ماذا يمكنك أن تصنع بطارية شمسية في المنزل. بطارية شمسية بيديك. مبدأ تشغيل الألواح الشمسية

لهذا الغرض ، يتم إنتاج وبيع الألواح المدمجة الجاهزة ، وهي مصنوعة في شكل مجموعات مطوية بسرعة على أساس النسيج الصناعي. في وسط روسيا ، يمكن أن توفر هذه اللوحة التي يبلغ حجمها حوالي 30 × 40 سم طاقة في حدود 5 وات بجهد 12 فولت.

يمكن للبطارية الأكبر أن توفر ما يصل إلى 100 واط الطاقة الكهربائية. يبدو أن هذا ليس كثيرًا ، لكن يجدر بنا أن نتذكر مبدأ تشغيل الصغار: في داخلها ، يتم تشغيل الحمل بالكامل من خلال محول نبضي من بطارية من البطاريات يتم شحنها من طاحونة هوائية منخفضة الطاقة. وبالتالي ، يصبح من الممكن استخدام مستهلكين أكثر قوة.

إن استخدام مبدأ مشابه عند بناء محطة طاقة شمسية منزلية يجعلها أكثر ربحية من طاحونة الهواء: في الصيف ، تشرق الشمس معظم اليوم ، على عكس الرياح المتقلبة وغالبًا ما تكون غائبة. لهذا السبب ، ستكون البطاريات قادرة على اكتساب الشحن خلال النهار بشكل أسرع بكثير ، كما أن تركيب الألواح الشمسية نفسها أسهل بكثير من الحاجة إلى صاري مرتفع.

من المنطقي أيضًا استخدام البطارية الشمسية كمصدر للطاقة في حالات الطوارئ فقط. على سبيل المثال ، إذا كانت غلاية تسخين الغاز مع مضخات الدوران، عند إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ، يمكن تشغيلها من خلال محول النبض (العاكس) من البطاريات ، والتي يتم الحفاظ عليها مشحونة بواسطة بطارية شمسية ، مما يجعل نظام التدفئة قابلاً للتشغيل.

قصة تلفزيونية حول هذا الموضوع

بدأ الجنس البشري ، من أجل رعاية البيئة وتوفير المال ، في الاستخدام مصادر بديلةالطاقة ، التي تنتمي إليها ، على وجه الخصوص ، البطاريات الشمسية. سيكون شراء مثل هذه المتعة مكلفًا للغاية ، لكن ليس من الصعب صنع هذا الجهاز بيديك. لذلك ، لا يضرك أن تتعلم كيف تصنع بطارية شمسية بنفسك. سيتم مناقشة هذا في مقالتنا.

الألواح الشمسية هي أجهزة تولد الكهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية.

قبل الحديث عن كيفية صنع بطارية شمسية بيديك ، عليك أن تفهم الجهاز ومبادئ تشغيله. تحتوي البطارية الشمسية على خلايا ضوئية متصلة في سلسلة ومتوازية ، بطارية تجمع الكهرباء ، وعاكس يقوم بالتحويل العاصمةفي متغير ووحدة تحكم تراقب شحن وتفريغ البطارية.

كقاعدة عامة ، تتكون الخلايا الكهروضوئية من السيليكون ، ولكن تنقيتها باهظة الثمن ، وبالتالي ، في مؤخرابدأ في استخدام عناصر مثل الإنديوم والنحاس والسيلينيوم.

كل خلية ضوئية هي خلية منفصلة تولد الكهرباء. ترتبط الخلايا ببعضها البعض وتشكل حقلاً واحدًا ، تحدد المنطقة منه قوة البطارية. أي أنه كلما زاد عدد الخلايا الشمسية ، زاد توليد الكهرباء.

من أجل صنع لوحة شمسية بيديك في المنزل ، تحتاج إلى فهم جوهر ظاهرة مثل التأثير الكهروضوئي. الخلية الكهروضوئية عبارة عن لوحة من السيليكون ، عندما يضربها الضوء ، يتم إخراج إلكترون من آخر مستوى طاقة لذرات السيليكون. تولد حركة تدفق هذه الإلكترونات تيارًا مباشرًا ، والذي يتم تحويله لاحقًا إلى تيار متناوب. هذه هي ظاهرة التأثير الكهروضوئي.

مزايا

تتمتع الألواح الشمسية بالمزايا التالية:

• الإضرار بالبيئة ؛
• متانة؛
• عملية صامتة
• سهولة التصنيع والتركيب ؛
• استقلالية إمدادات الكهرباء عن شبكة التوزيع ؛
• جمود أجزاء الجهاز ؛
• تكاليف مالية طفيفة ؛
• وزن خفيف؛
• عملية بدون محولات ميكانيكية.

أصناف

تنقسم الألواح الشمسية إلى الأنواع التالية.

السيليكون

السيليكون هو أكثر مواد البطاريات شيوعًا.

تنقسم بطاريات السيليكون أيضًا إلى:

1. أحادي البلورية: تستخدم هذه البطاريات سيليكونًا نقيًا جدًا.
2. متعدد البلورات (أرخص من البلورات الأحادية): يتم الحصول على البلورات المتعددة عن طريق التبريد التدريجي للسيليكون.

فيلم

تنقسم هذه البطاريات إلى الأنواع التالية:

1. بناءً على الكادميوم تيلورايد (كفاءة 10٪): يحتوي الكادميوم على معامل امتصاص عالي للضوء ، مما يجعل من الممكن استخدامه في إنتاج البطاريات.
2. بناء على سيلينيد النحاس - الإنديوم: الكفاءة أعلى من سابقاتها.
3. بوليمر.

لقد بدأ تصنيع البطاريات الشمسية من البوليمرات حديثًا نسبيًا ، وعادةً ما تستخدم فيوريلين ، بوليفينلين ، إلخ. أغشية البوليمر رقيقة جدًا ، حوالي 100 نانومتر. على الرغم من كفاءة 5 ٪ ، فإن بطاريات البوليمر لها مزاياها: مواد رخيصة ، صديقة للبيئة ، مرونة.

عديم الشكل

كفاءة البطاريات غير المتبلورة 5٪. هذه الألواح مصنوعة من silane (السيليكون الهيدروجين) وفقًا لمبدأ بطاريات الأفلام ، لذلك يمكن أن تُنسب إلى كل من بطاريات السيليكون والأفلام. البطاريات غير المتبلورة مرنة ، وتولد الكهرباء حتى في الأحوال الجوية السيئة ، وتمتص الضوء بشكل أفضل من الألواح الأخرى.

مواد

لصنع بطارية شمسية ، ستحتاج إلى المواد التالية:

• الخلايا الضوئية.
• زوايا الألمنيوم
• الثنائيات شوتكي
• مانعات التسرب سيليكون
• الموصلات.
• مسامير التثبيت والأجهزة ؛
• ورقة البولي / زجاج شبكي.
• معدات اللحام.

هذه المواد مطلوبة لصنع بطارية شمسية بيديك.

اختيار الخلايا الضوئية

لصنع بطارية شمسية لمنزلك بيديك ، يجب عليك اختيار الخلايا الشمسية المناسبة. وتنقسم هذه الأخيرة إلى أحادي البلورية ، متعدد البلورات وغير متبلور.

تبلغ كفاءة الأول 13 ٪ ، لكن هذه الخلايا الضوئية غير فعالة في الأحوال الجوية السيئة ، فهي ظاهريًا مربعات زرقاء لامعة. الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات قادرة على توليد الكهرباء حتى في الأحوال الجوية السيئة ، على الرغم من أن كفاءتها لا تتجاوز 9٪ ، إلا أنها أغمق في المظهر من الخلايا أحادية البلورية وتقطع عند الحواف. الخلايا الضوئية غير المتبلورة مصنوعة من السيليكون المرن ، وكفاءتها 10٪ ، والأداء لا يعتمد عليه احوال الطقس، لكن إنتاج هذه الخلايا مكلف للغاية ، لذلك نادرًا ما يتم استخدامها.

إذا كنت تخطط لاستخدام الكهرباء التي تولدها الخلايا الكهروضوئية في الدولة ، فننصحك بتجميع بطارية شمسية بيديك من خلايا متعددة البلورات ، لأن كفاءتها كافية لأغراضك.

يجب عليك شراء الخلايا الكهروضوئية من نفس العلامة التجارية ، حيث يمكن أن تختلف الخلايا الضوئية للعديد من العلامات التجارية اختلافًا كبيرًا - وقد يتسبب ذلك في حدوث مشكلات في تجميع البطارية وتشغيلها. يجب أن نتذكر أن كمية الطاقة التي تنتجها الخلية تتناسب طرديًا مع حجمها ، أي أنه كلما كانت الخلية الكهروضوئية أكبر ، زادت الكهرباء التي تنتجها ؛ يعتمد جهد الخلية على نوعه وليس على الحجم.

يتم تحديد كمية التيار الناتج من خلال أبعاد أصغر خلية ضوئية ، لذلك يجب عليك شراء خلايا ضوئية من نفس الحجم. بالطبع ، لا يجب عليك شراء منتجات رخيصة ، لأن هذا يعني أنها لم تجتاز الاختبار. أيضًا ، يجب ألا تشتري الخلايا الكهروضوئية المغطاة بالشمع (يقوم العديد من الشركات المصنعة بتغطية الخلايا الضوئية بالشمع للحفاظ على المنتجات أثناء النقل): قد يؤدي إزالتها إلى إتلاف الخلية الكهروضوئية.

الحسابات والمشروع

يعد بناء لوحة شمسية بيديك مهمة بسيطة ، والشيء الرئيسي هو التعامل مع تنفيذها بمسؤولية. لإنشاء لوحة شمسية بيديك ، يجب عليك حساب استهلاك الكهرباء اليومي ، ثم معرفة المتوسط ​​اليومي التوقيت الشمسيفي منطقتك وحساب الطاقة المطلوبة. وبالتالي ، سيتضح عدد الخلايا والحجم الذي تحتاج إلى شرائه. بعد كل شيء ، كما ذكر أعلاه ، يعتمد التيار الذي تولده الخلية على أبعادها.

مع معرفة الحجم المطلوب للخلايا وعددها ، من الضروري حساب أبعاد ووزن اللوحة ، وبعد ذلك من الضروري معرفة ما إذا كان السقف أو أي مكان آخر من المقرر تركيب البطارية الشمسية فيه سيصمد أمام التصميم المقصود.

عند تثبيت اللوحة ، لا يجب عليك فقط اختيار أكثر الأماكن المشمسة ، ولكن أيضًا محاولة إصلاحها بزاوية مناسبة لأشعة الشمس.

مراحل العمل

إطار

قبل أن تبدأ في صنع لوحة شمسية بيديك ، تحتاج إلى بناء إطار لها. يحمي البطارية من التلف والرطوبة والغبار.

يتم تجميع الجسم من مادة مقاومة للرطوبة: خشب رقائقي مغطى بعامل مقاوم للرطوبة ، أو زوايا من الألومنيوم ، يتم لصقها بالزجاج الشبكي أو البولي كربونات بمادة مانعة للتسرب من السيليكون.

في هذه الحالة ، من الضروري مراعاة المسافات البادئة بين العناصر (3-4 مم) ، حيث من الضروري مراعاة تمدد المادة مع زيادة درجة الحرارة.

عناصر اللحام

يتم وضع الخلايا الضوئية على الجانب الأمامي من السطح الشفاف ، بحيث تكون المسافة بينهما من جميع الجوانب 5 مم: بهذه الطريقة ، يتم أخذ التمدد المحتمل للخلايا الضوئية مع زيادة درجة الحرارة في الاعتبار.

تم إصلاح المحولات ذات القطبين: موجب وسالب. إذا كنت ترغب في زيادة الجهد ، قم بتوصيل العناصر في سلسلة ، إذا كان التيار - بالتوازي.

لتجنب تفريغ البطارية في الليل ، يتم تضمين صمام ثنائي شوتكي في دائرة واحدة تتكون من جميع الأجزاء الضرورية ، وتوصيلها بالموصل الموجب. ثم يتم لحام جميع العناصر معًا.

حَشد

يتم وضع محولات الطاقة الملحومة في الإطار النهائي ، ويتم تطبيق السيليكون على الخلايا الضوئية - كل هذا مغطى بطبقة من اللوح الليفي ، مغلق بغطاء ، ويتم معالجة مفاصل الأجزاء باستخدام مادة مانعة للتسرب.

حتى سكان المدينة يمكنهم صنع بطارية شمسية ووضعها على الشرفة بأيديهم. من المستحسن أن تكون الشرفة زجاجية وعازلة.
لذلك توصلنا إلى كيفية صنع بطارية شمسية في المنزل ، واتضح أنها لم تكن صعبة على الإطلاق.

أفكار من مواد مرتجلة

يمكنك صنع بطارية شمسية بيديك من مواد الخردة. ضع في اعتبارك الخيارات الأكثر شيوعًا.

سوف يفاجأ الكثير عندما يعلمون أنه يمكن استخدام الرقائق المعدنية لصنع بطارية شمسية بيديك. في الواقع ، هذا ليس مفاجئًا ، لأن الرقاقة تزيد من انعكاس المواد. على سبيل المثال ، لتقليل ارتفاع درجة حرارة الألواح ، يتم وضعها على رقائق معدنية.

كيف تصنع لوح شمسي احباط؟

سنحتاج:

• 2 "تمساح" ؛
• رقائق النحاس؛
• المقياس المتعدد؛
• ملح؛
• زجاجة بلاستيكية فارغة بدون عنق.
• فرن كهربائي؛
• تدريبات.

بعد تنظيف الصفيحة النحاسية وغسل أيدينا ، نقطع قطعة من ورق القصدير ، ونضعها على موقد كهربائي ساخن ، ثم نسخنها لمدة نصف ساعة ، مع ملاحظة السواد ، ثم نزيل ورق القصدير عن الموقد ، ونتركه يبرد ونرى كيف القطع تقشر من الورقة. بعد التسخين ، يختفي فيلم الأكسيد ، لذلك يمكن إزالة الأكسيد الأسود بالماء برفق.

ثم يتم قطع قطعة ثانية من الرقائق بنفس حجم الجزء الأول ، ويتم ثني الجزأين ، ويتم إنزالهما في الزجاجة حتى لا تتاح لهما الفرصة للمس.

يمكن أيضًا استخدام الرقائق للتدفئة. للقيام بذلك ، يجب أن يتم سحبه على الإطار ، والذي تحتاج بعد ذلك إلى توصيل الخراطيم ، على سبيل المثال ، بعلبة سقي.

لذلك تعلمنا كيفية صنع لوحة شمسية للمنزل من رقائق معدنية.

يوجد في العديد من المنازل ترانزستورات قديمة ، لكن لا يعلم الجميع أنها مناسبة تمامًا لصنع بطارية شمسية لمنزل ريفي صيفي بأيديهم. في هذه الحالة ، الخلية الكهروضوئية عبارة عن رقاقة أشباه موصلات موجودة داخل الترانزستور. كيف تصنع بطارية شمسية من الترانزستورات بيديك؟ تحتاج أولاً إلى فتح الترانزستور ، وهو ما يكفي لقطع الغطاء ، حتى نتمكن من رؤية اللوحة: إنها صغيرة الحجم ، مما يفسر انخفاض كفاءة الألواح الشمسية من الترانزستورات.

بعد ذلك ، تحتاج إلى التحقق من الترانزستور. للقيام بذلك ، نستخدم مقياسًا متعددًا: نقوم بتوصيل الجهاز بترانزستور جيد الإضاءة السندات الإذنية تقاطعوقياس التيار ، يجب أن يسجل المتر المتعدد التيار من بضعة أجزاء من الملي أمبير إلى 1 أو أكثر بقليل ؛ ثم نحول الجهاز إلى وضع قياس الجهد ، يجب أن يعطي المتر المتعدد أعشار فولت.

نضع الترانزستورات المختبرة داخل العلبة ، على سبيل المثال ، ورقة من البلاستيك ولحامها. يمكنك صنع مثل هذه البطارية الشمسية بيديك في المنزل واستخدامها لشحن البطاريات وأجهزة الراديو منخفضة الطاقة.

الثنائيات القديمة مناسبة أيضًا لتجميع البطاريات. إن صنع بطارية شمسية بيديك من الثنائيات ليس بالأمر الصعب على الإطلاق. من الضروري فتح الصمام الثنائي ، وكشف البلورة ، وهي خلية ضوئية ، ثم تسخين الصمام الثنائي لمدة 20 ثانية لمدة موقد غاز، وعندما يذوب اللحام ، قم بإزالة الكريستال. يبقى لحام البلورات المسحوبة في العلبة.

قوة هذه البطاريات صغيرة ، لكنها كافية لتشغيل مصابيح LED الصغيرة.

سيبدو خيار صنع بطارية شمسية بيديك من وسائل مرتجلة غريبًا جدًا بالنسبة لمعظم الناس ، لكن صنع بطارية شمسية بيديك من علب البيرة أمر بسيط ورخيص.

سنقوم بصنع الغلاف من الخشب الرقائقي ، حيث سنضع البولي كربونات أو الزجاج الشبكي ، على السطح الخلفي للخشب الرقائقي ، وسنصلح الرغوة أو الصوف الزجاجي للعزل. علب الألمنيوم ستكون بمثابة خلايا ضوئية. من المهم اختيار علب الألمنيوم بالضبط ، لأن الألمنيوم أقل عرضة للتآكل من الحديد ، على سبيل المثال ، ولديه نقل أفضل للحرارة.

علاوة على ذلك ، يتم عمل ثقوب في قاع العلب ، ويتم قطع الغطاء ، ويتم ثني العناصر غير الضرورية لضمان دوران الهواء بشكل أفضل. ثم تحتاج إلى تنظيف الجرار من الشحوم والأوساخ وسائل خاصةلا يحتوي على حمض. بعد ذلك ، تحتاج إلى ربط البرطمانات بإحكام معًا: باستخدام هلام السيليكون الذي يمكنه الصمود درجات حرارة عالية، أو لحام الحديد. تأكد من تجفيف العلب الملصقة جيدًا في وضع ثابت.

بعد إرفاق العلب بالجسم ، نرسمها باللون الأسود ونغلق الهيكل بزجاج شبكي أو بولي كربونات. هذه البطارية قادرة على تسخين الماء أو الهواء مع إمداد الغرفة لاحقًا.

نظرنا في خيارات كيفية صنع لوحة شمسية بيديك. نأمل الآن ألا يكون لديك سؤال حول كيفية صنع بطارية شمسية.

فيديو

كيف تصنع الألواح الشمسية بيديك - فيديو تعليمي.

إن صنع لوح شمسي في المنزل ليس بهذه الصعوبة في الواقع. يكفي تخزين المكونات الضرورية ومجموعة من الأدوات المناسبة. والشيء الرئيسي المطلوب لهذه الأغراض هو بالطبع الخلايا الضوئية نفسها. بعد كل شيء ، هم أساس أي لوحة ضوئية تولد تيارًا كهربائيًا.

مواد

هناك طريقتان للحصول على الخلايا الكهروضوئية: الشراء أو الاستحواذ من المنتجات القديمة. في الحالة الأخيرة ، عادة ما يتم تفكيك فوانيس الحدائق التي تعمل بالطاقة الشمسية "لقطع الغيار". تُستخدم الآلات الحاسبة القديمة أيضًا ، ولكن يجب أن نتذكر أن أداء الخلايا الكهروضوئية منخفض للغاية. لذلك ، إذا لم تكن هناك رغبة في شراء خلايا ضوئية جديدة (أو البحث عنها في المتاجر المتخصصة) ، إذن أفضل قرار- أضواء الحديقة

ولكن تجدر الإشارة إلى أنه في المتاجر يبيعون خلايا بها موصلات ملحومة بالفعل ، والتي في النهاية ، بتكلفة منخفضة ، ستتحول إلى توفير قوي للوقت والجهد. بالإضافة إلى ذلك ، في المجموعات ، يتم فرز الخلايا الكهروضوئية بالفعل حسب المعلمات ، وهذا يسمح لك بحساب بيانات الإخراج بدقة للوحة المستقبلية التي تم تجميعها بنفسك مسبقًا.

عند الشراء ، يجب عليك اختيار عناصر الفئة A ، في الحالات القصوى - B. هذه هي الفئتان الأولى والثانية من خلايا السيليكون. الفئة أ تعني الخلايا من أعلى درجة ، بدون أي عيوب ، الخلايا من الفئة ب ذات العيوب الدقيقة البسيطة. الخلايا B أرخص بكثير ، وأداؤها ليس أقل بكثير. لذلك ، إذا كنت تريد توفير المال ، فعليك الانتباه إليها ، فهي ستكون كافية للمنزل.

أيضًا ، سيتطلب التجميع الذاتي للبطارية الشمسية وجود عناصر متصلة ، بمعنى آخر ، موصلات رفيعة مطلية بالفضة لتوصيل جميع الخلايا الضوئية في واحدة. ستحتاج أيضًا إلى معدات لحام (ومهارات جيدة في العمل معها ، لأن لحام خلايا السيليكون مهمة صعبة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً).

وآخر شيء - أنت بحاجة إلى ركيزة صلبة توجد عليها الخلايا الضوئية ، ومانع تسرب السيليكون لإغلاقها والصمامات الثنائية (ثنائيات شوتكي) لإنشاء "تأثير مانع" في الدائرة. بمعنى آخر ، بحيث لا تحدث تيارات عكسية في البطارية الشمسية عندما يغمق سطح الخلايا.

حَشد

المرحلة الأولى - لحام الخلايا الضوئية. أو سيتعين عليك لحام الموصلات تمامًا بالخلايا بمفردك ، وهو أمر محفوف بالعمل الطويل والشاق ، ومن الممكن حدوث تلف لبعض العناصر (فهي هشة للغاية وتتصدع على الفور من ارتفاع درجة الحرارة باستخدام مكواة لحام). أو سيكون كافيًا فقط توصيل موصلات الخلايا ببعضها البعض وفقًا للمخطط المختار. يمكن تجميع الألواح الشمسية محلية الصنع وفقًا لـ مخططات مختلفة، كل هذا يتوقف على معلمات الإخراج المطلوبة والبيانات الأولية للخلايا الكهروضوئية المحددة. بالمناسبة ، عندما تكون خلايا السيليكون ذاتية اللحام ، عليك أن تتذكر أنه لا ينبغي بأي حال تكديسها فوق بعضها البعض ، لأن العناصر الهشة ستتصدع تحت الوزن.

المرحلة الثانية هي وضع الخلايا الضوئية على الركيزة. على الشفافية زجاج صلبيتم وضع الخلايا الكهروضوئية بموصلات ملحومة بها ومتصلة وفقًا للمخطط. يجب أن توضع ، أولاً ، ووجهها لأسفل (على الزجاج) ، وثانيًا ، بفجوة تبلغ حوالي 5 مم. يعد هذا ضروريًا للتعويض عن التمدد / الانكماش الحراري للخلايا الضوئية وسيمكن من تصنيع بطارية شمسية تعمل بكفاءة لا تقل عن نظيراتها في المصنع. عند اللحام ، يتم توصيل الخلايا الكهروضوئية القصوى بالإطارات (بالمناسبة ، الموصلات السميكة ، توجد أيضًا في مجموعات جاهزة) ، بالإضافة إلى عرض ناقص البطاريات.

المرحلة الثالثة - فحص وصلات اللحام. بعد تجميع البطارية وفقًا للمخطط (لا تنسَ حظر ثنائيات Schottky!) من الضروري التحقق من أدائها وتقييم أدائها. إذا تم العثور على أي عيوب ، فيجب إزالتها على الفور (حتى لو تطلب ذلك إعادة تجميع اللوحة). خلاف ذلك ، لن ينجح الأمر ببساطة في صنع بطارية شمسية تعمل بشكل طبيعي.

المرحلة الرابعة - الختم. هناك العديد من الخيارات هنا. يمكنك أولاً تثبيت العناصر باستخدام مادة مانعة للتسرب حول الحواف وفي المنتصف (حتى لا تتحرك) ، ثم ملء الفراغات بينها. أو يمكنك استخدام مركب حشو خاص للألواح الشمسية (يباع أيضًا في المتاجر المتخصصة).

هذا المركب عبارة عن تركيبة مكونة من عنصرين ، يتم تطبيقها مباشرة قبل الاستخدام ويتم تطبيقها برفق على الخلايا الكهروضوئية بفرشاة. بعد التصلب ، فإنه يشكل سطحًا مستويًا تمامًا ومحكم الإغلاق وعالي القوة. إذا كنت تستخدم مثل هذا المركب في المنزل ، فلن تحتاج حتى إلى عمل غطاء خلفي للوحة الصور (إذا كان سيتم استخدام اللوحة ، على سبيل المثال ، على الشرفة).

معدات اختياريه

في الواقع ، لا ينتهي صنع الألواح الشمسية بيديك عند اكتمال التجميع. بعد كل شيء ، يجب استخدام الطاقة المستلمة. وسيتطلب ذلك معدات إضافية ، ولا سيما البطاريات وأجهزة التحكم في الشحن. ستحتاج البطارية لتجميع شحنة واستخدامها في الليل أو في الطقس الغائم. تعتبر وحدة التحكم ضرورية أيضًا لتنظيم عملية الشحن ومنع الشحن الزائد أو التفريغ العميق.

بالنسبة للاستخدام ، من الأفضل توصيل حمولة اقتصادية 12 فولت ببطارية شمسية ذاتية التجميع. في هذه الحالة ، لا يلزم وجود عاكس لتحويل التيار الضوئي المباشر إلى تيار متناوب. من بطارية شمسية منزلية ، يمكنك تشغيل ، على سبيل المثال ، الاضاءة الخلفيةأو المصابيح الموفرة للطاقة.

في الواقع ، يمكنك صنع بطارية شمسية كاملة بنفسك في المنزل ، والشيء الرئيسي هو أن تحسب مقدمًا عدد المستهلكين الذين سيتم تزويدهم بالطاقة من خلالها واختيار العدد المناسب من الخلايا الضوئية. تحتاج أيضًا إلى التفكير في موقع البطارية بحيث يمكنها توليد تيار ضوئي بكفاءة أكبر.

لسوء الحظ ، فإن الألواح الشمسية ليست رخيصة ، لذلك يمكنك بناء لوحة شمسية منزلية الصنع بنفسك. ل

لتصنيع الألواح الشمسية التي نستخدمها أدوات بسيطةومواد مرتجلة غير مكلفة لصنع بطارية شمسية قوية وأهمها رخيصة.

ما هي البطارية الشمسية؟ وما يؤكل.

البطارية الشمسية عبارة عن حاوية مكونة من خلايا شمسية.

تقوم الخلايا الشمسية بكل عمل تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. لسوء الحظ ، تحتاج الخلايا الشمسية إلى الكثير من الطاقة للحصول على طاقة كافية للاستخدام العملي.
بالإضافة إلى ذلك ، الخلايا الشمسية هشة للغاية. لذلك ، يتم دمجها في بطارية شمسية.
تحتوي الخلية الشمسية على خلايا شمسية كافية لإنتاج طاقة عالية وتحمي الخلايا من التلف.

الصعوبات المصادفة في التصنيع المستقل للبطارية الشمسية:

العقبة الرئيسية في تصنيع الخلايا الشمسية هي شراء الخلايا الشمسية بسعر معقول.

الخلايا الشمسية الجديدة باهظة الثمن ويصعب العثور عليها بكميات طبيعية بأي ثمن.

تتوفر الخلايا الشمسية المعيبة والتالفة على موقع eBay وأماكن أخرى بتكلفة أقل بكثير.

يمكن استخدام الخلايا الشمسية من "الصف الثاني" لصنع بطارية شمسية.

لصنع لوح شمسي ، اشتريت عدة كتل من الخلايا الشمسية أحادية البلورية بقياس 3 × 6 بوصات.
لصنع بطارية شمسية ، تحتاج إلى توصيل 36 من هذه العناصر بالتسلسل.
يولد كل عنصر حوالي 0.5 فولت. 36 خلية متصلة في سلسلة ستمنحنا حوالي 18 فولت ، وهو ما يكفي لشحن بطاريات 12 فولت. (نعم ، هذا الجهد العالي ضروري بالفعل للشحن الفعال لبطاريات 12 فولت).

الخلايا الشمسية من هذا النوع رقيقة كالورق وهشة وهشة مثل الزجاج. من السهل جدًا إتلافها. قام بائع هذه الأصناف بغمس مجموعات من 18 قطعة. في الشمع لتحقيق الاستقرار والتسليم دون ضرر. الشمع يسبب الصداع عند إزالته. إذا كانت لديك الفرصة ، فابحث عن العناصر غير المغطاة بالشمع. لكن تذكر أنه يمكن أن تتعرض لمزيد من الضرر أثناء النقل.

لاحظ أن عناصري بها أسلاك ملحومة بالفعل. ابحث عن العناصر ذات الموصلات الملحومة بالفعل. حتى مع وجود هذه العناصر ، يجب أن تكون مستعدًا للقيام بالكثير من العمل باستخدام مكواة لحام. إذا اشتريت عناصر بدون موصلات ، فاستعد للعمل باستخدام مكواة لحام 2-3 مرات. باختصار ، من الأفضل أن تدفع مبالغ زائدة مقابل الأسلاك الملحومة بالفعل.

لقد اشتريت أيضًا مجموعتين من العناصر بدون ملء الشمع من بائع آخر. جاءت هذه العناصر معبأة في صندوق بلاستيكي. كانت تتدلى في الصندوق وتتشقق قليلاً على الجوانب والزوايا. الرقائق الصغيرة لا تهم حقًا. لن يكونوا قادرين على تقليل قوة العنصر بما يكفي للقلق بشأنه. يجب أن تكون العناصر التي اشتريتها كافية لتجميع لوحين شمسيين. مع العلم أنني قد أكسر زوجين أثناء التجميع ، اشتريت المزيد.

تُباع الخلايا الشمسية في مجموعة كبيرة من الأشكال والأحجام. يمكنك استخدام أكبر أو أصغر من 3 × 6. تذكر فقط:

تنتج الخلايا من نفس النوع نفس الجهد بغض النظر عن حجمها. لذلك ، للحصول على جهد معين ، ستكون هناك حاجة دائمًا إلى نفس العدد من العناصر.
- يمكن أن تولد العناصر الأكبر تيارًا أكثر ، والعناصر الأصغر ، على التوالي ، أقل تيار.
- تُعرَّف الطاقة الإجمالية للبطارية على أنها جهدها مضروبًا في التيار المتولد.

سيسمح لك استخدام خلايا أكبر بالحصول على مزيد من الطاقة بنفس الجهد ، لكن البطارية ستكون أكبر وأثقل. سيؤدي استخدام خلايا أصغر إلى جعل البطارية أصغر حجمًا وأخف وزنًا ، ولكنها لن توفر نفس القدر من الطاقة.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن استخدام خلايا بأحجام مختلفة في نفس البطارية فكرة سيئة. والسبب هو أن الحد الأقصى للتيار الذي تولده بطاريتك سيكون مقيدًا بتيار أصغر خلية ، ولن تعمل الخلايا الأكبر بكامل طاقتها.

الخلايا الشمسية التي اخترتها هي 3 × 6 بوصات وقادرة على توليد حوالي 3 أمبير من التيار. أخطط لتوصيل 36 من هذه العناصر في سلسلة للحصول على جهد يزيد قليلاً عن 18 فولت. يجب أن تكون النتيجة بطارية قادرة على توفير حوالي 60 واط من الطاقة في ضوء الشمس الساطع.

لا يبدو هذا رائعًا ، لكنه لا يزال أفضل من لا شيء. علاوة على ذلك ، هذا 60 واط كل يوم عندما تكون الشمس مشرقة. سيتم استخدام هذه الطاقة لشحن البطارية ، والتي سيتم استخدامها لتشغيل المصابيح والمعدات الصغيرة بعد ساعات قليلة من حلول الظلام.

غلاف المصفوفة الشمسية عبارة عن صندوق من الخشب الرقائقي الضحل لمنع الجوانب من حجب الخلايا الشمسية عندما تشرق الشمس بزاوية. يمكن أن تكون مصنوعة من 3/8 "الخشب الرقائقي مع 3/4" عوارض. الجوانب ملتصقة ومثبتة في مكانها.

ستحتوي البطارية على 36 خلية بحجم 3 × 6 بوصة.
نقسمهم إلى مجموعتين من 18 قطعة. فقط لتسهيل لحامهم في المستقبل. ومن هنا يوجد الشريط المركزي في منتصف الصندوق.

رسم صغير يوضح أبعاد المصفوفة الشمسية.

جميع الأبعاد بالبوصة. يتم وضع الديكور السميك 3/4 بوصة حول لوح الخشب الرقائقي بأكمله. يذهب نفس الجانب في الوسط ويقسم البطارية إلى قسمين.

منظر لأحد نصفي بطاريتي المستقبلية.

سيضم هذا النصف المجموعة الأولى المكونة من 18 عنصرًا. لاحظ الثقوب الصغيرة في الجوانب. سيكون هذا هو الجزء السفلي من البطارية (الجزء العلوي في أسفل الصورة). هذه فتحات مصممة لموازنة ضغط الهواء داخل وخارج مجموعة الطاقة الشمسية وتعمل على إزالة الرطوبة. يجب أن تكون هذه الثقوب في الجزء السفلي من البطارية فقط ، وإلا فسوف يدخل المطر والندى. يجب عمل نفس فتحات التهوية في شريط التقسيم المركزي.

ليس من الضروري استخدام صفائح اللوح الليفي المثقبة تمامًا ، لقد كان لدي هذه الأدوات في متناول اليد. أي مادة رقيقة وصلبة وغير موصلة ستفي بالغرض.

في الصورة ، صفحتان من زجاج شبكي متصلان على القسم المركزي. نحفر ثقوبًا حول الحافة لوضع زجاج شبكي على البراغي. كن حذرًا عند حفر ثقوب بالقرب من حافة زجاج شبكي. لا تضغط بشدة - وإلا فسوف تنكسر ، وإذا كسرتها ، فقم بغراء القطعة المكسورة وحفر ثقبًا جديدًا ليس بعيدًا عنها.

نقوم بطلاء جميع الأجزاء الخشبية من الألواح الشمسية في 2-3 طبقات لحمايتها من التعرض. بيئة. نحن نرسم الصندوق والركائز من جانبين من الداخل والخارج.

أساس البطارية الشمسية جاهز ، وحان وقت تحضير الخلايا الشمسية.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن إزالة الشمع من الخلايا الشمسية يمثل صداعًا حقيقيًا.

ل إزالة فعالةالشمع مع الخلايا الشمسية ، استخدم الطريقة التالية:

1) اغسل الخلايا الشمسية بالماء الساخن لإذابة الشمع وفصل الخلايا عن بعضها البعض. لا تدع الماء يغلي ، وإلا فإن فقاعات البخار ستضرب بقوة العناصر الواحدة مقابل الأخرى. قد يكون الماء المغلي ساخنًا جدًا ، وقد تنكسر التلامسات الكهربائية في العناصر.

أوصي بغمر العناصر في الماء البارد ثم تسخينها ببطء لتجنب التسخين غير المتكافئ. تساعد الملقط البلاستيكية والملعقة في فصل العناصر بمجرد ذوبان الشمع. حاول ألا تسحب الموصلات المعدنية بقوة - فقد تنكسر.

تُظهر الصورة الإصدار الأخير من "التثبيت" الذي استخدمته.
أولاً " حوض استحمام ساخن»لتذويب الشمع في الخلفية على اليمين. يوجد في المقدمة على اليسار ماء ساخن وصابون وعلى اليمين يوجد ماء ساخن نظيف. درجات الحرارة في جميع الأواني أقل من درجة غليان الماء. أولاً ، قم بإذابة الشمع في مقلاة بعيدة ، وانقل العناصر واحدة تلو الأخرى في الماء والصابون لإزالة بقايا الشمع ، ثم اشطفها. ماء نظيف.

2) نضع العناصر ليجف على منشفة. يمكنك تغيير الماء والصابون وشطف الماء أكثر من مرة. فقط لا تصرف المياه المستخدمة في المجاري ، لأن. سوف يتصلب الشمع ويسد الصرف. تزيل هذه العملية تقريبًا كل الشمع من الخلايا الشمسية. بقي عدد قليل فقط من الأغشية الرقيقة ، لكن هذا لن يتداخل مع لحام العناصر وتشغيلها. من المحتمل أن يؤدي الغسل بالمذيب إلى إزالة بقايا الشمع ، ولكن يمكن أن يكون خطيرًا ورائحته كريهة.

يتم تجفيف عدة خلايا شمسية منفصلة ونظيفة على منشفة. بعد فصل الشمع الواقي وإزالته ، يصبح من الصعب بشكل مدهش التعامل معه وتخزينه بسبب هشاشته ، اتركه في الشمع حتى تصبح جاهزًا لتثبيته في مجموعة شمسية.

نصنع الأساس للبطارية الشمسية. حان الوقت بالنسبة لي لتثبيتها.

نرسم شبكة على كل قاعدة لتبسيط عملية تثبيت كل عنصر.
نضع العناصر على هذه الشبكة مع الجانب العكسي لأعلى ، بحيث يمكن لحامها معًا. يجب توصيل جميع الخلايا الثمانية عشر لكل نصف البطارية في سلسلة ، وبعد ذلك يجب أيضًا توصيل كلا النصفين في سلسلة للحصول على الجهد المطلوب.

من الصعب في البداية لحام العناصر معًا. ابدأ بعنصرين فقط. ضع الأسلاك الموصلة لأحدها بحيث تعبر نقاط اللحام على ظهر الآخر. تأكد من التأكد من أن التباعد بين العناصر يطابق الترميز.

بالنسبة للحام ، نستخدم مكواة لحام منخفضة الطاقة وقضيب لحام بقلب من الصنوبري.

اضطررت إلى تكرار اللحام حتى تم الحصول على سلسلة من 6 عناصر. لقد قمت بلحام قضبان التوصيل من العناصر المكسورة إلى الجزء الخلفي من العنصر الأخير في السلسلة. لقد صنعت ثلاث سلاسل من هذا القبيل ، وكررت الإجراء مرتين أخريين. يوجد إجمالي 18 خلية في النصف الأول من البطارية.

يجب توصيل ثلاث سلاسل من العناصر في سلسلة. لذلك ، فإننا ندير السلسلة الوسطى بمقدار 180 درجة بالنسبة إلى السلسلتين الأخريين. اتضح أن اتجاه السلاسل صحيح (العناصر لا تزال مقلوبة على الركيزة). الخطوة التالية هي لصق العناصر في مكانها.

سيتطلب لصق العناصر بعض المهارة. نضع قطرة صغيرة من مادة السيليكون المانعة للتسرب في وسط كل عنصر من العناصر الستة لسلسلة واحدة. بعد ذلك ، اقلب السلسلة وجهًا لأعلى وضع العناصر وفقًا للترميز الذي تم تطبيقه مسبقًا. اضغط برفق على العناصر ، واضغط في الوسط لإلصاقها بالقاعدة. تنشأ الصعوبات بشكل أساسي عند قلب سلسلة مرنة من العناصر. زوج ثاني من الأيدي لن يؤذي.

لا تضع الكثير من الغراء ولا تلصق العناصر في أي مكان سوى المركز. سوف تتوسع العناصر والركيزة التي يتم تركيبها عليها وتتقلص وتنحني وتتشوه مع تغيرات في درجة الحرارة والرطوبة. إذا قمت بلصق العنصر فوق المنطقة بأكملها ، فسوف ينكسر بمرور الوقت. يسمح الإلتصاق في المركز فقط للعناصر بالتشوه بحرية بشكل منفصل عن القاعدة. يمكن تشويه العناصر والقاعدة بطرق مختلفة ولن تنكسر العناصر.

هذا هو نصف البطارية المجمع بالكامل. تم استخدام جديلة نحاسية من الكبل لتوصيل السلسلة الأولى والثانية من العناصر.

يمكنك استخدام إطارات خاصة أو حتى أسلاك عادية. كان لدي للتو جديلة نحاسية من الكابل في متناول اليد. نقوم بإجراء نفس الاتصال على الجانب العكسي بين سلسلة العناصر الثانية والثالثة. باستخدام قطرة من مادة مانعة للتسرب ، قمت بتوصيل السلك بالقاعدة حتى لا "يمشي" أو ينثني.

اختبر النصف الأول من البطارية الشمسية في الشمس.

مع وجود شمس ضعيفة في ضباب ، يولد هذا النصف 9.31 فولت. الصيحة! يعمل! الآن أنا بحاجة إلى صنع نصف آخر من نفس البطارية.

بعد أن تصبح كلتا القاعدتين مع العناصر جاهزة ، يمكن تثبيتها في مكانها في الصندوق المعد وتوصيلها.
يتم وضع كل نصفي مكانه. لإصلاح القاعدة بالعناصر الموجودة داخل البطارية ، نستخدم 4 مسامير صغيرة.

نقوم بتمرير السلك لتوصيل نصفي البطارية من خلال إحدى فتحات التهوية في الجانب المركزي. هنا أيضًا ، ستساعد قطرتان من المادة المانعة للتسرب على تأمين السلك في مكان واحد ومنعه من التعلق داخل البطارية.

يجب تزويد كل مجموعة شمسية في النظام بصمام ثنائي متصل في سلسلة مع المصفوفة.

الصمام الثنائي ضروري لمنع تفريغ البطاريات من خلال البطارية في الليل وفي الطقس الغائم. لقد استخدمت 3.3A Schottky diode. تتميز ثنائيات شوتكي بانخفاض جهد أقل بكثير من الثنائيات التقليدية. وفقًا لذلك ، سيكون هناك فقدان أقل للطاقة على الصمام الثنائي. يمكن العثور على مجموعة من 25 31DQ03 من الثنائيات على موقع eBay مقابل بضعة دولارات فقط.

نقوم بتوصيل الثنائيات بالخلايا الشمسية داخل البطارية.

نحفر ثقبًا في الجزء السفلي من البطارية بالقرب من الجزء العلوي لإخراج الأسلاك. يتم ربط الأسلاك في عقدة لمنع سحبها من البطارية ، وتأمينها باستخدام نفس مانع التسرب.

من المهم ترك مانع التسرب يجف قبل وضع زجاج شبكي في مكانه. أوصي بناءً على الخبرة السابقة. يمكن أن تشكل الأبخرة من السيليكون فيلمًا على الأسطح الداخلية للزجاج الشبكي والعناصر إذا لم تسمح للسيليكون بالتجفيف في الهواء.

بطارية شمسية في العمل. ننقلها عدة مرات في اليوم للحفاظ على التوجه نحو الشمس ، لكن هذه ليست مشكلة كبيرة.

لنحسب تكلفة تصنيع بطارية شمسية:

نحن نعتبر فقط تكلفة المواد الأساسية ، المرتجلة (قطع الخشب والأسلاك

1) الخلايا الشمسية المشتراة من eBay 74.00 دولارًا (~ 2300 روبل روسي)
2) قطع من الخشب - 15 دولارًا (~ 460 روبل).
3) زجاجي 15 دولار (~ 460 روبل)
4) البراغي والبراغي - 2 دولار (~ 60 روبل)
5) سيليكون مانع التسرب- 3.95 دولار (~ 150 روبل)
6) الأسلاك 10 دولارات (~ 300 روبل)
7) الثنائيات 2 دولار (~ 60 روبل)
8) دهان 5 دولارات (150 روبل تقريبًا)

إجمالي 126.95 دولار

للمقارنة ، بطارية شمسية من نفس الطاقة الإنتاج الصناعييكلف حوالي 300-600 دولار (~ 9000-18000 روبل.

احجز للمساعدة

مولدات الرياح والألواح الشمسية وغيرها من الهياكل المفيدة.

مصادر الطاقة البديلة - الرياح والشمس متجددة باستمرار ، أنواع طاقة أبدية تقريبًا.
في هذا الكتاب ، يكشف المؤلف عن ميزات محولات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الحديثة ، واختيارها وهيكلها وتركيبها. تم تخصيص فصل كامل من الكتاب للتصاميم الإلكترونية غير التقليدية.
هذا المنشور مخصص لمجموعة واسعة من القراء الذين يبحثون عن إبداع تقني مستقل ، والمهتمين بالهندسة الراديوية ومصادر الطاقة غير التقليدية والألواح الشمسية وتوربينات الرياح في عصر المدخرات العامة وتحسين التكلفة.
توفر الملاحق بيانات مرجعية ومعلومات مفيدة أخرى.

قم بشراء كتاب على موقع ozon.ru