Источник резервного питания (часть 1)

img1.jpg

Эта статья посвящена моему небольшому опыту создания простого резервного источника питания. Для удобства восприятия, я разделю ее на три части: 

  1. изготовление небольшой солнечной панели,
  2. изготовление простейшего контроллера заряда и разряда аккумулятора,
  3. немного об аккумуляторах.

Оговорюсь, что изначально, не ставилась цель полного перехода на альтернативную энергию.

Ну что ж, начнем!

Часть 1. Изготовление небольшой солнечной панели (далее СП).

Начал я с изучения всевозможных материалов на эту тему и различных опытов создания СП и использование радиодеталей в качестве элементов СП (точнее n-p перехода деталей). Вот некоторые из них:

  • СП из советских диодов, предварительно разобрав их кусачками;
  • СП из советских транзисторов, сняв с них часть корпуса «шляпку».

Скажу сразу, не один из подобных методов не дает адекватного результата и подойдет только для опытов в школе на уроках физики. Для сборки полноценной СП потребуется приобретение настоящих солнечных элементов. На сегодня, проще всего заказать их на «АЛИ» или «Ebay».

Процесс изготовления начинаем с расчета нужных нам параметров, выбора типоразмера элементов и схематичного их размещения для понимания итоговых размеров конструкции.

Основными параметрами (которые нам потребуются) являются:

Imax СП – максимальный ток, который может дать СП при ярком солнце.

Vmax СП – максимальное напряжение СП при ярком солнце.

Максимальный ток элемента зависит пропорционально от его размеров – чем больше элемент, тем больший ток он сможет отдать. Я, для практики, заказал маленькие элементы  с размерами 19мм х 52мм с Imax элемента=0,28а (в действительности же 0,2а).

img2.jpg

Максимальное напряжение элемента Vmax элемента = 0,5в. На самом деле, заказанные элементы приходят разного качества и с различными параметрами.

Поэтому заказывать лучше большее количество на 20-30% от нужного для возможности отбора лучших элементов. Эта процедура очень важна, так как от нее зависит стабильность параметров СП.

Для проверки элементов включаем над столом 100 вт. лампочку накаливания  и производим замеры напряжения каждого элемента и сортируем их. После делаем выборку нужного количества с похожими параметрами.

Будьте осторожны! Элементы очень хрупкие!

Но, вернемся к схематичному распределению элементов. Вот что получилось у меня. 

image004.gif    

Как видим на схеме имеется пять секций. Проверяем расчеты: в каждой секции соединены последовательно 40 элементов. Это значит, что расчетный Vmax секции = 0,5в х 40=20в. Не нужно думать, что 20в на выходе СП будет всегда. Это максимальное напряжение при высокой солнечной активности. Чем выше этот параметр, тем большее напряжение будут отдавать элементы при пасмурной погоде.

Выше писал, что Imax элемента =0,28а. Так как в секции элементы соединены последовательно, то Imax секции =0,28а.

Всего 5 секций, все секции соединены параллельно. При таком соединении Vmax СП =  Vmax секции = 20в. В свою очередь, Imax СП = Imaxсекции х 5 = 0,28 х 5= 1.4а.

С параметрами солнечной панели определились. Переходим к конструкции.

Для спайки солнечных элементов, контакты на каждом элементе нужно облудить. Будьте осторожны! Элементы раскалываются при перегреве! Лужение проводим при помощи специального флюса или жидкой канифоли (отличный бюджетный вариант).

3910380776.jpg

Элементы соединяются медными шинами. В качестве таких шин отлично подходит луженая медная фольга, нарезанная узкими полосками шириной по 2-5мм. Фольга применяется для того, чтобы в процессе спайки не повредить элементы. Использовать провода для соединения не рекомендуется, так как они достаточно жесткие.

1530097912.jpg

Припаиваем к каждому элементу с тыльной стороны медную шину.

Все элементы размещаются согласно схеме (см. выше) на жестком пластиковом листе, вырезанном под размеры будущей СП и приклеиваются «не жестким клеем» Я использовал полимерный.

4062201341.png

 Пластик является основой для элементов, поэтому его жесткость должна быть очень высокой (можно склеить несколько пластиковых листов).

После приклейки всех элементов с припаянными шинками, производим окончательное их соединение. И, наконец, соединяем все секции в параллель более широкими медными шинами.

Кроме того, я заметил, что элементы теряют свои свойства (окисляются серебряные нити в элементе) при эксплуатации. Для предотвращения разрушения и снижения параметров элемента, я покрывал их прозрачным герметиком.

569582488.jpg

Clickcuard – профессиональный герметик, использующийся при укладке ламината. Он отлично ложится тонкой прозрачной пленкой на элемент. Рекомендую. К сожалению, такой герметик не каждый сможет найти (в 2013 г. его вообще запрещали ввозить в РФ). Поэтому можно воспользоваться прозрачным лаком. При этом нужно понимать, что лак не должен терять своей прозрачности под действием солнечных лучей.

Теперь нам осталось изготовить рамку из алюминиевого уголка, вклеить в нее стекло и собрать конструкцию целиком. У меня получилось вот так.

3641524881.jpg

На задней стороне пластика я приклеил дополнительные ребра жесткости и вывел контактную площадку.

Если планируется размещать СП непосредственно на улице, то необходимо провести дополнительные процедуры для полной герметизации панели. В моем случае СП находится на подоконнике, поэтому дополнительно не герметизировал.

Часть 2. Изготовление простого контроллера для свинцово-кислотного аккумулятора.

С уважением к проекту VIP-CXEMA,

Иванов Максим Н., г. Вологда, 2015.

Расчет импульсного трансформатора

Подписаться на новости
Введите Ваш e-mail

Усилители мощности
Блоки питания
Arduino
Программаторы
Радиоконструкторы
Прочее...