الألواح الشمسية DIY: مصدر طاقة ميسور التكلفة

اليوم ، يبحث العديد من أصحاب المنازل الريفية عن مصادر بديلة للكهرباء. يكتسب تركيب الألواح الشمسية شعبية تدريجية. ومع ذلك ، لا يستطيع الجميع شراء معدات باهظة الثمن. لذلك ، يتساءل الكثيرون: كيف تصنع الألواح الشمسية بيديك؟ سيتم الكشف عن الإجابة الصحيحة في هذه المقالة.

ما هي الخلية الشمسية؟

الخلية الشمسية عبارة عن جهاز شبه موصل يحول الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية. تتمثل المهمة الرئيسية لمثل هذا النظام في توفير مصدر طاقة موثوق به واقتصادي وغير منقطع للمنزل. يُنصح بتركيب هذه الأجهزة في المناطق التي يوجد بها انقطاع في الإمداد من المصدر الرئيسي للكهرباء.

المزايا الرئيسية للخلية الشمسية هي:

• التثبيت السهل للجهاز ، والذي لا يتطلب مد الكابلات على الدعامات ؛
• لا يتطلب النظام الكثير من الوقت لصيانته ؛
• توليد الكهرباء ليس له تأثير ضار على البيئة ؛
• الهيكل لا يحتوي على أجزاء متحركة ؛
• وضع التشغيل الصامت
• لا تعتمد إمدادات الكهرباء على شبكة التوزيع ؛
• فترة طويلة من تشغيل النظام بأقل تكلفة.

عيوب الألواح الشمسية:

• عملية تصنيع النظام شاقة للغاية ؛
• تشغل اللوحة الشمسية مساحة كبيرة ؛
• الجهاز حساس للغاية للأوساخ ؛
• البطارية لا تعمل في الليل ؛
• تعتمد كفاءة الجهاز بشكل مباشر على الأحوال الجوية ، أي في الأيام المشمسة والغائمة.

مبدأ البطارية الشمسية

يعمل النظام عن طريق محولات كهروضوئية متصلة بتسلسل معين. يتكون كل محول ضوئي من رقاقات سيليكون ، والتي تختلف في نوع التوصيل. أحدهما مغطى بالفوسفور ، ونتيجة لذلك يتم تكوين فائض من الإلكترونات سالبة الشحنة هنا. أما الصفيحة الأخرى فهي مغطاة بالبورون مما يؤدي إلى تكوين جسيمات غائبة في طبقة الشحنات السالبة ، ما يسمى بـ "الثقوب".

مبدأ تشغيل مصدر لا ينضب من الطاقة البديلة هو كما يلي: يضرب ضوء الشمس لوحة سالبة الشحنة ، مما يؤدي إلى تكوين نشط "ثقوب" وإلكترونات إضافية. يوجد مجال كهربائي على اللوحة المطلية بالفوسفور ، والذي يظهر بسببه فرق الجهد. الجسيمات المشحونة إيجابيا تندفع إلى الطبقة العليا ، والجسيمات سالبة الشحنة تذهب إلى الطبقة السفلية. يتم إنشاء توتر مستمر. اتضح أن أحد المحولات يعمل مثل البطارية. يتم إنشاء تيار مباشر في دائرة عندما يكون الحمل متصلاً بها. كل بطارية مغطاة بأوردة نحاسية رفيعة تحمل التيار وتوجهه إلى الغرض المقصود منه.

تعتمد القوة الحالية على معايير معينة:

• حجم المحول الضوئي ؛
• مستوى التشمس
• نوع الخلية الضوئية
• المقاومة الكلية للأجهزة المتصلة باللوحة الشمسية.

أنواع مختلفة من الألواح الشمسية

يمكن أن تكون جميع الألواح الشمسية من السيليكون أو الفيلم. الألواح القائمة على السيليكون مقسمة إلى أنواع:

• متعدد البلورات.
• أحادي البلورية.
• عديم الشكل.

الخلية الشمسية متعددة الكريستالات عبارة عن جهاز مربع أزرق غامق. يتخلل سطحه بلورات سيليكون غير متجانسة. بالرغم من كفاءته المنخفضة بنسبة 18٪ ، إلا أن هذا الجهاز لديه القدرة على توليد التيار أثناء الطقس الغائم ، مما يجعله لا غنى عنه في المناطق التي يسود فيها ضوء الشمس المنتشر.

محولات الطاقة الشمسية أحادية البلورية عبارة عن ألواح سوداء بزوايا مشطوفة ، يتم استخدام السيليكون النقي لها. يتم توجيه جميع خلايا الجهاز في اتجاه واحد مما يسمح بالحصول على أقصى كفاءة بنسبة 25٪. عيب هذه البطاريات هو أن جانبها الأمامي يجب أن يواجه الشمس دائمًا. إذا لم يكن لديها وقت للارتفاع ، واختبأ خلف الغيوم وغرق تحت الأفق ، فإن الألواح الشمسية ستنتج تيارًا من الطاقة الضعيفة. إنه أغلى نوع من الأجهزة ، ولكنه أيضًا الأكثر إنتاجية.

تتكون كل بطارية غير متبلورة من عدة طبقات رقيقة من السيليكون ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق رش أصغر جزيئات المادة على الزجاج أو البلاستيك أو رقائق معدنية. تحترق هذه الطبقات بسرعة مما يؤدي بعد ستة أشهر إلى انخفاض كفاءة الجهاز بنسبة 15-20٪. كفاءة هذه المحولات 6٪ فقط. إنها أرخص ويمكن أن تعمل حتى في الطقس الغائم. ومع ذلك ، فإن مدة خدمتهم القصوى هي سنتان.

لا تعتمد بطاريات الأفلام على معدن صلب أو ركيزة زجاجية ، بل تعتمد على فيلم بوليمر. لذلك ، يتم إنتاجها على شكل لفات ، مما يجعل من الممكن نشر البطاريات على مساحات كبيرة. نظرًا لتصميمها ، يمكن تقطيعها إلى قطع بأشكال وأحجام مختلفة ، ويمكن وضع الألواح الشمسية على سطح منزل بمنحنيات ناعمة. فهي مدمجة وخفيفة الوزن. ستكلف اللوحة الملفوفة أقل بكثير من السليكون ، حيث يتم استخدام مادة باهظة الثمن لتصنيعها. ومع ذلك ، فإن هذه النماذج أقل قوة. من الصعب الحصول عليها اليوم لأن الإنتاج يتطور فقط.

جميع الألواح الشمسية ، بغض النظر عن نوع الجهاز ، مزودة بوحدات تحكم تراقب حالة شحن اللوحة. يعيدون توزيع الطاقة المستلمة ، وتوجيهها إلى مصدر الاستهلاك مباشرة أو تخزينها في البطارية.

الألواح الشمسية لمنزل خاص

هذا البديل لإمدادات الكهرباء التقليدية عملي جدا. بالإضافة إلى أن سعر الجهاز يختلف بشكل كبير عن تكلفة الكهرباء.بعد أن صنع بطارية شمسية للمنزل بيديه ، سيتمكن المالك من تحسين استهلاك الطاقة وبالتالي تقليل التكاليف النقدية الخاصة به. يريد الكثير من الناس أن يفهموا مقدمًا كم سيكلف تركيب الألواح الشمسية لمنزل خاص. لهذا ، من الضروري إجراء حسابات أولية تحدد الطاقة المطلوبة للمعدات وشروط تشغيلها.

يجب أن يبدأ المرء بحساب كمية الطاقة المستهلكة ، وهو أمر ضروري لتوفير السكن. عند إنشاء محطة كاملة ، يجدر التركيز على بطاريات تتراوح من 150 إلى 250 وات ؛ ستكون الألواح 50 وات كافية لمنزل ريفي.

الآن يجب عليك حساب الطاقة الإجمالية لجميع الأجهزة الكهربائية ، مع مراعاة وقت التشغيل في اليوم. القيمة الناتجة هي الحد الأدنى من متطلبات الكهرباء لأسرة معينة.

هذه القيمة هي الأساس للتحديد اللاحق لعدد الألواح الشمسية وعدد المعدات المساعدة ، والتي تشمل البطاريات والمحولات وأجهزة التحكم.

نصائح مفيدة! يجدر إضافة 20٪ أخرى إلى إجمالي الطلب على الكهرباء ، والتي يتم إنفاقها في البطاريات نفسها.

أحد الجوانب المهمة هو التشمس ، أي كمية الطاقة الشمسية التي تقع على وحدة واحدة من منطقة اللوحة. هذه القيمة فردية لكل منطقة محددة. يمكنك الحصول عليها في الأدبيات الخاصة أو في مواقع الأرصاد الجوية المتخصصة.

معيار الطاقة مقسوم على قيمة التشمس. يجب تقسيم الرقم الناتج على إجمالي الطاقة لتركيب الطاقة الشمسية. القيمة الناتجة هي عدد البطاريات المطلوبة. من المهم الحصول على أكبر عدد ممكن من اللوحات هنا. في الواقع ، ستكون كمية ضوء الشمس مختلفة في الأشهر المختلفة.

نصائح مفيدة! نظرًا لأن التشمس يتغير باستمرار ، يجب إجراء الحسابات شهريًا.

على سبيل المثال ، إذا كنت بحاجة إلى معرفة عدد الألواح الشمسية اللازمة لمنزل مساحته 100 متر مربع ، حيث ستعمل المحطة على تشغيل مصابيح الإضاءة ، وجهاز كمبيوتر محمول ، وجهاز تلفزيون ، وطبق استقبال القنوات الفضائية فرن المايكرويف وموقد كهربائي ، يجب إجراء جميع الحسابات المذكورة أعلاه. نتيجة لذلك ، ستكون طاقة المحطة الشمسية تقريبًا مساوية لـ 1000 واط ، مما يعني استخدام 4 ألواح شمسية بسعة 250 وات.

يجب أن تكون اللوحة موجودة في الجزء الجنوبي من السطح ، والتي يجب أن تكون في حالة ممتازة وقادرة على تحمل حمولة كبيرة. يجب ألا تكون هناك أشجار أو أشياء أخرى قريبة تخلق الظلال.

يمكن استخدام هذا النظام ليس فقط لإمداد الطاقة. يكتسب التسخين باستخدام الألواح الشمسية لمنزل خاص شعبية كبيرة. يتيح لك ذلك الابتعاد عن الخدمة الباهظة الثمن المرتبطة بإمدادات الغاز المركزية ، والتخلص من الاعتماد على المرافق ، والحصول على الحرارة على مدار العام على مدار العمر الافتراضي لمحطة الطاقة الشمسية.

يُنصح بتثبيت مثل هذا النظام فقط في المناطق التي تشرق فيها الشمس 20 يومًا على الأقل في الشهر. إذا كانت الشمس غير كافية للنظام لتدفئة المنزل بالكامل ، فيمكن استخدامها كمصدر مجاني إضافي. نظام تسخين الألواح الشمسية المختار بشكل صحيح سيدفع عن نفسه في 3-4 سنوات.

الألواح الشمسية للمنزل: آراء المستهلكين

بفضل المراجعات الإيجابية العديدة حول مصدر بديل للكهرباء ، من الممكن تبديد الخرافات التي تزعج الراغبين في التثبيت الألواح الشمسية.

يعتقد الكثير من الناس أن هذه المعدات باهظة الثمن لن تدفع ثمنها طوال فترة التركيب. ومع ذلك ، كما تبين الممارسة ، مع التثبيت الصحيح للألواح الشمسية وفقًا لجميع القواعد ، يمكنك تزويد منزل خاص بالكهرباء لمدة 25 عامًا على الأقل. وتكلفة المعدات ستؤتي ثمارها في 3-4 سنوات.

تشير الأسطورة التالية إلى عدم كفاءة تشغيل الألواح الشمسية في الطقس الغائم أو في الشتاء. ومع ذلك ، تتفق آراء المستهلكين على أن مجمعات الطاقة الشمسية قادرة على إظهار أقصى قدر من النشاط خلال ذروة الشمس في الطقس الصافي. لكن عندما تختبئ الشمس خلف الغيوم ، ستعمل الألواح ، لكن ليس بالكامل. يتوقف التثبيت تمامًا عن العمل في الليل عندما لا يكون هناك ضوء الشمس على الإطلاق.

يجادل معارضو الألواح الشمسية بأن مجمعات الطاقة الشمسية هشة للغاية ولا يمكنها تحمل الأحمال المختلفة التي تسببها الطبيعة. ومع ذلك ، تثبت آراء المستهلكين عكس ذلك: يمكن للوحة الشمسية أن تتحمل حتى البرد الكبير.

مقالات لها صلة:

الألواح الشمسية للمنزل: تكلفة العدة وجدوى التركيب

المتطلبات الفنية لتركيب الألواح الشمسية. ميزات الاختيار والتركيب. مراجعة الشركات المصنعة.

تتعلق الأسطورة التالية بالثلج ، الذي يمكن أن يمنع وصول الضوء إلى النظام. ومع ذلك ، فإن الخطر هنا هو الصقيع الذي سيتشبث به الثلج ويخلق حواجز. لتجنب ذلك ، يمكنك وضع البطاريات عموديًا على المنزل ، ثم يمكنك تجنب الكثير من الضوء المنزلق.

والأسطورة الأخيرة تتعلق بإنتاج الصين للألواح الشمسية. على الرغم من مجموعة المنتجات القوية جدًا ، غالبًا ما تنتج المصانع في الصين سلعًا عالية الجودة. هذا ينطبق بشكل خاص على تصنيع مجمعات الطاقة الشمسية وأنابيب الحرارة ، التي يتركز إنتاجها بنسبة 90 ٪ في الصين. تتمتع هذه المنتجات بخصائص تقنية عالية وهي معتمدة ليس فقط في بلدها ، ولكن أيضًا في ألمانيا.

تثبت العديد من المراجعات الإيجابية على الإنترنت أن مصدرًا بديلاً للكهرباء جيد ليس فقط لمنزل خاص. يستخدم العديد من الأشخاص بنجاح الألواح الشمسية للشقة المثبتة على الشرفة. يمكن تثبيتها مباشرة على الزجاج أو في الإطار الزجاجي ، والذي سيكون بمثابة تلوين.

مجموعات الألواح الشمسية 3 كيلو واط لمنزل صيفي من 60،000 روبل

في البلد ، كقاعدة عامة ، توجد أجهزة كهربائية منخفضة الطاقة ، حيث يلزم عدد محدود من البطاريات وتكرار استخدامها قليلاً. إذا لم يكن هناك مصدر طاقة مركزي في داشا ، فمن المستحسن تركيب مجموعة من الألواح الشمسية التي ستولد الكهرباء مجانًا. ومع ذلك ، من أجل الحصول على مثل هذه المتعة المجانية ، سيتعين عليك في البداية الإنفاق على شراء المواد الضرورية ، والتي لن يتم سداد تكلفتها إلا بعد بضع سنوات.

لإنتاج 1 كيلو واط من الكهرباء ، يلزم وجود مجموعة بسعة تزيد عن 200 واط. وفقًا للعديد من المراجعات ، فإن محطات الطاقة الشمسية لمنزل في منزل ريفي بسعة 800 واط قادرة على توفير مصدر طاقة مستقل كامل لأحد الأشياء. تكلفة مثل هذا النظام ستكلف من 80000 روبل.

تتكون مجموعة قياسية من محطات الطاقة الشمسية للبيوت الصيفية من 200 واط ، وجهاز تحكم شحن 40 أمبير ، وعاكس 3 كيلو واط ، وبطاريتين 200 أمبير وأجزاء مساعدة أخرى.يبدأ سعر هذه المجموعة من 60.000 روبل ، وتبلغ فترة الاسترداد التقريبية 3-5 سنوات. ومع ذلك ، فهذه هي الطريقة الأكثر ربحية لتوليد الكهرباء للمنشآت التي لا تحتوي على مصدر طاقة مركزي. إنه أقل تكلفة من استخدام مولد ديزل.

وفقًا للمالكين ، من الأفضل تجهيز الألواح الشمسية للمنزل في كوخ صيفي بوحدتين أو أربع وحدات بسعة 200 فولت لكل منهما. يعتمد ذلك على عدد مستهلكي الطاقة ومدة استخدامهم وتواترهم. إذا كانت السعة غير كافية ، فيمكن زيادتها بإضافة الألواح الشمسية.

كثير من الناس يشترون مثل هذه المجموعة للقطاع الخاص ، حيث يوجد مصدر طاقة مركزي ، كمصدر إضافي للطاقة. تشير العديد من المراجعات حول الألواح الشمسية للمنزل إلى أنه في هذه الحالة ، يمكنك التوفير بشكل كبير في دفع فواتير الكهرباء.

كيف تصنع الألواح الشمسية بيديك

عندما لا يكون من الممكن شراء محطة طاقة شمسية جاهزة ، يمكنك إنشاؤها بنفسك. يوجد خياران هنا: شراء وحدات جاهزة وتوصيلها ببطارية بعاكس أو لحام اللوحة بنفسك. طريقة التجميع الأولى سريعة ولكنها أكثر تكلفة. الخيار الثاني يتطلب مهارة معينة من المجمع ، الذي يجب أن يكون حذرا للغاية مع الخلايا الضوئية الهشة.

لإنشاء لوحة شمسية لمنزلك بيديك ، تحتاج إلى تحضير مواد معينة.

المكون الرئيسي الأول لإنشاء الألواح الشمسية هو مجموعة من الخلايا الشمسية عالية الجودة. من الممكن اليوم شراء عناصر مصنوعة من السيليكون متعدد البلورات أو أحادي البلورية. الأكثر شيوعًا هي أحدث الخلايا الشمسية ، والتي تعتبر مثالية لإمدادات الطاقة المنزلية.

نصيحة مفيدة! يجب شراء جميع العناصر اللازمة للتجميع من مصنع واحد. نظرًا لأن مواد العلامات التجارية المختلفة تختلف اختلافًا كبيرًا ، مما يعقد تجميع الهيكل بأكمله.

مطلوب مجموعة من الموصلات الخاصة لتوصيل الخلايا الضوئية. لتصنيع علبة بطارية المستقبل مناسبة لزوايا الألومنيوم المقاومة للطقس. يعتمد حجم العلبة على عدد الخلايا الضوئية. من الأفضل استخدام البولي كربونيت الشفاف أو زجاج شبكي كطلاء خارجي للخلايا الضوئية ، مما يمنع تغلغل الأشعة تحت الحمراء. كمواد إضافية ، ستحتاج إلى أجهزة تثبيت ، وأسلاك كهربائية نحاسية ، وثنائيات شوتكي ، وحوامل فراغية من السيليكون ومجموعة من البراغي للمثبتات.

بالإضافة إلى FEP ، تحتاج إلى شراء عاكس 12 فولت 200 فولت لمنزلك ، والذي يحول التيار المستمر إلى التيار المتردد. هناك حاجة إلى زوج من بطاريات الجل أو بطاريات AGM لتخزين الكهرباء واستهلاكها ببطء. عنصر مهم بنفس القدر هو وحدة التحكم المطلوبة لفصل البطارية عن البطارية أثناء شحنها بالكامل وتشغيلها لتلقي جزء جديد من الكهرباء.

يمكنك أيضًا تجميع لوحة شمسية بيديك من الأدوات المتاحة. لهذا الغرض ، الثنائيات أو الرقائق أو الترانزستورات مناسبة. يحدث عمل البطارية الشمسية من الثنائيات نتيجة لجهد يبلغ حوالي 2.5 فولت تحت ضوء الشمس المباشر ، ولكن عندما لا تكفي الشمس ، يبدأ هذا المؤشر في الانخفاض بسرعة ، وتبدأ الثنائيات نفسها في استهلاك الطاقة. استخدام مثل هذه البطارية غير فعال.

جهاز الرقائق أكثر ملاءمة لإنتاج الطاقة الحرارية. أيضا ، الرقائق مادة مثالية للركيزة البلاستيكية. والأكثر كفاءة هي الخلايا الشمسية التي يتم تجميعها من الترانزستورات. كلما زاد عددهم ، زادت قوة الجهاز.يجب قطع الجزء العلوي من كل ترانزستور ، وسكب المسحوق. دبوس الجهاز هو جهات الاتصال. تم تصميم هذه البطارية لتشغيل شحن الهاتف. لأحداث أكثر خطورة ، قدرتها ليست كافية.

الألواح الشمسية للمنزل: تعليمات خطوة بخطوة

بعد تحضير جميع العناصر الضرورية ، يمكنك البدء في تجميع الهيكل الذي يتكون من الخطوات التالية:

1. إنشاء إطار من زوايا الألمنيوم ذات الجوانب المنخفضة والأجهزة ، ويعتمد حجمها على عدد المحولات ومساحتها. هنا ، يجب أن تؤخذ المسافة بين FEP في الاعتبار على الأقل 5 مم.
2. ضع مانع التسرب على الحواف الداخلية للقضبان.
3. ضع ورقة من مادة شفافة على الإطار ، مع التمسك بشدة بخط الغراء.
4. بعد أن يجف مانع التسرب تمامًا ، اربط الإطار والسطح الشفاف بالأجهزة.
5. ضع جميع الخلايا الضوئية للبطارية مع وضع الجانب السلبي لأعلى على سطح مستو.
6. عبر أداة لحام يتم توصيل موصلات من نفس الطول بكل FEP. يتم القيام بذلك بسهولة أكبر عندما تكون الوحدة على الزجاج.
7. جميع العناصر متصلة ببعضها البعض في شكل "ثعبان".
8. يجب أن تكون جهات الاتصال الخارجية ملحومة بالحافلة (موصل فضي عريض).
9. لمنع حدوث انخفاض في جودة الإضاءة في الظلام ، من الضروري إنشاء "نقاط وسط" باستخدام صمامات ثنائية التحويل ، والتي يتم تثبيتها على الطرف الموجب. ثنائيات شوتكي مناسبة لهذا الغرض.
10. ضع الخلايا الكهروضوئية مع الموصلات على سطح شفاف.
11. قم بتشحيم جميع FEPs ، مما يؤدي إلى الأسلاك وتوصيلها بغراء السيليكون.
12. أغلق الهيكل باللوحة الخلفية.
13. قم بتوصيل الألواح الشمسية بالبطارية ووحدة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية والعاكس.

نصيحة مفيدة! لمنع حدوث ماس كهربائي بين الحمولة وخلايا البطارية الفردية ، يجب تركيب الصمامات.

يريد كل صاحب منزل تقريبًا الحصول على كهرباء مجانية. تركيب الألواح الشمسية هو الخيار الأكثر قابلية للتطبيق. باستخدام هذا الجهاز ، يمكنك إنشاء مصدر رئيسي (بدون مصدر طاقة مركزي) ومصدر إضافي للطاقة الكهربائية. النظام صديق للبيئة وموثوق في الاستخدام. العيب الرئيسي هو المعدات باهظة الثمن. ومع ذلك ، فإن تكلفتها ستؤتي ثمارها في غضون 3-5 سنوات.