажом установки. Для этого максимально качественно нужно выполнить крепление хомутов из пластика или металла, соединяющих коллектор к пенопласту. После этого с лицевой стороны нужно саморезами прикрепить поликарбонатный лист.

Схема работы

На чердаке дома или другой постройки, в которой необходимо наличие теплой воды, нужно установить накопительный бак объемом около 160 литров, который в обязательном порядке утепляется. Теперь необходимо присоединить к баку систему отбора нагретой воды. Для этого не нужно создавать дополнительное давление — все происходит самотеком, а вот для холодной воды нужно установить насос, который и будет подавать ее из скважины или колодца.

На заметку: Чтобы вода могла свободно циркулировать, устанавливать солнечный коллектор из поликарбоната нужно так, чтобы его поверхность по высоте находилась на том же уровне, что и бак, тогда нагретая вода естественным образом будет заменяться холодной.

Именно с этой целью подающая горячую воду трубка крепится немного выше средней точки накопителя, благодаря чему горячая вода скапливается в его верхней части.

Если горячей воды по каким-то причинам перестало хватать, можно увеличить ее количество. Достаточно просто — смонтировать на другой стороне крыши еще один коллектор. Как утверждают те, кто уже использует подобные установки — это экономичные, экологические и энергонезависимые системы, которые за 3-4 года полностью окупают себя, а поскольку они могут служить не менее 10 лет, то выгода подобной конструкции очевидна.

Видео про коллектор

Инструкция по изготовлению солнечного генератора своими руками

Альтернативные источники энергии, позволяющие обеспечить жилое помещение теплом и электричеством в необходимом объеме – недешевое «удовольствие», требующее значительных финансовых затрат на приобретение, монтаж и установку.

Сделать же солнечный генератор своими руками значительно дешевле и вполне по силам многим домашним мастерам. Рассмотрим инструкцию, доступно описывающую все нюансы процесса изготовления.

Как работает генератор солнечной энергии?
Что нужно для работы?
Как правильно выбрать тип фотопреобразователя?
- Аморфные преобразователи
- Поликристаллические преобразователи
- Монокристаллические преобразователи
Как сделать каркас для пластин?
Выбор прозрачного элемента
Установка кремниевых фотоэлементов
Как протестировать смонтированный агрегат?
Завершающий этап работы
Где и как разместить генератор?
Выводы и полезное видео по теме

Как работает генератор солнечной энергии?

Солнечный генератор представляет собой комплекс фотоэлектрических полупроводниковых элементов, напрямую преобразующих энергию солнца в электрическую.

Кванты вырабатываемого лучами света при попадании на фотопластину выбивают электрон с заключительной атомной орбиты рабочего элемента. Этот эффект создает множество свободных электронов, которые и образуют непрерывный поток электрического тока.

В качестве действующего материала используют кремний. Он отличается высокой эффективностью и обеспечивает коэффициент фотоэлектрического преобразования в обычном режиме на уровне 20%, а при благоприятных условиях — до 25%.

На одну сторону пластины кремния наносят тонкое покрытие из пассивных химических элементов – бора или фосфора. Именно на этой поверхности в результате интенсивного воздействия солнечных лучей происходит активное высвобождение электронов. Фосфорная пленка надежно удерживает их в одном месте и не позволяет разлетаться.

На самой рабочей пластине располагаются металлические «дорожки». На них строятся свободные электроны, создавая таким образом, упорядоченное движение, то есть, электрический ток.

К минусам пластин относят только сложность и затратность процесса очистки самого кремния, и, чтобы избежать этих проблем, активно осваивают использование альтернатив в виде галлия, кадмия, индия и различных соединений меди. Однако пока что реальных конкурентов у кремниевых элементов еще нет.

Что нужно для работы?

Для изготовления генератора в домашних условиях требуются такие инструменты и материалы, как:

модули для преобразования солнечных лучей в энергию;
алюминиевые уголки;
деревянные рейки;
листы ДСП;
прозрачный элемент (стекло, плексиглас, оргстекло, поликарбонат) для создания защиты для пластин кремния;
саморезы и шурупы разных размеров;
плотный поролон толщиной 1,5-2,5 мм;
качественный герметик;
диоды, клеммы и провода;
шуруповерт либо набор отверток;
паяльник;
ножовка по дереву и металлу (либо болгарка).

В каком объеме понадобятся материалы, будет напрямую зависеть от запланированного размера генератора. Масштабная работа повлечет за собой дополнительные расходы, но в любом случае обойдется дешевле, чем покупной модуль.

Для конечного тестирования собранного агрегата используют амперметр. Он позволяет зафиксировать реальное КПД установки и помогает определить фактическую отдачу.

Как правильно выбрать тип фотопреобразователя?

Мероприятия по созданию своими руками солнечного генератора начинают с выбора типа фотоэлектрического кремниевого преобразователя. Эти составляющие бывают трех видов:

аморфные;
монокристаллические;
поликристаллические.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки, а выбор в пользу любого из них делают, исходя из объема средств, выделенных на покупку всех компонентов системы.

Аморфные преобразователи

Аморфные модули состоят не из кристаллического кремния, а из его производных (силан или кремниеводород). Путем напыления в вакууме, их тончайшим слоем наносят на высококачественную металлическую фольгу, стекло или пластик.

Готовые изделия имеют блеклый, размыто-серый оттенок. Видимые кристаллы кремния на поверхности не наблюдаются. Основным достоинством элементов считается доступная цена, однако, КПД их очень невелико и колеблется в диапазоне 6-10%.

Поликристаллические преобразователи

Поликристаллические фотоэлементы производят при постепенном очень медленном охлаждении кремниевого расплава. Получившиеся изделия отличаются насыщенным синим цветом, имеют поверхность с четко выраженным рисунком, напоминающим морозный узор, и проявляют эффективность в районе 14-18%.

Дать более высокую КПД-производительность мешают наличествующие внутри материала области, отделенные от общей структуры зернистыми границами.

Монокристаллические преобразователи

Монокристаллические модули характеризуются плотным темным цветом и состоят из цельных кристаллов кремния. Их эффективность превышает показатели прочих элементов и составляет 18-22% (при благоприятных условиях – до 25%).

Еще одним достоинством считается впечатляющий срок службы – по заявлению производителей свыше 25 лет. Однако, при продолжительном использовании КПД монокристаллов падает и спустя 10-12 лет фотоотдача уже составляет не более 13-17%.

Для создания солнечного генератора дома своими руками преимущественно берут поли- и монокристаллические пластины различных габаритов. Их приобретают в популярных интернет-магазинах, в том числе на eBay или Алиэкспресс.

Из-за того, что фотоэлементы ценятся довольно высоко, многие поставщики предлагают покупателям продукцию группы B, то есть пригодные к полноценной эксплуатации фрагменты с небольшим дефектом. Их стоимость отличается от стандартной цены на 40-60%, благодаря чему сбор генератора обходится в разумную цену, не слишком бьющую по карману.

Как сделать каркас для пластин?

Для изготовления каркаса будущего генератора используют прочные деревянные рейки или алюминиевые уголки. Деревянный вариант считается менее практичным, так как материал требует дополнительной обработки во избежание последующего гниения и расслаивания.

Алюминий имеет гораздо более привлекательные физические характеристики и благодаря своей легкости не оказывает лишней нагрузки на крышу или другую опорную конструкцию, куда планируется установить агрегат.

Кроме того, за счет антикоррозийного покрытия металл не ржавеет, не гниет, не впитывает влагу и легко переносит воздействие любых агрессивных атмосферных проявлений.

Для создания каркасной конструкции из алюминиевых уголков сначала определяют размер будущей панели. При стандартном варианте на один блок используют 36 фотоэлементов размером 81 мм х 150 мм.

Для корректности последующей эксплуатации между фрагментами оставляют небольшой зазор (около 3-5 мм). Это пространство позволяет учесть изменение базовых параметров основы, подвергшейся воздействию атмосферных проявлений. В результате общий размер заготовки составляет 83 мм х 690 мм при ширине уголка каркаса в 35 мм.

После определения размеров из уголков выкраивают необходимые фрагменты и с помощью крепежных элементов собирают их в каркасные рамки. На внутреннюю поверхность конструкции наносят слой силиконового герметика, очень внимательно следя, чтобы не было пропусков и пустот. От этого зависит целостность, прочность и долговечность монтируемой конструкции.

Сверху укладывают защитный прозрачный материал (стекло с антибликовым покрытием, оргстекло либо поликарбонат со специальными параметрами) и надежно крепят его с помощью метизов (по 1 с короткой и по 2 с длинной части рамы и 4 по углам корпуса). Для работы используют шуруповерт и шурупы подходящего диаметра. В конце прозрачную поверхность аккуратно очищают от пыли и мелкого мусора.

Выбор прозрачного элемента

Основные критерии выбора прозрачного элемента для создания генератора:

способность к поглощению ИК-излучения;
уровень преломления солнечного света.

Чем ниже показатель преломления, тем выше КПД продемонстрируют кремниевые пластины.

Наиболее низким коэффициентом светоотражения обладают плексиглас и оргстекло. Поликарбонат тоже имеет далеко не лучшие показатели. Для создания каркасных конструкций под домашние гелиосистемы рекомендуется по возможности использовать антибликовое прозрачное стекло или специальный вид поликарбоната с антиконденсатным покрытием, обеспечивающим необходимый уровень термической защиты.

Самыми лучшими характеристиками в плане поглощения ИК-излучения обладают прочное термопоглащающее оргстекло и стекло с опцией ИК-поглощения. У простого стекла эти показатели значительно ниже. От эффективности ИК-поглощения зависит, будут ли греться в процессе эксплуатации кремниевые пластины или нет.

Если нагрев окажется минимальным, фотоэлементы прослужат долго и обеспечат стабильную отдачу. Перегрев пластин приведет к перебоям в работе и быстрому выходу из строя отдельных фрагментов системы или всего комплекса.

Установка кремниевых фотоэлементов

Непосредственно перед установкой защитные стекла, уложенные в алюминиевые рамы, хорошо очищают от пыли и обезжиривают спиртосодержащим составом.

Купленные фотоэлементы ровно располагают на разметочной подложке на расстоянии 3-5 миллиметров друг от друга и делают маркировку углов общей конструкции. Затем приступают к пропайке элементов — самому важному и трудоемкому отрезку работы по сборке генератора.

Пропайку действующих элементов генератора осуществляют по схеме, в которой «+» являются дорожки на внешней стороне, а «-» — каналы, расположенные на изнаночной части пластины. Для корректного соединения контактов сначала наносят флюс (кислота для паяния) и припой, а потом осуществляют обработку в строгой последовательности сверху вниз. В конце все ряды соединяют между собой.

Следующим шагом делают проклейку фотоэлементов. Для этого в центр каждой пластины из кремния выдавливают немного герметика, образовавшиеся цепочки элементов переворачивают внешней стороной вверх и размещают в строгом соответствии с разметкой, нанесенной ранее. Аккуратно руками прижимают пластины, фиксируя их на нужном месте. Действуют очень осторожно, стараясь не повредить и не согнуть материал.

Контакты фотоэлементов, расположенных по краям, выводят на отдельную шину (широкий серебряный проводник), как «+» и «-». Дополнительно комплекс оснащают блокирующим диодом. Соединяясь с контактами, он не дает аккумуляторам разрядиться через каркасную конструкцию в ночное время суток.

Читайте также:

Чем лучше отделать дачный дом?

В донной части каркаса проделывают дрелью отверстия, через которые провода выводят наружу. Чтобы они не провисали, используют в работе силиконовый герметик.

Как протестировать смонтированный агрегат?

Перед тем, как окончательно загерметизировать собранный генератор, его обязательно тестируют, чтобы выявить потенциально возможные в процессе пайки неисправности. Самый разумный вариант — проверять каждый пропаянный ряд отдельно. Так сразу станет понятно, где контакты соединены плохо и требуется повторная обработка.

Для проведения теста используют бытовой амперметр. Замер осуществляют в безоблачный солнечный день в обеденное время (период с 13 до 15 часов). Конструкцию располагают во дворе и устанавливают под соответствующим углом наклона.

К выведенным контактам солнечной батареи подключают амперметр и осуществляют замер тока короткого замыкания. Если прибор показывает результаты выше 4,5 А, система полностью корректна и все соединения пропаяны четко и правильно. Более низкие данные, появившиеся на дисплее тестера, говорят о нарушениях, которые необходимо отследить и заново перепаять.

Традиционно солнечные генераторы, сконструированные своими руками из фотоэлементов с небольшим дефектом (группа B) на тесте демонстрируют цифры от 5 до 10 Ампер. Агрегаты фабричного производства показывают данные на 10-20% выше. Это объясняется тем, что в производстве используются кремниевые пластины группы А, не имеющие никакого брака в структуре.

Завершающий этап работы

Если тест показал, что батарея полностью работоспособна, ее герметизируют специальным силиконовым герметиком или более дорогим и прочным эпоксидным компаундом. Работа предусматривает два способа проведения.

Полная заливка – когда всю поверхность покрывают герметическим составом.
Частичная обработка – когда герметик наносят только на крайние элементы и пустое пространство между элементами.

Первый вариант считается более надежным и обеспечивает системе полноценную защиту от воздействия внешних факторов. Фотоэлементы четко фиксируются на своих местах и корректно работают с максимальной отдачей.

Когда заливка осуществлена, герметику дают «схватиться». Затем прикрывают прозрачным элементом и плотно прижимают к пластинам.

Потом на поверхности размещают груз, который воздействует на слои и выдавливает из них пузырьки воздуха. Готовый генератор тестируют еще раз и окончательно монтируют на заранее подготовленное место.

Где и как разместить генератор?

Место установки солнечного генератора выбирают очень внимательно и без спешки. Пластины, принимающие свет, обязательно размещают под наклоном, чтобы лучи не «падали» на поверхность перпендикулярно, а как бы аккуратно «стекали» по ней. В идеале конструкцию располагают так, чтобы оставалась возможность в случае надобности корректировать угол наклона, таким способом, «улавливая» максимальное количество солнца.

Вполне допустимо поставить гелиосистему на земле, но чаще всего для размещения выбирают крышу дома или подсобного помещения, а именно ту ее часть, что выходит на самую освященную, преимущественно южную сторону участка. Очень важно, чтобы рядом не было высоких зданий и мощных, раскидистых деревьев. Находясь в непосредственной близости, они создают тень и мешают полноценной работе агрегата.

Средне-оптимальным для установки солнечного генератора считают уровень угла наклона крыши в 45⁰. При таком расположении фотоэлементы поглощают солнечный поток очень эффективно и выдают необходимый для корректного обеспечения жизнедеятельности дома объем энергии.

Для европейской части государств СНГ действуют несколько другие показатели. Профессионалы рекомендуют брать за основу угол стационарного наклона в 50-60⁰, а в подвижных конструкциях во время зимнего сезона располагать батареи под углом 70⁰ к горизонту.

Летом же менять положение и наклонять фотоэлементы под углом 30⁰.

Непосредственно перед монтажом крышу дополнительно укрепляют и оснащают специальными прочными опорниками, так как далеко не всякая конструкция обладает способностью выдержать полный вес оборудования для преобразования солнечной энергии.

В некоторых случаях под кровлей ставят усиленные стропила, предохраняющие крышу от обрушения, потенциально возможного из-за повышенной нагрузки, существенно возрастающей в зимний сезон, когда на кровельной поверхности скапливается снег.

Выводы и полезное видео по теме

Особенности и нюансы пропайки фотоэлементов для изготовления своими руками в домашних условиях эффективного солнечного генератора. Подсказки и советы для мастеров, любопытные идеи и личные наработки.

Как правильно протестировать фотоэлемент и замерить его основные параметры. Эта информация пригодится при последующих расчетах точного количества пластин, необходимых для полноценной работы системы.

Полное пошаговое описание процесса сбора солнечной батареи для генератора в домашних условиях. Правила работы, начиная от приобретения нужных элементов и заканчивая общим тестом изготовленного прибора.

Зная об устройстве солнечных генераторов, собрать их дома не составит большого труда. Конечно, работа потребует внимания, аккуратности и скрупулезности, но результат оправдает все финансовые и трудовые затраты. Готовый агрегат в полном объеме обеспечит здание теплом и электроэнергией, создав для проживающих необходимый уровень комфорта.

Сразу замахиваться на крупный проект не стоит. Для начала имеет смысл попробовать свои силы на сборке небольшого агрегата, а затем, полностью овладев всеми нюансами процесса, приступить к сооружению более мощной и масштабной установки.

Как сделать солнечную батарею своими руками

Как сделать солнечную батарею своими руками?

Многие компании в интернете реализуют уже готовые собранные панели, которые напрямую подключаются к потребителю. Но, такие устройства имеют куда большую стоимость, чем отдельные элементы. В связи с особенностью климатического пояса полностью перейти на солнечную электроэнергию у вас вряд ли получится, поэтому и готовые солнечные батареи смогут окупиться только через 10 — 40 лет. Чтобы сэкономить на дорогостоящих заводских панелях, куда выгоднее приобрести фотоэлектрические модули, комплектующие к ним и заняться сборкой ячеек в единую солнечную батарею самостоятельно.

Конструкция и принцип работы солнечной батареи

Прежде чем начать монтаж системы преобразования света в электроэнергию, нужно понять общие принципы ее функционирования.

Все существующие, на текущий момент солнечные батареи построены на основе полупроводниковых кристаллов. Кванты света, падая на них, лишаются свободных электронов и протонов, которые впоследствии, через PN-переход, разделяются и отправляются уже по проводам дальше.

Ежесекундно, на каждый метр площади поверхности Земли падает солнечный свет, эквивалентный более чем 100 Вт электроэнергии. Речь идет о тех периодах, когда небо затянуто облаками. При ярком солнечном свете этот показатель, конечно, выше. Один из вариантов использования солнечных батарей и обычной линии

Читайте также:

Требования к приставным лестницам

Для практического домашнего использования, кванты светового потока преобразуются в электричество посредством полупроводников. Генерируемая мощность последних зависит от материала солнечной батареи и ее площади.

В идеальных случаях, для получения киловатта энергии необходимо около 10 м² поверхности полупроводника.

Затем, постоянный ток от них поступает на инвертор и контроллер, первый из которых преобразует его в переменный ток, повышая значения напряжения до применяемых в условиях быта. Второй заряжает аккумулятор, который будет использоваться в периоды снижения освещенности.

Где применяются солнечные генераторы

Солнечные генераторы бывают разных моделей и имеют различные характеристики (а именно производительность, ёмкость аккумулятора, время, необходимое для зарядки и т.д.). Но чаще всего у них у всех выходные параметры — розетки на 220 В и выходы на 12 В, а также в наличии дисплей, отображающий работу прибора.

Несмотря на свою универсальность, генераторы на солнечных батареях зависят от погодных условий. А потому могут применяться только в качестве резервного или вспомогательного источника электроэнергии. Особую актуальность это имеет для жилых домов, тем более в отдаленных уголках страны и районах с нестабильным электроснабжением.

Солнечные батареи устанавливаются на улице в местах с наибольшим доступом солнечных лучей, ведь их эффективность напрямую зависима от освещенности. Чаще всего ставят их на крышах домов либо на других подходящих участках. При этом желательно предусмотреть возможность менять угол наклона фотоэлементов. Например, увеличив её до 75-80 градусов, получаем то, что лучи солнца в 12-00 дня практически перпендикулярны поверхности батареи. Солнечные батареи устанавливаются и подключаются очень просто, их удобно обслуживать. К генератору они подключаются с помощью специального сетевого шнура.

Солнечный генератор создан для использования в качестве основного и дополнительного (резервного, аварийного) источника тока частных домов и коттеджей, дач, объектов торговли, демонстрационных площадок, туристических баз и тому подобное. У него весьма обширный спектр использования. Можно применять для обеспечения электричеством осветительных и бытовых приборов (холодильников, телевизоров, ноутбуков, компьютеров, оргтехники), электроинструмента, дренажных и циркуляционных насосов, отопительных котлов и так далее. Время автономной работы у всех моделей разное, но практически все они довольно производительны и могут работать непрерывно до 10-12 часов.

Инструкция по изготовлению солнечной батареи

Вариантов самостоятельной сборки солнечных батарей множество. Технология зависит от количества солнечных элементов, приобретенных заранее, и дополнительных материалов, необходимых для изготовления корпуса. Важно запомнить: чем больше общая площадь панелей, тем мощнее оборудование, но вместе с тем вырастает и вес конструкции. В одной батарее рекомендуют применять одинаковые модули, так как эквивалентность тока приравнивается к показателям меньшего из элементов.

Сборка модульного каркаса

Дизайн модулей, как и их размеры, могут быть произвольными, поэтому вместо цифр ориентироваться следует на фото и выбрать любой индивидуальный вариант, подходящий для конкретных расчетов.

Наиболее дешевые солнечные элементы — панели без проводников. Чтобы сделать их готовыми к сборке батареи, необходимо первоначально припаять проводники, а это долгий и кропотливый процесс

Для изготовления корпуса, внутри которого будут закреплены солнечные элементы, необходимо подготовить следующий материал и инструмент:

листы фанеры выбранного размера;
невысокие рейки для бортиков;
клей универсальный или для древесины;
уголки и саморезы для крепежа;
дрель;
плиты ДВП;
куски оргстекла;
краска.

Берем кусок фанеры, который будет играть роль основания, и по периметру приклеиваем невысокие бортики. Рейки по краям листа не должны загораживать солнечные элементы, поэтому следим, чтобы высота их не превышала ¾ дюйма. Для надежности каждую приклеенную рейку дополнительно привинчиваем саморезами, а углы можно скрепить металлическими уголками.

Деревянный каркас — наиболее доступный вариант для размещения солнечных элементов. Его можно заменить рамой из алюминиевого уголка или покупным набором рама + стекло

Для вентиляции высверливаем отверстия в нижней части корпуса и по бортикам. Отверстий в крышке быть не должно, так как это грозит попаданием влаги. Крепление элементов будет производится на листы ДВП, которые можно заменить любым похожим материалом, главное условие – он не должен проводить электроток.

Маленькие отверстия для вентиляции необходимо просверлить по всей площади подложки, включая бортики и серединную рейку. Оно позволят регулировать уровень влаги и давления внутри каркаса

Крышку вырезаем из оргстекла, подгоняя под размеры корпуса. Обычное стекло слишком хрупкое для размещения на крыше. Для защиты деревянных частей используем специальную пропитку или краску, которой следует обработать каркас и подложку со всех сторон. Неплохо, если оттенок краски каркаса будет сочетаться с цветом кровельного покрытия.

Покраска выполняет не столько эстетическую функцию, сколько защитную. Каждую деталь следует покрыть минимум 2-3 слоями краски, чтобы в дальнейшем древесину не покоробило от влажного воздуха или перегрева

Монтаж солнечных элементов

Все солнечные модули раскладываем ровными рядами на подложке обратной стороной вверх, чтобы произвести пайку проводников. Для работы потребуется паяльник и припой. Места пайки предварительно необходимо обработать специальным карандашом. Для начала можно потренироваться на двух элементах, соединив их последовательно. Так же последовательно, цепочкой, соединяем все элементы на подложке, в результате должна получиться «змейка».

Каждый элемент устанавливаем строго по разметке и следим за тем, чтобы проводники соседних элементов пересекались в местах пайки

Соединив все элементы, аккуратно поворачиваем их лицевой стороной вверх. Если модулей много, придется пригласить помощников, так как одному спаянные элементы, не повредив, повернуть достаточно сложно. Но перед этим намазываем модули клеем, чтобы прочно закрепить их на панели. В качестве клея лучше использовать силиконовый герметик, причем наносить его следует строго по центру элемента, в одной точке, а не по краям. Это необходимо для предохранения пластин от поломок, если вдруг произойдет небольшая деформация основания. Лист фанеры может прогнуться или разбухнуть из-за изменения влажности, и стабильно приклеенные элементы просто треснут и выйдут из строя.

Закрепив модули на подложке, можно произвести пробный запуск панели и проверить функциональность. Затем основу помещаем в готовый уже каркас и фиксируем по краям шурупами. Чтобы исключить разряд аккумулятора через солнечную батарею, на панель устанавливаем блокировочный диод, закрепляя его герметиком.

Для соединения цепочек можно использовать медный провод или оплетку кабеля, которые фиксируют каждый элемент с обеих сторон, а затем закрепляются герметиком

Пробное тестирование помогает сделать предварительные расчеты. В данном случае они оказались верными — на солнце без нагрузки батарея производит 18,88 В

Сверху установленные элементы накрываем защитным экраном из оргстекла. Перед тем, как зафиксировать его, вновь проверяем работоспособность конструкции. Кстати, тестировать модули можно и в течении всего процесса установки и пайки, группами по нескольку штук. Следим за тем, чтобы герметик просох окончательно, так как его испарения могут покрыть оргстекло непрозрачной пленкой. Выходной провод оснащаем двухконтактным разъемом, чтобы в дальнейшем можно было использовать контроллер.

Одна панель собрана и полностью готова к работе. Все оборудование, включая купленные в интернете элементы, обошлось в 105 долларов

Как сделать каркас для пластин?

От этого зависит целостность, прочность и долговечность монтируемой конструкции. Сверху укладывают защитный прозрачный материал (стекло с антибликовым покрытием, оргстекло либо поликарбонат со специальными параметрами) и надежно крепят его с помощью метизов (по 1 с короткой и по 2 с длинной части рамы и 4 по углам корпуса).

Для работы используют шуруповерт и шурупы подходящего диаметра. В конце прозрачную поверхность аккуратно очищают от пыли и мелкого мусора.

Солнечные батареи и ветрогенераторы

В последнее время в моду вошло использование альтернативных источников энергии для дома, таких как солнечные батареи и ветрогенераторы. Ресурсы солнечного света и ветра неиссякаемы, бесплатны, экологичны, они могут служить в качестве запасного варианта при перебоях электричества, либо же как самостоятельный постоянный источник.

Применение в северных районах страны, даже в нашей Ленинградской области, очень даже целесообразно, несмотря на недостаток солнечных дней. Современные технологии позволяют улавливать солнечные лучи даже в пасмурную погоду с густыми тучами и осадками, солнечные батареи круглогодично накапливают энергию и с успехом применяются в малосолнечных районах для обеспечения электроэнергией жилых и не только домов.

Принцип работы солнечных батарей

Фотоэлектрические реакции лежат в основе работы модулей, улавливающих энергию солнца. Получение электрического тока происходит по принципу эмиссии (испускания электронов) нагретых тел. Основой для панелей служит кремний.

Установка солнечных батарей

Часто местом крепления солнечных батарей выступает крыша дома, однако хотя это и неплохой вариант, но совсем не единственное место их установки. Также батареи можно подвесить на стену дома и на специальной стойке, когда можно каждый раз выбирать и менять местоположение.

Установка на стену дома предполагает отсутствие рядом с солнечными батареями густых высоких насаждений, деревьев.

Окупаются ли солнечные батареи для дома и дачи?

Особенно популярны солнечные и ветряные электростанции в Европе, где радеют за экологию, однако у нас в стране это считается больше диковинкой, чем явлением повсеместным. Но не все так страшно, как кажется, ведь экономическая выгода здесь тоже присутствует. Давайте подсчитаем, окупаются ли солнечные батареи при использовании в частном доме.

Найдите среднее арифметическое значение потребляемой электроэнергии за месяц в пределах года (сложите все значения по месяцам и разделите на 12). Чтобы получить необходимую мощность батарей, умножьте полученное число на 16. Например, семья из 4 человек потребляет за месяц в среднем 131 кВт, значит мощность солнечных батарей для такого дома или дачи должна составлять не менее 2100 кВт в час для полноценного обеспечения электроэнергией. Путем нехитрого вычисления можно сделать вывод, что солнечные батареи в частном доме — это отличный способ сэкономить на электричестве, причем затраты окупятся уже через 4-5 лет!

Применение ветрогенераторов для дома

Ветряной генератор (ветряк) — еще один альтернативный источник электроэнергии в частном доме. Его использование будет экономически обоснованным, если дом расположен на возвышенности, на открытом пространстве или в местности, где постоянно дуют ветра. Значение будет иметь не направление ветра, а его скорость. Для того, чтобы понять, насколько сильно дует ветер в вашей местности, проанализируйте данные о скорости ветра с любого сайта о погоде за 1-2 года. Также помните, что не любая модель ветряного генератора может преобразовывать ветер с невысокой скоростью, поэтому желательно, чтобы среднегодовая скорость ветра составляла 4-4,5 м/с.

В частном загородном доме ветрогенератор может спасти ситуацию, когда нет иной возможности получать электроэнергию централизованно, в этом случае вы сможете даже смастерить ветряной генератор самостоятельно из подручных материалов. Однако, помимо удаленности электросетей от дома, есть и другие причины использования ветряных генераторов: автономность и экономия.

Наиболее простым для изготовления своими руками является вертикальный ветрогенератор. Его конструкция имеет несколько крылообразных лопастей, под воздействием воздуха создается подъемная сила и она вращаются вокруг своей оси.

Использование альтернативных электростанций для загородного дома, как солнечных батарей, так и ветряного генератора, может быть целесообразно и экономически оправдано. Сделайте свою загородную жизнь более экологичной и рациональной!

Компания “Петербургские Просторы” предлагает вам загородные земельные участки. По вопросам приобретения обращайтесь по телефону: 8 (812) 241-71-48 . Всегда готовы ответить на вопросы, проконсультировать, подсказать лучшие варианты! Звоните!

Подведение итогов

Обеспечить частный дом дешевой электроэнергией вполне реально, и для этого не нужно изобретать велосипед — существует много проверенных способов, как сделать солнечную батарею самостоятельно. Да, у них КПД не самый высокий, но зато имеются другие преимущества, которые с лихвой перекрывают этот недостаток. Важно только принимать во внимание особенности климата конкретного района проживания. Как показывает практика, КПД гелиосистем выше в степях, где преобладает хорошая погода, тогда как в горных районах с высоким уровнем осадков интенсивность светового излучения меньше.

Изготовление солнечных батарей в домашних условиях дает возможность оптимизировать потребление электрической энергии — можно создать полностью автономную систему или же совместно использовать традиционные и альтернативные источники электроэнергии. Тут все зависит от потребностей и размеров бюджета.

Солнечные генераторы

Солнечный генератор: устройство и принцип работы
1. Возможности солнечных генераторов
2. Простейшее устройство солнечного генератора
Солнечный генератор – альтернативный источник энергии
1. Устройство и принцип работы
2. Где применяются?
3. Преимущества устройства
4. Можно ли собрать устройство самостоятельно?
Особенности генераторов на солнечных батареях
1. Возможности солнечных генераторов
Сферический генератор солнечной энергии
1. Изобретение германского архитектора
2. Как это работает?
Солнечный генератор своими руками: инструкция по изготовлению альтернативного источника энергии
1. Как работает генератор солнечной энергии
2. Что нужно для работы
3. Как правильно выбрать тип фотопреобразователя
4. Как сделать каркас для пластин
5. Выбор прозрачного элемента
6. Установка кремниевых фотоэлементов
7. Как протестировать смонтированный агрегат
8. Завершающий этап работы
9. Где и как разместить генератор

Солнечный генератор: устройство и принцип работы

Явление фотоэффекта было открыто очень давно. Однако, технические сложности и высокая стоимость фотопанелей долго не позволяли использовать в быту солнечную энергию. Однако, с развитием научно-технического прогресса, солнечный генератор в современных условиях становится в один ряд с традиционными источниками энергии. Таким образом, в ближайшей перспективе, это устройство станет одним из наиболее вероятных альтернативных источников электрической энергии.

Возможности солнечных генераторов

Конструкция солнечного генератора позволяет легко и просто осуществлять его установку и подключение. Именно эти факторы позволяют широко применять это устройство. Мощность такого генератора может регулироваться до необходимого значения. Параллельное подключение батарей позволяет увеличить мощность, а последовательное подключение повышает напряжение.

Современные генераторы могут производить напряжение от 220 вольт и выше. Однако, получаемый ток, является постоянным и не подходит для многих потребителей. Поэтому, приходится использовать специальные устройства, преобразующие постоянный ток в переменный. Электрический ток с высоким напряжением достаточно сложно преобразовывать, поэтому, диапазон работы солнечных генераторов составляет 12-48 вольт.

На продуктивную работу генератора влияют многие факторы. Прежде всего, это время года и суток, климат в той или иной местности, а также место установки оборудования. Панели должны вращаться относительно движения солнца, чтобы собрать максимальное количество солнечных лучей.

Простейшее устройство солнечного генератора

Простейшая схема солнечного генератора на 12 вольт включает в себя цепочку из 36 фотоэлектрических элементов, последовательно соединенных между собой. Параметры каждого из них могут существенно различаться из-за физических особенностей, связанных с чистотой кристаллов, толщиной элементов и другими технологическими процессами. Поэтому, величина вырабатываемого тока определяется по наименьшему значению какого-либо фотоэлемента. В связи с этим, перед началом сборки фотоэлементов в общую батарею, они тщательно проверяются и подбираются по всем параметрам.

Таким образом, солнечный генератор можно собрать на любое значение тока и напряжения с помощью последовательно-параллельных комбинаций. Особенности конструкции, делают эти устройства более эффективными в загородных домах, на больших открытых участках. Во многих случаях, они вполне успешно заменяют традиционные источники энергии.

Солнечный генератор – альтернативный источник энергии

Устройство и принцип работы
Где применяются?
Преимущества устройства
Можно ли собрать устройство самостоятельно?

В настоящее время актуальной становится обеспеченность энергоресурсами отдаленных и труднодоступных районов. Причин этому несколько. Во-первых, электричество – незаменимый элемент комфортного существования современного человека. Во-вторых, снижение затрат за пользование электричеством и постоянная бесперебойная его подача имеют большое значение в наше время. Солнечный генератор – это прибор, с помощью которого можно решить вопросы энергообеспеченности и экономии энергоресурсов.

Устройство и принцип работы

Солнечный генератор представляет собой металлический корпус-моноблок со съемной крышкой. Он состоит из нескольких несложных элементов:

Фотопанели, которые создают постоянный ток.
Аккумулятор для накопления энергии.
Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
Контроллер заряда, накапливающий энергию в аккумуляторе.

Принцип работы: солнечная панель собирает энергию от солнца и сохраняет её в аккумуляторе для использования в дальнейшем. При этом вырабатывается постоянный ток. Также батареи обеспечивают питание максимальной нагрузки, то есть ток нагрузки обеспечивает сумма токов от солнечной батареи и аккумулятора.

Если нужно получить 220В переменного тока, то следует использовать преобразователи постоянного тока в переменный. Энергия солнца в генераторе может применяться также напрямую разными нагрузками постоянного тока.

Солнечный генератор электроэнергии имеет предохранительные модули, защищающие от превышения допустимых значений тока и напряжения. Что важно – если в какое-то время нет солнечных лучей, то генератор можно подзарядить от обыкновенной электросети.

Где применяются?

Солнечные генераторы бывают разных моделей и имеют различные характеристики (а именно производительность, ёмкость аккумулятора, время, необходимое для зарядки и т.д.). Но чаще всего у них у всех выходные параметры – розетки на 220 В и выходы на 12 В, а также в наличии дисплей, отображающий работу прибора.

Читайте также:

Требования к приставным лестницам

Преимущества устройства

Солнечный генератор имеет такие преимущества:

Не зависит от электросети, заряд от энергии солнца.
Возможность подзарядки от сети 220 В (или даже от прикуривателя).
Выходная мощность переменного тока до 1500 Вт.
На выходе 220 В переменного и 12 В постоянного тока.
Не боится короткого замыкания.
Не зависит от топлива (бензин, дизельное топливо), так как его не потребляет.
Работа без шумов.
Отсутствие вредных выбросов, альтернативный источник электроэнергии.
Возможность применения в помещениях без вентиляции.
Эстетичный дизайн, компактность и удобство использования.
Наличие светодиодного индикатора зарядки аккумулятора.
Регулируемый кронштейн для крепления солнечных панелей.
Легко транспортируется.
Экономит электроэнергию.

Свой генератор электричества – удовольствие не из дешевых. На начальном этапе придётся понести определенные затраты на его приобретение и установку. Он дороже привычных топливных моделей. Но не стоит об этом беспокоиться, так эти первоначальные инвестиции достаточно быстро окупятся, и уже спустя несколько лет Вы будете наслаждаться бесперебойным электроснабжением, экономя при этом свои деньги.

Можно ли собрать устройство самостоятельно?

Сейчас можно приобрести любую модификацию солнечного генератора, а можно сделать его своими руками. Для этого достаточно иметь необходимые знания по его строению и принципу работы. Можно собрать генератор электрической энергии с любым напряжением и током на выходе путем соединения цепочек фотоэлементов или батарей в последовательно-параллельные комбинации. При этом важно помнить, что параллельное подключение увеличивает мощность, а последовательное – напряжение.

Ни для кого не секрет, что природные ресурсы, используемые человеком, начинают заканчиваться. А благодаря альтернативным источникам энергии, таким как солнечный генератор можно сохранить природные ресурсы и восстанавливать их запасы. В наше время появились технологии, позволяющие использовать на пользу человека щедрый источник энергии – солнечные лучи.

Солнце – это безвозмездный совершенно чистый и неиссякаемый источник энергии. Генератор электрической энергии, несомненно, будет способствовать сохранению экологии на нашей планете и жизни будущих поколений.

Особенности генераторов на солнечных батареях

Сегодня для энергообеспечения частных домов все чаще используются разного рода генераторы. Особенно это актуально для отдаленных и труднодоступных регионов и районов с нестабильным электроснабжением. Чаще всего для этих целей применяются классические топливные варианты (дизельные или бензиновые), но нередко используются и не менее эффективные альтернативные варианты. Так, во многих странах очень развита ветроэнергетика (к примеру, в Нидерландах или в Австралии), а в последние годы все более востребованными становятся и солнечные генераторы.

Работают эти устройства от привычных фотопанелей, производящих электричество. Также в обязательном порядке такой генератор имеет аккумулятор большой емкости (для накопления энергии), инвертор (для преобразования тока) и контроллер питания (для регулирования работы и зарядки батарей). Кроме того, в генераторе должны быть предохранительные модули, срабатывающие при превышении допустимых значений тока/напряжения.

Технические характеристики (параметры аккумулятора, время зарядки, производительность, выходные параметры) и коммутационные разъемы зависят от конкретной модели и производителя. Как правило, у таких солнечных генераторов имеются классические выходные розетки 220 В и выходы на 12 В. В некоторых модификациях предусмотрены даже USB-разъемы. Помимо этого обычно присутствует информативный дисплей для отображения всей рабочей информации.

Преимущества солнечных генераторов очевидны:

Независимость от обычного энергоснабжения;
Независимость от поставок топлива (бензин, дизель);
Отсутствие расходов на топливо;
Бесшумная работа (что очень актуально для частного дома);
Возможность подзарядки от электросети (для некоторых моделей – даже от прикуривателя);
Возможность использования в невентилируемых закрытых комнатах.

Сами солнечные батареи размещаются, естественно, на улице, к генератору они подсоединяются при помощи специального кабеля (он всегда входит в комплект).

Возможности солнечных генераторов

Спектр использования гелиогенераторов достаточно обширен. Их можно использовать для зарядки и питания ноутбуков, телевизоров, минихолодильников, энергосберегающих ламп и прочей бытовой техники. Время автономной работы зависит от конкретной модели, но, как правило, такие устройства достаточно производительны и способны, например, обеспечить энергией холодильник в течение суток.

Принцип же работы генераторов на солнечных батареях очень прост. Фотопанель вырабатывает постоянный ток, который поступает в генератор. Инвертор преобразует его в переменный, который и подается на бытовую нагрузку. А через контроллер заряда энергия накапливается в аккумуляторной батарее. При отсутствии солнечных лучей генератор может заряжаться от стандартной электросети.

Безусловно, такой агрегат является вспомогательным энергоисточником, так как, несмотря на все свои преимущества, все-таки зависит от погодных условий. Однако для многих частных домов он может стать идеальным решением проблем энергообеспечения. Ведь для работы ему не требуется дорогостоящее топливо, его можно установить в любой комнате, и он не создает вредных выхлопов.

Конечно, первоначальные затраты на приобретение солнечных генераторов выше, чем для классических топливных моделей. Однако эти расходы окупаются достаточно быстро за счет отсутствия необходимости постоянного приобретения топлива. Кроме того, отпадает проблема хранения топливных емкостей, заполненных пожароопасными горючими составами. А значит, минимизируется вероятность случайного возгорания.

Нередко для энергообеспечения используются комплексные установки, в которых объединяют солнечные и ветрогенераторы. Такие системы позволяют в полной мере использовать природные возможности региона и гарантируют стабильность электроснабжения.