Многие бы хотели перейти на альтернативные источники энергии, ведь это гарантирует не только чистоту окружающей среды, но и экономию денежных средств, но не у каждого из нас есть возможности, чтобы следить и уж тем более использовать последние достижения человечества в этой сфере. Но как говорится, голь на выдумки хитра. Под этим девизом и появилась солнечная батарея из диодов, которую может собрать каждый, кто любит эксперименты и устройства, собранные своими руками.

Но у каждой вещи, изготовленной в домашних условиях из подручных материалов, есть две стороны. Первая – это явная экономия и чувство морального удовлетворения, которое получаешь, когда держишь в руках предмет, который своим появлением обязан только тебе, а вторая – это отсутствие гарантии работоспособности и практичности самодельного устройства. Не обошла стороной эта участь и диодную солнечную батарею. Ну а какая сторона окажется сильнее, Вы узнаете дальше.

В чем заключается принцип работы

В основе всего лежит тот факт, что под действием солнечных лучей диод вырабатывает напряжение. Именно это знание и послужило толчком к тому, что на свет родилась идея изготовления солнечных модулей из диодов. Но проблема в том, что величина вырабатываемого напряжение крайне мала, поэтому для получения более или менее мощной батареи понадобится неограниченное количество диодов.

Если вы хоть раз видели диод, то вы знаете, что он представляет собой, для других же поясним, что диод – это кристалл, заключенный в пластиковый корпус, который выступает в роли линзы, концентрирующей солнечный свет на небольшом проводнике. Исходя из этого, можно предложить, что в теории солнечная батарея может быть изготовлена из диодов. Но как дела обстоят на практике?

Собираем солнечный модуль. 1 часть:

Процесс сборки

Первый шаг – избавиться от корпуса. Для этой цели подойдут любые подручные средства, можно воспользоваться молотком, но очень аккуратно, удары должны быть несильными и осторожными, чтобы не повредить сам кристалл. Но этот шаг можно и пропустить, оставив диоды в их первоначальном состоянии. В таблице 1 приведены значения напряжения для светодиодов разных цветов.

Таблица 1

В качестве платы можно использовать обычную картонку, в которой делаются небольшие отверстия. При параллельном соединении диодов суммируется их сила тока, а при последовательном – напряжение. Наибольший эффект дает сочетание обоих этих видов. Как вы понимаете, сам процесс сборки достаточно простой, но времени на него уходит много. Тем более что, чем большее количество диодов Вы используете, тем большее напряжение будет выдавать Ваша солнечная батарея.

Опыт разрешит все споры

Солнечная батарея из светодиодов готова, теперь остается проверить ее показатели. 100 диодов выдали нам ток всего в 0,3 мА, и стоило ради этого столько возиться?! Если сравнить самодельную СБ с заводской, мы получим крайне неутешительные результаты. Площадь в 7 раз больше, стоимость в 3 раза, а мощность на выходе в 8 раз меньше. Вывод можно сделать не в нашу пользу.

В теории напряжение должно возрастать пропорционально количеству используемых светодиодов, но на практике все совсем не так. Тем более чем больше количество, тем большая площадь потребуется для их размещения, а значит, возрастут потери при их соединении. Еще одна проблема – самопроизвольное свечение. Некоторая часть светодиодов будет генерировать электроэнергию, а другая наглым образом ее потреблять. И устранить этот недостаток невозможно. Ну и 3-я проблема – выработка энергии диодами возможна лишь под прямыми солнечными лучами, небольшое облачко на небе – и напряжение на выходе равно нулю.

Вывод напрашивается сам собой: идея изготовления солнечной батареи из доступных диодов с самого начала обречена на провал. Выгоднее переплатить и приобрести заводской модуль, чем изготовить его своими руками. Есть, конечно, неплохие варианты, но о них мы уже рассказывали в одной из наших предыдущих статей.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Собираем солнечный модуль. 2 часть:

Представляет подборку из форума – обсуждение идеи солнечной батареи на светодиодах. Идея, казалось бы, лежит на поверхности, но до конца ее никто пока не реализовал.

В отличие от кремниевых пластин, которые в домашних условиях из песка не выплавишь, светодиодов немеряно впаяно по всяким старым платам, которые сейчас обычно просто выкидывают. К тому же, на светодиодах имеется «природный» концентратор света – тот самый корпус, который рассеивает свет при работе светодиода в естественном режиме!

Если вы сделаете рабочий экземпляр – пишите нам , EnergyFuture.RU опубликует ваш рассказ и подарит вам футболку со своим логотипом!

Alex_Soroka

дернуло меня два светодиода прозрачной заливки но желтого цвета вставить в тестер китайский и выставить на солнце

…получил 1.5 Вольта! причем ориентация не точно на солнце – а если точно – то и выше. Ток – 5.6мА!!! (два светодиода паралельно)

Токи: от лампы настольной (люминисц.) на 9Вт мощности – получил 0.8В, ток – 3.5мА

Вопросик сразу возник: а может есть смысл на светодиодах строить солн. батарею?

У светодиодов есть линза - так что они собирают свет в пучек на сам кристалл полупроводника, т.е. усиливают свет, а значит кристалл надо меньше чем классические солн.батт – которые жутко дорогие… Светодиоды можно самые простые – сверхяркие нам не нужны…

Да и по Дискавери показывали недавно – народ ставит линзу и маааленькую пластинку солнечного элемента – так линза чуть не выжигает его…

Надо посмотреть - может есть «бросовые» маленькие светодиоды – не сверхяркие, а просто любые с прозрачным корпусом? …и собрать для них плату 10х10см которая будет как батарея – но это посчитать надо как соединять – чтобы получить 9-12В и ток заметный…

Светодиоды я применял стандартные – не 3мм диам. а 5мм. желтого свечения но с прозрачной заливкой акрилом(как раз примерно пик диапазона светимости Солнца). Вот и получается что «пятно» 5мм диаметра концентрируется линзой светодиода в точку примерно 0.5мм2(кристалл)

Смотрите в Инете и Википедии «спектр Солнца» – и по нему ищите светодиоды ближайшие к максимуму.

Drovalex

Ну та в чем вопрос? Конечно, можно использовать. Но вот мне кажется, что при той же мощности батарея на диодах обойдется как и обычная солнце батарея. А вот если будет снимать с килоВ.м больше, чем обычная солнце батарея, тогда это и есть цель – соотношение затрат на килоВ.м.

ФЭ модуль MSW12-12________Цена: 2.750 руб.

Пиковая мощность: 12Вт ±5% Номинальное напряжение: 12 В

Напряжение в точке максимальной мощности – 17 В Ток в точке максимальной мощности: 0,7 А

Размеры: 270*480*17мм Вес: 0,9 кг

Светодиодов с вашими замерами потребуется около 1400 штук, чтобы развить аналогичную этой батареии мощность. Да, если диоды покупать в Кнр, то такая батарея из диодов раза в два дешевле будет, чем ФЭ. Так что успехов в захвате солнечного света.

Михенбай

Вы пишите …получил 1.5 Вольта! причем ориентация не точно на солнце – а если точно

То и выше. Ток – 5.6мА!!! (два светодиода параллельно)

Считаю 400 светодиодов выдадут 1,12 ампера и 1.5 вольта!!! чтобы получить 12вольт при том же токе необходимо спаять сборочку из 3200 светодиодиков. размеры я не прикидывал и вес. цена (допустим светодиод стоит 50 копеек в супероптовой конторе на светодиодном заводе) получаем 1600 руп за батарею 12 вольт и 13.44 Ватта. Неплохо!!!

Overrider

проверял светодиоды 5R3SCB-2/W красные, последовательно 18 штук (это у меня задний габарит такой) около вольта при поднесении почти вплотную к энергосберегающей лампе. 5Y3SCС-2/W жёлтые в той же конфигурации (поворотники), ещё меньше, что-то около 0.3-0.4в. Ток не замерял, ибо смысл?

Если соберётесь делать солнечную батарею такие светодиоды брать не стоит

Такими солнечными батарейками я баловался в 2000 г., так как по работе имею доступ к сверхярким светодиодам (монтирую электронные часы на светодиодах). Могу сказать, что тогда использовал красные сверхяркие светодиоды, с одного диода снималось напряжение 1,63 В, но ток был маленький 10-15 мкА, фотобатарейкой питал часы на ЖК, фотобатарея из двух светодиодов стоит у меня на автономном серебрителе воды (что бы работал без батареек, тем более, что светодиодов и серебряных электродов хватит лет на 20 – 30). Ставил простой опыт – к батарее из 6 светодиодов подключал сверхяркий светодиод, который заметно светился. На спор я делал на подобном девайсе емкостной накопитель (ставил электролит на 15000, мкФ), а потом разряжал его на лампочку 2,5 В * 0,15 А, лампочка кратковременно горела. Желтые и зеленые тоже пробовал, но напряжение с них снимается меньшее, и ток был небольшой. Попробую на днях современные светодиоды. Согласен, что испытывать их надо только на солнечном свете, но в крайнем случае и лампа накаливания годится. Не пойдут светодиоды синего и белого свечения, так у них люминофор возбуждается ультрафиолетом, а подойдут все те, у которых непосредственно излучает кристалл.

• Описание устройства
• Особенности изготовления
• Процесс сборки
• Свечение батареи
• Заключение

С развитием технологий современное общество стремится использовать экологически чистые методы получения электроэнергии. Это дает возможность экономить природные ресурсы, а также защищать планету от глобального потепления. К тому же использование энергии солнца - отличный метод сэкономить. Несмотря на то что технология солнечной батареи не является новой, оборудование сохраняет высокую стоимость. Поэтому радиолюбители предпочитают изготавливать такие батареи своими руками.

Описание устройства

Устройство для получения энергии из солнца представляет собой фотопластину, которая меняет свою проводимость при воздействии на нее солнечного света. При этом выделяется электроэнергия. Основными элементами устройства являются светодиоды, которые и нужны, чтобы сделать солнечную панель. Однако величина электричества, вырабатываемая одним светодиодом, невелика, поэтому для мощной батареи потребуется достаточно большое количество элементов.

Особенности изготовления

Светодиоды применяются для изготовления самодельной солнечной батареи. Светодиод отличается от обычного диода наличием специального корпуса, которые играет роль линзы. Благодаря линзе происходит фокусировка солнечных лучей на проводящем кристалле. Именно линза способствует повышению вырабатываемого напряжения.

Мощность самодельной батареи зависит еще и от того, какого цвета используютсясветодиоды:

1. Зеленый дает напряжение 1,5 В.
2. Красно-прозрачный показатель равен 1,3 В.
3. При инфракрасном элементе напряжение равно 0,9 В.

Элементы устанавливаются на текстолитовой подложке. При ее отсутствии может использоваться плотный картон. При сборе панели из сотни светодиодов обеспечивается сила тока, которая равно примерно 0,45 мА. Это невысокий показатель, поэтому не стоит рассчитывать на устройство высокой мощности.

Процесс сборки

Первым этапом изготовления самодельной батареи является избавления элементов от корпуса. В этой работе могут помочь любые подручные средства от долота до молотка. Однако снимать корпус необходимо так, чтобы кристаллы не повредились. Если это произошло, данный светодиод не должен использоваться в батареи. Многие умельцы советуют вообще не снимать корпус со светодиода.

В качестве основы батареи может использоваться лист плотного картона. В нем необходимо проделать отверстия по схеме. Не забывайте элементарные законы физики: при параллельном подключении элементов суммируется сила тока, а при последовательном - напряжение. Поэтому рекомендуется одновременно использовать обе схемы подключения.

В готовые отверстия необходимо вставить светодиоды по предварительно выбранной схеме. На этом основные этапы сборки батареи своими руками окончены. Осталось только проверить ее показатели при помощи специального прибора. Не следует ожидать высоких показателей. Самодельная панель часто выдает показатели свыше 0,3 мА. Кроме того, самодельная батарея будет занимать большую площадь из-за особенностей размещения элементов.

Свечение батареи

При создании солнечной батареи своими руками используются светодиоды, поэтому она будет светиться. При этом невозможно отключить свечение и оставить только эффект преобразования электрического тока из энергии солнца. Поэтому из-за самопроизвольного свечения часть генерируемой электроэнергии будет потребляться на свечение элементов.

К минусам конструкции следует отнести то, что избавиться от эффекта свечения невозможно. К тому же конструкция будет генерировать электроэнергию только при воздействии прямых солнечных лучей. Даже днем при чистом небе, но небольшой облачности напряжение на выходе будет нулевым.

Заключение

При использовании светодиодов самодельная солнечная батарея не будет обладать высокой мощностью. Ведь даже при соблюдении всех правил сборки своими руками, использовании качественных материалов и большого количества элементов устройство получится малоэффективным и маломощным. Такое устройство можно будет использовать только для питания небольшого прибора.

Однако создание своими руками подобных устройств принесет максимум удовлетворения электротехникам и радиолюбителям. Но если вы хотите солнечную батарею более высокой производительности, рекомендуется приобрести ее в магазине.

У людей, которые увлекаются радиоделом со временем накапливается достаточно много различных электронных деталей, среди которых могут быть и старые советские транзисторы в металлическом корпусе. Как радиодетали они уже давно не актуальны из-за своих больших габаритов, однако их можно использовать совершено по другому назначению: в качестве солнечной батареи. Правда мощность такой батареи выходит достаточно мала по соотношению к ее размерам, и годится лишь для запитки маломощных устройств. Но все же можно собрать ее в качестве эксперимента и ради интереса.

Для переделки транзистора в солнечную батарею в начале необходимо спилить с него крышку. Для этого транзистор аккуратно зажимается в тисах за ободок на корпусе и ножовкой спиливаем крышку. Нужно делать это аккуратно,чтобы не вывести из строя кристалл и тонкие провода внутри транзистора.

После этого можно увидеть, что прячется внутри:

Как видно на фото кристалл достаточно не велик, по сравнению с корпусом транзистора, а ведь именно он и будет преобразовывать солнечную энергию в электрическую.

Вот таблица измерений, приведенная автором на примере транзистора КТ819ГМ:

После замеров можно приступить к сборке солнечной батареи для запитки калькулятора. Для получения 1,5 вольта необходимо последовательно собрать пять транзисторов, при этом коллектор будет минусом, а база – плюсом.

Для крепления транзисторов использовался кусок тонкого пластика, с предварительно просверленными под ножки отверстиями. После установки транзисторов на места, производится подключение из между собой, по указанной выше схеме:

Как показал эксперимент, на улице, при солнечном свете калькулятор работал неплохо, однако в помещении ему определенно не хватало энергии, и на расстоянии больше 30 сантиметров от лампы накаливания он работать отказывался.

Для увеличения мощности батареи имеет смысл подключить параллельно еще пять таких же транзисторов.

Обнаружение этого эффекта вызвало широкий интерес как ученых, так и энтузиастов-любителей. Но если наука достаточно быстро убедилась в тупиковости исследований в этом направлении, то горячие головы любителей электротехники это естественно ни в чем не убедило.

Каждый, у кого отыскалось в запасах некоторое количество светодиодов, решил попытать счастья на этом поприще. Почему именно светодиодов? Да просто в них, уже загодя, собрано все, что необходимо для проведения эксперимента.

Полупроводниковая пара со строго определенным диапазоном возбуждения, линза и провода для подключения. Просто замечательная исследовательская база. Результатом облучения солнечным светом светодиода становится появление разности потенциалов порядка 0,7 В. Правда, необходимо сразу оговориться, что о силе тока речь практически не идет, поскольку она исчезающе мала.

Решение, к которому подталкивает традиционная логика, чрезвычайно просто. Достаточно наращивать разность потенциалов, а затем… только вот затем, как правило, в данном случае не происходит, а вся проблема в том, что по мере сборки таких модулей напряжение вовсе не увеличивается пропорционально количеству.

Напротив, все больше возрастают потери в контактах, и, более того, часть светодиодов вместо того, чтобы, потребляя свет, вырабатывать электричество, начинают сами его потреблять и излучать свет.

Методов борьбы с этим эффектом просто нет. Таким образом, до сих пор ни одного реально действующего устройства для получения электроэнергии с помощью светодиодов так и не удалось создать, невзирая на многочисленные попытки и эксперименты.

И все же солнечные батареи

Солнечные батареи сегодня далеко не редкость. Они уже достаточно широко распространены и на Западе, и у нас в стране. Они массово выпускаются промышленностью и имеют вполне удовлетворительные технические данные.

Собранные на единой алюминиевой раме солнечные батареи имеют мощность от 10 до 300 Вт и ориентированы на использование их в качестве источника электроэнергии для зарядки аккумуляторов.

Для получения необходимого напряжения и нужной мощности, солнечные батареи собирают в особые пакеты.

К преимуществам солнечных батарей следует отнести долговечность – более пятнадцати лет работы. Высокую стойкость к циклическому режиму, а также отсутствие необходимости обслуживания.