كيفية بناء لوحة طاقة شمسية

تنزيل المقال

تنزيل المقال

هل ترغب بالحصول على طاقة نظيفة ومتجددة مجانًا؟ هل ترغب بتقليص فاتورة الكهرباء الشهرية؟ جرّب أن تصنع لوحة طاقة شمسية بنفسك! تكلّف هذه اللوحات جزءًا بسيطًا من تكلفة لوحات الطاقة الشمسية التجارية وتعمل بشكل رائع! ابدأ بالخطوة الأولى أدناه لصنع لوحة طاقة شمسية بنفسك.

الخطوات

جزء 1

جزء 1 من 6:

تجميع الأجزاء

تنزيل المقال

1. 
   1
   اشتر الخلايا. هناك بضعة أنواع من الخلايا الشمسية التي يمكن شراؤها وأفضلها كفاءة مقابل التكلفة هي الخلايا متعدّدة البلورات. اشتر عدد الخلايا المطلوب لإنتاج كمية الطاقة/الواط الذي ترغب بإنتاجه ويفترض أن تكون المواصفات مكتوبة على الخلايا التي تشتريها.

   • احرص على شراء خلايا إضافية. هذه الخلايا هشة للغاية.
   • يمكن شراء الخلايا بسهولة عبر شبكة الإنترنت كما يمكن شراؤها من متجر المعدات في مدينتك.
   • يمكن أن تحتاج إلى إزالة الشمع الموجود على الخلايا إن كان المصنّع يشحنها بداخل شمع ويمكنك فعل ذلك عن نقعها في ماء ساخن دون أن يصل إلى درجة الغليان.
2. 
   2
   قس واقطع لوحًا. ستحتاج إلى لوح رقيق مصنوع من مادة غير موصّلة للكهرباء حتى تثبّت الخلايا عليه، لذا رتّب الخلايا في الوضع الذي ستستخدمها فيه ثم قس الأبعاد واقطع لوحًا بهذه الأبعاد.

   • اترك بضع سنتيمترات إضافية في كل جهة من جهات اللوح حيث يتم استخدام هذه المساحة لتمرير الأسلاك التي تصل الصفوف معًا.
3. 
   3
   قس واقطع كل أسلاك التخطيط. سترى عند النظر إلى الخلايا متعدّدة البلورات عددًا كبيرًا من الخطوط التي تسير في اتجاه واحد (المسافة الطويلة) وخطّين أكبر يسيران في الاتجاه المعاكس (المسافة الأقصر) وستحتاج إلى توصيل سلك التخطيط ليجري على الخطّين الأكبر ويتصل بظهر الخلية التالية في المصفوفة. قس طول الخط الأكبر وضاعف الطول ثم اقطع قطعتين لكل خلية.
4. 
   4
   استخدم قلم اللحام على كل من المربعات الثلاثة (أو شريط) لكل خط (2 أو 3 خطوط عادة) في الجهة الخلفية من الخلية.
5. 
   5
   أذِب طبقة رقيقة من مادة اللحام على المربعات/الأشرطة في الجهة الخلفية من الخلية. (ملاحظة: هذه الخطوة غير ضرورية إن اشتريت أسلاك تخطيط ملحومة بشكل مسبق وهذا أفضل حيث أنه يقلّص الوقت مناصفة ويحتاج إلى تسخين الخلايا مرة واحدة فقط ويهدر مادة لحام أقل).
6. 
   6
   سخّن النصف الأول من سلك التخطيط أعلى المربعات/الأشرطة الملحومة لربطه بالخلية. كرّر الخطوة بعد ذلك مع الأشرطة الأخرى.

جزء 2

جزء 2 من 6:

توصيل الخلايا

تنزيل المقال

1. 
   1
   الصق الخلايا في اللوح. ضع كمية قليلة من الصمغ على منتصف مؤخرة الخلايا ثم اضغط عليها لوضعها على اللوح. يفترض أن يجري سلك التخطيط في خط واحد مستقيم في كل صف وتأكد من أن نهايات سلك التخطيط تخرج من بين الخلايا ويمكن تحريكها بحرية وظهور قطعتين فقط بين كل خلية. ضع في اعتبارك أن هناك صف واحد يجب أن يجري في اتجاه معاكس للخط المجاور له حتى يظهر سلك التخطيط في نهاية أحد الصفوف وفي النهاية المقابلة في الصف التالي.

   • يجب التخطيط لوضع الخلايا في صفوف طويلة وتقليل عدد الصفوف كأن تكوّن مثلًا ثلاثة خطوط يتكوّن كل منها من 12 خلية إلى جانب بعضها.
   • تذكّر أن تترك بضعة سنتيمترات إضافية في كل نهاية في اللوح.
2. 
   2
   الحم الخلايا مع بعضها. استخدم مادة اللحام بطول الخطّين السميكين (بطانات التوصيل) في كل خلية ثم أمسك الأقسام الحرة من سلك التخطيط والحمهم بطول البطانات بالكامل. ملاحظة: يجب أن يوصّل سلك التخطيط الموصّل في خلفية خلية بالجهة الأمامية من الخلية التالية في كل حالة.
3. 
   3
   وصّل الصف الأول باستخدام سلك توزيع عمومي. الحم سلك التخطيط بمقدّمة الخلية الأولى في بداية الصف الأول ويفترض أن يكون سلك التخطيط أطول بمسافة ثلاثة سنتيمترات تقريبًا من الطول الذي تحتاج إليه لتغطية الخطوط وأطله نحو الفجوة الإضافية في اللوح ثم الحم السلكين معًا باستخدام قطعة من سلك التوزيع بنفس الحجم والمسافة بين خطوط الخلية السميكة.
4. 
   4
   وصّل الصف الثاني. وصّل نهاية الصف الأول ببداية الصف الثاني باستخدام قطعة طويلة من سلك التوزيع العمومي لتصل من السلكين السميكين البعيدين (السلك الموجود في طرف اللوح والسلك الثاني الموجود في أبعد نقطة من الصف التالي). ستحتاج إلى تحضير الخلية الأولى من الصف الثاني باستخدام سلك تخطيط إضافي كما فعلت مع الصف الأول.

   • وصّل الأسلاك الأربعة مع سلك التوزيع العمومي.
5. 
   5
   استمر بتوصيل الصفوف. استمر بتوصيل الصفوف باستخدام أسلاك توزيع عمومية طويلة حتى تصل إلى النهاية حيث توصّلها بسلك توزيع عمومي قصير مجددًا.

جزء 3

جزء 3 من 6:

بناء صندوق اللوحة

تنزيل المقال

1. 
   1
   قس لوح الخلايا. قس المسافة التي يستهلكها اللوح الذي وضعت الخلايا عليه حيث أنك ستحتاج إلى صندوق بهذا الحجم على الأقل. أضِف بعد ذلك 3 سنتيمترات في كل جانب لإيجاد مساحة في جوانب الصندوق واترك مساحة 3×3 سم في كل طرف من الأطراف الحادة الأربعة إن لم تكن هذه المساحة موجودة.

   • احرص على وجود مساحة كافية لأسلاك التوزيع العمومية في النهاية أيضًا.
2. 
   2
   اقطع الجزء الخلفي المستقيم. قم بقص قطعة من الخشب المضغوط لتكون بالأبعاد التي قستها من قبل زائد مساحة جوانب الصندوق ويمكنك فعل ذلك باستخدام منشار منحنيات أو منشار عادي حسب المتاح لديك.
3. 
   3
   شكّل الجوانب. استخدم لوحين بأبعاد 2.5×5 سم وبطول الجوانب الطويلة من قاعدة الصندوق ثم قس لوحين بأبعاد 2.5×5 سم لتوضع بين القطع الطويلة لإكمال الصندوق. اقطع القطع التي قستها وثبتها ببعضها باستخدام براغٍ ومفاصل طرفية.
4. 
   4
   وصّل الجوانب. استخدم براغٍ من الجزء العلوي للجوانب حتى القاعدة لتوصيل الجوانب بالجزء السفلي من الصندوق. يعتمد عدد البراغي التي ستستخدمها في كل جانب على طول الجوانب ويعد استخدام 3 براغٍ لكل جانب حد أدنى جيد.
5. 
   5
   قم بطلاء الصندوق. قم بطلاء الصندوق باللون الذي تفضله وفكّر باستخدام اللون الأبيض أو ألوان عاكسة أخرى حتى تبقي الصندوق باردًا حيث أن الخلايا تعمل بشكل أفضل عندما تكون باردة واستخدم طلاءً يناسب المناطق الخارجية حيث أن هذا الطلاء يساعد في حماية الخشب من العوامل الخارجية ويطيل من عمر اللوح.
6. 
   6
   وصّل لوحة الطاقة الشمسية. الصق اللوح مع الخلايا التي ركّبتها في الصندوق وتأكد من أنه مثبت بإحكام وأن الخلايا تتجه نحو الأعلى بحيث يصل إليها ضوء الشمس.

جزء 4

جزء 4 من 6:

توصيل اللوحة

تنزيل المقال

1. 
   1
   وصّل سلك التوزيع العمومي الأخير بصمام. استخدم صمامًا أكبر بقليل من الطاقة الإجمالية للوحة الشمسية ووصّله بسلك التوزيع العمومي مع تثبيته بقليل من السليكون. يفترض أن يواجه الطرف ذو اللون الفاتح (الطرف الأبيض المخطط مثلًا) من الصمام الطرف السالب من البطارية (أو الجهاز) ويفترض أن يواجه الطرف الآخر الطرف السالب من اللوحة. يمنع ذلك جريان الطاقة بشكل عكسي عبر لوحة الطاقة الشمسية من البطارية أثناء عدم شحنها.
2. 
   2
   وصّل الأسلاك. وصّل السلك الأسود بالصمام ووصله بمجموعة أطراف توصيل يتم تثبيتها في جانب الصندوق ثم وصّل السلك الأبيض الصادر من سلك التوزيع العمومي القصير في الجهة المقابلة من مجموعة أطراف التوصيل.
3. 
   3
   وصّل اللوحة بمتحكّم شحن. اشترِ متحكّم شحن ووصّل اللوحة بالمتحكّم مع الحرص على توصيل الأطراف السالبة والموجبة بشكل سليم. وصّل الأسلاك من مجموعة أطراف التوصيل إلى متحكّم الشحن واستخدم أسلاكًا برموز لونية لتتبّع الشحنات.

   • إن كنت تستخدم أكثر من لوحة واحدة، قد تحتاج إلى توصيل كل الأسلاك الموجبة والسالبة باستخدام حلقات للتأكد من الحصول على سلكين فقط في النهاية.
4. 
   4
   وصّل متحكّم الشحن بالبطاريات. اشترِ بطاريات تعمل مع حجم اللوحات التي ركّبتها ووصّل متحكّم الشحن بالبطاريات وفق إرشادات المصنّع.
5. 
   5
   استخدم البطاريات. يمكنك تشغيل الأجهزة الإلكترونية على البطاريات اعتمادًا على قدر الطاقة اللازم لتشغيلها بعد توصيل البطاريات وشحنها من اللوحات الشمسية. استمتع بعد ذلك بطاقة مجانية!

جزء 5

جزء 5 من 6:

إغلاق الصندوق

تنزيل المقال

1. 
   1
   احصل على قطعة من الزجاج الصناعي. اشترِ قطعة من الزجاج الصناعي مقطوعة لتناسب داخل الصندوق الذي صنعته للوحتك ويمكنك شراء هذه القطعة من متجر معدات أو متجر متخصص ولكن احرص على شراء زجاج صناعي ولا تشترِ زجاجًا عاديًا حيث أن الزجاج العادي معرّض للكسر أو القطع (وهو ما سيحمي لوحتك الشمسية).
2. 
   2
   وصّل كتل إيقاف للزجاج الصناعي. اقطع كتلًا من الخشب بأبعاد 3×3 سم لتناسب الزوايا ولتكون بالطول المناسب لمناسبة الجزء العلوي من مجموعة أطراف التوصيل والجزء السفلي من طرف الصندوق وبعمق أكبر قليلًا من سمك الزجاج الصناعي. وصّل هذه الكتل في مكانها باستخدام غراء خشب أو شيء مشابه.
3. 
   3
   أدخل الزجاج الصناعي. ضع الزجاج الصناعي في الصندوق حتى يستريح الزجاج الصناعي على الكتل وثبّت الزجاج الصناعي بحرص في الكتل الخشبية باستخدام مثقاب وبراغ.
4. 
   4
   أغلق الصندوق. استخدم السليكون لإغلاق حواف الصندوق وأغلق أي فجوات تجدها أيضًا حيث يجب أن يقاوم الصندوق تسرّب المياة على قدر الإمكان. استعن بإرشادات المصنّع لاستخدام مادة الإغلاق بشكل سليم.

جزء 6

جزء 6 من 6:

تركيب الألواح

تنزيل المقال

1. 
   1
   يمكنك تركيب الألواح بعدة طرق مختلفة.

   • ركّب الألواح على عربة. ينطوي أحد الخيارات المتاحة على تركيب الألواح فوق عربة لتكون الألواح بزاوية ولتسمح لك بتغيير اتجاه اللوح اعتمادًا على اتجاه الشمس لزيادة كمية الطاقة الشمسية التي تحصل عليها أثناء النهار. سيتطلّب ذلك تعديل وضعية الألواح 2-3 مرّات يوميًا.
   • تركيب الألواح على سطح المنزل. هذه هي الطريقة الاعتيادية لتركيب الألواح، ولكن يجب أن تكون زاوية السطح مناسبة لمسار الشمس ولوقت ذروة التحميل، في فترة الظهيرة عادة، وسيحد ذلك من الحصول على تعرّض كامل في أوقات محددة فقط من اليوم. هذا هو الخيار الأفضل إن كنت تمتلك عددًا كبيرًا من الألواح وكنت ستضعها في مكان مرتفع للغاية.
   • ثبّت الألواح على قاعدة لاقط استقبال فضائي. يمكن استخدام القاعدة التي تستخدم عادة لتثبيت لاقطات الأقمار الصناعية لتثبيت الألواح الشمسية ويمكن برمجتها للتحرّك مع حركة الشمس. لن يفيدك هذا الخيار إلا إن كنت تمتلك عدد ألواح شمسية قليل.

أفكار مفيدة

• يتم تطوير الجهاز للعمل تلقائيًا والتعرّف على فعالية الخلايا الشمسية باستخدام اختبار للتيار وفرق الجهد ويقوم اختبار التيار وفرق الجهد بإخضاع الخلية الشمسية لمصدر ضوء مُعاير لإنتاج تيار كهربائي بفروق جهد مختلفة ويتم تمييز فعالية الخلية باستخدام هذه البيانات. يقوم النظام بعد ذلك بفرز الخلايا الشمسية وفق تصنيفات فعالية ثمانية لاستخدام متتابع للألواح الشمسية حيث يتم جمع الخلايا ذات الفعالية المتماثلة للحصول على أفضل كفاءة من اللوحة الشمسية بالكامل.
• يتم توصيل الكابلات من صندوق توصيل الخرج للوحة. يسمّى هذا الكابل MC4.
• الطاقة الشمسية مصدر للطاقة المتجددة ويجب استغلال هذه الميزة لمنفعتك ولمنفعة البيئة أيضًا. *ينتج عن مجهودك لبناء لوحات طاقة شمسية منزلية الصنع مساعدة في تقليل تلوث البيئة عن طريق تقليل استخدام الوقود الأحفوري.
• التخطيط والتوزيع تطبيقان يربطان خلايا الطاقة الشمسية الفردية ببعضها لتكوين وحدة طاقة شمسية (أو لوحة طاقة شمسية) وتقدّم هذه التطبيقات أيضًا طريقة لنقل الطاقة من الخلايا الشمسية إلى خرج طاقة (صندوق خرج). ربط الخلايا الشمسية إجراء يحدث عند ربط الخلايا الشمسية مع بعضها باستخدام شريط تخطيط مما يؤدي إلى تكوين تكتّل من الخلايا الشمسية ويشار إلى ذلك عادة باسم تخطيط الخلايا (أو ربطها) حيث يحمل شريط التخطيط تيار الطاقة الشمسية إلى شريط أكبر، شريط التوزيع، الذي يحمله بدوره من تكتّل الخلايا إلى صندوق خرج الوحدة للحصول على خرج نهائي.
• يتم استخدام أشرطة التخطيط عادة كأشرطة متوازية تنسج من أعلى خلية إلى أسفل الخلية التالية لتوصيل الأطراف الموجبة والسالبة من الخلايا على التوالي ويتم لحم الشريط بالمعجون الذي تم استخدامه على منظّم درجة الحرارة وتؤدي عملية التخطيط إلى إنشاء تكتّل من الخلايا الشمسية. بعد تخطيط كل الخلايا مع بعضها، يتم وضعها في ركائز من الزجاج عادة ثم يتم لحام سلك التوزيع الأكثر سمكًا بحيث يوصّل شريط التخطيط في كل تكتّل خلايا شمسية. يقوم شريط التخطيط بتجميع التيار الكهربائي بداخل تكتّل الخلايا الشمسية ويوصّله إلى شريط التوزيع ليقوم شريط التوزيع بعد ذلك بتوصيل الطاقة الكهربائية المتراكمة من كل تكتّلات الخلايا الشمسية إلى صندوق الخرج للخرج النهائي. تصوّر شريط التخطيط على أنه طريق يسافر عبر الخلايا الشمسية وتعمل أشرطة التوزيع كطرق سريعة لتوصيل وربطها ببعضها. يكون شريط التوزيع أكبر في مساحة المقطع العرضي لأنه سيحمل طاقة كهربائية أكبر.
• الحجم المعياري للخلية الشمسية هو 156 مم × 156 مم وأحيانًا ما تكون الخلايا بقياس 125 مم × 125 مم ويجب قص الخلية بحجم مخصص لإنتاج لوحات بأحجام مختلفة ويتم قص الخلايا بعد اختبارها في جهاز قص خاص يعمل بالليزر ويعمل هذا الجهاز بشكل أوتوماتيكي بالكامل لينتج حجم الخلايا المحدد في برنامج التشغيل بشكل مشابه لراوتر سي ان سي القاطع.
• القص والتأطير.
• قمنا في هذه الحالة بنشر غراء السيليكون على الجهة الخلفية من صناديق التوصيل يدويًا ومن ثم تثبيت صناديق التوصيل يدويًا على الجهة الخلفية من اللوحة.
• عملية تصنيع ألواح الطاقة الشمسية.
• ما الذي تنتظره إذًا؟ توجّه إلى باحة المنزل الخلفية وأمسك مسطرة وقلم للبدء بالعمل فصناعة لوحات الطاقة الشمسية أمر مثير وممتع!
• يمكن اختبار الخلايا الشمسية قبل تجميع الخلايا، خصوصًا إن استخدمت الغراء لتثبيتها باللوحة ووصلتها ببعضها بشكل دائم باستخدام لحام.

تحذيرات

• تواصل مع محترف إن لم تكن متأكدًا من كيفية التعامل مع الكهرباء حتى لا تصاب بصعقة كهربائية.
• احذر عند استخدام الأدوات.

الأشياء التي ستحتاج إليها

• خلايا شمسية.
• سلك تخطيط (يفضّل استخدام الأسلاك الملحومة مسبقًا).
• سلك توزيع.
• قلم لحام.
• مادة لحام - الحجم مهم في هذا الاستخدام وستحتاج إلى استخدام خلايا صغيرة للغاية حتى يسهل إذابتها دون تسخين الخلايا بشكل مفرط. فكّر كذلك باستخدام مادة لحام مخصصة للاستخدام مع الخلايا الشمسية.
• مكواة لحام.