Batterie solaire à faire soi-même [instruction + circuit]

La nature est en mesure de fournir à l'humanité toutes les ressources nécessaires, y compris l'électricité. La plus grande source d'énergie est le Soleil, dont la conversion d'énergie est activement utilisée et développée. Des méthodes et technologies alternatives pour la production de courant électrique peuvent rendre l’alimentation électrique plus efficace et moins chère. Cela est particulièrement vrai pour les mineurs, car le coût de fabrication d'une batterie solaire peut rapidement être amorti etl'exploitation minièrecommencera à générer un bénéfice net. Cela peut être très rentable car, comme vous le savez, l’extraction de la crypto-monnaie consomme une quantité énorme d’électricité.

Comment fonctionne la batterie solaire?

Le fonctionnement d'une cellule solaire est basé sur l'effet photoélectrique. La première cellule photoélectrique fonctionnelle a été créée par le scientifique russe Alexander Stoletov, mais sa découverte remonte au milieu du XIXe siècle, ce qui est attribué au physicien français Alexander Becquerel.

L'effet photoélectrique est obtenu en court-circuitant des semi-conducteurs (cellules photoélectriques) dans un circuit électrique. Un semiconducteur doit avoir des électrons supplémentaires (couche n), dans le deuxième cas, il doit les manquer (couche p). Les rayons du soleil sont capables de neutraliser des électrons supplémentaires de la couche n, après quoi ils sont automatiquement dirigés vers les espaces vides de la couche p, et inversement. De cette manière, un mouvement électronique constant est obtenu. Les électrons déplacés de la couche p traversent la batterie et retournent à la couche n.

Des cellules photovoltaïques séparées peuvent fournir de l'électricité mineureIl est nécessaire de combiner plusieurs photocellules en un seul circuit électrique pour pouvoir alimenter de gros objets.

Le sélénium était la première cellule photoélectrique de l’histoire, mais son efficacité était de moins de 1%. Ils ont donc immédiatement commencé à chercher une solution de remplacement. Trouvé dans le silicium et jusqu'à présent cet élément est le plus largement utilisé dans les panneaux solaires.

Quel type de cellules solaires existe-t-il

Les panneaux solaires sont maintenant largement utilisés pour alimenter divers dispositifs, mécanismes et locaux, en particulier pour les gadgets mobiles, les voitures électriques. Les batteries solaires sont utilisées dans l'appartement, dans la maison, à la campagne et dans les installations industrielles.

La classification des cellules solaires est effectuée en fonction du type de conception et peut être conditionnellement divisée en quatre types principaux:

Type	Caractéristiques
Difficile	Produit principalement à partir de silicium cristallin ou amorphe. Représenter un panneau solide de cellules photoélectriques.
Film	Cette forme est un film mince et flexible de silicium cristallin ou amorphe, de tellurure de cadmium et d’autres éléments.
Aller simple	Panneaux absorbant la lumière du soleil d’un seul côté.
double fin	Les cellules solaires sont capables d’absorber l’énergie de deux côtés.

Types de batterie

La cellule solaire, dont le principe de fonctionnement repose dans tous les cas sur l'effet photoélectrique, peut être constituée de plusieursmatériaux.

La grande majorité (environ 90%) de tous les panneaux solaires sont constitués de cellules photoélectriques en silicium monocristallin ou polycristallin. Les panneaux en couches minces les plus populaires revêtus de substances photosensibles. Ils ont un coût inférieur, car leur production nécessite une quantité de matériau nettement inférieure. Et la dernière niche est occupée par les modules solaires multi-jonctions constitués de couches capables de capturer et de transformer tout le spectre des rayons solaires en courant électrique.

Les cellules solaires en silicium sont un panneau rectangulaire constitué de cellules photovoltaïques. L'efficacité de tels panneaux est de 15-20%, la puissance peut diminuer progressivement d'environ 20% tous les 25 ans. De tels panneaux sont résistants aux facteurs environnementaux destructeurs.

Les cellules solaires à couche mince sont fabriquées par pulvérisation de silicium amorphe, de tellurure de cadmium, composé de séléniure, de cuivre, d’indium et de gallium. L'efficacité des batteries à film mince est de 10-12%.

Les panneaux solaires multi-modules sont constitués de couches de différents matériaux. Chaque couche capte une plage de rayons solaires allant des ultraviolets aux infrarouges. Le panneau solaire absorbe ainsi tout le spectre de la lumière. À l'intérieur du système, il existe plusieurs transitions d'électrons de la couche n à la couche p. Les composés de gallium constituent l'élément principal des panneaux solaires multi-modulaires. Cette technologie est utilisée pour les stations spatiales et les rovers. Efficacité tellement solaireLe panneau dépend du nombre de couches. Ainsi, pour une cellule à deux couches, l'efficacité est de 42%, une cellule à trois couches est de 49% et pour les 68% restants.

Les cellules solaires organiques ont récemment été activement développées par les fabricants, mais elles ne sont pas largement représentées sur le marché. Les spécialistes de l’Université du Michigan ont mis au point des cellules solaires transparentes capables d’absorber les rayons ultraviolets et infrarouges sans recourir à une conception multicouche. Ce qui est le plus intéressant, c’est qu’en théorie, pratiquement tout objet à surface de verre transparente peut faire office de photocellule solaire - des fenêtres de maison aux écrans de gadgets mobiles.

Mais bien que tout ceci soit théorique et évolutif, considérez les options réelles pour créer un panneau solaire de vos propres mains.

En quoi consiste un panneau solaire?

La batterie solaire est un système qui convertit l'énergie des rayons du soleil en courant électrique. Il se compose de cinq composants interconnectés:

• semi-conducteurs;
• alimentation électrique;
• batterie;
• convertisseur inverseur;
• régulateur de tension.

Le courant continu reçu des semi-conducteurs est converti par l'onduleur en une tension alternative de 220 V, puis via un stabilisateur de tension, est envoyé directement à une source d'alimentation ou accumulé dans une batterie.

Combien coûte un panneau solaire?

Les prix des panneaux solaires domestiques sont différents, leur coût dépend de la puissance requise. Batteries prêtesavoir un prix assez élevé. Acheter un seul panneau solaire, dont la puissance est de 170 W, vous pouvez en moyenne de 250 $ à 450 $. Les photocellules pour la production indépendante coûtent bien moins cher, environ 30 dollars. Le coût total du kit avec pneus, crayons à souder et autres éléments nécessaires est de 300 à 400 dollars.

Pour la fabrication du cadre en utilisant des cornières en aluminium, du contreplaqué, des panneaux de particules et un revêtement de protection en verre organique ou ordinaire approprié. Les mastics ou les composés de silicone sont utilisés pour sceller la structure.

Avant de fabriquer une batterie solaire chez vous, vous devez en définir l’utilisation, calculer en conséquence la puissance requise, la taille du panneau et le nombre de matériaux.

Comment assembler un panneau solaire?

La connexion de panneaux solaires photovoltaïques suit le même schéma. Tous les éléments peuvent être connectés dans un circuit en série ou en parallèle. Le soudage séquentiel des cellules photovoltaïques se déroule conformément aux étapes suivantes:

• Les cellules photoélectriques devraient être placées sur une surface plane, à une distance de 5 mm les unes des autres.
• Appliquez la brasure aux points de soudure.
• Les contacts des éléments sont soudés en série les uns aux autres.
• Les contacts les plus à l'extérieur des photocellules sont émis en fonction du plus ou du moins sur le bus.
• Une connexion estampillée est installée à l'extrémité du pneu.

La connexion en parallèle repose sur les mêmes principes de soudure. Suit la connexion en parallèlele contact négatif de la première cellule photoélectrique est connecté au contact positif du deuxième élément négatif, le deuxième élément négatif avec l'élément positif du troisième, etc. L'extrême plus et le moins de toute la chaîne sont connectés par un bus commun.

Quelle que soit la disposition de la batterie solaire, elle produira la même puissance calculée à partir de la surface des photocellules.

Avant de fabriquer un panneau solaire, il convient de déterminer:

• dans quel but sera-t-il utilisé
• quels matériaux seront nécessaires. Pour une maison individuelle, la batterie doit avoir un cadre de protection solide et des panneaux solaires flexibles conviennent mieux à un appartement. Pour différents objectifs correspondent à votre type de batterie. De petits panneaux solaires peuvent être utiles pour alimenter des objets à faible consommation et, pour les maisons, des modèles de production analogues sont fabriqués à la maison. Les panneaux solaires pour donner peuvent être fabriqués même à partir de matériaux de rebut.

Comment fabriquer une cellule solaire en feuille

Matériel requis:

• feuille de cuivre;
• bouteille en plastique;
• appareils de chauffage;
• sel;
• deux conducteurs "crocodiles".

Dans un premier temps, vous devez couper deux feuilles de film d'aluminium de la même zone. Ensuite, les feuilles sont placées sur la cuisinière électrique ou sur un autre élément chauffant afin que le film d’oxyde se détache et puisse être retiré.

Une feuille est autorisée à refroidir, une autre ne l'est pas. Les feuilles sont pliées et placées dans une bouteille en plastique afin qu'elles ne se touchent pas. À l'intérieur verser de l'eau avecle sel s'y est dissous. Ensuite, un conducteur se connecte au panneau chauffé, en formant un contact positif, le second - pour ne pas chauffer, en formant un négatif.

Cellule solaire issue de transistors

Les transistors fonctionnant à l'ancienne peuvent également convenir à la fabrication de batteries. Une plaque placée à l'intérieur des transistors peut servir de cellule photoélectrique.

Pour fabriquer une batterie, le transistor doit être ouvert en coupant le capot. Les transistors ouverts sont soudés les uns aux autres et placés à l'intérieur du boîtier. La batterie solaire des transistors a un faible rendement en raison du faible volume de la plaque. Par conséquent, plus ils seront utilisés, plus la batterie sera puissante.

Panneaux solaires à faire soi-même à partir de diodes

Dans ce cas, le cristal contenu dans la diode fera office de photocellule. Pour enlever le cristal, il est nécessaire d'ouvrir la diode et de la chauffer pendant 20 secondes pour faire fondre la soudure. Des cristaux purs sont placés sur le panneau et soudés les uns aux autres en série ou en parallèle avec des contacts en argent.

Cellules solaires à couche mince

Pour la fabrication, achetez une cellule photoélectrique appropriée correspondant à la zone requise. Le panneau solaire à couche mince peut être facilement monté et placé sur le toit ou le balcon. Cette texture prend toutes les courbes et son installation ne pose pas de problème car elle ne nécessite pas la fabrication d'un cadre.

Pour se connecter, les segments de film sont interconnectés et les plus communs sont dessinés.contacts via le convertisseur et un stabilisateur de tension à un réseau consommateur. Il est particulièrement avantageux d’utiliser des panneaux solaires à couche mince sur le toit de maisons privées. Sous eux est autorisé à placer des tuyaux. Ce système vous permet d’évacuer la chaleur excédentaire des panneaux solaires pour une plus grande efficacité. Le chauffage de l’eau dans les tuyaux peut être utilisé pour chauffer la maison.

Cellules solaires au silicium (monocristallin)

Les cellules solaires au silicium sont placées du côté ensoleillé du toit. Les cellules photo doivent être placées sur le cadre. Le cadre peut être fabriqué avec n’importe quel matériau.

L’assemblage de ce type de batterie solaire commence par la fabrication d’un cadre. Sa partie supérieure devrait être en verre, placé dans un cadre, la partie inférieure - un panneau plat plein. Pour installer, vous devrez concevoir les jambes. Considérez le site d'installation particulier et la pente préférentielle pour le panneau solaire.

Ensuite, les cellules de silicium acquises sont interconnectées dans un réseau électrique. Vous pouvez souder directement sur le côté avant du cadre, en plaçant les plaques face vers le bas.

Les jeux de barres des contacts sortent par les trous du cadre, les joints sont scellés et la structure elle-même est recouverte d’un panneau inférieur. Ensuite, le panneau solaire est installé et ses contacts sont mis à la source d'alimentation.

Modules solaires à jonctions multiples (multicouches, tandem)

Les modules solaires multi-jonctions sont connectés etIls sont installés de la même manière que le silicium, mais ils reposent essentiellement sur une cellule photoélectrique plus avancée. Pour cette raison, une plus grande efficacité, et donc un coût.

Conclusion

En résumant ce qui précède, il convient de noter que les panneaux solaires sont une méthode d’approvisionnement en énergie rentable et une excellente idée , car l’excédent d’énergie peut non seulement être utilisé pour les besoins domestiques, mais aussi pour l’extraction ou la vente. Étant donné que ce secteur est en constante évolution, l'achat et l'installation de structures finies constituent un moyen impressionnant. Cependant, un quart du coût peut être économisé en assemblant des panneaux solaires de vos propres mains et en n'achetant que des photocellules et des matériaux.

La quantité d'électricité produite dépend directement de la taille de la structure. Une petite batterie solaire maison peut être utilisée pour recharger de façon mobile des gadgets ou pour alimenter des diodes, mais l'installation d'un panneau solaire sur le toit d'une maison peut couvrir tout ou partie de l'électricité consommée par ses résidents.