Альтернативные источники энергии все больше завоевывают отечественный рынок. Объясняется это высокими ценами на электричество, поставляемое по центральным сетям, а еще частыми скачками напряжения в них и даже отключением. Чтобы сделать свой дом полностью автономным многие выбирают солнечные панели производства Россия. Почему выбор падает именно на эти устройства? Возможно потому, что отечественная продукция является одной из самых дешевых на рынке.

Где применяются солнечные преобразователи

С каждым годом сфера их использования становится все шире. Если первоначально они использовались для обеспечения энергией жилых помещений, то сегодня находят применение повсеместно.

Смотрим видео, область применения и как работает солнечная панель:

Наиболее часто можно увидеть отечественные солнечные панели в удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения. Именно в таких населенных пунктах нужны надежные и в то же время рентабельные источники энергии. Они с успехом применяются для:

Индивидуальных строений;
Небольших предприятий;
На сельскохозяйственных объектах.

Что же касается крупных населенных пунктов, то в них уже давно используются солнечные батареи. Они обеспечивают энергией жилые здания, офисы, промышленные предприятия. Чаще всего им отводится роль резервных источников энергии. Поэтому производство солнечных панелей в России развивается достаточно быстро.

Самым главным достоинством таких установок является их абсолютная экологическая чистота. Только фотоэлектрические системы способны обеспечивать человека чистой энергией и не наносят вреда окружающей среде, как тепловые электростанции.

Секреты производства

Основным компонентом устройства служат кремниевые фотопреобразователи или пластины. Они бывают двух типов:

Монокристаллические;
Мультикристаллические.

Первые изготавливаются путем нарезки из одного кристалла пластин конкретных размеров. Обычно он представляет собой слиток, из него вырезаются псевдоквадратные детали. Такая форма выбрана не случайно. Они обеспечивают более плотное заполнение поверхности устройства.

Мультикристаллические пластины выполняют в виде правильных квадратов.

Но как же работают солнечные батареи российского производства? Прежде чем рассматривать принцип работы следует уяснить, что основу кристаллических пластин составляет p-n переход. Его главное свойство – это возможность перемещения носителей в одном направлении. На этом принципе базируется работа фотоэлектрических элементов. Солнечные лучи падая на панель приводят к образованию электронов и дырок. И пропуская лучи p-n переход разделяет их. После этого они передаются во внешнюю цепь, создавая тем самым напряжение на нагрузке.

Далее пластины проходят плазмохимическое травление. Оно заключается в следующем. В каждом элементе есть лицевая и рабочая сторона. На первой находится токосъемная решетка, а на второй – сплошной контакт. Но поскольку n-слой имеет большое количество примесей, то он является хорошим проводником тока. Причем в процессе изготовления пластины он образуется на торцах пластины по периметру тыльной стороны. Это часто приводит к электрическому замыканию, избежать его появления можно при его физическом удалении. Для этого потребуется лазер или травление. Последний способ считается наиболее рациональным.

Смотрим видео, этапы изготовления:

Производители солнечных пластин учли и тот факт, что использование текстуры позволяет снизить отражение до 11%. При этом на поверхность деталей наносится специальное покрытие.

Далее следуют процессы лицевой и тыльной металлизации. Первый способ предполагает выполнение лицевого контакта в виде решетки и расположение его на рабочей стороне солнечной пластины. Однако высокая стоимость этого процесса привела к выполнению металлизации с использованием пасты, содержащей в своем составе шарики из металла, флюс и специальные добавки.

После выполнения всех необходимых этапов создания солнечных батарей они подвергаются обязательному тестированию с проверкой их параметров.

Обзор российских производителей фотоэлектрических элементов

ООО Хевел, проект реализован в г. АНапа

Комплектующие для солнечных систем выпускаются многими компаниями. Среди отечественных предприятий наибольшим спросом пользуется продукция выпускаемая:

Заводом в Рязани;
ООО Хевел в Новочебоксарске;
Компаниями Сатурн и Солнечный ветер Краснодара.

В ассортимент рязанского предприятия, работающего с 1963 года, входят различные элементы, необходимые для создания таких систем:

Инверторы;
Контроллеры;
Монокристаллические модули;
Крохотные панели для портативных устройств.

Вся продукция предприятия отличается высоким качеством и надежностью, а кроме того имеет приемлемые цены. Например, солнечная панель российского производства в 120 Вт будет иметь цену около 20 тысяч рублей. Производимые на заводе изделия проходят обязательный контроль, а их качество подтверждено соответствующими сертификатами.

Смотрим видео о продукции компании Солнечный Ветер:

Крупнейшее производство солнечных батарей находится в Новочебоксарске. Эта компания не только поставляет свою продукцию на отечественные рынки, но и планирует выход с ней на мировой уровень. Основной специализацией компании является изготовление тонкопленочных модулей. Причем для их производства используются передовые технологии, запатентованные швейцарской компанией Solar.

Реализованные проекты, компанией Солнечный Ветер

Несмотря на свой еще достаточно молодой возраст предприятие Хевел успело зарекомендовать себя как надежного производителя, у которого можно купить солнечные панели производства Россия.

В Краснодаре производство освоили две компании Солнечный ветер и Сатурн. Они выпускают не только сами модули, но и оборудование для их производства. Продукция предприятия Солнечный ветер установлена на базовой станции МТС, где сумела доказать свои уникальные возможности.

Компания Сатурн также занимается производством солнечных батарей. Причем для этого здесь используются различные виды каркасов:

Сетчатый;
Из пленки;
Струнный.

Фотоэлементы из кремния, играющие ключевую роль в солнечных панелях, производятся на предприятии по собственной технологии. При этом продукция компании выпускается с использованием германиевых подложек и многопереходных элементов, что позволило увеличить КПД батарей.

Заключение

Исходя только из вышеизложенных фактов можно сказать, что у альтернативной энергетики большое будущее. И даже в России она постепенно становится популярной не только у владельцев загородного жилья, но и в промышленном секторе. Благодаря стремлению отечественных компаний к развитию собственной деятельности, связанной с разработкой прогрессивных технологий, новых материалов, солнечные батареи становятся все более популярным и доступными для широкого круга потребителей.

В качестве сырья используется кварцевый песок с высоким массовым содержанием диоксида кремния (SiO 2). Он проходит многоступенчатую очистку, чтобы избавиться от кислорода. Происходит путем высокотемпературного плавления и синтеза с добавлением химических веществ.

Выращивание кристаллов.

Очищенный кремний представляет собой просто разрозненные куски. Для упорядочивания структуры и выращиваются кристаллы по методу Чохральского. Происходит это так: куски кремния помещаются в тигель, где раскаляются и плавятся. В расплав опускается затравка – так сказать, образец будущего кристалла. Атомы, располагаются в четкую структуру, нарастают на затравку слой за слоем. Процесс наращивания длительный, но в результате образуется большой, красивый, а главное однородный кристалл.

Обработка.

Этот этап начинается с измерения, калибровки и обработки монокристалла для придания нужной формы. Дело в том, что при выходе из тигля в поперечном сечении он имеет круглую форму, что не очень удобно для дальнейшей работы. Поэтому ему придается псевдо квадратная форма. Далее обработанный монокристалл стальными нитями в карбид - кремниевой суспензии или алмазно - импрегнированной проволокой режется на пластинки толщиной 250-300 мкм. Они очищаются, проверяются на брак и количество вырабатываемой энергии.

Создание фотоэлектрического элемента.

Чтобы кремний мог вырабатывать энергию, в него добавляют бор (B) и фосфор (P). Благодаря этому слой фосфора получает свободные электроны (сторона n-типа), сторона бора – отсутствие электронов, т.е. дырки (сторона p-типа). По причине этого между фосфором и бором появляется p-n переход. Когда свет будет падать на ячейку, из атомной решетки будут выбиваться дырки и электроны, появившись на территории электрического поля, они разбегаются в сторону своего заряда. Если присоединить внешний проводник, они будут стараться компенсировать дырки на другой части пластинки, появится напряжение и ток. Именно для его выработки с обеих сторон пластины припаиваются проводники.

Сборка модулей.

Пластинки соединяются сначала в цепочки, потом в блоки. Обычно одна пластина имеет 2 Вт мощности и 0,6 В напряжения. Чем больше будет ячеек, тем мощнее получится батарея. Их последовательное подключение дает определенный уровень напряжения, параллельное увеличивает силу образующегося тока. Для достижения необходимых электрических параметров всего модуля последовательно и параллельно соединенные элементы объединяются. Далее ячейки покрывают защитной пленкой, переносят на стекло и помещают в прямоугольную рамку, крепят распределительную коробку. Готовый модуль проходит последнюю проверку – измерение вольт - амперных характеристик. Все, можно использовать!

Как выглядит технология производства солнечных батарей?

В мире наблюдается постоянный рост потребления электроэнергии, а запасы традиционных источников энергии уменьшаются. Поэтому постепенно растёт спрос на оборудование, которые вырабатывает электричество, используя нетрадиционные источники сырья. Одним из наиболее распространённых способов получения электричества являются солнечные батареи, работающие от энергии солнца. В их составе работают фотоэлектрические элементы, свойства которых позволяют преобразовывать солнечное излучение в электрический ток. Для их изготовления используется один из самых распространённых на Земле химических элементов – кремний. В этом материале мы поговорим о том, как кремний превращается в фотоэлектрические элементы. Проще говоря, мы рассмотрим, что представляет собой производство солнечных батарей, и какое оборудование для этого требуется.

В сфере производства солнечных батарей уже сформировался довольно большой рынок, на котором присутствуют крупные компании. Здесь уже вращаются миллионы долларов и есть бренды, заработавшие репутацию производителей качественной продукции. Имеется в виду как мировой рынок, так и российский. Технологии, положенные в основу производства солнечных батарей, совершенствуются по мере развития научных исследований в этом направлении. Сейчас выпускаются солнечные батареи самых разных размеров и назначения. Есть совсем маленькие, используемые в калькуляторах и . А есть крупные панели, применяемые в гелиосистемах и . Один фотоэлемент имеет небольшую мощность и вырабатывает совсем небольшой ток. Поэтому их объединяют в . Теперь рассмотрим, как производятся фотоэлементы.

Производство солнечных батарей можно разделить на следующие основные этапы:

Тестирование. На этом этапе проводится замер электрических характеристик. Для этого используются вспышки мощных ксеноновых ламп. На основании результатов испытаний фотоэлементы сортируют и направляют на следующую стадию производства;
На второй стадии производства выполняется пайка элементов в секции. Из них формируются секции на стеклянной подложке. Собранные секции переносятся на стекло с помощью вакуумных захватов. Это обязательное требование для исключения механического или иного воздействия на поверхность пластин. Блоки обычно включают в себя 4─6 секций. Секции, в свою очередь, состоят из 9─10 фотоэлектрических панелей;
Следующий этап производства – ламинирование. Соединённые с помощью пайки блоки фотоэлементов ламинируют при помощи этиленвинилацетатной плёнки. А также наносится специальное защитное покрытие. Все это делается на оборудовании с ЧПУ. Компьютер следит за такими характеристиками, как давление, температура и др. В зависимости от используемого материала, параметры ламинирования можно изменять;
И завершающий этап заключается в изготовлении рамки из алюминиевого профиля и специальной соединительной коробки. Чтобы обеспечить надёжность соединения применяют клей-герметик. На этом же этапе производства проводится тестирование солнечных батарей. При этом измеряются токи короткого замыкания, выдаваемые напряжение (рабочее и холостого хода), сила тока.

Человечество стремится перейти на альтернативные источники электрического снабжения, которые помогут сохранить чистоту окружающей среды и сократить затраты на выработку энергии. Производство является современным индустриальным методом. включает в себя приемники солнечного света, аккумуляторы, контролирующие устройства, инверторы и другие приборы, предназначенные для определенных функций.

Солнечная батарея является главным элементом, с которого начинается накопление и преобразование энергии лучей. В современном мире для потребителя при выборе панели существует много подводных камней, так как промышленность предлагает большое число изделий, объединенных под одним названием.

Кремниевые солнечные батареи

Эти изделия популярны у современных потребителей. В основу их изготовления положен кремний. Запасы его в недрах широко распространены, добыча сравнительно недорогая. Кремниевые элементы выгодно отличаются уровнем производительности от других батарей солнечного света.

Виды элементов

Производство из кремния ведется следующих типов:

монокристаллический;
поликристаллический;
аморфный.

Различаются вышеназванные формы устройств тем, как компонуются кремниевые атомы в кристалле. Основным отличием элементов становится различный показатель преобразования световой энергии, который у двух первых видов находится приблизительно на одном уровне и превышает значения у приборов из аморфного кремния.

Промышленность сегодняшнего дня предлагает несколько моделей солнечных уловителей света. Отличие их состоит в том, какое применяется оборудование для производства солнечных батарей. Играет роль технология изготовления и разновидность начального материала.

Монокристаллический тип

Эти элементы состоят из силиконовых ячеек, скрепленных между собой. По способу ученого Чохральского производится абсолютно чистый кремний, из которого изготавливают монокристаллы. Следующим процессом является разрезание застывшего и затвердевшего полуфабриката на пластины толщиной от 250 до 300 мкм. Тонкие слои насыщают металлической сеткой электродов. Несмотря на дороговизну производства, такие элементы применяют достаточно широко из-за высокого показателя преобразования (17-22%).

Изготовление поликристаллических элементов

Солнечных батарей из поликристаллов состоит в том, что расплавленная кремниевая масса постепенно охлаждается. Производство не требует дорогого оборудования, следовательно, затраты на получение кремния снижены. Поликристаллические солнечные накопители имеют меньший коэффициент эффективности (11-18%), в отличие от монокристаллических. Это объясняется тем, что в процессе остывания масса кремния насыщается мельчайшими зернистыми пузырьками, что приводит к дополнительному преломлению лучей.

Элементы из аморфного кремния

Изделия относят к особому типу, так как их принадлежность к кремниевому виду исходит от наименования используемого материала, а производство солнечных батарей выполняется по технологии пленочных приборов. Кристалл в процессе изготовления уступает место кремниевому водороду или силону, тонкий слой которых покрывает подложку. Батареи имеют самое низкое значение эффективности, всего до 6%. Элементы, несмотря на существенный недостаток, имеют ряд неоспоримых преимуществ, дающих им право стоять в ряду с вышеназванными типами:

значение поглощения оптики выше в два десятка раз, чем у монокристаллических и поликристаллических накопителей;
имеет минимальную толщину слоя, всего 1 мкм;
пасмурная погода не влияет на работу по преобразованию света, в отличие от других видов;
из-за высокого показателя прочности на изгиб без проблем применяется в трудных местах.

Три вышеописанных вида солнечных преобразователей дополняются гибридными изделиями из материалов с двойственными свойствами. Такие характеристики достигаются, если в аморфный кремний включаются микроэлементы или наночастицы. Полученный материал схож с поликристаллическим кремнием, но выгодно отличается от него новыми техническими показателями.

Сырье для производства солнечных батарей пленочного типа из CdTe

Выбор материала диктуется потребностью в уменьшении стоимости изготовления и повышении технических характеристик в работе. Наиболее часто применяется светопоглощающий теллурид кадмия. В 70-е годы прошлого столетия CdTe считался основным претендентом на космическое использование, в современной промышленности он нашел широкое применение в энергетике солнечного света.

Этот материал относят к категории кумулятивных ядов, поэтому не стихают прения по вопросу его вредности. Исследования ученых установили тот факт, что уровень вредного вещества, поступающего в атмосферу, является допустимым и не наносит вреда экологии. Уровень КПД составляет всего 11%, но стоимость преобразуемой электроэнергии от таких элементов ниже на 20-30%, чем от приборов кремниевого вида.

Накопители лучей из селена, меди и индия

Полупроводниками в приборе служат медь, селен и индий, иногда допускается замещение последнего на галлий. Это объясняется высокой востребованностью индия для производства мониторов плоского типа. Поэтому выбран этот вариант замещения, так как материалы имеют похожие свойства. Но для показателя КПД замена играет существенную роль, производство солнечной батареи без галлия повышает эффективность работы устройства на 14%.

Солнечные уловители на полимерной основе

Эти элементы относят к молодым технологиям, так как они недавно появились на рынке. Полупроводники из органики поглощают свет для преобразования его в электрическую энергию. Для производства применяют фуллерены углеродной группы, полифенилен, меди фталоцианин и др. В результате получают тонкие (100 нм) и гибкие пленки, которые в работе выдают коэффициент эффективности 5-7%. Величина небольшая, но производство гибких солнечных батарей имеет несколько положительных моментов:

для изготовления не затрачиваются большие средства;
возможность установки гибких батарей в местах изгибов, где эластичность имеет первоочередное значение;
сравнительная легкость и доступность установки;
гибкие батареи не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.

Химическое травление в процессе производства

Самой дорогой в солнечной батарее является мультикристаллическая или монокристаллическая пластина из кремния. Для максимально рационального режут псевдоквадратные фигуры, эта же форма позволяет плотно уложить пластины в будущем модуле. После процесса резки на поверхности остаются микроскопические слои нарушенной поверхности, которые убираются при помощи травления и текстурирования, чтобы улучшить прием падающих лучей.

Обработанная подобным способом поверхность представляет собой хаотично расположенные микропирамиды, отражаясь от грани которых, свет попадает на боковые поверхности других выступов. Процедура рыхления текстуры понижает отражающую способность материала приблизительно на 25%. В процессе травления применяют серию кислотных и щелочных обработок, но недопустимо сильно уменьшать толщину слоя, так как пластина не выдерживает следующие обработки.

Полупроводники в солнечных батареях

Технология производства солнечных батарей предполагает, что основным понятием твердой электроники является p-n-переход. Если в одной пластине совместить электронную проводимость n-типа и дырочную проводимость p-типа, то в месте соприкосновения их возникает p-n-переход. Основным физическим свойством указанного определения становится возможность служить барьером и пропускать электричество в одном направлении. Именно такой эффект позволяет наладить полноценную работу солнечных элементов.

В результате проведения фосфорной диффузии на торцах пластины складывается слой n-типа, который базируется у поверхности элемента на глубине всего 0,5 мкм. Производство солнечной батареи предусматривает неглубокое проникновение носителей противоположных знаков, которые возникают под действием света. Их путь в зону влияния p-n-перехода должен быть коротким, иначе они могут при встрече погасить один другого, при этом не сгенерировав никакого количества электричества.

Использование плазмохимического травления

В конструкции солнечной батареи предусмотрены лицевая поверхность с установленной решеткой для съемки тока и тыльная сторона, представляющая собой сплошной контакт. Во время явления диффузии возникает электрическое замыкание между двумя плоскостями и передается на торец.

Чтобы удалить замыкание, применяется оборудование для солнечных батарей, позволяющее сделать это с помощью плазмохимического, химического травления или механическим, лазерным путем. Часто используется метод плазмохимического воздействия. Травление выполняется одновременно для стопки сложенных вместе пластин кремния. Исход процесса зависит от длительности обработки, состава средства, размера квадратов материала, направления струй ионного потока и других факторов.

Нанесение антиотражающего покрытия

При помощи нанесения текстуры на поверхности элемента снижается отражение до 11%. Это обозначает, что десятая часть лучей попросту отражается от поверхности и не принимает участия в образовании электричества. С целью уменьшения таких потерь на лицевую сторону элемента наносят покрытие с глубоким проникновением световых импульсов, не отражающее их обратно. Ученые, принимая во внимание законы оптики, определяют состав и толщину слоя, поэтому производство и установка солнечных батарей с таким покрытием уменьшают отражение до 2%.

Контактная металлизация с лицевой стороны

Поверхность элемента предназначена для поглощения наибольшего количества излучения, именно этим требованием определяются размерные и технические характеристики наносимой металлической сетки. Выбирая дизайн лицевой стороны, инженеры решают две противоположные проблемы. Снижение оптических потерь происходит при более тонких линиях и расположении их на большом расстоянии одна от другой. Производство солнечной батареи с увеличенными размерами сетки приводит к тому, что часть зарядов не успевает достичь контакта и теряется.

Поэтому учеными стандартизировано значение расстояния и толщины линии для каждого металла. Слишком тонкие полоски открывают пространство на поверхности элемента для поглощения лучей, но не проводят сильный ток. Современные методы нанесения металлизации состоят в трафаретном печатании. В качестве материала наиболее оправдывает себя серебросодержащая паста. За счет ее применения КПД элемента поднимается на 15-17%.

Металлизация на тыльной стороне прибора

Нанесение металла на тыльную сторону устройства происходит по двум схемам, каждая из которых выполняет собственную работу. Сплошным тонким слоем по всей поверхности, кроме отдельных отверстий, напыляют алюминий, а отверстия заполняют серебросодержащей пастой, играющей контактную роль. Сплошной алюминиевый слой служит своеобразным зеркальным устройством с тыльной стороны для свободных зарядов, которые могут потеряться в оборванных кристаллических связях решетки. С таким покрытием на 2% больше по мощности работают солнечные батареи. Отзывы потребителей говорят, что такие элементы более долговечны и не так сильно зависят от пасмурной погоды.

Изготовление солнечных батарей своими руками

Источники питания от солнца не каждый может заказать и установить у себя дома, так как их стоимость на сегодняшний день достаточно велика. Поэтому многие мастера и умельцы осваивают производство солнечных батарей дома.

Приобрести комплекты фотоэлементов для самостоятельной сборки можно в интернете на различных сайтах. Стоимость их зависит от количества применяемых пластин и мощности. Например, небольшой мощности комплекты, от 63 до 76 Вт с 36 пластинами, стоят 2350-2560 руб. соответственно. Здесь же приобретают рабочие элементы, отбракованные с производственных линий по каким-либо причинам.

При выборе типа фотоэлектрического преобразователя принимают во внимание тот факт, что поликристаллические элементы более устойчивы к пасмурной погоде и работают при ней эффективнее монокристаллических, но имеют меньший срок службы. Монокристаллические обладают более высоким КПД в солнечную погоду, и прослужат они гораздо дольше.

Чтобы организовать производство солнечных батарей в домашних условиях, нужно подсчитать общую нагрузку всех приборов, которые будут питаться от будущего преобразователя, и определиться с мощностью устройства. Отсюда вытекает количество фотоэлементов, при этом учитывают угол наклона панели. Некоторые мастера предусматривают возможность изменения положения накопительной плоскости в зависимости от высоты солнцестояния, а зимой - от толщины выпавшего снега.

Для изготовления корпуса применяют различные материалы. Чаще всего ставят алюминиевые или нержавеющие уголки, используют фанеру, ДСП и др. Прозрачная часть выполняется из органического или обыкновенного стекла. В продаже есть фотоэлементы с уже припаянными проводниками, такие покупать предпочтительнее, так как упрощается задача сборки. Пластины не складывают одну на другую - нижние могут дать микротрещины. Припой и флюс наносятся предварительно. Паять элементы удобнее, расположив их сразу на рабочей стороне. В конце крайние пластины приваривают к шинам (более широким проводникам), после этого выводят "минус" и "плюс".

После проделанной работы тестируют панель и герметизируют. Зарубежные мастера для этого используют компаунды, но для наших умельцев они стоят довольно дорого. Самодельные преобразователи герметизируют силиконом, а тыльную сторону покрывают лаком на основе акрила.

В заключение следует сказать, что отзывы мастеров, которые сделали всегда положительные. Однажды затратив средства на изготовление и установку преобразователя, семья очень быстро их окупает и начинает экономить, используя бесплатную энергию.

Современные реалии таковы, что человечество не может обходиться без электричества. Перебои с электроснабжением замораживают работу большинства систем, чье функционирование необходимо человеку для полноценной жизни. А места, где электричество отсутствует, для некоторых просто непригодно для обитания. Выходом из таких ситуаций являются альтернативные источники энергии. Однако и у этого варианта есть свои минусы, так как покупка солнечных батарей у производителей и поставщиков — далеко не дешевое удовольствие. Поэтому все более популярным становится изготовление этого источника энергии своими руками.

Итак, что же представляет собой солнечная батарея? Это контейнер, вмещающий в себя массив фотоэлементов, которые и преобразовывают солнечную энергию в электричество. Дело в том, что фотоэлементы весьма хрупкие, кроме того, их требуется огромное количество для получения достаточной мощности. Солнечная батарея вмещает в себе необходимое количество фотоэлементов, защищая их от всевозможных повреждений. Технология изготовления своими руками достаточно проста, особенно если есть готовая схема или чертежи изделия.

Покупка фотоэлементов

Существует несколько причин того, почему возникают проблемы с изготовлением солнечной батареи своими руками:

во-первых, необходимые для производства фотоэлементы имеют высокую цену;
во-вторых, их не так уж и просто найти, даже располагая приличной суммой (особенно на территории СНГ).

Фотоэлементы для солнечных батарей встречаются в продаже достаточно широкого спектра, форм и размеров. При выборе фотоэлементов важно помнить, что:

Однотипные элементы производят равное напряжение. Напряжение не зависит от размера элемента.
Размер элемента влияет на воспроизводимый ток. Большие по размеру элементы производят большее количество тока.
Мощность батареи можно определить, умножив напряжение на генерируемый ток.

При изготовлении солнечной батареи не следует брать элементы разных размеров.

Дело в том, что напряжение от этого не поменяется, а вот генерируемый ток будет ограничен размером наименьшего элемента. В результате большие элементы не смогут работать в полную силу.

Изготовление основания

Основание для солнечной батареи — это простой мелкий деревянный ящик, технология изготовления которого не потребует особых усилий. Размеры ящика варьируются в зависимости от размеров фотоэлементов. Лучше перед изготовлением сделать чертеж основания, дабы избежать погрешностей. Общая схема солнечной батареи может иметь такой вид.

За основу можно взять фанеру, а деревянные рейки послужат бортами. Следует помнить, что солнце не всегда находится в зените, соответственно, угол падения солнечных лучей на батарею будет меняться на протяжении дня.

Борта ящика не следует делать слишком глубокими, дабы не препятствовать поступлению солнечных лучей на фотоэлементы. В бортах нижней части основания своими руками следует сделать отверстия. Впоследствии они послужат для выравнивания давления снаружи и внутри солнечной батареи. В верхнем и боковых бортах лучше не делать отверстий, дабы избежать попадания внутрь батареи осадков.

Затем все основание необходимо покрыть краской. Эта технология помогает защитить деревянную конструкцию от воздействия влаги. Далее понадобится отрезок ДВП, который будет свободно помещаться в основании между бортиками. Он будет выполнять функцию подложки. Его также следует покрыть несколькими слоями краски. Окрашивание должно проводиться тщательно, чтобы впоследствии древесина, подвергаясь воздействию влаги, не наносила ущерб фотоэлементам.

Лицевую сторону основания следует защитить от погодных неприятностей. Для этого можно использовать материал, пропускающий солнечные лучи, например стекло. Но не стоит забывать о хрупкости этого материала: стекло может быть повреждено градом, камнями, летящим мусором. Альтернативный вариант — небьющееся оргстекло.

Соединение фотоэлементов

Для упрощения установки своими руками элементов в основание можно нарисовать схему их размещения на подложке. Затем элементы выкладываются по схеме основаниями вверх, чтобы было возможно их спаять. Соединять элементы необходимо последовательно, следуя всем правилам производства солнечных батарей.

Стоит заметить, что не рекомендуется сильно надавливать на паяльник, чтобы не повредить хрупкие фотоэлементы. Спаивать элементы нужно по следующей технологии: из 3-х цепочек спаиваемых элементов средняя должна быть повернута на 180° по отношению к 2-м остальным. Именно так можно соединить все цепочки последовательно, что обеспечит необходимое напряжение.

Помещение фотоэлементов на основу

Для окончания производства солнечных батарей своими руками необходимо нанести по капле силиконового герметика по центру каждого элемента одной цепочки. Далее нужно перевернуть элементы и разместить их согласно ранее нарисованной на подложке схеме. Переворот элементов — один из самых сложных моментов производства. Скорее всего, эту операцию не удастся провернуть самостоятельно, поэтому следует запастись помощниками.

После размещения всех элементов на подложке нужно закрепить их с помощью клея, после чего подложка устанавливается в основу и прикрепляется шурупами.

Силиконовому герметику следует дать высохнуть на свежем воздухе. В верхней части основы проделывается отверстие для вывода проводов и тщательно герметизируется. После того как герметик высох, можно крепить оргстекло на место.

После прикручивания экрана из оргстекла образовавшиеся щели тоже можно загерметизировать. К выходному проводу следует прикрепить двухконтактный разъем. После выполнения всех этих пунктов солнечная батарея будет готова.

Полезные инструменты