الألواح الشمسية (البطاريات) للمنزل

مع ارتفاع أسعار الكهرباء باستمرار ، سوف تبدأ حتماً في التفكير في استخدام المصادر الطبيعية لتزويد الكهرباء.واحدة من هذه الاحتمالات هي الألواح الشمسية للمنزل أو الحديقة.إذا رغبت في ذلك ، فإنها يمكن أن توفر تماما جميع احتياجات حتى منزل كبير.

تصميم نظام الطاقة الشمسية

لتحويل طاقة الشمس إلى كهرباء - هذه الفكرة لفترة طويلة محرومين من العلماء النوم.مع اكتشاف خصائص أشباه الموصلات ، أصبح هذا ممكنًا.تستخدم الخلايا الشمسية بلورات السيليكون.عندما يضربها ضوء الشمس ، تتشكل حركة موجهة للإلكترونات فيها ، والتي تسمى التيار الكهربائي.عند توصيل عدد كافٍ من هذه البلورات ، نحصل عليهاتيارات كبيرة الحجم: يمكن أن تنتج لوحة واحدة بمساحة تزيد قليلاً عن متر (1.3-1.4 م 2 مع مستوى إضاءة كافٍ يصل إلى 270 واط (جهد 24 فولت).

تفتح البطاريات للمنزل العديد من الاحتمالات

نظرًا لتغير الإضاءة مع الطقس والوقت من اليوم ، لا يمكن توصيل الأجهزة مباشرة بالألواح الشمسية ، وهناك حاجة إلى نظام كامل. بالإضافة إلى الألواح الشمسية ، يلزم:

)
• البطارية: خلال ساعات النهار ، عندما تتعرض لأشعة الشمس ، فإن الألواح الشمسية سوفيستخدمون التيار الكهربائي للمنازل والمنازل الريفية الصيفية ، والتي لا تستخدم دائمًا إلى أقصى حد ، حيث تتراكم فوائضها في البطارية.مستوى شحن البطارية ، مما يحول دون تفريغها أو تجاوز الحد الأقصى لمستوى الشحن ، وكلاهما قاتل للبطارية ، وبالتالي فإن وجود وحدة تحكم يطيل عمر البطارية.توفر وحدة التحكم أيضًا الوضع الأمثل لتشغيل الألواح الشمسية.
• محول تيار متردد /تيار متردد (العاكس).ليست كل الأجهزة مصممة للتيار المباشر.يعمل الكثير منها على جهد التيار المتردد 220 فولت.المحول يجعل من الممكن الحصول عليهاالجهد 220-230 فولت.

الألواح الشمسية للمنزل - جزء فقط من النظام

عن طريق تركيب الألواح الشمسية للمنزل أو الكوخ ، يمكنك أن تصبح مستقلة تمامامن المورد الرسمي.لكن لهذا تحتاج أن يكون لديك عدد كبير من البطاريات ، وعدد معين من البطاريات.المجموعة التي تنتج 1.5 كيلوواط ويوم واحد يكلف حوالي 1000 دولار.هذا يكفي لتلبية احتياجات الكوخ أو جزء من المعدات الكهربائية في المنزل.تبلغ تكلفة مجموعة الألواح الشمسية لإنتاج 4 كيلوواط في اليوم حوالي 2200 دولار ، مقابل 9 كيلوواط في اليوم - 6200 دولار.نظرًا لأن الألواح الشمسية للمنزل هي نظام معياري ، يمكنك شراء مصنع يوفر جزءًا من الاحتياجات ، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية تدريجياً.

أنواع الألواح الشمسية

مع ارتفاع أسعار الطاقة ، أصبحت فكرة استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء ذات شعبية متزايدة.علاوة على ذلك ، مع تطور التكنولوجيا ، تصبح محولات الطاقة الشمسية أكثر كفاءة وأرخص في الوقت نفسه.لذلك ، إذا رغبت في ذلك ، يمكنك توفير احتياجاتك عن طريق تثبيت الألواح الشمسية.لكنهم من أنواع مختلفة.هيا بنا[٤٢] (٤٣) البطارية الشمسية نفسها هي عدد من الخلايا الشمسية الموجودة في مبيت مشترك ، محمي بواسطة لوحة أمامية شفافة.للاستخدام المنزلي ، يتم تصنيع الخلايا الشمسية على أساس السيليكون ، لأنهغير مكلفة نسبيا ، والعناصر التي تعتمد على ذلك لديها كفاءة جيدة (حوالي 20-24 ٪).على أساس بلورات السيليكون ، يتم صنع الخلايا الضوئية أحادية البلورية ، الكريستالات ، والأغشية الرقيقة (المرنة).يتم توصيل عدد من هذه الخلايا الكهروضوئية كهربائياً (في سلسلة و /أو موازية) وإخراجها إلى المحطات الموجودة على السكن.

تتكون اللوحة الشمسية للمنزل من عدد من الخلايا الضوئية

يتم تثبيت الخلايا الضوئية في علبة مغلقة.حالة البطارية الشمسية مصنوعة من الألومنيوم المؤكسد.إنه خفيف الوزن وغير قابل للتآكل.تتكون اللوحة الأمامية من زجاج متين ، والذي يجب أن يتحمل أحمال الثلوج والرياح.بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي على خصائص بصرية معينة - للحصول على أقصى قدر من الشفافية من أجل إرسال أكبر عدد ممكن من الأشعة.بشكل عام ، يتم فقد قدر كبير من الطاقة بسبب الانعكاس ، بحيث تكون متطلبات الجودة للزجاج عالية كما أنها مطلية بتركيبة مضادة للانعكاس.

أنواع الخلايا الشمسية للألواح الشمسية

تصنع الألواح الشمسية للمنزل على أساس عناصر الصوان من ثلاثة أنواع ؛

• أحادي البلورية.كل خلية ضوئية هي بلورة السيليكون.تتمتع الخلايا الشمسية أحادية البلورة بكفاءة جيدة (حوالي 24.7 ٪) ، ولكن تكلفتها أعلى قليلاً.يمكنك التمييز ، أولا ، عن طريق متجانسةالأزرق المشبع ، وثانيا ، على طول حواف مدورة من الخلية الكهروضوئية.
  

  أنواع الخلايا الشمسية السيليكون للألواح الشمسية

• الكريستالات.يتم دمج العديد من بلورات السيليكون الصغيرة في خلية ضوئية واحدة.لديهم بنية غير متجانسة ، وهذا هو السبب في امتصاص أشعة الشمس أسوأ.وينعكس هذا في الكفاءة (20.3 ٪).في الحقيقة ، هذا يعني أن الألواح الشمسية التي لها نفس القوة ستشغل مساحة أكبر بنحو 20٪.
• فيلم رقيق.هم طبقة أشباه الموصلات رش على ركيزة مرنة.بسبب مرونتها ، يمكن تركيبها على الأسطح المنحنية.لكن لديهم إنتاجية منخفضة (حوالي 10.4 ٪) ، لذلك يشغلون مساحات كبيرة (على الأقل مرتين أكثر من الكريستالات).

إذا كان لديك سقف مائل وتم تحويل الواجهة جنوبًا أو شرقًا ، فإن التفكير كثيرًا في المنطقة المحتلة أمر غير منطقي.يمكن ترتيب وحدات متعددة الكريستالات.مع كمية متساوية من الطاقة المنتجة ، فإنها تكلف أقل قليلا.

كيفية اختيار النظام الشمسي المناسب لمنزلك

هناك مفاهيم خاطئة شائعة تجعلك تنفق أموالًا إضافية على شراء معدات باهظة الثمن.نقدم أدناه توصيات حول كيفية إنشاء نظام للطاقة الشمسية بشكل صحيح وعدم إنفاق أموال إضافية.

قد لا تكون محطات الطاقة الشمسية للمنزل باهظة الثمن إذا تعاملت مع المشكلة بعناية

ما تحتاج إلى شراء

ليست جميع مكونات الطاقة الشمسيةمحطات الطاقة حيوية للعمل.يمكن الاستغناء عن بعض الأجزاء.تعمل على زيادة الموثوقية ، لكن بدونها يعمل النظام.أول شيء يجب تذكره هو شراء الألواح الشمسية في أواخر الشتاء ، أوائل الربيع.أولاً ، الطقس ممتاز في هذا الوقت ، فهناك العديد من الأيام المشمسة ، والثلج يعكس الشمس ، مما يزيد من الإضاءة الكلية.ثانيا ، في هذا الوقت ، تعلن تقليديا خصومات.النصائح الأخرى هي كما يلي:

• احصل على ألواح شمسية لمنزل بجهد خرج 12 فولت. من هذا الجهد تعمل معظم الأجهزة المنزلية والإنشاءات ومصابيح LED وغيرها.الأجهزة التي تعمل على 24 أو 48 فولت أصغر بكثير.يمكنك إلقاء نظرة على جوازات السفر أو استخدام البحث.
• لا تستخدم لإضاءة المصابيح المتوهجة.أنها تستهلك الكثير من الكهرباء ، وتعمل من 220 في.استبدلها بـ LED.بالنسبة لهم ، تيار مستمر من 12 فولت هو ما يحتاجون إليه.
  

  يبدو نظام الطاقة الشمسية "الكامل" مثل هذا

• لا تحاول شراء نظام عالي الطاقة على الفور لتغطية جميع الاحتياجات المحتملة.للبدء ، اشترِ زوجًا من الوحدات النمطية بدونهمحول /العاكس ، قم بتوصيلهم بالمعدات التي تعمل على الجهد المستمر.إذا كان النظام يناسبك ، فيمكنك فيما بعد زيادة الطاقة ، وشراء العاكس وتوصيل المعدات التي تعمل من 220 إلى 230 فولت. ولاحظ أن العاكس ، حتى عندما يكون التحميل مطفأ ، يستهلك الكهرباء (خسارة التحويل حوالي 30٪).هذا هو ، في الليل ، عندما يتم إيقاف تشغيل كل شيء ، فإنه ببساطة يستهلك طاقة البطارية.علاوة على ذلك ، فهي تنتج موجة جيبية مثالية.بشكل عام ، يتم تشغيل كل شيء يمكن أن يعمل من خلال جهد ثابت مباشرة من البطاريات.

إذا كنت تستخدم هذه النصائح فقط ، وقمت بتوصيل الأجهزة التي تعمل فقط على جهد ثابت ، فإن النظام الشمسي للمنزل سيكلف مبلغًا أقل تواضعًا من أرخص مجموعة.لكن هذا ليس كل شيء.لا يزال بإمكانك ترك جزء من الجهاز "لاحقًا" أو حتى الاستغناء عنه.

ماذا يمكنك أن تفعل بدون

تكلفة مجموعة من الألواح الشمسية لكل 1 كيلوواط في اليوم أكثر من ألف دولار.استثمارات كبيرة.يتساءل المرء إذا كان يستحق كل هذا العناء وما هي فترة الاسترداد.وفقًا للتعريفة الحالية ، سوف يستغرق الانتظار أكثر من عام حتى يتم هزيمة أموالهم.ولكن يمكنك تقليل التكاليف.ليس على حساب الجودة ، ولكن بسبب انخفاض طفيف في راحة تشغيل النظام وبسبب مقاربة معقولة لاختيار مكوناته.

• لا تشتري بطاريات الهيليوم أو التفريغ العميق.إنهم لا يستحقون المال.البطاريات الشمسية للمنزل تعمل بشكل جيد حتى بطاريات السيارات التي عفا عليها الزمن.انهم يعملون بشكل طبيعي لمدة لا تقل عن 5 سنوات.
  

  إذا لم تكن المنطقة محدودة ، يمكنك شراء بطارية شمسية باستخدام الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات

• من حيث المبدأ ، يمكنك أن تفعل أقل من ذلك.لا يمكنك تثبيت وحدة تحكم.يكلف ما لا يقل عن 150 دولارًا (مع طاقة عالية 500 دولار) ، وتتمثل مهمته الكاملة في مراقبة حالة شحن البطارية.إذا كانت ميزانيتك محدودة ، اشتر ساعة سيارة تعمل على 12 فولت ، والتي تقيس أيضًا الجهد ودرجة الحرارة.أنها تكلف 2-5 دولار وأداء عمليا نفس الوظيفة.ولتجنب الشحن الزائد ، اشتر بطارية إضافية.أو اثنين.يجب أن تكون السعة الإجمالية للقدرة "الزائدة" 20٪ على الأقل.هذا سوف تجنب الشحن الزائد وزيادة قدرة النظام.

لذا ، إذا كانت الميزانية محدودة ، يمكنك القيام به مع العديد من الألواح الشمسية والبطاريات ، التي تزيد سعتها بنسبة 20-25٪ عن الحد الأقصى لشحن الألواح الشمسية.لمراقبة الحالة ، اشتر ساعة سيارة لا تزال تقيس الجهد.هذا سيوفر لك من الحاجة إلى قياس شحن البطارية عدة مرات في اليوم.بدلاً من ذلك ، سوف تحتاج إلى إلقاء نظرة على الساعة من وقت لآخر.هذا كل شيء لبداية.في المستقبل ، يمكنك شراءالألواح الشمسية للمنزل ، وزيادة عدد البطاريات.إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك شراء العاكس.

تحديد حجم وعدد الخلايا الضوئية

يجب أن تحتوي الخلية الشمسية الجيدة التي تحتوي على 12 فولت على 36 خلية ، 24 فولت مع 72 خلية.هذا المبلغ هو الأمثل.مع عدد أقل من الخلايا الضوئية ، لن تحصل أبدًا على التيار المعلن.وهذا هو الخيار الأفضل.

لا تشتري الألواح الشمسية المزدوجة - 72 و 144 خلية على التوالي.أولاً ، أنها كبيرة جدًا ، وهي غير مريحة أثناء النقل.ثانياً ، في درجات الحرارة المنخفضة بشكل غير طبيعي والتي تحدث هنا بشكل دوري ، فهي أول من فشل.والحقيقة هي أن الفيلم الترقق خلال الصقيع تقلص إلى حد كبير في الحجم.على الألواح الكبيرة ، بسبب التوتر الشديد ، تتقشر أو تتكسر.الشفافية تضيع ، والإنتاجية تتراجع بشكل كارثي.يتم إصلاح لوحة.

العامل الثاني.على الألواح الكبيرة ، يجب أن يكون سمك العلبة والزجاج أكبر.بعد كل شيء ، زيادة الأحمال الشراعية والثلوج.لكنهم لا يفعلون ذلك دائمًا ، نظرًا لارتفاع السعر بشكل ملحوظ.إذا رأيت لوحة مزدوجة ، وكان سعرها أقل من لوحتين "عاديتين" ، فمن الأفضل البحث عن شيء آخر.

مرة أخرى: الخيار الأفضل هو لوحة شمسية لمنزل بقوة 12 فولت ، يتكون من 36 خلية ضوئية.إنه كذلكالخيار الأفضل ، ممارسة مجربة.

الخصائص التقنية: ما الذي تبحث عنه

تشير الألواح الشمسية المعتمدة دائمًا إلى تيار التشغيل والجهد ، وكذلك فولطية الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة.يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن جميع المعلمات يشار إليها عادة لدرجة حرارة + 25 درجة مئوية.في يوم مشمس على السطح ، ترتفع درجة حرارة البطارية إلى أعلى بكثير من هذا الرقم.هذا ما يفسر وجود قدر أكبر من الجهد التشغيل.

مثال على الخصائص التقنية للألواح الشمسية للمنزل

وانتبه أيضًا إلى جهد الدائرة المفتوحة.في البطاريات العادية ، تبلغ السرعة حوالي 22 فولتًا ، وسيكون كل شيء على ما يرام ، ولكن إذا كنت تعمل على الجهاز دون فصل الألواح الشمسية ، فإن جهد الدائرة المفتوحة سيعطل العاكس أو غيره من الأجهزة المتصلة غير المصممة لمثل هذا الجهد.لذلك ، أثناء أي عمل - تبديل الأسلاك ، توصيل /فصل البطاريات ، إلخ.وما إلى ذلك - أول شيء يجب عليك فعله هو فصل الألواح الشمسية (إزالة المحطات الطرفية).بعد المرور عبر الدائرة ، قم بتوصيلها أخيرًا.سيوفر لك هذا الإجراء الكثير من الأعصاب (والمال).

الإسكان والزجاج

الألواح الشمسية للمنزل لديها غلاف من الألومنيوم.هذا المعدن لا يتآكل ، مع قوة كافية لديه كتلة صغيرة.يجب أن يتم تجميع السكن العادي منالملف الشخصي الذي لا يقل عن اثنين من تصلب موجودة.بالإضافة إلى ذلك ، يجب إدخال الزجاج في أخدود خاص ، وليس مثبتًا في الأعلى.كل هذه علامات الجودة العادية.

حتى عند اختيار لوحة شمسية ، انتبه للزجاج.في البطاريات العادية ، ليست سلسة ، ولكن محكم.إلى اللمس - خشنة ، إذا كنت تحمل أظافرك ، تسمع حفيف.بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يحتوي على طلاء عالي الجودة يقلل من الوهج.هذا يعني أنه لا ينبغي أن ينعكس فيها.إذا كانت انعكاسات الكائنات المحيطة مرئية في أي زاوية ، فمن الأفضل أن تجد لوحة أخرى.

اختيار المقطع العرضي للكابل ودقة التوصيل الكهربائي

قم بتوصيل الألواح الشمسية للمنزل باستخدام كابل نحاسي أحادي النواة.يعتمد المقطع العرضي لب النواة على المسافة بين الوحدة والبطارية:

• مسافة تقل عن 10 أمتار:
  • 1.5 مم 2 لكل 100 وات شمسية ؛
  • لبطاريتين - 2.5 مم 2 ؛
  • ثلاث بطاريات - 4.0 مم 2 ؛
• المسافة أكثر من 10 أمتار:
  • لتوصيل لوحة واحدة نأخذ 2.5 مم 2 ؛
  • اثنين - 4.0 مم 2 ؛
  • ثلاثة - 6.0 مم 2.

يمكننا أن نأخذ القسم أكثر ، لكن ليس أقل (ستكون هناك خسائر كبيرة ، لكننا لسنا في حاجة إليها).عند شراء الأسلاك ، انتبه إلى المقطع العرضي الفعلي ، كما هو موضح اليوم في الأبعاد المعلنةفي كثير من الأحيان لا تتوافق مع صالح.للتحقق ، من الضروري قياس القطر وحساب المقطع العرضي (كيفية القيام بذلك ، يمكنك قراءة هنا ).

الألواح الشمسية للمنزل: التوصيل الكهربائي

عند تجميع النظام ، يمكن تنفيذ مزايا الألواح الشمسية باستخدام كابل متعدد النواة من قسم مناسب ، وينبغي استخدام واحد ناقص واحد سميك.قبل الاتصال بالبطاريات ، نقوم بتمرير جميع "الإيجابيات" عبر الثنائيات أو تجميعات الصمام الثنائي مع الكاثود المشترك.هذا يمنع البطارية من التقليل (قد يتسبب في نشوب حريق) إذا كانت الأسلاك بين البطاريات والبطارية قصيرة أو مكسورة.

تستخدم الثنائيات نوع SBL2040CT ، PBYR040CT.إذا لم يتم العثور عليها ، فيمكنك إزالتها من مصادر الطاقة القديمة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية.عادة ما يكون هناك SBL3040 أو ما شابه.تمر عبر الثنائيات أمر مرغوب فيه.لا تنسَ أنها شديدة السخونة ، لذلك تحتاج إلى تثبيتها على المبرد (يمكنك على مفردة).

لا يزال في النظام ، مطلوب مربع الصمامات.واحد لكل مستهلك.نحن نربط الحمل بأكمله من خلال هذه الكتلة.أولاً ، النظام أكثر أمانًا.ثانياً ، إذا نشأت مشاكل ، فمن الأسهل تحديد مصدرها (بواسطة الصمامات المنفوخة).