كيف تصنع بطارية شمسية بنفسك: تعليمات خطوة بخطوة

إن الرغبة في جعل نظام إمداد الطاقة لمنزل خاص أكثر كفاءة واقتصاديًا ونظيفًا من وجهة نظر بيئية يجعلنا نبحث عن مصادر جديدة للطاقة. إحدى طرق التحديث هي تركيب الألواح الشمسية القادرة على تحويل طاقة الشمس إلى تيار كهربائي. هناك بديل رائع للمعدات باهظة الثمن - بطارية شمسية افعلها بنفسك تسمح لك بتوفير المال كل شهر من ميزانية الأسرة. سنتحدث عن كيفية بناء مثل هذا الشيء اليوم. أشر إلى كل المزالق وأخبرك بكيفية الالتفاف عليها.

للحصول على معلومات عامة حول ميزات تصميم الألواح الشمسية ، انظر الفيديو:

تطوير مشروع نظام الطاقة الشمسية

التصميم ضروري لوضع أكثر نجاحًا للألواح على سطح المنزل. كلما زاد ضوء الشمس الذي يضرب سطح البطاريات وزادت شدتها ، زادت الطاقة التي ستنتجها. للتثبيت ، تحتاج إلى الجانب الجنوبي من السقف. من الناحية المثالية ، يجب أن تسقط الأشعة بزاوية 90 درجة ، لذلك يجب أن تحدد في أي موضع سيكون تشغيل الوحدات أكثر فائدة.

والحقيقة هي أن البطارية الشمسية محلية الصنع ، على عكس المصنع ، لا تحتوي على مستشعرات ومحاور حركة خاصة. لتغيير زاوية الميل ، من الممكن تصنيع آلية للتحكم اليدوي. سيسمح لك بتثبيت الوحدات عموديًا تقريبًا في الشتاء ، عندما تكون الشمس منخفضة فوق الأفق ، وخفضها في الصيف ، عندما يصل الانقلاب الذروة. يحتوي ترتيب الشتاء الرأسي أيضًا على وظيفة واقية: فهو يمنع تراكم الثلوج والجليد على الألواح ، مما يطيل عمر الوحدات.

يمكن زيادة كفاءة الطاقة في التصميم المعياري إذا قمت بإنشاء آلية تحكم بسيطة تسمح لك بتغيير زاوية البطارية اعتمادًا على الوقت من السنة وحتى الوقت من اليوم

قد يكون من الضروري تقوية هيكل السقف قبل تركيب البطاريات ، حيث أن مجموعة من الألواح ذات كتلة كبيرة إلى حد ما. من الضروري حساب الحمل على السطح ، مع مراعاة شدة الألواح الشمسية فحسب ، ولكن أيضًا طبقة الثلج. يعتمد وزن النظام بشكل كبير على المواد المستخدمة في تصنيعه.

يتم حساب عدد الألواح وحجمها بناءً على الطاقة المطلوبة. على سبيل المثال ، ينتج 1 متر مربع من الوحدة ما يقرب من 120 واط ، وهذا لا يكفي حتى للإضاءة الكاملة للمباني السكنية. ما يقرب من 1 كيلو واط من الطاقة مع 10 متر مربع من الألواح سيسمح لأجهزة الإضاءة وجهاز تلفزيون وجهاز كمبيوتر بالعمل. وبناءً على ذلك ، سيوفر الهيكل الشمسي الذي تبلغ مساحته 20 مترًا مربعًا احتياجات أسرة مكونة من 3 أشخاص.يجب تقريبًا في مثل هذه الأحجام إذا كان المنزل الخاص مخصصًا للإقامة الدائمة.

لا ينتهي تصنيع البطارية الشمسية بالضرورة بالتجميع الأولي ، فمن الممكن في المستقبل زيادة العناصر ، وبالتالي زيادة كفاءة المعدات

خيارات وحدة التجميع الذاتي

الغرض الرئيسي من الألواح الشمسية هو توليد الطاقة من ضوء الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائية. التيار الكهربائي الناتج هو تيار من الإلكترونات الحرة الصادرة عن موجات الضوء. بالنسبة للتجميع الذاتي ، تعد المحولات أحادية ومتعددة البلورات الخيار الأفضل ، حيث أن نظائرها من نوع آخر - غير متبلور - تقلل من قدرتها بنسبة 20-40 ٪ خلال العامين الأولين.

العناصر أحادية البلورية القياسية هي 3 × 6 بوصات ولها بنية هشة إلى حد ما ، لذلك تحتاج إلى العمل معها بعناية فائقة ودقة

أنواع مختلفة من رقائق السيليكون لها إيجابياتها وسلبياتها. على سبيل المثال ، تختلف الوحدات متعددة البلورات بكفاءة منخفضة إلى حد ما - حتى 9٪ ، بينما تصل كفاءة الألواح البلورية المفردة إلى 13٪. يحتفظ السابق بمؤشرات الطاقة حتى في الطقس الغائم ، ولكنه يخدم في المتوسط ​​10 سنوات ، تنخفض قوة الأخير بشكل حاد في الأيام الغائمة ، لكنها تعمل بشكل مثالي لمدة 25 عامًا.

يجب أن يكون الجهاز منزليًا عمليًا وموثوقًا به ، لذا من الأفضل شراء بعض الأجزاء الجاهزة. قبل إنشاء بطارية شمسية في مشروع فردي ، ألق نظرة على موقع eBay على الويب ، حيث يمكنك العثور على مجموعة كبيرة من الوحدات ذات العيوب الطفيفة. لا يؤثر الضرر الطفيف على جودة العمل ، ولكنه يقلل بشكل كبير من تكلفة الألواح. لنفترض أن وحدة الخلايا الشمسية أحادية الخلية ، تقع على لوح من الألياف الزجاجية ، تكلف أكثر بقليل من 15 دولارًا ، وتكلف مجموعة متعددة البلورات من 72 قطعة حوالي 90 دولارًا.

أفضل خيار نهائي للخلية الشمسية هو لوحة بها موصلات لا تتطلب سوى اتصال تسلسلي. الوحدات التي لا تحتوي على موصلات أرخص ، ولكنها تزيد من وقت تجميع البطارية عدة مرات

تعليمات الطاقة الشمسية

هناك العديد من الخيارات للتجميع الذاتي للألواح الشمسية. تعتمد التكنولوجيا على عدد الخلايا الشمسية التي تم شراؤها مسبقًا والمواد الإضافية اللازمة لتصنيع السكن. من المهم أن نتذكر: كلما زادت المساحة الإجمالية للألواح ، زادت قوة المعدات ، ولكن في نفس الوقت زاد وزن الهيكل. في بطارية واحدة ، يوصى باستخدام نفس الوحدات ، حيث أن المعادل الحالي يساوي قيم العناصر الأصغر.

تجميع الإطار المعياري

يمكن أن يكون تصميم الوحدات ، بالإضافة إلى أحجامها ، تعسفيًا ، لذلك بدلاً من الأرقام ، يجب عليك التركيز على الصورة واختيار أي خيار فردي مناسب لحسابات محددة.

أرخص الخلايا الشمسية هي لوحات بدون موصلات. لجعلها جاهزة لتجميع البطارية ، يجب عليك أولاً لحام الموصلات ، وهذه عملية طويلة وشاقة

لجعل الحالة ، التي سيتم فيها إصلاح الخلايا الشمسية ، من الضروري إعداد المواد والأدوات التالية:

• صفائح الخشب الرقائقي من الحجم المحدد ؛
• قضبان منخفضة للجوانب ؛
• الغراء العالمي أو الخشب ؛
• الزوايا ومسامير التنصت الذاتية للتثبيت ؛
• تدريبات؛
• ألواح اللوح الليفي ؛
• قطع زجاج شبكي
• رسم.

نأخذ قطعة من الخشب الرقائقي ، والتي ستلعب دور القاعدة ، ونلصق الجوانب المنخفضة على طول المحيط. يجب ألا تسد الشرائح الموجودة على حواف الورقة الخلايا الشمسية ، لذا تأكد من أن ارتفاعها لا يتجاوز ¾ بوصة. من أجل الموثوقية ، يتم أيضًا ربط كل سكة ملصوقة بمسامير ، ويمكن تثبيت الزوايا بزوايا معدنية.

الإطار الخشبي هو الخيار الأكثر بأسعار معقولة لوضع الخلايا الشمسية. يمكن استبداله بإطار من زاوية ألمنيوم أو بمجموعة مشتراة من إطار + زجاج

للتهوية ، قم بحفر ثقوب في الجزء السفلي من الجسم وعلى طول الجوانب. يجب ألا يكون هناك أي فتحات في الغطاء ، لأن هذا يهدد الرطوبة. سيتم تثبيت العناصر على ألواح من اللوح الليفي ، والتي يمكن استبدالها بأي مادة مماثلة ، والشرط الرئيسي هو أنه لا يجب أن يقوم بتوصيل التيار الكهربائي.

يجب حفر فتحات تهوية صغيرة على كامل مساحة الركيزة ، بما في ذلك الجوانب والسكك الحديدية الوسطى. سيسمح لك بتعديل مستوى الرطوبة والضغط داخل الإطار

نقطع الغطاء من زجاج شبكي ، ونقوم بتعديله وفقًا لأبعاد العلبة. الزجاج العادي هش للغاية بحيث لا يتناسب مع السقف. لحماية الأجزاء الخشبية ، نستخدم التشريب أو الطلاء الخاص ، والذي يجب استخدامه لعلاج الإطار والركيزة من جميع الجوانب. ليس سيئًا إذا تم دمج تظليل طلاء الإطار مع لون السقف.

لا يؤدي الرسم وظيفة جمالية بقدر ما يؤدي وظيفة واقية. يجب تغطية كل جزء بما لا يقل عن 2-3 طبقات من الطلاء ، بحيث لا يتشوه الخشب في المستقبل من الهواء الرطب أو الحرارة الزائدة

تركيب الخلايا الشمسية

نضع جميع الوحدات الشمسية في صفوف متساوية على الركيزة مع الجانب الخلفي لأعلى لحام الموصلات. للعمل ، تحتاج إلى لحام الحديد واللحام. يجب أولاً معالجة أماكن اللحام بقلم رصاص خاص. بالنسبة للمبتدئين ، يمكنك التدرب على عنصرين من خلال ربطهما في سلسلة. بالتسلسل أيضًا ، في سلسلة ، نربط جميع العناصر الموجودة على الركيزة ، يجب أن تكون النتيجة "ثعبان".

نضع كل عنصر بدقة وفقًا للعلامات ونتأكد من أن موصلات العناصر المجاورة تتقاطع في أماكن اللحام

بعد توصيل جميع العناصر ، قم بتدويرها بلطف لأعلى. إذا كان هناك الكثير من الوحدات ، فسيتعين عليك دعوة المساعدين ، لأنه من الصعب جدًا تحويل العناصر الملحومة دون إتلافها. ولكن قبل ذلك ، نقوم بتلطخ الوحدات بالغراء لإصلاحها بإحكام على اللوحة. من الأفضل استخدام مانع تسرب السيليكون كغراء ، ويجب تطبيقه بدقة في وسط العنصر ، عند نقطة واحدة ، وليس على طول الحواف. يعد ذلك ضروريًا لحماية اللوحات من التلف في حالة حدوث تشوه طفيف في القاعدة. يمكن أن تنحني ورقة الخشب الرقائقي أو تنتفخ بسبب التغيرات في الرطوبة ، وستتصدع العناصر المستقرة ببساطة وتفشل.

بعد إصلاح الوحدات على الركيزة ، يمكنك اختبار تشغيل اللوحة والتحقق من الوظائف. ثم نضع القاعدة في الإطار المنتهي بالفعل ونصلحه على طول الحواف بمسامير. لمنع تفريغ البطارية من خلال الألواح الشمسية ، نقوم بتثبيت صمام ثنائي على اللوحة ، ونثبته باستخدام مانع التسرب.

لتوصيل السلاسل ، يمكنك استخدام سلك نحاسي أو غلاف كبل ، يثبت كل عنصر على كلا الجانبين ، ثم يتم إصلاحه بمانع تسرب

يساعد الاختبار التجريبي على إجراء حسابات أولية. في هذه الحالة ، تبين أنها صحيحة - في الشمس بدون حمولة ، تنتج البطارية 18.88 فولت

على رأس العناصر المثبتة ، نغطي شاشة واقية من زجاج شبكي. قبل إصلاحه ، نتحقق مرة أخرى من قابلية تشغيل الهيكل. بالمناسبة ، يمكن اختبار الوحدات خلال عملية التثبيت واللحام بأكملها ، في مجموعات من عدة قطع. نتأكد من أن المادة المانعة للتسرب قد جفت تمامًا ، حيث أن تبخرها يمكن أن يغطي الزجاج الشفاف بفيلم غير شفاف. نحن نجهز سلك الإخراج بموصل ذي طرفين حتى تتمكن من استخدام وحدة التحكم في المستقبل.

يتم تجميع لوحة واحدة وجاهزة تمامًا للعمل. تبلغ تكلفة جميع المعدات ، بما في ذلك العناصر التي تم شراؤها على الإنترنت ، 105 دولارات

أنظمة الطاقة الشمسية لمنزل خاص

يمكن تقسيم أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية المنزلية باستخدام الخلايا الشمسية إلى 3 أنواع:

• واثق من نفسه؛
• هجين
• بدون بطارية.

إذا كان المنزل متصلاً بشبكة طاقة مركزية ، فسيكون النظام المختلط هو الخيار الأفضل: خلال النهار يتم توفير الطاقة من الألواح الشمسية ، وفي الليل من البطاريات. الشبكة المركزية في هذه الحالة هي احتياطي. عندما لا يكون من الممكن الاتصال بمصدر الطاقة المركزي ، يتم استبداله بمولدات الوقود - البنزين أو الديزل.

هناك حاجة إلى جهاز التحكم لمنع الدوائر القصيرة في وقت الحمل الأقصى ، البطارية - لتخزين الطاقة ، العاكس - لتوزيعها وتزويدها للمستهلك

عند اختيار الخيار الأكثر نجاحًا ، يجب مراعاة الوقت من اليوم الذي يحدث فيه أقصى استهلاك للطاقة. في المنازل الخاصة ، تقع فترة الذروة في المساء ، عندما تغرب الشمس بالفعل ، لذلك سيكون من المنطقي استخدام إما الاتصال بشبكة مشتركة أو الاستخدام الإضافي للمولدات ، حيث يتم توفير الطاقة الشمسية في النهار.

في أنظمة تزويد الطاقة الكهروضوئية ، يتم استخدام الشبكات ذات التيار المباشر والمتناوب ، والخيار الثاني مناسب لوضع الأجهزة على مسافة تزيد عن 15 م

بالنسبة لسكان الصيف ، الذين يتزامن وضع تشغيلهم غالبًا مع ساعات النهار ، يكون نظام توفير الطاقة الشمسية مناسبًا ، والذي يبدأ في العمل مع شروق الشمس وينتهي في المساء.