كيف تصنع بطارية شمسية بنفسك: تعليمات خطوة بخطوة

بطارية شمسية DIY من وسائل ومواد مرتجلة في المنزل

على الرغم من حقيقة أننا نعيش في عالم حديث وسريع التطور ، إلا أن شراء وتركيب الألواح الشمسية لا يزال يمثل الكثير من الأثرياء. تتراوح تكلفة اللوحة الواحدة ، التي ستنتج 100 واط فقط ، من 6 إلى 8 آلاف روبل.هذا لا يشمل حقيقة أنه سيكون من الضروري شراء المكثفات والبطاريات ووحدة التحكم في الشحن وعاكس الشبكة والمحول وأشياء أخرى بشكل منفصل. ولكن إذا لم يكن لديك الكثير من الأموال ، ولكنك تريد التحول إلى مصدر طاقة صديق للبيئة ، فلدينا شيئًا لك. بشرى سارة - لوحة شمسية يمكن جمعها في المنزل. وإذا اتبعت جميع التوصيات ، فلن تكون كفاءتها أسوأ من النسخة المجمعة تجاريًا. في هذا الجزء ، سنلقي نظرة على التجميع خطوة بخطوة

سنهتم أيضًا بالمواد التي يمكن من خلالها تجميع الألواح الشمسية.

من الثنائيات

هذه واحدة من أكثر المواد المتعلقة بالميزانية. إذا كنت ستصنع بطارية شمسية لمنزلك من الثنائيات ، فتذكر أنه بمساعدة هذه المكونات ، يتم تجميع الألواح الشمسية الصغيرة فقط التي يمكنها تشغيل أي أدوات صغيرة. هي الأنسب الثنائيات D223B. هذه ثنائيات على الطراز السوفيتي ، وهي جيدة لأنها تحتوي على علبة زجاجية ، نظرًا لحجمها ، فهي تتميز بكثافة تركيب عالية ولها سعر جيد.

ثم نقوم بإعداد السطح لوضع الثنائيات في المستقبل. يمكن أن يكون لوح خشبي أو أي سطح آخر. مطلوب عمل ثقوب فيه في كامل مساحته ، بين الثقوب يجب مراقبة مسافة 2-4 مم.

بعد أن نأخذ الثنائيات الخاصة بنا وندخلها بذيول من الألومنيوم في هذه الثقوب. بعد ذلك ، يجب ثني الأطراف فيما يتعلق ببعضها البعض ولحامها بحيث عندما تتلقى الطاقة الشمسية ، فإنها توزع الكهرباء في "نظام" واحد.

لدينا الخلايا الشمسية الصمام الثنائي الزجاج البدائي جاهزة.عند الإخراج ، يمكن أن يوفر طاقة لبضع فولت ، وهو مؤشر جيد لتجميع الحرف اليدوية.

من الترانزستورات

سيكون هذا الخيار بالفعل أكثر خطورة من الصمام الثنائي ، لكنه لا يزال مثالًا على التجميع اليدوي القاسي.

من أجل صنع بطارية شمسية من الترانزستورات ، ستحتاج أولاً إلى الترانزستورات نفسها. لحسن الحظ ، يمكن شراؤها في أي سوق تقريبًا أو في متاجر الإلكترونيات.

بعد الشراء ، سوف تحتاج إلى قطع غطاء الترانزستور. تحت الغطاء يخفي العنصر الأكثر أهمية وضرورًا بالنسبة لنا - بلورة أشباه الموصلات.

بعد ذلك ، نقوم بإعداد إطار بطاريتنا الشمسية. يمكنك استخدام كل من الخشب والبلاستيك. سيكون البلاستيك بالتأكيد أفضل. نحفر فيه ثقوبًا لمخرجات الترانزستورات.

ثم نقوم بإدخالها في الإطار ولحامها فيما بينها ، مع مراعاة معايير "المدخلات والمخرجات".

عند الإخراج ، يمكن أن توفر مثل هذه البطارية طاقة كافية للقيام بالعمل ، على سبيل المثال ، آلة حاسبة أو مصباح صغير ثنائي الصمامات. مرة أخرى ، يتم تجميع مثل هذه الألواح الشمسية من أجل المتعة فقط ولا تمثل عنصر "مصدر طاقة" جاد.

من علب الألمنيوم

هذا الخيار بالفعل أكثر جدية من الخيارين الأولين. هذه أيضًا طريقة رخيصة وفعالة للغاية للحصول على الطاقة. الشيء الوحيد هو أنه عند الإخراج سيكون أكثر بكثير مما هو عليه في متغيرات الثنائيات والترانزستورات ، ولن يكون كهربائيًا ، بل حراريًا. كل ما تحتاجه هو عدد كبير من علب الألمنيوم وعلبة. الجسم الخشبي يعمل بشكل جيد. في هذه الحالة ، يجب تغطية الجزء الأمامي بزجاج شبكي. بدونها ، لن تعمل البطارية بشكل فعال.

ثم ، باستخدام الأدوات ، يتم عمل ثلاثة ثقوب في قاع كل وعاء.في الجزء العلوي ، يتم إجراء قطع على شكل نجمة. يتم ثني الأطراف الحرة للخارج ، وهو أمر ضروري من أجل حدوث اضطراب في الهواء الساخن.

بعد هذه التلاعبات ، يتم طي البنوك في خطوط طولية (أنابيب) في جسم بطاريتنا.

ثم توضع طبقة عازلة (صوف معدني) بين الأنابيب والجدران / الجدار الخلفي. ثم يتم إغلاق المجمع ببولي كربونات خلوية شفافة.

ما هي الخلايا الكهروضوئية الأنسب للوحة الشمسية وأين يمكنني العثور عليها

ستكون الألواح الشمسية محلية الصنع دائمًا خطوة واحدة وراء نظيراتها في المصنع ، ولأسباب عديدة. أولاً ، يختار المصنعون المشهورون الخلايا الضوئية بعناية ، ويزيلون 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 لأشرطة التوصيل المتصلة ، ودراسة طرق تقليل معدل تدهور الخلايا الضوئية ، وما إلى ذلك. من المستحيل حل مثل هذه المشاكل بدون مختبر مجهز والمؤهلات المناسبة.

منخفضة التكلفة محلية الصنع تسمح لك الألواح الشمسية ببناء التثبيت، مما يتيح لك التخلي تمامًا عن خدمات شركات الطاقة

ومع ذلك ، فإن الألواح الشمسية التي تعمل بنفسك تظهر نتائج أداء جيدة وليست بعيدة عن نظيراتها الصناعية. أما بالنسبة للسعر ، فقد حققنا هنا مكسبًا يزيد 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 ، وتختفي 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 دون المستوى المناسب مناسبة للتشغيل في التقنيات - بالإضافة إلى الأجهزة عالية الجودة ، ويمكن شراؤها في أرضيات التجارة الخارجية

فيما يتعلق بمسألة مكان الحصول على خلايا شمسية رخيصة الثمن ، يمكن العثور عليها في منصات التجارة الأجنبية مثل Taobao و Ebay و Aliexpress و Amazon وما إلى ذلك. أطقم جاهزة لتجميع الألواح الشمسية أي طاقة.

هل من الممكن استبدال الألواح الكهروضوئية بشيء آخر

من النادر ألا يكون لدى سيد المنزل صندوق عزيز به مكونات راديو قديمة. لكن الثنائيات والترانزستورات من المستقبلات وأجهزة التلفاز القديمة لا تزال هي نفسها أشباه الموصلات مع تقاطعات p-n ، والتي ، عند إضاءتها بواسطة ضوء الشمس ، تولد التيار. بالاستفادة من هذه الخصائص وربط 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 شراء الخلايا الشمسية.

عمل مستقل

كيف تصنع بطارية شمسية

أريد أن أقول على الفور - لا آمل حقًا أن تتمكن من بناء جهاز بنفسك يغطي جميع نفقات المنزل بالكامل ويزود المبنى بالكهرباء بجهد 220 فولت. ستكون أبعاد مثل هذا التثبيت ضخمة ، لأن أحد الألواح يولد تيارًا كهربائيًا بجهد 0.5 فولت فقط. الأمثل للمنتجات محلية الصنع هو الجهد الاسمي البالغ 18 فولت. سنركز على هذا المؤشر عند حساب العدد المطلوب من الخلايا الضوئية للبطارية.

من أجل تثبيت أفضل ، نضع الجوانب على الغراء ونفكها بمسامير. لتسهيل لحام الكتل ، نقسم الصندوق إلى جزأين باستخدام شريط مثبت في وسط الصندوق.

ما الذي يجب مراعاته عند اختيار الخلايا الضوئية؟

لتصنيع هذه الخلايا الشمسية ، هناك نوعان من الخلايا الشمسية - من السيليكون متعدد الكريستالات و monocrystalline. ومع ذلك ، عند تجميعها في المنزل بيديك ، عليك أن تعرف أن كفاءة التصميم الأول أعلى من الثانية - 17.5٪ مقابل 15٪.

سيسمح لك ذلك بفهم المقدار الذي تحتاجه لشراء الخلايا الشمسية ومقدار المساحة التي تحتاجها لتركيب البطاريات. تعتبر زاوية ميل اللوحة مهمة أيضًا ، والتي يجب أن تكون موجودة في الجانب الأكثر إشراقًا من المنزل.

من المهم أن يتم تغيير زاوية الميل بحيث يتم استخدام الألواح المرتجلة بكفاءة أكبر.

يتم توصيل الخلايا الضوئية باستخدام موصلات ملحومة بها على التوالي وعلى التوازي ، مما يزيد من الجهد والتيار ، ويسمح لك أيضًا بالحصول على الطاقة حتى في حالة تلف أحد عناصرها.

في الألواح الشمسية ، بالإضافة إلى الموصلات ، هناك أشباه موصلات تحميها من ارتفاع درجة الحرارة - الثنائيات. في الواقع ، في الظلام ، يمتص التصميم بنشاط الطاقة المتراكمة بسبب البطارية ، وهي بطارية الرصاص التقليدية.

الطاقة الشمسية لفائدة الناس

تتجرأ ناقلات الطاقة الهيدروكربونية على النفاد ، ولا يحدث استخدامها دائمًا في العمليات التكنولوجية النظيفة. لذلك ، نلاحظ تلوثًا مستمرًا للبيئة التي يعيش فيها الناس.

إن استخدام مصادر بديلة للطاقة الكهربائية سيوفر البيئة للأجيال القادمة. لاستخدام الطاقة الشمسية عدد من المزايا:

• إمكانات لا تنضب. النجم قادر على تلبية احتياجات أي شخص بأي كمية من الطاقة النظيفة التي يحتاجها ؛
• طاقة الصمت.يتم تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية في صمت تام. هذا عامل مهم يميز هذه العملية عن الطرق الأخرى للحصول على الطاقة الكهربائية ؛
• ضوء مجاني. تتغلغل أشعة الشمس في كل مكان وتقوم بتدفئة كل ساكن بالمجان. بمجرد استثمار الأموال في شراء الألواح الشمسية ، يمكن أن يضمن المالك تشغيل الوحدة لمدة عشرين عامًا.

لماذا يبدأ الناس في التفكير في الطاقة البديلة؟

لأنهم يريدون الحصول على مصدر احتياطي لإمدادات الطاقة.

قبل أن تبدأ في بناء بطارية شمسية بيديك في المنزل ، عليك أن تحدد بوضوح ما يتم إنجاز العمل من أجله. إذا تم ذلك من أجل توفير المال ، فأنت بحاجة إلى أن تفهم أن مردود بناء افعل ذلك بنفسك من وسائل مرتجلة يعتمد على تكلفة المواد المستخدمة. من ناحية أخرى ، يؤدي التوفير في المواد الاستهلاكية إلى تقليل عمر الخدمة. لذا ، أنت بحاجة إلى البحث عن "الوسط الذهبي".

في الخيار الأكثر ميزانية ، سوف تحتاج إلى:

• زاوية من الألومنيوم
• زجاج؛
• الكهروضوئية والموصلات.
• الثنائيات ومواد الإطار.
• مانع التسرب؛
• المقياس المتعدد؛
• لحام حديد؛
• القصدير.
• تدفق؛
• اطارات لحام
• مانع التسرب
• مسامير.
• الطلاء والجديل لعزل الكابلات.

جهاز

في الصميم أجهزة البطاريات الشمسية تكمن ظاهرة التأثير الكهروضوئي ، التي اكتشفها أ. أينشتاين في القرن العشرين. اتضح أنه في بعض المواد ، تحت تأثير أشعة الشمس أو غيرها من المواد ، يتم فصل الجسيمات المشحونة. أدى هذا الاكتشاف في عام 1953 إلى إنشاء أول وحدة شمسية.

المواد المستخدمة في تصنيع العناصر عبارة عن أشباه موصلات - ألواح مدمجة من مادتين ذات موصلية مختلفة.في أغلب الأحيان ، يتم استخدام السيليكون متعدد البلورات أو أحادي البلورية مع إضافات مختلفة لتصنيعها.

تحت تأثير ضوء الشمس ، تظهر فائض من الإلكترونات في طبقة واحدة ، ونقصها في الأخرى. تدخل الإلكترونات "الإضافية" إلى المنطقة مع نقصها ، وتسمى هذه العملية انتقال p-n.

تتكون الخلية الشمسية من طبقتين من أشباه الموصلات ذات موصلية مختلفة

بين المواد التي تشكل فائضًا ونقصًا في الإلكترونات ، توضع طبقة حاجزة تمنع الانتقال. يعد ذلك ضروريًا حتى لا يحدث التيار إلا عندما يكون هناك مصدر لاستهلاك الطاقة.

تضرب فوتونات الضوء على السطح الإلكترونات وتزودها بالطاقة اللازمة للتغلب على الطبقة الحاجزة. تمر الإلكترونات السالبة من الموصل p إلى الموصل n ، وتشكل الإلكترونات الموجبة المسار المعاكس.

بسبب الموصلية المختلفة لمواد أشباه الموصلات ، من الممكن إنشاء حركة موجهة للإلكترونات. وهكذا ، يتم توليد تيار كهربائي.

العناصر متصلة في سلسلة مع بعضها البعض ، وتشكل لوحة من مساحة أكبر أو أصغر ، والتي تسمى بطارية. يمكن توصيل هذه البطاريات مباشرة بمصدر الاستهلاك. ولكن نظرًا لأن النشاط الشمسي يتغير أثناء النهار ، ويتوقف تمامًا في الليل ، يتم استخدام البطاريات التي تتراكم الطاقة أثناء غياب ضوء الشمس.

عنصر ضروري في هذه الحالة هو وحدة التحكم. إنه يعمل على التحكم في شحن البطارية وإيقاف تشغيل البطارية عند الشحن الكامل.

التيار المتولد من البطارية الشمسية ثابت ، ولاستخدامه يجب تحويله إلى تيار متردد. هذا ما هو العاكس.

نظرًا لأن جميع الأجهزة الكهربائية التي تستهلك الطاقة مصممة لجهد معين ، يلزم وجود عامل استقرار في النظام لتوفير القيم المطلوبة.

يتم تثبيت أجهزة إضافية بين الوحدة الشمسية والمستهلك

فقط في حالة وجود كل هذه المكونات ، يمكن الحصول على نظام وظيفي يوفر الطاقة للمستهلكين ولا يهدد بتعطيلها.

تصميم النظام واختيار الموقع

يتضمن تصميم النظام الشمسي حسابات الحجم المطلوب للوحة الشمسية. كما ذكرنا سابقًا ، عادةً ما يكون حجم البطارية محدودًا بالخلايا الكهروضوئية باهظة الثمن.

يجب تركيب الخلية الشمسية بزاوية معينة ، مما يضمن أقصى تعرض لرقائق السيليكون لأشعة الشمس. الخيار الأفضل هو البطاريات التي يمكنها تغيير زاوية الميل.

يمكن أن يكون مكان تركيب الألواح الشمسية هو الأكثر تنوعًا: على الأرض ، في مائلة أو مسطحة سقف المنزل على أسطح غرف المرافق.

الشرط الوحيد هو أن البطارية يجب أن توضع على الجانب المشمس من الموقع أو المنزل ، وليس مظللًا بتاج الأشجار العالي. في هذه الحالة ، يجب حساب زاوية الميل المثلى بالصيغة أو باستخدام آلة حاسبة متخصصة.

تعتمد زاوية الميل على موقع المنزل والموسم والمناخ. من المرغوب فيه أن يكون للبطارية القدرة على تغيير زاوية الميل بعد التغيرات الموسمية في ارتفاع الشمس ، لأن. تعمل بشكل أكثر فاعلية عندما تسقط أشعة الشمس بشكل عمودي تمامًا على السطح.

بالنسبة للجزء الأوروبي من بلدان رابطة الدول المستقلة ، فإن زاوية الميل الثابت الموصى بها هي 50-60 درجة.إذا كان التصميم يوفر جهازًا لتغيير زاوية الميل ، فمن الأفضل في الشتاء وضع البطاريات عند 70 درجة في الأفق ، في الصيف بزاوية 30 درجة.

تظهر الحسابات أن مترًا مربعًا واحدًا من النظام الشمسي يجعل من الممكن الحصول على 120 واط. لذلك ، من خلال الحسابات ، يمكن إثبات أنه من أجل تزويد الأسرة المتوسطة بالكهرباء بمقدار 300 كيلوواط شهريًا ، يلزم وجود نظام شمسي لا يقل عن 20 مترًا مربعًا.

سيكون من الصعب تثبيت مثل هذا النظام الشمسي على الفور. ولكن حتى تركيب بطارية طولها 5 أمتار سيساعد في توفير الطاقة وتقديم مساهمة متواضعة في بيئة كوكبنا. نوصيك أيضًا بالتعرف على مبدأ حساب العدد المطلوب من الألواح الشمسية.

يمكن استخدام البطارية الشمسية كمصدر احتياطي للطاقة في حالة الإغلاق المتكرر لمصدر الطاقة المركزي. للتبديل التلقائي ، من الضروري توفير نظام إمداد طاقة غير متقطع.

مثل هذا النظام مناسب لأنه عند استخدام مصدر تقليدي للكهرباء ، يتم شحن مجمع النظام الشمسي في وقت واحد. الأجهزة التي تخدم البطارية الشمسية موجودة داخل المنزل ، لذا من الضروري توفير غرفة خاصة لها.

عند وضع البطاريات على سطح مائل من المنزل ، لا تنسى زاوية اللوحة ، فهي مثالية عندما تحتوي البطارية على جهاز لتغيير زاوية الموسم.

تركيب وتوصيل البطارية الشمسية للمستهلكين

لعدد من الأسباب لوحة شمسية محلية الصنع هو جهاز هش إلى حد ما ، لذلك يتطلب ترتيب إطار دعم موثوق.سيكون الخيار المثالي هو التصميم الذي يسمح لك بتوجيه مصدر الكهرباء المجانية في كلتا الطائرتين ، لكن تعقيد مثل هذا النظام غالبًا ما يكون حجة قوية لصالح نظام بسيط مائل. إنه إطار متحرك يمكن ضبطه بأي زاوية على النجم. ويرد أدناه أحد خيارات الإطار الذي سقط من قضيب خشبي. يمكنك استخدام الزوايا المعدنية والأنابيب والإطارات وما إلى ذلك لتصنيعها - 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 من نفس المنافذ التي تُباع فيها الخلايا الكهروضوئية. بالنسبة لإمدادات الطاقة للمستهلكين المنزليين ، سيتطلب ذلك تحويل الجهد المنخفض إلى 220 فولت. وهناك جهاز آخر ، العاكس ، يتكيف 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

كل شيء عن تجميع الخلايا الشمسية

عند الانتهاء من الإطار ، ابدأ في تجميع الخلايا الضوئية.بالنسبة للمبتدئين ، يُنصح بالبدء بإنشاء بطارية صغيرة ، وترك بعض اللوحات للاستبدال في حالة حدوث تلف. أثناء اللحام. تتكون هذه الأجزاء من 4 صفوف (12 عنصرًا لكل منها).

يجب أن تكون الطاقة الإجمالية القصوى حوالي 85 واط:

• إذا تم استخدام العديد من الخلايا للبطارية ، فيجب فرزها في البداية حسب عدد الفولتات المنتجة. خلاف ذلك ، سيكون العنصر الذي يحتوي على أقل فولت هو المقاومة ؛
• يتم وضع العناصر على الإطار مع الجانب الخلفي ، أي أسفل السطح الأمامي. بعد ذلك ، قم بإعداد مكواة لحام ، وتدفق ، وكحول ، ومسحات قطنية ؛
• ثم انتقل إلى اللحام. تتم عملية اللحام بعناية ، حيث يمكن أن تتلف العناصر بقوة كبيرة. يتم وضع موصلات التوصيل لعنصر واحد بطريقة تعبر فيها نقاط اللحام على الجانب الخلفي للعنصر الآخر ؛
• في المرحلة التالية ، يتحولون إلى لحام إطار بطول 2 ميليمتر بالخلايا الشمسية - العملية بسيطة ، لكنها روتينية تمامًا. يتم تحديد حجم الإطار بناءً على عرض العنصرين والمسافة بينهما (0.5-1 سم). يتم قياس جميع الإطارات الأخرى وفقًا لطول الأول.
• الآن ، بعد ترطيب قطعة قطن في الكحول ، قم بتقليل الأماكن التي سيتم فيها لحام الإطار. ثم يتم رسم هذه الأماكن بقلم رصاص ، وهو أمر غير مطلوب لإطار معبأ بالفعل. ثم يتم لحام الإطار بعناية بمكواة لحام. ليست هناك حاجة لإضافة جندى - يوجد ما يكفي من اللحام في الحافلة من أجل لحام عالي الجودة.
• الشيء الرئيسي هو أنه لا توجد نتوءات يمكن أن تؤدي ، عند وضعها على الزجاج ، إلى إتلاف العناصر. يتم مسح نقاط اللحام مرة أخرى بقطعة قطن مبللة بالكحول لإزالة بقايا اللحام. وبالتالي ، يتم لحام جميع العناصر ؛
• عندما يتم لحام جميع الإطارات ، نقوم بلحام الجانب الخلفي من الألواح: تقليل مكان اللحام المستقبلي ، وتطبيق التدفق ، واللحام ، وإزالة بقايا اللحام. لكي يكون الاتصال تسلسليًا ، يجب أن يخرج الناقل الأول (على العنصر الأول من الشريط الأول) من تحته ، في الثاني - في الأعلى ، في الثالث - يخرج مرة أخرى من الأسفل ، إلخ ؛
• عندما يتم لحام جميع العناصر (مجمعة في أشرطة) ، فإنها تشرع في إزالة الشحوم من الزجاج ، والتي توضع عليها بعد ذلك ، دون أن تنسى ترك مسافة 0.5 إلى 1 سم بين الصفوف ؛
• عندما يتم لحام جميع الخلايا الكهروضوئية ، يحين دور لصقها بالإطار ، حيث يتم وضع قطرة من مادة السيليكون المانعة للتسرب على الجانب العكسي لكل عنصر ، مما يضمن لصقًا موثوقًا به. بعد إرفاق العناصر بالزجاج ، يقومون بفحص التيار وكذلك الألواح المحمومة. إذا كان هناك أي منها ، فمن الأفضل استبدالها ؛
• بعد الانتهاء من العمل ، من الضروري لفهم بلف لكابل مصنوع من النحاس ، والذي سيربطهم معًا. يمكنك لصقها بنفس مانع التسرب ؛
• يبقى قليلاً قبل نهاية العمل - لإغلاق العناصر التي يتم تغطيتها بالسيليكون. يكفي علبتان كل منهما 300 مليلتر. تكمن الصعوبة بالنسبة للكثيرين في توزيعها المنتظم ، لأن السيليكون سميك جدًا. بعد التطبيق ، يجب أن يمر 8 ساعات على الأقل ؛
• يوصى باختبار الألواح الشمسية قبل الختم للتأكد من أن اللحام عالي الجودة. إذا سمحت الإمكانات المالية ، يمكن استخدام المركبات بدلاً من المواد المانعة للتسرب الرخيصة. أولاً ، إصلاح النظام على طول الحواف ، ثم في المنتصف. املأ الفراغ بين "شرائط" الخلايا الضوئية. إضافة ورنيش الأكريليك إلى مانع التسرب ، قم بتغطية الجانب الخلفي بالمزيج.
• فيلم 751 ، المخصص لتطبيقات الإلتصاق بآلات الإعلان ، مناسب أيضًا). من الضروري وضع الفيلم بالتساوي ، لأن. لا شيء يمكن تغييره لاحقًا. إذا لم يكن مستويًا ، فلا ينبغي أن يتمزق الفيلم ، لأن. الخلايا الضوئية مكسورة. بحذر شديد ، قم بإزالة الطبقة تدريجياً من الفيلم ، يتم تقويمها من الوسط إلى الحواف ، مع الضغط قليلاً ؛
• يتم توصيل الألواح بالإطار بمسامير مثبتة على القضبان.

سيكون مثل هذا التصميم في الطقس المشمس قادرًا على إنتاج 70-85 واط في الساعة.

حشوة بالسيليكون

يمكن اعتبار هذا منتهي التجمع في المنزل البطاريات الشمسية. مع ظهوره في المنزل تحصل على طاقة صديقة للبيئة مما يقلل من استهلاك الطاقة من المصادر التقليدية التي لها تأثير سلبي على البيئة وضارة بالصحة.

فيديو: كيف تصنع لوحة شمسية في المنزل

كيفية استخدام احباط

يمكن أيضًا استخدام الرقائق المعدنية لإنشاء مصدر طاقة ، ومع ذلك ، فإنها ستوفر القليل من الطاقة. ورق قصدير عادي ، مقاس 45 سم مربع ، مناسب لغسله بالماء والصابون لإزالة أي شحوم. هنا دليل خطوة بخطوة:

1. باستخدام الجلد نزيل أي نوع من التآكل.
2. نضع ورقة من الرقائق المعدنية على موقد كهربائي بقوة 1.1 كيلو وات وتسخينه حتى تظهر عليها بقع برتقالية حمراء. إذا تم تسخينها أكثر ، ستتحول البقع إلى اللون الأسود ، مما يشير إلى تكوين أكسيد النحاس.
3. نستمر في التسخين لمدة 30 دقيقة أخرى حتى يصبح فيلم الأكسيد بالسمك المطلوب. أطفئ الموقد ودع الصفيحة تبرد. يبرد ببطء ، يبدأ الأكسيد في التحرك بعيدًا. تحت الماء الجاري ، نزيل الأكسيد المتبقي دون ثني أو إتلاف الصفيحة وطبقة رقيقة من الأكسيد.
4. مرة أخرى ، قم بقص نفس القطعة من الرقائق - بحجم الأول.
5. نأخذ زجاجة بلاستيكية ونقطع العنق ونضع كلتا القطعتين هناك ونثبتهما بالمشابك. يجب أن يتم وضعها بحيث لا يتم الاتصال. إلى القطعة التي قمنا بتسخينها ، نرسم طرفًا سالبًا ، والجزء الثاني - طرفًا موجبًا.

صب المحلول الملحي في الزجاجة بحيث يبقى حوالي 2.5 سم على حافة الأقطاب الكهربائية.

مخطط لوحة للطاقة الشمسية احباط

بطارية العطاء جاهزة.

بالطبع ، لا يكفي مثل هذا الجهاز محلي الصنع لتوفير منزل ، ولكن يمكن استخدامه لإعادة شحن الأجهزة الكهربائية الصغيرة أو كمصدر طاقة لاسلكي.

البطارية الشمسية: كيف تعمل

بعد أن وصف أينشتاين التأثير الكهروضوئي ، تم الكشف عن البساطة الكاملة لمثل هذه الظاهرة الفيزيائية المعقدة على ما يبدو. وهو يقوم 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 أي تطبيق عملي لسبب 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 (الكاثود) وطبقة من النوع p (الأنود) ، فإن "قصف" الفوتونات الضوئية يؤدي إلى إخراج 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 من الممكن جعل الإلكترونات تتحرك ليس بسبب المجال المغناطيسي ، كما هو الحال في المولدات الكهربائية ، ولكن بسبب تدفق جزيئات الإشعاع الشمسي.

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

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.

خصائص الخلية الضوئية

يعتمد مبدأ تشغيل المولد على خصائص بعض المواد تحت تأثير الضوء لإنتاج الإلكترونات. تم تطوير عدة أنواع من الألواح المحتوية على السيليكون:

أحادي البلورية هو الأكثر صلابة وثقل وهشاشة. بكفاءة عالية ، ما لا يقل عن 14٪ ، نظائرها الحديثة أقوى ، والعائد يصل إلى 35٪.

الكريستالات أقوى من متجانسة وأخف وزنا وأقوى. من حيث القوة والخصائص ، فهي أدنى من البلورات المفردة: كفاءة اللوحة ليست أعلى من 9٪ ، وعمر الخدمة 20 سنة.

من ناحية أخرى ، تنتج البلورات ذات الاتجاه المختلف إلكترونات تحت الضوء المتناثر:

• في ظروف التظليل
• غائم متوسط؛
• الشفق.

غير متبلور - مرن ، رقيق ، خفيف. كفاءة تصل إلى 100٪ ، عمر خدمة لا يقل عن 15 سنة.

اعتمادًا على درجة الإضاءة ، فإن ترتيب الحجم أغلى من أحادي البلورية. سهل التركيب ودائم.يتم خياطةها على الحقائب وحقائب الظهر والسترات ، وتستخدم لإعادة شحن الأدوات.

بالنسبة لمولدات الطاقة الشمسية المنزلية ، يتم استخدام الأول والثاني ، والثالث سيؤتي ثماره لفترة طويلة جدًا. من الأفضل تجميع محول الطاقة من ألواح النوع B - فهذه محولات طاقة بها عيوب صغيرة: حواف متكسرة ، خدوش.

لا تؤثر على جودة المولد النهائي. اللوحات التي تحمل علامة "B" أرخص من نظيراتها من الدرجة الأولى بمقدار 2-3 مرات.

القواطع

في دائرة محطة الطاقة الشمسية ، كما هو الحال في دائرة أي مصدر قوي آخر للكهرباء ، من الضروري تثبيت الحماية ضد الدوائر القصيرة. بادئ ذي بدء ، يجب أن تحمي الأوتوماتا أو وصلات الصمامات كبلات الطاقة القادمة من بطاريات للعاكس.

الأسد 2
مستخدم FORUMHOUSE

إذا أغلق شيئًا ما في العاكس ، فهو ليس بعيدًا عن النار. أحد متطلبات أنظمة البطاريات هو وجود قاطع دائرة تيار مستمر أو رابط قابل للانصهار على واحد على الأقل من الأسلاك وأقرب ما يمكن من أطراف البطارية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم وضع الحماية في دائرة البطارية وجهاز التحكم. يجب أيضًا ألا تهمل حماية المجموعات الفردية من المستهلكين (مستهلكو التيار المباشر ، الأجهزة المنزلية ، إلخ). لكن هذه بالفعل قاعدة لإنشاء أي نظام إمداد بالطاقة.

يجب أن يكون للجهاز المثبت بين البطارية وجهاز التحكم حجم كبير الهامش الحالي يخطئ. بمعنى آخر ، يجب ألا تعمل الحماية عن طريق الصدفة (عندما يزداد الحمل). السبب: إذا تم تطبيق الجهد على دخل وحدة التحكم (من SB) ، فلا يمكن في هذه اللحظة فصل البطارية عنه. قد يؤدي هذا إلى فشل الجهاز.

خطوة بخطوة عملية البناء

لبناء لوحة سوف تحتاج:

• زوايا الألمنيوم.
• الخشب الرقائقي أو اللوح الليفي أو اللوح.
• مانع التسرب.
• طلاء واقي شفاف (زجاج شبكي أو زجاج به محتوى منخفض من الحديد ، مقسى).
• الألواح الشمسية.
• حافلة لحام SE (بشكل مثالي) أو جديلة من سلك ، سلك.
• كابل.
• مفك براغي.
• مسامير ، زوايا وغيرها من الأجهزة.
• منشارا للمعادن.

تجميع الاطار

عندما تقرر الحجم الذي يجب أن تكون عليه اللوحة ، قم بقطع قالب من الورق المقوى ، ووضع عناصر السيليكون عليه ، وترك فجوة بين 3-5 مم. السيليكون مادة هشة للغاية ، وهذه الفجوة ضرورية حتى لا تتكسر الألواح أثناء التسخين والتبريد. ثم قم بقص القالب بالحجم واستمر في تجميع إطار الألمنيوم. يمكنك تداخل الأجزاء أو تبطينها ، ولكن بالنسبة للأخير ، تحتاج إلى قطع المادة بزاوية 45 درجة ، لذلك من المناسب استخدام صندوق ميتري. لا تنس لصق الزجاج الواقي قبل تركيب الألواح الشمسية.

لحام لوحة

يتم تطبيق طبقة معدنية فضية اللون على الجانب الخلفي للوحات. يمكن تعليبها بتدفق الحمض. قم بقصدير السلك أو الحافلة مسبقًا. الحافلة موصل مسطح. إذا لم يكن هذا متاحًا ، فيمكنك استخدام كابل جديلة أو سلك رفيع.

بعد ذلك ، تحتاج إلى تطبيق التدفق على الطبقة المعدنية على السيليكون بفرشاة ، وتشويه قطرة من اللحام بحركات سريعة لمكواة اللحام ، عندما يصبح السطح أكثر اتساقًا ولامعًا - يكون التلامس معلبًا. يستخدم البعض قلم رصاص متدفق. لم تجربها ، لكن يبدو أنها تعمل بشكل جيد. جندى POS-61 - مناسب للحام. يؤدي توصيل الألواح المتسلسلة إلى زيادة جهد الخرج ، ويزيد ربط المجموعات بالتوازي من تيار الخرج.

هناك توصيتان هنا:

1. لا تسخن! من أجل عدم إتلاف اللوحة والاتصال ، لا يمكنك الاستمرار في استخدام مكواة اللحام لفترة طويلة ، لذلك تحتاج إلى مكواة لحام بقوة 30 إلى 60 واط ، مع طرف مكثف حراري (أي أكثر سمكًا) ).
2. لا تنقسم! الأطباق رقيقة وهشة للغاية. أثناء اللحام ، ضع الألواح على ورق مقوى ناعم ، بلاستيك رغوي ، بنوفول ، قطعة قماش في النهاية. سيؤدي ذلك إلى تقليل احتمالية التقطيع عند الضغط باستخدام مكواة اللحام أو قلب العناصر.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج إلى تثبيت صمام ثنائي شوتكي. إذا كنت ترغب في تجنب التيار العكسي من البطارية ليلاً ، فيمكن تثبيت الصمام الثنائي بين البطارية والبطارية. لا يضع المصنعون الثنائيات على الإطلاق.

تجميع لوحة

يمكن أن يكون الغطاء الخلفي مصنوعًا من البلاستيك والخشب الرقائقي ومواد الألواح الأخرى. حفر ثقوب في منطقتها لتدوير الهواء ، بينما يجب ملء جميع التوصيلات الكهربائية بمادة مانعة للتسرب لتجنب التآكل. بعد التجميع ، من الضروري تثبيته على هيكل ثابت داعم. من الأفضل توفير إمكانية ضبط زاوية الميل - سيساعد ذلك على تحقيق الطاقة المثلى في المواسم المختلفة ، وضبط الوضع تحت الشمس.

علب الألمنيوم كمنتج للطاقة الحرارية

النسخة الأكثر خطورة من البطارية هي نظام لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية ، وهي تعتمد على علب الألمنيوم من المشروبات المختلفة. لتركيب واحد ، سيتطلب الأمر ما يقرب من 170-240 قطعة.

يتكون تسلسل التثبيت من عدة مراحل:

• الغسيل الشامل للجرار
• تقليم الجزء العلوي والسفلي.
• ربط الوحدات على شكل أنابيب بالغراء ؛
• طلاء الجرار بالطلاء الأسود لجذب الطاقة الشمسية بشكل أفضل ؛
• تجميع جسم اللوحة (الخشب مثالي) ؛
• وضع مادة رقائق معدنية على ركيزة الإطار (من الأفضل استخدامها مع طبقة عازلة ، مثل العزل) ؛
• تثبيت أنابيب العلب بالتوازي ؛
• وضع زجاج شبكي فوق الوحدات ، وختم المفاصل.

في المرحلة النهائية ، يتم توصيل مروحة من النوع الهوائي. يوفر حركة المبرد في النظام. هذا المولد لا ينتج الكهرباء ، ولكن في فصل الشتاء الدافئ سيقلل بشكل كبير من تكلفة تدفئة الغرفة.

على الرغم من وجود العديد من التفاصيل الدقيقة في العملية التكنولوجية ، لتركيب الطاقة الشمسية بطارية DIY من الوسائل المرتجلة متاح لكل شخص على دراية بأساسيات الفيزياء. المساعدين الرئيسيين في هذا الأمر هم الأدبيات الفنية ونصائح الخبراء الذين يشاركون عن طيب خاطر خبرتهم الخاصة في المنتديات.

جدوى الألواح الشمسية محلية الصنع

سيساعدك فهم الخصائص الفيزيائية للسيليكون في بناء لوحك الشمسي. للبدء ، تحتاج إلى الاستعداد.

على أي حال ، هناك طلب دائمًا على مصدر احتياطي للكهرباء. علاوة على ذلك ، فإن تكلفة كيلووات الطاقة الشمسية أقل بكثير من تكلفة الكهرباء التقليدية. بالطبع ، يرغب الكثير من الناس في شراء وتركيب الألواح الشمسية المصنوعة في المصنع. سعر المجموعة الكاملة من المعدات لمحطة الطاقة المنزلية يخيفك. لذلك ، السؤال وثيق الصلة بالموضوع - كيفية تجميع الألواح الشمسية بنفسك?

النهج الأكثر كفاءة هو حساب كمية الطاقة المتولدة من وحدة واحدة:

W = k * Pw * E / 1000

أين:

• E هو مقدار التشمس الشمسي لفترة زمنية معروفة ؛
• ك - معامل التكوين في الصيف - 0.5 ، في الشتاء - 0.7 ؛
• Pw هي قوة جهاز واحد.

بناءً على إجمالي استهلاك الطاقة المخطط له والبيانات المحسوبة ، يتم حساب إجمالي استهلاك الطاقة للكهرباء.

الآن ، إذا تم تقسيم النتيجة على الأداء المقدر لخلية ضوئية واحدة ، في النهاية نحصل على العدد المطلوب من الوحدات.

استنتاج

تعتبر المنتجات محلية الصنع ، مثل البطاريات الشمسية المنزلية ، مهمة جادة تتطلب ، بالإضافة إلى التكاليف المالية والوقت ، الحد الأدنى من المعرفة بأساسيات الهندسة الكهربائية. ولكن إذا كانت هناك رغبة ومثابرة ، فيمكن للمرء أن يكون متأكدًا تمامًا من نجاح السؤال المطروح على نفسه.

على أي حال ، فإن استخدام الإشعاع الشمسي يبشر بآفاق كبيرة. تخبرنا الإحصائيات أن 4.2 كيلو وات ساعة من الطاقة الشمسية في اليوم تقع على مساحة متر مربع واحد من سطح الأرض! وهذا يعادل توفير ما يقرب من برميل واحد من النفط الخام سنويًا. لذلك يمكننا القول بثقة أن المستقبل ينتمي إلى الطاقة البديلة.