Солнечная батарея своими руками – принцип и порядок сборки в домашних условиях

Как сделать солнечную батарею в домашних условиях

Если говорить об экономической целесообразности, то для изготовления небольшой солнечной батареи своими руками в домашних условиях выгодней купить фабричную панель, а не несколько десятков новых диодов или транзисторов. При одинаковой производительности (мощности) такая самоделка будет дешевле, а ее изготовление займет меньше времени. Единственное условие, оправдывающее потраченное время — это возможность дешево купить старые комплектующие, которые были списаны как «неликвиды».

Устройство и принцип работы

Есть два основных способа использования солнечной энергии:

  • Прямое использование для нагрева воды и аккумулирования тепла в гелио системах отопления и горячего водоснабжения.
  • Преобразование света в электроэнергию.

Справка. Основные законы преобразования света в электроэнергию были сформулированы в конце XIX века российским ученым Александром Столетовым.

Первые солнечные панели появились еще в семидесятые годы прошлого столетия, но несовершенные технологии и низкая эффективность делали производство батарей дорогим и низкорентабельным. И только последние разработки в этой области сделали производство «солнечной» электроэнергии технически и экономически доступными.

Есть несколько типов панелей, использующих разные материалы. Но все они построены на полупроводниках. Преобразование света основано на внутреннем фотоэффекте p-n перехода — возникновении дополнительных «дырок» и свободных электронов под воздействием света. Электроны «стремятся» в n-область, дырки — в p-область. Как результат перераспределения заряда между областями, возникает разность потенциалов и через переход протекает ток.

Это делает возможным объединять модули в единую систему, с подключением к общему оборудованию, которое позволяет контролировать работу, накапливать электроэнергию, преобразовывать ее и распределять между потребителями. А для защиты фотоэлементов используют специальное покрытие из закаленного стекла.

Стационарные солнечные батареи дополнительно оборудуют инверторами, преобразующими постоянный ток в переменный. Компактным модулям для питания устройств, работающих от аккумуляторов, инвертор не нужен.
Аналогичный компактный модуль можно сделать своими руками из диодов или транзисторов и подключить его к «промежуточному» аккумулятору. А уже от него заряжать мобильный телефон (как от Power Box) или использовать для питания LED светильника.

Солнечная панель из диодов

Для изготовления панели можно использовать диоды в металлических и стеклянных корпусах. Первый вариант мощнее, но более трудоемкий. Второй — проще, хотя для достижения такой же мощности понадобится больше элементов.

Панель из диодов в металлическом корпусе

Если говорить о максимальной мощности, которую можно получить с одного кристалла полупроводника, то лучшими в этом отношении будут диоды серии КД203 (КД2010).

Чтобы вынуть кристалл кремниевого полупроводника и «открыть» его для освещения, надо:

  • аккуратно разбить керамику и освободить верхний контакт;
  • раскрыть корпус, сняв с основания «крышку»;
  • разогреть диод до температуры плавления олова, которым к кристаллу припаяны контакты;
  • освободить от верхнего жесткого контакта кристалл, а вместо него припаять гибкий проводник.

Диоды средней мощности в металлическом или металлостеклянном корпусе серии Д7, Д214, Д215, Д226, Д237, Д242-Д247 разбирать проще. Сначала бокорезами обрезают жесткий контакт и часть корпуса в виде трубки со стороны анода. А затем вставив нож в шов между основанием и крышкой, открывают корпус. Для облегчения процесса можно предварительно слегка сжать фланец корпуса в тисках, чтобы раскрылась щель между основанием и крышкой.

И эту процедуру надо выполнить с каждым диодом, а их должно быть несколько десятков. В реальных условиях напряжение на одном кристалле будет ниже максимума раза в полтора — около 0.5 В. Чтобы получить на выходе 5 В, надо последовательно соединить в блок 10 кристаллов.

Приблизительно такое же соотношение максимальной и реальной силы тока — рассчитывать надо на величину 4-5 мА. Чтобы «нарастить» силу тока и повысить мощность солнечной батареи, надо параллельно соединить на панели несколько таких блоков.

Сама панель должна иметь вид решетки из расположенных в несколько рядов ячеек двух разных диаметров, расположенных поочередно. Большое отверстие — для посадки корпуса, меньшее — для гибкого проводника, которым соединяют в цепь расположенные рядом диоды. Такая заготовка для диодов в металлическом корпусе без крышки глядит так:

Возможны и другие варианты конструкции панели, но принцип прежний — последовательно-параллельное соединение элементов. Принцип как сделать солнечную батарею из диодов был описан еще в советское время. Ниже приведено фото иллюстрации тех времен, на которой показаны способы разборки элементов и принципиальная схема соединения:

Панель из диодов в стеклянных корпусах

Эти элементы менее мощные и способны «генерировать» токи менее одного миллиампера, но их достоинство в том, что кристалл полупроводника не надо «открывать».

У некоторых серий корпус изначально прозрачный, а у тех элементов, корпуса которых окрашены, надо просто смыть краску растворителем.

К таким относятся диоды Д223Б, которые способны при оптимальной ориентации относительно яркого солнца выдавать напряжение около 0,3 В, что почти сопоставимо с более мощными аналогами.

Пошаговый процесс изготовления солнечной панели выглядит так:

  • помещают на некоторое время диоды в емкость с растворителем;
  • достают из растворителя элементы и счищают с них размягченную краску;
  • сгибают под 180° выводы анодов (это необходимо для правильного положения кристалла полупроводника относительно плоскости монтажной платы;
  • монтируют на монтажной плате элементы, объединяя их в последовательно параллельные группы согласно схеме соединения.

Вот так выглядит панель, состоящая из 9 параллельно соединенных блоков по 12 элементов в каждом:

Как видно, помещенная на солнце, она выдает напряжение в 2.5 В, а ее мощности хватает, чтобы полностью зарядить за 2 часа ионистор емкостью 0,47 Ф.

Панель из светодиодов

Любой светодиод обладает обратимостью: он не только излучает свет под напряжением, но и наоборот — генерирует электричество под воздействием света. Максимальная ЭДС у сверхярких элементов — до 1.65 В, но ток при этом получается очень маленьким — до 20 мкА. Зеленые индикаторные светодиоды с линзой диаметром 3 или 5 мм при освещении выдают почти 1.6 В. Совсем немного уступают им красные и оранжевые светодиоды с линзой 5 мм.

Панель солнечной батареи из транзисторов

Так же как и у диодов, открытый полупроводниковый кристалл транзистора при освещении образует разность потенциалов на p-n переходах. Если провести измерения, то в результате окажется, что всегда есть пара контактов, которая выдает максимально возможную мощность.

Читайте также:
Вытяжной вентилятор в ванную комнату и туалет: устройство вентиляционной системы санузла

Но перед этим надо «открыть» корпус транзистора — аккуратно снять крышку. Вот так выглядит транзистор 2Т908А «внутри»:

Обычно наибольшая ЭДС возникает между коллектором и базой или эмиттером и базой. Перед сборкой домашней солнечной панели надо протестировать все заготовленные элементы и рассортировать их по группам (блокам) с наиболее близкими значениями суммарных напряжений.

Примечание: Один из основных недостатков мощных транзисторов отечественного производства — это «нестабильность» характеристик.

Например, чтобы подобрать приблизительно одинаковую пару для двухкаскадного усилителя, надо было «прозвонить» вручную несколько транзисторов.

Для увеличения общего напряжения и тока применяют смешанное соединение.

Первый вариант. Соединяют параллельно группы (блоки) с одинаковым суммарным напряжением последовательно собранных элементов, и получают на выходе сумму токов от каждого блока. Схема приведена ниже:

Второй вариант. Элементы с приблизительно одинаковыми напряжениями соединяют в группе параллельно (выходной ток будет равен сумме токов). А чтобы нарастить напряжение, несколько таких групп соединяют последовательно.

Сборка корпуса

Самый простой корпус для панели домашней солнечной батареи изготавливают из фанеры или листового пластика:

  • Вырезают по размеру лист, к которому крепят панель.
  • По периметру листа крепят саморезами или на клей небольшие бортики высотой чуть больше толщины панели.
  • Сверлят отверстия под выходной кабель с клеммами для подключения аккумулятора.
  • Подключают к панели кабель через диод Шотки (это надо, чтобы обезопасить аккумулятор от короткого замыкания).
  • Сверху накрывают лист светопрозрачным листом — оргстеклом или монолитным поликарбонатом. Крепят его к бортам саморезами.

В качестве средства повышения эффективности панели из одного блока иногда используют алюминиевые банки. Такая солнечная батарея своими руками выглядит так:

В этой конструкции донышко от алюминиевой банки выполняет роль вогнутого зеркала, которое «собирает» в фокусе отраженные лучи света.

Даже если кристалл полупроводника не лежит в главном фокусе, он все равно расположен на главной оптической оси, а это уже увеличивает концентрацию светового потока. Но такая конструкция оправдана в случае, если размеры панели не имеют значения, а количество диодов или транзисторов ограничено.

Эффективная солнечная батарея своими руками

Альтернативная энергетика стала доступнее! В 2018 году можно купить поликристаллическую солнечную панель мощностью в 150 Вт и напряжением в 12 В примерно за 115 долларов. Технологии изготовления панелей осваиваются и совершенствуются, поэтому уже несколько лет подряд наблюдается тенденция снижения их стоимости. Чтобы использовать энергию солнца в полной мере, нужно собрать домашнюю СЭС. Профильные компании предлагают готовые комплекты и услуги по монтажу солнечной установки. С другой стороны, есть менее затратное решение – солнечная батарея своими руками.

Солнечная батарея: что это и как работает

Солнечная батарея – это набор панелей, преобразующих энергию света, соединенных в конкретную схему, для достижения нужных электрических характеристик: напряжения, тока и мощности. Каждая панель – это кремниевая пластина с металлизированными дорожками для подключения к цепи. В готовых решениях они соединены на заводе, а монтажнику нужно собрать схему из нескольких, чтобы обеспечить электроснабжение объекта в необходимом объеме.

Принцип действия основан на фотоэффекте. Посветив на кремний, вы ничего не добьетесь, поэтому в структуру пластины вносят примести – легируют. В результате появляется избыток положительных или отрицательных носителей заряда, что зависит от типа примеси, формируются P и N области и pn-переход – по типу простейшего полупроводникового диода. Когда на него попадает свет, на выводах формируется фото-ЭДС. Однако величина напряжения диода достаточно мала – порядка половины вольта. Поэтому в одном солнечном модуле находится множество таких ячеек, а выходное напряжение батареи в целом доходит до 12–24 В.

Так как солнечный свет не доходит до нас круглыми сутками – энергия будет вырабатываться только днем, чтобы пользоваться электричеством ночью, нужно ее накопить. Для этого потребуются аккумуляторы и контроллер для их заряда. Если вы собираетесь пользоваться не только 12-вольтовым оборудованием, но и привычными 220 В бытовыми приборами, нужен еще и инвертор.

Принцип работы солнечной батареи

Контроллеры заряда бывают разных типов:

  • On-Off.
  • PWM.
  • MPPT.

Инвертор необходим для преобразования постоянного напряжения величиной 12 В, в переменное 110, 220, 380 и прочее. Обычно он рассчитан под одно выходное напряжение.

Преимущества и недостатки этого вида энергии

В каждой из отраслей энергетики есть сильные и слабые стороны. Плюсы получения электричества из солнечного света:

  • Не используются ископаемые, жидкие и газообразные виды топлива.
  • Отсутствуют факторы загрязнения окружающей среды.
  • Солнечный свет – бесплатный источник энергии.

Но и без минусов не обошлось:

  • Стоимость батарей хоть и снижается, но все равно находится на высоком уровне.
  • Кроме панелей, нужны аккумуляторы и преобразователи.
  • Срок окупаемости от 5 лет.

Не забудьте учесть ресурс работы аккумуляторов и их периодическую замену. Солнечная энергия не настолько дешевая, как об этом часто утверждают. Однако если нет других вариантов – это подходящий способ электрификации.

Больше всего распространены поликристаллические и монокристаллические панели. Последние дороже, поскольку изготавливаются из однородных кристаллов кремния, больший КПД (около 15%). Поликристаллы производятся из вторсырья, остатков от изготовления монокристаллов и продуктов переработки панелей. Стоят примерно на 15% дешевле, имеют КПД чуть ниже (8–12%), при этом разные источники сходятся во мнении, что они показывают лучшие результаты в пасмурную или облачную погоду поэтому разница в цене не всегда оправдана. Аморфные батареи встречаются редко.

Как отличить поликристаллическую от монокристаллической солнечной панели?

Очень просто, у элементов монокристаллической структуры углы скруглены или сегментные, а цвет ее поверхности однородный: от темно-синего до черного. Поликристаллические элементы имеют форму правильных прямоугольников, а их цвет неоднородный, слегка переливающийся: от синего до почти черного, его текстура отдаленно напоминает камуфляж.

Поликристаллический и монокристаллический модули солнечной батареи к содержанию ↑

Выбор места и проектирование

Для установки панелей подойдет часть пространства, на которую не падает тень и освещена солнечными лучами. Если вы задались вопросами постройки СЭС, скорее всего, живете в частном доме или собираетесь электрифицировать дачу. Вот список мест, которые подходят для установки батарей:

  • Крыша домов и хозяйственных построек.
  • Пустые места на земле во дворе.
  • Южные стены зданий.
Читайте также:
Чугунные радиаторы отопления МС 140 технические характеристики и основные правила монтажа

Если крыша имеет любую конструкцию, в которой кровля расположена под углом к горизонту (двускатная, финская и т. д.) панели можно уложить непосредственно на нее. Для монтажа на горизонтальные и вертикальные, нужна металлическая конструкция, чтобы установить угол падения солнечных лучей, приближенный к прямому. Лучше, когда металлическая конструкция для установки на стены будет выполнена из алюминия или других легковесных сплавов, чтобы избежать лишней нагрузки на фундамент и кладку.

ВАЖНО! Эффективность установки снижается пропорционально углу падения света. Чем больше он отличается от 90 градусов, тем меньше электроэнергии вы получаете.

Проектирование

Нужно произвести правильный расчет мощности панелей, инвертора и емкости аккумулятора. Для этого необходимо определиться, для чего вам нужна солнечная батарея? Если как источник резервного питания, то рассчитайте, какое время резервной работы должна обеспечивать станция, и какое оборудование будет подключено к резервной сети.

Если нужен основной источник энергии, вы должны посчитать, какое количество времени всего в день работает каждый из ваших электроприборов, затем умножить число часов на их мощность. В результате вы узнаете, сколько кВт/ч энергии в день они потребляют. После чего добавьте про запас 20–50%, т. е. умножить количество кВт/ч на 1,2–1,5. Если разделить это число на напряжение АКБ (12 или 24 В) – вы получите емкость (А/ч).

Количество элементов панели подбирается исходя из их мощности и среднесуточного количества часов, когда в ваших широтах светит солнце. То есть если вы за день потребляете 1 кВт/ч, а солнечный день длится в среднем 10 часов, при этом максимально яркий свет падает в течение 4–5 часов, значит:

где P – общая мощность батареи, W – потребляемая мощность, Hs – количество солнечных часов, k – коэффициент максимальной яркости света, т. е. если из 10 часов солнце светит 4 часа очень ярко, а остальное время идет на спад, то он равен 4/10 или 0,4.

Инвертор подбирается исходя из количества работающей техники. В квартирах и домах на распределительных щитках установлены вводные автоматы на 16 А, это примерно 3.5 кВт, значит и инвертора такой мощности вам хватит с головой.

Последний шаг это монтаж всей установки. Самое сложное – это найти оптимальный угол наклона батареи. Нужно опытным путем определить угол, при котором наибольшую продолжительность времени солнечные лучи будут максимально приближены к перпендикулярному положению.

Монтаж солнечной батареи к крыше к содержанию ↑

Пошаговый процесс сборки

Чтобы построить панель понадобится:

  • Алюминиевые уголки.
  • Фанера, ДВП или ДСП.
  • Герметик.
  • Прозрачное защитное покрытие (оргстекло или стекло с низким содержанием железа, каленное).
  • Солнечные батареи.
  • Шина для пайки СЭ (в идеале) или оплетка от провода, провод.
  • Кабель.
  • Шуруповерт.
  • Саморезы, уголки и прочие метизы.
  • Ножовка по металлу.

Сборка каркаса

Когда вы определились, какого размера должна быть панель – вырежьте шаблон из картона, разложите на нем кремниевые элементы, оставляя зазор между ними 3–5 мм. Кремний – очень хрупкий материал, этот зазор нужен, чтобы пластины не треснули в процессе нагревания и охлаждения. Затем обрежьте шаблон по размерам и приступайте к сборке алюминиевого каркаса. Можно соединять детали внахлест или встык, но для последнего нужно резать материал под 45 градусов, для этого удобно использовать стусло. Не забудьте вклеить защитное стекло, прежде чем смонтируете щит с солнечными элементами.

Спайка пластин

На обратной стороне пластин нанесен металлический слой серебристого цвета. Он поддается лужению с применением кислотного флюса. Заранее залудите провод или шину. Шина – это плоский проводник. Если такой нет, можно использовать оплетку кабеля или тонкий провод.

Спайка пластин между собой

Далее, нужно кисточкой нанести флюс на металлический слой на кремнии, быстрыми движениями паяльника размазать каплю припоя, когда поверхность станет более однородной и блестящей – контакт залужен. Некоторые используют флюс-карандаш. Не пробовал, но им, кажется, будет удобно работать. Припой ПОС-61 – подойдет для пайки. Последовательное соединение пластин повышает выходное напряжение, соединение групп в параллель – выходной ток.

Здесь есть две рекомендации:

  1. Не перегрей! Чтобы не повредить пластину и контакт нельзя долго задерживаться паяльником, для этого нужен паяльник мощностью от 30 до 60 Вт, с теплоемким жалом (т. е. потолще).
  2. Не расколи! Пластины очень тонкие и хрупкие. Во время пайки положите пластины на мягкий толстый картон, пенопласт, пенофол, тряпку, в конце концов. Это уменьшит вероятность скола при надавливании паяльником или переворачивании элементов.

Дополнительно нужно установить диод Шоттки. Если вы хотите избежать обратного тока от аккумулятора в темное время суток, то диод можно установить между батареей и аккумулятором. Производители не ставят диодов вовсе.

Сборка панели

Задняя крышка может быть выполнена из пластика, фанеры и других листовых материалов. Просверлите по его площади отверстия для циркуляции воздуха, при этом нужно залить герметиком все электрические соединения, чтобы избежать коррозии. После сборки необходимо установить ее на несущую стационарную конструкцию. Лучше предусмотреть возможность регулировки угла наклона – это поможет достичь оптимальной мощности в разные времена года, подстраивая положение под солнце.

Сборка самодельной солнечной панели к содержанию ↑

Солнечные батареи из подручных материалов

Если нет желания вкладывать больших денег в панели, но вам интересно попробовать на что они способны, можно собрать простейшую солнечную панель из старых радиодеталей самостоятельно.

Батарея из транзисторов

Для сборки нужны старые советские транзисторы в железных корпусах, типа КТ819 или МП21-МП43 и подобные. Их корпус напоминает летающую тарелку, две половинки которой соединены между собой, а шов закатан. Для разбора сточите поясок, и потяните половины в разные стороны. Внутри вы увидите кристалл кремния с двумя электродами, поместите его под яркий свет и вольтметром определите: между какими ножками присутствует самое высокое напряжение. Мощность одного самодельного фотоэлемента мала, а напряжение едва доходит до 0,3–0,5 Вт, вам понадобится порядка 30–40 штук, чтобы достичь желаемых 12 Вт, при этом токи будут маленькими.

Читайте также:
Встраиваемая вытяжка: правила установки в шкаф и особенности выбора

Батарея из диодов

Диоды типа Д223Б выдают порядка 0,35 В на ярком солнце. Их корпус выполнен из стекла, но покрыт краской. Чтобы она сошла, залейте диоды растворителем, и оставьте на пару часов полежать, желательно в теплом, проветриваемом помещении, потом краска легко счищается. Ну а дальше вам придется спаять их в батарею, как было описано выше, для достижения нужного напряжения и тока.

Панель из фольги

Можно сделать батарею с помощью медной фольги. Для этого нужно взять два листа площадью 45 см2, очистить от жира окислов с помощью наждачной бумаги, отмыть в мыльном растворе. После нужно разогреть один из них, например, на электроплите (больше киловатта) до красно-оранжевого цвета, потом медь начнет чернеть – это появился оксид меди, держим еще 30 секунд. Выключите плиту и пусть все плавно остынет. На листе появится слой оксида черного цвета. Промываем под проточной водой, чтобы сошли крупные частицы оксида, должна остаться тонкая пленка, нельзя механически воздействовать на поверхность – скрести ее, чистить и гнуть.

Получится один лист со слоем оксида, а второй чистый, поместите их в емкость, отлично подойдет обрезанная 5-л бутылка. Лист с окисью будет у нас «минусом», а чистый «плюсом». Они не должны соприкасаться. Емкость наполняем солевым раствором (примерно 1 ложка соли на 1 литр воды). Таким образом, вы получите 1 ячейку для солнечного элемента.

Видео:

Еще пример сборки:

Выводы

Солнечные батареи подходят для электроснабжения, но срок окупаемости устройств достаточно велик, поэтому применять как основной источник питания их довольно дорого. Самодельные фотоэлементы малопригодны для практического использования в качестве источника электроэнергии, но как датчик света они работают неплохо. Можно применить устройства в разных схемах фотореле. Домашняя СЭС – отличный вариант резервного электроснабжения, как основной ввод она может использоваться только в том случае, когда садовый участок расположен в не электрифицированном районе.

Эффективная солнечная батарея своими руками

Альтернативная энергетика стала доступнее! В 2018 году можно купить поликристаллическую солнечную панель мощностью в 150 Вт и напряжением в 12 В примерно за 115 долларов. Технологии изготовления панелей осваиваются и совершенствуются, поэтому уже несколько лет подряд наблюдается тенденция снижения их стоимости. Чтобы использовать энергию солнца в полной мере, нужно собрать домашнюю СЭС. Профильные компании предлагают готовые комплекты и услуги по монтажу солнечной установки. С другой стороны, есть менее затратное решение – солнечная батарея своими руками.

Солнечная батарея: что это и как работает

Солнечная батарея – это набор панелей, преобразующих энергию света, соединенных в конкретную схему, для достижения нужных электрических характеристик: напряжения, тока и мощности. Каждая панель – это кремниевая пластина с металлизированными дорожками для подключения к цепи. В готовых решениях они соединены на заводе, а монтажнику нужно собрать схему из нескольких, чтобы обеспечить электроснабжение объекта в необходимом объеме.

Принцип действия основан на фотоэффекте. Посветив на кремний, вы ничего не добьетесь, поэтому в структуру пластины вносят примести – легируют. В результате появляется избыток положительных или отрицательных носителей заряда, что зависит от типа примеси, формируются P и N области и pn-переход – по типу простейшего полупроводникового диода. Когда на него попадает свет, на выводах формируется фото-ЭДС. Однако величина напряжения диода достаточно мала – порядка половины вольта. Поэтому в одном солнечном модуле находится множество таких ячеек, а выходное напряжение батареи в целом доходит до 12–24 В.

Так как солнечный свет не доходит до нас круглыми сутками – энергия будет вырабатываться только днем, чтобы пользоваться электричеством ночью, нужно ее накопить. Для этого потребуются аккумуляторы и контроллер для их заряда. Если вы собираетесь пользоваться не только 12-вольтовым оборудованием, но и привычными 220 В бытовыми приборами, нужен еще и инвертор.

Принцип работы солнечной батареи

Контроллеры заряда бывают разных типов:

  • On-Off.
  • PWM.
  • MPPT.

Инвертор необходим для преобразования постоянного напряжения величиной 12 В, в переменное 110, 220, 380 и прочее. Обычно он рассчитан под одно выходное напряжение.

Преимущества и недостатки этого вида энергии

В каждой из отраслей энергетики есть сильные и слабые стороны. Плюсы получения электричества из солнечного света:

  • Не используются ископаемые, жидкие и газообразные виды топлива.
  • Отсутствуют факторы загрязнения окружающей среды.
  • Солнечный свет – бесплатный источник энергии.

Но и без минусов не обошлось:

  • Стоимость батарей хоть и снижается, но все равно находится на высоком уровне.
  • Кроме панелей, нужны аккумуляторы и преобразователи.
  • Срок окупаемости от 5 лет.

Не забудьте учесть ресурс работы аккумуляторов и их периодическую замену. Солнечная энергия не настолько дешевая, как об этом часто утверждают. Однако если нет других вариантов – это подходящий способ электрификации.

Больше всего распространены поликристаллические и монокристаллические панели. Последние дороже, поскольку изготавливаются из однородных кристаллов кремния, больший КПД (около 15%). Поликристаллы производятся из вторсырья, остатков от изготовления монокристаллов и продуктов переработки панелей. Стоят примерно на 15% дешевле, имеют КПД чуть ниже (8–12%), при этом разные источники сходятся во мнении, что они показывают лучшие результаты в пасмурную или облачную погоду поэтому разница в цене не всегда оправдана. Аморфные батареи встречаются редко.

Как отличить поликристаллическую от монокристаллической солнечной панели?

Очень просто, у элементов монокристаллической структуры углы скруглены или сегментные, а цвет ее поверхности однородный: от темно-синего до черного. Поликристаллические элементы имеют форму правильных прямоугольников, а их цвет неоднородный, слегка переливающийся: от синего до почти черного, его текстура отдаленно напоминает камуфляж.

Поликристаллический и монокристаллический модули солнечной батареи к содержанию ↑

Выбор места и проектирование

Для установки панелей подойдет часть пространства, на которую не падает тень и освещена солнечными лучами. Если вы задались вопросами постройки СЭС, скорее всего, живете в частном доме или собираетесь электрифицировать дачу. Вот список мест, которые подходят для установки батарей:

  • Крыша домов и хозяйственных построек.
  • Пустые места на земле во дворе.
  • Южные стены зданий.

Если крыша имеет любую конструкцию, в которой кровля расположена под углом к горизонту (двускатная, финская и т. д.) панели можно уложить непосредственно на нее. Для монтажа на горизонтальные и вертикальные, нужна металлическая конструкция, чтобы установить угол падения солнечных лучей, приближенный к прямому. Лучше, когда металлическая конструкция для установки на стены будет выполнена из алюминия или других легковесных сплавов, чтобы избежать лишней нагрузки на фундамент и кладку.

ВАЖНО! Эффективность установки снижается пропорционально углу падения света. Чем больше он отличается от 90 градусов, тем меньше электроэнергии вы получаете.

Проектирование

Нужно произвести правильный расчет мощности панелей, инвертора и емкости аккумулятора. Для этого необходимо определиться, для чего вам нужна солнечная батарея? Если как источник резервного питания, то рассчитайте, какое время резервной работы должна обеспечивать станция, и какое оборудование будет подключено к резервной сети.

Читайте также:
Накопительный бак для водоснабжения: система водоснабжения с накопительной емкостью, конструкция и монтаж водопровода

Если нужен основной источник энергии, вы должны посчитать, какое количество времени всего в день работает каждый из ваших электроприборов, затем умножить число часов на их мощность. В результате вы узнаете, сколько кВт/ч энергии в день они потребляют. После чего добавьте про запас 20–50%, т. е. умножить количество кВт/ч на 1,2–1,5. Если разделить это число на напряжение АКБ (12 или 24 В) – вы получите емкость (А/ч).

Количество элементов панели подбирается исходя из их мощности и среднесуточного количества часов, когда в ваших широтах светит солнце. То есть если вы за день потребляете 1 кВт/ч, а солнечный день длится в среднем 10 часов, при этом максимально яркий свет падает в течение 4–5 часов, значит:

где P – общая мощность батареи, W – потребляемая мощность, Hs – количество солнечных часов, k – коэффициент максимальной яркости света, т. е. если из 10 часов солнце светит 4 часа очень ярко, а остальное время идет на спад, то он равен 4/10 или 0,4.

Инвертор подбирается исходя из количества работающей техники. В квартирах и домах на распределительных щитках установлены вводные автоматы на 16 А, это примерно 3.5 кВт, значит и инвертора такой мощности вам хватит с головой.

Последний шаг это монтаж всей установки. Самое сложное – это найти оптимальный угол наклона батареи. Нужно опытным путем определить угол, при котором наибольшую продолжительность времени солнечные лучи будут максимально приближены к перпендикулярному положению.

Монтаж солнечной батареи к крыше к содержанию ↑

Пошаговый процесс сборки

Чтобы построить панель понадобится:

  • Алюминиевые уголки.
  • Фанера, ДВП или ДСП.
  • Герметик.
  • Прозрачное защитное покрытие (оргстекло или стекло с низким содержанием железа, каленное).
  • Солнечные батареи.
  • Шина для пайки СЭ (в идеале) или оплетка от провода, провод.
  • Кабель.
  • Шуруповерт.
  • Саморезы, уголки и прочие метизы.
  • Ножовка по металлу.

Сборка каркаса

Когда вы определились, какого размера должна быть панель – вырежьте шаблон из картона, разложите на нем кремниевые элементы, оставляя зазор между ними 3–5 мм. Кремний – очень хрупкий материал, этот зазор нужен, чтобы пластины не треснули в процессе нагревания и охлаждения. Затем обрежьте шаблон по размерам и приступайте к сборке алюминиевого каркаса. Можно соединять детали внахлест или встык, но для последнего нужно резать материал под 45 градусов, для этого удобно использовать стусло. Не забудьте вклеить защитное стекло, прежде чем смонтируете щит с солнечными элементами.

Спайка пластин

На обратной стороне пластин нанесен металлический слой серебристого цвета. Он поддается лужению с применением кислотного флюса. Заранее залудите провод или шину. Шина – это плоский проводник. Если такой нет, можно использовать оплетку кабеля или тонкий провод.

Спайка пластин между собой

Далее, нужно кисточкой нанести флюс на металлический слой на кремнии, быстрыми движениями паяльника размазать каплю припоя, когда поверхность станет более однородной и блестящей – контакт залужен. Некоторые используют флюс-карандаш. Не пробовал, но им, кажется, будет удобно работать. Припой ПОС-61 – подойдет для пайки. Последовательное соединение пластин повышает выходное напряжение, соединение групп в параллель – выходной ток.

Здесь есть две рекомендации:

  1. Не перегрей! Чтобы не повредить пластину и контакт нельзя долго задерживаться паяльником, для этого нужен паяльник мощностью от 30 до 60 Вт, с теплоемким жалом (т. е. потолще).
  2. Не расколи! Пластины очень тонкие и хрупкие. Во время пайки положите пластины на мягкий толстый картон, пенопласт, пенофол, тряпку, в конце концов. Это уменьшит вероятность скола при надавливании паяльником или переворачивании элементов.

Дополнительно нужно установить диод Шоттки. Если вы хотите избежать обратного тока от аккумулятора в темное время суток, то диод можно установить между батареей и аккумулятором. Производители не ставят диодов вовсе.

Сборка панели

Задняя крышка может быть выполнена из пластика, фанеры и других листовых материалов. Просверлите по его площади отверстия для циркуляции воздуха, при этом нужно залить герметиком все электрические соединения, чтобы избежать коррозии. После сборки необходимо установить ее на несущую стационарную конструкцию. Лучше предусмотреть возможность регулировки угла наклона – это поможет достичь оптимальной мощности в разные времена года, подстраивая положение под солнце.

Сборка самодельной солнечной панели к содержанию ↑

Солнечные батареи из подручных материалов

Если нет желания вкладывать больших денег в панели, но вам интересно попробовать на что они способны, можно собрать простейшую солнечную панель из старых радиодеталей самостоятельно.

Батарея из транзисторов

Для сборки нужны старые советские транзисторы в железных корпусах, типа КТ819 или МП21-МП43 и подобные. Их корпус напоминает летающую тарелку, две половинки которой соединены между собой, а шов закатан. Для разбора сточите поясок, и потяните половины в разные стороны. Внутри вы увидите кристалл кремния с двумя электродами, поместите его под яркий свет и вольтметром определите: между какими ножками присутствует самое высокое напряжение. Мощность одного самодельного фотоэлемента мала, а напряжение едва доходит до 0,3–0,5 Вт, вам понадобится порядка 30–40 штук, чтобы достичь желаемых 12 Вт, при этом токи будут маленькими.

Батарея из диодов

Диоды типа Д223Б выдают порядка 0,35 В на ярком солнце. Их корпус выполнен из стекла, но покрыт краской. Чтобы она сошла, залейте диоды растворителем, и оставьте на пару часов полежать, желательно в теплом, проветриваемом помещении, потом краска легко счищается. Ну а дальше вам придется спаять их в батарею, как было описано выше, для достижения нужного напряжения и тока.

Читайте также:
Какой кондиционер лучше выбрать для квартиры рейтинг и краткий обзор моделей

Панель из фольги

Можно сделать батарею с помощью медной фольги. Для этого нужно взять два листа площадью 45 см2, очистить от жира окислов с помощью наждачной бумаги, отмыть в мыльном растворе. После нужно разогреть один из них, например, на электроплите (больше киловатта) до красно-оранжевого цвета, потом медь начнет чернеть – это появился оксид меди, держим еще 30 секунд. Выключите плиту и пусть все плавно остынет. На листе появится слой оксида черного цвета. Промываем под проточной водой, чтобы сошли крупные частицы оксида, должна остаться тонкая пленка, нельзя механически воздействовать на поверхность – скрести ее, чистить и гнуть.

Получится один лист со слоем оксида, а второй чистый, поместите их в емкость, отлично подойдет обрезанная 5-л бутылка. Лист с окисью будет у нас «минусом», а чистый «плюсом». Они не должны соприкасаться. Емкость наполняем солевым раствором (примерно 1 ложка соли на 1 литр воды). Таким образом, вы получите 1 ячейку для солнечного элемента.

Видео:

Еще пример сборки:

Выводы

Солнечные батареи подходят для электроснабжения, но срок окупаемости устройств достаточно велик, поэтому применять как основной источник питания их довольно дорого. Самодельные фотоэлементы малопригодны для практического использования в качестве источника электроэнергии, но как датчик света они работают неплохо. Можно применить устройства в разных схемах фотореле. Домашняя СЭС – отличный вариант резервного электроснабжения, как основной ввод она может использоваться только в том случае, когда садовый участок расположен в не электрифицированном районе.

Что такое ракетная печь: варианты конструкции, схемы и принцип работы

Этот необычный вид отопительных систем не знаком рядовым застройщикам. Многие профессиональные печники также никогда не сталкивались с подобными конструкциями. Это не удивительно, поскольку идея ракетной печи сравнительно недавно пришла к нам из Америки и сегодня энтузиасты пытаются донести ее до массового сознания граждан.

Благодаря простоте и дешевизне конструкции, тепловому комфорту и высокому КПД ракетные печи заслуживают написания отдельной статьи, которую мы и решили им посвятить.

Как работает печь-ракета?

Несмотря на громкое космическое название, данная отопительная конструкция не имеет ничего общего с ракетными системами. Единственный внешний эффект, придающий некоторое сходство – струя пламени, которая вырывается из вертикальной трубы у походного варианта ракетной печки.

Работа этого очага основана на двух базовых принципах:

  1. Прямом горении — свободном перетекании топливных газов по печным каналам без побуждения тягой, создаваемой дымовой трубой.
  2. Дожигании дымовых газов, выделяющихся при горении древесины (пиролизе).

Самая простая реактивная печь работает по принципу прямого горения. Добиться термического разложения древесины (пиролиза) ее конструкция не позволяет. Для этого необходимо выполнить мощную теплоаккумулирующую обмазку внешнего кожуха и качественную термоизоляцию внутренней трубы.

Несмотря на это переносные ракетные печи хорошо выполняют свои функции. От них не требуют большой мощности. Генерируемого тепла вполне хватает для готовки пищи и обогрева в палатке.

Конструкции ракетных печей

Начинать знакомство с любой конструкцией следует с самых простых ее вариантов. Поэтому мы приводим схему работы мобильной ракетной печки (рис.1). На нем хорошо видно, что топливник и камера сгорания объединены в одном отрезке стальной трубы, загнутой вверх.

Для укладки дров в нижней части трубы вваривается пластина, под которой находится отверстие для воздуха. Усилить теплоотдачу в зоне приготовления пищи помогает зола, играющая роль теплоизолятора. Ее засыпают в нижнюю часть внешнего кожуха.

Вторичная камера (кожух) может быть изготовлена из металлической бочки, ведра или старого газового баллона.

Кроме металла, простейшую печь-ракету можно соорудить из нескольких десятков кирпичей даже без использования раствора. Из них выкладывают топливник и вертикальную камеру. На ее стенки ставят посуду так, чтобы под дном оставался зазор для выхода дымовых газов (рис.2).

Обязательное условие хорошей работы такой конструкции – «теплая труба», как говорят печники. На практике это означает, что перед закладкой дров ракетную печь нужно прогреть в течение нескольких минут, сжигая в ней щепки и бумагу. После того, как труба прогрета, дрова сложены в топливник и подожжены, в печном канале возникает мощный восходящий поток горячих газов.

Закладка топлива в простых конструкциях ракетных печей горизонтальная. Это не очень удобно, поскольку вынуждает периодически задвигать дрова в топливник по мере их выгорания. Поэтому в стационарных системах применяют вертикальную закладку, а воздух подают снизу через специальное поддувало (рис.3).

Выгорая, дрова сами опускаются в печь, избавляя владельца от ручной подачи.

Основные размеры

Наглядное представление о конфигурации стационарной ракетной печи длительного горения дает чертеж №1.

Тот, кто хочет построить стационарную ракетную печь, не отвлекаясь на упрощенные модификации, должен знать ее основные размеры. Все габариты данной конструкции привязываются к диаметру (D) колпака (барабана), накрывающего вертикальную часть жаровой трубы (райзер). Второй размер, необходимый для расчетов — площадь поперечного сечения (S) колпака.

Исходя из двух указанных величин, рассчитывают остальные габариты печной конструкции:

  1. Высота колпака H составляет от 1,5 до 2D.
  2. Высота его глиняной обмазки – 2/3H.
  3. Толщина обмазки – 1/3D.
  4. Площадь сечения жаровой трубы – 5-6% от площади колпака (S).
  5. Размер зазора между крышкой колпака и верхним обрезом жаровой трубы не должен быть меньше 7 см.
  6. Длина горизонтального участка жаровой трубы должна быть равна высоте вертикального. Площади их поперечных сечений одинаковые.
  7. Площадь поддувала должна составлять 50% от площади сечения жаровой трубы. Для обеспечения стабильного режима работы печи специалисты рекомендуют делать жаровой канал из прямоугольной металлической трубы с соотношением сторон 1:2. Ее укладывают плашмя.
  8. Объем зольника на выходе из печи во внешний горизонтальный дымовой канал должен быть не менее 5% от объема колпака (барабана).
  9. Внешний дымоход должен иметь площадь поперечного сечения от 1,5 до 2S.
  10. Толщину утепляющей подушки из самана, которую делают под внешним дымоходом, выбирают в пределах от 50 до 70 мм.
  11. Толщину саманной обмазки лежанки выбирают равной 0,25D (для барабана диаметром 600 мм) и 0,5D для колпака диаметром 300 мм.
  12. Внешняя дымовая труба должна иметь высоту не менее 4 метров.
  13. Длина газохода в лежанке зависит от диаметра колпака. Если он сделан из 200-литровой бочки (диаметр 60 см), то можно делать лежанку длиной до 6 метров. Если же колпак изготовлен из газового баллона (диаметр 30 см), то лежанка не должна быть длиннее 4 метров.
Читайте также:
Установка колодцев канализации: монтаж и нормы. 5 этапов

Строя стационарную ракетную печь, нужно уделить особое внимание качеству футеровки вертикального участка жаровой трубы (райзера). Для этого можно использовать огнеупорный кирпич марки ШЛ (шамот легкий) или мытый речной песок. Для защиты футеровки от дымовых газов ее выполняют в металлической оболочке, используя для этого старые ведра или лист оцинковки.

Засыпка из песка выполняется послойно. Каждый слой уплотняют и слегка обрызгивают водой. Сделав 5-6 слоев, им дают неделю для просушки. Термозащиту из шамота сделать проще, но пространство между внешней оболочкой и кирпичом также придется засыпать песком, чтобы не было пустых полостей (рис.4).

После высыхания засыпки, верхний обрез футеровки обмазывают глиной и только после этого продолжают монтаж реактивной печи-ракеты.

Преимущества и недостатки ракетных печей

Важное достоинство правильно построенной конструкции – всеядность. Такую печь можно топить любым видом твердого топлива и древесных отходов. Причем, влажность древесины особой роли здесь не играет. Если же кто-то утверждает, что такая печка может работать только на хорошо высушенных дровах, то это значит, что при ее строительстве были допущены грубые ошибки.

Тепловая отдача ракетной печи, основой которой является барабан из бочки, весьма внушительная и достигает 18 кВт. Печка из газового баллона способна развить тепловую мощность до 10 кВт. Этого вполне достаточно для отопления комнаты площадью 16-20 м2. Отметим также, что регулировка мощности ракетных печей производится только за счет изменения объема загружаемого топлива. Подачей воздуха изменить теплоотдачу невозможно. Регулировку поддувалом используют только для ввода печи в рабочий режим.

Поскольку количества тепла, генерируемого ракетной печью весьма велико, то не грех использовать его для таких бытовых нужд, как подогрев пищи (на крышке барабана). А вот использовать такой очаг для нагрева воды, используемой в системе радиаторного отопления нельзя. Любое внедрение в печную конструкцию змеевиков и регистров негативно сказывается на ее работе, ухудшая или останавливая процесс пиролиза.

Полезный совет: перед тем, как приступить к возведению стационарной реактивной печи, изготовьте упрощенную походную конструкцию из металла или глины. Так вы отработаете основные приемы сборки и получите полезный опыт.

К минусам ракетных печей можно отнести невозможность их применения в банях и гаражах. Их конструкция рассчитана на аккумулирование энергии и длительный обогрев. Поэтому она не может дать много тепла в короткий промежуток времени, как это необходимо в парилке. Для гаражей, в которых хранятся горючесмазочные материалы, печь с открытым пламенем тоже не лучший вариант.

Собираем ракетную печь своими руками

Проще всего собирается походно-садовый вариант реактивной печи. Для этого вам не придется закупать кладочные материалы и готовить саман для обмазки.

Несколько металлических ведер, стальная труба из нержавейки для жарового канала и мелкий щебень для засыпки – вот и все нужно для того, чтобы сделать ракетную печь своими руками.

Первый шаг – вырезание ножницами по металлу отверстия в нижнем ведре для пропуска жаровой трубы. Его нужно сделать на такой высоте, чтобы под трубой осталось место для щебеночной засыпки.

Второй шаг – установка в нижнее ведро жаровой трубы, состоящей из двух колен: короткого загрузочного и длинного для выхода газов.

Третий шаг – вырезание отверстия в днище верхнего ведра, которое надевается на нижнее. Оголовок жарочной трубы вставляют в него так, чтобы его срез был на 3-4 см выше днища.

Четвертый – засыпка мелкой щебенки в нижнее ведро на половину его высоты. Она нужна для аккумулирования тепла и термоизоляции жарового канала.

Последний шаг – изготовление подставки для посуды. Ее можно сварить из круглой арматуры диаметром 8-10 мм.

Более сложный, но при этом долговечный, мощный и эстетичный вариант ракетной печки требует использования газового баллона и толстой стальной трубы прямоугольного сечения.

Схема сборки при этом не меняется. Отвод газов здесь организован сбоку, а не вверху. Для приготовления пищи у баллона отрезают верхнюю часть с вентилем и на ее место вваривают плоскую круглую пластину толщиной 4-5 мм.

Ракетная печь своими руками: 5 лучших идей

Рассказываем, как изготовить самодельную турбо печь, используя для этого простые и доступные материалы, которые у многих людей есть под рукой (например, из трубы подходящего диаметра).

В любом случае достать все необходимые «комплектующие» для сборки печки — не проблема.

Предлагаем разные варианты конструкции — на выбор. Отличаются они по видам используемых материалов и сложности изготовления.

Чтобы сделать ракетную печь своими руками чертежи особо и не нужны. Но в случае необходимости их можно без проблем найти в интернете.

Как выглядит самая простая конструкция самодельной турбо печки, можно посмотреть на схеме ниже.

Изготовлена реактивная печь из металлической трубы диаметром 110 мм. Ножки можно сделать из строительного уголка.

Все ракетные печи (и самодельные в том числе) можно разделить на две основные группы:

  • стационарные — идеально подойдут для дачи и частного дома, а также для гаража;
  • переносные — это компактные печи, которые предназначены для походов и отдыха на природе (их еще называют походными).

Помимо этого, ракетные печи отличаются и по виду используемого топлива. Широко распространены печки на дровах. Но встречаются также «ракетницы», которые могут работать на топливных гранулах.

Преимущества использования ракетной печи вы можете посмотреть на картинке ниже.

Пожалуй, одним из самых главных аргументов в пользу выбора печи-ракеты является ее экономичность и универсальность. Помимо того, что сама печка требует минимального количества топлива для продуктивной работы, само топливо может быть даже самого низкого качества.

Например, можно использовать не только сухие дрова, но и хворост, сырые ветки и даже траву.

Читайте также:
Чем обработать деревянный дом снаружи и внутри - конкретные советы

Самодельная ракетная печь мексиканского сварщика

Автор YouTube канала Neri herreria tv подробно показывает, как изготовить печь-ракету своими руками.

Основной материал — профильная труба 100х100 мм.

Также можно использовать профиль меньшего размера (например, если вы хотите брать печь с собой на природу).

Приступаем к работе по изготовлению турбопечки. Первым делом отрезаем с помощью болгарки три заготовки из квадратной профильной трубы разной длины:

  1. 57 см;
  2. 30 см;
  3. 20 см.

Самая длинная заготовка — это вертикальная часть печи. Самая короткая — горизонтальная.

Заготовка длиной 30 см устанавливается под углом 45 градусов — через нее будет выполняться загрузка дров.

Сначала вырезаем в длинной заготовке два отверстия (нижнее отверстие — на расстоянии 7 см от края трубы).

Колосник автор решил сделать из арматуры. Нарезаем заготовки нужной длины, и затем привариваем их внутри вертикальной части печи с небольшим зазором.

Потом свариваем вместе вертикальную и горизонтальную части печи.

Для этого отрезок профтрубы (длиной 20 см) приваривается к заготовке длиной 57 см под прямым углом.

После этого привариваем третий отрезок профильной трубы длиной 30 см, отрезав у него один край под углом 45 градусов.

На торце горизонтальной профтрубы необходимо установить заслонку из листового металла — для регулировки подачи воздуха в камеру горения.

Также нужно будет установить дверцу на торец загрузочной камеры — ее также можно сделать из листового металла.

В нижней части вертикальной трубы автор устанавливает задвижку (чтобы процесс горения был длительный, нужно уменьшать количество воздуха, поступающего в камеру сгорания).

Для этого сначала необходимо приварить две направляющих из уголка. Потом вырезаем кусок металла подходящего размера и вставляем между краем профтрубы и направляющими.

Теперь самое время изготовить опорные ножки. Для этого нам потребуются круглые трубы разного диаметра.

Отрезаем четыре заготовки от трубы большего диаметра, и привариваем их к нижней части печи, как показано на фото ниже.

После этого отрезаем еще четыре заготовки из трубы меньшего диаметра — сами ножки. Вставляем их в посадочные места.

Для фиксации ножек в трубах большего диаметра делаются прорези и потом привариваются гайки. В них вкручиваем барашковые болты.

В результате ножки получились съемными, что очень удобно при транспортировке ракетной печи.

Для большей жесткости конструкции мастер решил приварить опорную стойку из куска круглой трубы между горизонтальной частью и загрузочной камерой.

Из обрезков арматуры изготавливаем подставку для посуды (кастрюли или сковороды). В верхней части вертикальной трубы нужно сделать четыре пропила болгаркой, чтобы можно было установить подставку.

Ракетная печь готова. Зачищаем сварные швы и красим термостойкой краской.

Пошаговый процесс изготовления самодельной ракетной печи своими руками показан в авторском видеоролике.

Конструкция получилась сравнительно легкой и компактной. Благодаря тому, что она разбирается, можно без проблем поместить печь в багажник авто.

Походная ракетная мини-печь из профильной и круглой трубы

Еще одной идеей поделился автор YouTube канала Make it Metal. Его вариант самодельной печи ракетного типа чем-то напоминает предыдущую версию, но сама конструкция более проста в изготовлении.

Для данного проекта нам потребуются два вида стальной трубы: круглая и квадратная (профильная).

Помимо этого, потребуются и другие материалы:

  • листовой металл;
  • стальной уголок;
  • болты (или шпильки) с гайками.

Первым делом отрезаем кусок профильной трубы нужной длины (размеры в данном случае — на ваше усмотрение). Это будет загрузочная камера для дров.

В профтрубе вырезаем отверстие, чтобы можно было приварить вертикальную часть реактивной печи (круглую трубу).

Далее отрезаем два уголка и вырезаем подходящего размера кусок листового металла. Уголки привариваем к профилю — они будут выступать в качестве направляющих.

Вставляем потом задвижку из металлической пластины. К задвижке привариваем резьбовую шпильку, на которую потом можно будет накрутить ручку.

А можно поступить проще — приварить перпендикулярно шпильке кусок круглого или квадратного прутка.

Колосник автор решил изготовить из стальной пластины. Отрезаем кусок пластины, сгибаем ее на конце под нужным углом, после чего сверлим отверстия.

Далее отрезаем кусок круглой трубы, обрезаем один край под углом, и затем привариваем его к профильной трубе.

К нижней части ракетной печи нужно приварить гайки, в которые вкручиваем мебельные болты (это у нас будут опорные ножки).

На последнем этапе останется только приварить к вертикальной части ракетной печи площадку для посуды, изготовленную из стальной полосы.

Для более детального ознакомления с процессом изготовления самодельной реактивной печи из профильной трубы своими руками советуем посмотреть авторское видео.

Как сделать ракетную печь по японской технологии из кирпича

Автор YouTube канала Ogurki поделился простым и очень интересным способом, как сделать печь ракету из кирпича.

Причем без какого-либо цементного раствора или строительного клея — и буквально за 5-10 минут.

Чтобы сделать японскую печь ракету, потребуется 29 кирпичей. Кроме того, необходимо будет подготовить ровную площадку, на которой будет находиться печь из кирпича.

Например, можно сделать основание из строительных блоков или, как вариант, можно отдельно выложить площадку из тех же кирпичей.

Причем кирпич важно использовать не обычный, а огнеупорный. Дело в том, что обычный кирпич быстро потрескается и раскрошится от контакта с огнем.

Приступаем к работе. После того, как подготовили основание, собираем из кирпича печку.

Вертикальную часть (на которой будет находиться посуда) для надежности обвязываем стальной проволокой — чтобы кирпичи не развалились.

Колосник в данной конструкции печи не используется — особой надобности в нем нет.

По умолчанию для закладки дров используется первое отверстие (нижняя топка), однако можно делать закладку дров и через второе отверстие, которое выше (например, если дрова длинные и нет времени их пилить).

Преимущество данной ракетной печи в том, что для нее не требуется отводить постоянное место на участке.

Надо что-то приготовить — собрал за 5 минут и приготовил. Потом разобрал по-быстрому, и кирпичи в сарай. В общем, очень удобно.

Ознакомиться с пошаговой инструкцией по изготовлению кирпичной ракетной печи вы можете в авторском видеоролике.

Читайте также:
Обратный клапан на вентиляцию: в квартире, своими руками, виды, монтаж, для естественной, решетка, 100 мм

Печь ракета из газового баллона

В данном случае рассмотрим еще один стационарный вариант реактивной печи. Однако уже будем использовать не кирпичи, а металл.

Для изготовления печи ракета своими руками будем использовать пропановый баллон на 27 л и профильную трубу.

Сначала необходимо подготовить пропановый баллон. Откручиваем вентиль, и заполняем баллон водой.

После этого отрезаем болгаркой опорный башмак и ручки. Делаем разметку, после чего вырезаем отверстие прямоугольной формы в центральной части баллона.

Варочную поверхность ракетной печи из газового баллона изготавливаем из листового металла.

Для этого вырезаем кусок нужного размера, делаем надрезы по краям и потом сгибаем буквой «П». Привариваем деталь к баллону.

Далее вырезаем болгаркой отверстие под дымоход, в роли которого выступает металлическая круглая труба (диаметр — на ваше усмотрение).

После этого отрезаем три заготовки из профильной трубы, и свариваем потом реактивную печку.

Сначала свариваем две профтрубы под углом 90 градусов. Потов «врезаем» третий кусок профиля под углом 45 градусов.

Далее из трех кусков профильной трубы свариваем Н-образную подставку. Привариваем ее к нижней части печи.

В завершении останется только зачистить сварные швы и покрасить печку краской. Но не обычной, а термостойкой.

Пошаговый процесс работ можно посмотреть в авторском видеоролике.

А еще рекомендуем прочитать, как из газового баллона своими руками изготовить универсальную ракетную печь для дачи и частного дома. Правда, ее не получится использовать в гаражном помещении.

Компактная походная печь из профильной трубы

Предлагаем вашему вниманию еще один вариант самодельной ракетной печки, которую можно использовать как на даче, так и на природе, если вы часто путешествуете на автомобиле.

Несмотря на то, что принцип работы данной печи такой же, как и у всех предыдущих вариантов, выглядит она немного нестандартно.

Это из-за того, что автор решил модернизировать классическую печь-ракету, и сделать более практичный вариант.

Фишка в том, что помимо варочной поверхности, в данной конструкции присутствует еще дополнительное отделение, которое можно использовать для запекания разных овощей.

Первым делом нужно определиться с габаритами ракетной печи.

Потом отрезаем заготовки из профтрубы. Свариваем П-образную варочную поверхность и зачищаем сварные швы болгаркой.

Варочная поверхность имеет два отверстия с торца. К одному отверстию необходимо будет приварить топку с колосником, к другому — кусок трубы, на который будет устанавливаться дымоход.

После этого отрезаем заготовки из листового металла, и привариваем их между стенками варочной поверхности — и в итоге получаем то самое дополнительное отделения для запекания овощей. Чтобы процесс готовки проходил быстрей, необходимо будет изготовить крышку.

К нижней части ракетной печи привариваем четыре гайки — в них будут вкручиваться ножки, в роли которых выступают болты.

Последний штрих — покраска готового изделия термостойкой краской.

С пошаговым процессом изготовления этой печи вы можете ознакомиться в авторском видеоролике. Идея принадлежит автору YouTube канала mansoo lee.

Как работает ракетная печь

Конструкция состоит из нескольких основных частей. Одной из них является топливная камера, которая может быть как наклонной, расположенной под углом 45 градусов, так и горизонтальной (это зависит от типа печки ракеты).

В топливную камеру загружаем мелкие щепки, и прогреваем «ракетницу». Потом подкладываем уже нормальные дрова.

Принцип работы печи ракеты довольно прост. В процессе горения дров внутри турбопечи создается естественная тяга и может даже появляться характерный гул — это связано с тем, что в печь входит холодный воздух, а выходит горячий дым.

Когда корпус прогревается, горение становится более интенсивным, и гул может быть уже более сильным. Это говорит о том, что подачу воздуха в печь нужно уменьшить, прикрыв заслонку на входе в печь.

В некоторых конструкциях ракетных печей за счет дожига пиролизных газов наблюдается более длительное горение дров, при этом интенсивность горения остается на том же уровне.

Благодаря этому, чтобы вскипятить даже большой объем воды (довести их до температуры 100 град.), требуется минимум времени. И одной закладки дров хватит не только чтобы чайник вскипятить, но и яичницу пожарить с колбасой.

В этой статье мы поделились с вами различными вариантами изготовления ракетной печи: из металла и кирпича, стационарными и походными (переносными) конструкциями, и все они выполняют свою функцию на 100%. И сделать такие печи под силу каждому.

Как построить печь-ракету для отопления дома своими руками

Уважаемые посетители сайта “Самоделкин друг” сегодня мы с вами рассмотрим процесс кладки и сборки реактивной ракетной печи для отопления жилого помещения своими руками. Разберем схему работы печи, движение газов, а так же пошаговые фото кладки и отделки металлом… Печи реактивного типа появились сравнительно недавно и за короткий промежуток времени заручились уважением среди простых людей, дело в том что печь-ракета потребляет в несколько раз меньше твердого топлива (древесины, угля) а тепла выдает в несколько раз больше. Печь практически не дымит когда выходит в рабочий режим, потому как происходит полное сгорание топлива и даже выделяющегося в процессе горения газа. Дополнительно горячие газы в печи проходят через полость специальной камеры-бочки, обогревая ее стенки, а уже далее газы поступают в дымоход.

В данном случае печь сложена из красного кирпича и отделана железом, каркас сварен из проф-трубы квадратного сечения, для утепления дымохода использован вермикулит.

Сгорание топлива в ракетной печи происходит довольно интересным образом, топка располагается вертикально, дрова загружаются сверху, а горят только в нижней части постепенно опускаясь к очагу горения по мере прогорания. Доступ воздуха в очаг так же осуществляется сверху вниз, образуя ту самую реактивную тягу которая прославила данную печь.

И так давайте рассмотрим, что конкретно понадобится для создания реактивной печи для отопления жилого помещения.

Материалы

  1. кирпич
  2. листовой металл
  3. проф-труба
  4. песок
  5. вермикулит

Инструменты

  1. сварочный инвертор
  2. УШМ (болгарка)
  3. дрель или шуруповерт
  4. измерительный инструмент
  5. киянка

Пошаговая инструкция по возведению в доме реактивной печи своими руками.

Первым делом следует изучить принципиальную схему работы реактивной печи-ракеты. Топка вертикального расположения, дрова загружаются так же вертикально, за счет своеобразной конструкции образуется реактивная тяга которая подхватывает пламя и направляет его по каналу в колпак и тем самым прогревая его, а далее газы уходят вниз и поднимаются вверх по шахте дымохода. Для кладки каналов печи был использован красный керамический кирпич. Основание под печь из листа металла вырезанного по форме будущей печи. Рама сварена из проф трубы квадратного сечения. Окно под зольную камеру и выдвижной ящик. Отделка железом. Крепление производится саморезами по металлу. Труба дымохода. Зольник, кстати удобно именно в виде ящика делать. Колосник изготовлен из металла 4 мм. Просверлены отверстия. Начинаем кирпичную кладку. Шахта дымохода. Выход шахты под колпак. Колпак. Промежуток между трубой и кожухом заполняется вермикулитом либо песком. Крышка на колпак. Колпак с крышкой, кстати на ней можно разогревать пищу и использовать как плиту. Пустоты между дымоходом и колпаком заполняются песком, а сверху галькой. Дымоход так же утепляется кожухом и песчаной обсыпкой. Вертикальная топка ракетной печи. Вот в принципе и все, печь готова)

Читайте также:
Какой кондиционер лучше выбрать для квартиры рейтинг и краткий обзор моделей

Оставьте свой голос

Просмотр и управление голосами со страницы профиля участника

Как сделать ракетную печь

Самые простые решения по организации обогрева частного дома всегда будут пользоваться популярностью, особенно среди домашних мастеров-умельцев. К таковым относится и ракетная печь на дровах, которую можно сделать своими руками без существенных финансовых затрат. Отопитель довольно интересен и заслуживает особого внимания. Рассмотрим принцип работы печи-ракеты, преимущества с недостатками и способы изготовления в домашних условиях.

  • 1 Как работает ракетная печь
    • 1.1 Стационарный вариант печи
    • 1.2 О преимуществах и недостатках
  • 2 Рекомендации по изготовлению
    • 2.1 Печь ракета из баллона
    • 2.2 Кладка отопителя ракетного типа из кирпича
  • 3 Заключение

Как работает ракетная печь

Примечательно, но так называемая ракетная или реактивная печь на самом деле не имеет ничего общего с реактивной тягой, а тем более с полетами в космос. Это народное название возникло по 2 причинам: из-за некоторой схожести работающего агрегата на перевернутую ракету и благодаря гудящему звуку. Правда, он появляется в определенном режиме горения дров и свидетельствует о слишком большом количестве подаваемого в топливник воздуха.

Важно. Режим, при котором печь ракета сильно гудит или даже ревет, является неэффективным и неэкономичным. При нормальной работе буржуйки раздается лишь тихий шелестящий звук.

На данный момент существует 2 вида реактивных дровяных печек:

  • переносные;
  • стационарные (отопительные).

Походная металлическая печка «Робинзон» со складывающейся треногой легко помещается в рюкзак

Простейшая переносная модификация печки ракетного типа производится серийно под названием «Робинзон» и предназначается для нагрева воды и приготовления пищи в походных условиях. На ее примере проще всего понять принцип действия агрегата. По сути, он представляет собой трубу в виде перевернутой буквы «Г», как показано на схеме:

Как работает печь-ракета:

  1. В горизонтальную часть трубы, что служит приемным бункером для топлива, вставляются дрова и поджигаются со стороны вертикального участка.
  2. Внутри Г-образного канала возникает естественная тяга за счет разницы температур входящего воздушного потока и выходящих дымовых газов.
  3. Интенсивность горения ракетной печи возрастает по мере прогрева корпуса, так что необходимо ограничивать подачу воздуха. Иначе древесина очень быстро выгорит впустую – все тепло вылетит в трубу.

Принцип работы так называемой реактивной печи заключается в использовании энергии восходящего потока продуктов горения. Чем выше температура стенок топливника, тем древесина горит интенсивнее, а пламя становится мощнее.

За счет возникающей природной тяги простая стальная печка «Робинзон» нагревает большую емкость с водой за какой-то десяток минут. А если сделать вертикальный участок утепленным, как изображено на схеме, то после прогрева удастся жечь довольно толстые поленья.

Стационарный вариант печи

Стационарные ракетные печи, изготавливаемые своими руками для обогрева дома, снабжаются специальным колпаком для сохранения тепла дымовых газов с последующей передачей его в помещение. В этом случае общая картина сжигания дров несколько иная. При ограниченном поступлении первичного воздуха и горении топлива начинают выделяться пиролизные газы. Они дожигаются в нижней части вертикальной трубы, куда подводится вторичный воздух по отдельному каналу.

Стационарная печь-ракета не отличается по принципу работы от переносной, только дымовые газы отводятся через колпак и лежанку в дымоход

Примечание. В этом отношении дровяная печь – ракета похожа на пиролизный отопитель длительного горения, только в ней не используется вентилятор для принудительного нагнетания воздуха.

Раскаленные продукты сжигания, поднимаясь под колпак, начинают охлаждаться, после чего опускаются в пространстве между стенками и попадают в дымоходный канал. При этом на газы действуют 3 силы:

  1. Гравитация. Она заставляет более холодные и тяжелые газы опускаться и направляться к выходу в дымоходный канал.
  2. Давление новых продуктов горения, поступающих с более высокой температурой из топливника.
  3. Естественная сила тяги дымохода.

Сумма этих трех сил позволяет пристраивать к печке ракетного типа дымовые каналы произвольной формы, лишь бы отобрать побольше тепла. На практике это используют, чтобы сделать от ракетной печи лежанку с подогревом, как это показано на схеме:

Примечание. Есть и другой способ не допустить выброса тепла вместе с дымовыми газами наружу. Для этого от ракетной печи делают дымоход с водяной рубашкой и двумя патрубками, что присоединяются к отопительным приборам.

О преимуществах и недостатках

Так называемая реактивная печка – это самый дешевый вариант устройства отопления в частном доме. В этом отношении она не имеет себе равных. Более того, хороший мастер способен выполнить печь из кирпича таким образом, что она будет вполне прилично смотреться в интерьере комнаты. По сути, придется облагородить только выступающий металлический колпак да крышку топливной камеры. Остальные части агрегата вместе с газоходами будут скрыты с глаз.

Самодельные ракетные печи точно нельзя назвать сверхэффективными, а вообще, этот показатель во многом зависит от самого домовладельца. Если постоянно жечь сырую древесину, то толку от этого будет немного. Как и нет смысла добиваться от теплогенератора «ревущего» режима, ошибочно полагая, что он самый лучший. Здесь надо ограничивать подачу воздуха вручную, как это делается и в отопителях длительного горения.

Читайте также:
Чугунные радиаторы отопления МС 140 технические характеристики и основные правила монтажа

Существует лишь 1 способ снабдить реактивную печку водяным контуром – установить на дымоотвод теплообменник и подключить его к теплоаккумулятору либо напрямую к батареям отопления

Потерей полезного тепла через дымоход страдают многие печи, в том числе и ракетные, так что в этом случае не помешает приладить к газоходной трубе водяной контур, о чем сказано выше. Ну и большое количество теплоты позволит отобрать лежанка, хотя для ее устройства придется потрудиться. Остальные негативные стороны ракеты выглядят так:

  1. Агрегат требует постоянного присмотра и ручного управления, поскольку всякая автоматика в нем отсутствует.
  2. Загрузку дров надо производить довольно часто.
  3. Металлический колпак нагревается до температуры, вызывающей ожоги у человека после прикосновения. Это опасно для маленьких детей.

Примечание. Самодельные печи ракетного типа не годятся для протапливания бани, поскольку в нормальных рабочих режимах неспособны выделять большое количество тепла за короткий промежуток времени.

Рекомендации по изготовлению

Проще всего сделать своими руками маленькую переносную печь – ракету «Робинзон», чей чертеж представлен ниже. Потребуются обрезки профильных труб, металл для ножек и подставки, а также навыки проведения сварочных работ. Причем соблюдение точных размеров, указанных на чертеже, не обязательно. Можно взять трубы другого сечения, только надо уменьшать либо увеличивать их пропорционально, дабы детали стыковались друг с другом.

Чертеж усовершенствованной походной печки «Робинзон» с дюзами из профильной трубы, разрезанной вдоль на 2 части

Примечание. Обратите внимание, что на чертеже изображена конструкция, улучшенная нашим экспертом Виталием Дашко. Как и полагается ракете, к ней приделаны импровизированные дюзы, куда поступает вторичный воздух для дожигания, попадающий в трубу через ряд отверстий. За счет этой модернизации интенсивность горения заметно повышается. Подробнее о работе компактной дровяной печки смотрите на видео:

Наиболее распространенные варианты больших ракетных печей делаются из газового баллона или металлической двухсотлитровой бочки. Надо понимать, что эти готовые элементы применяются в качестве наружного колпака, а внутренние детали печки надо делать из труб меньшего диаметра или выкладывать из шамотного кирпича. Причем из баллона можно смастерить как стационарный отопитель с небольшой лежанкой, так и агрегат, который можно перемещать.

Учтите, произвести расчет тепловой мощности печи ракетного типа довольно сложно, единой расчетной методики не существует. Проще опереться на готовые чертежи уже работающих образцов и выполнять сборку по ним. Только нужно сопоставлять размеры будущей печки с габаритами отапливаемого помещения. К примеру, для обогрева небольшой комнаты хватит размеров баллона, в иных случаях лучше брать большую бочку. Подбор внутренних деталей для них показан на схеме:

2 варианта буржуек – из газового баллона и стандартной железной бочки

Печь ракета из баллона

Кроме самого газового баллона, для сборки печки потребуется:

  • профильная труба 150 х 150 мм для топливника и загрузочного бункера;
  • стальные трубы диаметром 70 и 150 мм пойдут на внутренний вертикальный канал;
  • то же диаметром 100 мм на дымоход;
  • утеплитель (базальтовое волокно плотностью не менее 100 кг/м³);
  • листовой металл толщиной 3 мм.

Для мастера, владеющего сварочным делом, данная работа не представит особой сложности. У баллона следует отрезать верхнюю часть по шву, предварительно вывернув вентиль и наполнив его доверху водой. По бокам с двух сторон вырезаются проемы для установки топливника и врезки дымохода. Профильная труба вставляется соединяется с вертикальным каналом, который выводится сквозь дно баллона. Дальнейшие работы по изготовлению ракетной печи ведутся в соответствии с чертежом:

В конце верхнюю часть надо приварить на место, затем тщательно проверить все швы на проницаемость, чтобы внутрь печи бесконтрольно не поступал воздух. После этого можно присоединять дымоход с водяной рубашкой (при наличии) и приступать к испытаниям.

Важно. Для создания достаточной тяги верх трубы должен быть поднят над уровнем топливника на высоту 4 м.

Кладка отопителя ракетного типа из кирпича

Этот вариант печки потребует расходов на покупку шамотного кирпича, обычный керамический для ракетной печи не подойдет. Кладка выполняется на растворе из шамотной глины, она тоже продается в виде готовой строительной смеси. Как сделать стационарную ракетную печь:

  1. Предварительно нужно выкопать яму, утрамбовать дно и залить фундамент размерами 1200 х 400 мм и высотой 100 мм, как изображено на фото.
  2. После застывания фундамент накрывают листом базальтового картона и ведут кладку камеры сгорания, бункера для загрузки дров и вертикального канала. С торца камеры сгорания устанавливают дверцу для прочистки зольника.
  3. После высыхания глины яма засыпается, а на вертикальный канал надевается заранее подобранная труба или малая бочка диаметром 450 мм. Промежуток между кирпичной кладкой и стенками трубы заполняется огнеупорным утеплителем, например, базальтовой ватой, керамзитом, вермикулитом.
  4. На последнем этапе на конструкцию надевают колпак из большой металлической бочки диаметром 600 мм. Предварительно в ее верхней части делается вырез и ставится патрубок для подключения дымохода. Когда бочка перевернется, он как раз окажется внизу.

Дальше – дело техники, можно выводить дымоход сразу наружу либо строить еще лежанку с дымооборотами. Для этой цели уже сгодится обычный керамический кирпич и глиняно-песчаный раствор. Порядовка кирпичной кладки ракетной печи с небольшой лежанкой подробно показаны на видео:

Заключение

Конечно же, печь ракета на дровах – не верх совершенства и привлекательна лишь в силу своей простоты и дешевизны. Да и вписать ее в интерьер жилого помещения – та еще задачка. Отсюда напрашивается вывод, что сооружать подобный источник тепла можно где-нибудь на даче либо во времянке, где люди пребывают не постоянно. Длительных перерывов между растопкой отопитель не боится, а прогревается достаточно быстро. Для обогрева большого жилого дома или бани данный агрегат не подойдет, тут нужны другие решения.

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: :???: :?: :!: