У радіоаматорських заначка завжди знайдуться старі транзистори або діоди від морально застарілої радіоапаратури. У правильних руках цього - непотрібного ресурсу, можна спробувати знайти ділове застосування. Наприклад, зібрати сонячну батарею для живлення в автономки радіоприймача, калькулятора або навіть зібрати своїми руками сонячну зарядку для різних гаджетів. Як відомо, при впливі світловий енергією будь-напівпровідник починає генерувати електричний струм.
Цим корисним властивістю напівпровідникового елемента ми і скористаємося в рамках наших домашніх саморобок.
Проста саморобна сонячна батарея на транзисторах КТ801
Для створення сонячного елемента нам будуть потрібні PN переходи їх було вирішено взяти з застарілих кремнієвих транзисторів КТ801. В СРСР вони випускалися в металевому корпусі і тому їх можна розкрити звичайними пассатижами не псуючи кристал. Достатньо лише натиснути кришку радіокомпонентів.
При денному світлі, кожен наш транзистор генерує 0.53В (База - плюс, а Колектор і Емітер - мінус). А далі з'ясувалася одна цікава особливість. Транзистори 1972 року випуску мали великий білий кремінний кристал, і генерують 1.1мА. Транзистори більш пізніх років випуску здатні видати близько 0.9мА. Для свого експерименту в альтернативній енергетиці я зібрав батарею з двох паралельно з'єднаних ланцюжків по чотири транзистора в кожному. Під навантаженням транзисторная сонячна батарея здатна генерувати близько 1.8В, 2-2.5мА. Живити таким джерелом можна тільки китайські годинники, або зарядити акумулятор і підключити до нього миготливий світлодіод , Жучок і т.п.
Для зручності кріплення напівпровідників і точності вимірювань можна закріпити компоненти на друкованій платі або зібрати конструкцію навісним монтажем, так як це прискорює збірку, але знижує якість.
Проста саморобна сонячна батарея на вітчизняних діодів КД-202, КД-203
Для отримання кристалів напівпровідників з діодів КД-202, КД-203 або інші в схожих корпусах в цьому прикладі нам будуть потрібні: лещата, пасатижі, гострий ніж, молоток. Переходимо до операції з вилучення кристала: затискаємо напівпровідник в лещатах за фланець, докладаємо до зварного шва ножик і, несильними ударами молотком по ньому, демонтуємо кришку корпусу. Тільки обов'язково стежте за тим, щоб ножа не проник глибоко всередину, інакше можна деформувати кремнеевий кристал.
Для збірки сонячної батареї потрібно корпус. Для його виготовлення використовуємо текстолітову пластину. У ній дрилем просвердлив отвори, в які встановимо діоди, розміщуючи по дві ділянки з послідовно з'єднаних шістнадцяти напівпровідників; отримані ділянки підключаємо паралельно.
При середньому денному освітленні сила струму саморобної панелі виготовленої в домашніх умовах склала 0,1 А, при напруга близько 2 вольт. Якщо використовувати більшу кількість фотоелементів, то можна отримати велику вихідну потужність.
Сонячна батарея на потужних транзисторах
Щоб перетворити трьохелектродний напівпровідник в сонячний елемент, потрібно зрізати кришку радіокомпонентів. Для цього фіксуємо транзистор за металевий ободок в лещатах і ножівкою акуратно спилюємо кришку, але тільки дуже обережно, щоб не пошкодити кристал.
Сонячна батарея дасть максимальні результати під впливом максимального світлового потоку, щоб дізнатися в якому становищі він найкращий у відповідності з нашими транзисторами, приступаємо до виміру напруги на всіх висновках, і експериментальним шляхом визначаємо на яких висновках можна отримати кращий результат.
Для отримання рівня в 1,5 В на виході сонячної батареї, транзистори необхідно з'єднати послідовно (для цього нам знадобиться як мінімум п'ять транзисторів). Хоча для більш стабільної роботи калькулятора, рекомендую підключити паралельно другу ланцюжок транзисторів.
Наостанок пропоную подивитися відео керівництво по виготовленню транзисторної сонячної батареї:
Своїми руками можна з'єднати між собою окремі заводські фотоелементи і отримати непогану сонячну батарею по не високій ціні, яка здатна генерувати достатній обсяг електроенергії, яку потім можна акумулювати в акумуляторах.
Фотоелементи, як і інші елементи живлення, при послідовному з'єднанні дають більш високу напругу, а при паралельному - збільшується сила струму і знижується сумарне внутрішній опір живильного джерела.
Дана методика складання сонячної батареї вважається масштабується, тобто вона підходить як для окремих фотоелементів, так і для з'єднання раніше зібраних збірок в одну велику панель.
Перед тим, як зібрати конструкцію своїми руками, потрібно задатися розрахункової вихідною потужністю, яка обчислюється з значення струму зарядки акумуляторів, під'єднаних до інверторів для генерації напруги. Тобто, знаючи максимальний струм зарядки наявних батарей можна легко визначити площу і кількість необхідних фотоелементів для сонячної панелі, з огляду на їх ККД (коефіцієнт корисної дії).
Оскільки сонячна панель є дуже крихкою, потрібно міцна конструкція, здатна захистити світлочутливий елемент від механічних впливів і впливу навколишнього середовища. До конструкції саморобної сонячної батареї можна пред'явити наступні вимоги:
Захист від механічних пошкоджень і вібрацій
Достатню прозорість захисного скла
Низький коефіцієнт відбиття світла (спеціальне покриття антивідблиску)
надійне з'єднання окремих фотоелементів сонячної батареї
Конструкція сонячної батареї повинна забезпечувати хороший захист від вологи, пилу і бруду
Відмінну міцність і незмінність геометричних параметрів збірки
Напруга і вихідний струм сонячної панелі залежить від кута падіння сонячних променів і щільності світлового потоку. Тому в похмурий день, рано вранці і пізно ввечері, вихідна потужність батареї буде в рази нижче, ніж в сонячний день.
Збільшити світловий потік, спрямований на сонячну батарею можна за допомогою зроблених своїми руками світловідбивачів з фольги.
Сонячні батареї рекомендується монтувати перпендикулярно гіпотетичної лінії від світила опівдні. Точніше, перпендикуляр, встановлений на площу панелі не повинен давати тінь. Цей кут установки для кращого ККД рекомендується змінюватися відповідно до пори року. Рекомендується також встановити спеціальний пристрій, що відстежує положення Сонця, завжди спрямовує сонячну батарею перпендикулярно йде з неба променів.
При найпростішому приєднанні сонячних батарей до акумулятора бажано між ними послідовно приєднати захисний діод, для виключення протікання зворотного розрядного струму.