انرژی خورشیدی یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که نه تنها برای شما بلکه برای محیط زیست نیز مفید است. با تلاشی که برای ساخت یک پنل خورشیدی خانگی انجام می دهید، می توانید با کاهش مصرف سوخت فسیلی از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری کنید. مسئله مهمتر این است که با این کار هزینه برق را نیز کاهش می دهید. برای ساخت پنل خورشیدی، باید خودتان قطعات را مونتاژ کنید، سلول ها را به هم وصل کنید، یک جعبه پنل بسازید، سپس پنل ها را سیم کشی کنید، جعبه را آب بندی کرده و در نهایت پنل خورشیدی تکمیل شده را نصب نمایید.
بخش اول
مونتاژ قطعات
1. خریداری سلول ها
انواع مختلفی از سلول های خورشیدی برای خرید وجود دارد که بیشتر آنها ساخت ایالات متحده، چین یا ژاپن هستند. با این حال، بهترین گزینه مقرون به صرفه سلول های پلی کریستالی هستند. تعداد سلول هایی که باید بخرید به مقدار انرژی ای که می خواهید تولید کنید بستگی دارد. هنگام خرید سلول ها مشخصات باید ذکر شده باشند.
- در نظر داشته باشید سلول ها بسیار شکننده هستند.
- اگر سازنده آنها را به صورت موم ارسال می کند، لازم است سلول ها را از موم پاک کنید. برای انجام این کار، آنها را در آب گرمی که جوش نباشد وارد کنید.
2. یک تخته را اندازه گیری کرده و برش دهید.
برای اتصال سلول ها به یک تخته نازک از مواد غیر رسانا مانند شیشه، پلاستیک یا چوب نیاز دارید. سلول ها را به ترتیبی که استفاده می کنید بچینید، سپس ابعاد را اندازه بگیرید و یک تخته به اندازه آن را ببرید.
- یک یا دو اینچ اضافه در هر دو انتهای تخته باقی بگذارید. این فضا برای سیم هایی که ردیف ها را به هم متصل می کنند استفاده خواهد شد.
- چوب ماده پشتیبان متداول تری است، زیرا سوراخ کردن آن آسان تر است. سوراخ هایی که در آن ایجاد می کنید باید طوری باشند که سیم های سلول از آن عبور کنند.
3. تمام سیم های زبانه را اندازه گیری کرده و برش دهید.
وقتی به سلول های پلی کریستالی نگاه می کنید، تعداد زیادی خطوط کوچک می بینید که در یک جهت (فاصله طولانی) و دو خط بزرگتر در جهت دیگر (فاصله کوتاه) حرکت می کنند. برای اجرای دو خط بزرگتر و اتصال به پشت سلول بعدی در آرایه، باید سیم های زبانه را به هم وصل کنید. طول خط بزرگتر را اندازه بگیرید، طول آن را دو برابر کنید و سپس برای هر سلول دو قطعه ببرید.
4. منطقه کار را شار (Flux) کنید.
با استفاده از قلم شار، 2 تا 3 خط شار در طول هر نوار سلولی یا گروهی از سه مربع ایجاد کنید. این کار را حتما در پشت سلول ها انجام دهید، زیرا باعث می شود حرارت لحیم کاری باعث اکسیداسیون نشود.
5. زبانه را لحیم کنید.
از آهن لحیم کاری برای ذوب یک لایه نازک لحیم روی پشت نوارهای سلولی استفاده کنید.
- اگر زبانه های از پیش لحیم شده خریداری می کنید، این مرحله ضروری نیست. خریداری زبانه های از پیش لحیم شده اغلب گزینه بهتری است زیرا در زمان صرفه جویی می کند و سلول ها را تنها یک بار گرم می کند. با این حال، هزینه بیشتری دارد.
6. سیم را به سلول ها وصل کنید.
نیمه اول یک تکه سیم زبانه را با آهن لحیم کاری گرم کنید. سپس انتهای سیم را به یک سلول بچسبانید. این فرآیند را برای هر سلول تکرار کنید.بخشی از تکه سیم ها را با یک آهن لحیم کاری گرم کنید. سپس انتهای سیم را به یک سلول بچسبانید. این فرآیند را برای هر سلول تکرار کنید.
بخش دوم
اتصال سلول ها
1. سلول ها را به تخته بچسبانید.
مقدار کمی چسب در مرکز پشت سلول ها قرار دهید و سپس آنها را روی تخته فشار دهید. سیم زبانه باید در یک خط مستقیم از هر ردیف عبور کند. اطمینان حاصل کنید که انتهای سیم های زبانه بین سلول‌ها بالا می‌آیند و آزادانه حرکت می‌کنند و فقط دو قطعه بین هر سلول قرار می‌گیرد.
- به خاطر داشته باشید یک ردیف باید در جهت مخالف ردیف کناری قرار گیرد، به طوری که سیم زبانه در انتهای یک ردیف و در سمت مخالف ردیف بعدی بیرون بیاید.
- برنامه ریزی کنید که سلول ها را در ردیف های طولانی با تعداد ردیف های کمتر قرار دهید. به عنوان مثال، سه ردیف که هر کدام از 12 سلول تشکیل شده است که از طرفین به سمت بلند هر ردیف قرار گرفته اند.
- به خاطر داشته باشید یک اینچ اضافی (2.5 سانتی متر) در هر دو انتهای تخته باقی بگذارید.
2. سلول ها را به یکدیگر لحیم کنید.
روی هر سلول به طول دو خط ضخیم (پدهای تماس) شار را اعمال کنید. سپس قسمت های آزاد سیم زبانه را بردارید و آنها را به تمام طول لنت ها لحیم کنید.
- سیم زبانه متصل به پشت یک سلول باید در هر حالتی به جلوی سلول بعدی متصل شود.
3. ردیف اول را با استفاده از سیم باس یا سیم گذرگاه وصل کنید.
سیم لحیم کاری را در ابتدای ردیف اول به جلوی سلول اول لحیم کنید. سیم زبانه باید حدود یک اینچ (2.5 سانتی متر) طولانی تر از آنچه برای پوشاندن خطوط لازم است باشد و همچنین باید به سمت شکاف اضافی روی تخته کشیده شود. این دو سیم را با یک تکه سیم باس که به اندازه فاصله بین خطوط ضخیم سلول است به هم لحیم کنید.
4. ردیف دوم را به هم وصل کنید.
انتهای ردیف اول را با یک تکه سیم باس بلند که بین سیم در لبه پنل و سیمی که در ردیف بعدی و در فاصله دورتر قرار دارد، به ابتدای ردیف دوم متصل کنید. شما باید سلول اول ردیف دوم را با سیم زبانه اضافی مهیا کنید، همانطور که در مورد اول این کار را انجام دادید.
5. به اتصال بقیه ردیف ها ادامه دهید.
اتصال ردیف ها را با سیم های باس بلند ادامه دهید تا به انتهای آن یعنی جایی که دوباره آن را با یک سیم باس کوتاه وصل خواهید کرد، برسید.
بخش سوم
ساخت جعبه پنل
1. پنل سلولی خود را اندازه گیری کنید.
فضای اشغال شده توسط پنلی که سلول های خود را روی آن قرار داده اید اندازه گیری کنید. 1 اینچ (2.5 سانتی متر) به هر طرف اضافه کنید تا فضایی برای کناره های جعبه داشته باشید. اگر پس از افزودن پنل، یک مربع 1 اینچ در 1 اینچ (2.5 سانتی‌متر در 2.5 سانتی‌متر) در هر گوشه وجود نداشت، فضایی را نیز برای این کار بگذارید.
- به خاطر داشته باشید که باید در انتهای آن نیز فضای کافی برای سیم های باس وجود داشته باشد.
2. پشت بخش صاف را برش دهید.
یک تکه تخته سه لا به اندازه ای که در مرحله قبل اندازه گرفتید، به اضافه فضای کنار جعبه برش دهید. بسته به چیزی که در دسترس دارید می توانید از اره رومیزی یا اره مویی استفاده کنید.
3. طرفین را فرم دهید.
دو قطعه 1 اینچ در 2 اینچ (2.5 سانتی متر در 5 سانتی متر) از تخته غیر رسانا را به طول اضلاع بلند پایه جعبه اندازه گیری کنید. سپس، دو تخته 1 اینچ در 2 اینچ (2.5 سانتی متر در 5 سانتی متر) را اندازه بگیرید تا بین این قطعات بلند قرار بگیرند و جعبه را کامل کنید. قطعاتی که اندازه‌گیری کرده‌اید را برش دهید و با استفاده از پیچ‌های کفسازی یا پیچ عرشه و اتصالات بصورت لب به لب محکم کنید.
- بهتر است طرفین خیلی بلند نباشند، زیرا ممکن است وقتی خورشید خیلی تند می تابد، روی سلول‌ها سایه بیاندازند.
4. طرفین را به هم وصل کنید.
با استفاده از پیچ های عرشه، از قسمت بالا طرفین را به پایه پیچ کنید تا اتصال آنها را به پایین جعبه محکم کنید. تعداد پیچ‌هایی که در هر طرف استفاده می‌کنید به طول دو طرف بستگی دارد، اما بدون توجه به طول، نباید کمتر از سه پیچ استفاده کنید.
5. جعبه را رنگ آمیزی کنید.
می توانید جعبه را به هر رنگی که دوست دارید رنگ کنید. استفاده از رنگ‌های سفید یا بازتابنده برای اینکه جعبه خنک تر بماند بهتر است زیرا سلول‌ها زمانی که خنک هستند عملکرد بهتری دارند. اگر از رنگ طراحی شده برای استفاده در فضای باز استفاده کنید، پنل شما دوام بیشتری خواهد داشت. این نوع رنگ به محافظت از چوب در برابر عناصر کمک می کند.
6. یونیت خورشیدی را به جعبه وصل کنید.
یونیت خورشیدی را به جعبه تکمیل شده چسبانده و مطمئن شوید ایمن است و سلول ها رو به بالا هستند و می توانند نور خورشید را دریافت کنند. همچنین باید دو سوراخ در پنل وجود داشته باشد تا انتهای سیم باس از آن عبور کند.
بخش چهارم
سیم کشی پنل
1. سیم باس نهایی را به دیود وصل کنید.
یک دیود کمی بزرگتر از آمپر پنل خود بگیرید و آن را به سیم باس متصل کنید و با مقداری سیلیکون آن را محکم کنید. انتهای رنگ روشن دیود باید به سمت جایی باشد که انتهای منفی باتری قرار دارد. انتهای دیگر آن باید به انتهای منفی پنل شما سیم کشی شود.
این کار از برگشت انرژی از طریق پنل خورشیدی هنگامی که باتری شارژ نمی شود جلوگیری می کند.
2. سیم های دیگر را به هم وصل کنید.
یک سیم مشکی را به دیود وصل کنید و آن را به یک بلوک ترمینال که باید در کنار جعبه نصب کنید متصل کنید. سپس در طرف مقابل یک سیم سفید از سیم باس کوتاه به بلوک ترمینال وصل کنید.
3. پنل را به کنترلر شارژ وصل کنید.
یک کنترلر شارژ بخرید و پنل را به کنترلر متصل کنید و مطمئن شوید که قطب مثبت و منفی آن را به درستی وصل کرده اید. برای پیگیری شارژها سیم ها را با استفاده از سیم کد رنگی از بلوک ترمینال به کنترل کننده شارژ بکشید.
- اگر از بیش از یک پنل استفاده می کنید، ممکن است نیاز داشته باشید تمام سیم های مثبت و منفی را با استفاده از حلقه ها به هم وصل کنید تا مطمئن شوید که در نهایت دو سیم خواهید داشت.
مقاله در مورد نحوه شارژ باتری با پنل خورشیدی را نیز بخوانید
4. کنترل کننده شارژ را به باتری های خود وصل کنید.
باتری هایی بخرید که با اندازه پنل هایی که ساخته اید کار کنند. شارژ کنترلر را طبق دستورالعمل سازنده به باتری ها وصل کنید.
5. از باتری ها استفاده کنید.
هنگامی که باتری ها را وصل کردید و از پنل یا پنل ها شارژ کردید، بسته به میزان برق مورد نیاز خود، می توانید وسایل الکترونیکی خود را از باتری ها خارج کنید.
بخش پنجم
آب بندی جعبه
1. یک ورق پلکسی گلاس تهیه کنید.
یک ورق پلکسی گلاس بخرید که برش خورده و داخل جعبه ای که برای پنل خود ساخته اید قرار بگیرد. شما می توانید این ورق را از یک فروشگاه تخصصی تهیه کنید.
2. پایه های بلوک را به شیشه متصل کنید.
بلوک های چوبی را به ابعاد 1 اینچ در 1 اینچ (2.5 سانتی متر در 2.5 سانتی متر) برش دهید تا در گوشه ها قرار گیرند. بلوک ها باید به اندازه کافی بلند باشند تا در بالای بلوک ترمینال قرار بگیرند همچنین به اندازه کافی پایین باشند تا در زیر لبه جعبه قرار بگیرند. این پایه ها را با استفاده از چسب چوب در جای خود بچسبانید.
3. پلکسی گلاس را وارد کنید.
پلکسی گلاس را روی جعبه قرار دهید تا شیشه روی بلوک ها قرار گیرد. با استفاده از پیچ های مناسب و مته، پلکسی گلاس را به دقت داخل بلوک ها پیچ کنید.
4. جعبه را مهر و موم کنید.
برای درزگیری لبه های جعبه از درزگیر سیلیکونی استفاده کنید. همچنین هر شکافی که دیده اید را ببندید تا جعبه تا حد امکان ضد آب باشد. از دستورالعمل های سازنده برای اعمال صحیح درزگیر استفاده کنید.
بخش ششم
نصب پانل ها
1. پنل های خود را روی یک چرخ سوار کنید.
یکی از گزینه ها این است که پانل های خود را بسازید و روی یک چرخ سوار کنید. این کار باعث می شود پنل در یک زاویه قرار بگیرد، اما به شما این امکان را می دهد جهت پنل را تغییر دهید تا میزان نور خورشیدی را که در یک روز دریافت می کند افزایش دهید. با این حال، لازم است پنل را 2 تا 3 بار در روز تنظیم کنید.
2. پنل های خود را بر روی سقف نصب کنید.
این کار یک روش محبوب برای نصب پنل ها است زیرا در صورت نصب بر روی سقف نور بیشتری از خورشید دریافت می کنند و سر راه نیز قرار نمی گیرند. با این حال، باید زاویه آن با مسیر خورشید و زمان اوج مصرف شما سازگاری داشته باشد.
- اگر تعداد پنل‌ها زیاد باشد و فضای بسیار کمی برای قرار دادن آنها روی زمین داشته باشید، این گزینه بهترین محل برای نصب آنها است.
3. پنل های خود را بر روی پایه های ماهواره ای نصب کنید.
پایه هایی که معمولاً برای نصب آنتن های ماهواره ای استفاده می شوند می توانند برای نصب پنل های خورشیدی نیز استفاده شوند. حتی می توان آنها را طوری برنامه ریزی کرد که با حرکت خورشید حرکت کنند. با این حال، این گزینه تنها در صورتی مفید خواهد بود که تعداد بسیار کمی پنل خورشیدی داشته باشید.
سوالات متداول
اگر هیچ خروجی ای از پنل خورشیدی نداشته باشیم ولی پنل از نظر فیزیکی سالم به نظر برسد چه مشکلی وجود دارد؟
احتمالاً مشکل از اتصالات پنل است. یک مولتی متر تهیه کنید و سعی کنید ولتاژ زیر نور سلول های خود را پیدا کنید و ببینید سلول ها به صورت سری قرار گرفته اند یا موازی. عیب یابی را با یک سلول شروع کنید تا مشخص کنید از اتصالات مناسب استفاده می کنید یا نه، سپس سلول دوم را وصل کنید و ببینیدهزینه برآورد شده برای هر وات چقدر است؟ آیا ولتاژ دو برابر شده است (سری) یا جریان دو برابر شده است (موازی).
هزینه برآورد شده برای هر وات چقدر است؟
بستگی به نوع تولید کننده و نسل آن دارد. نسل دوم سلول های خورشیدی کمتر از 1 دلار در هر وات است. این فقط برای سلول می باشد. برای قرار دادن آنها در پیکربندی پنل به لحیم، سیم، اتصالات، کنترل کننده شارژ و سایر مواد دیگر نیاز دارید.
هر پنل خورشیدی چند کیلووات تولید می کند؟
این سوال کمی شبیه این است که بپرسید یک باتری چند وات می تواند تولید کند. این بستگی به تعداد سلول های پنل، نوع سلول ها، اندازه سلول ها و میزان خنک نگه داشتن آنها دارد. همچنین پنل های خورشیدی معمولاً برحسب کیلووات نیست، بلکه بر حسب وات است.
