Μικρό φωτοβολταικο με 28 ευρώ

Φτιάξε μόνος σου ένα μικρό ηλιακό πάνελ με μόλις 28 ευρώ!

Πάντα ήθελα να έχω ένα μικρό ηλιακό πάνελ (φωτοβολταϊκό panel) το οποίο θα μπορώ να παίρνω παντού μαζί μου (στο αυτοκίνητο, στο εξοχικό, στην εκδρομή και αλλού) για ώρα ανάγκης. Μετά από μια μικρή έρευνα στο διαδίκτυο είδα ότι θα μπορούσα με λίγη φαντασία και πολύ μικρό κόστος να κατασκευάσω ένα μικρό φορητό ηλιακό πάνελ μόνος μου, με πολύ χαμηλό κόστος φωτοβολταϊκών.
Για να είναι το πάνελ μικρό σε μέγεθος αλλά και ανθεκτικό στη μεταφορά επέλεξα ηλιακές κυψέλες (φωτοβολταϊκά στοιχεία) τύπου COPPER INDIUM DISELENIDE που είναι πολύ ανθεκτικές (δεν σπάνε εύκολα) σε σχέση με τις μονοκρυσταλλικές ή πολυκρυσταλλικές που χρησιμοποιούνται στα μεγαλύτερα πάνελ.
Επίσης, η κάθε μία δίνει σχεδόν 5 volt σε σχέση με τα 0,5 που δίνουν τα κλασικά φωτοβολταϊκά στοιχεία. Αυτό σημαίνει πως μπορώ να χρησιμοποιήσω μόλις τρεις τέτοιες κυψέλες συνδεδεμένες σε σειρά (θετικό-αρνητικό-θετικό-αρνητικό) για να πετύχω τα 12-14 volt που ήταν ο στόχος. Αυτό συνεπάγεται μικρότερο κόστος, μικρότερη επιφάνεια και ευκολία κατασκευής. Επειδή όμως το ρεύμα που δίνουν είναι περίπου 100 mA, χρησιμοποίησα άλλες δύο σειρές των τριών στοιχείων σε παράλληλη σύνδεση με την άλλη σειρά (συνδέοντας τα ελεύθερα αρνητικά των 3 οριζόντιων σειρών μεταξύ τους και τα ελεύθερα θετικά των ίδιων σειρών μεταξύ τους) για να πετύχω περίπου 250-300 mA.

 

Φωτοβολταικο πλαισιο - πανελ 10W ή 20Wp

Συλλεκτης ηλιακης ενεργειας 10w ή 20w στη μιση τιμη

Χρησιμοποιώντας τις ηλιακές κυψέλες (φωτοβολταικα στοιχεια) CIS μπορούμε να κατασκευάσουμε πολύ εύκολα ακόμα κι ένα φωτοβολταικο πανελ περίπου 10w/p (10 watt/p σημαίνει ότι το φωτοβολταικό πάνελ αποδίδει 10 βατ μέγιστο, στο χρονικό σημείο της βέλτιστης ηλιοφάνειας σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο μέτρησης: ηλιος 1000 watt ανά τετραγωνικό μέτρο, θερμοκρασία 25 βαθμοί C).Αυτό επιτυγχάνεται συνδέοντας μεταξύ τους 25 ηλιακες κυψελες (φωτοβολταικα στοιχεια) για πάνελ 9-10 watt. Με έναν ηλιακό συλλέκτη 10Wp μπορούμε να φορτίσουμε μια μπαταρία μολύβδου 7ΑΗ, μέσα σε περίπου 9 ώρες ηλιοφάνειας.
Για να φορτιστεί μια μπαταρία 12 volt χρειάζεται η τάση φόρτισης να είναι χοντρικά πάνω από 14 volt. Όσο περισσότερο τόσο καλύτερα. Άρα χρησιμοποιούμε 5 φωτοβολταικα στοιχεια CIS συνδεδεμένα σε σειρά (+-+-). Έτσι το πάνελ θα έχει συνολική έξοδο 5 Χ 4,5 = 22 Volt. Επίσης, το κάθε στοιχείο δίνει περίπου 90-100mA (0,1Α). Άρα η σειρά των πέντε στοιχείων θα έχει έξοδο περίπου 0,1A X 22V, δηλαδή 2,2 watt. Για να πετύχουμε 9w-10w πρέπει να πενταπλασιάσουμε τα αμπέρ από 0,1Α σε 0,5. Αυτό επιτυγχάνεται κατασκευάζοντας άλλες 5 σειρές των πέντε φ/β στοιχείων όπως η παραπάνω. Συνδέουμε μετά αυτές τις 5 σειρές μεταξύ τους, παράλληλα: Από κάθε σειρά θα περισσεύει ένα θετικό κι ένα αρνητικό καλώδιο. Συνδέουμε όλα τα θετικά καλώδια των 5 πεντάδων μεταξύ τους και όλα τα αρνητικά καλώδια των πεντάδων μεταξύ τους. Άρα σύνολο 9 τεμάχια, συνολικό κόστος 27 ευρώ. Ζήτησα να βάλουν στο πακέτο και ένα μέτρο υλικό διασύνδεσης, αν και θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω απλό καλώδιο.Πλαίσιο θα μπορούσα να κατασκευάσω από plexiglass, προτίμησα όμως την εύκολη (αλλά λειτουργική) λύση μιας πλαστικής ...κορνίζας 24χ20cm! Μικρό μέγεθος, ελαφριά και με χαμηλό κόστος: Μόλις 1 έως 3 ευρώ, ανάλογα με την κορνίζα.
Για να μπορώ να συνδέω διάφορες συσκευές, φορτιστές ή επαναφορτιζόμενες μπαταρίες - συσσωρευτές, χρησιμοποίησα ένα βύσμα αντάπτορα αναπτήρα αυτοκινήτου όπως φαίνεται στη φωτογραφία (κόστος ούτε μισό ευρώ από κατάστημα ηλεκτρονικών).
Προμηθεύτηκα και ένα μικρό μετασχηματιστή αναπτήρα αυτοκινήτου με είσοδο 12 volt και έξοδο 1,5 - 3,0 - 4,5 - 6,0 - 7,5 - 9,0 - 12,0 volt. Ο μετασχηματιστής (βλ. φωτογραφία κάτω) συνδέεται στο βύσμα που ανέφερα αμέσως πριν. Έτσι θα μπορώ να συνδέω όλων των ειδών τις συσκευές ή μπαταρίες από 1,5 έως 12 volt χωρίς πρόβλημα.
Η πρώτη δοκιμή ήταν κατά τη διάρκεια μιας ηλιόλουστης ημέρας του Απριλίου, ώρα 15:00. Το μικρό ηλιακό πάνελ με τα φωτοβολταϊκά στοιχεία COPPER INDIUM DISELENIDE στη λιακάδα, με το πολύμετρο να δείχνει 12,5 volt και 230 mA! (Update: Μάιος, ώρα 12:00: 13,2 volt και 260 mA).
Μετά τη σύνδεση του μετασχηματιστή στο μικρό ηλιακό πάνελ, το πολύμετρο έδειχνε 12,0 volt από 12,5. Άψογα! Σίγουρα τους καλοκαιρινούς μήνες η απόδοση θα είναι λίγο καλύτερη, αλλά και έτσι είναι μια χαρά! Άλλωστε πάνω από τα 15 volt θα αντιμετώπιζε πρόβλημα ο μετατροπέας.
Η πρώτη πρακτική χρήση ήταν να φορτίσω το κινητό μου χρησιμοποιώντας τον φορτιστή αυτοκινήτου του και η δεύτερη να φορτίσω μερικές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Η επόμενη κίνηση θα είναι να χρησιμοποιήσω το ηλιακό πάνελ στον φορητό υπολογιστή (laptop). Αυτό θα πει απεριόριστη (σχεδόν) αυτονομία!