كيفية صنع لوحة شمسية بنفسك

كثيراً ما يفكر سكان المدن الحديثة في صنع ألواح الطاقة الشمسية بأنفسهم، وذلك لأن مصادر الطاقة الجاهزة والمستقلة باهظة الثمن. ويرغب البعض الآخر ببساطة في اختبار مهاراتهم الإبداعية.

طريقة تصنيع الألواح الشمسية

أولاً، دعونا نحدد ما هو مطلوب:

• الخلايا الضوئية.
• قاعدة لتعليق أثمن الأشياء.
• الموقع الذي ستقام فيه محطة توليد الطاقة المستقبلية.

والآن دعونا ننظر إلى كل نقطة بمزيد من التفصيل.

تجميع الوحدات الشمسية من الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون

تُغطى الخلايا الشمسية من جانب واحد بطبقة رقيقة من الفوسفور. وقد تحتوي هذه الطبقة أحيانًا على البورون.

تُركّز هذه الطبقة عددًا كبيرًا من الإلكترونات في مكان واحد. ولا تتشتت هذه الإلكترونات لأنها مُحتجزة بواسطة طبقة الفوسفور.

تحتوي الصفيحة على مسارات معدنية موصلة للتيار الكهربائي. هذه العناصر المصنوعة من السيليكون هشة للغاية، لذا توخ الحذر عند التعامل معها.

يعتمد مستوى الجهد على عدد هذه الألواح الكاملة.

المكونات الرئيسية:

1. ألواح الصوان.
2. الريكي.
3. ألواح خشبية مضغوطة، عدة صفائح.
4. زوايا من الألومنيوم.
5. مطاط إسفنجي بسمك 1.5-2.5 سم.
6. مادة شفافة لقاعدة رقائق السيليكون. عادةً ما تكون من زجاج شبكي.
7. براغي أو براغي ذاتية التثبيت.
8. مادة مانعة للتسرب.
9. أسلاك.
10. العلامات التجارية.
11. الثنائيات.

ستحتاج أيضًا إلى أدوات مثل:

• منشار يدوي.
• مفك البراغي.
• مكواة لحام.
• جهاز قياس متعدد.

من المهم استخدام خلايا شمسية متساوية الحجم، وإلا فإن الخلايا الصغيرة ستحد من التيار، وبالتالي لن تتمكن وحدات الكوارتز الكبيرة من العمل بكامل طاقتها.

لتجميع وحدة شمسية بنفسك، استخدم خلايا شمسية أحادية البلورة أو متعددة البلورات بقياس 3 × 6 بوصات. يمكنك إيجادها في أي متجر صيني. لتوفير المال، يمكنك شراء "عبوات خاصة". مع ذلك، غالبًا ما تحتوي هذه العبوات على قطع تالفة.

تبيع العديد من منافذ البيع بالتجزئة لوحات الصور في عبوات من 36 أو 72 قطعة.

لربط وحدات الألواح المنفصلة، ​​يلزم استخدام قضبان توصيل خاصة. ولتمكين عملية التجميع، يلزم استخدام أطراف توصيل.

الآن وقد أصبح كل شيء واضحاً بخصوص الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون، فلنقم بتجميع القاعدة.

إطار بطارية شمسية

هذا أبسط شيء يمكنك صنعه في المنزل! عادةً ما يُصنع من شرائح أو مقاطع ألومنيوم. وهو متوفر بسهولة في متاجر الأدوات المنزلية. إنه خيار جيد للأسباب التالية:

• إنه خفيف الوزن ولا يسبب ضغطاً كبيراً على الهيكل الداعم.
• لا يصدأ.
• لا يمتص الرطوبة.
• على عكس الخشب، فهو لا يتعرض للتلف.

عنصر شفاف

عند الشراء، يرجى الانتباه إلى ما يلي:

• معدل انكسار ضوء الشمس. كلما انخفض، كان ذلك أفضل! ستكون كفاءة الألواح أعلى.
• ما مقدار الأشعة تحت الحمراء التي يمتصها؟

ما يلي مناسب لهذا الدور:

• زجاج شبكي.
• البولي كربونات. أسوأ قليلاً.
• زجاج شبكي.

يُحدد مستوى الامتصاص ما إذا كانت درجة الحرارة على رقائق السيليكون سترتفع أم لا. من الأفضل استخدام زجاج شفاف مضاد للانعكاس.

نختار الموقع

يعتمد حجم الوحدة الشمسية على عدد الخلايا الشمسية المُركّبة. من الأفضل وضع الألواح في مكان تصلها أشعة الشمس من جميع الجهات. كما يُمكن تجهيز محطة الطاقة هذه بجهاز دوران تلقائي، ما يعني أنها ستواجه الشمس دائمًا. بطارية شمسية يمكنك صنعه بنفسك.

تأكد من عدم سقوط ظلال المنازل والأشجار على لوحة الطاقة الشمسية التي صنعناها بأنفسنا.

تعتمد زاوية الميل على:

• مناخ.
• أين يقع المنزل.
• المواسم.

تنتج الخلايا الشمسية أقصى كفاءة عندما تسقط الأشعة بشكل عمودي.

أظهرت بعض الحسابات أن المتر المربع الواحد ينتج 120 واط. وهذا يعني أن المنزل العادي يستهلك 300 كيلوواط شهريًا. لذا، يلزم استخدام مساحة 20 مترًا مربعًا.

نتيجة لكل ما سبق بطارية شمسيةإن صنعها بيديك سيساعدك على توفير بعض المال على الكهرباء.

تعليمات خطوة بخطوة حول كيفية صنع لوحة شمسية بنفسك.

الآن، في خمس خطوات، سنلقي نظرة على التجميع بمزيد من التفصيل.

نقوم بلحام نقاط التلامس للخلايا الضوئية

أول ما عليك فعله هو لحام الأسلاك. إن أمكن، اشترِ رقائق سيليكون تحتوي على هذا الجزء المهم مُسبقًا. سيوفر لك هذا الكثير من الوقت. عملية اللحام مُرهقة ومُعقدة، وقد تُتلف الرقائق.

خوارزمية اللحام:

• جهّز لوحة الخلية الضوئية وموصلًا للحام.
• استخدم قالبًا من الورق المقوى لرسم مسارات الموصلات. يجب أن يكون طولها ضعف طول اللوح الشمسي.
• ضع الموصل على الخلية الضوئية. ستحتاج إلى موصلين لكل خلية.
• من المفيد وضع الحمض على المكان الذي ستلحمه.
• قم بلحام الموصل وتثبيته على سطح السيليكون.

من الأفضل استخدام اللحام الذي يأتي على شكل أنبوب مملوء بالصمغ.

لا تضغط بشدة على رقاقة السيليكون، لأنها هشة للغاية وقد تنكسر.

إنشاء إطار عمل

يلزم تركيب جميع الخلايا الشمسية، ويمكن صنعه من مواد متوفرة بسهولة. ستحتاج إلى زوايا أو شرائح من الألومنيوم. تُستخدم هذه لإنشاء إطار مستطيل. يبلغ مقاس الزاوية من 70 إلى 90 ملم.

ضع طبقة من مادة مانعة للتسرب على الزوايا الداخلية. تأكد من القيام بذلك جيداً، فمتانة الهيكل تعتمد على ذلك.

والآن، ننتقل إلى صنع الإطار الخلفي. يُصنع على شكل صندوق صغير ذي حواف رفيعة، بحيث لا يتجاوز ارتفاع جوانبه 2 سم. ثبّت الشرائح باستخدام البراغي. بعد ذلك، قم بثقب فتحات التهوية، مع ترك مسافة 10 سم بين كل فتحة وأخرى. ثم، ثبّت لوحة شفافة في الإطار المصنوع من الألومنيوم، ويمكن أن تكون مصنوعة من البلكسي جلاس أو الأكريليك.

نقوم بتثبيت اللوحة الشفافة بإحكام باستخدام أدوات التثبيت: أربعة في الزوايا، واثنان على الجانب الطويل، وواحد على الجانب القصير. ثم نربط هذه الأدوات بالبراغي.

بعد الانتهاء من صنع الإطار، ما عليك سوى تركيب الخلايا الشمسية. قبل تركيبها، نظّف الزجاج البلاستيكي من الغبار وأزل الشحوم عنه بالكحول. يمكنك استخدام أي منتج يحتوي على الكحول بدلاً من الكحول.

مقدمة عن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون

هذا هو أصعب شيء يمكن أن يحدث عند صنع بطارية شمسية بيديك.

خذ قطعة من البلاستيك الشفاف وضع عليها الخلايا الشمسية، بحيث تكون الألواح الزرقاء متجهة للأسفل. ولضمان محاذاة كل شيء بشكل متساوٍ، استخدم دعامة خاصة لوضع العلامات. يجب أن تكون المسافة بين الألواح حوالي 3 مم.

خوارزمية الإجراءات

• يجب لحام الخلايا الشمسية وفقًا لنمط محدد. يكون القطب الموجب على الجانب الأيسر من اللوحة، والقطب السالب على الجانب الأيمن. يجب وضع اللحام ومادة اللحام المساعدة بعناية فائقة.
• عند العمل بهذه الطريقة، اتبع التسلسل من الأعلى إلى الأسفل. يجب توصيل كل صف بالصف التالي.
• حان الآن وقت لصق الخلايا الشمسية. للقيام بذلك، ضع مادة مانعة للتسرب شفافة في مركز الألواح.
• اقلب سلاسل الوحدات بحيث يكون الجانب الأزرق للأعلى. ضعها وفقًا للعلامات. اضغط برفق على الصفائح لتثبيتها في مكانها.
• قم بتوصيل أطراف العناصر الخارجية بقضيب التوصيل. الموجب بـ "+" والسالب بـ "-". استخدم موصلاً أعرض مصنوعاً من الفضة كقضيب توصيل.
• يجب تزويد اللوحة الشمسية بثنائي مانع للتفريغ. هذا ضروري لمنع تفريغ البطارية ليلاً.
• نقوم بعمل ثقوب في الجزء السفلي للأسلاك. ولمنعها من التدلي، نقوم بتثبيتها بمادة مانعة للتسرب من السيليكون.

فحص اللوحة الشمسية قبل إحكام إغلاقها

بعد لحام مجموعة من المكونات، اختبرها. سيسهل ذلك تحديد الوصلات الضعيفة. يكفي استخدام مقياس التيار الكهربائي البسيط، أو جهاز قياس متعدد الوظائف. يُفضل إجراء الاختبار في يوم مشمس بين الساعة الواحدة والثانية ظهرًا.

بعد تحديد الزاوية المناسبة، ابدأ بأخذ القياسات. للقيام بذلك، وصّل مجسات الأميتر بطرفي البطارية الموجب والسالب. تحقق من تيار الدائرة القصيرة. يجب أن يكون التيار أقل بمقدار 0.5 إلى 1 أمبير من تيار الدائرة القصيرة. يجب أن يُشير المقياس إلى قراءة أعلى من 4.5 أمبير. هذا يدل على أن لوحة الطاقة الشمسية التي صنعتها بنفسك تعمل!

توفر البطارية المصنوعة بشكل مستقل من عناصر المجموعة "ب" تيارًا يتراوح بين 5 و10 أمبير. وهذا أقل بنسبة 15% من الألواح المصنعية.

صنع ألواح شمسية محكمة الإغلاق

هام! لا تقم بهذه العملية إلا بعد التأكد من أن اللوحة الشمسية تعمل بكفاءة تامة. نستخدم راتنج الإيبوكسي كمادة مانعة للتسرب. إذا كان هذا الخيار مكلفًا للغاية، يمكنك استخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون.

هناك طريقتان للإغلاق:

• مكتمل.
• جزئي. يتم وضع المادة المانعة للتسرب على العناصر الخارجية وبين الصفائح.

الخيار الأول أكثر موثوقية. تُوضع طبقة من البلكسي جلاس فوق الألواح المطلية بالسيليكون وتُضغط عليها. ولحماية إضافية، يمكن تركيب حشية إسفنجية بين السطح الخلفي لألواح السيليكون والإطار.

بعد وضع لوح البلكسي جلاس في مكانه، ضع عليه ثقلاً. هذا ضروري لإخراج أي فقاعات هواء.

بعد إتمام جميع الأعمال الرئيسية، يجب إعادة اختبار اللوحة الشمسية. بعد ذلك، يمكن تشغيلها واستقبالها لجهد 220 فولت. مع ذلك، ستحتاج إلى شراء منظم جهد، ومحول تيار، وبطارية، ومكونات إضافية أخرى.

يقوم بعض الأشخاص بتصنيع ألواح الطاقة الشمسية باستخدام ألواح صينية، وهي تعمل بكفاءة عالية. مع ذلك، سيتعين عليك طلبها أولاً من موقع علي إكسبريس أو متجر مماثل.

ونتيجة لذلك، ستحصل على بطارية شمسية بسيطة.

لوحة شمسية مصنوعة من الأقراص المدمجة

لإنشاء هذا، ستحتاج إلى:

• مصباح LED مستطيل الشكل خاص.
• قرص مضغوط.
• غطاء خاص يمنع تسرب الطاقة الشمسية.
• مسمار.
• سلكان.

عملية الخلق

سنبدأ أولاً بالعمل على الغطاء. ستحتاج إلى عمل ثقب فيه. يمكن القيام بذلك بحذر باستخدام مقص أو مسمار أو مثقب.

بعد ذلك، قم بربط المسمار في القابس.

بعد ذلك، خذ القرص المضغوط وضعه على الغطاء. ثم أعد تثبيت كل شيء بإحكام.

ونتيجة لذلك، أصبح لدينا هيكل متكامل ومكتمل يعمل على تضخيم وتركيز ضوء الشمس.

والآن، لتوليد الكهرباء، نعيد توجيه أشعة الشمس نحو الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). وهذا يولد حوالي 5 فولت من الطاقة.

وبالتالي، إذا تم تجميع هذا في تصميم بسيط، يمكن توليد الكمية المطلوبة من الكهرباء بأقل التكاليف.

بطارية شمسية مصنوعة من الترانزستورات

لصنع محول طاقة ضوئية، ستحتاج إلى ما يلي:

• نوع الترانزستور P 210
• كماشة
• مبراة
• قاعدة ألومنيوم من علبة بيرة أو مشروب غازي.
• قطعة صغيرة من الألياف الخشبية لتثبيت الترانزستورات.

طريقة الإنشاء

أولًا، ستحتاج إلى إزالة غطاء الترانزستور. هذا ضروري لكشف الخلية الضوئية التي تستشعر الضوء. للوصول إلى هذه الخلية، ستحتاج إلى كماشة ومبراة.

ونتيجة لذلك، نحصل على عنصر كهذا:

تنتج أطراف القاعدة والباعث جهدًا مقداره 0.95 فولت.

والآن سنعمل على الجزء السفلي من البرطمان. سنستخدمه لصنع عاكس.

الأهم هو ألا يبرز الترانزستور خارج الحافة.

في منتصف الغطاء، تحتاج إلى حفر أو ثقب ثقب للترانزستور.

بعد كل هذه العمليات، نقوم بتثبيت الخلية الضوئية في التجويف.

الآن عليك عمل ثقوب في لوح الألياف. يجب أن تتطابق أبعاد الثقوب مع أبعاد الترانزستور. يجب أن يكون المستطيل الخشبي كبيرًا بما يكفي لاستيعاب سبع قواعد علب.

نقوم بتثبيت الترانزستورات والعاكسات على الخشب باستخدام الغراء الساخن.

بعد ذلك، نقوم بتوصيل عناصر الصورة ببعضها البعض على التوالي. نستخدم أطراف القاعدة/المجمع.

بعد التجميع، ينتج جهازنا حوالي 0.60 فولت.

التيار = 2.8 مللي أمبير.

إذا وجدت ترانزستورات أفضل، يمكنك زيادة الطاقة المُستخرجة من هذا الجهاز. الترانزستورات المذكورة في المقال متوفرة بسعر 40 روبلًا. أما بسعر 280 روبلًا، فيمكنك بناء لوحة شمسية منخفضة الطاقة بنفسك.

بطارية شمسية مصنوعة من الثنائيات

التصميم بسيط. كل ما تحتاجه هو عدد قليل من الثنائيات. يعتمد مستوى الجهد على عددها. يجب أن تكون هذه العناصر شفافة. بهذه الطريقة، ستصطدم أشعة الضوء مباشرة برقاقة السيليكون وتولد الكهرباء.

لا تتوقع نتائج مبهرة من كل هذا، فالعنصر الواحد ينتج حوالي 0.1-0.5 فولت. التصميم الناتج قادر على إخراج ما يصل إلى 4 فولت.

لا يمكن لهذا النظام إنتاج سوى كمية ضئيلة من الكهرباء. كفاءته منخفضة، لذا من الأفضل شراء رقائق السيليكون وبناء نظام أفضل.

لوحة شمسية مصنوعة من رقائق معدنية

ستنتج هذه المادة مصدراً بدائياً للطاقة. في العديد من المنشآت المماثلة، تُستخدم الرقائق المعدنية كمادة ثانوية، حيث تعمل كعاكس. تُضخّم الأشعة الساقطة عليها وتُنقل إلى خلية ضوئية، والتي بدورها تولد تياراً كهربائياً.

يوجد تصميم على الإنترنت يتطلب تسخين ورق الألمنيوم على موقد كهربائي، ثم وضعه في وعاء بلاستيكي، ثم ملؤه بمحلول ملحي. لكن هذا يشبه بطارية الماء المالح العادية.

كيفية صنع لوحة شمسية في ماينكرافت

لعشاق هذه اللعبة، سنشرح لكم الآن كيفية توليد الطاقة من الشمس! يُستخدم مصدر الطاقة هذا كاحتياطي. عند هطول المطر أو حلول الظلام، يمكنكم استخدام هذه البطاريات. يتم تجميع التيار في البطارية. تشغل هذه اللوحة مساحة صغيرة، مما يجعلها اقتصادية في البناء.

طريقة الإنشاء

قبل البدء في تحضيره، ستحتاج إلى تخزين المكونات التالية:

1. فحم – 3 قطع
2. 3 قطع زجاجية.
3. أسلاك معزولة، 12 قطعة، نحاس 4-6.
4. سلك القصدير – 1. يجب أن يكون معزولاً.
5. سبائك حديد – 10 قطع.
6. الغبار الأحمر – 6.
7. القصدير – 2.
8. أحجار مرصوفة – 8.
9. المطاط – 13.

لن تتداخل الأسلاك الموجودة فوق الألواح الشمسية مع تشغيلها.

أين تضعها وما مقدار الطاقة التي يمكنك الحصول عليها؟

يتم تركيبها في أماكن لا يعيق فيها شيء مرور الضوء. يُسمح بوجود الثلج والأنابيب والزجاج والأسلاك.

في بيئة خالية، سيستمر توليد الطاقة بشكل متواصل.

تنتج 1 EU/t (13050 EU لكل يوم شمسي).