إعداد لوحة الطاقة الشمسية DIY : كيف تبني نظام الطاقة الشمسية المباشر الخاص بك مقابل القليل من المال أو بدونه

كيف يمكنني بناء نظام شمسي رخيص؟

لم يتم خوض الكفاح من أجل كفاءة الطاقة مطلقًا بأسلحة أكثر تطورًا ، والفائزون هم كل أولئك الذين يدفعون أقل مقابل المزيد شهرًا بعد شهر بعد شهر.

سيكون نظام الألواح الشمسية منخفض التكلفة دائمًا أفضل حل لفواتير الكهرباء المرتفعة.

كل عام ، تصبح الألواح الشمسية ميسورة التكلفة.

الألواح الشمسية هي نوع من أنظمة الطاقة المتجددة.

يمكن تهيئتها في كل من المنازل المتصلة بالشبكة وخارجها.

في الأنظمة المتصلة بالشبكة ، يقوم العديد من الأشخاص بتركيب الطاقة الشمسية لمحاولة توفير المال على فواتير الخدمات العامة.

يوصى ، من أجل الحصول على أقصى استفادة من الطاقة الشمسية مع الاستمرار في تثبيت نظام أقل تكلفة ، باختيار الأجهزة ذات معدلات الطاقة الأقل.

وما لم يكن لديك المال اللازم لتركيب نظام كبير ، فتجنب بعض خنازير الطاقة مثل الاستحمام الفوري ، وسخانات المنزل ، ومكيفات الهواء ، وما إلى ذلك.

تصميم النظام بأكمله هو المكون الأساسي للكفاءة.

سيكون كل نظام فريدًا بناءً على متطلبات الطاقة المحددة التي يجب أن يلبيها النظام.

حتى بالنسبة للنظام الشمسي الصغير ، هناك العديد من المتغيرات التي يجب مراعاتها.

يجب إجراء التنازلات في نظام طاقة شمسية صغير وصديق للميزانية.

يعد تصميم النظام الشمسي الخاص بك لتسخير الطاقة الشمسية مهمة كبيرة ، ولكنه يمكن أن يكون مشروعًا مرضيًا وممتعًا للعديد من أصحاب الأعمال اليدوية أو أي شخص مهتم بالهندسة.

سوف يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من البحث والتخطيط لإنشاء نظام كامل بنفسك ، بما في ذلك الحصول على المواد المناسبة والحصول على التصاريح اللازمة من بلدتك.

من الأنسب بناء لوحة لمشروع صغير ، مثل الطاقة الاحتياطية لعربة سكن متنقلة.

هل من الممكن بناء الألواح الشمسية الخاصة بك؟

نعم ، يمكنك بناء نظامك الشمسي - بما في ذلك الألواح الشمسية - من الألف إلى الياء.

ومع ذلك ، فهو محفوف بالمخاطر لأن الحرفية المعيبة ستؤدي إلى حدوث فواصل وفشل في النظام.

يتم تصنيع الألواح الشمسية عن طريق لحام الخلايا الشمسية في سلاسل وربطها معًا وربطها بصندوق التوصيل.

بمجرد تجميعها ، يجب إحكام إغلاق المكونات للتأكد من أن المكونات النشطة للوحة الشمسية مقاومة للماء.

من أجل السلامة ، يتم بعد ذلك إغلاق الجزء الأمامي بمنتج شفاف مضاد للماء.

يتم بعد ذلك إحكام اللوح حول الحواف بالسيليكون لمنع دخول الرطوبة.

ليس من الصعب أساسًا إنشاء لوحة شمسية واحدة ؛ يتكون بشكل أساسي من أسلاك اللحام والخلايا الشمسية.

التحدي الأصعب هو العثور على مواد عالية الجودة للألواح.

عادة ، يتم شراء المواد على أساس مخصص من موزعين مختلفين ، مما يجعل من الصعب تتبع الجودة.

يمكن أن يؤدي بناء الألواح الشمسية بمعدات منخفضة الجودة إلى تلف الألواح أو خطر نشوب حريق بسبب ضعف الحرفية.

إذا كنت ترغب في بناء الألواح الخاصة بك ، يوصي المتخصصون بالقيام بذلك على نطاق أصغر ، مثل توصيل الكهرباء إلى حظيرتك بدلاً من المنزل بأكمله.

تقلل المشاريع الصغيرة من متطلبات الطاقة ، مما يجعل تركيب DIY أكثر قابلية للإدارة وأقل عرضة للفشل.

قد يكون بناء وتركيب نظام كبير بما يكفي لتشغيل منزلك محفوفًا بالمخاطر بالنسبة لشخص لديه خبرة قليلة أو معدومة في معدات الطاقة الشمسية.

كيف أقوم ببناء نظام الألواح الشمسية؟

قبل شراء المعدات الخاصة بك ، تذكر أن الخلايا الشمسية التي يتم بيعها على مواقع الويب عادةً ما تكون ثوانٍ لا تمر بمراقبة الجودة.

يمكن تقطيعها أو عيوبها أو إتلافها بطريقة أخرى ، وهو أمر غير مرغوب فيه.

فيما يلي قائمة بما تحتاجه لبناء نظام الألواح الشمسية:

قم بتكوين وتحديد حجم نظامك الشمسي بناءً على متطلبات الطاقة الخاصة بك

ستحتاج إلى معرفة مقدار الطاقة التي تخطط لاستخدامها في المتوسط شهريًا ، بالإضافة إلى مقدار التعرض للشمس الذي يمكنك توقعه طوال العام ، لمعرفة عدد الألواح الشمسية التي ستحتاج إليها.

بمجرد تحديد ذلك ، يمكنك تحديد العلامة التجارية وطراز الألواح الشمسية الأفضل لك.

ستحتاج إلى عدد أقل من اللوحات إذا كنت تصنع لوحات لمشروع صغير أو جهاز.

ببساطة قم بحساب عدد الكيلوواط في الساعة الذي سيحتاجه الجهاز ، ثم اضرب هذا الرقم في عدد الألواح التي سيتم بناؤها.

شراء مكونات الألواح الشمسية

ستحتاج إلى خلايا ضوئية (PV) وأسلاك تم لحامها مسبقًا ومواد غير موصلة (خشب أو زجاج أو بلاستيك) وزجاج شبكي.

الخلايا الشمسية مسؤولة عن تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء.

تحتوي كل لوحة شمسية على ما يقرب من 36 خلية شمسية.

يؤدي شراء سلك جدولة ملحوم مسبقًا إلى التخلص من بعض الخطوات ، ولكنك ستظل بحاجة إلى مكواة لحام لتوصيل الأسلاك بالجزء الخلفي من الخلايا الشمسية وتوصيل السلك بشكل صحيح لتوصيل الخلايا الشمسية.

يستخدم الخشب بشكل شائع كمواد داعمة للألواح الشمسية التي تصنعها بنفسك لأنه من السهل حفر ثقوب للأسلاك.

بمجرد توصيل الخلايا الشمسية معًا ، قم بلصقها على دعامة الخشب قبل توصيل جميع الأسلاك ولحام كل خلية شمسية معًا.

بعد الأسلاك ، يتم توصيل هذه الأسلاك بجهاز التحكم بالشحن ، والذي ينظم فولتات الطاقة.

يمكن للخشب أيضًا إنشاء صندوق لحماية الخلايا الشمسية ، والذي يمكن تغطيته بعد ذلك بزجاج شبكي لحماية الرطوبة.

بعد أن تقوم بتوصيل الخلايا الشمسية وتثبيتها في دعامة الخشب ، ستحتاج إلى إغلاقها بزجاج شبكي لحمايتها من الحرارة والجزيئات والرطوبة.

شراء معدات الطاقة الشمسية الإضافية مثل العاكسات والأرفف

افترض أنك غير واثق من قدرتك على بناء الألواح الشمسية من الصفر.

في هذه الحالة ، يمكنك شراء مجموعة الألواح الشمسية ، والتي ستتضمن تعليمات أكثر تحديدًا (وعادة ما تكون أرفف) للمساعدة في تأمين الألواح الخاصة بك.

قد يكون شراء مجموعة الطاقة الشمسية أكثر فائدة لأنها تتضمن بالفعل أرفف.

الاجهاد صعب يجب عليك تحديد معدات الأرفف المناسبة لنوع السقف الخاص بك أو التركيب الأرضي.

عند البحث في مواقع الموزعين بالجملة ، هناك وفرة تقريبًا من معدات التثبيت والتثبيت المتاحة.

قم بتثبيت أرفف الألواح الشمسية

يتم تحديد الخيار الذي تختاره عند شراء الأرفف من خلال المكان الذي سيتم فيه تثبيت الألواح الخاصة بك.

على سبيل المثال ، هل سيتم تثبيتها على الأرض أم على عربة سكن متنقلة؟ سيحدد هذا نوع الأرفف الذي تحتاجه.

بمجرد أن تقرر الأرفف الخاصة بك ، ستحتاج إلى التخطيط للمكان الذي ستحفر فيه الثقوب لتثبيتها في الهيكل الخاص بك.

قم بتوصيل الألواح الشمسية بالأرفف

ستكون المشابك أو الموصلات المصنوعة للأرفف التي تختارها مطلوبة لتأمين الألواح الشمسية في معدات الأرفف.

يضمن شرائها معًا ومن نفس الموزع أنها مصممة لبعضها البعض.

عادةً ما تشتمل مجموعات الألواح الشمسية على أرفف ، ولكن إذا اشتريت كل شيء بشكل منفصل ، فتأكد من إجراء البحث للتأكد من أن لديك نظام طاقة شمسية يعمل بكامل طاقته.

قم بتثبيت العاكس الشمسي المناسب

يتطلب تركيب العاكس الشمسي معرفة فنية لأنه يجب أن يكون متصلاً بالشبكة الكهربائية.

يُنصح بشدة بتوظيف مُثبِّت محترف لهذا الغرض ، حيث سيقومون بذلك بأمان وبشكل صحيح مع التصاريح اللازمة.

التفاصيل عند بناء النظام الشمسي الخاص بك

تعتبر الألواح الشمسية المصنعة تجاريًا مكلفة للغاية ، لكن لا يجب أن تكون كذلك.

تتوفر الخلايا الشمسية على نطاق واسع من موردين مختلفين في جميع أنحاء العالم ويمكن إقرانها في الألواح الشمسية الخاصة بك.

ربما تكون قد صادفت بعض الخلايا المكسورة أو المتصدعة للبيع في مكان ما ؛ ستظل هذه تعمل وتسمح لك ببناء لوحة مقابل لا شيء تقريبًا.

فيما يلي بعض المواصفات عند بناء نظامك الشمسي:

جهد الخلية وإخراج الطاقة

تتمثل فائدة صنع الألواح الشمسية الخاصة بك في أنه يمكنك تكييفها وفقًا لاحتياجاتك الخاصة.

تأتي الخلايا الشمسية عادة بجهد 0.5 فولت ومجموعة متنوعة من مخرجات الطاقة.

يمكن توصيلها في سلسلة لإنتاج أي جهد خرج بمضاعفات 0.5 فولت.

إذا كنت ترغب في شحن بطارية ذات دورة عميقة بجهد 12 فولت لتطبيق خارج الشبكة ، فستحتاج إلى لوحة 18 فولت مكونة من 36 خلية متصلة في سلسلة (36 × 0.5 فولت = خرج 18 فولت).

أنت بحاجة إلى 18 فولت حتى تتمكن اللوحة من شحن البطارية حتى عندما لا تكون في ضوء الشمس المباشر.

يمكنك محاولة تقسيم خلاياك الشمسية للحصول على جهد أعلى من كل خلية لتقليل عدد الخلايا التي تحتاجها.

ثانيًا ، ستحتاج إلى التفكير في مقدار الطاقة التي تحتاجها.

قسّم الطاقة الإجمالية التي تتطلبها قوة كل خلية لتحديد عدد الخلايا الشمسية المطلوبة.

على سبيل المثال ، إذا كنت تحتاج إلى لوحة بقدرة 200 وات وتستخدم خلايا 4 وات ، فستحتاج إلى 200 وات / 4 وات = 50 خلية.

تجدر الإشارة إلى أن ما إذا كانت الخلايا متصلة في سلسلة أو متوازية لا يؤثر على خرج الطاقة.

تخطيط الألواح الشمسية

يجب أن تبدأ بالتخطيط لتخطيط اللوحة الخاصة بك.

يتم ذلك عادةً بناءً على مقدار المساحة المتاحة للوحة ؛ قد تكون مقيدًا بطول أو عرض اللوحة ، ولكن يمكنك تعديل الجوانب الأخرى لتناسبك.

تم استخدام لوح زجاجي 0.5 م × 6 م (20 × 24 بوصة) للخلايا الشمسية التسعة ، وتم وضع الخلايا كما هو موضح في الرسم البياني المرفق.

لا يهم عدد الصفوف والأعمدة الموجودة على اللوحة ، ولكنها تساعد كثيرًا إذا قمت بإنشاء سلاسل أطول من الخلايا في اتجاه أسلاك الجدولة ثم دمجها مع سلك ناقل على طول الجزء العلوي والسفلي.

جدولة الألواح الشمسية

تعد جدولة الخلايا الشمسية الخطوة التالية والأكثر استهلاكا للوقت.

يمكنك شراء الخلايا المبوبة مسبقًا إذا لم تكن معتادًا على استخدام مكواة اللحام ، ولكن معظم موردي الخلايا الشمسية سيزودونك بخلايا غير مبوبة.

بمجرد إتقان هذه التقنية ، لن يكون الأمر صعبًا ، ولكن قد تحتاج إلى التدرب على خلية واحدة أو خليتين أولاً لأن سلك الجدولة يصعب إزالته.

بالنسبة لعلامات تبويب النهاية ، قم بقص سلك الجدولة أطول بقليل (1 سم / 1/2 بوصة) من طول خلية واحدة ومضاعفة طول كل خلية لعلامات التبويب المترابطة.

ابدأ في لحام سلك الجدولة بالخلية الشمسية الآن.

للبدء ، استخدم قلم التمويه لرسم خط على طول خطوط علامة التبويب الفضية.

قم بتشغيل مكواة اللحام الساخنة على طول علامة التبويب بعد تبطين سلك الجدولة فوق خطوط علامة التبويب.

إذا تركت مكواة اللحام في مكان واحد لفترة طويلة ، فسوف ترتفع درجة حرارتها وتتلف الخلية.

نظرًا لأن سلك الجدولة ملحوم مسبقًا ، فلا داعي لإضافة لحام إليه.

توصيل سلك الحافلة

بعد قيامك بتبويب جميع الخلايا الخاصة بك ، ستحتاج إلى توصيلها.

الجزء الأمامي من كل خلية سالب ، في حين أن الجزء الخلفي موجب.

يجب أن يتم توصيلها في سلسلة مثل البطاريات لتشكيل سلسلة من الخلايا من الخلف إلى الأمام.

قم بلحام أسلاك الجدولة من الجزء الخلفي لخلية واحدة إلى مقدمة الخلية التالية حتى يكتمل كل سطر.

ثم يتم استخدام سلك الناقل لتوصيل الخطوط.

يجب أن يشبه التصميم النهائي الرسم التخطيطي المرفق.

عند توصيل الخطوط ، لاحظ أنه يجب توصيلها بين الموجب والسالب حتى تعمل الخطوط المجاورة في اتجاهين متعاكسين.

عندما تنتهي من توصيل خطوطك ، يجب أن يكون لديك ناقل موجب واحد وحافلة سلبية واحدة ، والتي ستكون نواتج الألواح الشمسية الخاصة بك.

يمكن لحامها مباشرة على الأسلاك أو إنهاؤها في صندوق خاص للألواح الشمسية للألواح الأصغر.

حماية الخلايا بالزجاج

بمجرد الانتهاء من أسلاك الحافلة ، يمكنك تغطية الخلايا الشمسية بالزجاج الواقي أو مادة البرسبيكس.

ضع حبة مستمرة من السيليكون حول محيط لوح الدعم ، ثم حرك الزجاج برفق فوق الخلايا.

يجب أن يشكل السيليكون ختمًا مستمرًا حول حواف اللوحة ، مما يحمي الخلايا.

اسمح للسيليكون بالشفاء طوال الليل عن طريق تثبيت الزجاج ولوحة الدعم معًا.

بدلاً من المشابك اللولبية ، التي توفر الكثير من قوة التثبيت وقد تكسر الزجاج ، استخدم مشابك زنبركية بلاستيكية.

تركيب الصندوق الطرفي

قم بتكوين صندوق المحطة على لوحة الدعم ولحام محطات الحافلات الواردة بالشريط الطرفي.

يمكن ربط الصندوق بلوح دعم خشبي أو إرفاقه بالسيليكون في حالة استخدام لوح دعم زجاجي.

أخيرًا ، قم بإرفاق أي أقواس تثبيت تحتاجها باللوحة الخلفية ، وبذلك تكون اللوحة الشمسية قد اكتملت.

قم بتوصيله بجهاز التحكم بالشحن الشمسي لشحن البطاريات أو الحمل الحالي المباشر.

إذا كنت تقوم بتشغيل حمولة تيار متردد ، فستحتاج إلى توصيل محول طاقة.

هل أنت ماهر بما يكفي لبناء الألواح الشمسية الخاصة بك؟

تعتبر الألواح الشمسية سهلة التصميم إلى حد ما ، ولكن يجب أن يتم بناؤها بأقصى درجات الكمال إذا كانت ستظل تعمل لفترة طويلة.

يجب أن تكون الألواح الشمسية قادرة على تحمل الظروف الجوية القاسية وكذلك التعرض للحرارة وأشعة الشمس لفترات طويلة.

القلق الأكثر خطورة مع الألواح الشمسية محلية الصنع هو سلامتها.

يمكن أن تدخل الرطوبة إلى الداخل وتدمرها ، ويمكن للألواح المبنية بشكل غير صحيح أن تشتعل فيها النيران من حرارة الشمس.

يعد إتقان اللحام والأسلاك الكهربائية مهمة صعبة تتطلب عادةً مساعدة فني كهربائي أو مهندس ماهر.

يتطلب بناء نظام البحث والوقوع في الأخطاء واكتساب الخبرة في تقنيات الأسلاك الكهربائية واللحام.

لذلك ، إذا كنت مهندسًا أو كهربائيًا متمرسًا ، فقد يكون إتقان هذا الأمر أسهل قليلاً ، لكنه ليس شيئًا يمكنك القيام به في عطلة نهاية الأسبوع.

في حين أنه من الممكن تكوين الألواح الشمسية من نقطة الصفر ثم إعادة تجهيز نظام شمسي كامل ، فإن معظم الناس يفضلون بناء نظام شمسي من معدات مسبقة الصنع ثم تثبيته.

تتمثل الفائدة الرئيسية لشراء مجموعة أدوات شمسية معبأة على شراء كل المواد بشكل منفصل في أن المعدات الموجودة داخل المجموعة مضمونة للعمل معًا.

هذا ليس هو الحال دائمًا إذا اشتريت كل عنصر في لحظة.

بعض الألواح الشمسية والمحولات ، على سبيل المثال ، لا يمكنها التحدث مع بعضها البعض إلا إذا كانت تفي بمعايير كهربائية معينة.

تختلف تكلفة مجموعات الألواح الشمسية ؛ يمكن أن يكلف نظام 6kW ما بين 7000 دولار و 15000 دولار.

عندما يتعلق الأمر ببناء الألواح الشمسية من الألف إلى الياء ، تختلف تكاليف الخلايا الشمسية ، والأسلاك ، والمحولات ، والتصاريح ، ولكنها قد تكون أقل من تكلفة العمل مع خبير.

ومع ذلك ، قد لا تعمل هذه اللوحات بشكل صحيح ، ولن يكون لديك مساعدة أو ضمانات من الشركة المصنعة للاعتماد عليها في حالة فشل نظامك أو إذا كان لديك استفسارات.

لماذا يجب علي استخدام الطاقة الشمسية؟

هناك ثلاثة خيارات لأنظمة إنتاج الطاقة السكنية الصغيرة خارج الشبكة.

لديك خيار استخدام الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الطاقة المائية.

هذه الخيارات جيدة ، ولكل منها مزايا مميزة ، لكن الطاقة الشمسية هي السبيل للذهاب إذا كنت مبتدئًا بميزانية محدودة.

تكلفة الرياح ما يقرب من 35٪ ولها درجة صعوبة أعلى بكثير بسبب عملية التثبيت.

يمكن مقارنة سعر Hydro مع زيادة طفيفة فقط في الصعوبة ، لكنه يحتاج إلى مصدر مياه على مدار العام بالقرب من منزلك.

من ناحية أخرى ، تعد الطاقة الشمسية الخيار الأرخص من بين الخيارات الثلاثة بسبب عقود من البحث والتطوير بتمويل من كل من القطاع الخاص والحكومة.

تعتبر الطاقة الشمسية أيضًا سهلة التركيب نسبيًا لـ DIY'er مع بعض الإرشادات.

الطاقة الشمسية هي أيضًا أبسط طريقة لزيادة حجمها مع نمو احتياجاتك من الطاقة.