≡×قائمة طعام

• بصلح
• بصلح
• تصميم داخلي
• حول كل شيء
• حول السباكة

بطارية شمسية افعلها بنفسك: لعبة باهظة الثمن أم فرصة حقيقية لتوفير المال؟ صنع بطارية شمسية بيديك: انزع نظاراتك ذات اللون الوردي وتعلم من أخطاء الآخرين

لطالما فكر الناس في كيفية الحصول على الطاقة الكهربائية من الشمس. ثم السؤال الذي يطرح نفسه: كيف جامع الطاقة الشمسية؟ بعد كل شيء ، إذا كان منزلك مليئا الأجهزة الكهربائية، إنه اقتصادي للغاية. خاصة في الصيف عندما تشرق الشمس طوال اليوم. يمكنك صنعها بنفسك البطاريات الشمسية، ولن يتطلب الأمر الكثير من المال - سيكلف 300-400 دولار. في المقابل ، احصل على مصدر ثابت للكهرباء. لا داعي للقلق بعد الآن من أنه سيتم إيقاف تشغيله ولن تتمكن من استخدام الأجهزة الكهربائية. لذلك ، من أجل معرفة كيفية صنع بطارية شمسية ، تحتاج إلى فهم مبدأ تشغيلها. خاصة إذا كان عليك تركيب بطارية شمسية في المنزل.

في الواقع ، تنتج البطارية الشمسية الكهرباء من الطاقة المستلمة من الشمس ، وذلك بفضل المحولات الكهروضوئية الخاصة.

يعتمد جوهر العمل بأكمله على التأثير الكهروضوئي. يضرب ضوء الشمس الخلايا الضوئية ، مما يؤدي إلى إخراج الإلكترونات غير المشغولة من المدارات الأخيرة لكل من الذرات الموجودة على لوحة السيليكون. ثم يصبح هذا الضوء تيارًا متناوبًا يمكن استخدامه لكهربة المنزل.

مبدأ التصنيع الذاتي للبطارية الشمسية

إذن كيف تصنع الألواح الشمسية الخاصة بك؟ لإنشاء نظام شمسي بيديك ، فأنت بحاجة إلى:

• الألومنيوم أو إطار خشبي
• الركيزة مصنوعة من اللوح الليفي
• زجاج عادي أو زجاج شبكي
• الثنائيات والموصلات
• ضوئية

تحتوي لوحة شمسية منزلية واحدة فقط على 36 خلية وسيحتاج كل منها إلى جهد كهربائي قدره 0.5 فولت. اتضح 18 فولت لكل لوح شمسي.

بالمناسبة ، نظرًا لهشاشة اللوحة ، يجب التعامل معها بعناية قدر الإمكان وللسبب نفسه ، يُنصح بشراء بضع قطع أخرى حتى تكون هناك منازل احتياطية في المنزل إذا حدث شيء ما.

تتمثل ميزة التجميع الذاتي للبطارية الشمسية في أنه يمكنك إنشاء قاعدة ، ثم إضافة الطاقة إليها عن طريق شراء عناصر إضافية.

البطاريات الكبيرة غير مجدية ، حيث ستكون هناك صعوبات في تركيبها واختيار زاوية الميل. علاوة على ذلك ، من المحتمل أن تصطاد الرياح ، وهذا غير آمن للغاية.

وبالمناسبة ، ضع في اعتبارك أنه لا يمكنك توفير 220 فولت من الشمس لأن هذا سيتطلب بطارية ضخمة. ستكون إحدى اللوحين قادرة على إعطاء تيار ، سيكون جهده 0.5 فولت. الخيار المثالي هو إذا كان المجمع الشمسي سيحتوي على جهد 18 فولت ، لكن هذا سيتطلب عدد الخلايا الضوئية المراد حسابها. صنع الألواح الشمسية ليس عملاً سهلاً ، ولكنه ليس بالأمر الصعب أيضًا. في هذه القضيةنحن مهتمون بمجمع شمسي مسطح.

تجميع الإطار

لنبدأ الآن في حل السؤال: "كيف نجمع بطارية شمسية من إنتاجنا؟".

أول شيء يفعلونه عندما يصنعون الألواح الشمسية محلية الصنع هو إنشاء نوع من الغلاف الواقي - العلبة. يمكنك صنعه بمساعدة الزوايا المصنوعة من الألمنيوم أو الكتل الخشبية. إذا تم استخدام قاعدة معدنية ، فسيكون من الضروري على أحد الأرفف شطب ملف بزاوية 45 درجة ، بينما ينعكس الرف الثاني بنفس الزاوية. يجب أن يتم لف أجزاء الإطار المقطوعة باستخدام مربعات مصنوعة من نفس المادة. عندما يكون الإطار جاهزًا ، يجب لصق زجاج واقي خاص عليه بالسيليكون.

صنع لوحة لحام

أول شيء يجب أن تعرفه في هذه الحالة هو أن الجهد يرتفع بتوصيل متسلسل ، والتيار ، على التوالي ، مع اتصال متوازي.

يجب وضع رقائق السيليكون على الزجاج بحيث يكون هناك مسافة صغيرة بينهما - حوالي 5 مم على كل جانب. يعد ذلك ضروريًا لمنع تمدد المكونات أثناء التسخين الحراري ، نظرًا لعدم وجود غرفة تبريد. تحتوي المحولات على مسارين - هذا ، على التوالي ، موجب وناقص. يجب توصيل الأجزاء في سلسلة في دائرة واحدة. يجب إحضار الموصلات من أحدث مكونات الراديو إلى حافلة مشتركة.

لمنع البطارية من تفريغ نفسها في الليل ، يُنصح بتثبيت الصمام الثنائي 31DQ0 Schottky على جهة الاتصال الوسطى.

عندما يتم لحام جميع العناصر ، تحقق من مؤشر الجهد الذي سيكون عند الإخراج باستخدام مقياس متعدد. يجب أن يكون 18-19 فولت على الأقل.

خلية شمسية ديود

لا يقتصر صنع الألواح الشمسية في المنزل على طريقة واحدة. يمكنك الحصول على الطاقة من الشمس باستخدام الثنائيات D223B. إنها جيدة ، بفضل الجهد العالي والعلبة الزجاجية.

كيف تفعل:

1. يجب وضع جميع مكونات الراديو في حاوية خاصة ومليئة بالأسيتون ، لمدة بضع ساعات تقريبًا.
2. ثم ابحث عن لوحة غير معدنية وقم بتمييزها للمكونات المستقبلية التي ستشكل مصدر الطاقة.
3. باستخدام مقياس متعدد ، ابحث عن علامة زائد على كل صمام ثنائي واثنيه قليلاً. من المهم أن يتم لحام الثنائيات في وضع عمودي ، وبهذه الطريقة سيكون من الممكن الحصول على جهد توليد أعلى بكثير.

لذلك ، في ثلاث خطوات ، يمكنك صنع مجمّع شمسي بيديك.

احباط الألواح الشمسية

كيف تصنع البطارية الشمسية من الثنائيات أصبح واضحًا الآن. طريقة أخرى جيدة: يمكنك صنع بطارية من رقائق معدنية. لكن قوتها ستكون أقل من قوة الطرق السابقة.

تعليمات:

1. ستحتاج إلى ورق نحاسي بمساحة 45 متر مربع. انظر يحتاج إلى إزالة الشحوم.
2. مع مساعدة ورق زجاجتخلص من فيلم الأكسيد.
3. أنت الآن بحاجة إلى وضع الرقاقة على الموقد ، والتي يجب أن تكون قوتها أقل من 1.1 كيلو واط. من الضروري التسخين حتى تبدأ البقع الحمراء البرتقالية في الظهور.
4. بعد ذلك ، من الضروري التسخين لمدة نصف ساعة أخرى من أجل تشكيل فيلم أكسيد بالسماكة المطلوبة.
5. ثم يجب إيقاف القلي وتبريد الصفيحة مع الموقد.
6. إزالة بقايا الطعام المياه الجاريةولكن دون ثني الورقة
7. قطع زجاجة بلاستيكية 2-2.5 لتر الحلق ووضع قطعتين من ورق القصدير هناك. لا ينبغي لهم الاتصال. تم تثبيتها بمشبك تمساح خاص.
8. سينتقل الطرح إلى القطعة المعالجة وعلامة الجمع للقطعة الأخرى.
9. الآن أنت بحاجة إلى صب محلول الملح هناك. يجب أن يكون مستواه أقل بقليل من الحافة العلوية للأقطاب - حوالي 2.5 سم ، ويتم تحضيره من 2-4 ملاعق كبيرة من الملح.

تعتبر الألواح الشمسية محلية الصنع طريقة رائعة للخروج. وكما ترون ، هناك العديد من الطرق لصنعه: بطارية شمسية من الترانزستورات ، مجمّع شمسي من علب الألمنيوم ، من رقائق معدنية ، من الثنائيات. وهذا ليس كل شيء. من السهل جدًا التجميع إذا فهمت مبدأ عملها. هي ، بالطبع ، لن تكون قادرة على تشغيل المنزل أو الكوخ بأكمله ، لكنها مناسبة تمامًا كبطارية إضافية لشحن الهاتف أو غيرها من المعدات الصغيرة. عند صنع بطارية شمسية في المنزل ، كن حذرًا للغاية واتبع جميع التعليمات بدقة.

ربما لا يوجد مثل هذا الشخص الذي لا يرغب في أن يصبح أكثر استقلالية. القدرة على السيطرة الكاملة الوقت الخاص بي، السفر دون معرفة الحدود والمسافات ، وعدم التفكير في السكن والمشاكل المالية - هذا ما يعطي شعوراً بالحرية الحقيقية. سنتحدث اليوم عن كيفية تخفيف عبء الاعتماد على الطاقة باستخدام الإشعاع الشمسي. كما قد تكون خمنت ، نحن نتحدث عن الألواح الشمسية. ولكي نكون أكثر دقة ، حول ما إذا كان من الممكن بناء محطة طاقة شمسية حقيقية بأيديكم.

تاريخ الخلق وآفاق الاستخدام

لقد رعت البشرية فكرة تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء لفترة طويلة. كانت محطات الطاقة الشمسية الحرارية هي أول ما ظهر ، حيث يتم تسخين البخار بواسطة توربينات المولدات الدوارة بأشعة الشمس المركزة. أصبح التحويل المباشر ممكنًا فقط في منتصف القرن التاسع عشر ، بعد أن اكتشف الفرنسي ألكسندر إدموند باكاريل التأثير الكهروضوئي. توجت محاولات إنشاء خلية شمسية تعمل على أساس هذه الظاهرة بالنجاح بعد نصف قرن فقط ، في مختبر العالم الروسي البارز ألكسندر ستوليتوف. كان من الممكن وصف آلية التأثير الكهروضوئي بشكل كامل حتى في وقت لاحق - تدين البشرية بهذا لألبرت أينشتاين. بالمناسبة ، حصل على جائزة نوبل لهذا العمل.

باكاريل وستوليتوف وآينشتاين - هؤلاء هم العلماء الذين وضعوا الأساس للطاقة الشمسية الحديثة

تم الإعلان عن إنشاء أول خلية شمسية تعتمد على السيليكون البلوري للعالم من قبل موظفي مختبرات بيل في أبريل 1954. هذا التاريخ ، في الواقع ، هو نقطة البداية للتكنولوجيا ، التي ستصبح قريبًا بديلاً كاملًا للوقود الهيدروكربوني.

نظرًا لأن تيار الخلية الكهروضوئية المفردة هو ملي أمبير ، من أجل الحصول على طاقة كافية ، يجب توصيلها في تصميمات معيارية. صفيفات الخلايا الكهروضوئية الشمسية المحمية من التأثيرات الخارجية عبارة عن بطارية شمسية (بسبب الشكل المسطح ، يُطلق على الجهاز غالبًا لوحة شمسية).

إن تحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء له آفاق هائلة ، لأن لكل متر مربع من سطح الأرض متوسط ​​4.2 كيلو وات ساعة من الطاقة يوميًا ، وهذا يوفر ما يقرب من برميل واحد من النفط سنويًا. في البداية كانت تستخدم فقط في صناعة الفضاء ، أصبحت التكنولوجيا الموجودة بالفعل في الثمانينيات من القرن الماضي شائعة جدًا لدرجة أن الخلايا الضوئية بدأت في استخدامها للأغراض المنزلية - كمصدر طاقة للآلات الحاسبة والكاميرات والمصابيح وما إلى ذلك في الوقت نفسه ، " كما تم إنشاء تركيبات كهربائية شمسية جادة. تم تثبيتها على أسطح المنازل ، مما جعل من الممكن التخلي تمامًا عن الكهرباء السلكية. اليوم ، يمكن للمرء أن يلاحظ ولادة محطات الطاقة ، والتي هي عدة كيلومترات من حقول ألواح السيليكون. تسمح لك الطاقة التي تولدها بإطعام مدن بأكملها ، لذلك يمكننا القول بثقة أن المستقبل ينتمي إلى الطاقة الشمسية.

محطات الطاقة الشمسية الحديثة هي عدة كيلومترات من حقول الخلايا الكهروضوئية القادرة على إمداد عشرات الآلاف من المنازل بالكهرباء.

البطارية الشمسية: كيف تعمل

بعد أن وصف أينشتاين التأثير الكهروضوئي ، تم الكشف عن البساطة الكاملة لمثل هذه الظاهرة الفيزيائية المعقدة على ما يبدو. يعتمد على مادة تكون ذراتها الفردية في حالة غير مستقرة. عند "قصفها" بفوتونات الضوء ، يتم إخراج الإلكترونات من مداراتها - هذه هي المصادر الحالية.

لما يقرب من نصف قرن ، لم يكن للتأثير الكهروضوئي تطبيق عمليلسبب واحد بسيط - لم تكن هناك تقنية للحصول على مواد ذات بنية ذرية غير مستقرة. ظهرت آفاق لمزيد من البحث فقط مع اكتشاف أشباه الموصلات. تحتوي ذرات هذه المواد إما على فائض من الإلكترونات (الموصلية n) أو تعاني من نقص فيها (الموصلية p). عند استخدام بنية من طبقتين مع طبقة من النوع n (كاثود) وطبقة من النوع p (أنود) ، فإن "قصف" الفوتونات الضوئية يزيل الإلكترونات من ذرات الطبقة n. عند مغادرة أماكنهم ، يندفعون إلى المدارات الحرة لذرات الطبقة p ثم يعودون إلى مواقعهم الأصلية من خلال الحمل المتصل. ربما يعلم كل واحد منكم أن حركة الإلكترونات في دائرة مغلقة هي تيار كهربائي. لكن ليس من الممكن جعل الإلكترونات تتحرك بسبب حقل مغناطيسي، كما في المولدات الكهربائية ، ولكن بسبب تدفق جزيئات الإشعاع الشمسي.

تعمل الألواح الشمسية بفضل التأثير الكهروضوئي الذي تم اكتشافه في بداية القرن التاسع عشر.

نظرًا لأن قوة وحدة كهروضوئية واحدة لا تكفي للتشغيل الأجهزة الإلكترونيةثم للحصول على الجهد المطلوب ، يتم استخدام سلسلة توصيل للعديد من الخلايا. بالنسبة للقوة الحالية ، يتم زيادتها عن طريق الاتصال المتوازي لعدد معين من هذه التجميعات.

يعتمد توليد الكهرباء في أشباه الموصلات بشكل مباشر على كمية الطاقة الشمسية ، لذلك لا يتم تركيب الخلايا الكهروضوئية في الهواء الطلق فحسب ، بل تحاول أيضًا توجيه سطحها بشكل عمودي على الأشعة الساقطة. ولحماية الخلايا من التلف الميكانيكي والتأثيرات الجوية ، يتم تركيبها على قاعدة صلبة ومحمية بالزجاج من الأعلى.

تصنيف وخصائص الخلايا الشمسية الحديثة

تم صنع أول خلية شمسية على أساس السيلينيوم (Se) ، ومع ذلك ، فإن الكفاءة المنخفضة (أقل من 1 ٪) ، والشيخوخة السريعة والنشاط الكيميائي العالي لخلايا السيلينيوم الشمسية أجبرتنا على البحث عن أخرى أرخص وأقل تكلفة. مواد فعالة. ووجدوا في وجه السيليكون البلوري (Si). نظرًا لأن هذا العنصر من الجدول الدوري هو عازل للكهرباء ، فقد تم توفير موصلية له من خلال شوائب من مختلف المعادن الأرضية النادرة. اعتمادًا على تقنية التصنيع ، هناك عدة أنواع من خلايا السيليكون الضوئية:

• أحادي البلورية.
• متعدد البلورات.
• من غير متبلور سي.

الأول مصنوع عن طريق قطع أنحف الطبقات من سبائك السيليكون ذات أعلى درجة من التنقية. خارجياً ، تبدو الخلايا الضوئية أحادية البلورة وكأنها ألواح زجاجية زرقاء داكنة مع شبكة قطب كهربائي واضحة. تصل كفاءتها إلى 19٪ ، وعمر الخدمة يصل إلى 50 سنة. وعلى الرغم من أن أداء الألواح المصنوعة على أساس البلورات الأحادية يتراجع تدريجيًا ، إلا أن هناك أدلة على أن البطاريات المصنعة منذ أكثر من 40 عامًا لا تزال تعمل ، وتوفر ما يصل إلى 80٪ من طاقتها الأصلية.

تتميز الخلايا الشمسية أحادية البلورية بلون داكن موحد وزوايا مقطوعة - لا تسمح هذه الميزات بالخلط بينها وبين الخلايا الشمسية الأخرى

في إنتاج الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات ، يتم استخدام السيليكون الأقل نقاءً ولكنه أرخص. يؤثر تبسيط التكنولوجيا على مظهر الألواح - ليس لها ظل موحد ، بل نمط أخف يشكل حدودًا للعديد من البلورات. كفاءة هذه الخلايا الشمسية أقل قليلاً من تلك الخلايا أحادية البلورية - لا تزيد عن 15٪ ، وعمر الخدمة يصل إلى 25 عامًا. يجب القول أن الانخفاض في مؤشرات الأداء الرئيسية لم يؤثر على شعبية الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات على الإطلاق. فهي تستفيد من انخفاض السعر وعدم الاعتماد القوي على التلوث الخارجي وانخفاض نسبة السحب والتوجه إلى الشمس.

الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات لها أخف وزنا لون أزرقونمط غير متجانس - نتيجة لحقيقة أن بنيتها تتكون من العديد من البلورات

بالنسبة للخلايا الشمسية المصنوعة من Si غير المتبلور ، لا يتم استخدام بنية بلورية ، ولكن يتم استخدام طبقة رقيقة جدًا من السيليكون ، والتي تترسب على الزجاج أو البوليمر. على الرغم من أن طريقة الإنتاج هذه هي الأرخص ، إلا أن هذه الألواح لها أقصر عمر ، والسبب هو احتراق وتدهور الطبقة غير المتبلورة في الشمس. هذا النوع من الخلايا الكهروضوئية ليس سعيدًا بأدائه أيضًا - لا تزيد كفاءته عن 9 ٪ وتنخفض بشكل كبير أثناء التشغيل. استخدام الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور له ما يبرره في الصحاري - مستويات النشاط الشمسي المرتفعة وانخفاض الإنتاجية ، والمساحات الشاسعة تجعل من الممكن وضع محطات الطاقة الشمسية بأي حجم.

تتيح لك القدرة على رش هيكل من السيليكون على أي سطح إنشاء ألواح شمسية مرنة

مزيد من التطوير لتكنولوجيا إنتاج الخلايا الكهروضوئية ناتج عن الحاجة إلى خفض السعر وتحسين الأداء. تتمتع الخلايا الضوئية للأفلام اليوم بأقصى قدر من الأداء والمتانة:

• على أساس الكادميوم تيلورايد ؛
• من البوليمرات الرقيقة.
• باستخدام الإنديوم وسيلينيد النحاس.

لا يزال من السابق لأوانه الحديث عن إمكانية استخدام الخلايا الضوئية ذات الأغشية الرقيقة في الأجهزة المنزلية. اليوم ، لا يشارك سوى عدد قليل من الشركات الأكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية في إطلاقها ، لذلك غالبًا ما يمكن اعتبار الخلايا الكهروضوئية المرنة جزءًا من الألواح الشمسية النهائية.

ما هي الخلايا الكهروضوئية الأنسب للوحة الشمسية وأين يمكنني العثور عليها

ستكون الألواح الشمسية محلية الصنع دائمًا متخلفة خطوة واحدة عن نظيراتها في المصنع ، ولعدة أسباب. أولاً، الشركات المصنعة المعروفةيتم اختيار الخلايا الضوئية بعناية ، مع فرز الخلايا ذات المعلمات غير المستقرة أو المخفضة. ثانيًا ، في صناعة البطاريات الشمسية ، يتم استخدام زجاج خاص مع زيادة نقل الضوء وتقليل الانعكاس - يكاد يكون من المستحيل العثور عليه للبيع. وثالثًا ، قبل الانتقال إلى الإنتاج المتسلسل ، يتم اختبار جميع معايير التصاميم الصناعية باستخدام النماذج الرياضية. نتيجة لذلك ، يتم تقليل تأثير تسخين الخلية على كفاءة البطارية إلى الحد الأدنى ، وتحسين نظام إزالة الحرارة ، وتم العثور على المقطع العرضي الأمثل لقضبان التوصيل المتصلة ، وطرق تقليل معدل تدهور الخلايا الضوئية ، وما إلى ذلك. من المستحيل حل مثل هذه المشاكل بدون مختبر مجهز ومؤهلات مناسبة.

تتيح لك التكلفة المنخفضة للألواح الشمسية محلية الصنع بناء مصنع يسمح لك بالتخلي تمامًا عن خدمات شركات الطاقة

ومع ذلك ، فإن الألواح الشمسية التي تعمل بنفسك تظهر نتائج أداء جيدة وليست بعيدة عن نظيراتها الصناعية. بالنسبة للسعر ، لدينا هنا مكاسب تزيد عن مرتين ، أي بنفس التكلفة ، ستوفر المنتجات محلية الصنع ضعف كمية الكهرباء.

بالنظر إلى كل ما سبق ، تظهر صورة للخلايا الشمسية المناسبة لظروفنا. تختفي الأفلام السينمائية بسبب نقص البيع ، وتلك غير المتبلورة - بسبب عمر خدمة قصير وكفاءة منخفضة. تبقى خلايا السيليكون البلوري. يجب أن أقول أنه في أول جهاز محلي الصنع من الأفضل استخدام "الكريستالات" الأرخص. وفقط بعد تشغيل التكنولوجيا و "ملء يدك" ، يجب عليك التبديل إلى الخلايا أحادية البلورة.

تعد الخلايا الكهروضوئية الرخيصة منخفضة الجودة مناسبة للتشغيل في التقنيات - بالإضافة إلى الأجهزة عالية الجودة ، ويمكن شراؤها في طوابق التجارة الخارجية

أما بالنسبة لمسألة من أين تحصل على رخيصة الخلايا الشمسية، ثم يمكن العثور عليها على منصات التجارة الأجنبية مثل Taobao و Ebay و Aliexpress و Amazon ، وما إلى ذلك ، يتم بيعها في شكل خلايا ضوئية فردية بأحجام وأداء مختلف ، ومجموعات جاهزة لتجميع الألواح الشمسية من أي نوع قوة.

ليس من غير المألوف أن يقدم البائعون ما يسمى بالخلايا الشمسية من الفئة "B" ، والتي تتلف الألواح الشمسية أحادية أو متعددة الكريستالات. لا تؤثر الرقائق الصغيرة أو الشقوق أو عدم وجود زوايا عمليًا على أداء الخلايا ، ولكنها تتيح لك شرائها بتكلفة أقل بكثير. ولهذا السبب يتم استخدامها بشكل أفضل في أجهزة الطاقة الشمسية محلية الصنع.

هل من الممكن استبدال الألواح الكهروضوئية بشيء آخر

نادرا ما سيد المنزللا يوجد صندوق عزيز به مكونات راديو قديمة. لكن الثنائيات والترانزستورات من أجهزة الاستقبال وأجهزة التلفزيون القديمة لا تزال هي نفسها أشباه الموصلات مع تقاطعات p-n ، والتي عند إضاءتها ضوء الشمستوليد التيار. باستخدام هذه الخصائص وتوصيل العديد من أجهزة أشباه الموصلات ، يمكنك صنع بطارية شمسية حقيقية.

لتصنيع بطارية شمسية منخفضة الطاقة ، يمكنك استخدام قاعدة العناصر القديمة لأجهزة أشباه الموصلات

سوف يسأل القارئ اليقظ على الفور ما هو المصيد. لماذا تدفع ثمن الخلايا أحادية أو متعددة الكريستالات المصنوعة في المصنع ، إذا كان بإمكانك استخدام ما يقع تحت قدميك حرفيًا. كما هو الحال دائما، فإن الشيطان يكمن في التفاصيل. الحقيقة هي أن أقوى ترانزستورات الجرمانيوم تجعل من الممكن الحصول على جهد لا يزيد عن 0.2 فولت في الشمس الساطعة بقوة التيار المقاسة بالميكرو أمبير. من أجل تحقيق المعلمات التي تنتجها خلية ضوئية من السيليكون المسطحة ، ستحتاج إلى عدة عشرات أو حتى مئات من أشباه الموصلات. البطارية المصنوعة من مكونات الراديو القديمة جيدة فقط لشحن مصباح التخييم LED أو بطارية الهاتف المحمول الصغيرة. لتنفيذ مشاريع أكبر ، لا غنى عن الخلايا الشمسية المشتراة.

ما مقدار الطاقة الشمسية التي يمكن أن تتوقعها

بالتفكير في بناء محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك ، يحلم الجميع بالتخلي تمامًا عن الكهرباء السلكية. من أجل تحليل حقيقة هذا التعهد ، سنقوم بحسابات صغيرة.

من السهل معرفة الاستهلاك اليومي للكهرباء. للقيام بذلك ، ما عليك سوى إلقاء نظرة على الفاتورة المرسلة من قبل منظمة مبيعات الطاقة وقسم عدد الكيلوات المشار إليه هناك على عدد أيام الشهر. على سبيل المثال ، إذا عُرض عليك دفع 330 كيلو وات في الساعة ، فهذا يعني أن الاستهلاك اليومي هو 330/30 = 11 كيلو وات في الساعة.

رسم بياني لاعتماد طاقة البطارية الشمسية حسب الإضاءة

في الحسابات ، من الضروري مراعاة حقيقة أن الألواح الشمسية ستولد الكهرباء فقط خلال ساعات النهار ، ويتم تنفيذ ما يصل إلى 70 ٪ من التوليد من الساعة 9 صباحًا حتى 4 مساءً. بالإضافة إلى أن كفاءة الجهاز تعتمد بشكل مباشر على زاوية سقوط ضوء الشمس وحالة الغلاف الجوي.

ستؤدي الغيوم أو الضباب الخفيف إلى تقليل كفاءة الإنتاج الحالي للتركيب الشمسي بمقدار 2-3 مرات ، بينما ستؤدي السماء المغطاة بالغيوم الصلبة إلى انخفاض في الإنتاجية بمقدار 15-20 مرة. في ظل الظروف المثالية ، ستكون الألواح الشمسية بسعة 11/7 = 1.6 كيلو وات كافية لتوليد 11 كيلو وات في الساعة من الطاقة. مع الأخذ في الاعتبار تأثير العوامل الطبيعية ، يجب زيادة هذه المعلمة بحوالي 40-50٪.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك عامل آخر يجعل من الضروري زيادة مساحة الخلايا الضوئية المستخدمة. أولاً ، يجب ألا ننسى أن البطارية لن تعمل ليلاً ، مما يعني أن هناك حاجة لبطاريات قوية. ثانيًا ، لتشغيل الأجهزة المنزلية ، فأنت بحاجة إلى تيار 220 فولت ، لذا فأنت بحاجة إلى محول جهد قوي (عاكس). ويقول الخبراء إن الخسائر الناتجة عن تراكم وتحويل الكهرباء تستهلك ما يصل إلى 20-30٪ من إجمالي قيمتها. لذلك ، يجب زيادة الطاقة الحقيقية للبطارية الشمسية بنسبة 60-80٪ من القيمة المحسوبة. بافتراض قيمة عدم كفاءة تبلغ 70٪ ، نحصل على الطاقة الاسمية للوحة الشمسية لدينا تساوي 1.6 + (1.6 × 0.7) = 2.7 كيلو واط.

يعد استخدام مجموعات بطاريات الليثيوم عالية التيار أحد أكثرها أناقة ، ولكنه ليس بأي حال أرخص طريقة لتخزين الكهرباء الشمسية.

لتخزين الكهرباء ، ستحتاج إلى بطاريات منخفضة الجهد مصنفة لـ 12 أو 24 أو 48 فولت. يجب أن تكون سعتها مصممة لاستهلاك الطاقة اليومي بالإضافة إلى خسائر التحويل والتحويل. في حالتنا ، نحتاج إلى مجموعة من البطاريات المصممة لتخزين 11 + (11 × 0.3) = 14.3 كيلو واط ساعة من الطاقة. إذا كنت تستخدم بطاريات سيارات 12 فولت عادية ، فستحتاج إلى تجميع 14300 واط / 12 فولت = 1200 أمبير ، أي ست بطاريات مصنفة عند 200 أمبير لكل منها.

كما ترون ، حتى من أجل توفير الكهرباء لاحتياجات الأسرة المتوسطة ، هناك حاجة إلى تركيب كهربائي جاد بالطاقة الشمسية. أما بالنسبة لاستخدام الألواح الشمسية منزلية الصنع للتدفئة ، ففي هذه المرحلة لن يصل هذا التعهد حتى إلى حدود الاكتفاء الذاتي ، ناهيك عن حقيقة أنه يمكن توفير شيء ما.

حساب حجم البطارية

يعتمد حجم البطارية على الطاقة المطلوبة وأبعاد المصادر الحالية. عند اختيار الأخير ، ستنتبه بالتأكيد إلى المجموعة المقترحة من الخلايا الضوئية. للاستخدام في الأجهزة المنزلية ، من الأنسب اختيار الخلايا الشمسية متوسطة الحجم. على سبيل المثال ، ألواح متعددة البلورات مقاس 3 × 6 بوصات مصنفة بجهد خرج 0.5 فولت وحتى تيار 3 أمبير.

عند تصنيع بطارية شمسية ، سيتم توصيلها على التوالي في كتل من 30 قطعة ، مما سيمكن من الحصول على جهد 13-14 فولت المطلوب لشحن بطارية السيارة (مع مراعاة الخسائر). الطاقة القصوى لواحدة من هذه الكتل هي 15 فولت × 3 أ = 45 وات. بناءً على هذه القيمة ، لن يكون من الصعب حساب عدد العناصر التي ستكون مطلوبة لبناء لوحة شمسية بقوة معينة وتحديد أبعادها. على سبيل المثال ، لبناء مجمّع كهربائي شمسي بقدرة 180 واط ، ستكون هناك حاجة إلى 120 خلية كهروضوئية بمساحة إجمالية تبلغ 2160 مترًا مربعًا. بوصة (1.4 متر مربع).

بناء بطارية شمسية محلية الصنع

قبل الشروع في تصنيع الألواح الشمسية ، من الضروري حل مشاكل وضعها وحساب الأبعاد والتحضير المواد اللازمةوأداة.

الاختيار الصحيح لموقع التثبيت مهم

نظرًا لأن الألواح الشمسية ستصنع يدويًا ، يمكن أن تكون نسبة العرض إلى الارتفاع موجودة. يعد هذا مناسبًا للغاية ، نظرًا لأن الجهاز محلي الصنع يمكن أن يتلاءم بنجاح أكبر مع السطح الخارجي للسقف أو تصميم منطقة الضواحي. للسبب نفسه ، يجب اختيار مكان لتركيب البطارية حتى قبل بدء أنشطة التصميم ، مع مراعاة عدة عوامل:

• انفتاح المكان لأشعة الشمس خلال ساعات النهار ؛
• قلة التظليل والأشجار العالية ؛
• الحد الأدنى للمسافة إلى الغرفة التي تم فيها تركيب سعات التخزين والمحولات.

بالطبع ، تبدو البطارية المثبتة على السقف أكثر حيوية ، لكن وضع الجهاز على الأرض له مزايا أكثر. في هذه الحالة ، يتم استبعاد احتمال حدوث ضرر مواد التسقيفعند تثبيت إطار داعم ، يتم تقليل صعوبة تركيب الجهاز ويصبح من الممكن تغيير "زاوية هجوم أشعة الشمس" في الوقت المناسب. والأهم من ذلك ، مع وضع الجزء السفلي ، سيكون من الأسهل بكثير الحفاظ على سطح اللوحة الشمسية نظيفًا. وهذا ضمان أن التثبيت سيعمل بكامل طاقته.

إن تركيب الألواح الشمسية على السطح مدفوع بنقص المساحة أكثر من الضرورة أو سهولة الاستخدام.

ما هو مطلوب في عملية العمل

عند البدء في صنع الألواح الشمسية محلية الصنع ، يجب عليك تخزين:

• الخلايا الضوئية.
• الأسلاك النحاسية المجدولة أو قضبان التوصيل الخاصة لتوصيل الخلايا الشمسية ؛
• جندى.
• ثنائيات شوتكي ، مصممة للإخراج الحالي لخلية ضوئية واحدة ؛
• زجاج عالي الجودة مضاد للانعكاس أو زجاج شبكي ؛
• الشرائح والخشب الرقائقي لتصنيع الإطار ؛
• مانع تسرب السيليكون
• المعدات؛
• الطلاء و تكوين وقائيلمعالجة الأسطح الخشبية.

في العمل ، ستحتاج إلى أبسط أداة يمتلكها صاحب المنزل دائمًا - مكواة لحام ، قاطع زجاج ، منشار ، مفك براغي ، فرشاة طلاء ، إلخ.

تعليمات التصنيع

لتصنيع أول بطارية شمسية ، من الأفضل استخدام الخلايا الكهروضوئية مع خيوط ملحومة بالفعل - في هذه الحالة ، يتم تقليل خطر تلف الخلايا أثناء التجميع. ومع ذلك ، إذا كنت ماهرًا في استخدام مكواة اللحام ، فيمكنك توفير بعض المال عن طريق شراء خلايا شمسية ذات جهات اتصال غير ملحومة. لبناء اللوحة ، التي درسناها في الأمثلة أعلاه ، تحتاج إلى 120 لوحة. باستخدام نسبة عرض إلى ارتفاع تبلغ حوالي 1: 1 ، ستكون هناك حاجة إلى 15 صفًا من الخلايا الكهروضوئية ، 8 لكل منها. في هذه الحالة ، يمكننا ربط كل "عمودين" على التوالي ، وربط أربع كتل على التوازي. بهذه الطريقة ، يمكن تجنب التشابك في الأسلاك ويمكن الحصول على تركيب سلس وجميل.

مخطط توصيلات كهربائيةمحطة الطاقة الشمسية المنزلية

إطار

يجب أن يبدأ تجميع الألواح الشمسية دائمًا في تصنيع العلبة. للقيام بذلك ، نحتاج إلى زوايا من الألومنيوم أو شرائح خشبية لا يزيد ارتفاعها عن 25 مم - وفي هذه الحالة لن تلقي بظلالها على الصفوف القصوى من الخلايا الضوئية. استنادًا إلى خلايا السيليكون لدينا مقاس 3 × 6 بوصات (7.62 × 15.24 سم) ، يجب ألا يقل حجم الإطار عن 125 × 125 سم من نفس القسم.

يجب خياطة الجانب العكسي للعلبة بخشب رقائقي أو لوح OSB ، ويجب حفر فتحات تهوية في الطرف السفلي من الإطار. ستكون هناك حاجة إلى توصيل التجويف الداخلي للوحة مع الغلاف الجوي لموازنة الرطوبة - وإلا ، فلا يمكن تجنب تعفير الزجاج.

لتصنيع السكن الألواح الشمسية ، الأنسب مواد بسيطة- شرائح خشبية وخشب رقائقي

يتم قطع لوحة من زجاج شبكي أو زجاج عالي الجودة بدرجة عالية من الشفافية وفقًا للحجم الخارجي للإطار. في الحالات القصوى ، يمكن استخدام زجاج النوافذ حتى سمك 4 مم. لتثبيتها ، يتم إعداد أقواس الزاوية ، حيث يتم إجراء عمليات حفر للتثبيت على الإطار. عند استخدام زجاج شبكي ، يمكنك عمل ثقوب مباشرة في اللوحة الشفافة - سيؤدي ذلك إلى تبسيط عملية التجميع.

لتحمي حقيبة خشبيةالألواح الشمسية من الرطوبة والفطريات ، مشربة بمركب مضاد للبكتيريا ومطلي بطلاء زيتي.

لسهولة تجميع الجزء الكهربائي ، يتم قطع الركيزة من اللوح الليفي أو أي مادة عازلة أخرى وفقًا للحجم الداخلي للإطار. في المستقبل ، سيتم تركيب الخلايا الضوئية عليه.

لحام لوحة

قبل البدء في اللحام ، يجب "تقدير" تكديس الخلايا الضوئية. في حالتنا ، نحتاج إلى 4 مصفوفات خلايا كل منها 30 لوحة ، وستكون موجودة في الحالة في خمسة عشر صفًا. ستكون هذه السلسلة الطويلة غير ملائمة للعمل بها ، ويزداد خطر تلف الألواح الزجاجية الهشة. سيكون من المنطقي توصيل 5 أجزاء لكل منها ، وإجراء التجميع النهائي بعد تركيب الخلايا الكهروضوئية على الركيزة.

للراحة ، يمكن تركيب الخلايا الكهروضوئية على ركيزة غير موصلة مصنوعة من القماش أو زجاج شبكي أو لوح ألياف

بعد توصيل كل سلسلة ، يجب عليك التحقق من أدائها. للقيام بذلك ، يتم وضع كل مجموعة تحتها مصباح الطاولة. من خلال تسجيل قيم التيار والجهد ، لا يمكنك التحكم في أداء الوحدات فحسب ، بل يمكنك أيضًا مقارنة معلماتها.

بالنسبة للحام ، نستخدم مكواة لحام منخفضة الطاقة (بحد أقصى 40 وات) ولحام جيد ومنخفض الانصهار. نطبقها بكمية صغيرة على الأجزاء الناتجة من اللوحات ، وبعد ذلك ، مع ملاحظة قطبية الاتصال ، نقوم بتوصيل الأجزاء ببعضها البعض.

عند لحام الخلايا الكهروضوئية ، يجب توخي أقصى درجات الحذر ، لأن هذه الأجزاء تتميز بزيادة الهشاشة.

بعد جمع السلاسل الفردية ، نفتحها بالظهر إلى الركيزة ونلصقها على السطح باستخدام مانع التسرب السيليكوني. نقوم بتزويد كل كتلة من الخلايا الكهروضوئية بجهد 15 فولت بصمام ثنائي شوتكي. يسمح هذا الجهاز للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط ، لذلك لن يسمح بتفريغ البطاريات عندما يكون جهد الألواح الشمسية منخفضًا.

يتم إجراء التوصيل النهائي للخيوط الفردية للخلايا الكهروضوئية وفقًا لما سبق الاسلاك الرسم البياني. لهذه الأغراض ، يمكنك استخدام ناقل خاص أو سلك نحاسي مجدول.

يجب تثبيت العناصر المثبتة للبطارية الشمسية بالغراء الساخن أو البراغي

تجميع لوحة

يتم وضع الركائز ذات الخلايا الضوئية الموجودة عليها في الجسم وتثبيتها بمسامير ذاتية التنصت. إذا تم تعزيز الإطار بعضو متقاطع ، فسيتم إجراء عدة عمليات حفر فيه لتركيب الأسلاك. يتم تثبيت الكبل الذي يتم إخراجه بإحكام في الإطار وملحم بأطراف التجميع. حتى لا يتم الخلط بينه وبين القطبية ، من الأفضل استخدام أسلاك ثنائية اللون ، تربط السلك الأحمر بـ "زائد" البطارية ، والسلك الأزرق بـ "ناقصها". يتم تطبيق طبقة مستمرة من مادة السيليكون المانعة للتسرب على طول المحيط العلوي للإطار ، والتي يتم وضع الزجاج فوقها. بعد التثبيت النهائي ، يعتبر تجميع البطارية الشمسية مكتملاً.

بعد تثبيت الزجاج الواقي على مانع التسرب ، يمكن نقل اللوحة إلى موقع التثبيت

تركيب وتوصيل البطارية الشمسية للمستهلكين

لعدد من الأسباب ، تعتبر الألواح الشمسية محلية الصنع جهازًا هشًا إلى حد ما ، وبالتالي تتطلب ترتيب إطار دعم موثوق. الخيار المثاليسيكون هناك تصميم يسمح بتوجيه مصدر الكهرباء المجانية في كلا المستويين ، ومع ذلك ، فإن تعقيد مثل هذا النظام غالبًا ما يكون حجة قوية لصالح نظام مائل بسيط. إنه إطار متحرك يمكن ضبطه بأي زاوية على النجم. ويرد أدناه أحد خيارات الإطار الذي سقط من قضيب خشبي. يمكنك أيضًا استخدامه لصنع زوايا معدنيةوالأنابيب والإطارات وما إلى ذلك - كل ما هو في متناول اليد.

رسم إطار الألواح الشمسية

لتوصيل الألواح الشمسية بالبطاريات ، تحتاج إلى جهاز تحكم في الشحن. سيقوم هذا الجهاز بمراقبة درجة شحن البطاريات وتفريغها ، والتحكم في الإخراج الحالي والتحول إلى مصدر الطاقة الرئيسي في حالة حدوث انخفاض كبير في الجهد. يمكن شراء جهاز الطاقة المطلوبة والوظيفة المطلوبة في نفس المنافذ التي تُباع فيها الخلايا الضوئية. بالنسبة لإمدادات الطاقة للمستهلكين المنزليين ، سيكون من الضروري تحويل الجهد المنخفض إلى 220 فولت. وهناك جهاز آخر ، العاكس ، يتواءم بنجاح مع هذا. يجب أن أقول إن الصناعة المحلية تنتج أجهزة موثوقة ذات خصائص أداء جيدة ، لذلك يمكن شراء المحول على الفور - في هذه الحالة ، سيكون الضمان "الحقيقي" بمثابة مكافأة.

لن تكفي بطارية شمسية واحدة لإمداد طاقة كامل في المنزل - ستحتاج أيضًا إلى بطاريات وجهاز تحكم في الشحن وعاكس

عند البيع ، يمكنك العثور على محولات من نفس القوة ، تختلف في السعر في بعض الأحيان. يتم تفسير هذا الانتشار من خلال "نقاء" جهد الخرج ، وهو شرط ضروري لتشغيل الأجهزة الكهربائية الفردية. تتميز المحولات ذات الموجة الجيبية النقية بتصميم معقد ، ونتيجة لذلك ، تكون التكلفة أعلى.

فيديو: صنع لوح شمسي بيديك

يعد بناء محطة طاقة شمسية منزلية مهمة غير تافهة وتتطلب كلاً من التكاليف المالية والوقتية ، فضلاً عن الحد الأدنى من المعرفة بأساسيات الهندسة الكهربائية. عند البدء في تجميع الألواح الشمسية ، يجب أن تلاحظ أقصى قدر من الاهتمام والدقة - فقط في هذه الحالة يمكنك الاعتماد عليها قرار جيدسؤال. أخيرًا ، أود أن أذكر أن تلوث الزجاج هو أحد عوامل انخفاض الإنتاجية. لا تنس تنظيف سطح الألواح الشمسية في الوقت المناسب ، وإلا فلن تتمكن من العمل بكامل طاقتها.

كانت الهيدروكربونات ولا تزال المصدر الرئيسي للطاقة ، ولكن في كثير من الأحيان تتجه البشرية أكثر فأكثر إلى الموارد المتجددة والصديقة للبيئة. وقد أدى ذلك إلى زيادة الاهتمام بالألواح الشمسية والمولدات.

عيبهم الرئيسي هو التكلفة العالية. يمكنك تقليل تكلفة المنتجات إذا كنت تقوم بإنشائها بنفسك. فكر في كيفية صنع بطارية شمسية بيديك.

وفقًا للإحصاءات ، يستخدم شخص بالغ حوالي عشرة أجهزة مختلفة تعمل بالشبكة كل يوم. على الرغم من أن الكهرباء تعتبر مصدرًا أخضر نسبيًا للطاقة ، إلا أن هذا وهم ، لأنها تستخدم موارد ملوثة.

من وجهة النظر هذه ، تعتبر الأنظمة الشمسية أكثر فائدة.

معرض الصور

كانت مكونات تجميع الألواح الشمسية والمولدات متاحة للبيع منذ فترة طويلة ، وإذا رغبت في ذلك ، يمكن لأي شخص تجميع النظام. سيتطلب هذا بعض الاستثمار المالي والوقت. عملية التجميع شاقة ، وتتطلب عناية ودقة ، لكن العمل نفسه ليس شاقًا بشكل خاص.

نظرًا للسمات المناخية للعديد من المناطق ، لا يمكن للمرء أن يتوقع أن تكون الطاقة الشمسية كافية لتوفير منزل خاص بالكامل. إنه قادر على تغطية 20-30٪ فقط من جميع احتياجات الطاقة. لكن هذا حل جيد للعطاء

فوائد استخدام الطاقة الشمسية:

1. إمكانات هائلة. الشمس قادرة على توفير طاقة كافية لتلبية جميع احتياجات الإنسان. إنه متجدد ولا ينضب ، والذي يقارن بشكل إيجابي بالفحم ومنتجات النفط والغاز الطبيعي.
2. التوفر. الشمس في كل مكان - في البلدان الحارة وفي الأبرد. إنه كافٍ تمامًا لجميع الاحتياجات.
3. الحفاظ على البيئة. نظرًا لأزمة الطاقة الإجمالية ، تعد الطاقة الخضراء أكثر المجالات الواعدة بحث علميوالتطورات ذات التقنية العالية. تقوم الألواح الشمسية بعملها على أكمل وجه دون الإضرار بالبيئة.
4. لا ضوضاء. تعمل أنظمة الطاقة الشمسية بصمت ، مما يميزها عن العديد من مصادر الطاقة الأخرى.
5. اقتصاد. لا يتطلب تشغيل وصيانة الألواح الشمسية أي تكاليف خاصة. بعد استثمار الأموال مرة واحدة ، يمكن للمالك استخدام النظام لمدة 20-25 عامًا. الشيء الرئيسي هو تنظيف العناصر في الوقت المناسب.
6. نطاق واسع للتطبيق. يمكن أن تولد الألواح الشمسية طاقة كافية لتزويد منزلك بالكهرباء والتدفئة. ومع ذلك ، ليس هذا هو المجال الوحيد لتطبيقهم. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية لتحلية المياه وحتى لتوفير الطاقة للمحطات المدارية.

حتى الآن ، تعد الألواح الشمسية باهظة الثمن ، على الرغم من وجود طرق للادخار بشكل كبير في الوقت الحالي التصنيع الذاتي. في كل عام ، يتم إدخال تطورات جديدة تجعل من الممكن تبسيط وتقليل تكلفة عملية الحصول على الطاقة الشمسية.

تعتبر أنظمة الطاقة الشمسية غير مناسبة بشكل جيد كمصدر رئيسي للطاقة ، ولكنها تعتبر خيارًا ممتازًا كإضافة أو بديلة. بالمقارنة مع توربينات الرياح ، فهي أكثر استقرارًا وربحًا

واحدة من أكثر التقنيات الحديثة إثارة للاهتمام هي وحدات الأغشية الرقيقة ، التي يتم إدخالها في مواد البناء. ظهرت أيضًا عناصر تخزين شفافة مصممة للاستخدام في هياكل النوافذ. هذا هو تطوير شركة Sharp اليابانية. يعتقد الخبراء أنه في المستقبل القريب ستصبح هذه الألواح الشمسية أكثر قوة وربحية.

مع تراكم الطاقة الشمسية ، غالبًا ما تنشأ المشاكل بسبب. البطاريات باهظة الثمن. الشيء الوحيد الذي يعوض إلى حد ما عن هذا النقص: معظم الأجهزة الكهربائية القوية تعمل خلال ساعات النهار.

لأسباب موضوعية ، لا يمكن للأنظمة الشمسية أن تحل محل الهيدروكربونات بالكامل ، لأن يرتبط الحصول على الطاقة الشمسية وتجميعها بتكاليف عالية ، لكنها يمكن أن تكون مصدرًا جيدًا لإمدادات الطاقة البديلة للمنزل أو للأجهزة الكهربائية الفردية.

يقرر بعض الملاك تجهيز منازلهم بمحطات شمسية تلبي احتياجاتهم الكهربائية بالكامل. تؤتي هذه الاستثمارات ثمارها في غضون 10-40 عامًا ، اعتمادًا على نوع النماذج - الجاهزة أو محلية الصنع.

تتقدم التكنولوجيا بسرعة ويمكن ترقية المصفوفات الشمسية وتوسيع نطاقها ، لذا فإن الأمر يستحق البدء في بناء الأنظمة المناسبة الآن.

ما هي الملحقات المطلوبة ومكان شرائها

التفاصيل الرئيسية هي لوحة ضوئية شمسية. عادة ما يتم شراء رقائق السيليكون عبر الإنترنت مع التسليم من الصين أو الولايات المتحدة الأمريكية. إنه مرتبط بـ غالي السعرلمكونات الإنتاج المحلي.

تكلفة اللوحات المحلية مرتفعة للغاية بحيث يكون من المربح طلبها على موقع Ebay. أما بالنسبة للزواج ، فإن 100 لوحة فقط 2-4 غير صالحة للاستعمال. إذا طلبت أطباق صينية ، فإن المخاطر تكون أعلى ، لأن. الجودة تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. الميزة فقط في السعر.

تعتبر اللوحة النهائية أكثر ملاءمة للاستخدام ، ولكنها أيضًا أغلى بثلاث مرات ، لذلك من الأفضل أن تحير من البحث عن المكونات وتجميع الجهاز بنفسك

يمكن شراء المكونات الأخرى من أي متجر للإمداد بالكهرباء. ستحتاج أيضًا إلى لحام القصدير ، والإطار ، والزجاج ، والفيلم ، والشريط ، وقلم رصاص.

معرض الصور

عند شراء الملحقات ، يجب الانتباه إلى ضمان الشركة المصنعة. عادة ما تكون 10 سنوات ، وفي بعض الحالات تصل إلى 20. ومن المهم أيضًا اختيار البطارية المناسبة. غالبًا ما يتحول الادخار إلى مشكلة: أثناء شحن الجهاز ، يمكن إطلاق الهيدروجين ، وهو أمر محفوف بالانفجار.

ميزات حساب قوة الأنظمة

قبل شراء المكونات وصنع الألواح الشمسية ، يقومون بحساب القوة المطلوبةسعة الجهاز والبطارية. أسهل طريقة هي استخدام الآلات الحاسبة عبر الإنترنت المنشورة على بعض المواقع على الإنترنت.

يتم حساب كمية الطاقة المعلنة في ورقة البيانات الفنية للمنتج الظروف المثالية. من المستحيل التنقل بينها ، لأن الأجهزة تعمل بشكل مختلف حسب الوقت من السنة واليوم. تحدث خسائر الطاقة باستمرار ، بما في ذلك. في البطاريات العاكس

أهم مؤشر يجب أخذه في الاعتبار هو متوسط ​​كمية الطاقة المستهلكة شهريًا. يمكن تحديده بواسطة العداد. يجب عليك أيضًا السماح بميزات الألواح الشمسية نفسها. فهي قادرة على توفير أقصى طاقة فقط في حالة وجود سماء صافية ، ويجب أن تكون زاوية سقوط أشعة الشمس مباشرة.

إذا كان الطقس غائمًا أو كانت زاوية سقوط الأشعة حادة جدًا ، فقد تنخفض طاقة البطاريات بمقدار 20 مرة. حتى أدنى السحب تكفي لخفض الأداء إلى النصف. لذلك ، عند الحساب ، يسترشدون بحقيقة أن 70 ٪ من الطاقة سيتم توليدها من 9 إلى 16 ساعة ، والباقي من الوقت - ما يصل إلى 30 ٪.

في فصل الشتاء ، تكون أنظمة الطاقة الشمسية قليلة الاستخدام: نظرًا للطقس الغائم ، فإنها تولد الحد الأدنى من الطاقة. لكن توربينات الرياح تعمل بكامل طاقتها وقادرة على تعويض هذه الخسائر. الجمع بين هذين الجهازين فعال للغاية.

في ظل ظروف شبه مثالية ، تولد الألواح بقدرة 1 كيلو وات في الساعة 7 كيلو وات في الساعة خلال "ساعات العمل" وحوالي 3 كيلو وات في الساعة في الصباح الباكر والمساء. من الأفضل عدم أخذ المؤشر الثاني في الحسبان على الإطلاق وتركه "في وضع احتياطي" ، مع الأخذ بعين الاعتبار التغيُّم المحتمل والتغيرات في زاوية سقوط الأشعة. اتضح أنه يجب التركيز على 210 كيلو واط / ساعة خلال شهر تقويمي واحد. هذا مؤشر مثالي يحتاج إلى تعديل.

على موقع ئي باي ، يمكنك العثور على مجموعة جيدة لصنع بطارية شمسية بيديك. في بعض الأحيان ، تم رفض هذه الأجهزة في الإنتاج (ما يسمى بالوحدات النمطية من النوع B). إنها رخيصة الثمن ، لكنها مناسبة تمامًا لتجميع نظام منزلي ، نظرًا لأن الأداء قريب من الأنظمة المعلنة.

لتحديد المقدار الحقيقي للطاقة ، يجب أن تجد بيانات عن عدد الأيام المشمسة في السنة في منطقة معينة. خلال هذه الفترات ، لن تكون طاقة البطارية حتى نصف مؤشر جواز السفر. إذا كانت الأجهزة ستعمل في الخريف والشتاء ، فأنت بحاجة إلى إجراء تعديل بنسبة 30-50٪ للطقس الغائم.

إرشادات خطوة بخطوة لتجميع الألواح الشمسية

يبدأ عمل التجميع برسم تخطيطي ومشروع. من الضروري أن نفهم بوضوح كيف سيتم ترتيب الألواح الشمسية وتثبيتها. حتى إذا كفاءة النظاميعتمد بشكل مباشر على زاوية الميل بالنسبة لأشعة الشمس ، يجب الحرص على إمكانية تغيير هذه الزاوية. في العديد من الطرز الجاهزة ، يتم توفير آليات تقوم تلقائيًا بتدوير الألواح ، بينما في النماذج محلية الصنع ، سيتعين عليك التفكير فيها بنفسك.

يجب أن تكون وحدات الألواح الشمسية هي نفسها ، لأن التكافؤ الحالي يساوي مؤشر أصغر عنصر. أيضًا ، سيؤدي اختيار الأجزاء المتطابقة إلى تبسيط عملية تجميع النظام بأكمله ككل ، لأن. ليس عليك ضبط أبعاد الإطارات وحساب قوة كل هيكل على حدة

تعتمد تقنية التجميع على المساحة الإجمالية للوحات وعددها وخصائص المواد الإضافية. تضمن المساحة الواسعة للنظام قوته العالية ، ولكن في نفس الوقت يزداد وزن الهيكل أيضًا ، وهو ما يجب أيضًا أخذه في الاعتبار ، لأن السقف يجب أن يتحمله.

المرحلة 1: إنتاج هيكل الجسم

عندما يتم تحضير جميع المكونات ، يمكنك البدء في تجميع العلبة ، والتي ستحمل الهيكل بأكمله. سوف تحتاج إلى المواد التالية:

• قطع الخشب الرقائقي لحجم الألواح ؛
• ألواح من اللوح الليفي
• الشرائح الخشبية التي ستصنع منها الجوانب ؛
• مواد التثبيت: مسامير ، زوايا ، تركيبة لاصقة مناسبة ؛
• شبكي.
• الطلاء والتشريب لإبراز مظهر الهيكل النهائي وحمايته من التعفن.

بادئ ذي بدء ، تم إعداد القاعدة - يتم لصق الجوانب المنخفضة على الخشب الرقائقي. يجب ألا تغطي الألواح ، لذا يجب اختيار شرائح بطول 2 سم تقريبًا.لمنع تقشر الجوانب ، يتم تثبيتها أيضًا بمسامير وزوايا ذاتية التنصت.

الغطاء العلوي مصنوع من زجاج شبكي ، والأجزاء الخشبية للهيكل مغطاة بمواد مطهرة للحماية من التعفن والطلاء. يجب أن يكون ظل الطلاء متناسقًا مع لون السقف

يتم حفر قاع القاعدة والجوانب في عدة أماكن لتوفير التهوية. يجب عدم حفر الغطاء ، كما قد تصبح العناصر الهيكلية رطبة. لتثبيت الألواح ، من الأفضل اختيار الألواح الليفية ، لأنها لا تقوم بالتيار. إذا رغبت في ذلك ، يمكن استبدال اللوح الليفي بمادة أخرى.

المرحلة الثانية: تركيب وتثبيت العناصر

يجب أن تنتشر الخلايا الشمسية بالتساوي على الركيزة مع الجانب "الخطأ" ولحام الموصلات. للقيام بذلك ، سوف تحتاج إلى تحديد نقاط اللحام. حتى لا تفسد جميع الوحدات ، من الأفضل أولاً توصيل عنصرين فقط في سلسلة. إذا كان كل شيء على ما يرام ، فقم بلحام الوحدات المتبقية بنفس الطريقة. نتيجة لذلك ، يجب أن تظهر على الركيزة سلسلة أنيقة من العناصر المتصلة.

بعد تجميع الهيكل ، يجب التحقق من قابليته للتشغيل. إذا كان يعمل ، فيمكن بالفعل تثبيته بمسامير في الإطار. يتم وضع صمام ثنائي على اللوحة النهائية. وتتمثل مهمتها في منع استنزاف البطارية.

عندما يتم توصيل جميع الوحدات ، يمكن قلبها لتثبيتها على اللوحة. يمكن استخدام راتنجات الايبوكسي كمادة لاصقة مانع تسرب السيليكون. يُنصح بعدم تلطيخ حواف الوحدات النمطية حتى لا تنكسر الهياكل إذا كان الإطار مشوهًا. يكفي لصق العناصر الموجودة في المركز بإحكام.

المرحلة الثالثة: ملامح غلق الغطاء

بعد تجميع البطارية على الإطار ، يتم إغلاقها بغطاء زجاج شبكي ، ويتم فحصها مرة أخرى وتثبيتها. من المهم أن تجف المادة اللاصقة تمامًا قبل تركيب الغطاء ، وإلا فإنها ستستمر في التبخر وتترك علامات موحلة على زجاج شبكي.

يتم تثبيت موصل ثنائي السنون على كبل الإخراج. هناك حاجة لتوصيل وحدة التحكم. يبقى التحقق مرة أخرى من تشغيل النظام وتصحيح أوجه القصور ، إن وجدت.

المرحلة 4: تركيب النظام النهائي

يتم تركيب البطاريات على الأرض أو الجدران أو الأسطح. هذا يعتمد على رغبات صاحب المبنى. الشيء الرئيسي هو أن النظام يقع على الجانب الجنوبي من المبنى ولا شيء يتداخل مع عمله.

إذا كان من المخطط تركيب الهيكل على منحدر سقف ، فأنت بحاجة للتأكد من أن السطح يمكنه تحمل الحمل الإضافي. يتم تثبيت النظام بحيث يقع بزاوية 30-40 درجة على السطح ، ويتم تثبيته بإحكام.

الألواح الشمسية ، وخاصة الأغشية الرقيقة ، تكون عرضة للالتواء عند تعرضها لضغط الرياح أو الثلج. من الضروري الاهتمام بحماية موثوقة من الرياح وتركيب الأجهزة التي تحبس أو تزيل الثلج الذي ينزلق من على السطح

الحل الأمثل هو تركيب النظام على هيكل إطار معدني مصنوع من مقطع جانبي سميك. الحد الأدنى من المقطع العرضي- 25 × 25 مم ، وبمساحة كبيرة من الهيكل ، من الأفضل اختيار ملف تعريف أكثر متانة. قبل كل إطار من هذا القبيل ، يتم تثبيت مثبت الثلج أو تجهيز الأقواس بكاسرات الثلج.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

لا تكفي الأوصاف لفهم ميزات تجميع وتركيب الألواح الشمسية بشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك طرق مختلفةتعمل أدوات التثبيت و "الحرفيون" على تحسين مهاراتهم وابتكار طرق جديدة باستمرار لحل المشكلات القديمة.

نحن نقدم دروس الفيديو والنصائح الحرفيين ذوي الخبرةلتسهيل فهم عملية تجميع أنظمة الطاقة الشمسية. اختر التوصيات التي تناسب خططك ورغباتك.

يتم وصف مكان شراء المكونات وكيفية تجميع النظام في الفيديو أدناه:

وصف كامل خطوة بخطوة لعملية التجميع:

نهج أصلي لتجميع الألواح الشمسية ، مشورة الخبراء:

تعليمات تركيب محطة طاقة شمسية للمنزل:

الطاقة البديلة مهمة حقًا. إذا قررت اكتشاف طرق للحصول على الطاقة بدون الهيدروكربونات ، فيمكنك أن تفخر بأنك لا تهتم بنفسك فحسب ، بل تهتم أيضًا بالكوكب ككل. ستساعدك لوحة شمسية بسيطة على تزويد نفسك بالكهرباء "الخضراء" وتوفير الطاقة الصفحة الرئيسية المشتركة. ليس من الصعب تجميع النظام ، الشيء الرئيسي هو الرغبة والقيام بذلك.

في السنوات الاخيرةأصبحت قضية الحفاظ على الطاقة أكثر حدة. بدأ الكثير من الناس في التفكير في كيفية توفير الطاقة باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات الموفرة للطاقة. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الطاقة الشمسية في الظروف المعيشيةكل شيء يبدأ في أن يصبح ممتعًا المزيد من الناسالذين توصلوا إلى استنتاج أنه سيكون من الأفضل تركيب الألواح الشمسية مرة واحدة ، ثم تحقيق وفورات كبيرة في ميزانيتهم. هذا مهم في سياق الارتفاع المستمر في أسعار الطاقة في كل من روسيا وحول العالم. يمكنك توفير المزيد إذا اكتشفت كيفية تجميع بطارية شمسية بيديك. ستكون السمة الرئيسية لمجموعة الألواح الشمسية هي توافر المكونات والحد الأدنى من الاستثمار المالي.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

اختيار العناصر للوحات

الميزة الكبرى للنظام الشمسي الذي يتم تجميعه ذاتيًا هو أنه ليس من الضروري تثبيت النظام المعقد بأكمله مرة واحدة ، ويمكن زيادة الطاقة تدريجياً. إذا كانت تجربة التجميع ناجحة ، فيمكنك متابعة العمل وزيادة الحجم.

البطارية الشمسية هي مولد محلي يعمل على أساس تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية باستخدام خلية كهروضوئية. من أجل تجميعها بيديك ، تحتاج إلى تحديد وحدات الطاقة الشمسية للبيع مجانًا. على سبيل المثال ، على موقع ئي باي يمكنك شراء مجموعة من الخلايا الشمسية، تتكون من 36 خلية شمسية ، وهي مصممة فقط للتجميع الذاتي للبطارية. يمكن شراء مجموعات مماثلة في روسيا.

نحن نعمل على تطوير مشروع

يعتمد تطوير المشروع على المكان الذي ستضع فيه الألواح الشمسية وخيار التثبيت. يجب تركيب هذه البطاريات بزاوية تضمن أن أشعة الشمس تضرب الخلايا الضوئية بزوايا قائمة. لا تنس أن أداء الألواح الشمسية يعتمد كليًا على شدة الضوء. يجب تثبيتها على جانب مشرقمبنى. اعتمادًا على موقع الجسم ، بالإضافة إلى تدفق الطاقة الشمسية في كل منطقة ، يتم حساب زاوية الميل للوحة الشمسية.

يستحق اهتمامكإلى حقيقة أنه في وقت تصميم نظام من المفترض أن يتم تثبيته على سطح المبنى ، من الضروري تحديد أو حساب قدرة تحمل السقف مسبقًا. يجب أن يتحمل السقف الحمل المطبق بالكامل ، بالإضافة إلى توفير هامش أمان.

نصنع إطارًا

قبل أن تصنع بطارية شمسية ، تحتاج إلى شراء خلايا شمسية (36 قطعة). وفقًا للحسابات ، ينتج عنصر واحد 0.5 فولت من الطاقة ، أي إذا كان هناك 36 عنصرًا ، فيمكن الحصول على 18 فولت.

معروض في السوق مجموعة ضخمةلوحات مع نروىنرومع ذلك ، ضع في اعتبارك ما يلي عند اختيارهم:

• ستنتج جميع اللوحات نفس المستوى من الجهد بغض النظر عن حجمها ؛
• تنتج اللوحات الكبيرة تيارًا أكثر ؛
• يمكن الحصول على مزيد من الطاقة باستخدام ألواح أكبر ، ولكن كن على دراية بوزن الألواح الأكبر ؛
• لا يوصى باستخدام ألواح بأحجام مختلفة في نفس النظام الهيكلي.

بالنسبة للإطار في صناعة الألواح الشمسية ، يتم استخدام زاوية من الألومنيوم ، ولكن يمكنك أيضًا شراء إطارات جاهزة مصممة لهذا الغرض. يجب اختيار الطلاء الشفاف حسب رغبتك ، ولكن مع مراعاة مؤشرات انكسار الضوء. ستكون المادة الأكثر تكلفة هي زجاج شبكي ، والأقل ملاءمة من حيث خصائصها هو البولي كربونات العادي. أفضل المواد لتصنيع اللوحة هي المواد التي تحتوي على مستوى عالانتقال الضوء. إذا كنت تستخدم زجاج شبكي ، فيمكنك أثناء التشغيل مراقبة جهات الاتصال في النظام.

تركيب غلاف الألواح الشمسية

إذا تحدثنا عن الإنتاج القياسي لبطارية شمسية واحدة ، فإن ذلك ينطوي على استخدام 36 خلية ضوئية بألواح مقاس 150x81 مم. عند حساب الأبعاد ، من الضروري مراعاة وجود فجوات بين العناصر من 3-5 مم ، والتي ستكون ضرورية عند تغيير أبعاد الإطار تحت تأثير الظواهر الجوية. ستكون أبعاد الشغل مع مراعاة التفاوتات 690 × 835 مم وعرض الزاوية في الإطار 35 مم.سوف تكون الألواح الشمسية ، التي سيتم تصنيعها باستخدام ملف تعريف من الألومنيوم ، مماثلة للوحة المصنوعة في المصنع وستوفر مستوى عالٍ من الضيق والقوة والصلابة.

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى عمل فراغات من زاوية من الألومنيوم - إطارات بأبعاد 690 × 835 مم. لمزيد من التثبيت للبراغي في الإطار الناتج ، تحتاج إلى عمل ثقوب. ثم يجب تطبيق مانع التسرب السيليكوني بدون ثغرات على السطح الداخلي للزوايا. هذا كافي نقطة مهمة، لأن يجب ألا تكون هناك أماكن غير مملوءة بالسيليكون. في الإطار الناتج ، تحتاج إلى وضع ورقة شفافة من زجاج شبكي أو بولي كربونات خاص أو زجاج مضاد للانعكاس.

انتبهأنه يجب السماح للسيليكون بالتجفيف ، وإلا فإن التبخر سيخلق طبقة زائدة على الخلايا الضوئية.

يجب ضغط الزجاج المكدس بعناية على الإطار وتثبيته. للتثبيت الجيد ، يجب عمل مثبتات حول محيط الإطار بالكامل. كل شيء ، إطار البطارية الشمسية شبه مكتمل.

نختار ونلحم العناصر

أيضًا في نفس موقع Ebay أو أي متجر آخر مشابه ، يمكنك شراء الخلايا الشمسية التي تحتوي بالفعل على موصلات ملحومة. تأكد من تقييم قدراتك ، لأن. جهات اتصال اللحام في مثل هذا التصميم عملية معقدة نوعًا ما. تزداد المسؤولية بسبب هشاشة العناصر.

إذا كنت لا تزال تقرر لحام العناصر بنفسك ، فأنت بحاجة أولاً إلى قطع الموصلات باستخدام كرتون فارغوانتشرت بعناية على الخلية الكهروضوئية. بعد ذلك ، يجب تطبيق الحمض واللحام على نقاط اللحام. لمزيد من العمل المريح ، اضغط على الموصل بجسم ثقيل. بعد ذلك ، يجب عليك لحام الموصل بالخلية الكهروضوئية بعناية ، لكن لا تضغط على البلورات الهشة. وفقًا للمعايير المحددة للموصل ، يجب أن يتحمل الطلاء الفضي ثلاث حصص.

تجميع عناصر البطارية الشمسية

عند إنشاء بنائك الأول ، من الأفضل استخدام طبقة أساسية مرمزة لمساعدتك على وضع العناصر في علاقة مع بعضها البعض تمامًا. القاعدة مصنوعة من الخشب الرقائقي ، تأكد من تحديد زوايا الهيكل. بعد لحام في خلايا البطارية الجانب المعاكستحتاج إلى إصلاح قطعة من الشريط لتثبيتها ونقلها بطريقة مماثلة. يجب إغلاق الأجزاء المتصلة فقط.

بعد ذلك ، يجب وضع العناصر على سطح الزجاج. لا تنسى ترك مسافة بين العناصر والضغط عليها بحمل. جندى وفقًا لمخطط الأسلاك المرفق. يجب وضع المسارات الإضافية على الجانب الأمامي ، وخلف المسارات ناقصًا. جندى جميع الاتصالات الفضية. وفقًا لهذا المبدأ ، قم بتوصيل جميع الخلايا الكهروضوئية. في العناصر المتطرفة للوحة ، يجب إحضار جهات الاتصال إلى الحافلة الموجب والناقص. يوصى بإنشاء نقطة "وسطية" - باستخدام ثنائيات تحويلية إضافية. يتم تثبيت الجهاز على الجزء الخارجي من الإطار. بالنسبة لأسلاك الإخراج ، يمكنك استخدام كبل صوتي في عزلة. بعد اللحام ، يجب تثبيت جميع الأسلاك بالسيليكون. بعد التجميع ، تتمتع الألواح الشمسية بجودة وصلات اللحام باعتبارها المشكلة الرئيسية. هذا هو السبب في أن الخبراء يوصون بإجراء الاختبار قبل الختم ، والذي يجب إجراؤه في كل مجموعة من العناصر عند إجراء اللحام.

إذا تم تنفيذ تصميم كفء للنظام بأكمله ، فسيوفر ذلك طاقة بطارية كافية. أثناء حساب الهيكل بأكمله ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه أثناء تصنيع بطارية شمسية واحدة ، يجب استخدام الوحدات الشمسية من نفس الحجم فقط ، لأن. في النظام ، يكون الحد الأقصى للتيار مقيدًا بتيار أصغر عنصر.

توضح الحسابات القياسية أنه في يوم مشمس إلى حد ما ، يتم الحصول على حوالي 120 واط من الطاقة من متر واحد من اللوحة. بطبيعة الحال ، لن تسمح لك هذه الطاقة حتى بالعمل على جهاز كمبيوتر ، ولكن اللوحة التي يبلغ ارتفاعها 10 أمتار ستوفر بالفعل 1 كيلو واط من الطاقة ، مما يمنحك الفرصة لتوفير الطاقة للأجهزة الرئيسية في المنزل. في المتوسط ​​، تحتاج الأسرة إلى حوالي 300 كيلوواط شهريًا ، لذلك يتم تثبيت النظام على النحو الأمثل الجانب الجنوبيبمساحة 20 مترًا ستوفر الكهرباء لاحتياجات الأسرة. لتحسين استخدام الكهرباء في الإضاءة ، يوصى باستخدام مصابيح LED للتيار المتردد أو مصابيح الفلورسنت. كيفية اختيار المصابيح الكهربائية ، على سبيل المثال لسقف ممتد ، يمكنك أن تقرأ.

أصبحت الألواح الشمسية أكثر شيوعًا بين مصادر الطاقة البديلة. ومع ذلك ، في ظل ظروفنا ، غالبًا ما يكون سعرها مبالغًا فيه ، لذلك نستخدم الجميع المواد المتاحةوالتعليمات اللازمة ، يمكنك تجميع بطارية شمسية بيديك.

فيديو

ويظهر هذا الفيديو عملية تجميع بطارية شمسية.

تتطلب راحة العيش في منازل وشقق الشخص العصري على مر السنين كمية متزايدة من الكهرباء. ولكن في الظروف الحديثةتتزايد تكلفة كل وحدة كهرباء بشكل مطرد ، مما يؤثر على التكاليف. لذلك ، فإن مسألة التحول إلى مصادر بديلةالكهرباء هي الأكثر صلة. من طرق ضمان الاستقلالية في الحصول على الكهرباء القدرة على استخدام الألواح الشمسية لهذا الغرض للمنزل.

بديل فعال أم فكرة خاطئة عامة؟

استمرت المحادثات حول إمدادات الطاقة المستقلة للأجهزة المنزلية والإضاءة في المنازل باستخدام الطاقة الشمسية منذ منتصف القرن الماضي. أدى تطور التكنولوجيا والتقدم العام إلى جعل هذه التكنولوجيا أقرب إلى المستهلك العادي. إن القول بأن استخدام الألواح الشمسية للمنزل سيكون وسيلة فعالة إلى حد ما لاستبدال شبكات الطاقة التقليدية يمكن اعتباره أمرًا لا جدال فيه ، إن لم يكن لبضع "تحفظات" مهمة.

المطلب الرئيسي لكفاءة استخدام بطاريات الهليوم هو كمية الطاقة الشمسية. يسمح لك جهاز البطارية الشمسية بالاستخدام الفعال للطاقة الخاصة بنا فقط في المناطق التي يكون فيها الجو مشمسًا معظم أيام السنة. من الضروري أيضًا مراعاة خط العرض الذي يتم تركيب الألواح الشمسية عليه - فكلما زاد خط العرض ، قلت طاقة شعاع الشمس. من الناحية المثالية ، يمكن تحقيق كفاءة تبلغ حوالي 40٪. لكن هذا مثالي ، لكن من الناحية العملية كل شيء مختلف إلى حد ما.

النقطة التالية الجديرة بالاهتمام هي الحاجة إلى استخدام مساحات كبيرة بما يكفي لتركيب الألواح الشمسية المستقلة. إذا كان من المخطط وضع البطاريات في كوخ صيفي أو منزل ريفي أو كوخ ، فلن تكون هناك مشاكل هنا ، ولكن سيتعين على أولئك الذين يعيشون في المباني السكنية التفكير في هذا الأمر بجدية.

البطارية الشمسية - ما هي؟

يعتمد جهاز البطارية الشمسية على قدرة الخلايا الضوئية على التحويل طاقة شمسيةفي الكهرباء. المتحدة في نظام مشترك، تخلق هذه المحولات مجالًا متعدد الخلايا ، تصبح كل خلية منه ، تحت تأثير الطاقة الشمسية ، مصدرًا للتيار الكهربائي ، والذي يتراكم بعد ذلك في أجهزة خاصة - البطاريات. بالطبع ، كلما زاد المجال المحدد ، زادت قوة هذا الجهاز. وهذا يعني أنه كلما زاد عدد الخلايا الضوئية الموجودة فيه ، فإن كمية كبيرةيمكنها توليد الكهرباء.

لكن هذا لا يعني أن المساحات الشاسعة فقط حيث يمكن تركيب الألواح الشمسية يمكنها توفير الكهرباء اللازمة. هناك العديد من الأدوات التي لديها القدرة على العمل ليس فقط من المعتاد مصادر مستقلةالطاقة - البطاريات والمراكم - ولكنها تستخدم أيضًا طاقة الشمس. تم دمج الألواح الشمسية المحمولة في تصميم هذه الأجهزة ، مما يجعل من الممكن إعادة شحن الجهاز والعمل بشكل مستقل. على سبيل المثال ، آلة حاسبة عادية للجيب: في الطقس المشمس ، يمكنك إعادة شحن البطارية ، مما يطيل من عمرها لسنوات عديدة. هناك العديد من الأجهزة المختلفة التي تستخدم فيها مثل هذه البطاريات: هذه هي مصابيح يدوية ، وحلقات مفاتيح ، وما إلى ذلك.

في البيوت الصيفية و الضواحيفي الآونة الأخيرة ، أصبح من المألوف استخدام الفوانيس التي تعمل بالطاقة الشمسية للإضاءة. جهاز اقتصادي وغير معقد يوفر الإضاءة على طول ممرات الحديقة، في التراسات وفي جميع الأماكن اللازمة ، باستخدام الكهرباء المخزنة خلال ساعات النهار عندما تكون الشمس مشرقة. مصابيح الإضاءة الاقتصادية قادرة على استهلاك هذه الطاقة لفترة طويلة ، مما يضمن اهتمامًا كبيرًا بمثل هذه الأجهزة. تُستخدم الإضاءة التي تعمل بالطاقة الشمسية أيضًا في المنازل والبيوت وغرف المرافق.

أنواع الألواح الشمسية المستقلة

هناك نوعان من محولات الطاقة الشمسية ، ويرجع ذلك إلى تصميم البطارية نفسها - الفيلم والسيليكون. النوع الأول يشمل البطاريات ذات الأغشية الرقيقة ، حيث تكون المحولات عبارة عن فيلم مصنوع باستخدام تقنية خاصة. وتسمى أيضًا البوليمرات. يتم تثبيت هذه البطاريات في أي مكان متاح ، ولكن لها عيوب عديدة: فهي تحتاج إلى مساحة كبيرة ، وكفاءة منخفضة ، وحتى مع وجود غطاء سحابة متوسط ​​، تنخفض كفاءة الطاقة بنسبة 20 بالمائة.

يتم تمثيل الخلايا الشمسية من نوع السيليكون بأجهزة أحادية البلورية ومتعددة الكريستالات ، بالإضافة إلى ألواح السيليكون غير المتبلورة. تتكون البطاريات أحادية البلورية من العديد من الخلايا التي يتم فيها دمج محولات السيليكون ، وتوصيلها في دائرة مشتركة ومليئة بالسيليكون. سهل التشغيل ، كفاءة عالية (تصل إلى 22٪) ، مقاوم للماء ، خفيف ومرن ، ولكنه يتطلب أشعة الشمس المباشرة للعمل بفعالية. يمكن أن يتسبب الطقس الغائم في توقف كامل لتوليد الكهرباء.

تختلف البطاريات متعددة الكريستالات عن البطاريات أحادية البلورية في عدد المحولات الموضوعة في كل خلية وتثبيتها في اتجاهات مختلفة ، مما يضمن لها كفاءة العملحتى في الضوء المنتشر. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من البطاريات المستخدمة أيضًا في المناطق الحضرية ، على الرغم من أن كفاءتها أقل إلى حد ما من تلك البطاريات أحادية البلورية.

مصادر الطاقة غير المتبلورة من السيليكون ، على الرغم من كفاءتها المنخفضة للطاقة - حوالي 6 ٪ ، تعتبر مع ذلك أكثر واعدة. تمتص التدفق الشمسي عشرين مرة أكثر من السيليكون ، وتكون أكثر فاعلية في الأيام الملبدة بالغيوم.

كل هذه الأجهزة الصناعية لها أسعارها الخاصة - وليست ديمقراطية للغاية في الوقت الحالي. هل من الممكن جمع الألواح الشمسية بيديك؟

المبدأ العام لاختيار وتخطيط أجزاء الألواح الشمسية

نظرًا لآخر متطلبات إنتاج الطاقة الكهربائية ، والتي تهدف إلى التحول عن المواد الخام التقليدية المستخدمة في إنتاجها ، أصبح موضوع مصادر الطاقة الشمسية أكثر فأكثر قيمة عملية. إن الإنتاج الضخم للعناصر اللازمة لإنشاء الشبكة الكهربائية الخاصة بك يقدم للمستهلك بالفعل خيارات مختلفةتوفير الكهرباء المستقلة. ولكن في الوقت الحالي ، فإن تكلفة مصدر طاقة شمسية مستقل عالية جدًا ولا يمكن الوصول إليها من قبل المستهلك الشامل.

لكن هذا لا يعني أنه لا يمكنك صنع الألواح الشمسية بيديك. في هذه الحالة ، من الضروري ببساطة تحديد طريقة تجميع مثل هذا الجهاز. أو ، اكتساب عناصر فردية ، قم بتجميعها بنفسك ، أو اصنع جميع المكونات بيديك.

ما هو ، في الواقع ، يتكون من نظام طاقة يعتمد على تحويل الطاقة الشمسية إلى تيار كهربائي؟ العنصر الرئيسي ، وليس الأخير ، هو بطارية شمسية ، تمت مناقشة تصميمها أعلاه. العنصر الثاني في الدائرة هو وحدة التحكم في البطارية الشمسية ، وتتمثل مهمتها في التحكم في شحن البطاريات. صدمة كهربائيةتم الحصول عليها في الألواح الشمسية. الجزء التالي من محطة الطاقة الشمسية المنزلية عبارة عن بطارية من البطاريات الكهربائية ، حيث تتراكم الكهرباء. والعنصر الأخير في الدائرة الكهربائية "الشمسية" سيكون عاكسًا يسمح باستخدام الكهرباء ذات الجهد المنخفض الناتج للأجهزة المنزلية المصنفة عند 220 فولت.

بالنظر إلى كل عنصر من عناصر محطة الطاقة الشمسية المنزلية على حدة ، يمكنك أن ترى أنه يمكن شراء كل عنصر من شبكة البيع بالتجزئة ، في المزادات الإلكترونية ، وما إلى ذلك ، أو تجميعها يدويًا. وحتى وحدة التحكم في البطارية الشمسية يمكن صنعها بيديك - بمهارات ومعرفة نظرية معينة.

الآن فيما يتعلق بالمهام المحددة لمحطة الطاقة الخاصة بنا. إنها بسيطة ومعقدة في نفس الوقت. تكمن بساطتها في حقيقة أن الطاقة الشمسية تستخدم لأغراض محددة: الإضاءة والتدفئة أو التزويد الكامل باحتياجات الإسكان. تكمن الصعوبة في الحساب الصحيح للقوة المطلوبة والاختيار المناسب للمكونات.

البدء في تجميع الألواح الشمسية

يمكنك الآن العثور على الكثير من الاقتراحات حول كيفية ومن ما يمكنك تجميع الألواح الشمسية. هناك طرق عديدة ، ويمكنك الاختيار حسب ما تفضله. في هذه المادةيتم النظر في المبادئ الأساسية التي يجب استخدامها عند صنع الألواح الشمسية بيديك.

بادئ ذي بدء ، عليك أن تقرر الطاقة التي تحتاجها ، وأن تقرر الجهد الذي ستعمل به الشبكة. هناك خياران للشبكات الشمسية - مع التيار المباشر والتيار المتردد. يعتبر التيار المتردد أكثر تفضيلًا بسبب إمكانية توزيع مستهلكي الكهرباء على مسافة كبيرة - أكثر من 15 مترًا. هذا مناسب لمنزل صغير. بدون التعمق في الحسابات والبدء من تجربة أولئك الذين يستخدمون الطاقة الشمسية بالفعل في منازلهم ، يمكننا القول بثقة أنه عند خطوط عرض موسكو - وبالتوجه جنوبًا ، ستكون هذه الأرقام أعلى بشكل طبيعي - متر مربع واحد من الألواح الشمسية يمكن أن تنتج ما يصل إلى 120 واط في الساعة. هذا إذا تم استخدام عناصر متعددة البلورات أثناء التجميع. هم أكثر جاذبية في السعر. ومن الواقعي تمامًا تحديد إجمالي الطاقة عن طريق إضافة استهلاك الطاقة بالكامل لكل جهاز كهربائي فردي. يمكن القول تقريبًا أنه بالنسبة لعائلة مكونة من 3-4 أشخاص ، يلزم حوالي 300 كيلووات شهريًا ، والتي يمكن الحصول عليها من الألواح الشمسية التي تبلغ مساحتها 20 مترًا مربعًا. أمتار.

يمكنك أيضًا العثور على وصف للشبكات الشمسية باستخدام ألواح مكونة من 36 عنصرًا. تبلغ طاقة كل لوحة حوالي 65 واط. يمكن أن تتكون البطارية الشمسية للداشا أو منزل خاص صغير من 15 لوحة يمكن أن تولد ما يصل إلى 5 كيلوواط في الساعة إجمالاً. الطاقة الكهربائية، لها قوتها الخاصة من 1 كيلو واط.

الألواح الشمسية DIY

والآن حول كيفية صنع بطارية شمسية. أول شيء سيتعين عليك شرائه هو مجموعة من لوحات التحويل ، يعتمد عددها على قوة محطة الطاقة الشمسية محلية الصنع. لبطارية واحدة ، ستحتاج إلى 36 قطعة. يمكنك استخدام مجموعة الخلايا الشمسية ، وكذلك شراء الخلايا التالفة أو المعيبة - سيؤثر ذلك فقط على مظهر البطارية. إذا كانوا يعملون ، فسيكون الناتج حوالي 19 فولت. تحتاج إلى لحامها مع مراعاة التمدد - مع ترك فجوة تصل إلى خمسة ملليمترات بينهما. يتطلب تركيب البطارية الشمسية `` افعلها بنفسك '' أقصى درجات العناية عند لحام لوحات التصوير. إذا تم شراء الألواح بدون موصلات ، فيجب لحامها يدويًا. العملية معقدة ومسؤولة. إذا تم العمل باستخدام مكواة لحام 60 وات ، فمن الأفضل توصيل مصباح بسيط بقدرة 100 وات في سلسلة به.

دائرة البطارية الشمسية بسيطة للغاية - كل لوح ملحوم بالآخرين على التوالي. وتجدر الإشارة إلى أن الألواح هشة للغاية ، ومن المستحسن لحامها باستخدام نوع من الإطارات. عند فك لوحات التصوير الفوتوغرافي ، من الضروري أيضًا أن تتذكر أنه يجب إدخال صمامات ثنائية الأمان في الدائرة لمنع تفريغ الخلايا الضوئية أثناء التعتيم أو الإضاءة المنخفضة. للقيام بذلك ، يتم إحضار قضبان توصيل نصفي اللوحة إلى الكتلة الطرفية ، مما يؤدي إلى إنشاء نقطة وسطية. تمنع هذه الثنائيات أيضًا البطاريات من التفريغ ليلاً.

جودة اللحام هي المطلب الرئيسي للتشغيل المثالي للألواح الشمسية. قبل تثبيت الركيزة ، يجب اختبار جميع نقاط اللحام. يوصى بإخراج التيار باستخدام أسلاك ذات مقطع عرضي صغير. على سبيل المثال ، كابل صوتي مع عزل سيليكون. يجب تأمين جميع الموصلات باستخدام مادة مانعة للتسرب.

ثم يجدر تحديد السطح الذي سيتم تثبيت هذه اللوحات عليه. بدلا من ذلك ، مع المواد لتصنيعها. والأنسب والأكثر توفراً هو الزجاج ، الذي يتمتع بأعلى قدرة لنقل الضوء مقارنة بالزجاج الشبكي أو الكربونات.

الخطوة التالية هي عمل الصندوق. للقيام بذلك ، استخدم زاوية من الألومنيوم أو شعاع خشبي. يتم وضع الزجاج في الإطار الموجود على مانع التسرب - من المستحسن ملء جميع المخالفات بعناية. وتجدر الإشارة إلى أن المادة المانعة للتسرب يجب أن تجف تمامًا لتجنب تلوث ألواح التصوير. ثم تعلق على الزجاج ورقة منتهيةمن الخلايا الكهروضوئية الملحومة. قد تكون طريقة التركيب مختلفة ، لكن الألواح الشمسية للمنزل ، والتي تعد مراجعاتها شائعة ، تم إصلاحها بشكل أساسي باستخدام راتنجات إيبوكسي شفافة أو مادة مانعة للتسرب. إذا تم تطبيق الايبوكسي بالتساوي على كامل سطح الزجاج ، وبعد ذلك يتم وضع المحولات عليه ، يتم تثبيت المادة المانعة للتسرب بشكل أساسي على نقطة في منتصف كل عنصر.

بالنسبة للركيزة ، يتم استخدام مادة مختلفة ، والتي يتم ربطها أيضًا بالمادة المانعة للتسرب. قد يكون هذا أيضًا ألواح حبيبيةسمك صغير أو ورقة اللوح الليفي. على الرغم من أنه يمكنك ، مرة أخرى ، ملئه بالإيبوكسي. يجب إغلاق علبة البطارية. ستوفر البطارية الشمسية التي يتم تصنيعها بنفسك بهذه الطريقة ، والتي تمت مناقشة مخطط التجميع الخاص بها أعلاه ، 18-19 فولتًا ، وشحن بطارية 12 فولت.

هل من الممكن صنع محول طاقة شمسية بيديك؟

يمكن للحرفيين ذوي المعرفة الواسعة بالإلكترونيات صنع خلايا شمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وبشكل مستقل. لهذا الغرض ، يتم استخدام ثنائيات السيليكون ، أو بالأحرى بلوراتها المنبعثة من العلب. هذه العملية شاقة ، وبدءها أم لا ، الجميع يقرر بنفسه. يمكنك أن تأخذ الثنائيات المستخدمة في دوائر الجسر لمعدلات الجهد والمثبتات - D226 ، KD202 ، D7 ، إلخ. إن بلورة أشباه الموصلات الموجودة في هذه الثنائيات ، عندما يضربها ضوء الشمس ، تصبح تمامًا مثل لوحة التصوير. لكن الوصول إليها وعدم إتلافها هي عملية معقدة ومضنية إلى حد ما.

يجب على أي شخص يقرر البدء في إنشاء عناصر للمحول بمفرده أن يتذكر ما يلي - إذا تمكنت من تفكيك ولحام بطارية تتكون من عشرين صمامًا فقط من ماركة KD202 وفقًا لمخطط مكون من 5 مجموعات متصلة بالتوازي ، فأنت يمكن الحصول على جهد يبلغ حوالي 2 فولت بتيار يصل إلى 0 ، 8 أمبير. هذه القوة كافية فقط لتشغيل جهاز استقبال راديو صغير ، يحتوي على ترانزستور واحد أو اثنين فقط في دائرته. ولكن من أجل صنع بطارية شمسية كاملة للعطاء ، عليك أن تحاول جاهدًا. عمل ضخم ومساحات كبيرة وتصميم ضخم يجعل هذه المهنة غير واعدة. ولكن بالنسبة للأجهزة والأدوات الصغيرة ، يعد هذا تصميمًا مناسبًا تمامًا يمكن لأي شخص يحب القيام بهندسة كهربائية القيام به.

هل يمكن استخدام مصابيح LED للألواح الشمسية؟

لوحة LED الشمسية هي محض خيال. يكاد يكون من المستحيل تجميع حتى لوحة صغيرة للطاقة الشمسية من مصابيح LED. أو بالأحرى يمكنك أن تبدع ، لكن هل الأمر يستحق ذلك؟ بمساعدة ضوء الشمس ، من الممكن تمامًا الحصول على حوالي 1.5 فولت من الجهد على LED ، لكن قوة التيار المتولد صغيرة جدًا ، ولا يلزم سوى شمس قوية جدًا لتوليدها. ومع ذلك - عندما يتم تطبيق الجهد عليه ، فإن الصمام نفسه يبعث طاقة مشعة ، أي أنه يضيء. هكذا سقط إخوته ضوء الشمسقوة أكبر ، ستولد الكهرباء ، والتي سوف يستهلكها هذا الصمام نفسه. كل شيء صحيح وبسيط. ومن المستحيل ببساطة معرفة أي مصابيح LED تنتج وأيها تستهلك الطاقة. حتى إذا كنت تستخدم عشرات الآلاف من مصابيح LED - وهذا غير عملي وغير اقتصادي - فلن يكون هناك أي معنى.

نقوم بتدفئة المنزل بالطاقة الشمسية

إذا تم بالفعل ذكر الفرصة الحقيقية لتزويد الأجهزة الكهربائية المنزلية بالتيار "الشمسي" أعلاه ، فهناك خياران لتدفئة المساكن باستخدام الطاقة الشمسية. ولكي تستخدم الألواح الشمسية للتدفئة المنزلية ، فأنت بحاجة إلى معرفة بعض المتطلبات المطلوبة لإتمام هذه المهمة.

في الخيار الأول ، يتم استخدام الطاقة الشمسية للتدفئة باستخدام نظام غير الشبكة الكهربائية المعتادة. جهاز لتدفئة منزل باستخدام الطاقة الشمسية يسمى النظام الشمسي ويتكون من عدة أجهزة. جهاز العمل الرئيسي هو مجمع الفراغ ، الذي يحول ضوء الشمس إلى حرارة. يتكون من العديد من الأنابيب الزجاجية ذات القطر الصغير ، حيث يتم وضع سائل بعتبة تسخين منخفضة للغاية. عند تسخينه ، ينقل هذا السائل حرارته إلى الماء في صهريج تخزين بحجم لا يقل عن 300 لتر من الماء. ثم يتم تغذية هذا الماء الساخن ألواح التدفئةمصنوعة من رقيقة أنابيب نحاسية، والتي بدورها تطلق الحرارة المستلمة وتسخن الهواء في الغرفة. بدلاً من الألواح ، يمكنك بالطبع استخدام مشعات تقليدية ، لكن كفاءتها أقل بكثير.

بالطبع ، يمكن أيضًا استخدام الألواح الشمسية للتدفئة ، ولكن في هذه الحالة سيكون من الضروري الموافقة على أن تسخين المياه في الغلاية بمساعدة عناصر التسخين سيتطلب حصة الأسد من الطاقة التي تولدها البطاريات. حسابات بسيطةتبين أن تسخين 100 لتر من الماء إلى 70-80 درجة مئوية باستخدام المرجل يستغرق حوالي 4 ساعات. خلال هذا الوقت ، سوف تستهلك غلاية الماء بسخانات 2 كيلو واط حوالي 8 كيلو واط. إذا كان بإمكان الألواح الشمسية بسعة إجمالية أن تولد ما يصل إلى 5 كيلوواط في الساعة ، فلن تكون هناك مشاكل في إمدادات الطاقة في المنزل. أما إذا كانت مساحة الألواح الشمسية أقل من 10 أمتار مربعة. متر ، فإن هذه القدرات لن تكون مناسبة للتزويد الكامل للطاقة الكهربائية.

إن استخدام مجمع الفراغ لتدفئة المنزل له ما يبرره عندما يكون مبنى سكنيًا كاملاً. يوفر مخطط تشغيل مثل هذا النظام الشمسي الحرارة للمسكن بأكمله على مدار العام.

ومع ذلك فهو يعمل!

في النهاية ، تعتبر الألواح الشمسية ، التي يتم تجميعها بواسطة المتحمسين بأيديهم ، مصادر طاقة حقيقية للغاية. وإذا كنت تستخدم بطاريات 12 فولت بتيار لا يقل عن 800 أمبير / ساعة في الدائرة ، فإن المعدات اللازمة لتحويل الجهد من العاكسات المنخفضة إلى العالية ، وكذلك أجهزة التحكم في الجهد لـ 24 فولت بتيار تشغيل يصل إلى 50 أمبير. و "غير متقطع" بتيار يصل إلى 150 أمبير ، تحصل على محطة طاقة جيدة جدًا تعمل على شروق الشمس، والتي هي قادرة على توفير احتياجات الكهرباء لسكان المنزل الخاص. بطبيعة الحال ، في ظل ظروف جوية معينة.