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.

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!

Πιθανές βελτιώσεις του φωτοβολταϊκού πάνελ:

Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω κι άλλες σειρές των τριών φωτοβολταϊκών στοιχείων για περισσότερα mA, μεγαλώνοντας ελαφρώς το μέγεθος του ηλιακού πάνελ. Για παράδειγμα, με άλλα 9 φωτοβολταϊκά στοιχεία, το ρεύμα θα έφθανε 500 με 600 mA στα 12-14 volt.

Δεν χρησιμοποίησα ρυθμιστή φόρτισης που θα προστάτευε την μπαταρία από υπερφόρτιση. Σε μεγαλύτερα πάνελ η χρήση ρυθμιστή φόρτισης είναι χρήσιμη. Τον χρησιμοποιούμε στο μικρό αυτόνομο φ/β σύστημα αλλά και σε μεγαλύτερα φωτοβολταϊκά πάνελ όπως το φ/β 100 Wp.

Δημοσιεύτηκε στην ιστοσελίδα: http://www.iqsolarpower.com/small_solar_panel.htm

Μια σύντομη ματιά στην ιστορία του φωτοβολταϊκού

"Η ουσία ενός φαινομένου γίνεται καλύτερα αντιληπτή όταν το ερευνούμε από την γένεσή του."

Αριστοτέλης

1839 Ο 19χρονος φυσικός Edmund Becquerel ανακαλύπτει το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, καθώς πειραματιζόταν με ηλεκτρολυτικό στοιχείο αποτελούμενο από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια σε αγώγιμο υγρό. Η ροή αυξανόταν με την έκθεση στον ήλιο. Οι σημειώσεις του γύρω από το φαινόμενο, είχαν φανεί πολύ ενδιαφέρουσες στην επιστημονική κοινότητα αλλά χωρίς πρακτική εφαρμογή.
1883 Ο Charles Fritz παράγει ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο με απόδοση 1-2%.
1904 Ο Albert Einstein γράφει την πληρέστερη θεωρία γύρω από το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Για την θεωρητική του εξήγηση τιμήθηκε με βραβείο Nobel το 1921.
1918 O Πολωνός Jan Czochralski κατασκευάζει το πρώτο στοιχείο μονοκρυσταλλικού πυριτίου.
1932 Παρατηρείται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο στο κάδμιο σελήνιο. Σήμερα το CdS αποτελεί πολύ σημαντικό υλικό παραγωγής φωτοβολταϊκών panel.
1954 Στα Bell Laboratories, ανακαλύπτουν ότι το πυρίτιο μαζί με συγκεκριμένα ρυπαρότητες είναι πολύ ευαίσθητο στο φως. Το αποτέλεσμα είναι τα πρώτα πρακτικά φωτοβολταϊκά στοιχεία με απόδοση 6%.
1958 Κατασκευάζεται φωτοβολταϊκό στοιχείο με απόδοση 9%. Στις 17 Μαρτίου εκτοξεύεται το Vanguard I, ο πρώτος δορυφόρος τροφοδοτούμενος από φωτοβολταϊκά, που θα δουλέψει συνεχόμενα για 8 χρόνια.

• Δύο ακόμη δορυφόροι ο Explorer III & ο Vanguard II εκτοξεύονται από τους Αμερικάνους και ο Sputnik III από τους Σοβιετικούς.
• Στην Georgia κατασκευάζεται ο πρώτος τροφοδοτούμενος από φωτοβολταϊκά στοιχεία τηλεφωνικός αναμεταδότης.

1959 Παράγονται φωτοβολταϊκά με 10% απόδοση.

• Η Αμερική εκτοξεύει τους δορυφόρους Explorer VI & VII με 9.600 φωτοβολταϊκά στοιχεία.
  

1960 Παράγονται φωτοβολταϊκά με 14% απόδοση.
1963 Η Ιαπωνία εγκαθιστά φωτοβολταϊκά σε φάρους - η μεγαλύτερη φωτοβολταϊκή διάταξη της εποχής.
1972 Οι Γάλλοι εγκαθιστούν άμορφα CdS φωτοβολταϊκά σε ένα σχολείο στην επαρχία Niger.
1976 Ξεκινούν οι πρώτες εφαρμογές φωτοβολταϊκών για την τροφοδότηση ψυγείων, τηλεπικοινωνιακού & ιατρικού εξοπλισμού, άντλησης νερού και φωτισμού.
1977 Η συνολική παραγωγή φωτοβολταϊκών ξεπερνά τα 500 kW.

• Στην Αυστραλία στο Pentax World Solar Challenge νικά ένα κινούμενο από φωτοβολταϊκά αυτοκίνητο της General Motors με μέση ταχύτητα 71 km/h.

1983 Η παγκόσμια παραγωγή φωτοβολταϊκών ξεπερνά τα 21,3 MW.

1984 Κυκλοφορούν τα άμορφα φωτοβολταϊκά.

1999 Η συνολική παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύ σε φωτοβολταϊκά φτάνει τα 1000 MW.
2002 Η συνολική παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύ σε φωτοβολταϊκά φτάνει τα 2000MW.
Σήμερα Μια από τις πιο σημαντικές εφαρμογές φωτοβολταϊκών είναι η συμπληρωματική παραγωγή ενέργειας. Στην Βόρεια Αμερική πολλές εταιρείες παραγωγής ενέργειας (αντίστοιχες ΔΕΗ) υποστηρίζουν τα φορτία του κλιματισμού τους θερινούς μήνες με φωτοβολταϊκά συστήματα.
Ο αυριανός στόχος
Το 20% της συνολικής παραγωγής ενέργειας να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές.

Ο ήλιος, πηγή ενέργειας

Η πηγή ενέργειας του μέλλοντος είναι ουράνιο δώρο

Ο ήλιος μας χαρίζει ζεστασιά, ζωή και ενέργεια. Λάμπει εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια καθημερινά και φωτίζει τη γη μας.
Εντυπωσιακό είναι ότι κάθε ώρα φτάνει στην επιφάνεια της γης τόση ενέργεια, όση καταναλώνει η ανθρωπότητα σε ένα χρόνο.
Επιπλέον, η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας, που φτάνει στη γη, υπερβαίνει παγκόσμια κατά 10.000 μέχρι 15.000 φορές την ενέργεια που είναι αναγκαία.
Η ανάγκη του ανθρώπου για ενέργεια, ανεβαίνει συνεχώς. Οι πηγές που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα για παραγωγή ενέργειας, βρίσκονται κυρίως στο εσωτερικό της γης και είναι πεπερασμένες.
Η κατ' αυτόν τον τρόπο παραγωγή ενέργειας, σημαίνει συχνά μια σοβαρή επέμβαση στο βιότοπό μας. Τι είναι λοιπόν προτιμότερο για μας, από μια ατελείωτη πηγή ενέργειας που μας χαρίζει καθημερινά ο ουρανός και που τώρα έχουμε τη δυνατότητα να την χρησιμοποιούμε;

Η κατευθείαν μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρικό ρεύμα λέγεται Φωτοβολταϊκή (Photovoltaik), ή αλλιώς, φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα.
Η φωτοβολταϊκή θεωρείται η μελλοντική μορφή παραγωγής ενέργειας.
Σήμερα ήδη μειώνονται εκατομμύρια τόννοι βλαβερού για το περιβάλλον διοξειδίου του άνθρακα (CO2), και αυτό οφείλεται στην παραγωγή ενέργειας κατ' αυτόν τον τρόπο.

Για να εγκαταστήσετε μια Ηλιακή εγκατάσταση με ισχύ 1kWp, χρειάζεστε επιφάνεια με έκταση 10 τετραγωνικών μέτρων. Συνήθως, μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση 1 kWp παράγει το χρόνο κατά μέσον όρο 1.250 kWh (κιλοβάτ την ώρα) στην περιοχή της Θεσσαλονίκης και μέχρι 1.600 kWh στο νοτιότερο νησί της Ελλάδας.