Как сделать батарею из подручных средств своими руками

Солнечная батарея своими руками из подручных средств

В целях экономии и заботе об окружающей среде, люди давно используют альтернативные источники энергии как солнечные аккумуляторы. Приобретение аппарата обойдется очень дорого, поэтому некоторые «умельцы» научились изготавливать солнечные батареи своими руками из подручных средств.

Устройство и принцип действия солнечных панелей

Приницп работы и устройство батареи заключается в нескольких параметрах, среди которые есть такие:

  • нескольких электронных приборов, которые преобразуют энергию фотонов в электрическую. Фотоэлектрические элементы, соединены в солнечных батареях в строгой последовательностью, расположены параллельно друг другу;
  • аккумулятора, который накапливает в себе электродвижущую силу;
  • генератора-преобразователя периодического напряжения;
  • электрического многопозиционного переключающего аппарата, контролирующего работу всех устройств в батарее.

Фотоэлектрические элементы для создания батарей изготавливаются из кремния. Однако очистка материала очень дорогая процедура. Поэтому в последнее время производители используют медь и индий. Каждый элемент представляет собой автономный бокс, генерирующий электроэнергию. Боксы соединены друг с другом, образуя единую площадку. От ее размеров зависит интенсивность солнечной батареи. Поэтому чем больше солнечная станция содержит фотоэлектрических элементов, тем больше производит энергии.

При попадании лучей солнца на элемент в нем образуется фотоэдс, создается тепловая генерация электронно-дырочных пар. Часть лишних электронов проходит через область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости из одного слоя в другой. После этого на внешнем участке электроцепи возникает напряжение. При этом на p-контакте возникает положительный полюс тока, на n-контакте – отрицательный. После подключения к аккумулятору фотоэлектрические элементы образуют замкнутое кольцо. В результате солнечная станция работает по принципу «белка в колесе». Стабильно отрицательно заряженные частицы «бегают» по кругу, а аккумулятор набирает заряд.

Стараясь найти замену дорогому кремнию, ученые-физики создали солнечные станции из органических соединений углерода и меди. Так, немецкий концерн Heliatek оснастил органическими солнечными коллекторами толщиной в 1 мм несколько зданий в Дрездене.

Классификация фотоэлектрических модулей

Солнечные электростанции различаются по интенсивности и принципу действия встроенных фотоэлектрических элементов. Некоторые модули значительно проигрывают в мощности, однако, меньше стоят. Отличаются методом изготовления из кремния деталей и бывают:

  • тонкопленочные, являющиеся недорогими и маломощными модулями. Ключевым компонентом в этой батарее является пленка, изготовленная из аморфного кремния. Она занимает большую площадь батареи, однако, энергию генерирует в малом количестве. При установке монтируется как на крышу, так и на любые поверхности;
  • полимерные, изготовленные их кремневодорода. Силан наносят на подложный изоляционный материал батареи. Кроме того полимерный элемент можно нанести на мягкую подложку, поэтому монтировать аморфную станцию можно на любой неровной поверхности;
  • монокристаллические, имеющие собственный надежный корпус, защищенный от попадания влаги и пыли. Благодаря одиночным кристаллам отличаются надежной генерацией энергии в течение большого промежутка времени. Стабильные в работе модули, которые чаще всего устанавливаются в России, Украине и Белоруси;
  • мультикристаллические, изготовленные из солнечных элементов со множеством разнонаправленных кристаллов. Меньше подвержены воздействию высокой и низкой температуры. Однако для генерации энергии этим батареям нужна большая площадь.

Собирают солнечные модули только из фотоэлектрических элементов одного размера. В противном случае максимальная мощность тока маленьких пластин будут ограничивать работу крупных.

Таблица КПД современных солнечных батарей

Степень соответствия удовлетворению потребностей при использовании солнечных модулей определяет отношение отдаваемой к подводимой мощности. Параметр включает в себя затраты на преобразование энергии, его средний показатель составляет 16-21 %. Именно такое количество электричества модуль получает от солнечных лучей, попадающих на фотоэлектрические элементы.

Все модели панелей имеют коэффициент полезного действия от 4,5 % до 26 %. Такая разница между преобразованием и передачей энергии обуславливается различием между материалами и конструкциями при изготовлении пластин. На характеристики в отношении передачи и преобразования солнечной энергии также влияет:

  • мощность излучения солнца. При понижении активности светила интенсивность панелей понижается. Чтобы модули снабжали владельцев электричеством ночью, в них интегрируют специальные аккумуляторы-накопители;
  • температура. Нагрев фотоэлектрических преобразователей снижает их способность превращать энергию в ток. Панели с встроенными охлаждающими приборами являются продуктивнее. Поэтому при температуре воздуха -15 градусов и солнечной погоде, КПД преобразователей выше, чем летом при температуре воздуха +28 — +32 градуса;
  • угол наклона панели. Для обеспечения максимально высокого КПД конструкцию панели нужно направить строго под попадание лучей солнца. Самыми производительные модели, уровень наклона которых регулируется относительно расположения светила;
  • климатические условия. На практике доказано, что у владельцев фотоэлектрических преобразователей, проживающих в регионах с пасмурной дождливой погодой, показатель КПД панелей ниже.

При изготовлении современных солнечных панелей, ученые-конструкторы из немецкого Института энергосистем Фраунгофера использовали технологию сращивания пластин, добившись рекордного КПД в 34, 8%.

Коэффициент полезного действия солнечных преобразователей во многом зависит от типа самородного элемента-кремния. Аппараты на основе этого материала отличаются методом изготовления и КПД.

Вид панели КПД Описание
Монокристаллические 15%-25% Аппараты, которые являются самыми производительными и долговечными. Из-за высокой структурированности материала имеют высокую цену.
Поликристаллические и полимерные 11%-19% Модули, которым для хорошей производительности нужна большая площадь, чем монокристаллическим. Имеют неоднородную внешнюю конструкцию, которую можно исправить при помощи просветляющих покрытий.
Тонкопленочные 5% -10% Аппараты отличаются простотой в изготовлении и низкой ценой. В процессе эксплуатации показатели КПД этих модулей снижаются.

Преимущества и недостатки природной энергии

Чем же так хороша природная энергия и что толкает на установку модулей не только частных лиц, но и владельцев крупных предприятий? Основными достоинствами солнечных преобразователей являются:

  • доступность источника электричества, которое обойдется пользователю бесплатно;
  • положительное влияние на сохранность окружающей среды;
  • долговечность приборов;
  • простой монтаж и принцип действия;
  • отсутствие проблем при повышении цен на коммунальные услуги.

Однако среди всех достоинств, панели имеют недостатки в виде:

  • очень большой стоимости;
  • приобретения повышенного количества фотоэлементов для удовлетворения потребностей большой семьи или помещения с площадью более 50 кв. м;
  • спада производительности при работе панели в пасмурную погоду.
Читайте также:
Самодельная мобильная электростанция (генератор) (схемы и чертежи)

Солнечная батарея своими руками

Затраты на изготовление самодельной солнечной батареи в несколько раз меньше, чем приобретение даже самой дешевой модели панели из Китая. Работает такая конструкция-самоделка не хуже, чем модуль, изготовленный на производстве.

Имея минимум знаний и умений, можно попытаться сделать солнечную батарею для дома или дачи своими руками. При этом фотоэлектрические элементы можно не покупать, а изготовить из имеющихся материалов. Мини-генераторы из диодов или старых транзисторов не будут обладать супермощностью. Однако благодаря самодельным коллекторам можно зарядить мобильный телефон или планшетник, подключить настольную лампу. Коллектор, изготовленный из старых алюминиевых банок при правильном размещении, поднимет температуру воздуха в двух-трех комнатах на 10-12 градусов.

В процессе пайки диодов не стоит спешить. Хрупкие тонкие элементы при резком движении могут поломаться.

Коллекторы из диодов

Кристаллы-полупроводники, заключенные в пластиковый корпус, концентрируют на себе солнечный свет. Под воздействием света на участке p-n-зоны начинают активное движение электроны, формирующие направленный поток, а после фототок. Благодаря этому можно создать мини-панель из светодиодов самостоятельно. Стоит знать, что вырабатываемая одним полупроводником мощность будет маленькая. Поэтому чтобы изготовить панель средней мощности нужно очень много светодиодов, которые нужно соединить в замкнутый круг. Для создания коллектора:

  • группу из светодиодов собрать на пластине из текстолита или листе плотного картона, соединив их медными проводами;
  • пластину с элементами поместить в прочную емкость с прозрачной крышкой;
  • выводы припаять к разъему, к которому подключать приборы.

Стоит знать, что выработка энергии самодельной панели из диодов возможна только под прямыми лучами солнца. Как только небольшое облако закроет светило, напряжение на выходе полупроводников будет равно нулю.

Коллекторы из транзисторов

У людей, которые увлекаются радиотехникой, накапливается много электронных запчастей. Среди них могут быть радиоэлектронные полупроводниковые триоды, выпущенные еще в Советском Союзе. Как детали они нигде не применяются из-за больших габаритов. Однако из этих старых транзисторов можно собрать миниатюрный фотоэлектрический элемент. Интенсивность такой батареи будет небольшой по отношению к ее габаритам, подойдет только для подключения к питанию маломощных аппаратов.

Для переделки полупроводникового триода в солнечную панель, нужно:

  • избавиться от верхней поверхности прибора, оставив неповрежденными кристалл и тонкие провода;
  • соединить элементы между собой медной проволокой на куске органического стекла или плотной бумаги;
  • для лучшего напряжения транзисторы соединить последовательно;
  • выводы припаять к разъему, к которому можно подключить для зарядки телефон, фонарик, нотбук;
  • после параллельного соединения полупроводников и попадания на них солнца, образуется ток.

Преобразователи из алюминиевых банок

Конструкция солнечного генератора из алюминиевого вторсырья представляет собой деревянный короб с изолированной задней поверхностью и прозрачной верхней крышки из оргстекла или поликарбоната. Внутри каркаса монтируются трубы, изготовленные из склеенных баночек, покрашенных черной матовой краской. По сделанным трубам прокачивается воздух, который поступает из нижней части пространства комнаты и в разогретом виде поднимается вверх.

В процессе происходит свободноконвективные движения воздуха и принудительная тяга. Мощная движущая сила толкает нагретый воздушный поток по вентиляционному каналу в комнату, где он замещает холодный воздух. Алюминий не подвержен коррозии даже при образовании внутри трубок коллектора конденсата. Кроме того, глянцевая внутренняя поверхность банок отражает тепло внутрь трубок и не выпускает наружу. Чтобы изготовить солнечный генератор из алюминиевых емкостей своими руками:

  • 200-250 банок из-под пива или напитков установить в деревянном коробе, склеив емкости при помощи термоустойчивого герметика;
  • в ящике сделать отверстия для входа-выхода воздуха;
  • банки и основание покрасить черной не глянцевой краской;
  • выкрашенные емкости накрыть оргстеклом или поликарбонатом, зафиксировав прозрачную поверхность алюминиевыми профилями;
  • установить на южную стену дома или квартиры.

Солнечный коллектор из кремниевых пластин или фотоэлементов

Полупроводниковые кремниевые вафли-фотоэлементы можно заказать в интернет-магазинах и сделать из деталей среднемощный солнечный коллектор. Под воздействием солнца электроны в таких полупроводниках отходят от ядер атомов в более высокие орбиты, создавая электрический ток. Для того чтобы собрать такой солнечный генератор:

  • очистить поверхности кремниевых спиртом;
  • при помощи мультиметра определить токопроводящую сторону пластины;
  • закрепив квадраты клейкой лентой, нанести раствор диоксида титана;
  • удалив ленту, поместить пластины на электрическую плиту, чтобы обжечь двуокись титана;
  • в емкости с водой развести сок вишни или сливы, поместить элемент на 15 минут;
  • пластины высушить, обтереть спиртом;
  • подготовить антибликовое или оргстекло;
  • при помощи паяльника мощностью не менее 60-80 Вт и проводников спаять детали на прозрачной поверхности последовательно сверху вниз;
  • спаянные фотоэлементы приклеить к стеклу термостойким герметиком;
  • контакты крайних кремниевых вафель вывести на шину с плюсом и минусом;
  • оснастить будущий коллектор блокирующим диодом, который в дальнейшем соединить с контактами;
  • из ДСП подготовить деревянный каркас, закрепить его по бокам алюминиевыми уголками, в нижней части через каждые 10 см проделать вентиляционные отверстия;
  • зафиксировать в коробе прозрачную поверхность с приклеенными кремниевыми вафлями, выведя контакты наружу;
  • установить солнечный аккумулятор рядом с источником света.

Лучше всего заказывать солнечные кремниевые пластины с диодами, шинами и плоскими тонкими проводниками. Такая покупка сохранит не только время, но и деньги на приобретение второстепенных запасных элементов.

Проект системы и выбор места

Схема системы сборки солнечного коллектора предусматривает расчеты нужного размера пластины. Кроме того по проекту коллектор устанавливается на фасаде, ориентированном в южную сторону. Допустимо отклонение на 35 градусов на восток.

Генератор устанавливается под определенным углом, который обеспечит максимальное попадание солнечных лучей на фотоэлектрические элементы. Место установки панели можно подобрать в любом месте: на земле, на крыше, на стене. Главное, разместить батарею на солнечной стороне так, чтобы она не затенялась деревьями или постройками.

При подборе угла наклона коллектора учитывать расположение постройки и время года. Желательно монтировать батарею так, чтобы величину угла можно было менять в зависимости от сезонных изменений, так как фотоэлементы эффективно работают только при перпендикулярном попадании лучей на поверхность.

Читайте также:
Как сделать крутой самодельный электроскутер

Один квадратный метр самодельной батареи из кремниевых вафель выдает в процессе 100 Вт-120 Вт. Поэтому для обеспечения электроэнергией в 250 кВт-350 кВт панель должна иметь не менее двадцати квадратных метров площади.

Тестирование самодельной батареи перед герметизацией

До того как обеспечить коллектору полную герметичность, нужно протестировать аккумулятор при помощи амперметра. Кроме того, проверив заранее панель, можно устранить ошибки, которые возникают во время спаивания вафель.

Тестирование нужно провести в солнечный день в час-два дня. Для этого:

  • вынести генератор на улицу, установить под тем углом, который был определен заранее;
  • подсоединить к контактам электроизмерительный прибор, измерить ток короткого замыкания;

  • если солнечный коллектор правильно спаян и собран, мощность электрического тока должна составлять на 0, 5 – 1 ампер ниже, чем возрастающий электрический импульс ударного типа. Показания прибора должны быть не менее 4, 5 ампера;
  • самодельный генератор, изготовленный из кремниевых пластин-фотоэлементов, должен выдать параметры в 5-10 ампер.

Герметизация уложенных в корпус фотоэлементов

После тестирования кремниевых пластин можно проводить герметизацию. Для заделки швов и стыков использовать эпоксидную смолу или термоустойчивый герметик. Олигомер нанести на пространство между фотоэлементами и на крайние детали. Далее, сверху установить акриловое стекло, плотно прижав к кремниевым пластинам.

В качестве дополнительной защиты и меньшего изнашивания фотоэлементов, между поверхностью короба и кремниевыми элементами установить прокладку из минеральной ваты.

После установки акрилового стекла конструкцию уложить на твердую поверхность так, чтобы стенка короба из ДСП была вверху. Это необходимо для того, чтобы из батареи вышел воздух. После повторного тестирования коллектор установить на выбранный участок, подключить к системе дома или квартиры.

Загоревшись желанием создания солнечной стации своими руками, не стоит изготавливать огромный коллектор. Чтобы понять все нюансы работы, нужно собрать маленький генератор. Если после тестирования, прибор хорошо справится с задачей, приступать к созданию более мощной модели.

Как сделать солнечную батарею: 5 лучших мастер-классов

Человечество в целях заботы об экологии и экономии денежных средств начало использовать альтернативные источники энергии, к которым, в частности, принадлежат солнечные батареи. Покупка такого удовольствия обойдется довольно дорого, но не составляет сложности сделать данное устройство своими руками. Поэтому вам не помешает узнать, как самому сделать солнечную батарею. Об этом и пойдет речь в нашей статье.

Устройство и принципы работы

Солнечные батареи — устройства, генерирующие электроэнергию с помощью фотоэлементов.

Прежде чем говорить о том, как сделать солнечную батарею своими руками, необходимо понять устройство и принципы ее работы. Солнечная батарея включает в себя фотоэлементы, соединенные последовательно и параллельно, аккумулятор, накапливающий электроэнергию, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и контроллер, следящий за зарядкой и разрядкой аккумулятора.

Как правило, фотоэлементы изготавливают из кремния, но его очистка обходится дорого, поэтому в последнее время начали использовать такие элементы, как индий, медь, селен.

Каждый фотоэлемент является отдельной ячейкой, генерирующей электроэнергию. Ячейки сцеплены между собой и образуют единое поле, от площади которого зависит мощность батареи. То есть, чем больше фотоэлементов, тем больше электроэнергии генерируется.

Для того чтобы изготовить солнечную панель своими руками в домашних условиях, необходимо понимать сущность такого явления, как фотоэффект. Фотоэлемент – кремниевая пластинка, при попадании света на которую с последнего энергетического уровня атомов кремния выбивается электрон. Передвижение потока таких электронов вырабатывает постоянный ток, который впоследствии преобразуется в переменный. В этом и заключается явление фотоэффекта.

Преимущества

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • безвредность для экологии;
  • долговечность;
  • бесшумная работа;
  • легкость изготовления и монтажа;
  • независимость поставки электричества от распределительной сети;
  • неподвижность частей устройства;
  • незначительные финансовые затраты;
  • небольшой вес;
  • работа без механических преобразователей.

Разновидности

Солнечные батареи подразделяются на следующие виды.

Кремниевые

Кремний — самый популярный материал для батарей.

Кремниевые батареи также делятся на:

  1. Монокристаллические: для производства таких батарей используется очень чистый кремний.
  2. Поликристаллические (дешевле монокристаллических): поликристаллы получают постепенным охлаждением кремния.

Пленочные

Такие батареи подразделяются на следующие виды:

  1. На основе теллурида кадмия (КПД 10%): кадмий обладает высоким коэффициентом светопоглощения, что и позволяет использовать его в производстве батарей.
  2. На основе селенида меди — индия: КПД выше, чем у предыдущих.
  3. Полимерные.

Солнечные батареи из полимеров начали изготавливать относительно недавно, обычно для этого используют фуреллены, полифенилен и др. Пленки из полимеров очень тонкие, порядка 100 нм. Несмотря на КПД 5%, батареи из полимеров имеют свои преимущества: дешевизна материала, экологичность, эластичность.

Аморфные

КПД аморфных батарей составляет 5%. Такие панели изготавливаются из силана (кремневодорода) по принципу пленочных батарей, поэтому их можно отнести, как к кремниевым, так и к пленочным. Аморфные батареи эластичны, генерируют электричество даже в непогоду, поглощают свет лучше других панелей.

Материалы

Для изготовления солнечной батареи потребуются следующие материалы:

  • фотоячейки;
  • алюминиевые уголки;
  • диоды Шоттки;
  • силиконовые герметики;
  • проводники;
  • крепежные винты и метизы;
  • поликарбонатный лист/оргстекло;
  • паяльное оборудование.

Эти материалы обязательны для того, чтобы сделать солнечную батарею своими руками.

Выбор фотоэлементов

Чтобы сделать солнечную батарею для дома своими руками, следует правильно подобрать фотоэлементы. Последние подразделяются на монокристаллические, поликристаллические и аморфные.

КПД первых составляет 13%, но такие фотоэлементы малоэффективны в непогоду, внешне представляют собой ярко-синие квадраты. Поликристаллические фотоэлементы способны генерировать электроэнергию даже в непогоду, хотя их КПД всего лишь 9%, внешне темнее монокристаллических и срезаны по краям. Аморфные фотоячейки изготавливаются из гибкого кремния, их КПД составляет 10%, работоспособность не зависит от погодных условий, но изготовление таких ячеек слишком затратное, поэтому их редко используют.

Если вы планируете применять генерируемую фотоэлементами электроэнергию на даче, то советуем собрать солнечную батарею своими руками из поликристаллических ячеек, так как их КПД достаточно для ваших целей.

Следует покупать фотоячейки одной марки, так как фотоэлементы нескольких марок могут сильно отличаться — это может стать причиной возникновения проблем со сборкой батареи и ее функционированием. Следует помнить, что количество производимой ячейкой энергии прямо пропорционально ее размеру, то есть чем крупнее фотоячейка, тем больше электроэнергии она производит; напряжение ячейки зависит от ее типа, а никак не от размера.

Читайте также:
Электромотоцикл для внучки своими руками

Количество производимого тока определяется габаритами самого маленького фотоэлемента, поэтому следует покупать фотоячейки одинакового размера. Конечно же, не стоит приобретать дешевую продукцию, ведь это значит, что она не прошла проверку. Также не следует покупать фотоэлементы, покрытые воском (многие производители покрывают фотоячейки воском для сохранности продукции при перевозке): при его удалении можно испортить фотоэлемент.

Расчеты и проект

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Чтобы изготовить солнечную панель своими руками, следует подсчитать дневное потребление электроэнергии, затем узнать среднесуточное солнечное время в вашей местности и рассчитать нужную мощность. Таким образом, станет понятно, сколько ячеек и какого размера нужно приобрести. Ведь как было сказано выше, генерируемый ячейкой ток зависит от ее габаритов.

Зная необходимый размер ячеек и их количество, нужно рассчитать габариты и вес панели, после чего необходимо выяснить выдержит ли кровля или другое место, куда планируется установка солнечной батареи, задумываемую конструкцию.

Устанавливая панель, следует не только выбрать самое солнечное место, но и постараться закрепить ее под прямым углом к солнечным лучам.

Этапы работы

Корпус

Прежде чем начать делать солнечную панель своими руками, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли.

Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат.

При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры.

Пайка элементов

Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры.

Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно.

Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой.

Сборка

В готовый каркас размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком.

Даже городской житель может сделать и разместить солнечную батарею на балконе своими руками. Желательно, чтобы балкон был застеклен и утеплен.
Вот мы и разобрали, как сделать солнечную батарею в домашних условиях, оказалось, это совсем несложно.

Идеи из подручных материалов

Можно сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов. Рассмотрим самые популярные варианты.

Солнечная батарея из фольги

Многие удивятся, узнав, что фольгу можно применять для изготовления солнечной батареи своими руками. На самом деле, в этом нет ничего удивительного, ведь фольга увеличивает отражающие способности материалов. Например, для уменьшения перегрева панелей, их кладут на фольгу.

Как сделать солнечную батарею из фольги?

  • 2 «крокодильчика»;
  • медная фольга;
  • мультиметр;
  • соль;
  • пустая пластиковая бутылка без горлышка;
  • электрическая печь;
  • дрель.

Очистив медный лист и вымыв руки, отрезаем кусок фольги, кладем его на раскаленную электроплиту, нагреваем полчаса, наблюдая почернение, затем убираем фольгу с плиты, даем остыть и видим, как от листа отслаиваются куски. После нагревания оксидная пленка пропадает, поэтому черный оксид можно аккуратно удалить водой.

Затем вырезается второй кусок фольги такого же размера, как и первый, две части сгибаются, опускаются в бутылку так, чтобы у них не было возможности соприкоснуться.

Далее «крокодильчики» прицепляются к панели, провод от ненагретой фольги — к плюсу, от нагретой — к минусу, соль растворяют в воде и выливают раствор в бутылку. Батарея готова.

Также фольгу можно применять для подогрева. Для этого ее необходимо натянуть на раму, к которой затем нужно подсоединить шланги, подведенные, например, к лейке с водой.

Вот мы и узнали, как самому сделать солнечную батарею для дома из фольги.

Солнечная батарея из транзисторов

У многих дома завалялись старые транзисторы, но не все знают, что они вполне подойдут для изготовления солнечной батареи для дачи своими руками. Фотоэлементом в таком случае является полупроводниковая пластина, находящаяся внутри транзистора. Как же изготовить солнечную батарею из транзисторов своими руками? Сначала необходимо вскрыть транзистор, для чего достаточно срезать крышку, так мы сможем разглядеть пластину: она небольших размеров, чем и объясняется низкий КПД солнечных батарей из транзисторов.

Далее нужно проверить транзистор. Для этого используем мультиметр: подключаем прибор к транзистору с хорошо освещенным p-n переходом и замеряем ток, мультиметр должен зафиксировать ток от нескольких долей миллиампера до 1 или чуть больше; далее переключаем прибор в режим измерения напряжения, мультиметр должен выдать десятые доли вольта.

Прошедшие проверку транзисторы размещаем внутри корпуса, например, листового пластика и спаиваем. Можно изготовить такую солнечную батарею своими руками в домашних условиях и использовать ее для зарядки аккумуляторов и радиоприемников маленькой мощности.

Солнечная батарея из диодов

Также подходят для сборки батарей старые диоды. Сделать солнечную батарею своими руками из диодов совсем несложно. Нужно вскрыть диод, оголив кристалл, являющийся фотоэлементом, затем нагревать диод 20 секунд на газовой плите, и, когда припой расплавится, извлечь кристалл. Остается припаять вытащенные кристаллы к корпусу.

Мощность таких батарей невелика, но для электропитания небольших светодиодов ее достаточно.

Солнечная батарея из пивных банок

Такой вариант изготовления солнечной батареи своими руками из подручных средств большинству покажется очень странным, но сделать солнечную батарею своими руками из пивных банок просто и дешево.

Читайте также:
Альтернативная энергетика своими руками

Корпус сделаем из фанеры, на которую поместим поликарбонат или оргстекло, на задней поверхности фанеры зафиксируем пенопласт или стекловату для изоляции. Фотоэлементами нам послужат алюминиевые банки. Важно выбрать именно банки из алюминия, так как алюминий менее подвержен коррозии, чем, например, железо и обладает лучшим теплообменом.

Далее в нижней части банок проделываются отверстия, крышка срезается, и ненужные элементы загибаются для обеспечения лучшей циркуляции воздуха. Затем необходимо очистить банки от жира и грязи с помощью специальных средств, не содержащих кислоты. Далее необходимо герметично скрепить банки между собой: силиконовым гелем, выдерживающим высокие температуры, или паяльником. Обязательно нужно очень хорошо просушить склеенные банки в неподвижном положении.

Прикрепив банки к корпусу, окрашиваем их в черный цвет и закрываем конструкцию оргстеклом или поликарбонатом. Такая батарея способна нагревать воду или воздух с последующей подачей в помещение.

Мы рассмотрели варианты того, как сделать солнечную панель своими руками. Надеемся, что теперь у вас не возникнет вопроса, как сделать солнечную батарею.

Видео

Как сделать солнечные батареи своими руками – видео урок.

Как легко сделать батарейку

Батарейка является химическим источником электрического напряжения. Все имеющиеся в продаже элементы питания имеют похожие принципы действия. Положительный вывод изделия изготавливается из марганца или лития, отрицательный — из цинка или алюминия. Собрать батарейку своими руками можно из простых материалов.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный — катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

С помощью мультиметра измеряют напряжение, подаваемое самодельным гальваническим элементом. Если оно недостаточно высокое, несколько лимонных батарей соединяют последовательно.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный — припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

  1. Нашатырь. Вещество смешивается с водой в соотношении 1:2. Использовать нашатырный спирт в качестве электролита нельзя. Подходящее вещество (хлористый аммоний) имеет вид белого порошка без запаха. Его используют в качестве удобрения или флюса для пайки.
  2. Раствор серной кислоты. Вещество смешивают с водой в соотношении 1:5. Нельзя наливать кислоту первой. В таком случае добавляемая вода закипает, брызги попадают на кожу и одежду человека.

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Первой кладется картонная деталь, второй — из фольги, третьей — монета. К крайним элементам заранее подсоединяют провода. Вместо пайки кабели можно прижать к металлическим деталям и заклеить скотчем. При эксплуатации батарейки монета становится непригодной. Не стоит изготавливать источники питания из ценных изделий.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным — графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

  1. Картофель разрезают на 2 равные части. В одной половине формируют выемку, куда добавляют соль и пасту.
  2. Ингредиенты перемешивают до однородной консистенции. Электролит должен заполнить углубление.
  3. В другой половине картофелины проделывают 2 отверстия на расстоянии 1-2 см. Они должны совпасть с заполненным углублением.
  4. В отверстия вводят зачищенные концы проводов, половинки совмещают. Провода должны погрузиться в состав.
  5. Части картофеля закрепляют зубочистками. Через несколько минут кабели замыкают, высекая искру для разведения огня.

Пошаговая инструкция по изготовлению батарейки

Элементы питания цилиндрической формы высотой 50 мм легко изготавливаются в домашних условиях.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом опыта подготавливают такие материалы и инструменты:

  • гофрированный картон;
  • плоские шайбы из меди диаметром 1 см — 12 шт.;
  • плоские шайбы из цинка диаметром 1 см — 15 шт.;
  • очищенная вода;
  • термоусадочная трубка;
  • уксусная кислота 70%;
  • поваренная соль;
  • паяльник;
  • емкости для приготовления растворов;
  • мультиметр;
  • наждачная бумага.

Зачистка шайб

В основе самодельного элемента питания лежит 11 медно-цинковых шайб, выдающих напряжение в 0,15 В. Детали должны участвовать в химических реакциях, поэтому их очищают наждачной бумагой. В результате получают ровную блестящую поверхность.

Подготовка электролита

Металлы создают электрический ток, однако для его проведения нужна среда. Электролит изготавливают из 120 мл воды, 4 ст. л. соли и 30 мл уксусной кислоты. Ингредиенты перемешивают и настаивают в течение часа.

Читайте также:
Самодельный гальванический элемент для автономного питания

Работа с картоном

Для формирования нужного расстояния между шайбами выкладывают кружки, вырезанные из гофрокартона. После нарезания материал пропитывают подготовленным на прошлом этапе раствором.

Растягивание трубки

Перед размещением медно-цинковых шайб трубке придают нужный диаметр. С помощью иглогубцев изделие растягивают на 10% от изначального размера.

Тестирование устройства

На медную шайбу накладывают пропитанный электролитом картон. Мультиметр переводят в режим постоянного напряжения. Черный провод подсоединяют к медной детали, красный — к цинковой. На экране прибора должно появиться значение 0,05-0,15 В. Этого достаточно для создании элемента питания из 11 токопроводящих компонентов.

Итоговая сборка батарейки

Элементы укладывают с соблюдением последовательности: медь — цинк — кусок картона. Каждую деталь выставляют перпендикулярно оси трубки. Для удобства шайбы вдавливают тонким стержнем. Установив последнюю деталь, самодельную батарейку сравнивают с заводской. При необходимости вводят дополнительную шайбу из цинка. Трубку прогревают, создавая подобие батарейки. Излишки удаляют.

Монтаж контактов

Прогретым паяльником приваривают к концам полученной конструкции точки из припоя. При установке в гнездо напаянные детали должны касаться контактов держателя батареи.

Как сделать батарейку самостоятельно в домашних условиях

Электричество окружает современного человека постоянно. Но даже на этом фоне удивительно, что напряжение присутствует в обычных вещах и продуктах (лимон, картофель и т.д.). С помощью них можно сделать простую батарейку в домашних условиях. Поскольку напряжение, ток и емкость изготовленной дома батарейки далеки от привычных нам источников питания, то использовать в реальной жизни такую батарейку смысла нет. Зато в качестве бытового физико-химического опыта для образовательных целей тема бесценна.

  1. Немного теории
  2. Устройство «на пальцах»
  3. Об электролите
  4. Об электродах
  5. Теоретические выводы
  6. Батарейка из лимона или картофеля
  7. Батарейка из монет
  8. Батарейка в алюминиевой банке
  9. Заключение

Немного теории

Устройство «на пальцах»

Предположим, что мы имеем емкость с кислотой с погруженными в нее цинковым и медным электродами (рис). Когда элемент выдает электрический ток через внешнюю цепь, цинк на поверхности цинкового электрода растворяется в растворе. Атомы цинка растворяются в электролите как электрически заряженные ионы (Zn 2+ ), оставляя в металле 2 отрицательно заряженных электрона (e — )

Эта реакция называется окислением.

Пока цинк попадает в электролит, два положительно заряженных иона водорода (H + ) из электролита объединяются с двумя электронами на поверхности медного электрода и образуют молекулу водорода (H2)

Эта реакция называется восстановлением.

Электроны, используемые на медном электроде для образования молекул водорода, передаются от цинкового электрода через внешний провод, соединяющий медный и цинковый электроды. Молекулы водорода, образующиеся на поверхности меди в результате реакции восстановления выделяются в виде газообразного водорода.

Об электролите

Напряжение на ячейке зависит от кислотности электролита, измеряемой по его pH. Уменьшение кислотности (увеличение pH) вызывает падение напряжения. Используемая кислота не влияет на напряжение, кроме как через значение pH. Это не так для сильнокислых электролитов (pH Две перечисленные выше окислительно-восстановительные реакции происходят только тогда, когда электрический заряд может переноситься через внешнюю цепь.

Об электродах

Из химии: ряд напряжений металлов используется на практике для относительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе. Восстановительная активность металлов (свойство отдавать электроны) уменьшается, а окислительная способность их катионов (свойство присоединять электроны) увеличивается в указанном ряду слева направо. Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu возможно только в прямом направлении. Цинк вытесняет медь из водного раствора её соли. При этом цинковая пластинка растворяется, а металлическая медь выделяется из раствора.

Наиболее распространённые металлы расположены в ряду напряжений в следующей последовательности: Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H2), Cu, Hg, Ag, Au.

Итого, чем дальше в этом ряду находятся металлы друг от друга, тем большее напряжение возникает между ними.

Теоретические выводы

  1. Получается, что э нергия исходит не от лимона или картофеля, а от химического изменения цинка, когда он растворяется в кислоте.
  2. Чем выше кислотность (меньше pH) электролита (но до pH
  3. Чем дальше в ряду напряжения металлов находятся друг от друга электроды, тем выше напряжение
  4. Между одинаковыми электродами напряжение должно быть 0
  5. О значимой силе тока в подобных экспериментах говорить не приходится. Она, конечно, прямо пропорциональна площади электродов, но площадь эта такова, что для получения аналога среднестатистического автомобильного аккумулятора потребовалось бы несколько миллионов ячеек из лимонов.

Можно приступать в проверке.

Батарейка из лимона или картофеля

Для того чтобы сделать батарейку из фрукта и подручных материалов, понадобятся следующие компоненты:

  • лимон или картофель;
  • стальной (цинковый, алюминиевый) предмет;
  • медный предмет;
  • два изолированных провода.

Прежде чем приступить к созданию простой батарейки, необходимо зачистить стальной и медный предметы. Это можно сделать наждачной бумагой.

Совет! В качестве стального предмета удобно использовать гвозди. В качестве медного — медную монетку или проволоку. Полоску цинка можно попытаться аккуратно добыть из корпуса старой батарейки, но надо соблюдать предельную осторожность

Далее необходимо воткнуть их в лимон на расстоянии 3-2 см друг от друга. А к импровизированным контактам присоединить провода. Также их можно аккуратно воткнуть вплотную к контактам. Медный элемент будет выступать в качестве плюса, а стальной минуса.

Интересно! Вместо лимона также можно использовать яблоко. Но необходимо выбирать кислые плоды, так как это необходимо для реакции.

Самодельная батарейка на основе одного лимона или яблока может выдавать примерно 0.5-0.7 Вольт. Этого недостаточно для заряда простого мобильного или приемника. Если нужно напряжение от 3 до 5 Вольт, то вполне возможно это сделать. Нарастание происходит за счет увеличения количества плодов.

Читайте также:
Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)

Батарейка из монет

Конструкцию из монет в качестве простейшего гальванического элемента также называют Вольтов столб. Для его изготовления понадобится:

  • медные монеты (например, по 10 или 50 копеек);
  • фольга;
  • бумага;
  • уксус или очень соленная вода.

Для красоты конструкции необходимо выбирать монеты одного номинала. Также перед экспериментом их ненадолго окунуть в уксус. Это устранит налет и загрязнения. После чего необходимо вырезать из бумаги и фольги элементы по форме монеток. Их количество должно быть на 2 меньше, чем монет.

Вольтов столб собирается так:

  1. Бумага смачивается в растворе уксуса или соленной воды и прикрепляется к монетке.
  2. Сверху на бумагу кладется круг из фольги.
  3. Далее кладется следующая монетка.
  4. Этапы повторяются пока не кончатся монеты в выбранном количестве.
  5. Конструкция должна получиться такой, чтобы с одного конца была монета (+) последним элементом, а с другого фольга (-).

Чем больше монет будет задействовано в эксперименте, тем большее напряжение выдаст батарейка. Важно понимать, что после эксперимента монеты, возможно, не будут пригодны для использования. Элементы могут покрыться ржавчиной.

Батарейка в алюминиевой банке

Для создания батарейки своими руками в алюминиевой банке необходимо взять:

  • алюминиевую банку (например, из под кока-колы);
  • уголь от костра в виде крошки или пыли;
  • свечка парафиновая;
  • графитный стержень;
  • соль и вода;
  • пенопласт толщиной более 1 см.

Для начала необходимо отрезать у банки верхушку. После чего изготовить из пенопласта круг, подходящий ко дну банки. В круге необходимо проделать не сквозное отверстие для стержня. Пенопласт поместить на дно банки и воткнуть в него графит. Важно, чтобы стержень стоял ровно по центру банки. Пространство вокруг графитного стержня необходимо заполнить углем.

Важно! Стержень из графита не должен прикасаться к банке.

После чего остается сделать солевой раствор взяв 0.5 литра воды и 3 ст. ложки поваренной соли. Раствор размешивать до тех пор, пока кристаллы соли не растворятся, лучше это делать в теплой воде. Залить электролит в банку и запечатать ее воском. Важно чтобы стержень из графита выглядывал за банку.

Провода подключать к графитовому стержню (катод, плюс), и корпусу банки из алюминия (анод, минус). Для того, чтобы получить напряжение в 3 Вольт, необходимо последовательно подключить не менее 2 банок. Полученной батарейкой можно привезти в действие лампочку, калькулятор и часы. Также их можно заряжать.

Заключение

Все вышеописанные способы создания батареек не являются полноценными их заменителями. Но их вполне можно собирать ради интересного эксперимента для наглядной демонстрации работы и устройства гальванических элементов.

Как сделать аккумулятор

Всегда можно получить постоянное напряжение для питания небольших электронных устройств, если знать, как сделать аккумулятор своими руками. Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью своих химических реакций. Это значит, что они не только вырабатывают электрический ток и со временем разряжаются, а также обладают способностью восстанавливаться. Для этого нужно выполнить заряд, пропуская через аккумулятор ток от внешнего источника.

Как сделать аккумулятор своими руками

Химический источник тока (двухполюсник), способный после разряда восстанавливаться, можно выполнить своими руками. Любой химический источник тока, имеющий периодический режим работы (разряд – заряд), состоит из следующих основных элементов:

  • электроды: анод и катод;
  • электролит;
  • разделительные пластины (сепараторы);
  • корпус;
  • контактные клеммы (выводы).

В качестве анода и катода используются различные пары химических элементов. Анод имеет отрицательный заряд – восстановитель, катод положительный заряд – окислитель.

Оба электрода погружены в электролит. Это водные растворы солей и кислот, проводящие электричество. Когда происходит разряд аккумулятора (двухполюсника) на нагрузку, анод окисляется и вырабатывает электроны, которые через электролит движутся к катоду. На катоде происходит процесс восстановления окислителя.

Важно! При работе на нагрузку ток через двухполюсник течёт от минуса к плюсу, при зарядке от постороннего источника тока (ИТ) – от плюса к минусу.

Для создания одной банки простейшего аккумулятора из меди и цинка понадобятся следующие детали:

  • медная проволока длиной 100 мм;
  • оцинкованная пластина размерами 25 * 50 мм;
  • прокладка – вырезанная из москитной полиэтиленовой сетки полоска;
  • электролит – соляной раствор;
  • корпус из непрозрачного материала – герметичный стаканчик из-под кофе с крышкой.

Необходимо, чтобы ёмкость для аккумулятора была непрозрачной.

Сборка элемента производится в следующей последовательности:

  • медная проволока скручивается спиралью, для увеличения площади рабочей поверхности к верхнему концу припаивается отвод;
  • оцинкованная пластина также скручивается по окружности, к верхней части пластины припаивается отвод;
  • в крышке баночки делается два отверстия для выводов: в центре – для медной проволоки и ближе к краю – для вывода цинкового электрода;
  • медную спираль располагают по центру, вокруг неё размещают цинковую трубку, между ними вставляют изолирующую прокладку;
  • заливают электролит: солёную воду (1л воды на 5 ст. л. соли) или уксус 15%;
  • неплотно прикрывают крышку, предварительно продев в неё выводы.

К полученной банке подключают источник тока для зарядки самодельного аккумулятора. При этом нельзя плотно закрывать крышку. Или для выхода газов при заряде в ней проделывается множество мелких отверстий (кроме отверстий для выводов). У самодельного элемента плюс – на медном электроде, минус – на цинковом.

Внимание! Чем меньше расстояние между элементами меди и цинка, и чем больше площадь поверхности электродов, тем большее напряжение выдаст подобная аккумуляторная ячейка.

В идеале такой элемент вырабатывает 0,7 вольта. Недостаток такой АКБ заключается в высоком внутреннем сопротивлении и быстром саморазряде.

Как сделать мощный аккумулятор своими руками

Для того чтобы самодельный аккумулятор выдавал на выходе более 3,6 В постоянного тока, нужно собирать самодельные банки в последовательно соединённую батарею. Можно единичные элементы помещать в общий корпус.

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

Литий-ионные источники электричества этого типа широко эксплуатируются с различными устройствами. Для их продолжительной работы необходима постоянная подзарядка. При заряде напряжение на элементе достигает значения 4,2 В, после чего снижается до 2-3 В. При глубоких разрядах (ниже 3 В) срок службы Li-ion 18650 значительно сокращается.

Читайте также:
Свободная энергия. Новый Дядя Вася

Важно! На долговечность влияет количество циклов «заряд-разряд». Это оптимальное число циклов, при которых ёмкость батареи при первом заряде (номинальная), отличается от текущей ёмкости после заряда не более, чем на 20%. Нормальным считается показатель – 350-500 циклов «заряд-разряд».

Существуют специальные зарядные устройства для подобных аккумуляторов, но их можно сделать самостоятельно, используя схему.

Регулировка тока осуществляется подбором резистора R4 на первоначальное значение тока зарядки. Он зависит от емкости аккумулятора. Например, если ёмкость батареи 3000 мА/ч, то ток зарядки равен 2-3 А.

Заводские системы контроля заряда самостоятельно делают регулировку этого параметра в рамках всего времени заряда.

Самодельная батарейка из подручных средств

Как можно сделать аккумуляторы, используя электролит и электроды, рассмотрено выше. Теперь о том, как быстро собрать источник тока однократного действия. Батарейка – это гальванический источник электричества, который не имеет способности восстанавливаться.

Способ первый: батарейка из лимона

Мякоть лимона содержит лимонную кислоту, она послужит электролитом. В качестве электрода выступают оцинкованный гвоздик и отрезок медной проволоки. Они втыкаются в лимон на расстоянии 50-100 мм друг от друга. Реакция окисления запускает движение электрического тока.

Способ второй: банка с электролитом

Литровую стеклянную банку используют в качестве ёмкости. В качестве электродов берутся цинковая и медная пластины. К пластинам прикрепляются провода, сами они опускаются в банку с электролитом. Им служит 20% раствор серной кислоты. Также можно использовать хлористый аммоний (нашатырь). На 100 мл воды берут 50 г. порошка. Уровень электролита не достигает края банки на 15-20 мм.

Осторожно! Работа с серной кислотой при приготовлении электролита подразумевает добавление воды в кислоту, а не наоборот. При приготовлении раствора необходимо использовать стеклянную посуду и стеклянную или деревянную палочку для перемешивания.

Способ третий: медные монеты

Принцип использования медного катода и алюминиевого анода рассмотрен в этом способе. Процесс изготовления источника тока следующий:

  • по форме медных монет одного размера (медный пятак) вырезают кружочки из алюминиевой фольги и плотного картона (обложка старой книги);
  • монеты очищаются путём погружения в уксус, им же пропитываются и кружочки картона;
  • картон вставляется между монетой и кружком фольги, которые служат катодом и анодом.

Собранная таким образом батарея будет работать до тех пор, пока не высохнет электролит, пропитавший картонные кружки.

Способ четвертый: батарейка в пивной банке

Сам корпус пивной банки (алюминиевый) служит анодом (минус), в качестве катода используют графит. При изготовлении выполняются следующие шаги:

  • удаляется верхняя часть банки;
  • пенопластовый кружок диаметром, равным внутреннему диаметру банки, и толщиной не менее 10 мм укладывается на дно банки;
  • в его центр вставляется графитовый стержень подходящего диаметра;
  • свободное пространство между ним и стенками банки заполняется угольной крошкой;
  • соляным раствором (5 ст. л. соли на 0,5 л воды) заполняется полученный элемент;
  • верхняя часть устройства заливается расплавленным парафином или стеарином (от свечи);
  • к стержню и корпусу банки с помощью зажимов «крокодил» присоединяются провода.

Способ пятый: батарейка из картошки

Это вариант использования химической реакции окисления между медными и оцинкованными полосками, в качестве электролита используется мякоть картофеля.

Внимание! Полученные напряжения таких источников настолько малы, что подобные конструкции могут служить лишь в качестве опытов для изучения происхождения электричества.

Способ шестой: графитовый стержень

Графитовый сердечник обматывается пористой фибровой салфеткой. Поверх него наматывается по спирали алюминиевая проволока. Вся конструкция опускается в подходящий по размеру стакан, заполненный «Белизной». Водный раствор хлорки служит электролитом.

Несмотря на всё разнообразие способов и видов самодельных источников тока, все они работают, благодаря электролитическим процессам и химическим реакциям окисления. Правильно подобранные пары элементов для анода и катода, а также использование подходящего электролитического раствора дают реальные результаты. Можно сделать аккумулятор своими руками для питания гаджетов и малогабаритных устройств.

Видео

Как сделать обогреватель своими руками: 4 лучшие идеи

Низкая температура окружающей среды в значительной мере снижает производительность труда и комфорт проживания. Поэтому обогрев бытовых и производственных помещений выполняют важную функцию, требующую существенных финансовых затрат на приобретение специального оборудования. Чтобы сэкономить средства на приборах отопления вы можете собрать обогреватель своими руками. Что особенно актуально для тех помещений и локаций, где нет необходимости заботиться о его эстетичном виде и дизайне.

Идея N1: Изготовление локального мини-обогревателя

Для такой конструкции вам потребуется два кусочка стекла прямоугольной формы, металлическая фольга, парафиновая или стеариновая свеча, деревянный брусок (или брусок из другого диэлектрического материала), электрический шнур с вилкой, листовой металл для контактов.

Порядок изготовления такого мини обогревателя следующий:

  • Возьмите два одинаковых кусочка стекла прямоугольной формы, в данном примере используются размеры 4×6 см, но это не критично, можно брать и другое соотношение, главное, чтобы площадь была около 25 см 2 . Очистите и обезжирьте их поверхность.
  • При помощи зажженной свечи аккуратно нанесите слой копоти на одну поверхность стекла. Следите за равномерным покрытием и распределением сажи, так как она будет выступать в роли токопроводящего материала. Рисунок 1: элементы для изготовления обогревателя
  • При помощи ватки или ушной палочки очистите край закопченного стекла, приблизительно на 5 мм.
  • Отрежьте кусочек фольги такой же ширины, как поверхность стекла, покрытая копотью. По длине она должна выступать на 3 – 4 см за край стекла. Положите фольгу на стекло.
  • Намажьте край стекла герметиком и совместите две половинки вместе с фольгой между ними. Рис. 2: совместите два стекла

Края фольги загните под стекло на одну сторону.

  • На деревянном бруске закрепите металлические контакты и припаяйте к ним концы электрических проводов с вилкой. Установите стекла на брусок – отопительный прибор готов. Рис. 3: закрепите контакты на деревянном бруске
Читайте также:
Сверхэкономичный нагреватель воды своими руками

Следует отметить, что максимальная температура такого обогревателя должна составлять около 40ºС. Естественно, отапливать дом, дачу, гараж таким самодельным обогревателем не получится, он подойдет для обогрева палаток, рабочей области перед верстаком или другого пространства непосредственно перед рабочей поверхностью. Если устройство греется слишком сильно, вам потребуется уменьшить сопротивление токопроводящих элементов, для этого можно использовать более толстую фольгу или увеличить толщину сажи.

Идея N2: Инфракрасный обогреватель

Для изготовления инфракрасного обогревателя своими руками можно использовать несколько вариантов устройств. Рассмотрим два наиболее простых в реализации, для одного из них будет использоваться ИК пленка, применяемая в системе теплого пола, а для второго нагревательную панель изготовим из подручных средств. Если у вас остался пленочный ИК нагреватель от пола или есть возможность его достать, то это значительно упростит вам задачу.

Пленочный ИК нагреватель

Для изготовления такой инфракрасной модели вам понадобиться кусок рулонной фольгированной теплоизоляции, нагревательная пленка, питающий кабель для подключения в электрическую сеть, клеммы для подключения провода к пленке, терморегулятор или другие устройства для изменения температуры обогревателя.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

  • Выберете место размещения, так как пленочный обогреватель не может самостоятельно стоять на полу или столе, его нужно крепить к стене, потолку, каркас или на другой жесткой поверхности.
  • По размеру инфракрасной пленки вырежьте термоизоляцию и подготовьте фольгированную поверхность для наклеивания пленки. Рис. 4: вырежьте термоизоляцию нужного размера
  • К подготовленному рулону приклейте пленку, обеспечьте плотное прилегание по всей длине. Для скрепления поверхностей можно использовать как клеящие составы, так и двухсторонний скотч. Но точки нанесения клеящего вещества должны располагаться не на инфракрасных излучателях. Рис. 5: места для нанесения клеевого состава
  • По краям пленки закрепите клеммы, предварительно к клеммам припаяйте провод для подачи электрической энергии. Рис. 6: припаяйте клемму к медной шине
  • Заизолируйте места электрических соединений при помощи изоленты, термоусадки или битумной ленты. Это нужно, чтобы при подключении нагревательного прибора в сеть исключить угрозу поражения электротоком от обогревателя и изолировать токоведущие части от стен и других конструктивных элементов зданий. Рис. 7: заизолируйте места электрических контактов
  • В конструкцию электрообогревателя включите терморегулятор, наиболее удобной точкой включения является питающий провод. Так как элемент управления можно поместить в наиболее удобное и доступное место. Это позволит контролировать мощность теплоотдачи обогревателя для обогрева гаража.
  • Закрепите ИК обогреватель на стене или другом конструктивном элементе. Если вы хотите установить его на полу, можно изготовить деревянный каркас.

Панельный ИК нагреватель

Рабочий элемент инфракрасного обогревателя можно изготовить и самостоятельно. За образец берем конструкцию керамического обогревателя, для него вам понадобится две одинаковые панели из термоупорного пластика (площадью около 1м 2 ), графитовая мука, эпоксидный клей, шнур для питания электрического обогревателя. Графитовая мука будет выполнять роль токопроводящей среды, ее можно приобрести как отдельно, так и взять с отработанных электрических батареек или изготовить из строительного простого карандаша.

Весь процесс подразделяется на такие этапы:

  • Подготовьте поверхность пластика, предварительно очистите и обезжирьте сторону, на которую будет наноситься токопроводящая смесь.
  • Смешайте графитовый порошок с эпоксидным клеем в соотношении 1:1 или 1:1,5, следует отметить, что с увеличением количества эпоксидного клея сопротивление обогревателя будет увеличиваться, а мощность прибора уменьшаться. При большем количестве графита, увеличится проводимость цепи обогревателя, возрастет протекающий ток и мощность. Рис. 8: изготовление токопроводящего состава
  • При помощи шпателя нанесите на очищенную пластиковую поверхность смесь графита и эпоксидного клея, как показано на схеме сборки ниже: Рис. 9: схема нанесения графитной дорожки
  • Дождитесь высыхания графитно-эпоксидной смеси и приклейте сверху второй лист пластика. Установите клеммы в месте разрыва токопроводящей дорожки.
  • К выводам клемм подсоедините электрический шнур для последующего подключения устройства к питающей сети.

Готовый обогреватель следует опробовать при помощи мультиметра – установите щупы на выводы вилки и замерьте электрическое сопротивление. После этого следует рассчитать выделяемую мощность по такой формуле: P = U 2 / R

Где P – мощность устройства, U – питающее напряжение, R – сопротивление цепи обогревателя.

Преимуществом такого прибора отопления является инфракрасное излучение, которое будет нагревать все предметы, а от них уже происходит обогрев помещения. За счет чего сразу нагреваются конкретные предметы и люди, находящиеся в зоне излучения. Поэтому ИК обогреватель выгодно применять для отопления гаражей, террас, беседок, веранд и таких помещений, где нет необходимости затрачивать ресурсы на постоянное поддержание температуры воздуха.

Рис. 10: преимущества ИК обогревателя перед конвекционным

Если конструкция обогревателя вам покажется недостаточно прочной для использования в каком-то помещении, ее запросто можно усовершенствовать при помощи деревянной рамы по периметру.

Идея N3: Масляный нагреватель

Так как техническое масло обладает хорошими теплопередающими функциями, его широко используют в обогревателях. Такой масляный обогреватель вы можете собрать самостоятельно на дому. Для этого вам понадобится старый радиатор отопления (чугунная или биметаллическая батарея, регистр или другая трубчатая конструкция), ТЭН трубчатого типа, непосредственно само масло в качестве теплоносителя, герметичные пробки для размещения ТЭНа.

Рис. 11: Пример использования БУ регистра

Чтобы максимально обезопасить работу масляного прибора, его можно дополнить датчиком нагрева, размыкающие контакты которого подключены в цепь питания.

Процесс изготовления масляного радиатора заключается в следующем:

  • Возьмите старый радиатор, важно, чтобы он был заменен по причине модернизации системы, а не из-за нарушения целостности корпуса. Желательно самому убедиться в этом путем заливки жидкости или хотя бы посредством внешнего осмотра. Рис. 12: Возьмите старый радиатор
  • Подготовьте в обогревателе два отверстия – под ТЭН и для заливки масла. Первое отверстие обязательно должно оснащаться резьбой и располагаться в нижней части, чтобы нагретые массы поднимались вверх. Второе отверстие удобнее располагать в верхней части, при вводе обогревателя в работу его также придется герметизировать. Помимо этого можно изготовить отверстия для слива масла и для клапана аварийного сброса давления. Рис. 13. Подготовьте два отверстия
  • Закрутите нагревательный ТЭН в отверстие на радиаторе. При выборе конкретной модели ТЭНа важно убедиться, что диаметр резьбы подходит по диаметру отверстия, а в комплекте имеются прокладки из маслостойкой резины. Рис. 14: закрутите ТЭН в нижнее отверстие
Читайте также:
Карманный трансформатор Тесла своими руками

Еще один важный момент – диаметр ТЭНа должен быть таким, чтобы он ни в коем разе не касался стенок радиатора. Для герметизации используются подкладки, специальные составы и пакля.

  • Если вы оставили горловины для сброса масла и под установку датчиков, установите в них соответствующее оборудование. Проведите герметизацию всех отверстий, которые не будут задействованы в дальнейшем, оставьте только горловину для заливки масла.
  • Залейте в обогреватель техническое масло примерно 85% от общего объема. Запас в 15% необходим для свободного пространства, которое займет жидкость после нагревания и температурного расширения. Ни в коем разе не заливайте масла впритык. Закройте горловину для заливки масла. Рис. 15: закройте горловину для заливки масла
  • Заземлите обогреватель на контур заземления.

Следует отметить, что для увеличения срока службы такого устройства следует подбирать тэн в соответствии с материалом корпуса. Иначе, из-за большой разности напряжения выхода частиц этих металлов будет происходить разрушение элементов. Также заметьте, что обогреватель будет иметь приличный вес, поэтому желательно обеспечить ему надежную фиксацию в пространстве или изготовить конструкцию для удобства перемещения.

Рис. 16: Конструкция для перемещения на колесиках

Идея N4: Обогреватель со спиралью

Классический вариант обогревателя спирального типа подразумевает включение нагревательных спиралей в сеть. В качестве основания для установки спирали в таких моделях использовались термоустойчивые диэлектрики. Но это довольно простые варианты, поэтому в рамках данной статьи мы рассмотрим принцип изготовления устройства, которое по своим характеристикам не уступает газовому обогревателю. В нем используется тот же принцип, что и в тепловой пушке, но с меньшей теплоотдачей.

Для изготовления вам понадобиться нагревательная спираль, электрический вентилятор, металлическая труба или коробка для корпуса, диэлектрический термостойкий каркас, шнур питания. Процесс изготовления обогревателя включает в себя такие этапы:

  • Обрежьте асбоцементную трубу нужной длины (в данном примере она будет использоваться для изготовления несущего каркаса). Рис. 17: обрежьте трубу нужной длины
  • Просверлите в трубе несколько отверстий с разных сторон, чтобы в них можно было просунуть нихромовую спираль.
  • Заведите в отверстия спираль, в данном примере они выполнены в форме решетки, но это не принципиально, важно чтобы нагревательные элементы имели разный угол наклона. Рис. 18: положение спирали в трубе

Если вы собираете несколько кусков спирали, соедините их между собой на внешней стороне трубы.

  • С одной стороны трубы поместите вентилятор для нагнетания воздушного потока. Направление лопастей должно обеспечивать движение воздуха к спиралям, протянутым в трубе. Расстояние от вентилятора до нагревательного элемента должно обеспечивать безопасную работу, чтобы лопасти не расплавились. Для дополнительного охлаждения вентилятор и асбестовую трубу можно разделить в корпусе. Рис. 19: разделение вентилятора и трубы с нагревателем
  • Заизолируйте места электрических соединений как от вентилятора к питающему шнуру, так и от нихромовой спирали. Для изоляции спиральных соединений можно использовать миканитовую ленту, которую наматывают прямо на асбестовую поверхность.
  • Готовый обогреватель поместите в наиболее подходящий корпус. В данном примере для защиты от случайного прикосновения к спирали, перед трубой, устанавливается дополнительная решетка.

Следует отметить, что мощность вентилятора не должна быть слишком большой, чтобы спирали успевали разогреться. На практике вы должны добиться эффекта дуйчика, а производительность обогрева можно регулировать длиной спирали. Также асбестовую трубу внутри желательно покрыть термоустойчивым лаком, чтобы частицы асбеста не попадали в воздух. Корпус обогревателя не лишним будет заземлить на контур заземления.

Батарейка своими руками: из лимона, монет, картофеля, банки

Возможно, для кого-то это будет открытием, таким же по значимости, как открытие Америки Колумбом, что вокруг нас везде есть электричество. Оно буквально пронзает всю нашу жизнь. Но даже знание этого порой не мешает нашим глазам округляться, когда мы узнаём, что напряжение можно получить из самых обыденных вещей и даже из продуктов питания. Используя то, что имеется на кухне или в гараже, вполне реально соорудить простую батарейку в домашних условиях.

Лимонная батарейка

Даже из этого фрукта можно получить электроэнергию. Для этого нужно подготовить следующие вещи:

  • один лимон;
  • кусок чего-нибудь стального;
  • нечто из меди;
  • и два отрезка провода для изоляции.

Сперва нам будет нужно провести зачистку наших предметов из стали и меди. В этом поможет обычная наждачная бумага.

Справка. Предметом из стали могут быть самые обыкновенные гвозди. Их полно в любом гараже. А для «нечто из меди», можно использовать монетки достоинством в десять и пятьдесят копеек.

Теперь втыкаем в лимон гвоздь и монетку. Между ними нужно сделать зазор примерно в три сантиметра. Это будут наши электроды, остаётся присоединить к ним провода. Можно просто вплотную рядом воткнуть. Монетка — это наш положительный контакт, а гвоздь, стало быть — отрицательный.

Справка. Лимон с успехом заменяется обычным яблоком. Главное — выбрать самое кислое, которое не жалко на опыты пустить. А кислота полезна для протекания реакции.

Лимонная или яблочная батарейка (если брать лишь один плод), выдаст около 0,5 или 0,7 вольт. Это очень мало — даже самый простой мобильник не зарядишь. Нужно как-то довести напряжение до трёх или даже пяти вольт. Но как? Да очень просто — соединить в единую цепь больше плодов.

Справка. Чтобы увеличить заряд нашей цепи, её можно и зарядить. В цепь достаточно включить батарейку крона или даже зарядное устройство от мобильного телефона.

Заставить лимоны или яблоки вырабатывать электричество становится возможным, так как медный элемент взаимодействует со стальным. Кислота, которая содержится внутри плодов, запускает эту реакцию. Пока внутри имеется хоть капля кислоты или пока целы контакты — батарейка будет продолжать свою работу.

Читайте также:
Электрический трай для детей своими руками

Электричество в банке

Даже из обычной банки можно соорудить нечто похожее на ту самую, первую в мире батарейку. Для этого будет нужно:

  • простая банка из стекла (можно использовать стакан);
  • цинковая или алюминиевая пластинка;
  • полоска меди;
  • несколько проводов;
  • нашатырный спирт, он же хлористый аммоний;
  • водопроводная вода.

В качестве анода в нашей батарейке будет пластина алюминия, а роль катода отведена медной пластине. Их размер нужно подобрать так, чтобы по своей площади они равнялись ладони человека. Это позволит сделать наш аккумулятор более эффективным. Припаиваем к пластинкам провода. Теперь наша задача — установить пластины в банке, чтобы они не соприкасались друг с другом. И по высоте эти пластинки должны быть больше самой банки.

Настало время электролита. Делается он просто. Смешиваем нашатырь с водой. На каждые 0,1 литра воды нужно засыпать 50 грамм порошка. Тщательно всё смешиваем и заливаем в банку. Вместо нашатыря можно использовать и серную кислоту. Для этого её нужно будет довести до двадцатипроцентного состояния.

Важно! Если делать электролит на основе серной кислоты, то при её разведении нужно наливать кислоту в воду, но никак не наоборот. А то вода может просто-напросто закипеть, а в результате бурной реакции всё разбрызгается. Кроме того, не забывайте, что работая с кислотой нужно надевать средства защиты.

Заполняем банку полученным раствором. Если объединить несколько банок в единую цепь, то получится очень неплохой аккумулятор, энергии которого вполне хватит на зарядку достаточно мощного устройства. Данный элемент питания аналогичен солевым батарейкам.

Монетная батарейка своими руками

Даже монеты, которые лежат в вашем кошельке или копилке, способны вырабатывать электрический ток. Из монеток можно соорудить самый простой гальванический элемент, который в науке получил название Вольтов столб. Нам нужно подготовить:

  • несколько монет из меди (такими являются монетки по пятьдесят и десять копеек);
  • пищевую фольгу;
  • несколько листов бумаги;
  • столовый уксус или крутой раствор воды с солью.

Теперь соберём наш энергетический столб:

  1. Берём бумажный кругляк, мочим его в уксусе и крепим к монетке.
  2. На бумаге располагаем фольгу.
  3. Теперь вновь монету.
  4. Пока не закончим складывать монетки, повторяем всё последовательно.
  5. В итоге на одном конце сооружения будет лежать монетка. Это положительный полюс, на другом конце будет фольга. Это отрицательный полюс.

Чем большее количество монет получится собрать, тем больше получится напряжение. Повторно монеты использовать не выйдет. Они после эксперимента будут уже ржавыми.

Электричество в пивной банке

Выпив баночное пиво, не торопитесь выбрасывать пустую банку. Из неё получится неплохая батарейка. Для этого нужно будет:

  • банка из-под пива (они делаются из пищевого алюминия);
  • уголь для костра или угольная пыль;
  • свеча из парафина;
  • стержень от графитового карандаша;
  • вода и соль;
  • кусок пенопласта — пенопласт должен быть больше сантиметра в толщину.

Срезаем верхнюю часть банки. Вырезаем из пенопласта круг, чтобы он по своему диаметру соответствовал банке. Проделываем в пенопласте отверстие, но не сквозное. В отверстие будем устанавливать стержень из графита. Укладываем на дно банки пенопласт и вставляем стержень. Графитовый стержень должен находиться точно по центру банки. Вокруг стержня засыпаем всё угольной пылью.

Важно! Следите, чтобы стержень не касался стенок банки.

Теперь делаем раствор соли и воды. Для этого набираем пол-литра воды и засыпаем в неё три столовые ложки соли. Хорошенько всё перемешиваем, чтобы вся соль полностью растворилась. Она будет растворяться быстрей и лучше, если вода будет подогретой. Выливаем наш электролит в банку и закупориваем всё парафином. Графитовый стержень при этом должен возвышаться над уровнем банки.

Подсоединяем один провод к стержню — это положительный контакт. А второй провод на стенку банки — это отрицательный контакт. Если сделать цепь из двух банок, можно получить напряжение в три вольта. Такой батарейкой можно запитать лампочку.

Картофельная батарейка

Если дома имеется картофель, то это вполне энергетическая вещь. Правда, одноразового пользования. Картофельной батарейкой можно воспользоваться только один раз. Например, в походе.

Для получения батарейки подготовим следующие элементы:

  • понадобится картошка большого размера;
  • провода из меди в изоляции;
  • зубная паста;
  • древесная щепа или зубочистки;
  • столовая соль.

Разрезаем картошку на две части. Желательно делать это вдоль, чтобы получить большую площадь среза. В одной половинке вырезаем сердцевину, чтобы получить ямку. В эту ямку закладываем смесь зубной пасты и соли. Состав должен заполнить собой всё углубление. Эта смесь будет являться электролитом.

В другом куске картофеля проделываем две дырочки. Расстояние между отверстиями должно быть таким, чтобы и одно и другое расположились над смесью электролита, когда обе половинки будут соединены. Эти отверстия нужны для проводов. Концы проводов нужно освободить от изоляции на длину в два сантиметра. Теперь обе части картошки соединяем и, чтобы они не развались, фиксируем зубочистками.

Ждём пять минут, чтобы началась реакция. Теперь замыкаем провода и видим на конце искру. Вот так батарейкой из картошки можно спокойно разжигать огонь на привале в походе.

Заключение

Естественно, все рассмотренные варианты батареек хоть и работают, но в полной мере не могут заменить собой ни батарейку, ни аккумулятор. Но кто мешает делать такие эксперименты, чтобы лучше понимать устройство этих физических элементов и химических процессов?

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: