Comment fabriquer soi-même une batterie solaire: instructions étape par étape

La volonté de rendre le système d'alimentation en énergie d'une maison privée plus efficace, économique et propre d'un point de vue environnemental nous fait rechercher de nouvelles sources d'énergie. L'une des méthodes de modernisation est l'installation de panneaux solaires capables de convertir l'énergie du soleil en courant électrique. Il existe une excellente alternative à un équipement coûteux - une batterie solaire à faire soi-même qui vous permettra d'économiser de l'argent chaque mois sur le budget familial. Nous parlerons de la façon de construire une telle chose aujourd'hui. Indiquez tous les pièges et dites-vous comment les contourner.

Pour des informations générales sur les caractéristiques de conception des panneaux solaires, voir la vidéo:

Développement d'un projet de système d'énergie solaire

La conception est nécessaire pour un placement plus réussi des panneaux sur le toit de la maison. Plus la lumière du soleil frappe la surface des batteries et plus leur intensité est élevée, plus elles produisent d'énergie. Pour l'installation, vous avez besoin du côté sud du toit. Idéalement, les rayons devraient tomber à un angle de 90 degrés, vous devez donc déterminer dans quelle position le fonctionnement des modules sera plus utile.

Le fait est qu'une batterie solaire faite maison, contrairement à celle d'origine, n'a pas de capteurs de mouvement et de concentrateurs spéciaux. Pour changer l'angle d'inclinaison, il est possible de fabriquer un mécanisme de commande manuelle. Il permettra d'installer des modules presque verticalement en hiver, lorsque le soleil est bas au-dessus de l'horizon, et de les abaisser en été, lorsque le solstice atteint son apogée. L'agencement vertical d'hiver a également une fonction de protection: il empêche l'accumulation de neige et de glace sur les panneaux, ce qui prolonge la durée de vie des modules.

L'efficacité énergétique d'une conception modulaire peut être augmentée si vous créez un mécanisme de commande simple qui vous permet de changer l'angle de la batterie en fonction de la période de l'année et même de l'heure

Il peut être nécessaire de renforcer la structure du toit avant d'installer les batteries, car un ensemble de plusieurs panneaux a une masse assez importante. Il est nécessaire de calculer la charge sur le toit, en tenant compte de la gravité non seulement des panneaux solaires, mais également de la couche de neige. Le poids du système dépend en grande partie des matériaux utilisés dans sa fabrication.

Le nombre de panneaux et leur taille sont calculés en fonction de la puissance requise. Par exemple, 1 m² d'un module produit environ 120 watts, ce n'est pas suffisant même pour un éclairage complet des locaux résidentiels. Environ 1 kW d'énergie avec 10 m² de panneaux permettra le fonctionnement d'appareils d'éclairage, d'une télévision et d'un ordinateur. Ainsi, une structure solaire de 20 m² répondra aux besoins d'une famille de 3 personnes.Environ à de telles tailles devraient être comptées si la maison privée est destinée à la résidence permanente.

La fabrication d'une batterie solaire ne se termine pas nécessairement par le montage initial, à l'avenir il est possible d'augmenter les éléments, augmentant ainsi l'efficacité de l'équipement

Options de module d'auto-assemblage

L'objectif principal du panneau solaire est de générer de l'énergie à partir de la lumière du soleil et de la convertir en énergie électrique. Le courant électrique qui en résulte est un flux d'électrons libres libérés par les ondes lumineuses. Pour l'auto-assemblage, les convertisseurs mono et polycristallins sont la meilleure option, car les analogues d'un autre type - amorphe - réduisent leur puissance de 20 à 40% au cours des deux premières années.

Les éléments monocristallins standard mesurent 3 x 6 pouces et ont une structure plutôt fragile, vous devez donc travailler avec eux avec beaucoup de soin et de précision

Différents types de plaquettes de silicium ont leurs avantages et leurs inconvénients. Par exemple, les modules polycristallins diffèrent par une efficacité plutôt faible - jusqu'à 9%, tandis que l'efficacité des plaques monocristallines atteint 13%. Les premiers conservent des indicateurs de puissance même par temps nuageux, mais servent en moyenne 10 ans, la puissance de ces derniers diminue fortement les jours nuageux, mais ils fonctionnent parfaitement pendant 25 ans.

Un appareil fait maison doit être fonctionnel et fiable, de sorte que certaines des pièces sont mieux achetées prêtes à l'emploi. Avant de fabriquer une batterie solaire sur un projet individuel, consultez le site Web eBay, où vous pouvez trouver une vaste sélection de modules présentant des défauts mineurs. De légers dommages n'affectent pas la qualité du travail, mais réduisent considérablement le coût des panneaux. Supposons qu'un module de cellules solaires monocellulaire, situé sur une carte en fibre de verre, coûte un peu plus de 15 $, et qu'un ensemble polycristallin de 72 pièces coûte environ 90 $.

La meilleure option finie pour une cellule solaire est un panneau avec des conducteurs qui ne nécessitent qu'une connexion série. Les modules sans conducteurs sont moins chers, mais augmentent le temps de montage de la batterie de plusieurs fois

Instructions solaires

Il existe de nombreuses options pour l'auto-assemblage des panneaux solaires. La technologie dépend du nombre de cellules solaires achetées à l'avance et des matériaux supplémentaires nécessaires à la fabrication du boîtier. Il est important de se rappeler: plus la surface totale des panneaux est grande, plus l'équipement est puissant, mais en même temps le poids de la structure augmente. Dans une batterie, il est recommandé d'utiliser les mêmes modules, car l'équivalence actuelle est équivalente aux valeurs du plus petit des éléments.

Ensemble de châssis modulaire

La conception des modules, ainsi que leurs tailles, peuvent être arbitraires.Par conséquent, au lieu de chiffres, vous devez vous concentrer sur la photo et choisir n'importe quelle option individuelle adaptée à des calculs spécifiques.

Les cellules solaires les moins chères sont des panneaux sans conducteurs. Pour les rendre prêts à assembler la batterie, vous devez d'abord souder les conducteurs, ce qui est un processus long et minutieux

Pour réaliser l'étui, à l'intérieur duquel les cellules solaires seront fixées, il est nécessaire de préparer le matériel et l'outil suivants:

• feuilles de contreplaqué de la taille sélectionnée;
• rails bas pour les côtés;
• colle universelle ou bois;
• coins et vis autotaraudeuses pour fixation;
• percer;
• panneaux de fibres;
• morceaux de plexiglas;
• peindre.

Nous prenons un morceau de contreplaqué, qui jouera le rôle de la base, et collons les côtés bas le long du périmètre. Les lattes sur les bords de la feuille ne doivent pas bloquer les cellules solaires, assurez-vous donc que leur hauteur ne dépasse pas ¾ pouce. Pour plus de fiabilité, chaque rail collé est vissé en plus avec des vis et les coins peuvent être fixés avec des coins métalliques.

Un cadre en bois est l'option la plus abordable pour placer des cellules solaires. Il peut être remplacé par un cadre d'angle en aluminium ou par un ensemble de cadre + verre acheté

Pour la ventilation, percez des trous dans la partie inférieure du corps et le long des côtés. Il ne doit y avoir aucune ouverture dans le couvercle, car cela menace l'humidité. La fixation des éléments sera réalisée sur des panneaux de fibres, qui pourront être remplacés par tout matériau similaire, la condition principale étant qu'elle ne conduise pas de courant électrique.

De petits trous de ventilation doivent être percés sur toute la surface du substrat, y compris les côtés et le rail du milieu. Il vous permettra d'ajuster le niveau d'humidité et de pression à l'intérieur du cadre

Nous avons découpé le couvercle en plexiglas, en l'ajustant aux dimensions du boîtier. Le verre ordinaire est trop fragile pour tenir sur le toit. Pour protéger les pièces en bois, nous utilisons une imprégnation ou une peinture spéciale, qui doit être utilisée pour traiter le cadre et le substrat de tous les côtés. Pas mal si la teinte de la peinture du cadre sera combinée avec la couleur de la toiture.

La peinture remplit moins une fonction esthétique qu'une fonction protectrice. Chaque partie doit être recouverte d'au moins 2-3 couches de peinture, afin que le bois ne se déforme pas par la suite de l'air humide ou de la surchauffe

Installation de cellules solaires

Nous plaçons tous les modules solaires en rangées égales sur le substrat avec la face arrière vers le haut pour souder les conducteurs. Pour travailler, vous avez besoin d'un fer à souder et d'une soudure. Les lieux de soudure doivent d'abord être traités avec un crayon spécial. Pour commencer, vous pouvez vous entraîner sur deux éléments en les connectant en série. Également séquentiellement, dans une chaîne, nous connectons tous les éléments sur le substrat, le résultat devrait être un «serpent».

Nous définissons chaque élément strictement en fonction du balisage et nous assurons que les conducteurs des éléments voisins se croisent aux endroits de soudure

Après avoir connecté tous les éléments, faites-les pivoter doucement face vers le haut. S'il y a beaucoup de modules, vous devrez inviter des assistants, car il est assez difficile de transformer des éléments soudés sans les endommager. Mais avant cela, nous enduisons les modules de colle pour les fixer fermement sur le panneau. Il est préférable d'utiliser du mastic silicone comme colle, et il doit être appliqué strictement au centre de l'élément, à un moment donné, et non le long des bords. Cela est nécessaire pour protéger les plaques contre les dommages en cas de légère déformation de la base. Une feuille de contreplaqué peut se plier ou gonfler en raison des changements d'humidité, et les éléments liés de manière stable se fissureront et échoueront simplement.

Après avoir fixé les modules sur le substrat, vous pouvez tester le fonctionnement du panneau et vérifier la fonctionnalité. Ensuite, nous mettons la base dans le cadre déjà fini et le fixons le long des bords avec des vis. Pour éviter la décharge de la batterie à travers le panneau solaire, nous installons une diode de blocage sur le panneau, la fixant avec du mastic.

Pour connecter les chaînes, vous pouvez utiliser un fil de cuivre ou une gaine de câble, qui fixent chaque élément des deux côtés, puis sont fixés avec du mastic

Les tests d'essai permettent de faire des calculs préliminaires. Dans ce cas, ils se sont avérés être vrais - au soleil sans charge, la batterie produit 18,88 V

Au-dessus des éléments installés, nous couvrons d'un écran de protection en plexiglas. Avant de le réparer, nous vérifions à nouveau l'opérabilité de la structure. Soit dit en passant, les modules peuvent être testés tout au long du processus d'installation et de soudage, en groupes de plusieurs pièces. Nous nous assurons que le scellant a complètement séché, car son évaporation peut recouvrir le plexiglas d'un film opaque. Nous équipons le fil de sortie d'un connecteur à deux broches afin que vous puissiez utiliser le contrôleur à l'avenir.

Un panneau est assemblé et complètement prêt pour le travail. Tout l'équipement, y compris les articles achetés sur Internet, coûte 105 $

Systèmes photovoltaïques d'une maison privée

Les systèmes d'alimentation électrique à domicile utilisant des cellules solaires peuvent être divisés en 3 types:

• autonome;
• hybride;
• sans batterie.

Si la maison est connectée à un réseau électrique central, un système mixte serait la meilleure option: pendant la journée, l'énergie est fournie par des panneaux solaires et la nuit par des batteries. Le réseau central dans ce cas est une réserve. Lorsqu'il n'est pas possible de se connecter à l'alimentation centrale, il est remplacé par des générateurs de carburant - essence ou diesel.

Le contrôleur est nécessaire pour éviter les courts-circuits au moment de la charge maximale, la batterie - pour stocker l'énergie, l'onduleur - pour la distribuer et la fournir au consommateur

Lors du choix de l'option la plus réussie, vous devez tenir compte de l'heure à laquelle la consommation d'énergie maximale se produit. Dans les maisons privées, la période de pointe tombe le soir, lorsque le soleil est déjà couché, il serait donc logique d'utiliser soit une connexion à un réseau commun, soit l'utilisation supplémentaire de générateurs, car l'énergie solaire est fournie pendant la journée.

Dans les systèmes d'alimentation photovoltaïque, des réseaux à courant continu et alternatif sont utilisés, et la deuxième option convient pour placer des appareils à une distance de plus de 15 m

Pour les résidents d'été, dont le mode de fonctionnement coïncide souvent avec les heures de clarté, un système d'économie d'énergie solaire convient, qui commence à fonctionner avec le lever du soleil et se termine le soir.