Ναι, γιατί όχι; Τόσο δύσκολο φαίνεται; Σήμερα θα αναλύσουμε την αρχή λειτουργίας και τη
 |
Στο διπλανό σχήμα φαίνεται η σχηματική διάταξη ενός απλού συστήματος. Από τα πάνελ το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται πηγαίνει στο ρυθμιστή φορτίσεως και από εκεί στις διάφορες καταναλώσεις. Το σχήμα είναι ενδεικτικό και μπορείτε να το τροποποιήσετε ανάλογα με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες σας. |
Το ρεύμα, που παράγεται από ένα στοιχείο Φ/Β είναι πολύ μικρό τόσο σε τάση (Volts), όσο και σε ένταση (Ampers). Υπάρχουν διάφοροι τύποι στην αγορά και μπορείτε να διαλέξετε αυτόν που σας καλύπτει. Φυσικά, ο καθένας θα διάλεγε αυτό με τη μεγαλύτερη απόδοση, αλλά ας υπολογίσουμε και το κόστος, για να δούμε τι πραγματικά συμφέρει. Ανάλογα το επιθυμητό αποτέλεσμα, πραγματοποιούμε παράλληλες και σε σειρά συνδεσμολογίες. Στις παράλληλες συνδέσεις αυξάνεται η ένταση του ρεύματος, ενώ σε συνδέσεις σε σειρά η τάση. Αυτό ισχύει σε όλες τις πηγές ενέργειας (Φ/Β, μπαταρίες κλπ). Στα παρακάτω σχήματα παρατηρείτε τις συνδέσεις, για να κάνετε κι εσείς τις δικές σας, όπως θέλετε.
 |  |  |
| Σύνδεση σε σειρά (προστίθενται οι τάσεις) | Παράλληλη συνδεσμολογία (προστίθενται οι εντάσεις) | Συνδυασμός συνδεσμολογιών σε σειρά και παράλληλης |
Ανάλογα με την τελική συνδεσμολογία της διάταξης θα πρέπει να επιλέξετε και το ρυθμιστή φορτίσεως, ώστε να “σηκώνει” την ένταση του ρεύματος που παράγουν τα στοιχεία και να μην το κάψετε. Άλλωστε, μπορείτε να αγοράσετε απευθείας έναν μεγαλύτερο ρυθμιστή, για μελλοντική επέκταση – αναβάθμιση του συστήματός σας. Ο ρυθμιστής παίρνει το ρεύμα, όπως αυτό παράγεται από τα στοιχεία του Φ/Β, και το σταθεροποιεί, για να μην κάνει υπερβάσεις και κάψει ότι βρει στο πέρασμά του. Μετά το ρυθμιστή το ρεύμα φορτίζει μια μπαταρία, η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί έναν εναλλάκτη (Inverter) για να παραχθεί τελικά εναλλασσόμενο ρεύμα. Εδώ, προτιμήστε να χρησιμοποιήσετε μια μόνο μπαταρία, γιατί ο σκοπός της είναι πρωτίστως η ανόρθωση – σταθεροποίηση της τάσης και κατόπιν η αποθήκευση της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας. Ο εναλλάκτης είναι η συσκευή που μετατρέπει το ρεύμα 12V DC (συνεχές) σε 220V AC (εναλλασσόμενο). Επίσης, από τον ρυθμιστή φορτίσεως μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ρεύμα 12V DC για φωτισμό με αντίστοιχες λάμπες.
Ας έρθουμε τώρα στην πράξη. Όπως είπα και παραπάνω, τα στοιχεία του Φ/Β (όπως και τα περισσότερα υλικά) θα τα βρείτε σε ηλεκτρονικά καταστήματα. Συνήθως τα πουλάνε σε πακέτα (40άδες, 100άδες κλπ). Στην κατασκευή μας θα τοποθετήσουμε 36 στοιχεία και, αφού τα στηρίξουμε σε ένα χοντρό χαρτόνι, θα τα απομονώσουμε ανάμεσα σε δύο κομμάτια τζαμιού ή plexiglass.
Τα εργαλεία και τα υλικά που χρειάζεστε είναι:
- Κολλητήρι 20 – 40 Watt. Τονίζω τη σημασία της ισχύος, γιατί μπορεί να καταστρέψετε τα στοιχεία.
- Λεπτό και φαρδύ αγωγό για τις ενώσεις.
- Χοντρό χαρτόνι, για να στηρίξετε και να μονώσετε την κατασκευή σας.
- Σιλικόνη για να σφραγίσετε την όλη κατασκευή.
- Δύο κομμάτια τζάμι ή plexiglass για το εξωτερικό κάλυμμα. Το δεύτερο κοστίζει αρκετά παραπάνω, αλλά είναι πιο ασφαλές κι ελαφρύ από το τζάμι.
- Στοιχεία Φ/Β 12,5 x 12,5 cm μονοκρυσταλλικά.
Ξεκινήστε, προετοιμάζοντας τους αγωγούς. Κόψτε τη λεπτή ταινία αγωγού σε κομματάκια μήκους 24,5 εκ. Θα χρειαστείτε δύο για την κάθε κυψέλη επομένως 36Χ2=72 τέτοια κομμάτια. Ισιώστε τα καλά, για να μη σας παιδέψουν κατά τη συγκόλληση. Βάλτε μια κυψέλη πάνω στο χαρτόνι και καθαρίστε καλά τις δύο επαφές της μπροστά πλευράς της κυψέλης (μπλε πλευρά). Τοποθετήστε δύο από τα κομμάτια λεπτού αγωγού που κόψατε νωρίτερα πάνω στις επαφές και κρατήστε τα ακίνητα για να τα κολλήσετε. Αν επιλέξετε αγωγό σε ταινία, που περιέχει καλάι, δεν χρειάζεται να βάλετε επιπλέον.
 | Κολλήστε τον αγωγό σε όλο το μήκος της κυψέλης. Προσοχή στην θερμοκρασία του κολλητηριού σας, για να μην καταστρέψετε την κυψέλη. Αφού αρχίσει να λιώνει το καλάι, σύρετε το για να δημιουργηθεί ομοιόμορφη και σωστή κόλληση. Αν κάνετε ψυχρή κόλληση, μην προσπαθήσετε να ζεστάνετε ξανά, για να την επαναφέρετε. Λιώστε και αφαιρέστε το καλάι. Καθαρίστε την περιοχή και κολλήστε το ξανά. Σας εφιστώ την προσοχή και πάλι, όσον αφορά τη θερμοκρασία και την ισχύ του κολλητηριού σας, για να αποφύγετε ζημιές.Βεβαιωθείτε ότι κόλλησαν καλά και οι δύο αγωγοί στην κάθε κυψέλη. |
Ήρθε η ώρα να δημιουργήσετε τη διάταξη. Πάνω σε ένα χαρτόνι, τοποθετήστε τις κυψέλες με την μπροστά όψη προς τα κάτω. Σύμφωνα με όσα είπα παραπάνω για τις συνδεσμολογίες, θα πρέπει να ελέγξουμε λίγο τα δεδομένα. Μία κυψέλη παράγει ρεύμα 4,5 Volt και 90 mA. Συνδέοντας σε σειρά τρεις κυψέλες, παίρνουμε 13,5 Volt. Άλλωστε, για να φορτίσετε μια 12Volt μπαταρία, χρειάζεται λίγο μεγαλύτερη τάση κι εκτιμώ ότι την έχουμε.
 |
Με τους αγωγούς της κάθε κυψέλης, που βρίσκονται στο κάτω μέρος τώρα, κάνουμε τις συνδέσεις σε σειρά (θετικό του ενός με αρνητικό του άλλου κοκ). Η συνολική τάση που παράγεται είναι 4,5 Χ 9=13,5Volt. Άρα θα χρειαστείτε σετ των τριών κυψελών σε σειρά, τα οποία στη συνέχεια θα συνδέσετε παράλληλα μεταξύ τους. |
Αφήστε μεταξύ των κυψελών ένα μικρό κενό (3-5 χιλιοστά). Για καλύτερη διάταξη, τις τριάδες, που είναι συνδεδεμένες σε σειρά, συνδέστε τες παράλληλα ανά τέσσερεις. Στη συνέχεια ξανά παράλληλα τις τρεις δωδεκάδες, που δημιουργήσατε. Το αποτέλεσμα είναι σε δύο καλώδια να έχετε ρεύμα 13,5 Volt και 1,08 mA. Όπως είπα και παραπάνω, το πάνελ σας μπορείτε να το φτιάξετε σύμφωνα με τις δικές σας ανάγκες και απαιτήσεις, άρα μπορείτε να κάνετε και μόνοι τους υπολογισμούς σας. Στερεώστε με λίγη σιλικόνη τη διάταξή σας πάνω στο χαρτόνι και στη συνέχεια κλείστε το ανάμεσα σε δυο κομμάτια τζαμιού. Σφραγίστε με σιλικόνη περιμετρικά, εφόσον στα καλώδια εξόδου βεβαιωθείτε με ένα πολύμετρο ότι παράγεται ρεύμα και είναι όπως το υπολογίσατε. Πιο πάνω δεν σας έδωσα διαστάσεις για το χαρτόνι και το τζάμι, για τον απλούστατο λόγο ότι θα πρέπει να το μελετήσετε, ανάλογα με τις διαστάσεις της διάταξης.
Ελπίζω να σας κίνησα την περιέργεια όσον αφορά την αρχή λειτουργίας ενός Φ/Β. Εξάλλου, ο σκοπός μου δεν είναι να σας δώσω έτοιμη την κατασκευή, αλλά το έναυσμα για να την “εφεύρετε” μόνοι σας. Καλή επιτυχία…
