الألواح الشمسية (البطاريات) للمنزل

مع ارتفاع أسعار الكهرباء باستمرار ، ستبدأ حتمًا في التفكير في استخدام المصادر الطبيعية لإمداد الكهرباء. أحد هذه الاحتمالات هو الألواح الشمسية للمنزل أو للبيوت الصيفية. إذا رغبت في ذلك ، يمكنهم تلبية جميع احتياجات المنزل الكبير بشكل كامل.

تصميم نظام الطاقة الشمسية

تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء - لم تسمح هذه الفكرة للعلماء بالنوم لفترة طويلة. مع اكتشاف خصائص أشباه الموصلات ، أصبح هذا ممكنًا. تستخدم الخلايا الشمسية بلورات السيليكون. عندما يضربهم ضوء الشمس ، تتشكل فيها حركة موجهة للإلكترونات ، والتي تسمى التيار الكهربائي. عندما يتم توصيل عدد كافٍ من هذه البلورات ، نحصل على تيارات مناسبة تمامًا: لوحة واحدة بمساحة تزيد قليلاً عن متر (1.3-1.4 متر مربع بمستوى إضاءة كافٍ يمكن أن تعطي ما يصل إلى 270 واط (الجهد 24 فولت).

الألواح الشمسية الكهربائية للمنزل تفتح العديد من الاحتمالات

نظرًا لأن الإضاءة تتغير وفقًا للطقس والوقت من اليوم ، فمن المستحيل توصيل الأجهزة مباشرة بالألواح الشمسية. أنت بحاجة إلى نظام كامل. بالإضافة إلى الألواح الشمسية ، أنت بحاجة إلى:

• البطارية. خلال ساعات النهار ، وتحت تأثير أشعة الشمس ، تولد الألواح الشمسية تيارًا كهربائيًا للمنزل ، كوخ صيفي. لا يتم استخدامه بالكامل دائمًا ؛ فائضه يتراكم في البطارية. تُهدر الطاقة المخزنة في الطقس العاصف.
• مراقب. ليس واجبا بل جزء مرغوب فيه (بأموال كافية). يراقب مستوى شحن البطارية لمنع الإفراط في التفريغ أو الشحن الزائد. كلتا الحالتين ضارة بالبطارية ، لذا فإن وجود وحدة تحكم يطيل عمر البطارية. كما تضمن وحدة التحكم التشغيل الأمثل للألواح الشمسية.
• محول التيار المستمر إلى التيار المتردد (العاكس). لم يتم تصنيف جميع الأجهزة للتيار المباشر. يعمل العديد منها بجهد 220 فولت. يتيح المحول الحصول على جهد 220-230 فولت.

الألواح الشمسية للمنزل - جزء فقط من النظام

من خلال تثبيت الألواح الشمسية لمنزلك أو كوخك الصيفي ، يمكنك أن تصبح مستقلاً تمامًا عن المورد الرسمي. لكن لهذا يجب أن يكون لديك عدد كبير من البطاريات وعدد معين من البطاريات. المجموعة التي تولد 1.5 كيلوواط في اليوم تكلف حوالي 1000 دولار. هذا يكفي لتلبية احتياجات الكوخ الصيفي أو جزء من المعدات الكهربائية في المنزل. مجموعة الألواح الشمسية لإنتاج 4 كيلوواط في اليوم تكلف حوالي 2200 دولار ، مقابل 9 كيلوواط في اليوم - 6200 دولار. نظرًا لأن الألواح الشمسية للمنزل عبارة عن نظام معياري ، يمكنك شراء تركيب يوفر جزءًا من الاحتياجات ، ويزيد من أدائه تدريجيًا.

أنواع الألواح الشمسية

مع ارتفاع أسعار الطاقة ، أصبحت فكرة استخدام الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء أكثر شيوعًا. علاوة على ذلك ، مع تطور التكنولوجيا ، أصبحت المحولات الشمسية أكثر كفاءة وأرخص في نفس الوقت. لذلك ، إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك توفير احتياجاتك عن طريق تركيب الألواح الشمسية. لكنهم من أنواع مختلفة. دعونا نفهم ذلك.

البطارية الشمسية نفسها عبارة عن عدد من الخلايا الكهروضوئية ، والتي توجد في مبيت مشترك ، محمي بلوحة أمامية شفافة. للاستخدام المنزلي ، يتم إنتاج الخلايا الشمسية على أساس السيليكون ، حيث أنها غير مكلفة نسبيًا ، والخلايا التي تعتمد عليها تتمتع بكفاءة جيدة (حوالي 20-24٪). تصنع الخلايا الشمسية أحادية البلورية ، متعددة الكريستالات والرقيقة (المرنة) على أساس بلورات السيليكون. يرتبط عدد من هذه الخلايا الكهروضوئية ببعضها البعض (في سلسلة و / أو على التوازي) ويتم إخراجها إلى أطراف موجودة على الجسم.

تتكون الألواح الشمسية للمنزل من عدد من عناصر الفلور

يتم تركيب الخلايا الضوئية في غلاف مغلق. يتكون جسم الخلية الشمسية من الألمنيوم المؤكسد. إنه خفيف الوزن ولا يتآكل. اللوحة الأمامية مصنوعة من زجاج متين يتحمل الثلوج والرياح. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون لها خصائص بصرية معينة - لها أقصى قدر من الشفافية من أجل إرسال أكبر عدد ممكن من الأشعة. بشكل عام ، بسبب الانعكاس ، يتم فقد قدر كبير من الطاقة ، وبالتالي فإن متطلبات الجودة للزجاج عالية ومغلفة أيضًا بمركب مضاد للانعكاس.

أنواع الخلايا الكهروضوئية للألواح الشمسية

تصنع الألواح الشمسية للمنزل على أساس ثلاثة أنواع من خلايا السيليكون ؛

• أحادي البلورية. كل خلية ضوئية عبارة عن بلورة سيليكون واحدة. تتمتع الخلايا الكهروضوئية أحادية البلورة بكفاءة جيدة (حوالي 24.7٪) ، لكن تكلفتها أعلى إلى حد ما. يمكن تمييزه ، أولاً ، عن طريق اللون الأزرق المشبع المنتظم ، وثانيًا ، بالحواف الدائرية للخلية الكهروضوئية.
  

  أنواع خلايا السيليكون الشمسية

• متعدد البلورات. يتم دمج العديد من بلورات السيليكون الصغيرة في خلية ضوئية واحدة. لديهم بنية غير متجانسة ، مما يجعلها أسوأ في امتصاص ضوء الشمس. وينعكس ذلك في الكفاءة (20.3٪). في الواقع ، هذا يعني أن الألواح الشمسية من نفس الطاقة سوف تشغل مساحة أكبر بحوالي 20٪.
• رقيقة. إنها طبقة شبه موصلة ترسب على ركيزة مرنة. نظرًا لمرونتها ، يمكن تركيبها على أسطح منحنية. لكن لديهم إنتاجية منخفضة (حوالي 10.4٪) ، لذا فهم يشغلون مساحات كبيرة (على الأقل مرتين أكثر من تلك المصنوعة من الكريستالات).

إذا كان لديك سقف مائل والواجهة مائلة إلى الجنوب أو الشرق ، فليس من المنطقي التفكير كثيرًا في المنطقة المحتلة. يمكن للوحدات الكريستالات أن تتناسب تمامًا. مع نفس الكمية من الطاقة المنتجة ، فهي أرخص قليلاً.

كيفية اختيار نظام الألواح الشمسية المناسب لمنزلك

هناك مفاهيم خاطئة شائعة تقودك إلى إنفاق أموال إضافية على معدات باهظة الثمن. فيما يلي توصيات حول كيفية بناء نظام طاقة شمسية بشكل صحيح وعدم إنفاق أموال إضافية.

يمكن أن تكون محطات الطاقة الشمسية لمنزلك أقل تكلفة إذا تعاملت مع المشكلة بعناية

ماذا اشتري

ليست كل مكونات محطة الطاقة الشمسية حيوية للتشغيل. من الممكن تمامًا الاستغناء عن بعض الأجزاء. إنها تعمل على تحسين الموثوقية ، ولكن بدونها يعمل النظام. أول شيء يجب تذكره هو شراء الألواح الشمسية في أواخر الشتاء وأوائل الربيع. أولاً ، يكون الطقس في هذا الوقت ممتازًا ، فهناك العديد من الأيام المشمسة ، والثلج يعكس الشمس ، مما يزيد من الإضاءة الكلية. ثانيًا ، يتم الإعلان عن الخصومات بشكل تقليدي في هذا الوقت. مزيد من النصائح كما يلي:

• اشترِ الألواح الشمسية لمنزلك بجهد خرج 12 فولت. ومن هذا الجهد ، تعمل معظم المعدات المنزلية ومعدات البناء ومصابيح LED وما إلى ذلك. الأجهزة التي تعمل بجهد 24 أو 48 فولت أقل بكثير. يمكنك إلقاء نظرة على جوازات السفر أو استخدام البحث.
• لا تستخدم المصابيح المتوهجة للإضاءة. يستهلكون الكثير من الكهرباء ، ويعملون من 220 فولت. استبدلها بـ يؤدى... بالنسبة لهم ، التيار المباشر 12 فولت هو ما يحتاجون إليه.
  

  يبدو نظام الطاقة الشمسية "الكامل" هكذا

• لا تحاول شراء نظام طاقة عالي على الفور لتغطية جميع الاحتياجات الممكنة. للبدء ، قم بشراء عدة وحدات بدون محول / عاكس ، وقم بتوصيلها بالمعدات التي تعمل بجهد ثابت. إذا كنت راضيًا عن النظام ، يمكنك لاحقًا زيادة الطاقة وشراء العاكس وتوصيل المعدات التي تعمل من 220 إلى 230 فولت. ولاحظ أن العاكس ، حتى مع إيقاف التحميل ، يستهلك الكهرباء (خسائر التحويل حوالي 30٪). أي في الليل ، عندما يتم إيقاف تشغيل كل شيء ، فإنه ببساطة يستهلك شحن البطارية. علاوة على ذلك ، فإنه يعطي أبعد ما يكون عن الجيب المثالي. بشكل عام ، كل ما يمكن أن يعمل بجهد ثابت يتم تشغيله مباشرة من البطاريات.

إذا كنت تستخدم هذه النصائح فقط ، وقمت بتوصيل الأجهزة التي تعمل بجهد ثابت فقط ، فإن نظام الألواح الشمسية للمنزل سيكلف مبلغًا متواضعًا أكثر من أرخص مجموعة. لكن هذا ليس كل شيء. يمكنك أيضًا ترك بعض المعدات "لوقت لاحق" أو الاستغناء عنها تمامًا.

ما يمكنك فعله بدون

تبلغ تكلفة مجموعة الألواح الشمسية مقابل 1 كيلوواط في اليوم أكثر من ألف دولار. استثمار كبير. حتما ، سوف تتساءل عما إذا كان الأمر يستحق ذلك وما هي فترة الاسترداد. مع التعريفات الحالية ، سوف يستغرق الأمر أكثر من عام للانتظار حتى يتم سداد أموالك. لكن يمكن تخفيض التكاليف. ليس على حساب الجودة ، ولكن على حساب انخفاض طفيف في راحة استخدام النظام وبسبب نهج معقول لاختيار مكوناته.

• لا تشتري بطاريات الهيليوم أو التفريغ العميق. إنهم لا يستحقون أموالهم. حتى بطاريات السيارات المستعملة تعمل بشكل جيد مع الألواح الشمسية للمنزل. يعملون بشكل طبيعي لمدة 5 سنوات أخرى على الأقل.
  

  إذا لم تكن المنطقة محدودة ، يمكنك شراء بطارية شمسية على الخلايا الكهروضوئية متعددة الكريستالات

• من حيث المبدأ ، يمكنك الحصول على أموال أقل. ليس عليك تثبيت وحدة التحكم. يكلف ما لا يقل عن 150 دولارًا (وبطاقة عالية 500 دولار) ، وتتمثل مهمته الكاملة في مراقبة حالة شحن البطاريات. إذا كانت ميزانيتك ضيقة ، فاشترِ ساعة سيارة بجهد 12 فولت تقيس أيضًا الجهد ودرجة الحرارة. يكلفون 2-5 دولارات ويخدمون نفس الوظيفة عمليا. ولتجنب الشحن الزائد ، قم بشراء بطارية إضافية. او اثنين. يجب ألا تقل السعة الإجمالية للسعة "الزائدة" عن 20٪. سيؤدي ذلك إلى تجنب الشحن الزائد وزيادة سعة النظام.

لذلك ، إذا كانت الميزانية محدودة ، يمكنك الحصول على عدد قليل من الألواح الشمسية والبطاريات ، التي تزيد سعتها بنسبة 20-25٪ عن الحد الأقصى لشحن الألواح الشمسية. لمراقبة الصحة ، اشترِ ساعة سيارة لا تزال تقيس الجهد. يوفر لك ذلك الحاجة إلى قياس شحن البطارية عدة مرات في اليوم. بدلاً من ذلك ، سوف تحتاج إلى النظر إلى الساعة من وقت لآخر. هذا كل شيء في البداية. في المستقبل ، يمكنك شراء الألواح الشمسية لمنزلك ، وزيادة عدد البطاريات. إذا رغبت في ذلك ، يمكنك شراء العاكس.

تحديد حجم وعدد الخلايا الضوئية

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

لا تشتري الألواح الشمسية المزدوجة - 72 و 144 خلية ، على التوالي. أولاً ، إنها كبيرة جدًا ، وهو أمر غير مريح أثناء النقل. ثانيًا ، في درجات حرارة منخفضة بشكل غير طبيعي ، والتي لدينا بشكل دوري ، هم أول من يفشل. الحقيقة هي أن حجم فيلم الترقق يتناقص بشكل كبير أثناء الصقيع. على الألواح الكبيرة ، بسبب التوتر الشديد ، تتقشر أو حتى تمزق. ضاع الشفافية والأداء ينخفض ​​بشكل كبير. يتم إصلاح اللوحة.

تحتوي اللوحة الشمسية 4V على 7 عناصر

العامل الثاني. يجب أن يكون للألواح الأكبر سمكًا للعلبة والزجاج. بعد كل شيء ، زيادة انحراف القذيفه بفعل الهواء وأحمال الثلج. لكن هذا لا يتم دائمًا ، لأن السعر يرتفع بشكل كبير.إذا رأيت لوحة مزدوجة ، وكان سعرها أقل من اللوحين "العاديين" ، فمن الأفضل أن تبحث عن شيء آخر.

مرة أخرى: أفضل خيار هو لوحة شمسية 12 فولت لمنزلك ، وتتكون من 36 خلية شمسية. هذا هو الخيار الأفضل ، ثبت بالممارسة.

المواصفات: ما الذي تبحث عنه

تشير الألواح الشمسية المعتمدة دائمًا إلى تيار التشغيل والجهد ، بالإضافة إلى جهد 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 درجات حرارة أعلى بكثير من هذا الرقم. هذا ما يفسر ارتفاع جهد التشغيل.

مثال على الخصائص التقنية للألواح الشمسية للمنزل

انتبه أيضًا إلى جهد الدائرة المفتوحة. في البطاريات العادية ، يكون حوالي 22 فولتًا وسيكون كل شيء على ما يرام ، ولكن إذا قمت بتنفيذ العمل على الجهاز دون فصل الألواح الشمسية ، فإن جهد الدائرة المفتوحة سوف يتلف العاكس أو أي جهاز متصل آخر غير مصمم لمثل هذا الجهد. لذلك ، لأي عمل - تبديل الأسلاك ، توصيل / فصل البطاريات ، إلخ. وهكذا - أول شيء يجب عليك فعله هو إيقاف تشغيل الألواح الشمسية (قم بإزالة المحطات الطرفية). بعد المرور عبر الدائرة ، قم بتوصيلهم أخيرًا. سيوفر لك هذا الإجراء الكثير من الأعصاب (والمال).

الجسم والزجاج

الألواح الشمسية للمنزل لها غلاف من الألومنيوم. هذا المعدن لا يتآكل ، مع قوة كافية له كتلة صغيرة. يجب تجميع جسم عادي من ملف تعريف يوجد فيه على الأقل قوتان. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إدخال الزجاج في أخدود خاص ، وعدم تثبيته من الأعلى. هذه كلها علامات على الجودة العادية.

يجب ألا يكون هناك وهج على العلبة

حتى عند اختيار لوحة شمسية ، انتبه للزجاج. في البطاريات العادية ، يكون محكمًا وليس ناعمًا. لمسة خشنة ، إذا كنت تمسك أظافرك ، يمكنك سماع حفيف. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون لها طلاء عالي الجودة يقلل من الوهج. هذا يعني أنه لا ينبغي أن ينعكس أي شيء فيه. إذا كانت انعكاسات الكائنات المحيطة مرئية على الأقل من أي زاوية ، فمن الأفضل العثور على لوحة أخرى.

اختيار المقطع العرضي للكابل والخواص الدقيقة للتوصيل الكهربائي

من الضروري توصيل الألواح الشمسية للمنزل بكابل نحاسي أحادي النواة. يعتمد المقطع العرضي لنواة الكابل على المسافة بين الوحدة والبطارية:

• مسافة أقل من 10 أمتار:
  • 1.5 مم 2 لكل 100 واط لوحة شمسية ؛
  • لبطاريتين - 2.5 مم 2 ؛
  • ثلاث بطاريات - 4.0 مم 2 ؛
• مسافة تزيد عن 10 أمتار:
  • لتوصيل لوحة واحدة ، نأخذ 2.5 مم 2 ؛
  • اثنان - 4.0 مم 2 ؛
  • ثلاثة - 6.0 مم 2.

يمكنك أن تأخذ قسمًا أكبر ، لكن ليس أقل (ستكون هناك خسائر كبيرة ، لكننا لسنا بحاجة إليها). عند شراء الأسلاك ، انتبه إلى المقطع العرضي الفعلي ، حيث أن الأبعاد المعلنة في كثير من الأحيان لا تتوافق اليوم مع الأبعاد الفعلية. للتحقق ، سيتعين عليك قياس القطر وقراءة القسم (كيفية القيام بذلك ، يمكنك القراءة هنا).

الألواح الشمسية للمنزل: توصيلات كهربائية

عند تجميع النظام ، يمكنك الاستفادة من مزايا الألواح الشمسية باستخدام كبل متعدد النواة من مقطع عرضي مناسب ، ولسالب واحد سميك. قبل التوصيل بالبطاريات ، نقوم بتمرير جميع "الإيجابيات" من خلال الثنائيات أو مجموعات الصمام الثنائي باستخدام كاثود مشترك. هذا يمنع البطارية من التقليل (قد يتسبب في نشوب حريق) إذا كانت الأسلاك بين البطاريات والبطارية قصيرة أو مكسورة.

تستخدم الثنائيات أنواع SBL2040CT و PBYR040CT. إذا لم يتم العثور عليها ، يمكن إزالتها من مصادر الطاقة القديمة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية. يوجد عادة SBL3040 أو ما شابه. من المستحسن أن تمر من خلال الثنائيات. لا تنسى أنها تصبح ساخنة للغاية ، لذلك تحتاج إلى تركيبها على المبرد (يمكنك استخدام واحد).

يتطلب النظام أيضًا صندوق فيوزات. واحد لكل مستهلك. نقوم بتوصيل الحمولة بالكامل من خلال هذه الكتلة. أولاً ، النظام أكثر أمانًا بهذه الطريقة. ثانيًا ، إذا ظهرت مشاكل ، فمن الأسهل تحديد مصدرها (بواسطة فتيل منفجر).