لماذا تدفع طنًا من المال (أو حتى بعض المال) لبرنامج يوضح كيفية صنع بطارية شمسية ، إذا كان بإمكانك الحصول عليها مجانًا؟
سأخبرك كيف تصنع لوحًا شمسيًا ، ستكون تكلفته نصف تكلفة النظير المشترى. تصنع أنظمة مماثلة من مواد تباع في متاجر الأجهزة المحلية ومحلات الإلكترونيات. يمكنك أيضًا شراء المواد عبر الإنترنت. حان الوقت لجمع ضوء الشمس وجعل الكهرباء خالية!
الخطوة 1: كيف بدأ كل شيء
شاهدت فواتير الكهرباء الخاصة بي تنمو عامًا بعد عام ، ببساطة لأن الأجهزة الحديثة تعمل باستمرار في وضع الاستعداد. وهذا لا يضر بالبيئة فحسب ، بل يضر أيضًا بحسابي المصرفي ، لأنني في الواقع أدفع مقابل "لا شيء". لم أتمكن من إيقاف تشغيل الأجهزة باستمرار من الشبكة ، لأن ذلك أدى إلى تعقيد استخدامها واستغرق الكثير من الوقت للإعدادات المستمرة. بدأت أبحث تدريجياً عن مصادر طاقة متجددة لتعويض نفقاتي غير الضرورية. طاقة الرياح لم يكن خيارًا ، أعيش في منطقة هادئة جدًا بدون رياح. الطاقة الكهرومائية غير مناسبة أيضًا ، حيث أعيش في سهل لا يوجد فيه أنهار تقريبًا. لذلك ، بدا لي أن الطاقة الشمسية هي الخيار الأكثر نجاحًا.
إن تكلفة الأنظمة الشمسية الجاهزة هائلة ببساطة ، ولن يدفع هذا التركيب لنفسه خلال 20 عامًا من التشغيل المستمر. حاولت الفوز بإحدى الهبات الحكومية لهذا النظام ، لكن هناك القليل منها ، ولم أتلق مني. لكن هذا لم يجبرني على التخلي عن الهدف ، على الرغم من أنني لم أرغب في دفع الكثير من المال للنظام. كان القرار المنطقي هو جعله بنفسك. نعم ، فهمت بشكل صحيح ، كنت أرغب في إنشاء نظام شمسي خاص بي. الآن أستطيع أن أقول على وجه اليقين أنه من الممكن تمامًا ، تتوفر جميع المواد في المتاجر المحلية أو على الإنترنت. أنا لست عبقريًا تقنيًا وليست لدي خبرة كبيرة في العمل مع الكهرباء ، لقد درست للتو تصميم الألواح الشمسية ، وما هي مصنوعة ، وكيفية تجميع نظام شمسي افعلها بنفسك. وكانت النتيجة هذه الفئة الرئيسية.
الخطوة 2: الشروع في العمل
بالنسبة إلى لوحة واحدة ، ستحتاج إلى:
- 28 خلية شمسية بقوة ذروة 3.1 واط
- 2 صفائح زجاج
- صمام ثنائي مسدود 6 أمبير
- سلك شريط 24 م عرض 2 مم
- سلك شريط بطول 2 م وعرض 5 مم
- تدفق
- صندوق التوصيل
- فدرة طرفية
- جندى
- أنبوب حراري بطول 1 م
- مانع تسرب سيليكون 100٪
- الصلبان للبلاط
- 2 زوايا ألومنيوم
بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى مواد التثبيت. وبلغت التكلفة الإجمالية للوحة واحدة 211.36 يورو. أعطيت قائمة بالمواد اللازمة للوحة ond ، والتصميم يوفر اثنين ، عاكس واحد وجهاز لقياس الإخراج. في المجموع ، تبلغ تكلفة المواد 441.72 يورو أو 20778 روبل.
بعد فترة وجيزة من تخطيط المواد المناسبة ، وجدت ألواحًا شمسية على الإنترنت. بعد جمع المعلومات من مصادر مختلفة ، قمت بعمل مخطط الأسلاك واشتريت زجاجًا عاديًا من متجر محلي. تم شراء الأدوات أيضًا محليًا.
لم أشتري مواد التركيب ، مثل الأسلاك ، وصندوق التثبيت ، والمسامير ، وأقواس التركيب ، لأن كل هذا كان يجمع الغبار بالفعل في الحظيرة.
الخطوة 3: عملية الإنتاج
قمت بلحام الخلايا الشمسية وفقًا لمخطط الأسلاك في مجموعات. وقد لخص هذا الجهد جميع الخلايا لتحقيق الإخراج المطلوب (أقصى ممكن). لقد صنعت لوحة من 28 خلية (4 صفوف من 7 عناصر). في هذا الترتيب والحجم ، تناسب اللوحة تمامًا مكانًا في حديقتي. ونتيجة لذلك ، حصلت على 28x0.5V = 14V (نظريًا). ما زلت لا أعرف القوة الحالية ، لأنني اشتريت عناصر رخيصة من الفئة ب لهذه التجربة (لقد حفظتها للتو).
عندما انتهيت من لحام الخلايا ، كانت جميعها مقلوبة (لأنني كنت ملحومًا من الخلف). أضع السيليكون على كل لوحة وألصقها على ورقة من الزجاج 4 مم (هذه الورقة ستكون الجزء الخلفي من اللوحة).
تركت كل شيء ليجف ، بحيث يتبخر السيليكون بما فيه الكفاية (من المهم حقًا أن تختفي جميع الأبخرة الإضافية ، لأنها تتفاعل مع اللحام على البطاريات).
ثم قمت بقلب الصفيحة الزجاجية وأدخلت صلبان صغيرة للبلاط بين الأقسام (يتم استخدامها عادة عند وضع البلاط على الجدران للحفاظ على نفس الخلوص من جميع الجوانب). لقد فعلت ذلك بحيث ، مع الورقة الثانية من الزجاج ، يكون الهيكل بأكمله أكثر كثافة ومتانة. بعد ترتيب الصلبان ، قمت بتطبيق طبقة من السيليكون على حواف الورقة الزجاجية على مسافة حوالي 3 سم من الحافة (نحتاج إلى هذه الحافة لإغلاقها في الخطوات التالية).
ثم قمت بوضع ورقة أخرى من الزجاج فوق العناصر ، بحيث تكون العناصر الشمسية محصورة الآن بين لوحين من الزجاج بسماكة 4 مم (يمكنك القول أنني قمت بتزيين العناصر ، وكانت هذه خطتي البسيطة).
الخطوة 4: التبخر
تركت هذا الهيكل بأكمله ليجف لمدة يوم على الأقل. كلما كان ذلك أفضل. بين لوحين من الزجاج كان هناك مساحة فارغة عند الحواف. ملأت هذه المساحة بمادة مانعة للتسرب. أغلقت الخلايا بطبقتين من السيليكون ، وإذا كانت واحدة منها مضغوطة ، فإن الثانية تحمي البطاريات بشكل موثوق. بعد تطبيق المعطف الثاني ، تركت البناء ليجف لمدة 3 أيام أخرى. عندما يكون السيليكون جافًا تمامًا ، قمت بعمل إطار من الألومنيوم لحماية جسم اللوحة الزجاجية.
الخطوة 5: صندوق التركيب
على الجزء الخلفي من اللوحة ، قمت بعمل مربع تثبيت مع كتلة طرفية. على جانب واحد من الكتلة يذهب + ، وعلى الجانب الآخر سيكون هناك سلك إلى العاكس. أيضًا في صندوق التثبيت يوجد الصمام الثنائي بين + من اللوحة إلى + الذهاب إلى العاكس ، وهذا يمنع تدفق الكهرباء إلى اللوحة عندما لا تنتج اللوحة أي كهرباء (على سبيل المثال ، في الظلام).
الخطوة 6: العاكس
اتصلت ببائع الألواح الشمسية لطلب عاكس مناسب. أحتاج إلى عاكس صغير (سأقوم بإنتاج كمية صغيرة من الكهرباء باستخدام نظامي). أخذت العاكس OK-4 ، المصمم لـ 24-50 فولت ، بحد أقصى 100 واط. كان أصغر عاكس. اتضح أن لوحة واحدة لن تكون كافية ، لأنها تنتج بحد أقصى 14 فولت. كنت بحاجة إلى لوحة ثانية ، وفي المجمل أحصل على 28 فولت ، وهو ما سيكون كافيًا للعاكس. بالنظر إلى أن هذا ليس تيارًا قويًا ، فقد يكون هناك لوحتان قليلتان. وقمت بعمل اللوحة الثالثة التي حققت أداءً عاليًا باستمرار.
أعلم أن هذا العاكس مصمم بحد أقصى 100 واط ، وستعطي الألواح الثلاثة الخاصة بي أكثر (135 واط) ، ولكن هذا الحد الأقصى من الألواح سيتم إخفاؤه بواسطة العاكس. كل شيء يتجاوز القوة المسموح بها سيطلق في شكل حرارة. نعم ، أعرف ما هو رأيك: أنا أهدر الكهرباء.هذا صحيح ، لكن مثل هذا البحث لن يكون إلا في ألمع الساعات ، فقط بضع ساعات في اليوم. بالنسبة لمعظم اليوم ، لا تحصل الألواح على ما يكفي من الضوء لإنتاج ما يزيد عن 100 واط. ولكن مع هذا التصميم ، أنتج الكهرباء باستمرار بكميات كافية - من شروق الشمس إلى غروبها ، ببساطة لأن العاكس قادر على العمل بجهد منخفض. أحصل على طاقة أكبر بكثير عن طريق تغذية الألواح طوال اليوم مما أفقده عن طريق قطع الطاقة القصوى خلال ساعات الذروة.
الخطوة 7: حقائق وأرقام
لا يحتوي عاكس OK-4 الخاص بي على شاشة مدمجة لإظهار الإخراج ، لذلك كنت بحاجة إلى عداد منفصل.
حسنًا ، مرة أخرى ، لم أرغب في تخصيص الكثير من المال لهذا الجهاز. اشتريت واحدة من متجر محلي النموذج - حاسبة الطاقة ELRO M12 ، المصممة لحساب استهلاك الكهرباء من الأجهزة المنزلية ، ولكنها تعمل بشكل جيد ولحساب توليد الطاقة الشمسية (تعمل هذه الآلة الحاسبة في كلا الاتجاهين ، يمكنها إما أن تأخذ أو ترسل الكهرباء إلى الشبكة).
ويتم توصيل هذه الآلة الحاسبة مباشرة بالمأخذ بدون أسلاك معقدة للغاية (ما تحتاجه فقط).
تنتج كل خلية شمسية 0.5V x 6A = 3W ، ولكن هذه هي الطاقة القصوى ، في ظل الظروف المثالية. بالنسبة للوحة بأكملها ، هذه الطاقة القصوى هي 28 خلية × 3 وات = 84 واط.
لكن من التجربة ، أعلم أن هذه أرقام متفائلة للغاية ، وهي في الواقع أقل بنسبة 20 ٪. لذلك في الحياة الواقعية ، أتوقع أداء حوالي 67 واط.
لوحتي ليست في موقع مثالي للشمس ، لكنها الآن ليست مهمة جدًا. تقع الألواح بزاوية 10 درجات (بدلاً من 35) وليست جنوبًا بالضبط.
لكن هذا تثبيت مؤقت ، أريد فقط أن أرى كيف يتصرفون في ظروف حقيقية مع درجة حرارة الهواء البارد ، كومة من الأمطار وشمس ضبابية.
في المستقبل القريب سوف أقوم بإصلاح التثبيت.
بالنظر إلى جميع العوامل ، تنتج الألواح 15 فولت × 3 أمبير = 45 واط لكل منها ، بشرط استخدام جهد الخلايا إلى أقصى حد.
يمكن أن تزيد القوة الحالية عن طريق تغيير زاوية ميل الألواح نحو الشمس ، ولكن الآن هذا غير ممكن في المكان الذي وضعتهم فيه.
الخطوة الثامنة: مؤشرات الأداء
في المتوسط ، تنتج الألواح 500 واط في الأسبوع ، بالنظر إلى أن كل شيء يعمل في الظروف العادية. سيقول النقاد الآن أن هذا ليس شيئًا على الإطلاق ، ولكن مع الأخذ في الاعتبار أن الألواح يمكن أن تعطي المزيد إذا قمت بتغيير الزاوية / الموقع ، وأن لوحاتي أصغر من اللوحات القياسية بالإضافة إلى 3 لوحات فقط ، فإن الأرقام لا تبدو صغيرة جدًا. كان هدفي هو تعويض إهدار الطاقة على الأجهزة المنزلية التي تعمل في وضع الاستعداد. وفي هذا نجحت. لا تفكر في موثوقية الهيكل (يستغرق الأمر وقتًا أطول للتحقق) ، يمكنني القول أن النظام الشمسي محلي الصنع يعمل تمامًا مثل تلك التي يمكنك شراؤها في متجر.
الخطوة 9: أفكار للمستقبل
أخطط في المستقبل لاختبار الألواح من حيث القوة ، لأنني لا أعرف حتى الآن كيف سيتصرفون على المدى الطويل ، نظرًا لتنوع الظروف الجوية التي سيكون عليهم فيها العمل.
بعد ذلك أريد عمل نظام لتتبع الشمس والألواح الكبيرة.
لذا سأكون قادرًا على الحصول على مزيد من الكهرباء ، حيث ستكون هذه لوحات أكثر قوة يتم توجيهها دائمًا بالشكل الأمثل نحو الشمس.
وبالطبع ، سوف أشارك كل المعارف المكتسبة مع القراء حتى يتمكن الجميع من تكرارها في المنزل.
خاصة بالنسبة للنقاد: نعم ، أنت على حق ، هذه ليست كهرباء مجانية ، لأنني أدفع مقابل المواد. ولكن بمرور الوقت ، تؤتي لوحاتي ثمارها ، وتبدأ في العمل بالنسبة لي ، لجلب محاصيل من الشمس.
لماذا تنتظر غدا إذا كان بإمكانك البدء بالتوفير اليوم؟