Самодельная солнечная батарея в горах Абхазии Дата: 18.09.2010 Раздел: Солнце
Описана самодельная солнечная батарея на кристаллических фотоэлементах.
Имея опыт изготовления солнечной батареи из сборок , применяемого в рекламных конструкциях - Алполик (Alpolic) (так же существует аналогичный материал Алюкобонд (Alucobond), Алюкобест (Alucobest), Алюком (Alucom), Дибонд (Dibond), на эпоксидной смоле, решил попробовать свои силы в создании более мощной, но уже стационарной СБ, из ФЭП (фото электрических преобразователей) самостоятельно. Для чего были приобретены сами ФЭПы на заводе-изготовителе: ОАО "ПХМЗ" (Подольский химико-металлургический завод) в количестве 50 шт. (1 упаковка) за 4 тыс.рублей
И после долгих мучений и экспериментов по их пайке (толщина ФЭПа - 0,2 мм, очень хрупкие, необходимо соблюдать температурный режим (380 градусов по Цельсию), иначе он лопается, перебрав различные ФЛЮСы, припои и сам соединительный материал (проводочки, проволки, тонкие и толстые, многожильные и одножильные, тонкой медной фольги в небольшом количестве было не реально найти) и загубив один ФЭП окончательно (искусство требует жертв :) пришёл к варианту использования готовой облуженной медной шинки, используемой по такому же назначению (спайка ФЭПов) на предприятии "Телеком СТВ" гор. Зеленоград.
Мой процесс изготовления солнечной батареи, к сожалению, документально зафиксирован не был, поэтому на фото уже конечный результат:
Горы Абхазии. Май 2009 года. Высота 1.400 м. Полное отсутствие прелестей цивилизации (водоснабжения, канализации, ЭЛЕКТРИЧЕСТВА!) Местные жители (только на период лета) это поселение называют "балаганчиками", ведут натуральное хозяйство, но куда же в наше время без розетки.
48 последовательно соединённых ФЭПов выдавали холостого напряжения 26 V. Ток, прошу обратить внимание, не короткого замыкания, а ток, который шёл в нагрузку - зарядку 10 последовательно соединённых свинцовых банок по 1,2 V емкостью 2000 Ач (используются в железнодорожных локомотивах, каждая весит около 10 кг) составлял выше 5 А (!), отчего напряжение проседало до 14 V. Зарядка проводилась напрямую по довольно-таки большому сечению провода практически без потерь, только один диод.
На фото виден ток зарядки 4.56А.
Это при облачном небе, т.е. далеко не предел. Ток короткого замыкания я даже не измерял, так как переживал, что перегорят соединяющие ФЭПы шинки (при замере протекающего тока между контактами проскакивали даже не искры, а маленькие электрические дуги, как при сварке).
Конструкция из трёх сборок ФЭП удобна тем, что позволяет выполнять параллельное и последовательно-параллельное соединение (уменьшение напряжения, увеличение силы тока), но поиграть с этим, откровенно говоря, не успел. СБ осталась вырабатывать экологически чистое (как теперь модно говорить "зелёное") электричество в горах.
Итак, на каждом из трёх, довольно-таки толстых (~7 мм), похоже, что закалённых стёклах (их было невозможно порезать - они лопалась), по периметру герметиком создавалась ванночка, куда выливалась подогретая (для лучшей текучести) эпоксидная смола. После чего в неё помещались уже полностью, последовательно спаянные ФЭПы с выведенными контактами (автомобильные электрические клеммы).
В горизонтальном положении, очень аккуратно, что бы не полопались ФЭПы, практически из-под каждого из них, выдавливались оставшиеся пузыри воздуха. Сверху всё заливалось остатками эпоксидки, для защиты от внешних атмосферных воздействий (это очень важно, как заявляют производители ФЭПов, для их долгосрочной эксплуатации). То есть получились три абсолютно герметичные спайки СБ.
Следующей задачей было изобрести конструкцию, которая бы: 1) довольно жёстко фиксировала эти три, довольно-таки тяжёлых стекла в одной плоскости; 2) была поворотной в двух плоскостях (для ориентации по солнцу) и при этом 3) была более-менее подъёмна в горы на имеющемся автомобиле УАЗ (другие, вообще-то, туда и не поднимаются ;)
После, надо сказать, долгих изысканий среди имеющегося в наличии металлолома, немного с помощью сварки было создано следующее:
Конструкция в сборе со стёклами получилась тяжёлая - одному не поднять. Устанавливали её уже вдвоём. Она вращается вокруг своей вертикальной оси (вбитой в землю металлической трубы) на 360 градусов. В горизонтальной плоскости около 300 градусов, то есть все возможные положения светила (на горизонте, в зените) ей захватываются. Стекло закреплялось по углам подогнутыми концами Т-образного профиля. Металл был окрашен железным суриком.
Остался непонятным полученный результат. Заявленная производителем максимальная мощность 1,46-1,78 Вт занижена как минимум в 2 раза. 0,56 V х 5 А = 2,8 Вт. Правдиво указано, что ток короткого замыкания: "не менее 3,44 А". Вывод: КПД пластин не 10-12%, а выше. Но с более высоким КПД ФЭПы стоят намного дороже и идут они на экспорт. Другое объяснение: в горах чище воздух, ближе солнце, другие условия. В общем, получил глубокое моральное удовлетворение от работы и полученного результата.
Данный отчёт был составлен и подготовлен в 2009 г., но к сожалению или к счастью, нигде выложен не был, т.к. после активного использования в летний и осенний период 2009 г., правда без замеров выдаваемых характеристик (люди в горах "тестеры" не имеют), только наблюдениями за кипящим электролитом в банках (это при ёмкости, повторяю 2 тыс. Ач !), по непонятным причинам одно стекло с закреплёнными на нём 18 ФЭПами разбилось на мелкие осколки (стекло-то закалённое). Осталось:
Что, всё-равно, не мешало заряжать ASUS Еее, DVD, в/камеру:
На фото выше идёт зарядка камеры через импульсный а также виден ампервольтметр от интернет-магазина .
При этом сборка ФЭПов на тонком слое эпоксидной смолы с разбитого стекла осталась цела (хвала "эпоксидке", замечательный материал для подобных поделок !):
Сборка ФЭПов в эпоксидке просто привязана проволокой к куску плоского шифера. Продолжает работать
Выход солнечной батареи сделан на автомобильных ножевых контактах.
Продолжая при этом заряжать проч. мелочёвку.
Зарядка литиевого аккумулятора 3.7В через "Лягушку"(желтая) и импульсный стабилизатор.
Сборки ФЭПов на сохранившихся стёклах по своим краям стали отходить (отклеиваться) от стекла (видно из фотографий). По моему мнению они в это же лето вообще бы отстали от стекла и отвалились. Вариант оставался один: сборку ФЭПов снова поместил на аналогичное стекло (благо таких имелось в достатке) залив эпоксидкой по уже отработанной схеме и прижав таким же стеклом с задней стороны. Получился такой тяжеленный стеклопакет, состоящий из двух закалённых стекол с залитыми эпоксидной смолой сборками ФЭПов. Контакты вывел по таким же шинам по краям стекла.
По моим замерам параметры выдаваемого электричества остались на прежнем уровне, ток короткого замыкания не решался замерять. Солнечная батарея возвращена обратно в горы, помещена на ту же рамку, т.к. изменилась только толщина, другие размеры прежние (стёкла стандартные) и продолжает работать. К сожалению, опять не отфотографировал процесс реанимации и восстановления и окончательно получившийся вариант, но это надо было видеть своими глазами.
В общем, процесс создания, изготовления и ремонта СБ довольно трудоёмок и сложен, если это не ставить на поток. Откровенно говоря, снова бы не решился.
Опасен разрушением ФЭПов процесс выдавливания из-под них оставшихся пузырей воздуха в довольно быстро загустевающей смоле и окончательном выпуске этих пузырей между стёкол, что мне полностью сделать не удалось. Кое-где какие-то пузыри и пузырики остались. Я переживаю, что расширяющийся воздух в данных пузырях при, довольно-таки, сильном нагреве до 60 гр. на весеннем солнце (замерял тем же тестером поверхность стекла, по болевым ощущениям рука не выдерживала, казалось, что температура выше) будет разрушать ФЭПы, но теперь уже это покажет время. Говорят, что солнечная батарея работает и заряжает. Посмотрим…
Теперь другая идея бродит в голове. С момента таяния ледников и до конца лета в данном населённом пункте сходит очень большое количество воды, которое соединяется в роднике: на расстояние в 250 м перепад воды ручья составляет больше 50 м. Будем реализовывать…
