الألواح الشمسية على السطح: الوصف ، طرق التثبيت ، مبدأ التشغيل ، المراجعات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

حتى وقت قريب ، كان يُنظر إلى استخدام ضوء الشمس كبديل لمصادر الطاقة التقليدية على أنه شيء رائع أو ممكن فقط في ظل ظروف خاصة. اليوم ، لا تبدو مثل هذه الحلول مذهلة ، لكن مشاكل تنفيذها في الممارسة العملية للمستهلكين العاديين لا تزال قائمة. في حد ذاته ، تركيب الألواح الشمسية على السطح بسيط للغاية ومحسّن ، لكن هذا لا يلغي الصعوبات في تنظيم تشغيل هذه البطاريات.

المجموعة الأساسية للنظام

تشتمل البنية التحتية العاملة لمولد للطاقة الشمسية على محطة بطارية ، ووحدة عاكس ، ومحول طاقة ، وجهاز تحكم ومعدات تحكم ، ولوحات مباشرة مع الخلايا الكهروضوئية وتركيبات التركيب والتوصيل. يمكن تمثيل كل مكون بأجهزة مختلفة تختلف في الخصائص التقنية والتشغيلية. فمثلا،مبنى سكني صغير به ألواح شمسية على السطح بقوة 1.5-2 كيلو واط. وتجدر الإشارة إلى أن هناك محطات معقدة ومحلية يمكن أن تخدم مجموعات مختلفة من المستهلكين. توفر البطاريات القوية طاقة كافية لتغطية جميع احتياجاتك الكهربائية ، من مصباح الشارع إلى غلاية التدفئة. الأنظمة الأقل إنتاجية مخصصة للبيوت الصيفية ، على الرغم من أن المعدات المستهلكة للطاقة في شكل محطات ضخ ومعدات طاقة عاملة تستخدم غالبًا في المواقع.

مبدأ تشغيل البطاريات الشمسية

الجزء الأبرز والأبرز في محطة الطاقة الشمسية هو لوحة العاكس. هناك تقنيات مختلفة لتصنيعها ، حتى حقيقة أن المصنعين يطورون وصفات سرية للحشوات الضوئية. تشتمل الأجهزة القياسية على لوح من السيليكون مع طلاءات تعتمد على البورون والفوسفور. يمكن أن تكون إما لوحة واحدة أو لوحة مجمعة - من عنصرين أو أكثر. هناك إلكترونات نشطة في طبقات مختلفة من الغلاف ، والتي ، تحت تأثير الضوء ، تبدأ حركة الجسيمات ، مما يؤدي إلى توليد التيار.

يتم توفير تراكم الطاقة المستلمة بواسطة أشرطة نحاسية متصلة بالألواح. يمكنهم نقل التيار إما إلى أجهزة تخزين الطاقة ، أو مباشرة إلى المستهلكين ، على سبيل المثال ، معدات الإضاءة الموجودة في الموقع. من أجل أن تتخذ الألواح الشمسية على السطح الموقع الأكثر فائدة فيما يتعلق بوصول الأشعة ، يوفر التصميم أيضًا للأتمتة. بفضل المستشعرات الحرارية ، يتفاعلفي الضوء ويوجه الألواح نحو الشمس.

اختيار موقع التثبيت

من أجل زيادة أداء النظام في البداية ، من المستحسن مراعاة الموقع الأمثل للألواح على السطح. اتبع القواعد التالية:

• تفسير سقوط الظل. إذا كانت منطقة التثبيت تحت ظل شجرة طويلة معظم النهار ، فستكون الكفاءة ، بالطبع ، منخفضة للغاية ولن تجعل من الممكن سداد تكلفة صيانة الوحدة. لذلك يتم تحديد المنطقة الأكثر تعرضًا لأشعة الشمس.
• اتجاه اللوحة الصحيح. حتى إذا كان التصميم يوفر نظام تدوير تلقائي ، فمن المستحسن أن تختار مبدئيًا الموضع الذي سيكون أكثر فائدة من حيث سقوط ضوء الشمس الساطع على الخلايا الضوئية.
• حساب المنحدر. الخطأ الشائع في تركيب الألواح هو موقعها بزاوية مقابلة للمنحدر. بمعنى آخر ، يتناسب التصميم ببساطة مع المنحدر دون أي تصحيحات. هذا نهج خاطئ بشكل أساسي ، لأن زوايا المنحدرات (30-45 درجة) قد لا تتطابق مع المنحدر ، والذي سيكون أكثر فائدة في منطقة معينة. يوصي الخبراء بتركيب الألواح الشمسية على السطح بزاوية تساوي خط العرض الجغرافي للمنطقة المحلية. أي أن الزاوية سوف تتوافق مع درجة خط العرض.
• تحديد التوفر. سيرتبط تشغيل الألواح بالصيانة الدورية والدعم الفني للهيكل. لذلك ، يتم أيضًا تقييم إمكانية الوصول المادي إلى الألواح الموجودة على السطح مسبقًا.

خيارات لإنشاء قاعدة الناقل

لتثبيت الألواح ، يوصى بتركيب كتلة طاقة يتم تثبيت إطار الخلايا الكهروضوئية عليها. يمكن إجراء هذا التصميم في المنزل. سوف تحتاج إلى ركن معدني ومشابك. من المستحسن إجراء اتصالات عن طريق اللحام - مرة أخرى ، بمساعدة العاكس ، حتى سيد المنزل عديم الخبرة سيشكل مفاصل. الشيء الأكثر أهمية هو حساب القاعدة بشكل صحيح من حيث الحجم والوزن بحيث لا تخترق السقف ، ومن حيث المبدأ ، تسمح لك بإجراء تثبيت موثوق. يكمن تعقيد تركيب الألواح الشمسية على السطح في تركيب المنصة الحاملة لنظام الجمالون. الحقيقة هي أن التثبيت على هذا النحو لا يتم تنفيذه على عناصر السقف ، ولكن على عوارض السقف في مساحة تحت السقف.

من جانب العلية ، يتم إنشاء إطار قوي للحمل ، على أساسه سيتم إصلاح هيكل الملف الشخصي الملحوم. من الأفضل استخدام التوصيلات المثبتة بمسامير بحيث يمكن فصل التثبيت في أي وقت. للقيام بذلك ، يتم حساب الثقوب مسبقًا ، ويتم تكوين تكوين التخطيط المتبادل ، وما إلى ذلك. من الواضح أنه سيكون من الضروري إنشاء فتحة تكنولوجية في السقف.

عملية تركيب الألواح الشمسية على السطح

كل لوحة بها خلايا ضوئية محاطة بإطار جانبي معدني. يفكر المصنعون في البداية في تكوين التركيب المستقبلي ، مما يترك فجوات وثغرات للتثبيت. في مرحلة التثبيتيجب تجهيز الألواح بمعدات التثبيت المناسبة وعلى منصة الناقل.

بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تجهيز مواد التخميد والعزل. سوف تحمي نظام التثبيت من أضرار التآكل والاهتزازات القوية من حمل الرياح. هذا نوع من البطانة بين الهيكل الداعم والألواح. بعد ذلك ، يتم تثبيت الألواح الشمسية على السطح عند النقطة المحددة - عن طريق الأجهزة من خلال الفتحات التكنولوجية ، يتم تثبيت هيكل اللوحة على الملامح المعدنية. إذا أمكن ، استخدم مزلاج قابلة للتعديل أو دوارة لضبط موضع اللوحات.

تدابير كهربائية

مرحلة لا تقل أهمية والتي يتم فيها تنظيم توصيلات شبكة الأسلاك والمعدات. توجد طرق مختلفة لحل هذه المشكلات ، ولكن الطريقة الأكثر موثوقية هي الاتصال المستقل للألواح الشمسية على السطح بمصدر طاقة مستقل. يتم إدخال اللوحات ذات المحول وكتل التخزين في نظام إمداد الطاقة المستقل. سيتطلب ذلك مولدات بقدرة صغيرة تبلغ حوالي 500 وات بجهد منزلي يصل إلى 220 فولت.

يتم إجراء الأسلاك باستخدام كبل خارجي مجدول ، شديد التحمل ، خارجي. يتم إجراء جميع توصيلات المعدات باستخدام الموصلات الكهربائية - كقاعدة عامة ، يتم تضمينها مع الألواح الشمسية. كحل بديل ، يمكنك التفكير في إمكانية الاتصال بشبكة الطاقة المركزية ، ولكن بعد ذلك لن يكون من الممكن استخدام محطة الطاقةامدادات الطاقة الاحتياطية.

تكامل نوافذ السقف الشمسية

نسخة محسّنة للتصميم من الألواح الشمسية تلغي الحاجة إلى إجراءات تركيب خاصة. اللوحة مدمجة بالفعل في نافذة السقف ، لذا يلزم فقط تركيب هيكل الإطار. إذا رغبت في ذلك ، يمكن إزالة اللوحة من الجسم الداعم وترك نافذة واحدة بها ستائر أو تركيبات واقية أخرى.

تقدم بعض الشركات المصنعة تركيب الألواح الشمسية على سطح المنزل في نوافذ السقف الجاهزة. أي أن اللوحة مصممة ومصنعة خصيصًا لأبعاد الفتحة الحالية ، مع مراعاة خصائص الإطار. ثم يبقى فقط عمل بعض الثقوب في تصميم وحدة النافذة وربط اللوحة. لتوصيل الكابل ، يتم إنشاء قناة صغيرة بمسار أسلاك يؤدي إلى العلية أو العلية. هنا ، بالمناسبة ، يمكن تحديد موقع المعدات التي تتراكم وتحول الطاقة.

إرشادات سير العمل العامة

قبل بدء العمل ، يجب عليك رسم خطة تقريبية لوضع الهيكل - سيسمح لك ذلك ليس فقط بتحديد الطريقة المثلى للتثبيت ، ولكن أيضًا لتقليل الأخطاء المحتملة في عملية التثبيت. يجب أيضًا أن تأخذ في الاعتبار نصيحة الشركات المصنعة بشأن تركيب الألواح الشمسية على سطح المبنى. على سبيل المثال ، غالبًا ما تذكر التعليمات الحاجة إلى الحفاظ على فجوة بين سطح هيكل اللوحة والسقف. بغرضمن أجل التوزيع الأمثل للطاقة في جميع أنحاء منطقة الخلية الكهروضوئية ، يوصى أيضًا بوضع الألواح المستطيلة أفقيًا - أي مع الجانب الطويل على طول الكورنيش.

عملية النظام

أفضل طريقة للتحكم في النظام هي من خلال الأتمتة. تسمح محطات الطاقة الشمسية المحلية الحديثة باستخدام جهاز التحكم عن بعد لبرمجة تشغيل كل من الألواح ومعدات التخزين. لكن هذا لا يعني أن الصيانة المادية لن تكون مطلوبة. من الضروري بشكل دوري التحقق من حالة الألواح الشمسية. على سطح منزل خاص ، يُنصح بتزويد منصة تقنية صغيرة بمجموعة من الأدوات والمواد الاستهلاكية الضرورية. من وقت لآخر ، سيلزم إجراء عمليات الضبط والتفتيش على الخلايا الضوئية وتنظيف الهيكل واستبدال المواد الاستهلاكية حسب الضرورة.

تعليقات حول الألواح الشمسية

في روسيا ، لا يوجد الكثير من مالكي المنازل الخاصة الذين اختبروا إمكانيات البطاريات الشمسية. ومع ذلك ، فإن الانطباعات من التعارف الأول مع مصدر الطاقة هذا إيجابية في الغالب. حتى التغطية الصغيرة نسبيًا لأحجام الطاقة المطلوبة تسبب ردود فعل إيجابية. يلاحظ المستخدمون الاحتمالات الواسعة لتراكم وتوزيع الطاقة مع الاستخدام العقلاني اللاحق لها وفقًا للطلبات.

من ناحية أخرى ، لاحظ العديد من أولئك الذين قاموا بتركيب الألواح الشمسية على سطح منزلهم صعوبة الصيانة والتكلفة العالية للمواد الاستهلاكية. لا تزال تكلفة المعدات عاليةلا يزال عائقا رئيسيا أمام التوسع الشمسي.

الخلاصة

على الرغم من الفوائد الواضحة من تطوير مصادر الطاقة البديلة ، لا تزال هناك مشاكل في استخدامها على مستوى المستهلك الشامل. هذه ليست فقط الفروق الدقيقة التقنية التي يواجهها المستخدمون ، ولكن أيضًا السمات المفاهيمية لتوليد الطاقة. على سبيل المثال ، لا يمكن أن يبرر تركيب الألواح الشمسية على الأسطح في المنازل الريفية الخاصة إلا في المناطق الدافئة ، حيث توجد مستويات عالية مما يسمى التشمس. إنه مقياس للطاقة الشمسية التي تأتي إلى الأرض بأشعة الضوء. والأمر ليس هو نفسه على الإطلاق في جنوب غرب وشمال شرق البلاد ، على وجه الخصوص. أيضًا ، يوصي الخبراء بمراعاة النسبة بين الطاقة المطلوبة والمحتمل أن تولدها البطاريات الشمسية. من الممكن أنه حتى في ظل ظروف مؤشرات العزل المواتية ، فإن بعض خصائص الألواح لن تسمح لك ببساطة بتحقيق تأثير إيجابي لتوفير الطاقة.