التقنيات الحديثةيتم تنفيذها بنشاط في الحياة اليومية. تعد الألواح الشمسية المنزلية الآن تطورًا شائعًا يستخدمه أصحاب المنازل الريفية. يتيح تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية لسكان الصيف توفير المال خلال الموسم الدافئ، ولكن هل يدفع هذا تكلفة التركيب الأولية؟
عند شراء الألواح الشمسية ل منزل ريفييرجى ملاحظة أن الألواح الشمسية نفسها ليست هي التي ستكلف أكثر، ولكن تركيبها. لكي يعمل النظام دون انقطاع في فصلي الربيع والصيف، تحتاج إلى شراء جهاز تحكم بالشحن، وعاكس مزود بوظيفة تسجيل وتخزين البيانات (SD)، وبطاريات لتخزين الطاقة، وقواطع دوائر التيار المستمر، ومصهر وكابلات لتوصيل جميع الأجهزة عناصر النظام والاتصال بالأجهزة الكهربائية.
يتراوح الوزن الإجمالي لجميع المكونات من 50 إلى 700 كجم، مما يسبب صعوبات أثناء النقل: من الضروري طلب شاحنة أو التفاوض بشكل منفصل مع الشركة التي تبيع محطة الطاقة الشمسية للتسليم والتركيب. كقاعدة عامة، في الحالة الثانية، النقل أرخص: تقدم الشركة خصمًا للعملاء. إذا كنت تشتري لوحة شمسية لمنزلك، فمن الأكثر فعالية حساب السعر بناءً على متوسط استهلاكك اليومي للطاقة. كقاعدة عامة، تهدر الأسرة المكونة من 2-3 أشخاص حوالي 194 كيلووات شهريًا عند استخدام الأجهزة الكهربائية بشكل ضئيل إذا كانوا يعيشون في شقة. وهذا يعادل حوالي 6.5 كيلوواط يوميًا، أو 271 واط ساعة/يوم. في الكوخ، يزداد استهلاك الطاقة، لأن المساحة المغطاة أكبر. ومع ذلك، في طقس مشمسيمكن استخدام التثبيت كمصدر مستقل للطاقة إذا كان الاستهلاك يصل إلى 5 كيلووات في الساعة يوميًا، لكن تكلفة هذه الأنظمة القوية تصل إلى 700 ألف روبل. إذا كنت ستشتري ألواحًا شمسية لمنزلك، فإن تكلفة المجموعة تعتمد بشكل مباشر على الغرض الذي تم تصميم النظام من أجله: إذا كنت لا تعيش في منزل ريفيباستمرار، يُنصح بعدم شراء محطات الطاقة الشمسية عالية الطاقة. سوف تتراكم البطاريات الطاقة بسرعة في غيابك، وبقية الوقت سيكون التثبيت خاملاً. يمكنك تركيب الألواح الشمسية لمنزلك بنفسك، لكن هذا العمل شاق للغاية: تحتاج إلى توصيل البطاريات بنظام إمداد الطاقة الرئيسي باستخدام الكابلات. أدنى خطأ في الحسابات ويتم فصل الطاقة عن المنزل قبل وصول الكهربائيين. يوصي المحترفون في هذا المجال بعدم محاولة الهواة إجراء التثبيت بأنفسهم: تكلفة الإصلاحات في حالة الفشل ستكون أعلى بعدة مرات من سعر خدمات المهندس المختص.
القوة والسعر
أنواع الألواح الشمسية
تركيب البطارية DIY
أسباب الشهرة مصادر بديلةالطاقة مفهومة تمامًا: هناك فرصة لتوفير الوقود وتحقيق أحلام أنظمة دعم الحياة الصديقة للبيئة. من خلال استخدام طاقة الشمس والرياح والمياه بمهارة، يمكنك ذلك منزل ريفيتحويله إلى منزل بيئي حديث.
سنخبرك بكيفية تركيب التدفئة الشمسية في منزل خاص، وسنقوم بتحليل مدى ربحيتها معك. من أجل تغطية قضايا استخدام طاقة ضوء النهار بدقة، وصفنا بالتفصيل جميع الخيارات الشائعة التي تلقيناها الاستخدام العمليو مراجعات إيجابيةالمستخدمين.
مع الأخذ في الاعتبار توصياتنا، يمكنك بناء نظام شمسي فعال لمنزل صيفي أو منزل ريفي. لتسهيل فهم المواد الصعبة، قمنا بتكملة المعلومات المخططات البصريةوالرسوم التوضيحية ودروس الفيديو.
الوسطاء بين أشعة الشمس وآلية توليد الطاقة هي الألواح الشمسية أو المجمعات الشمسية، والتي تختلف في الغرض والتصميم.
تعمل البطاريات على تجميع الطاقة الشمسية وتسمح باستخدامها لتشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية. وهي عبارة عن ألواح بها خلايا ضوئية من جهة وآلية قفل من جهة أخرى. يمكنك تجربة البطارية وتجميعها بنفسك، لكن شراءها أسهل عناصر جاهزة– الاختيار واسع جدًا.
تعد أنظمة الطاقة الشمسية (مجمعات الطاقة الشمسية) جزءًا من نظام التدفئة في المنزل. يتم تركيب صناديق كبيرة معزولة حرارياً مع سائل تبريد، مثل البطاريات، على ألواح مرتفعة تواجه الشمس أو منحدرات السقف.
من الخطأ الاعتقاد بأن جميع المناطق الشمالية تتلقى حرارة طبيعية أقل بكثير من المناطق الجنوبية. لنفترض أن عدد الأيام المشمسة في تشوكوتكا أو وسط كندا أكثر بكثير من عدد الأيام المشمسة في بريطانيا العظمى الواقعة في الجنوب
ولزيادة الكفاءة، تم وضع الألواح على آليات ديناميكية تذكرنا بنظام التتبع - فهي تدور تبعا لحركة الشمس. تتم عملية تحويل الطاقة في الأنابيب الموجودة داخل الصناديق.
والفرق الرئيسي بين الأنظمة الشمسية والألواح الشمسية هو أن الأول يقوم بتسخين سائل التبريد، بينما يقوم الأخير بتجميع الكهرباء. من الممكن تسخين الغرفة باستخدام الخلايا الكهروضوئية، ولكن مخططات التصميم غير عقلانية ومناسبة فقط لتلك المناطق التي يوجد فيها ما لا يقل عن 200 يوم مشمس في السنة.
رسم تخطيطي لنظام تدفئة مزود بمجمع شمسي متصل بغلاية ومصدر احتياطي للكهرباء (غلاية غاز مثلا) يعمل بالوقود التقليدي (+)
إيجابيات وسلبيات نظام التدفئة البديل
ليس هناك الكثير من المزايا لنظام التدفئة الشمسية، ولكن كل واحدة منها مهمة ويمكن أن تصبح سببا للتجارب الخاصة:
- فوائد بيئية.أنها آمنة لسكان المنزل و الطبيعة المحيطةمصدر حرارة نظيف لا يحتاج إلى الأنواع التقليديةوقود.
- استقلال. أصحاب النظام مستقلون تمامًا عن أسعار الطاقة والوضع الاقتصادي في البلاد.
- اقتصادية.من خلال الحفاظ على نظام التدفئة التقليدي، يصبح من الممكن تقليل تكلفة دفع ثمن إمدادات المياه الساخنة.
- التوفر العام. لتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية، لا تحتاج إلى إذن من السلطات الحكومية.
ولكن هناك أيضًا لحظات غير سارة يمكن أن تفسد الصورة العامة. على سبيل المثال، تحديد كفاءة النظام سيتطلب فترة طويلة - على الأقل 3 سنوات (بشرط وجود طاقة شمسية كافية واستخدامها بنشاط).
سوف يتطلب تركيب وحدات الطاقة الشمسية فقط استثمارات كبيرة: أرخص ألواح السيليكون ستكلف 2200 روبل على الأقل. لكل قطعة، وعناصر ستة ديود متعدد البلورات من الفئة الأولى - ما يصل إلى 17000 لكل قطعة. حساب تكلفة 30 وحدة أمر بسيط للغاية (+)
يلاحظ المستخدمون العيوب التالية:
- ارتفاع أسعار المعدات اللازمة لتشغيل النظام؛
- الاعتماد المباشر على كمية الحرارة المنتجة عليها موقع جغرافيوالطقس.
- الوجود الإلزامي لمصدر احتياطي، على سبيل المثال، غلاية الغاز (في الممارسة العملية، غالبا ما يكون النظام الشمسي نسخة احتياطية).
لتحقيق عوائد أكبر، يجب عليك مراقبة صلاحية المجمعات بانتظام، وتنظيفها من الحطام وحمايتها من تكوين الجليد أثناء الصقيع. إذا انخفضت درجة الحرارة في كثير من الأحيان إلى أقل من 0 درجة مئوية، فأنت بحاجة إلى الاهتمام بالعزل الحراري الإضافي ليس فقط لعناصر النظام الشمسي، ولكن أيضًا للمنزل ككل.
معرض الصور
الطاقة الشمسية للتدفئة
الغرض الرئيسي من الخلايا الكهروضوئية لتخزين الطاقة هو توفير الكهرباء للمنزل. لإدراجها في الدائرة وتحقيق الأداء الأمثل، من الضروري تجميع الدائرة مع خزان التخزين.
وفيه سيتم تسخين المياه، والتي، بعد أن وصلت إلى درجة حرارة معينة، سوف تملأ الأنابيب والمشعات في الغرف التي تتطلب التدفئة (غرفة المعيشة، الحمام).
نظام يعمل بالطاقة الشمسية، مع خزان مزدوج الدائرة ينظم التدفئة والإمداد الماء الساخنفي اتجاهين: في مشعات التدفئةوإلى نقاط التحليل (+)
دعونا نحاول معرفة ذلك ميزات التصميمالألواح الشمسية وتحديد دورها المحتمل في نظام التدفئة.
مبدأ تشغيل الألواح بالخلايا الكهروضوئية
هناك ثلاثة أنواع شائعة من العناصر للألواح الشمسية:
- أحادي البلورية. وهي عبارة عن رقائق رقيقة من أنقى أنواع السيليكون، مقطوعة من الداخل ظروف مصطنعةكريستال. الصنف الأكثر إنتاجية بكفاءة حوالي 17-18%. درجة الحرارة المثلىللتشغيل - من 5 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية.
- متعدد البلورات. مصنوعة من الرقائق التي تم الحصول عليها عن طريق التبريد التدريجي لذوبان السيليكون. تكنولوجيا إنتاجها أقل كثافة في العمالة، ولكن كفاءة العناصر الكهروضوئية المصنوعة من الكريستالات أقل بكثير - لا تزيد عن 12٪.
- عديم الشكل.إنهم فيلم. يتم تصنيعها بطريقة مرحلة التبخر، ونتيجة لذلك يتم ترسيب السيليكون على شكل طبقة رقيقة على قاعدة بوليمر مرنة. الأرخص أسلوب الإنتاجمقترنا بإنخفاض إنتاجية نما والتي تقدر بحدود 7%.
لتركيب أنظمة التدفئة المستقلة في المناطق الشماليةمعظم خيار مناسبتعتبر مجمعة من عناصر أحادية البلورية. ومع ذلك، فإن البطاريات ذات الوحدات غير المتبلورة أسهل في التثبيت، ولا تتطلب عمليا قاعدة وأرخص بكثير.
تتكون الوحدة أحادية البلورية من عناصر متصلة بالسلسلة مدمجة في وحدات. عدة وحدات تشكل بطارية شمسية. يعمل السطح المظلم لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على تحسين امتصاص الأشعة الشمسية
مهمة العناصر الخارجية هي الاستيعاب والتحويل أشعة الشمس. تذهب الطاقة المنبعثة إلى أبعد من ذلك وتتركز في خزان التخزين. ينتج عنصر صغير حوالي 100-250 واط، ولوحة مسبقة الصنع بمساحة 25-30 مترًا مربعًا توفر الكهرباء لمنزل صغير. سيتطلب تركيب نظام التدفئة طاقة أكثر بمقدار 2-3 مرات.
يعمل العاكس كمحول للتيار المباشر من "إنتاج" الطاقة الشمسية إلى كهرباء، حيث أن التيار المتردد مطلوب لتشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية والمصابيح.
إذا تحدثنا على وجه التحديد عن نظام التدفئة، فإن غلاية كهربائية لتسخين المياه تعمل أيضًا التيار المتناوب. لتوفير الضوء لمنزلك في الليل، سوف تحتاج إلى بطاريات لتخزين الإمدادات خلال النهار.
يتم تركيب وحدات الانفرتر في مكان مناسب للصيانة، على الرغم من أنها لا تحتاج إلى تحكم مستمر وتعمل في الوضع التلقائي (+)
كفاءة استخدام الخلايا الكهروضوئية
أسهل طريقة هي شراء وتطبيق أحد المخططات البسيطة التي أثبتت فعاليتها على مر السنين. لكن الظروف أحياناً تملي شروطها. لنفترض أن لديك أداءً ممتازًا نظام العملمع مولد للطاقة الشمسيةلكنها تعمل حاليًا على توفير الكهرباء وتزويد المنزل بالماء الساخن.
من الواضح أن شراء معدات جديدة غير مربح، لذلك من الأسهل زيادة الطاقة عن طريق شراء عدد معين من المحولات الكهروضوئية. خيار الميزانية– ألواح السيليكون بإنتاجية تصل إلى 23-25%.
من الضروري توصيل جهاز التدفئة الذي يعمل بالكهرباء بالمصدر الحالي. الخيار العالمي هو غلاية مجهزة بأسلاك التوزيع.
عناصر فيلم البوليمر على السوق الروسيةوهي أقل شيوعًا بكثير من نظائرها أحادية السيليكون ومتعددة البلورات. إنها سهلة التركيب، ولكنها ذات كفاءة منخفضة - 6٪ فقط
إذا تم تنظيم إمدادات الكهرباء بشكل صحيح، ينبغي أن يكون كافيا لكل من إمدادات المياه الساخنة والتدفئة. هناك أمثلة عندما يتم تزويد المنزل بالكامل بالحرارة - يمكن التعرف عليه من خلال السقف المغطى بالكامل تقريبًا بالألواح.
في بعض الأحيان يكون من الضروري إنشاء هياكل خاصة قائمة بذاتها إذا كانت مساحة السطح غير كافية. اتضح أنه لزيادة الطاقة، هناك حاجة إلى مساحة حرة إضافية.
حتى الحسابات الأكثر دقة لن تساعدك على تحديد المقدار الدقيق للطاقة المحتملة وإنشاء نظام فعال يعمل بشكل جيد بسرعة. والحقيقة هي أنه في الممارسة العملية تنشأ عقبات يصعب التنبؤ بمظهرها.
فيما يلي بعض العوامل:
- عدم تناسق الطقس.العدد الدقيق للأيام المشمسة غير معروف حتى في المناطق الجنوبية. يكاد يكون من المستحيل التنبؤ بشكل موثوق بعددهم في المناطق الشمالية.
- عدم انتظام استلام الكهرباء.على سبيل المثال، في المناطق الشمالية تكون ساعات النهار قصيرة في الشتاء، لذلك يتم إنفاق الكثير من الطاقة الشمسية المعاد تدويرها على الإضاءة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن شدة الإشعاع الشمسي في فترة الشتاءيتناقص بشكل ملحوظ.
- الأعطال الدورية. مثل جميع الأنظمة التقنية، يمكن أن تتعطل الألواح الشمسية من وقت لآخر بسبب تلف العناصر الفردية، والوصلات التعاقدية، والأسطح الواقية، وما إلى ذلك.
وبالتالي، لا يمكنك التعرف على الفعالية إلا بعد فترة زمنية معينة، على الأقل بعد عام. قد يكون من الضروري زيادة عدد الخلايا الكهروضوئية أو البطاريات، والنظر في عزل حراري إضافي للمنزل، وتقليل المساحة الساخنة. لنفترض أنه في المناطق الشمالية من ألمانيا، من أجل توفير المال، غالبا ما لا يتم تدفئة غرف النوم على الإطلاق.
لا تتطلب صيانة الخلايا الكهروضوئية المركبة مهارات خاصة وتتكون من التنظيف المنتظم: إزالة الثلوج والحطام في الشتاء فترة دافئةشطف السطح الزجاجي بالماء من خرطوم
مخطط تركيب محطة توليد الكهرباء في المنزل
أسهل طريقة هي الاتصال بشركة تبيع مكونات النظام وتقدم خدمات التثبيت. الايجابيات – مشروع احترافي مع الأخذ بعين الاعتبار الخصائص الفردية، ضمان على جميع المنتجات والتركيب، ناقص التكلفة العالية.
إذا كان لديك الخبرة ذات الصلة، فيمكنك تجميع محطة طاقة صغيرة بشكل مستقل مع الألواح الشمسية لتدفئة منزل خاص.
يعتبر الأكثر فعالية هو المخطط الهجين لتصميم نظام الهواء الشمسي، حيث يتم استخدام الخلايا الكهروضوئية لتوليد الطاقة، وجامعات لتسخين المياه، ويتم تركيب مولد رياح إضافي. يمكن استبداله بمصدر وقود احتياطي (+)
تباع جميع أجزاء تجميع نظام التدفئة في المتاجر المتخصصة.
يجب عليك شراء المكونات التالية:
- مجموعة من وحدات الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون أو الفيلم؛
- بطارية قابلة للشحن تخزن الطاقة؛
- جهاز التحكم بالشحن الذي ينظم عملية شحن وتفريغ البطارية؛
- تحويل العاكس العاصمةإلى متغير؛
- مجموعة من كابلات التوصيل.
من المرغوب فيه أن تكون البطاريات هي نفسها (مع مراعاة العلامة التجارية والسعة وحتى الدفعة) وأن تكون قادرة على تخزين الطاقة لمدة 3-4 أيام. تعتمد مدة عملها على درجة حرارة الغرفة - في الظروف الباردة يتم تفريغها بسرعة. إذا كان الاستهلاك اليومي 2400 واط ساعة، يلزم وجود بطاريات بسعة إجمالية لا تقل عن 1000 أمبير ساعة.
عند استخدام بطاريات السيارة، تذكر أن كفاءتها القصوى هي 70-75% (مدة الخدمة - 3 سنوات)، ويوجد أجهزة خاصة لأنظمة الطاقة الشمسية أفضل أداء– ما يصل إلى 85% (مدة الخدمة – 10 سنوات). يتم فقدان بعض الطاقة أثناء التخزين والتحويل
جودة التيار الناتج عن الجيبية أعلى من التيار الصادر منها شبكة مركزية. من الميزات الخاصة للمعدات مزامنة مرحلة الجهد، حيث يتم الانتقال من 12 فولت إلى 220 فولت دون انقطاع في عمل الأجهزة الكهربائية المنزلية.
قوة العاكس – من 250 واط إلى 6000 واط وما فوق. يمكنك زيادة طاقة الإخراج عن طريق التفريغ اتصال موازيةعدة أجهزة. على سبيل المثال، 3 × 3000 واط = 9000 واط (+)
بعد تثبيت جميع عناصر النظام الشمسي، تحتاج إلى توصيله بالعاكس خزان كهربائيوتسخين المياه، وبدوره يتم توصيل أنبوب التدفئة بالخزان.
نظام التدفئة جامع
يمكن تحقيق أكبر قدر من الكفاءة والعائد من خلال تركيب المجمعات بدلاً من الوحدات الشمسية - وهي منشآت خارجية يتم فيها تسخين المياه تحت تأثير الإشعاع الشمسي. مثل هذا النظام أكثر منطقية وطبيعية، لأنه لا يتطلب تسخين المبرد بواسطة أجهزة أخرى.
دعونا نفكر في تصميم ومبدأ تشغيل نوعين رئيسيين من الأجهزة: المسطحة والأنبوبية.
نسخة مسطحة للإنتاج الذاتي
إن تصميم التركيبات المسطحة بسيط للغاية لدرجة أن الحرفيين ذوي الخبرة يقومون بتجميع نظائرها من الحرف اليدوية بأيديهم، وشراء بعض الأجزاء من متجر متخصص، وبناء بعضها من مواد الخردة.
يوجد داخل الصندوق المعزول من الفولاذ أو الألومنيوم لوح يمتص حرارة الشمس. غالبًا ما تكون مغلفة بطبقة من الكروم الأسود. ممتص الحرارة محمي من الأعلى بغطاء شفاف محكم الغلق.
يتم تسخين الماء في أنابيب موضوعة في الثعبان ومتصلة باللوحة. يدخل الماء أو مضاد التجمد إلى الصندوق من خلال أنبوب الإدخال، ويسخن في الأنابيب وينتقل إلى المخرج - إلى أنبوب المخرج.
يتم تفسير نفاذية الضوء للغطاء من خلال استخدام مادة شفافة - متينة زجاج صلبأو البلاستيك (على سبيل المثال، البولي). لمنع انعكاس أشعة الشمس، الزجاج أو سطح بلاستيكيماتي (+)
هناك نوعان من الاتصال، أنبوب واحد وأنبوبين؛ لا يوجد فرق جوهري في الاختيار. ولكن هناك فرق كبير في طريقة إمداد المبرد إلى المجمعات - الجاذبية أو باستخدام المضخة. يعتبر الخيار الأول غير فعال بسبب انخفاض سرعة حركة المياه، وفقا لمبدأ التسخين، فهو يشبه حاوية للاستحمام الصيفي.
يحدث تشغيل الخيار الثاني بسبب توصيل مضخة التدوير التي توفر سائل التبريد بالقوة. مصدر الطاقة لتشغيل معدات الضخ يمكن أن يكون نظام طاقة يعمل بالطاقة الشمسية.
تصل درجة حرارة سائل التبريد عند تسخينه بواسطة المجمع الشمسي إلى 45-60 درجة مئوية، عند المخرج تكون القيمة القصوى 35-40 درجة مئوية. لزيادة كفاءة نظام التدفئة، يتم استخدام "الأرضيات الدافئة" مع مشعات (+)
المجمعات الأنبوبية – حل للمناطق الشمالية
يذكرنا المبدأ العام للتشغيل بعمل نظائرها المسطحة، ولكن مع اختلاف واحد - توجد أنابيب التبادل الحراري مع سائل التبريد داخل قوارير زجاجية. الأنابيب نفسها مصنوعة من الريش ومختومة من جانب واحد و مظهرتشبه الريش، ومحورية (فراغ)، مدمجة في بعضها البعض ومختومة من الجانبين.
المبادلات الحرارية مختلفة أيضًا:
- نظام تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية الأنابيب الحرارية؛
- أنبوب نقل سائل تبريد عادي من النوع U.
يعتبر النوع الثاني من المبادلات الحرارية أكثر كفاءة، لكنه لا يحظى بشعبية كافية بسبب تكلفة الإصلاحات: إذا فشل أنبوب واحد، فسيتعين استبدال القسم بأكمله.
الأنبوب الحراري ليس جزءًا من قطعة كاملة، لذلك يمكن تغييره خلال 2-3 دقائق. يمكن إصلاح العناصر المحورية الفاشلة بمجرد إزالة القابس واستبدال القناة التالفة.
رسم تخطيطي يشرح عملية التسخين الدورية داخل الأنابيب المفرغة: السائل البارد، تحت تأثير حرارة الشمس، يسخن ويتبخر، مما يفسح المجال للجزء التالي من سائل التبريد البارد (+)
وقد تم تحليلها تحديدالمجمعات بمختلف أنواعها، وبتلخيص تجربة استخدامها، قررنا أن المجمعات المسطحة أكثر ملاءمة للمناطق الجنوبية، والمجمعات الأنبوبية للمناطق الشمالية. أثبتت التركيبات المزودة بنظام الأنابيب الحرارية نفسها بشكل جيد في المناخات القاسية. لديهم القدرة على التدفئة حتى في الأيام الملبدة بالغيوم وفي الليل، "التغذية" على الحد الأدنى من ضوء الشمس.
عينة المخطط القياسيروابط تجميع الطاقة الشمسيةلمعدات الغلايات: محطة الضخيضمن دوران الماء، ووحدة التحكم تنظم عملية التسخين
طريقة لزيادة الإنتاجية
عادة، بعد تجربة عدد صغير من وحدات الطاقة الشمسية، يذهب أصحاب المنازل الخاصة إلى أبعد من ذلك ويقومون بتحسين النظام بطرق مختلفة.
أسهل طريقة هي زيادة عدد الوحدات المعنية، وبالتالي جذب مساحة إضافية لاستيعابها وشراء معدات ذات صلة أكثر قوة
ماذا تفعل إذا كان هناك نقص مساحة فارغة؟ فيما يلي بعض التوصيات لزيادة كفاءة محطة الطاقة الشمسية (مع الخلايا الكهروضوئية أو المجمعات):
- تغيير اتجاه الوحدات.العناصر المتحركة بالنسبة لموقع الشمس. ببساطة، تثبيت الجزء الأكبر من الألواح على الجانب الجنوبي. مع طويلة ساعات النهارمن الأفضل أيضًا استخدام الأسطح التي تواجه الشرق والغرب.
- تعديل زاوية الميل.تشير الشركة المصنعة عادة إلى الزاوية الأكثر تفضيلا (على سبيل المثال، 45 درجة)، ولكن في بعض الأحيان أثناء التثبيت، من الضروري إجراء تعديلات مع مراعاة خط العرض الجغرافي.
- الاختيار الصحيح لموقع التثبيت.السقف مناسب لأنه غالبًا ما يكون أعلى مستوى ولا تحجبه أشياء أخرى (على افتراض أشجار الحديقة). ولكن هناك مناطق أكثر ملاءمة - وهي أجهزة دوارة لتتبع الشمس.
عندما يتم وضع العناصر بشكل متعامد مع أشعة الشمس، يعمل النظام بكفاءة أكبر، ولكن على سطح مستقر (على سبيل المثال، السقف) يكون هذا ممكنًا فقط لفترة قصيرة من الزمن. ولزيادة ذلك، تم اختراع أجهزة تتبع عملية.
آليات التتبع عبارة عن منصات ديناميكية تدور بطائراتها بعد الشمس. وبفضلهم تزيد إنتاجية المولد بحوالي 35-40% في الصيف، وبنسبة 10-12% في الشتاء.
العيب الكبير لأجهزة التتبع هو تكلفتها العالية. في بعض الحالات، لا يؤتي ثماره، لذلك لا فائدة من الاستثمار في آليات عديمة الفائدة.
من المقدر أن 8 لوحات هي الحد الأدنى الذي سيتم تبرير التكاليف به بمرور الوقت. يمكنك استخدام 3-4 وحدات، ولكن بشرط واحد: إذا كانت متصلة مباشرة بمضخة المياه، وتجاوز البطاريات.
قبل بضعة أيام فقط، أعلنت شركة Tesla Motors عن إنشاء نوع جديد من السقف - بأخرى متكاملة. قال إيلون ماسك إن السقف المعدل سيكون أرخص من السقف التقليدي المثبت عليه مجمعات أو وحدات.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
ستساعدك مقاطع الفيديو المواضيعية على تخيل تصميم محطات الطاقة الشمسية المنزلية بشكل أفضل وستكشف بعض أسرار تركيب المعدات.
الفيديو رقم 1. عرضت بشكل يسهل الوصول إليه معلومات تقنيةحول الألواح الشمسية وأجهزة التحكم في الشحن:
الفيديو رقم 2. تجربة مفيدة لاستخدام الألواح الشمسية في منطقة موسكو:
الفيديو رقم 3. مثال على محطة طاقة شمسية تعمل بنجاح، تم تجميعها بشكل مستقل بالكامل، وتوفر إمدادات المياه الساخنة وتدفئة المنزل:
كما ترون، نظام التدفئةتعمل بالطاقة الشمسية - وهي ظاهرة حقيقية جدًا يمكنك إحياءها بنفسك. جسم كروي طرق بديلةإنتاج الطاقة في تطور مستمر، ربما ستسمعون غداً عن اكتشاف جديد.
من المؤكد أن أصحاب الشقق في المدينة سيكونون سعداء بفرصة تحويل شرفتهم الخاصة إلى محطة طاقة صغيرة - مصدر للكهرباء المجانية. تنافس مع مفاعل نوويومن حيث إنتاجية الطاقة، فمن غير المرجح أن تكون هذه الشرفة قادرة على توفيرها التدفئة الخاصةوسيكون قادرًا تمامًا على الإضاءة. ويمكن تحقيق هذه الفكرة باستخدام الألواح الشمسية. اقرأ عن ماهيته وكيفية تركيب الألواح الشمسية على الشرفة في مادتنا.
جبنة مجانية بدون مصيدة فئران
قال العبقري نيكولا تيسلا ذات مرة أن الفضاء من حولنا عبارة عن محيط مليء بالطاقة الحرة. لقد كانت البشرية المنهكة من الاعتماد على الغاز والنفط تبحث دائمًا عن فرصة لربط نفسها بهذا المحيط وامتصاص جزء صغير على الأقل من محتوياته. وترتبط إحدى طرق تحقيق ذلك باستخدام أجهزة تسمى الألواح الشمسية، والتي ظهرت في الخمسينيات من القرن العشرين. منذ اختراعها، تم تحسينها باستمرار، وأصبحت أكثر كفاءة وموثوقية ومتانة.
فكيف يعمل البطاريات الشمسية?الجزء الأكثر أهمية في البطارية الشمسية الحديثة هو الخلية الكهروضوئية، المادة التي لها خصائص أشباه الموصلات. ترتبط العديد من هذه الأجزاء ببعضها البعض، وتشكل ألواحًا بأحجام مختلفة. تحت تأثير الإشعاع الشمسي، تولد الخلية الكهروضوئية ثابتًا كهرباءولكن لا يمكن استخدامه مباشرة لتزويد مستهلكي الكهرباء بالطاقة. يستخدمونها لإعطاء هذه الكهرباء شكلاً "قابلاً للهضم". جهاز خاص- العاكس.
آخر مكون مهمالبطاريات الشمسية - بطارية. يسمح لك بالتراكم طاقة كهربائيةخلال فترات الإشعاع الشمسي المكثف ومن ثم استخدامه حسب الحاجة.
اليوم، تُستخدم الألواح الشمسية لإنتاج الخلايا الكهروضوئية. مواد متعددةوالتي تختلف عن بعضها البعض في التكلفة والكفاءة. الأكثر شيوعا تشمل:
1. بلورات السيليكون
هذا النوع من الخلايا الكهروضوئية هو في أعظم الطلبلأنه يحتوي على أفضل نسبة من حيث التكلفة والأداء. ميزة أخرى هي سهولة التثبيت، والتي يمكن حتى لشخص غير مدرب التعامل معها بسهولة. يمكن التعرف على العناصر متعددة البلورات من خلال لونها الأزرق المميز.
2. أحاديات السيليكون
الخلايا الضوئية من هذا النوعنكون أكثر إنتاجية من الكريستالات، ولكن تكلفتها أعلى بكثير. السمة الرئيسية للبلورات المفردة هي أن لها شكل مضلع. وهذا ما يحدد عيوبها المتأصلة: لا يمكن دمج الخلايا الكهروضوئية أحادية البلورية في مصفوفة مستمرة؛ حيث توجد دائمًا فجوات بين الأجزاء الفردية. وبالتالي، يتم إهدار جزء من مساحة اللوحة المجمعة من عناصر مماثلة.
3. السيليكون غير المتبلور
هذا النوع من الخلايا الكهروضوئية أقل أداءً من النوعين الموصوفين أعلاه، لكنه لا يزال يحظى بطلب كافٍ بسبب تكلفته المعقولة.
4. تلوريد الكادميوم
تأخذ الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من هذه المادة شكل فيلم يصل سمكه إلى 0.5 مم. يمكن أن يكون هذا الفيلم شفافا جزئيا، مما يجعل من الممكن استخدامه على زجاج الشرفة. في هذه الحالة، بالإضافة إلى وظيفتها الرئيسية، فإنه سوف يلعب دور تلوين الزجاج.
5. CIGS (مادة أشباه الموصلات)
يتم أيضًا تصنيع الخلايا الشمسية المعتمدة على CIGS في شكل فيلم، ولكنها تتمتع بأداء أعلى مقارنة بتيلوريد الكادميوم.
الاختلافات في الأداء بين المواد المدرجة كبيرة جدًا. على سبيل المثال، لوحة بمساحة 1 متر مربع. م، مصنوعة من السيليكون أحادي البلورية الظروف المثاليةيولد 125 واط من الكهرباء. تتمتع بطارية السيليكون غير المتبلورة من نفس المنطقة بقدرة كهربائية تبلغ 50 واط فقط.
الشقة دافئة دائما. وإبقائه فيه لأطول فترة ممكنة سيساعد. اقرأ المزيد عن خصائصه واستخدامه في مقالتنا.
وإذا قررت تغطية شرفتك بالجوانب، فكيفية تركيبها.
مزايا وعيوب الألواح الشمسية
مزايا الألواح الشمسية واضحة:
- كهرباء مجانية
- الحفاظ على البيئة؛
- المتانة (عمر الخدمة الأنظمة الحديثةيتراوح من 20 إلى 25 سنة)؛
- الموثوقية (بما أن البطاريات لا تحتوي على أجزاء متحركة، فإنها تفشل فقط في حالات استثنائية)؛
- الحد الأدنى من الصيانة (تحتاج الألواح فقط إلى التنظيف من الغبار والأوساخ).
ومن بين العيوب ما يلي:
- عدم الاستقرار (أداء البطارية لا يعتمد فقط على الوقت من اليوم، ولكن أيضًا على الطقس)؛
- تكلفة عالية (سعر التثبيت الأكثر أو أقل خطورة لـ الاستخدام المنزلييبدأ من 3500 يورو)؛
- انخفاض الإنتاجية مقارنة بمصادر الطاقة التقليدية.
التثبيت والاستخدام على الشرفة
قبل البدء في تركيب الألواح الشمسية على شرفتك، عليك أن تفهم شيئين. أولاً: البطارية المضمنة في مجموعة التثبيت لا تحمل درجات الحرارة المنخفضةلذا يجب أن تكون الشرفة كحد أدنى و. ثانياً: ضرورة توفير إمكانية تحويل جميع مستهلكي الكهرباء إلى الطاقة من الشبكة الكهربائية العادية في حالة انخفاض أداء البطارية الشمسية بسبب سوء الأحوال الجوية.
تركيب البطارية بسيط للغاية. يتم تثبيت الألواح على إطار مصنوع من زوايا بعرض رف 50 مم. يجب أن يتم ربط الإطار بشكل آمن بالعناصر الرئيسية للمبنى - الجدران أو الألواح، وإلا فإن الهيكل لن يتحمل أحمال الثلوج والرياح.
لا تنس أنه يجب تنظيف البطارية الشمسية بانتظام من الغبار والأوساخ المتبقية بعد هطول الأمطار، لذلك يجب وضع ألواحها في مكان يمكن الوصول إليه.
ملحوظة: تكون البطارية أكثر كفاءة إذا سقطت الأشعة على سطحها بزوايا قائمة. وفي الشتاء تنحرف الشمس عن وضعها الصيفي بزاوية 12 درجة، لذلك يجب أيضًا أن يكون الإطار المزود بالخلايا الكهروضوئية قادرًا على الدوران بهذه الزاوية
ملاحظة لSamodelkin
عدم كفاية الموارد المالية– ليس بعد سببا للتخلي عن حلمك. إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك تنظيم بطارية شمسية بيديك باستخدام المواد المتاحة بسهولة.
سوف تحتاج:
- زجاج أو زجاج شبكي بسمك 4 مم – 700 × 1050 مم (ورقة واحدة)؛
- الخلايا الشمسية (يمكن طلبها عبر الإنترنت) - 48 قطعة. (4 صفوف من 12 قطعة)؛
- ملف الألمنيوم (زاوية 20x20 مم) ؛
- مانع التسرب؛
- لحام حديد؛
- تدفق؛
- القصدير.
- قضبان اللحام
- المقياس المتعدد
اختيار الخلايا الضوئية
يقدم لنا المصنعون نوعين من الخلايا الكهروضوئية:
- أحادي البلورية (كفاءة 13%)؛
- متعدد البلورات (كفاءة 7 - 9٪).
تستمر البلورات الأحادية لمدة تصل إلى 30 عامًا، لكنها حساسة لتقلبات الطقس: إذا كانت الشمس مغطاة بالغيوم، فسوف تنخفض قوة العناصر بشكل كبير. يمكن استخدام العناصر متعددة البلورات لمدة لا تزيد عن 20 عامًا، لكنها لا تفقد قوتها في وجود السحب.
صنع بطارية شمسية
الطاقة الشمسية تشق طريقها إلى بلادنا مع السرعه العاليه. يختار أصحاب المنازل الخاصة في أوكرانيا بشكل متزايد تركيب محطات الطاقة الشمسية مباشرة على ممتلكاتهم، ويحملون بكل فخر لقب أصحاب المنازل المستقلين عن الطاقة. ولكن ماذا تفعل إذا لم تكن محظوظًا بالعيش في القطاع الخاص، أو كنت ببساطة من محبي الشقق الحضرية المدمجة. هل يمكنك الاستفادة من الشمس والاستفادة من طاقتها؟ وما هي قيمة هذه الفكرة "التي تستحق اللوحات"؟ دعونا نحاول معرفة ذلك
كيفية استخدام الألواح الشمسية في الشقة؟
كما كانوا يقولون: "إذا أردت، يمكنك الطيران إلى الفضاء"، ولكن هل النتيجة تستحق كل هذا الجهد؟ وتظهر الطلبات الواردة إلى مكتب شركة “My Energy Freedom” أن العديد من أصحاب الشقق يفكرون في تركيب الألواح الشمسية على شرفات منازلهم. وقد اكتشف بعض الأشخاص هذا الحل من الأصدقاء، بينما جلب آخرون الرغبة في تركيب الألواح الشمسية من جيرانهم الأوروبيين. نود أن نحذرك من أنه عند تركيب الألواح الشمسية لشقة في المدينة، عليك أن تأخذ في الاعتبار بعض الفروق الدقيقة. دعونا ننظر إليهم بمزيد من التفصيل.
الفروق الدقيقة في تركيب الألواح الشمسية في الشقة
- فضاء. الحقيقة هي أن مجرد تثبيت اللوحة لا يكفي. بعد كل شيء، يجب تخزين الطاقة التي تم جمعها خلال اليوم في مكان ما. ولهذا الغرض، يتم توصيل عناصر التخزين بالألواح. هذه هي البطاريات التي تحتاج أيضًا إلى العثور على مكان. ولكن من السهل التعامل مع هذه المشكلة - لتخزين العناصر، يتم تثبيت الرفوف على الشرفة تحت السقف. منطقة صالحة للاستعماللا تشغل مساحة، مما يعني أنها لن تسبب أي إزعاج.
- القيد. من المهم أن تفهم أنه يكاد يكون من المستحيل تزويد شقتك بالكهرباء النظيفة بالكامل. ففي نهاية المطاف، فإن المساحة الصغيرة للألواح غير قادرة على توليد كمية الكهرباء التي تستهلكها الأسرة المتوسطة التي تعيش فيها منزل لوحة. شحنة البطارية المجمعة خلال النهار تكفي لمدة 4 ساعات من التشغيل المتواصل. وهذا يمكن أن ينقذ الموقف أثناء انقطاع الشبكة، أو يمكن أن يقلل من فواتير الكهرباء. بالطبع، يعتمد الكثير على كمية الكهرباء التي تستهلكها عائلتك على وجه التحديد، وعدد اللوحات التي تمكنت من تركيبها. إن وجود لوحتين على الشرفة هو شيء واحد تمامًا أن يكون لديك 4-6 لوحات على سطح المبنى.
حل فعال للتوفير في المباني السكنية
بديل للفرد تركيب شقةأصبح تركيب الألواح الشمسية على السطح أمرًا شائعًا بشكل متزايد مبنى سكنيلكهربة المدخل والمنطقة المحيطة به. على سبيل المثال، في كييف، في عام 2011، قامت إدارة مقاطعة سفياتوشينسكي بتثبيت 32 طوابق 12 لوحة. منذ 6 سنوات، تعمل محطة الطاقة الشمسية على كهربة المصعد دون انقطاع، وإضاءة المدخل والشارع أمام المنزل. جعل هذا النظام من الممكن تقليل تكلفة صيانة الأبواب الأمامية بنسبة 40٪. ولحماية مقتنيات ثمينة، قاموا بتثبيتها على سطح المنزل. قفل آمنوطلب من السكان عدم فتح الباب أمام الغرباء. حتى الآن جميع اللوحات في مكانها :)
لتلخيص، يمكننا أن نقول أنه عند تركيب الألواح الشمسية على شرفة شقتك، يجب عليك دراسة جدوى مثل هذا القرار بعناية. للقيام بذلك، ننصحك بالاتصال بالمتخصصين الذين سيحسبون الكفاءة الحقيقية للألواح وحجم الاستثمار المطلوب لحالتك.
في الوقت الحاضر، يمكن للجميع تقريبًا جمع الأشياء والحصول عليها مصدر مستقل للكهرباء باستخدام الألواح الشمسية(علميا يطلق عليهم الألواح الشمسية).
مع مرور الوقت، يتم تعويض المعدات باهظة الثمن من خلال فرصة الحصول على كهرباء مجانية. من المهم أن تكون الألواح الشمسية مصدرًا صديقًا للبيئة للطاقة.
خلف السنوات الاخيرةلقد انخفضت أسعار الألواح الكهروضوئية عشرات المرات وهي مستمرة في الانخفاض، مما يشير إلى وجود احتمالات كبيرة لاستخدامها.
في شكله الكلاسيكي، سيتكون مصدر الكهرباء هذا من الأجزاء التالية: بطارية شمسية مباشرة (مولد التيار المستمر)، وبطارية مزودة بجهاز التحكم في الشحن وعاكس يحول التيار المباشر إلى تيار متردد.
تتكون الألواح الشمسية من مجموعة الخلايا الشمسية (المحولات الضوئية)والتي تحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية. معظم الخلايا الشمسية مصنوعة من السيليكون، وهو مكلف للغاية. هذه الحقيقة ستحدد التكلفة العالية للطاقة الكهربائية التي يتم الحصول عليها باستخدام الألواح الشمسية.
إن أهم معلمة تقنية للبطارية الشمسية، والتي لها تأثير كبير على كفاءة التركيب بأكمله، هي قوة مفيدة. يتم تحديده بواسطة الجهد والتيار الناتج. تعتمد هذه المعلمات على شدة ضوء الشمس الذي يصل إلى البطارية.
أين ينصح بوضعه؟
تركيب الألواح الشمسية في المباني السكنية وربطها بالشقة الشبكة الكهربائيةبالطبع، غير عملي.
- أولا، من غير المرجح أن تسمح لك السلطات التي تشرف على تشغيل الشبكات الكهربائية الحضرية بالقيام بذلك.
- ثانيا، اللوحة مكلفة للغاية و دائرة معقدةالسيطرة، فضلا عن الإزعاج أعمال التركيبالخامس مبنى سكنيسيجعل ابتكارك في مجال تخزين وإنتاج الطاقة الكهربائية غير مجد اقتصاديا.
ولكن في منزل خاص أو كوخ أو منزل ريفي، خاصة إذا كانت تقع على بعد أكثر من 1.5 كم من خطوط الكهرباء المركزية، فمن المستحسن للغاية. شراء وتركيب الألواح الشمسية، كذلك الحد الأدنى من التكاليفسوف تؤتي صيانتها ثمارها خلال 5-10 سنوات. أيضًا، عند اتخاذ قرار بشأن تركيب الألواح الشمسية، تحتاج إلى تحديد متوسط شدة ضوء الشمس لمنطقتك (معامل التشميس الشمسي). إذا كنت تعيش في مناطق مشمسة، فستعمل البطارية الشمسية على مدار السنة تقريبًا، وبالتالي ستدفع تكاليفها بشكل أسرع. بالنسبة للمناطق والمناطق ذات التدفق الضوئي غير الكافي، قد لا يكون من العملي تركيب الألواح على الإطلاق، خاصة إذا كانت الشبكة الصناعية توفر الطاقة الكهربائية دون انقطاع.
سعر
الألواح الشمسية كما مصدر إضافيأصبحت الكهرباء لمنزل خاص أو منزل ريفي تحظى بشعبية كبيرة مؤخرًا. على الرغم من تكلفتها العالية إلى حد ما ( لوحة واحدة بقوة 100-200 واط ستكلف 100-150 دولارًا)، يمكن تبرير تركيبها في كثير من الحالات تمامًا.
في عام 2016، انخفض سعر الألواح الشمسية بالروبل بمعدل 30٪
حساب تكلفة محطة الطاقة الشمسية لمنزل خاص
الحل الأكثر شمولاً لتزويد منزل خاص أو كوخ بالكهرباء هو محطات الطاقة الشمسية (محطات الطاقة الشمسية). عادةً ما يتكون هذا النظام من المكونات التالية:
- الألواح الشمسية (توفر تحويل الضوء إلى كهرباء)؛
- وحدة تحكم شحن البطارية ( الوضع الصحيحشحن البطارية)؛
- البطاريات القابلة لإعادة الشحن (تراكم الكهرباء أثناء النهار وإطلاقها في المساء والليل)؛
- العاكس (تحويل جهد التيار المستمر إلى ~ 220 فولت، 50 هرتز).
لحساب التكلفة المعدات اللازمةدعونا نفكر بمزيد من التفصيل في خيارات استهلاك الطاقة التقريبية بمستويات مختلفة من الطاقة المولدة والحمل المتصل.
- نظام مستقل كامل باستهلاك شهري 270 كيلووات/شهر
على سبيل المثال، يمكنك أن تأخذ الأجهزة المنزلية الأكثر شيوعا: المرجل والثلاجة والتلفزيون والعديد منها مصابيح موفرة للطاقة. يُظهر الحساب البسيط لقوة هذه الأجهزة الكهربائية ومتوسط الوقت الذي تعمل فيه من شبكة مستقلة النتيجة التقريبية لاستهلاك الطاقة خلال النهار - 8-9 كيلووات*ساعة بمتوسط طاقة يومية يتراوح بين 0.35 - 0.40 كيلووات. وسيكون متوسط النتيجة الشهرية حوالي 270 كيلووات/ساعة.
لتحقيق مخرجات الطاقة هذه، يجب أن يتضمن نظامنا المكونات التالية:
- 13 لوحًا شمسيًا أحادي البلورية بقدرة 180 واطًا (200 × 13 دولارًا)؛
- 13 حاملًا للألواح الشمسية (25 دولارًا × 13 دولارًا)؛
- 10 بطاريات 12 فولت، 200 أمبير (130 × 10 دولار)؛
- عاكس 48 أو 120 فولت، 2 كيلووات (300 دولار).
المجموع: 4500 دولار.
ولحساب تكلفة المكونات تم استخدام متوسط أسعار السوق، مما يعطي فكرة كافية تماماً عن مستوى التكاليف المالية. من المهم أن نأخذ في الاعتبار أنه إذا كان عمر خدمة الألواح الشمسية يمكن أن يصل إلى 20 عامًا أو أكثر مع انخفاض طفيف فقط في كفاءتها، فإن عمر خدمة البطاريات، في المتوسط، يبلغ حوالي 10 سنوات.
- نظام الحكم الذاتيباستهلاك شهري 700 كيلووات/شهر
يختلف هذا الخيار عن الخيار السابق في زيادة استهلاك الطاقة، وهو ما قد يكون ضروريًا عائلة كبيرةأو في حالة وضع راحة سكان المنزل في المقام الأول وعندها فقط - توفير الطاقة. وكمثال لحساب استهلاك الطاقة، لنأخذ الأجهزة الكهربائية التالية: غلاية، ثلاجة، 7 مصابيح موفرة للطاقة، 2 تلفزيون، إضاءة الشوارعومضخة. سيكون استهلاك الطاقة التقريبي خلال النهار في هذه الحالة هو 20-23 كيلووات*ساعة بمتوسط طاقة يومية يصل إلى 1 كيلووات. ومع مثل هذه المؤشرات، سيكون متوسط النتيجة الشهرية حوالي 700 كيلووات/ساعة.
حساب التكلفة التقريبية للمكونات:
- 33 لوحًا شمسيًا أحادي البلورية بقدرة 180 واطًا (200 × 33 = 6600 دولار)؛
- 33 حاملًا للألواح الشمسية (25 دولارًا × 33 = 825 دولارًا) ؛
- 20 بطارية 12 فولت، 200 أمبير (130 × 20 = 2600 دولار)؛
- عاكس 48 أو 120 فولت، 3 كيلووات (500 دولار).
المجموع: 10,525 دولار.
- نظام احتياطي باستهلاك شهري 150 كيلو وات ساعة
تم تصميم هذا الإصدار من النظام للعمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير من الشبكة الرئيسية، على الرغم من أنه يمكن استخدامه أيضًا كمصدر موسمي للكهرباء، على سبيل المثال. منزل ريفيلتوفير الاحتياجات الأساسية. على سبيل المثال، لحساب تكاليف الطاقة، يمكنك أن تأخذ في الاعتبار الحمل من الثلاجة، وزوج من المصابيح الموفرة للطاقة، والتلفزيون والمضخة.
مع متوسط تكاليف طاقة تصل إلى 5 كيلووات ساعة/يوم، يكون النظام الأبسط كافيًا، والذي يتضمن المكونات التالية:
- 7 ألواح شمسية أحادية البلورية 180 واط (200 × 7 = 1400 دولار)؛
- 7 حوامل للألواح الشمسية (25 دولارًا × 7 = 175 دولارًا) ؛
- بطاريتان 12 فولت، 200 أمبير (130 × 2 = 260 دولارًا)؛
- العاكس 48 أو 120 فولت، 0.5 كيلو واط (100 دولار)؛
- خزانة نقل أوتوماتيكية (270 دولارًا).
المجموع: 2,205 دولار.
- وحدتين 120 واط، وحدة تحكم MPPT 20 أمبير، 2 بطاريات جل 100 أمبير، عاكس 1300 واط مع إشارة موجة جيبية نقية.
يوفر الكهرباء لمنزل ريفي صغير في فترة الصيفبدون تسخين كهربائي. يقوم العاكس بتشغيل الدائرة على الفور الطاقة الاحتياطيةعندما يتم إيقاف تشغيل الجهاز الرئيسي. الطاقة القصوىالاستهلاك 1.3 كيلووات.
إخراج النظام في الصيف (أبريل-أغسطس): 1.1-1.25 كيلو واط في الساعة/اليومفي منطقة لينينغراد.
الأبعاد الكلية للطراز 120 واط: 1170 × 670 × 40 ملم. وزن كل بطارية: حوالي 35 كجم.
بطاريات الطاقة الشمسية الأسعار: 48200 روبل. تكلفة التثبيت من 12 ألف روبل.
- بطارية شمسية واحدة بقدرة 60 واط، جهاز تحكم MPPT 10 أمبير، بطارية 60 أمبير، عاكس 600 واط مع موجة جيبية معدلة.
يتيح لك توفير الكهرباء لاحتياجات منزل مؤقت أو منزل صغير: الإضاءة، شحن الهاتف، الكمبيوتر المحمول، التلفزيون، الخ. الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة 600 واط.
الأبعاد الكلية لنسخة 60 واط: 830 × 670 × 40 ملم.
تقريبًا 3700 روبل. التثبيت ممكن بيديك.
مميزات المباني السكنية التي تعمل بالطاقة الشمسية
- طاقة الشمس لا نهائية (على الأقل للخمسة مليارات سنة القادمة، زيادة أو نقصانًا)،
- يوفر طاقة نظيفة،
- لا توجد انبعاثات غازات دفيئة، ويمكن أن توفر للناس المال الذي ينفقونه على فواتير الكهرباء.
ولكن هناك عوامل يجب مراعاتها عند اتخاذ قرار باستخدام الطاقة الشمسية، والتكلفة ليست سوى واحدة منها. في هذه المقالة سوف ننظر إلى ستة من أكثر موضوعات هامةوالتي يجب معالجتها عندما تفكر في الاستثمار في تركيب الألواح الشمسية. يعد استخدام الطاقة الكهروضوئية حلاً صديقًا للبيئة للغاية وخطوة مفيدة، ولكنه ليس سهلاً تمامًا مثل الحصول على الطاقة من شبكة الكهرباء العادية.
العامل الأول هو العامل الذي ربما لم تفكر فيه:
- خدمة
يتطلب تشغيل منزلك باستخدام الطاقة الشمسية صيانة أكثر من تشغيل شبكة كهرباء قديمة عادية. ولكن ليس كثيرا.
الألواح الشمسية لا تحتوي على أجزاء متحركة. هم جزء من نظام ثابت كامل. لذا، بمجرد تثبيتها، لن يكون هناك الكثير مما قد يحدث من خطأ. الشيء الوحيد الذي يجب على صاحب المنزل فعله هو الحفاظ على نظافة الألواح. وهذه مهمة مهمة، لأن كثرة الثلوج والغبار وفضلات الطيور على الألواح يمكن أن تقلل من كمية ضوء الشمس. يمكن أن يؤدي تراكم الغبار على الشاشة إلى تقليل كمية الكهرباء التي ينتجها النظام بنسبة تصل إلى 7 بالمائة.
ومع ذلك، لا يلزم إجراء هذا النوع من الصيانة مرة واحدة في الأسبوع. يكفي سقي الألواح بخرطوم مرة إلى أربع مرات في السنة. لا تحتاج إلى الصعود إلى السطح للقيام بذلك. خرطوم مع ملحق أرضي يعمل بشكل رائع. إذا كان هناك إنشاءات في منطقتك، فستحتاج إلى تنظيف الألواح بشكل متكرر لتجنب تراكم الغبار الإضافي.
بالإضافة إلى ذلك، تحقق من وقت لآخر من أن جميع الأجزاء في حالة صالحة للعمل. بالإضافة إلى ذلك، يجب استبدال البطاريات، ولكن هذا يحدث مرة واحدة كل عقد.
- حيّ
موقع منزلك له تأثير كبير على كفاءة الطاقة الشمسية لديك. هذه مشكلة واضحة: إذا كان لديك الطاقة الكهربائيةاعتمادًا على ضوء الشمس، فإن أشياء مثل الظلال من الأشجار العالية والظلال الطويلة من المباني ستكون مشكلة.
هذا لا يزال مشكلة كبيرةمما يفهمه بعض الناس. أنواع مختلفةتتفاعل الألواح بشكل مختلف مع الظل. في حين أن الألواح متعددة البلورات يمكن أن تقلل بشكل كبير من إنتاج الطاقة، فإن أي قدر من التظليل على لوحة أحادية البلورات سوف يوقف إنتاج الطاقة تمامًا.
وبالتالي، لبناء منزل شمسي، من الضروري التأكد من عدم وجود ظل على اللوحة عبر منطقة السطح خلال الساعات المشمسة من اليوم (عادة من الساعة 10 صباحًا إلى الساعة 2 ظهرًا) ويفضل أن يكون ذلك خلال جميع الساعات المشمسة. كيف المزيد من الساعاتعندما تتعرض الألواح لأشعة الشمس الكاملة، كلما كان إنتاج الكهرباء أكثر كفاءة.
تحقيق أقصى قدر من الكفاءة قد يعني التشذيب أو إزالة كاملةالأشجار على موقعك. إذا كان منزلك محاطًا بمباني شاهقة تحجب أشعة الشمس عن السطح، فهذه مشكلة كبيرة.
- تشمس
من الواضح أن ضوء الشمس يلعب دورًا رئيسيًا عندما يتعلق الأمر بالطاقة الشمسية، ولا تتمتع جميع المناطق بفرص متكافئة في هذا الصدد. من المهم معرفة مقدار ضوء الشمس الذي يصل إلى الأرض في المنطقة التي يوجد بها منزلك الشمسي المحتمل.
ما نتحدث عنه هنا يسمى التشمس - وهو مقياس لمدى ذلك اشعاع شمسيسوف يسقط على الأرض في منطقة معينة في فترة زمنية معينة. يتم قياس ذلك عادةً بالكيلووات / المتر المربع / الأيام وسيخبرك بمقدار ضوء الشمس الذي سيكون متاحًا للألواح الشمسية الخاصة بك لتحويلها إلى كهرباء. كلما ارتفعت قيمة التشمس في منطقتك، زادت كمية الكهرباء التي ستتمكن كل لوحة من ألواحك من توليدها. تعني قيمة التشمس العالية أنه يمكنك الحصول على المزيد من الطاقة من الألواح الأصغر حجمًا. تعني قيمة التشميس المنخفضة أنه قد ينتهي بك الأمر إلى إنفاق المزيد لتحقيق نفس خرج الطاقة.
فهل يجب عليك بناء منزلك الشمسي في الجنوب الغربي بدلاً من الشمال الغربي؟ مُطْلَقاً. هذا يعني أنك ربما ستحتاج إلى المزيد من اللوحات لتحقيق نفس خرج الطاقة.
- منطقة التغطية
وعلى عكس ما يعتقده معظم الناس، فهو بحجم الشمس محطة توليد الكهرباءلا علاقة له بحجم المنزل.
بدلاً من ذلك، هناك معلمتان فقط يجب مراعاتهما:
- التشمس، الذي ناقشناه للتو،
- ما مقدار الطاقة التي تحتاجها؟
للحصول على تقدير تقريبي للغاية للمبلغ نظام كبيرتحتاج إلى إلقاء نظرة على فاتورة الكهرباء الخاصة بك ومعرفة مقدار كيلووات ساعة التي تستخدمها يوميًا.
يستخدم المنزل المتوسط حوالي 900 كيلووات ساعة شهريًا، أو حوالي 30 كيلووات ساعة يوميًا. اضرب هذا في 0.25. لقد حصلنا على 7.5، لذلك نحن بحاجة إلى نظام 7.5 كيلوواط.
تنتج اللوحة الشمسية النموذجية ما يصل إلى 120 واط، أو 0.12 كيلو واط يوميًا. لتزويد 7.5 كيلوواط، تحتاج إلى حوالي 62 لوحة. يمكن أن تبلغ مساحة اللوحة الواحدة حوالي 142 × 64 سم، وبالتالي فإن اللوحة المكونة من 62 لوحة ستشغل حوالي 65 مترًا مربعًا.
يجب عليك أيضًا مراعاة التشمس وعدد ساعات ذروة ضوء الشمس التي تحصل عليها يوميًا، وكذلك إجراء التعديلات إذا كنت تستخدم البطاريات مع الألواح. ولذلك، فمن الأفضل أن تتحول إلى المهنية.
- نفقات
في عام 1956، كانت تكلفة الألواح الشمسية حوالي 300 دولار لكل واط. فقط الأغنياء هم من يستطيعون شراء نظام بقدرة 7.5 كيلووات.
بالطبع، يمكنك تزويد منزلك جزئيًا بالطاقة الشمسية. إذا كنت ترغب في استثمار 2000 دولار في الألواح الشمسية، فيمكنك تكملة الكهرباء من الشبكة بـ 1.5 كيلوواط النظام الشمسي. على الرغم من أنهم يمارسون بالفعل في الغرب استئجار الألواح الشمسية. لا توجد دفعات مسبقة. يدفع أصحاب المنازل إيجارًا شهريًا لاستخدام الألواح، وتمتلكها شركة التأجير وتحافظ عليها.
- تصرف
العمر التشغيلي للألواح الشمسية هو 40-50 سنة، جهاز التحكم والعاكس 15-20 سنة، البطاريات، حسب نوع وطبيعة الاستخدام، 4-10 سنوات.
على الرغم من أن مسألة إعادة تدوير الألواح الشمسية لا تزال مفتوحة، إلا أن 30٪ فقط من جميع الشركات المصنعة تقبل إعادتها لإعادة التدوير.
ولكن مع ذلك، فإن الطلب على الألواح الشمسية المستعملة يتزايد كل عام. وبما أن استخراج المعادن النادرة أصبح باهظ الثمن بشكل متزايد، فإن إعادة تدوير الألواح ستؤدي إلى إعادة استخدامها.
بالإضافة إلى ذلك: هناك سوق ثانوي للتركيبات الكهربائية الضوئية وطاقة الرياح، حيث يمكن استخدام المعدات المستخدمة بالفعل بشكل أكبر.
وفي البلدان التي تمر اقتصاداتها بمرحلة انتقالية، يمكن استخدام وحدات الطاقة الشمسية المستخدمة سابقًا. بفضل أكثر كثافة اشعاع شمسي، يمكن لهذه الوحدات توليد المزيد من الكهرباء.