Самодельная солнечная батарея из диодов: перечень материалов и последовательность сборки

Дата публикации: 14 февраля 2020

Способность обычных диодов и светодиодов производить электрический ток под воздействием солнечных лучей известна науке уже много лет. Поэтому не вызывает удивления идея использовать эти мелкие детали для изготовления солнечной панели — полностью работоспособной, но маломощной. С ее помощью можно заряжать мобильный телефон, запитать небольшой радиоприемник или карманный фонарик, отказавшись от дорогостоящих батареек в условиях удаленности от цивилизации.

Перечень инструментов и материалов для солнечной панели из диодов

Чтобы собрать работоспособное устройство, потребуется приобрести и приготовить:

  • Несколько десятков светодиодов или диодов, которые станут основой будущей системы.
  • Картон или пластиковую панель. Оптимальное решение — корпус от ненужного электронного прибора, в котором проделано множество отверстий. В них можно будет быстро и надежно закрепить диодную сетку. В картоне такие отверстия придется делать самостоятельно.
  • Аккумуляторную батарею. Можно смело разобрать старый китайский фонарик, где встроены несколько таких элементов. Для сборки солнечной батареи из диодов потребуется только один напряжением 4 В и емкостью в пределах 1500 мА.
  • Диод Шоттки, благодаря которому удастся исключить явление обратного движения электрического тока.
  • Несколько медных проводов.
  • Олово для пайки.

Также для сборки самодельной солнечной панели из диодов потребуется паяльник, молоток, плоскогубцы, мультиметр для тестовых измерений и нож.

Перечень инструментов и материалов для солнечной панели из диодов

Предварительный этап сборки: извлечение кристаллов из диодов

Панель из диодов было бы правильнее назвать солнечной батареей из кристаллов, извлеченных из диодов. Здесь проще работать со светодиодами: в них кристаллический элемент спрятан под линзой и заметен невооруженным глазом. Можно разбить корпус и извлечь кристалл, а можно оставить его под линзой. В этом случае последняя будет собирать лучи в пучок и направлять его на поверхность полупроводника.

Если планируется использовать старые модели диодов в металлическом корпусе, их необходимо разобрать и извлечь кристальную сердцевину. Действовать лучше в такой последовательности:

  • Молотком аккуратно разбивают держатель верхнего контакта.
  • Плоскогубцами снимают крышку. Под ней заметен полупроводник, зафиксированный припоем в основании элемента и соединенный с верхним контактом тонким медным проводом.
  • Нижняя часть диода нагревается над газовой плиткой, чтобы растопить оловянный припой и извлечь кристалл.
  • С помощью пинцета извлекают кристаллический полупроводник, стараясь не повредить его.

Обратите внимание: для стеклодиодов разбор и извлечение кристалла не требуется. Их можно использовать для сборки батареи в готовом виде.

Предварительный этап сборки: извлечение кристаллов из диодов

Необходимые расчеты параметров батареи

Чтобы солнечная батарея из диодов своими руками давала ток с нужными параметрами, сборку панели необходимо начинать с детальных расчетов количества кристаллов, которые следует закрепить на поверхности. Сделать это несложно: на основании напряжения и силы тока от одного элемента вычисляется требуемое число диодов. Для расчетов необходимо поместить кристалл на солнце и замерить выходные параметры с использованием мультиметра. Со старых «советских» элементов можно получить до 0,7 В и 7 мА электричества, со стеклодиодов 0,3 В и 0,2 мА. Но на практике эти параметры будут меньше приблизительно на 20%, что потребует соответствующего увеличения количества диодов.

Обратите внимание: лучше брать для сборки светодиоды красного, оранжевого или зеленого цвета. Их производительность выше, и при меньшем количестве элементов можно получить больше электрической энергии.

Общая схема расчетов выглядит следующим образом:

  • Необходимо определиться с желаемыми исходящими параметрами тока с будущей батареи. Для примера можно ориентироваться на напряжение 9 В и мощность 1 Вт.
  • При последовательном подключении кристаллов общее напряжение в ряду будет равно сумме напряжений каждого элемента. С учетом 0,5 В с одного кристалла потребуется разместить в ряд 18 единиц.
  • В отношении силы тока при последовательном подключении правило суммирования не действует. Чтобы увеличить скромные 7 мА одного кристалла до нужного 1 Вт или 100 мА, необходимо параллельно закрепить несколько рядов диодов. Общая сила тока будет равна суммарной силе тока всех рядов. В данном случае потребуется 15 рядов: 15*7 = 105 мА. Чтобы компенсировать возможные потери в ходе эксплуатации панели, лучше увеличить число рядов на один или два.

Общее количество необходимых кристаллов составляет 18 (в одном ряду) * 16 (количество рядов) = 288 штук.

Необходимые расчеты параметров батареи

Процесс сборки

Чтобы собрать солнечную батарею из диодов д2а своими руками, лучше действовать в такой последовательности:

  • Пробить отверстия в картоне или подготовить пластиковую панель с перфорацией, как было сказано выше.
  • Разместить ряды диодов на поверхности основания в количестве согласно выполненным расчетам таким образом, чтобы контакты проходили сквозь отверстия и выходили на обратной стороне.
  • Панель переворачивают вверх обратной стороной, удерживая диоды другим картонным листом.
  • Припаивают контакты, соединяя плюс одного с минусом другого. Ряды должны идти параллельно: отдельный – для «+», отдельный для «-».
  • Диод Шоттки соединяют с выходным проводом от контакта «+».
  • Выходные провода подключают к аккумулятору, чтобы их общее напряжение было меньше напряжения исходящего тока. Последовательное соединение батарей позволит увеличить суммарное напряжение аккумуляторных батарей.

Устройство готово к тестовым замерам и практическому использованию. Для его размещения нужно подобрать хорошо освещенное место и позаботиться, чтобы работу солнечной панели не нарушил внезапный дождь или ветер.

Наверх