Солнечная батарея для электровелосипеда

Для решения поставленной задачи (а именно зарядки аккумулятора электровелосипеда не во время движения, но в полевых условиях), я приобрел 126 шт (необходимое расчетное количество для создания требуемого напряжения заряда аккума) фотоэлектрических преобразователи (ФЭП)
Условия задачи:
1. требуемое напряжение заряда примерно равно: 50,4 Вольта (напряжение окончания заряда) +0,7 (падение напряжения на предохранительном диоде)+несколько вольт сверху (чтоб заряд шел от батарей к аккмумам а не наоборот) и все это умноженное на коэффициент освещенности. В общем к аккумам в итоге должно подходить 53-55 Вольт. И еще, (чуть не забыл) на солнце ФЭП нагреваются и с увеличением собственной температуры их КПД падает. Это тоже нужно учесть
2. батарея должна быть мобильной. Т.е. складываться и раскладываться. В это же условие входит небольшой ее вес и габариты в сложенном состоянии.

Так как сами элементы являются хрупкими (примерно как стекло) пластинами кремния с размерами 100 мм на 50 мм и толщиной 0,2 мм им необходима подложка каркас.
В качестве каркаса был выбран стеклотекстолит.

Так же возникла проблема с соединением элементом. А именно, необходимы плоские полоски фольги «шинки» — токосъемники с кристаллов ФэП которые напаиваются на элементы соединяя электрически их между собой. В магазине, конечно же я таких не нашел…
Решено было сделать их из меди отделенной от фольгированного стеклотекстолита.
Сами шинки по технологии рекомендуется напаивать при собственной температуре ФэП 70-80 градусов, т.е. необходима подогретая до такой температуры подложка на которой можно было бы вести пайку. Сначала я хотел взять массивный кусок железки и нагреть его в воде. Но меня смущало непостоянство температуры и необходимость постоянного подогрева (элементов то больше сотни). Потом мне пришла в голову мысль нагревать кусок радиатора транзистором. Таким образом обеспечивалась стабильность и даже была возможность регулировки температуры. Позднее я нашел подходящую по площади пластин металлическую коробочку на дно которой и был прикреплен транзистор. А наружная стенка дна была использоавна как монтажный стол-поверхность. Так же для понта бока коробочки по периметру заклеил пенопластом типа для более равномерного накрева и сохранения тепла по периферии.
Следующий вопрос – компоновка. Т.е. развернутая батарея будет состоять из «плиток», каждый из которых по площади равен площади конструкции в сложенном состоянии.
Нужно было определиться, сколько же элементов будет входить в блок.

Самый тонкий вопрос – защита (поверхности) элементов. Нужно сразу сказать, что любая защита (стекло, пленка) снижают КПД фотоэлементов из-за переходов света через слои материалов (воздух, покрытие) с разным коэфф преломления (и отражения) и просто рассеивания света.
Решено было тупо заклеить рабочую поверхность скотчем. Возможно не самое технологичное решение, но…ничего более умного и имеющегося под рукой я не придумал. Так же хочется сказать, что я всегда стараюсь делать так чтобы можно было откатиться назад и попробовать другой вариант исполнения. В случае же со скотчем назад пути не будет – скотч от элементов без следа уже не отклеить (проверено на одном осколке)

После неудачной попытки закупиться листами текстолита с расчетными размерами были куплены листы на 3 элемента которые было решено скрепить по две. В итоге получив 21 «плитку» солнечных элементов.

После чего была проведена тестовая пайка токосъемников(полосок медной фольги). По началу паялось плохо из-за слишком низкой температуры жала паяльника(из боязни большого перепада температур) но потом температура была повышена и все получилось.

Теперь нужно было подготовить пластины и медные полоски к пайке а именно 251 полосок фольги и 504 полосок на элементах.
Несколько дней я отдирал от текстолита фольгу в основном в мусор но несколько (а именно 250) определенной ширины — на токосъемники.

Потом еще несколько дней ушло на зачистку полосок (от окислов и клея к которому они были приклеяны к текстолиту) с помощью микрошлифовального станка на основе маленькой дрели и лужение. А так же ушло некоторое время на промывку от старой канифоли оставшейся после лужения. Пишу так подробно, чтоб не казалось что это просто припаивание двух концов проводка к выводам схемы. Специфичность строения солнечного фотоэлемента потребовала достаточно кропотливых операций «тиражом» в 250 шт.

Так же в уме подбирался метод электрического соединения «плиток». Тонкость ЭТОГО вопроса была в том что соединительные клеммы не болжны были увеличивать толщину «плиток» чтобы их можно было складывать друг на друга. С начала я хотел использовать плоские зажимы (как на упсовых аккумах) но потом подумал, что если просто просверлить отверстия с токосъемными шайбочками из меди вокруг, то тогда толщина останется неизменной, а соединяться они будут отрезками проводов с «петельками» на концах которых будут зажиматься винтами. Возможно внесение в конструкцию горсти винтов увеличит время развертывания солнечной батареи, но на данный момент это мне видится наиболее простым, оптимальным и технологичным решением.
В процессе изготовления от «петелек» пришлось отказаться и вернуться к плоским клемма как на аккумах.

После того как текстолитовые подложки были подготовлены (приклеены шины с плоскими клеммами токосъема) для укладки на них элементов, я занялся лужением элементов. 126 пластин по 2 полоски умноженные на 2 стороны пластины т.е. 504 токосъемные полоски.

Ну и потом когда все компоненты были подготовлены, осталось только все собрать спаять и склеить. Что и было сделано.