Как сделать солнечную батарею своими руками

Как раскрасить нашу планету

Технически сложный вопрос – как раскрасить планету Земля. Проще всего решить его так: зеленым отметить материки, синим – моря, вокруг изобразить светло-голубой ободок атмосферы. Высушить рисунок планеты, и затем корректором или ПВА нарисовать циклоны. Это поможет не только оживить образ Земли, но и скрыть неудачные элементы.

Закончив раскрашивать небесные тела, нанесём Главный пояс. Это удобно сделать при помощи набрызга. Для этого вырежем трафарет – дугу с нарочито неровными краями, отдельно внешний и внутренний край. Закроем всё, где мелкие точки не нужны, бумагой.

Наберем на щетку краску и под максимально прямым углом резкими движениями несколько раз проведем ей поперек зубцов расчески. Предварительно стоит потренироваться на обычной бумаге. Так же украсьте углы рисунка Солнечной системы.

Разновидность солнечных батарей

В зависимости от материала изготовления и способа производства, солнечные батареи подразделяют на кремниевые и плёночные.

Кремневые элементы – это устройства, сделанные из кремния, так как этот химический элемент обладает повышенной производительностью, поэтому на него сейчас огромный спрос на мировом рынке. По структуре их подразделяют на три подтипа.

Монокристаллические батареи

Это солнечные батареи состоят из силиконовых ячеек, соединенных между собой. Их удается создавать только из чистейшего кремния, который добывают с помощью выращивания кристаллов. Когда монокристалл становится твёрдым, его делят на тончайшие пластинки, которые соединяют между собой с помощью сетки из металлических электродов. Такая технология изготовления очень дорогая и трудоемкая, поэтому её используют меньше, хотя у монокристаллических батарей высокий КПД, около 22%.

Монокристаллические солнечные батареи

Поликристаллические батареи

Это солнечные батареи состоят из поликристаллов, полученных благодаря постепенному охлаждению сплава кремния. Данная технология изготовления обходится дешевле. Но в этом случае понижается КПД на 4–5%. Это характеризуется тем, что в поликристаллах образуются зоны с зернистыми границами, именно они понижают эффективность поликристаллических батарей.

Устройство поликристаллической батареи

Аморфные батареи

Это солнечные батареи делают из кремневодорода или силана. У аморфных батарей маленький КПД, порядка 5%, но они обладают многими достоинствами:

• гибкие;
• эффективно работают в пасмурную погоду;
• очень тонкие (1 мкм).

Плёночные батареи подразделяются на несколько видов:

• на основе теллурида кадмия;
• на основе сплава меди, индия и селена, их КПД достигает 16–20%;
• полимерные фотоэлементы из органики, у которых КПД небольшой 5–6%.

Аморфная солнечная батарея – устройство

Какие материалы потребуются

Посылка с ячейкамиПеред тем как приступать к непосредственной сборке панелей, необходимо подготовить материалы, которые будут использоваться.

В первую очередь нам понадобятся фотоэлементы. Делятся они на два вида:

1. Поликристаллические. Фотоэлементы имеют относительно низкий КПД (9-11%), но способны одинаково работать солнечную и пасмурную погоду.
2. Монокристаллические. Этот вид элементов неэффективно работает в пасмурную погоду, но имеет высокий КПД — 15-17%.

Как правило, в домашних условиях используют первый вариант. Все элементы можно приобрести на ресурсах «eBay» и «Aliexpress».

Далее нам понадобятся ячейки для фотоэлементов

Важно купить их одной модели, так как ячейки разных производителей могут не подойти друг к другу и плохо функционировать, не давая ожидаемой мощности. Кроме этого, понадобятся соединительные проводники для фиксации ячеек между собой

Корпус из алюминиевых уголков — оптимальный выборДля сборки корпуса понадобятся уголки (1-1,5 длиной) из легкого металла (алюминий).

Некоторые умельцы, чтобы сэкономить, изготовляют корпус из дерева, но это материал быстро придет в негодность из-за постоянного воздействия солнечных лучей, воды, мороза и т.д.

Для защиты можно воспользоваться поликарбонатом или оргстеклом.

Совет специалистов: на многих сайтах можно приобрести поврежденные фотоэлементы или с дефектом, со значительной скидкой. Они имеют неудовлетворительный внешний вид, но работать будут, как новые. Это касается и корпуса панели, которые можно купить уже готовым.

Минусы и недостатки солнечных батарей

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выборе источника энергии

Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной

Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций, которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.

Низкий уровень КПД. Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.

Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата. Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи

Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии

Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.

Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность.

Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.

Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади. Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.

Вот такие плюсы и минусы солнечных батарей. Надеемся наша статья помогла Вам определиться что нужно именно Вам.

Разбираем второй вариант космического макета из бисера и пластилина

Другой вариант макета представляет собой более легкую в изготовлении компактную 3d модель из бисера и пластилина.

Необходимые материалы и оборудование:

• пластилин любого цвета;
• бисер разных расцветок в соответствии с цветами планет;
• бамбуковые шпажки;
• клейкая лента;
• белая бумага;
• картон;
• портновские булавки.

Порядок работы:

1. Лепим из пластилина шары, соблюдая приблизительные пропорции планет. Для Солнца достаточно сделать полусферу.
2. «Окрашиваем» планеты бисером. Для этого на листок бумаги рассыпаем бисер нужного цвета и катаем по нему пластилиновый шарик, чтобы бисерины вдавились в него. Оформляем таким образом все шарики.
3. Нарезаем бамбуковые шпажки на отрезки необходимой длины плюс по 1,0 см с каждой стороны для крепления:

• 6,3 см для Меркурия;
• 10,2 см для Венеры;
• 12,7 см для Земли;
• 15,2 см для Марса;
• 17,8 см для Юпитера;
• 20,3 см для Сатурна;
• 25,0 см для Урана;
• 29,2 см для Нептуна;
• 25,5 см для Плутона.

По желанию окрашиваем шпажки в черный или коричневый цвет.

Крепим Солнце на кусок картона, предварительно покрашенный в темно-синий цвет.

Нанизываем шарики-планеты на шпажки и крепим к Солнцу.

С помощью бумаги и клейкой ленты делаем небольшие полоски и подписываем названия планет, можно распечатать их на принтере. Фиксируем получившиеся миниатюрные таблички на булавках и втыкаем их в соответствующие планеты.

Модель из бисера и пластилина готова!

Преимущества и недостатки солнечной батареи

У солнечных батарей есть как преимущества, так и недостатки. Если бы были только одни плюсы от применения фотоэлектрических преобразователей, весь мир давно бы уже перешел на этот вид получения электроэнергии.

Преимущества:

1. Автономность источника питания, нет зависимости от перебоев напряжения в централизованной электросети.
2. Отсутствие абонентской платы за использование электроэнергией.

Недостатки:

1. Высокая себестоимость оборудования и элементов.
2. Зависимость от солнечного освещения.
3. Возможность повреждения элементов солнечной батареи вследствие неблагоприятных погодных условий (град, буря, ураган).

В каких случаях целесообразно использовать установку на фотоэлектрических элементах:

1. Если объект (дом или дача) находится на большом удалении от линии электропередач. Это может быть загородный коттедж в сельской глубинке.
2. Когда объект расположен в южном солнечном районе.
3. При совмещении различных видов энергии. Например, отопление частного дома с помощью печного отопления и солнечной энергии. Себестоимость маломощной солнечной станции будет не столь высока, и может быть экономически оправдана в данном случае.

Бумажный макет планеты земля

Иногда пластилина под рукой не оказываются, но показать ребенку земной шар все равно необходимо. В таком случае можно использовать обыкновенную бумагу, которая найдется в доме у каждого. О том, как сделать глобус своими руками из бумаги, читайте в мастер-классе, предоставленном ниже.

За основу для будущего макета возьмем воздушный шар. Лучше всего для этих целей подойдут круглые шары, но если приобрести такой не получилось, используйте обыкновенный, стараясь придать ему максимально круглую форму.
Используйте порванную на мелкие части газету или бумагу. Второе подойдет лучше всего, так как белый лист проще раскрасить. Рекомендуется хотя бы последний слой сделать из бумаги, а не газеты. Обмакните каждый кусочек в клей ПВА и равномерно обклеивайте ими воздушный шар. Повторите процедуру около трех раз.
После завершения каждого слоя оставьте шарик у батареи или просушите его феном

Важно, чтобы новые слои наносились на сухую поверхность.
Как только все слои будут готовы, проткните шарик в том месте, где остался торчать небольшой хвостик. Именно за него аккуратно вытащите лопнувший шар, а дырку сразу же заклейте бумагой.
Нанесите карандашом наброски будущего глобуса

Для этого как можно тщательнее изобразите участки суши: большие материки и маленькие острова. Если нет времени или необходимых умений для того, чтобы изобразить собственноручно каждую деталь земного шара, распечатайте шаблоны и аккуратно приклейте их к изготовляемой модели.
Приготовьте краски (желательно выбрать гуашь) и кисти. Первым делом необходимо покрыть шар белым цветом, так называемой шпаклевкой, в несколько слоев, чтобы краски лучше легли на поверхность.
Наберите синего цвета и закрасьте участки, где должен находиться мировой океан. Старайтесь случайно не задеть нанесенные мелкие острова и части материков.
Используйте различные краски, чтобы придать цвет суше. Лучше всего заранее найти цветную картинку земли или достать настоящий глобус, они подскажут, как сделать глобус из бумаги более реалистичным. Впрочем, совсем необязательно следовать стандартной окраске глобуса. Можно пофантазировать с цветами и сделать макет земли, напоминающий, например, старую пожелтевшую карту, или вовсе выплеснуть на шар различные краски, создав свою неповторимую разноцветную модель.

Сделать глобус своими руками, мастер-классы для которого были рассмотрены в статье, очень просто. Ни ребенку, ни родителям не придется тратить много времени, чтобы создать модель планеты из пластилина, и поделка будет долго радовать ее создателей. Кроме того, пластилиновый глобус ребенок сможет принести на школьную выставку
или приготовить к уроку
.

Занятия по лепке являются не только полезными, но и познавательными для деток, поскольку помимо удивительных поделок можно своими руками вылепить, например, пластилиновый глобус. По причине того, что в процессе лепки модели детям необходимо соблюдать точность в расположении материков, океанов, стран, им предварительно надо ознакомиться с соответствующей информацией.

Шаг 2: Дизайн

Показать Все Товары

Я начал, ударяя в интернете тяжело и видя что уже было сделано. Orreries прийти на всех форм, размеров, марок, моделей и дизайнов. Некоторые занимают целые комнаты; некоторые из них могут уместиться на рабочем столе. Они могут быть сделаны из что-нибудь из Лего для стали, но чаще всего изготавливаются из латуни. Они также дико диапазон по сложности. Если вы хотите сделать что-то поменьше и менее сложные, считают просто сделать модель солнца, Луны и земли. Есть куча идей и конструкций там, так что будьте изобретательны, когда сделать свой собственный.

Я решил здании шахты из фанеры, потому что это был материал, который легко было работать с инструментами у меня были на руках. Потому что запчасти стоят механические, я избегала настоящего дерева, потому что я был обеспокоен создавая болевые точки на зубьях шестерен, когда они не соответствуют деревянное зерно, и я хотел избежать даже небольшой пост-продакшн деформации, которая может появиться с настоящего дерева. Любое коробление бы бросить передач с перекосом. Фанера тоже относительно недорого, так что я мог экспериментировать с кучей дизайнов и бросить тех, которые не работают.

Пропорциональность

В целом идея планетарий является для него образцом взаимного расположения планет и солнца. Я также хотел включить земную Луну, потому что она легко наблюдаема. Я должен был быть реалистичными о том, насколько точным и полным оно может быть дать ограничения на размер и возможности для постройки.

Я подумал, что модель может быть пропорциональна тремя способами:

Орбитальный период — все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении (относительно солнца) примерно на одной плоскости. Количество времени, это берет их, чтобы обойти вокруг Солнца меняется на планете. Для земли, это занимает 365 дней. Орбитальный период планеты (или планетарный год) возрастает в геометрической прогрессии по мере отдаления от солнца. Каждый раз, когда земля вращается вокруг Солнца, Меркурий имеет объезжать примерно в 4 раза. Сатурн идет только о 12 градусов в это время. Я решил, что не стоит, представляющий любой планеты дальше от солнца, чем Сатурн, потому что они будут еле двигаться. То есть, они имеют очень малые угловые скорости, которые трудно наблюдать в планетарий. Просто показывая первые шесть планет захватили большую часть вариации. Например, для каждого вращения Земли (или ~ 4 вращения Меркурия), Уран будет двигаться только 4 градуса. Нептун будет двигаться еле заметная 2 градусов. Я решил просто сделать первые 6 планет. К сожалению, Нептуна и Урана (возможно и таинственной девятой планете, которые могут или не могут существовать. — https://student.societyforscience.org/article/bey… )

Размер планеты — я быстро найти не смог сделать планет и солнца пропорциональны по размеру друг к другу. Даже если я сделал Луну с булавочную головку, солнце бы надо быть пляжный мяч. Вместо этого, я решил иметь их представленными в размер заказа, но не пропорционально. Солнце будет самый крупный объект, но не столь большие, как это должно быть. Луна, самый маленький, но не как малые, как это должно быть. Я еще хотел этот размер разница проявляется, я так и сделал в конечном итоге вырезая относительный Размер всех планет в Солнечной системе внутри крупнейших шестерни, подробнее об этом далее вниз.

Планета расстояние- подобный Размер планеты, планетарий и должны быть гигантскими, чтобы представить расстояние между планетами правильно, поэтому я решил просто иметь их в нужном порядке и этого будет достаточно.

Полнота

В дополнение к тому, чтобы быть не совсем точной, модель тоже не совсем полный.

Лун — я тоже выбрать не изображать любые спутники, за исключением Земли. Сатурн и Юпитер вместе более 100 и что бы быстро нагромождения вещей. Есть также астероиды, карликовые планеты и целая куча других вещей, плавающих вокруг, но никто из них не представлены в модели.

Этапы работы

Процесс пайки элементовПри покупке всех необходимых материалов и инструментов можно переходить к сборке панели.

Сборка солнечной панели несложное мероприятие, требует определенных навыков пайки и общего понимания схемы.

Пайка проводников панели:

1. При помощи кусачек нарезаем проводники нужной длины.
2. Пинцетом аккуратно вставляем в ячейку отрезанный проводник.
3. Наносим две капли паяльной кислоты и припой. Для точного нанесения припоя лучше использовать настольное увеличительное стекло, которое продается в каждом супермаркете.
4. Аккуратно припаиваем проводник, не нажимая на фотоэлемент.

Вот в принципе и вся пайка. Сам процесс долгий и потребует несколько часов. Желательно после каждого часа работы нужно отдохнуть хотя бы 30 минут. Это позволит идеально припаять фотоэлементы.

Далее собираем корпус и фиксируем ячейки. Рекомендуем собирать корпус под солнечную панель из алюминиевых уголков. Так надежно и эстетично.

Обрезаем уголки до нужных размеров

Важно выбрать уголки, которые не будут бросать тень на фотоэлементы.
На внутренней стороне уголков наносим слой силиконового клея или герметика. Это нужно, чтобы изолировать фотоэлементы от попадания влаги.

На слой клея аккуратно кладем обрезанное до необходимых размеров оргстекло

Аккуратно прижимаем, и ждем, пока высохнет герметик.
После полной фиксации стекла с алюминиевой конструкцией укрепляем ее метизами.
Далее, укладываем собранные фотоэлементы с проводниками на внутреннюю сторону конструкции. Между элементами должно быть расстояние 5-8 мм, так как при нагревании материал будет расширяться.

Желательно заранее карандашом разметить места, где будут фиксироваться элементы. Это позволит сократить время сборки.

Объединяем ячейки в одну энергосистему:

Согласно ранее составленной схеме все элементы панели фиксируем между собой паяльником

Важно, чтобы в схеме были соединительные диоды Штоке, фиксирующиеся в положительном проводнике. Это нужно чтобы система не разряжалась в темное время суток.

После сборки панель тестируется на поступление напряжения.
Затем крепим фотоэлементы и надежно герметизируем панель.
После этого панель устанавливаем в алюминиевую конструкцию и герметизируем швы.
Солнечная панель готова к испытаниям.

Преимущества солнечных панелей, собранных своими руками очевидны:

• можно самому заказывать подходящие фотоэлементы различных видов;
• самостоятельно подбирать схемы, проводить сборку и тестировать панель;
• себестоимость готовой конструкции собранной в домашних условиях намного дешевле предлагаемых интернет порталами.

Из минусов можно отметить потраченное время и терпение на сборку. Еще есть шанс ошибиться, если нет определенных навыков в работе с паяльником.

Но в любом случае сборка солнечной панели — это отличный способ стать независимым от общей электроэнергии.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно показывает процесс сборки солнечной панели своими руками:

Составные элементы трекера

Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.

Список обязательных деталей для создания такого устройства:

1. Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
2. Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
3. Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
4. Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
5. Элемент, преобразующий энергию.

Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.