إفعل بنفسك الألواح الشمسية: امدادات الطاقة بأسعار معقولة

اليوم ، العديد من أصحاب المنازل الريفية يبحثون عن مصادر بديلة للكهرباء. تثبيت الألواح الشمسية تكتسب شعبيتها تدريجيا. ومع ذلك ، لا يستطيع الجميع شراء معدات باهظة الثمن. لذلك ، يتساءل الكثيرون: كيف تجعل الألواح الشمسية تفعل ذلك بنفسك؟ سيتم الكشف عن الإجابة الصحيحة في هذه المقالة.

ما هي البطارية الشمسية؟

الخلية الشمسية هي أداة أشباه الموصلات التي تحول الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية. الهدف الرئيسي من هذا النظام هو إمدادات الطاقة موثوقة واقتصادية ودون انقطاع في المنزل. يجب أن يتم تركيب هذه الأجهزة في المناطق التي يوجد فيها انقطاع في الإمداد من المصدر الرئيسي للكهرباء.

المزايا الرئيسية للبطارية الشمسية هي:

• التثبيت البسيط للجهاز ، والذي لا يتطلب وضع الكبلات للدعامات ؛
• لا يتطلب النظام الكثير من الوقت لصيانتها ؛
• توليد الكهرباء ليس له تأثير ضار على البيئة.
• الهيكل لا يوجد لديه أجزاء متحركة.
• عملية صامتة
• إمدادات الكهرباء لا تعتمد على شبكة التوزيع.
• فترة طويلة من تشغيل النظام بأقل تكلفة.

عيوب الألواح الشمسية:

• عملية تصنيع النظام تستغرق وقتا طويلا جدا ؛
• تشغل الألواح الشمسية الكثير من المساحة ؛
• الجهاز حساس للغاية للتلوث.
• البطارية لا تعمل في الليل.
• تعتمد كفاءة الجهاز على الظروف الجوية ، أي من الأيام المشمسة والغيوم.

يعمل النظام من خلال المحولات الكهروضوئية ، التي ترتبط بتسلسل محدد. ويتكون كل مُنتَج ضوئي من رقاقي سيليكون ، يختلفان في نوع الموصلية. أحدهما مطلى بالفوسفور ، مما ينتج عنه تكوين فائض من الإلكترونات سالبة الشحنة. هناك لوحة أخرى مغطاة بورون ، مما يؤدي إلى تكوين جسيمات ، تسمى “الثقوب” ، والتي تكون غائبة في طبقة الشحنات السالبة.

إن مبدأ تشغيل مصدر الطاقة البديلة الذي لا ينضب هو كما يلي: يسقط ضوء الشمس على اللوحة المشحونة سالباً ، مما يؤدي إلى التشكيل النشط لـ “ثقوب” إضافية وإلكترونات. على اللوحة المغطاة بالفوسفور ، هناك حقل كهربائي ، والذي يظهر اختلافًا في الجهد. تندفع الجزيئات المشحونة إيجابيا إلى الطبقة العليا ، وترسل الجسيمات المشحونة سالبة إلى القاع. يتم إنشاء التوتر المستمر. اتضح أن محول واحد يعمل مثل بطارية. يحدث تيار ثابت في الدائرة عند توصيل حمولة. يتم تغطية كل بطارية مع عروق النحاس رقيقة ، تحويل التيار وتوجيهها إلى الوجهة.

تعتمد قوة التيار على معلمات معينة:

• حجم من photoconverter؛
• مستوى التشوه
• نوع من الضوئية ؛
• أجهزة المعاوقة الإجمالية المتصلة بلوحة الطاقة الشمسية.

يمكن لجميع الألواح الشمسية أن تكون من السيليكون أو الفيلم. يتم تقسيم الألواح ، التي يكون أساسها السيليكون ، إلى أنواع:

• الكريستالات.
• بلور مفرد
• غير متبلور.

البطارية الشمسية الكريستالات هي جهاز مربع باللون الأزرق الغامق. سطحه يحتوي على شوائب من بلورات السليكون غير المتجانسة. على الرغم من انخفاض الكفاءة بنسبة 18 ٪ ، فإن هذا الجهاز لديه القدرة على توليد التيار خلال الطقس الغائم ، مما يجعلها لا غنى عنها في المناطق التي تسود فيها أشعة الشمس المتفرقة.

يتم تمثيل محولات الطاقة الشمسية أحادية البلورة بواسطة لوحات سوداء ذات زوايا مشطوفة يستخدم فيها السيليكون النقي. يتم توجيه جميع خلايا الجهاز في اتجاه واحد ، مما يسمح لك بالحصول على أقصى كفاءة تبلغ 25٪. عيب هذه البطاريات هو أن جانبهم الأمامي يجب أن يكون دائمًا في مواجهة الشمس. إذا لم تتمكن من الصعود ، واختبأت خلف الغيوم وغرقت تحت الأفق ، ستنتج الألواح الشمسية تيار قوة ضعيفة. هذا هو أغلى ، ولكن أيضا توفير أقصى قدر من الأداء ، ونوع الجهاز.

تتكون كل بطارية غير متبلورة من مجموعة من أنحف طبقات السيليكون ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق رش أصغر جزيئات المواد على الزجاج أو البلاستيك أو الرقائق. هذه الطبقات تتلاشى بسرعة ، مما يؤدي في خلال ستة أشهر إلى انخفاض في كفاءة الجهاز بنسبة 15-20 ٪. كفاءة هذه المحولات ليست سوى 6 ٪. هم أرخص وقادرون على العمل حتى في الطقس الغائم. ومع ذلك ، فإن أقصى عمر لها هو 2 سنوات.

أساس بطاريات الفيلم ليس ركيزة صلبة من المعدن أو الزجاج ، ولكن فيلم البوليمر. لذلك ، فهي متوفرة بشكل لفات ، مما يسمح بتوزيع البطارية على مساحات كبيرة. بسبب تصميمها ، يمكن قطعها إلى أجزاء من أشكال وأحجام مختلفة ، ووضع الألواح الشمسية على سطح منزل مع منحنيات ناعمة. فهي مدمجة وخفيفة الوزن. تكلف لوحة المدرفلة أرخص بكثير من السيليكون ، لتصنيع التي تستخدم مواد باهظة الثمن. ومع ذلك ، فهذه النماذج أقل قوة. إن الحصول عليها اليوم أمر صعب للغاية ، حيث أن الإنتاج لا يزال ينمو فقط.

جميع البطاريات الشمسية ، بغض النظر عن نوع الجهاز ، مزودة بأجهزة تحكم تراقب مستوى شحن اللوحة. تقوم بإعادة توزيع الطاقة المستلمة ، وتوجيهها إلى مصدر الاستهلاك مباشرة أو تخزينها في البطارية.

هذا البديل لتزويد الكهرباء التقليدي هو عملي جدا. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف سعر الجهاز اختلافًا كبيرًا عن تكلفة الكهرباء. بعد الحصول على بطارية شمسية للمنزل بيديه ، سيتمكن المالك من تحسين استهلاك الطاقة وبالتالي تقليل تكاليفه المالية الخاصة. كثير من الناس يريدون معرفة مقدما كم ستكون تكلفة تركيب الألواح الشمسية لمنزل خاص. للقيام بذلك ، من الضروري إجراء الحسابات الأولية ، حيث يتم تحديد قوة المعدات اللازمة وظروف تشغيلها.

يجب أن نبدأ بحساب كمية الطاقة المستهلكة ، وهي ضرورية للسكن. إنشاء محطة كاملة ، يجب أن تركز على البطاريات في 150-250 W ، لمنزل ريفي سيكون هناك لوحات كافية في 50 W.

الآن من الضروري حساب القوة الكلية لجميع الأجهزة الكهربائية ، مع الأخذ في الاعتبار وقت العمل في اليوم الواحد. القيمة الناتجة هي الحد الأدنى من الطلب على الكهرباء لهذه الأسرة.

هذه القيمة هي أساس التحديد اللاحق لعدد الألواح الشمسية وعدد المعدات الإضافية ، والتي تشمل البطاريات ، العاكسات وأجهزة التحكم.

نصيحة جيدة! إلى إجمالي الطلب على الكهرباء هو إضافة 20 ٪ أخرى ، والتي تنفق في البطاريات نفسها.

أحد الجوانب الهامة هو العزل ، بمعنى كمية الطاقة الشمسية التي تقع على منطقة وحدة منفصلة من الألواح. هذه القيمة فردية لكل منطقة محددة. يمكنك الحصول عليه في الأدبيات الخاصة أو في مواقع الأرصاد الجوية المتخصصة.

ينقسم معدل الطاقة من قيمة التشمس. يجب أن يقسم الرقم الناتج من الطاقة الكلية للتركيب الشمسي. القيمة الناتجة هي عدد البطاريات المطلوبة. من المهم الحصول على الحد الأقصى لعدد اللوحات. في الواقع ، في الأشهر المختلفة سيكون مقدار ضوء الشمس مختلفًا.

نصيحة جيدة! بما أن التشوه يتغير باستمرار ، ينبغي إجراء الحسابات شهريًا.

على سبيل المثال ، إذا كنت بحاجة إلى معرفة كمية الألواح الشمسية التي تحتاجها لمنزل مساحته 100 متر مربع ، حيث ستقوم المحطة بتشغيل مصابيح الإضاءة ، وجهاز كمبيوتر محمول ، وجهاز تلفزيون ، وطبق الأقمار الصناعية ، وفرن ميكروويف ، وموقد كهربائي ، يجب إجراء جميع الحسابات المذكورة أعلاه. ونتيجة لذلك ، ستكون طاقة المحطة الشمسية مساوية تقريباً لـ 1000 واط ، مما يعني استخدام 4 ألواح شمسية بقدرة 250 وات لكل منها.

يجب وضع اللوحة على الجزء الجنوبي من السقف ، والتي يجب أن تكون في حالة ممتازة وقادرة على تحمل حمولة كبيرة. يجب ألا يكون هناك أي شجرة قريبة أو كائنات أخرى تخلق الظل.

يمكن استخدام هذا النظام ليس فقط لإمدادات الطاقة. اكتسبت شعبية أكبر من التدفئة الشمسية لمنزل خاص. هذا يسمح لك بالابتعاد عن الخدمات الباهظة المرتبطة بإمداد الغاز المركزي ، والتخلص من الاعتماد على المرافق ، والحصول على الحرارة على مدار العام طوال العمر الطويل لمحطة الطاقة الشمسية.

ينصح بتركيب مثل هذا النظام فقط لتلك المناطق حيث تشرق الشمس 20 يومًا على الأقل في الشهر. إذا لم تكن الشمس كافية لأن يوفر النظام تدفئة كاملة للمنزل ، فيمكن استخدامه كمصدر مجاني إضافي. نظام الدفع المحدد من الألواح الشمسية لتدفئة المنزل سيدفع لنفسه في 3-4 سنوات.

بفضل العديد من المراجعات الإيجابية حول المصدر البديل للكهرباء ، يمكن تبديد الأساطير التي تزعج المتقدمين المحتملين لتركيب الألواح الشمسية.

كثير من الناس يعتقدون أن هذه المعدات باهظة الثمن لا تدفع عن نفسها خلال كامل مدة خدمة التثبيت. ومع ذلك ، كما تظهر الممارسة ، مع التركيب الصحيح للألواح الشمسية وفقا لجميع القواعد ، يمكنك توفير منزل خاص بالكهرباء لمدة 25 سنة على الأقل. وتكلفة المعدات سوف تؤتي ثمارها في 3-4 سنوات.

تشير الأسطورة التالية إلى عدم كفاءة تشغيل الخلايا الشمسية في الطقس الغائم أو في فترة الشتاء. ومع ذلك ، فإن آراء المستهلكين تتلاقى مع حقيقة أن جامعي الطاقة الشمسية قادرون على عرض أقصى قدر من النشاط أثناء إقامة الشمس في أوج الطقس الخالي من الغيوم. ولكن عندما تختفي الشمس خلف السحب ، ستعمل الألواح ، ولكن ليس بالكامل. يتوقف التثبيت تمامًا عن العمل ليلاً عندما يكون ضوء الشمس غائباً تمامًا.

يدعي معارضو الألواح الشمسية أن هواة جمع الطاقة الشمسية هشة إلى حد ما وغير قادرين على تحمل الضغوط المختلفة التي تسببها الطبيعة. ومع ذلك ، تثبت تقييمات المستهلكين عكس ذلك: إن الألواح الشمسية قادرة على تحمل البرد الكبير.

1. إنشاء إطار من زوايا الألمنيوم ذات جوانب وأجزاء منخفضة ، يعتمد حجمها على عدد المحولات ومنطقتها. هنا من الضروري أن تأخذ في الاعتبار المسافة بين الخلايا الكهروضوئية لا يقل عن 5 ملم.
2. تطبيق تسرب على الحواف الداخلية للقضبان.
3. وضع ورقة من مادة شفافة على الإطار ، التمسك بإحكام إلى كفاف الغراء.
4. بعد الانتهاء التام من مانع التسرب ، قم بتثبيت الإطار والسطح الشفاف بمساعدة الأجهزة.
5. وضع على سطح مستوي جميع الخلايا الضوئية من الجانب “السلبية” البطارية تصل.
6. بمساعدة أداة لحام ، ترتبط الموصلات من نفس الطول بكل FEP. هو الأكثر ملاءمة لإنتاج عندما تقع الوحدة على الزجاج.
7. جميع العناصر مترابطة باستمرار في شكل “ثعبان”.
8. يجب ملحومة الاتصالات المتطرفة إلى الحافلة (موصل الفضة على نطاق واسع).
9. لمنع حدوث انخفاض في جودة الإضاءة في الظلام ، من الضروري إنشاء “نقاط متوسطة” بمساعدة صمامات التحويلة ، التي يتم تثبيتها على الطرف الموجب. لهذا يناسب الثنائيات شوتكي.
10. تكمن على الخلايا الضوئية الطائرة شفافة مع الموصلات.
11. تزييت جميع FEP والإخراج وتوصيل الأسلاك مع الغراء السيليكون.
12. إغلاق تصميم اللوحة الخلفية.
13. قم بتوصيل الألواح الشمسية بالبطارية ووحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية والعاكس.

نصيحة جيدة! لتجنب حدوث ماس كهربائي بين الحمولة والعناصر الفردية للبطارية ، من الضروري تثبيت الصمامات.

عمليا كل منزل حرص على الحصول على الكهرباء مجانا. تركيب الألواح الشمسية هو الخيار الأكثر قبولا. مع هذا الجهاز يمكنك إنشاء رئيسي (بدون مصدر طاقة مركزي) ومصدر إضافي للطاقة الكهربائية. النظام صديق للبيئة ويمكن الاعتماد عليه للاستخدام. العيب الرئيسي هو معدات باهظة الثمن. ومع ذلك ، فإن تكلفتها تؤتي ثمارها في 3-5 سنوات.