تصنيع الألواح الشمسية

اليوم، لم يعد بناء الألواح الشمسية مجرد خيار تقدمي، بل أصبح ضرورة للعديد من الشركات والمصانع والمزارعين وحتى منازل الفيلات. في عالم تتقلب فيه أسعار الوقود الأحفوري باستمرار وتتزايد المخاوف بشأن تلوث الهواء، يُنظر إلى بناء الألواح الشمسية على أنه حل عملي وبأسعار معقولة ومستدام.

ولكن السؤال الرئيسي هو هذا. هل بناء لوحة الطاقة الشمسية سهل كما يبدو؟ الإجابة المختصرة هي لا. تتطلب هذه العملية معرفة تفصيلية بالخلايا الشمسية، ونوعية الأدوات، والظروف البيئية، والاتصالات الفنية، وحتى كيفية ترتيب الألواح. على سبيل المثال، انتهى الأمر بالعديد من الأشخاص الذين حاولوا بناء ألواح شمسية صغيرة الحجم دون تدريب متخصص إلى مواجهة مشاكل تتعلق بانخفاض الكفاءة أو فشل النظام قبل الأوان. في المقابل، تمكن أولئك الذين اكتسبوا المعرفة التقنية اللازمة واستخدموا مكونات عالية الجودة من إنشاء لوحات ذات عمر افتراضي طويل وأداء موثوق.

على سبيل المثال، في مشروع زراعي في منطقة يزد الحارة والجافة، بدأ أحد المزارعين في بناء الألواح الشمسية باستخدام المعرفة الأساسية والمعدات غير المكلفة، ولكن بسبب استخدام الزجاج دون المستوى والخلايا ذات الجودة الرديئة، كانت كفاءة إنتاج الطاقة أقل من 30 في المائة من القيمة المتوقعة. في المقابل، تمكن صاحب بيت زجاجي في محافظة فارس، من خلال توفير المعدات القياسية والالتزام بالمبادئ العلمية، من توفير 70 في المائة من الكهرباء اللازمة لمجمعه بواسطة الألواح الشمسية التي بناها بنفسه.

في هذه المقالة سوف نتناول خطوات بناء لوحة شمسية احترافية من خلال نهج تفصيلي خطوة بخطوة. من اختيار المعدات والمواد الخام إلى فحص التحديات والتكاليف والنقاط الرئيسية، نشرح كل شيء بلغة بسيطة ولكن احترافية. إذا كنت تتطلع إلى أن تصبح مكتفيًا ذاتيًا من حيث الطاقة وتقليل اعتمادك على شبكة الطاقة، أو كنت تخطط لدخول سوق الطاقة الشمسية، فهذا الدليل هو بالضبط ما تحتاجه.

التحقيق في تكاليف معدات تصنيع الألواح الشمسية

لبدء بناء الألواح الشمسية، من المهم جدًا فهم التكاليف المطلوبة بدقة. يعتقد الكثير من الناس أنه من الممكن إنتاج لوحة قابلة للاستخدام بمجرد شراء عدد قليل من الخلايا الشمسية وربطها بلوح زجاجي، ولكن الحقيقة هي أن عملية التصنيع الاحترافية تتطلب مجموعة من المعدات المتخصصة والمواد الخام عالية الجودة والدقة العالية في تنفيذ الخطوات. يمكن تقسيم التكاليف إلى ثلاث فئات رئيسية:

المواد الخام والأجزاء الرئيسية
الخلايا الشمسية (الخلايا الضوئية): هذه الخلايا هي قلب اللوحة وجودتها لها تأثير مباشر على الكفاءة النهائية. يختلف سعر الخلايا حسب نوعها (أحادية البلورة أو متعددة البلورات). على سبيل المثال، عادةً ما تكون الخلايا أحادية البلورة ذات الكفاءة الأعلى أكثر تكلفة.
الزجاج المقوى الشفاف: يستخدم لحماية الخلايا من الصدمات والغبار والأشعة فوق البنفسجية. ويبلغ سعر المتر المربع من الزجاج بالسماكة المناسبة حوالي 150 إلى 300 ألف تومان.
ورقة EVA (مادة لاصقة لحماية الخلايا): تستخدم للترابط والعزل بين الطبقات. يبلغ سعر كل متر مربع من صفائح EVA حوالي 100 إلى 150 ألف تومان.
الإطار الألومنيوم: الذي يحمل هيكل وإطار اللوحة. سعر المتر الواحد من إطار الألومنيوم يتراوح ما بين 100 إلى 200 ألف تومان.

المعدات الإلكترونية والأجهزة الطرفية
الصمام الثنائي الالتفافي، وموصل MC4، وصندوق الوصلات: تُستخدم هذه المكونات لمنع التيار العكسي وتوفير اتصال آمن بالدائرة. وتكلف المجموعة الكاملة من هذه الأجزاء عادة ما بين 350 ألف إلى 700 ألف تومان.
كابلات الألواح الشمسية: من الضروري استخدام الكابلات ذات الطلاء المقاوم للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة. ويبلغ سعر كل متر من الكابل حوالي 60 ألف إلى 120 ألف تومان.

أدوات ومعدات التجميع
مكبس حراري (مغلف): يستخدم لضغط وتثبيت طبقات الألواح. يعد هذا الجهاز مكلفًا، وعادةً ما يتم استخدام طرق بديلة في المشاريع المنزلية.
مكواة لحام خاصة، جهاز اختبار الجهد، أدوات قياس دقيقة، المشابك والحوامل: قد تبدو هذه الأدوات بسيطة، ولكن بدونها، من غير الممكن بناء لوحة شمسية بالجودة المطلوبة.

فيما يلي، سنوضح لك كيفية تحقيق أقصى استفادة من هذه المعدات. القسم التالي يتحدث عن الأشياء التي يجب مراعاتها عند اختيار أدوات البناء، حيث تعتمد الجودة النهائية للوحة بشكل مباشر على هذه الاختيارات.

نصائح لاختيار أدوات عالية الجودة لبناء الألواح

أحد أهم أجزاء تصنيع الألواح الشمسية هو اختيار الأدوات التي لا تجعل العمل أكثر دقة وسرعة فحسب، بل تزيد أيضًا من عمر وكفاءة اللوحة النهائية. يبدأ العديد من الأشخاص بشراء أدوات رخيصة أو غير قياسية لخفض التكاليف، ولكن النتيجة عادةً لا تكون أكثر من إعادة العمل وانخفاض جودة اللوحة. في هذا القسم، سنناقش النصائح الرئيسية لاختيار الأدوات ذات الجودة، وهي نصائح مهمة لكل من الورش الصغيرة والمشاريع الصناعية.

استخدم أدوات مصممة خصيصًا للعمل مع الخلايا الشمسية. على سبيل المثال، لا يمكن للمكواة العادية أن تنتج الحرارة المنتظمة والدقيقة اللازمة لحام الخلايا الشمسية. سيساعدك استخدام مكواة لوحة الطاقة الشمسية الخاصة التي تتمتع بقدرات التحكم في درجة الحرارة على إنشاء اتصالات نظيفة وآمنة وتقليل مخاطر تلف الخلايا.
خذ دقة أداة القياس على محمل الجد. تعتبر الأجهزة مثل مقياس متعدد رقمي دقيق، أو جهاز اختبار الجهد الشمسي، أو حتى مقياس حرارة الليزر، ذات أهمية بالغة في عملية اختبار الجهد والتيار ومراقبة الجودة النهائية. قد تؤدي الأجهزة منخفضة الدقة إلى حدوث أخطاء غير مرئية على السطح ولكنها قد تتسبب في فقدان الكفاءة أو الفشل على المدى الطويل.
انتبه إلى ماركة الأدوات. على سبيل المثال، أثبتت علامات تجارية مثل Weller لمكاوي اللحام أو Fluke لأجهزة القياس المتعددة نفسها في السوق العالمية. على الرغم من أن أسعارها أعلى، إلا أن دقة ومتانة وأمان هذه الأدوات أعلى بكثير من المنتجات المماثلة الأخرى.
لا تقلل من شأن الأدوات المساعدة: تعد المشابك القابضة، والحوامل المتحركة، ومكبرات LED، وحتى وسادة مضادة للكهرباء الساكنة (ESD Mat) من بين العناصر التي قد تبدو بسيطة في المظهر ولكنها تلعب دورًا أساسيًا في جودة العمل وراحته. على سبيل المثال، قد يؤدي استخدام وسادة مضادة للكهرباء الساكنة إلى منع التفريغ المفاجئ للشحنات الكهربائية. شيء قد يسبب ضررًا خطيرًا للخلايا الحساسة.

التحديات والحلول في تصنيع الألواح الشمسية

رغم أن بناء الألواح الشمسية يبدو بسيطًا وجذابًا للوهلة الأولى، إلا أنه في الممارسة العملية يصاحبه سلسلة من التحديات التقنية والتنفيذية وحتى الاقتصادية. تواجه العديد من المشاريع، وخاصة في مراحلها المبكرة، الفشل أو انخفاض العائدات بسبب عدم الإلمام بهذه التحديات. في هذا القسم، سوف نتناول المشاكل الأكثر شيوعًا ونقترح الحلول لكل منها حتى يكون لديك أقل قدر من الوقت والمال الضائع أثناء البناء.

1. ضعف الاتصالات بين الخلايا
المشكلة: يؤدي الاتصال غير السليم بين الخلايا إلى انخفاض الجهد وارتفاع درجة حرارة اللوحة وحتى نشوب حريق في الحالات القصوى. يحدث هذا في أغلب الأحيان عند استخدام مكاوي غير دقيقة أو شريط لحام رديء الجودة.
الحل: استخدم شرائح القصدير القياسية، واللحام الذي يتم التحكم في درجة حرارته، واختبار اللوحة قبل التعبئة النهائية. كما أن اختبار مقاومة التوصيلات باستخدام مقياس متعدد دقيق قبل التثبيت يمكن أن يمنع حدوث المشاكل.
2. استخدام مواد ذات جودة رديئة
المشكلة: إن الزجاج ذو الجودة الرديئة، أو مادة EVA الرخيصة، أو الخلايا المستعملة سوف تتسبب في نهاية المطاف في فقدان اللوحة لكفاءتها بسرعة كبيرة أو تعرضها لظروف الطقس.
الحل: قم دائمًا بالشراء من الموردين ذوي السمعة الطيبة حتى لو كان السعر أعلى. ويمكن أن تساعد الاختبارات الأولية على عينات المواد الخام أيضًا في ضمان جودتها. بالنسبة للمشاريع الصغيرة، قد يكون شراء مجموعات ذات سمعة طيبة من علامات تجارية معروفة خيارًا أكثر أمانًا.
3. عدم وجود تهوية جيدة وتبديد الحرارة
المشكلة: تصبح الألواح ساخنة جدًا عندما تمتص أشعة الشمس. إذا لم يتم تصميم اللوحة لتبديد الحرارة، فسوف تنخفض كفاءتها وسوف يتم تقصير عمرها الافتراضي.
الحل: تصميم الإطار للسماح بدوران الهواء خلف اللوحة واستخدام الدهانات العاكسة للحرارة على الطبقة الخلفية يقلل من درجات حرارة التشغيل. كما أن التثبيت بالزاوية والارتفاع المناسبين يمكن أن يساعد في دوران الهواء الطبيعي.
4. تصميم ترتيب الخلايا غير القياسي
المشكلة: يختار العديد من المبتدئين أنماط التسلسل/التوازي الخاطئة عند ترتيب الخلايا، مما يتسبب في تداخل الجهد وفقدان طاقة الخرج.
الحل: قم بتصميم دائرة محاكاة على الورق قبل ترتيب الخلايا. إذا لم تكن على دراية بتصميم الدوائر الكهربائية، فاستخدم برامج مجانية مثل PVsyst أو Tinkercad أو استشر مستشارًا فنيًا.
5. اللوحة المصنعة لا تتناسب مع احتياجات الاستهلاك.
المشكلة: في بعض الأحيان يقوم الأشخاص ببناء لوحات ضعيفة للغاية أو لا يتوافق إنتاجها مع المعدات الموجودة.
الحل: قبل البدء في البناء، قم أولاً بتقدير الاستهلاك الدقيق للمعدات المطلوبة وبناءً على ذلك، حدد جهد الخرج والأمبير المطلوبين. ثم قم باختيار العدد المناسب من الخلايا والترتيب بناءً على هذه المعلمات.

مثال: في مشروع منزلي في رشت، قام أحد الأفراد ببناء لوحة شمسية لنظام إضاءة الفناء. ورغم أن الخلايا كانت ذات جودة جيدة، إلا أن اللوحة لم تعمل إلا لمدة شهرين، ثم انخفضت الكفاءة بشكل حاد. وأظهرت التحقيقات أن الإطار المعدني الذي يفتقر إلى مساحة التهوية وشرائط اللحام ذات الجودة الرديئة كانت سبب الفشل المبكر. في النسخة المعاد تصميمها، من خلال إنشاء فجوة بين اللوحة وسطح التركيب، باستخدام شريط القصدير القياسي والمواد اللاصقة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية، تم حل المشكلة تمامًا وتستمر اللوحة في العمل دون فقدان الأداء.

طرق ضمان النجاح في مشروع بناء الألواح الشمسية

إن تصنيع الألواح الشمسية عملية معقدة تتطلب معرفة دقيقة وأدوات احترافية والاهتمام بالتفاصيل في كل خطوة. وكما رأينا، لتحقيق ألواح عالية الجودة والكفاءة، لا ينبغي الاعتماد على الخبرة فقط، بل الاستفادة من العلوم الحديثة والتقنيات الجديدة. سواء في اختيار المواد الخام والأدوات عالية الجودة، أو في تصميم الدوائر وكيفية ترتيب الخلايا. كل جزء من هذه العملية مرتبط بشكل مباشر بالأداء النهائي للوحة.

بالنسبة لأولئك الذين يسعون إلى بناء الألواح الشمسية وفقًا للمعايير العالمية، فمن الأهمية بمكان التركيز على العلم والخبرة بدلاً من الاعتماد على التجارب القديمة وطرق التجربة والخطأ. إن استخدام أدوات الدراسة الدقيقة، والتعرف على العمليات العلمية، والاستعانة بالمستشارين والخبراء في مجال الطاقة الشمسية، يمكن أن يمهد الطريق للنجاح في هذا المسار.

تعريف بشميم أنديشي وطرق التواصل معه

تواصل شركة شميم أنديشة أنشطتها بهدف تحسين مستوى المعرفة والقدرة في مجال إنتاج الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الشمسية. يعمل هذا المجمع باستخدام أحدث الأساليب والأدوات المتخصصة في مجال تصنيع وتحسين الألواح الشمسية، وتقديم الاستشارات والتدريب العملي والنظري. بالاعتماد على المعرفة التقنية الحديثة وفريق من الخبراء، يمكن لشركة Shamim Andisheh أن ترافقك على الطريق إلى تصنيع الألواح الشمسية بكفاءة وجودة ممتازة.

للتواصل مع شميم أنديشة والحصول على المشورة الفنية أو مزيد من المعلومات أو طلب المعدات، يمكنك القيام بذلك من خلال الطرق التالية:

∴رقم الاتصال: 12-44071011(021)

∴البريد الإلكتروني: shamim@shamimco.com

∴الموقع الإلكتروني: www.shamimco.com

∴وسائل التواصل الاجتماعي: اتصل بنا على 09394121002.