اصنعها :اللوحات الشمسية المستوية

اللوحات الشمسية المستوية

سنقوم بوصف صناعة لوحة شمسية مجهزة بـ 36 خلية شمسية من أجل توليد تيار كهربائي بجهد 18 فولط.

---

تقديم

لقد كان مشروعا سهلاً ويمكنك القيام به. لقد إشتريت خلايا شمسية مقاس 3×6 بوصة وسوف نحتاج إلى 36 خلية شمسية موصلة على التوالي لعمل اللوح الشمسي. كلخلية تنتج حوالي 0.5 فولط وعند استخدام 36 خلية على التواليسيكون المجموع 18 فولط وو فرق جهد كافي لشحن بطاريات 12 فولط. هذا النوع من الخلايا الشمسية نحيف جدا كالورق وهش كالزجاج ومن الممكن أن يتأذى بسهولة.

هناك عدة أحجام من الخلايا الشمسية غير 3×6 بوصة، يمكنك استخدام خلايا أكبر أو أصغر، فقط ضع في الحسبان بضعة أشياء وهي: الخلايا من نفس النوع تنتج فرق جهد متساوي بغض النظر عن حجمها، لذلك عدد الخلايا هو المهم في هذه الحالة. الخلايا كبيرة الحجم تنتج تيارا أكبر، والصغيرة تنتج تيارا أقل. مجموع الطاقة الناتج من اللوح الشمسي = التيار × فرق الجهد.

لذلك فإن استخدام خلايا حجمها أكبر سـيعطي طاقة أكثر ولكن سيصبح اللوح أكبر وأكثر وزنا. أما استخدام خلايا صغيرة فـسيضمن لك بناء لوح صغير الحجم وخفيف الوزن، ولكنفي المقابل لن ينتج طاقة كبيرة. وأيضا خلط أحجام مختلفة ليست فكرة جيدة لأن التيار الناتج سيكون مرتبطا بأصغر خلية ولن تعمل الخلايا الكبيرة بكامل كفاءتها.

الخلايا التي أستخدمها حجمها 3×6 بوصة وتنتج تقريبا 3 أمبير، وسوف أقوم بتوصيل 36خلية على التوالي لأحصل على فرق جهد أكثر بقليل من 18 فولط. ومن المفترض أن يكون اللوح قادرا على إنتاج طاقة مقدارها 60 واط في وضح النهار، والتي يمكن توصيلها ببطارية لـيتم تخزين الطاقة فيها واستخدامها ليلا بالإضافة إلى استخدامها نهارا.

بعد أن تشترى الخلايا الشمسية ضعها في مكان آمن حتى لا تنكسر أو يلعب بها الأطفال حتى تكون مستعدا لتركيبها في اللوح.

---

تحضير اللوح الخشبي

اللوح الشمسي دائما ما يكون مسطحا جدا. لذلك، بدأت ببناء صندوق مسطح وقد جعلت الزوايا مسطحة حتى لا تحجب الشمس عن الخلايا الشمسية وقمت بتقسيم اللوح إلى نصفين، كل نصف سيحتوي على 18 خلية شمسية حتى يكون أسهل في التركيب.
هـذا رسم تخطيطي يوضح أبعاد اللوح الشمسي وهو منقسم إلى نصفين، تـوجد بُروز على الحواف: إرتفاعها 3/4 بوصة وعرضها 3/4 بوصة وجميع الأبعاد بالرسم مُقاسة بالبوصة. وبالطبع يمكنك عمل أي تصميم آخر مناسب.
وهذه صور للوح الخشبي الذي سأقوم بتركيب الخلايا الشمسية عليه، وكل نصف سيحتوي على 18 خلية شمسية، ولاحظ الثقوب الصغيرة بالحواف والتي قمت بصنعها لكي يكون الضغط داخل اللوح مساوٍ للضغط الخارجي حتى لا يؤثر على كفاءة الخلايا الشمسية وجعل الرطوبة تخرج من اللوح. يجب أن تكون هذه الثقوب في قاع اللوح وإلا ستسقط عليها الأمطار، ويجب أن يكون هناك أيضا فتحات في الفاصل الخشبي الذي يقسم اللوح إلى نصفين ويفضل أن تكون المسافة الفاصلة بين كل ثقب هي ربع بوصة.
بعد ذلك قمت بقطع لوحين من الخشب المُسطر بالثقوب ووضعهما داخل اللوح الشمسي حتى تكون قاعدة للخلايا الشمسية، وهذه خطوة غير مهمة ولكني قمت بها لأن هذه الألواح متوفرة ليس أكثر.
حتى أحمي الخلايا الشمسية من تأثيرات الطقس قمت بتغطية اللوح بالزجاج الصناعي وهو يكاد يكون بلاستيكي وخفيف الوزن وغير هش كالزجاج العادي ويفضل استخدامه، انظر للصورة التالية.
هنا قمت بثقب ألواح الزجاج الصناعي حتى أقوم بتثبيتها على اللوح الخشبي بواسطة المسامير القلاووظ حتى أستطيع فكها متى أردت. لكن، إحذر وأنت تثقب الزجاج الصناعي فمن الممكن أن ينكسر كما حدث معي.
قمت بطلاء اللوح الخشبي من الداخل والخارج بالدهان للحفاظ عليه من الرطوبة. ويمكنكاستخدام أي لون متاح لديك بيد أني فضلت اللون الأبيض.
قمت أيضا بصباغة الألواح المُسطرة بالثقوب باللون الأبيض. ولقد أكدنا من قبل أن استخدامها غير مهم بل هي لتسهيل وتركيب الخلايا ليس أكثر من ذلك، ويرجى التأكد منصباغتها جيدا حتى لا تتجعد من الرطوبة مما قد يؤدي إلى تخريب الخلايا فيما بعد.

---

تجهيز الخلايا الشمسية

إنتهينا الآن من تجهيز اللوح الخشبي وسنقوم بعدئذ بتجهيز الخلايا الشمسية. عندما تشتري الخلايا الشمسية ستأتي في الغالب ملصقة ببعضها البعض وبينها شمع أو تأتي منفردة وهو الأفضل. إذا كانت ملتصقة فأفضل طريقة لفصلها هي الماء الساخن. ضعها في إناء به ماء على النار واتركها تسخن بالتدريج ولا تترك المياه تغلى أو تخرج فقاعات وحاول أن تخرجها قبل حدوثذلك. وهذه أفضل طريقة استطعت الوصول إليها لفصل الخلايا الشمسية وأقوم بالتأكيد مرة أخرى أن الخلايا الشمسية المنفردة أفضل.

وهذه صورة أخرى توضح الأواني التي كنت أقوم فيها بفصل الخلايا عن بعضها البعضبسبب الشمع اللاصق بينها.

والصورة التالية تظهر شكل الخلايا بعد فصلها ووضعها على منشفة. أنا شخصيا أفضل عدم فصلها قبل عمل اللوح الخشبي لأن تخزينها منفصلة قد يكون صعبا أحيانا.

---

تركيب الخلايا الشمسية

هنا قمت برسم مستطيلات بقلم الرصاص على الألواح المُسطرة بالثقوب أو حتى على اللوح الخشبي مباشرة إن لم تكن تستخدم الألواح المثقوبة. هذه المستطيلات تحدد أماكن وضع الخلايا الشمسية على اللوح ومن ثم سأقوم بتوصيلها مع بعضها على التوالي وأوصل نصفي اللوح على التوالي أيضا.
لقد إستخدمت مكواة لحام قصدير لتوصيل الخلايا بعضها ببعض وكن حذرا ولا تضغط على الخلايا بقوة حتى لا تنكسر.
العديد من الأشخاصيسألونني عن كيفية التوصيل بالضبط، لذلك قمت بعمل الرسمجانبه للتوضيح، حيث أقوم بتوصيل السلك السالب والموجود فوق سطح الخلية بالسلك الموجب الموجود أسفل الخلية التالية لها. وهكذا أكون قد وصلت الخلايا على التوالي.
قمت بتكرار الحركة السابقة إلى أن تم لحام جميع الخلايا الشمسية فـحصلت على الشكل التالي:
في هذه المرحلة قمت بلصق الخلايا بواسطة السيليكون ووضعت قليلا منه وسط كلخلية ثم ألصقتها في مكانها الذي قمت بتحديده بقلم الرصاص من قبل. كن حذرا وأنت تقوم بـهذهالعملية ولا تضع السيليكون في منطقتين بل اجعله في منطقة واحدة وهي وسطالخلية حتى لا تنكسر منجراء التغيرات الحاصلة لهاكما لا تكثر من السيليكونأيضا. وهذا هو الشكل النهائي للوح:
إستخدمت سلك نحاس للتوصيل بين الصف الأول والثاني من الخلايا، وهناك أيضا واحد آخر للتوصيل بين الصف الثاني والثالث.

---

اختبار اللوح الشمسي

نأتي الآن إلى اختبار النصف الأول من اللوح. وجدت أنه يعمل والآن علي أن أصنع نصفا آخرا مطابقا له.

كل نصف قد تم وضعه في اللوح الخشبي ولقد استعملت مساميرا لتثبيتهما في اللوح مثل الفضية الموجودة بالصورة التالية.

تمر أسلاك توصيل النصفين ببعضهما البعض بالثقوب الموجودة بالفاصل الخشبي بمنتصف اللوح.

كل لوح شمسي يحتاج إلى صمام ثنائي حتى لا تفرغ الطاقة في الليل أو عندما توجد غيوم بالسماء. ولقد إستخدمت صماما ثنائيا له معدل تيار يساوى 3.3 أمبير. كما قمت بتوصيل الصمام الثنائي مع الجزء الموجب من السلك النحاسي ووضعته داخل اللوح الشمسي.

لقد أنشأت ثقبا بمؤخرة اللوح كي أخرج منه الأسلاك، وقمت بعمل عقدة في السلك ومن ثم وضعت بعضا من السيليكون على الفتحة لتثبت.

ثم وضعت سيليكون مرة أخرى على الثقب من الخارج.

لقد قمت بتوصيل قابس له قطبية بطرف السلك الخارج من اللوح لتسهل عملية التوصيل،ومن الأفضل أن تكون وصلة أنثى لتقليل الخطر وليست وصلة ذكر كما بالصورة التالية.

أو تكون وصلة التالية مثلا:

هذا هو الشكل النهائي للوح الشمسي وهو مغطى بالزجاج الصناعي وسوف أقوم بإختباره بعدئذ.

قمت باختبار اللوح الشمسي في وضح النهار وكان الـجهد الكهربائي الناتج يساوي 18.88فولط وهو ما كنت أريده.

قمت أيضا بقياس شدة التيار الكهربائي وكانت النتيجة 3.05 أمبير. وهذا يعني أن اللوح الشمسي يعمل بكفاءة كما تم التخطيط له.

---

المتانة

قمت بإضافة صفائح من الألمنيوم حول اللوح الشمسي لمزيد من القوة والمتانة.

---

تأليف

تأليف: Michael Davis

البريد الإليكتروني للمؤلف: astronomermike@gmail.com

ترجمة بتصرف: عبد الله سعد عبد الستار فراج (الجيزة – مصر)

البريد الإليكتروني للمترجم: abdo.farrag@yahoo.com

---

المراجع

http://www.mdpub.com/index.html

---

 المصدر 

http://www.isnaha.com/index.php?option=com_k2&view=item&id=857:%D8%A7%D9%84%D9%84%D9%88%D8%AD%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%85%D8%B3%D9%8A%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B3%D8%AA%D9%88%D9%8A%D8%A9