الألواح الشمسة المقتفية لمسار الشمس

image001

إلى كل من يخطط لبناء منظومة ذكية واقتصادية للطاقة باستعمال الألواح الشمسية، نقدم له طريقة صنع مقتفي مسار الشمس حتى يتم استغلال الطاقة الشمسية بأعلى ما يمكن.


قولة المقال

أعطني ألواحاً من الخشب، وعجلتين لدراجة هوائية، ومحرك خطي، وحساس ضوئي، أعطيك خلايا شمسية تتبع الشمس في حركتها كزهرة دوار الشمس.

 


تقديم

 

يقول الدكتور دنيس سكالين Dennis Scanlin(من ولاية Appalachian) مصمم هذه الطريقة: قررت أن أقوم بتصميم جهاز قليل التكلفة يقوم بتتبُّع مسار الشمس للخلايا الكهروضوئية (Photovoltaic). بحيث يكون قادرا على اقتفاء مسار الشمس في السماء، رافعا بذلك خرج نظام الطاقة الشمسية بنسبة (3050 %)، لكن الأرغون المستعمل يكون غاليا قليلا من حيث التكلفة، ويبدو أنه غير ثابت قليلا في حال وجود رياح، لقد فكرت في أكثر من تصميم، كذلك في أكتر من مادة تكون مناسبة للتصميم، وهذا ما فعلته بالضبط.

 image002

الشكل 1مقارنة بين الألواح الثابتة والألواح المتحركة

اللوحة الشمسية مركّبة على إطار خشبي، بحيث يتصل هذا الأخير بعجلتين من عجلات الدراجة الهوائية، والعجلات نفسها تكون مركبة على إطار خشبي ضخم. يتم تحريك العجلات واللوحة عن طريق محرك خطي 12فولط.

 

الحساس المستعمل هو عبارة عن حساس ضوئي (LED) يتحسس مسار الشمس في السماء ثم يعطي إشارة للمحرك الخطي كي يحرك اللوحة الشمسية، بحيث تبقى موجهة باتجاه الشمس. كما يوجد في مقدمة المقتفي قدمان (أو لنقل ذراعان) حيث يقومان بتعديل الارتفاع حسب التغيرات الفصلية.

 

لقد قمت باستعمال عجلتي دراجة هوائية، لأن هذين العجلتين تكون متينة وقوية بشكل كاف لحمل      الأوزان، والافضل من كل ذلك أنها متوفرة لدي مجانا.

ملاحظة : الفولتية الضوئية (بالإنجليزية: Photovoltaics PV) التي تعرف بـ الخلايا الشمسية أوالخلايا الفولتضوئية photovoltaic cells. من خلالها يتم تحويل أشعة الشمس مباشرة إلى كهرباء ، عن طريق استخدام أشباه الموصلات

إن أصل مصطلح "الضوئية" (photovoltaic) من اليونانية (φῶς (phōs)) ويعني الضوء ومن اسم فولتا وهو فيزيائي إيطالي، فولت -وحدة تابعة للقوة الدافعة الكهربائية-،و بذا أصبح المصطلح (photovoltaic) باللغة الإنجليزية منذ عام 1849. المترجم

 


الخطوة الأولى: ما الذي تحتاجه

في هذه الخطوة سأذكر ما استعملته لتصميم المقتفي اعتمادا على ما تراه في الشكل 2:

 image003

الشكل 2الإطار الخشبي المثلثي

1.     ألواح خشبية بأبعاد 2 × 4بوصة (5×10سم).

2.     عجلتين من عجلات الدراجات الهوائية (يمكنك الحصول عليهما مجانا من مواقع المهملات أو الخردة).

3.     قطعتين حديدتين كلاهما معوجتين بزاوية قائمة ومثقوبتين من الجانبين.

4.     محرك خطي 12فولط (سعره تقريبا 75دولار).

5.     حساس ضوئي LED (سعره تقريبا 40دولار) لمعلومات أكثر عن هذا الحساس راجع الموقع: http://www.redrok.com/led3xassm.htm#led3xforsale

6.     صامولات، مثبتات، براغي، كابلات وأسلاك...

 


الخطوة الثانية: إنشاء القاعدة، وتركيب العجلات

كي أقوم بإنشاء قاعدة قوية وجميلة الشكل قمت بقطع ألواح خشبية بأبعاد 2 × 4بشكل مائل عند الحافات، ووضعتهم معاً ليشكلا مثلثين.

 image004

الشكل 3الإطار الخشبي مع العجلة

طبعا تستطيع أن تزيد أو تنقص من حجم وارتفاع هذين المثلثين الخشبيين اعتمادا على حجم الألواح الشمسية.

 

بعد ذلك، ربطت هذين المثلثين معا بزوج من الألواح الخشبية 2 × 4عند القاعدة وزوج في الأعلى، كما هو موضح في الشكل 3، وهذا سيعطينا قاعدة قوية ومقبولة لتثبيت العجلات.

 image005

الشكل 4تركيب العجلة على الإطار الخشبية بواسطة الزاوية الحديدية

ثم قمت بقطع زوج من قطع الحديد قائمة الزاوية عن طريق المنشار، وتثبيتهم على الألواح الخشبية بواسطة براغي كما هو مبين في الشكل 4، ثم وضعت العجلات داخل هذه الزوايا وقمت بتدويرها كي أتأكد أنه لا توجد إعاقة في دورانها، والشكل 4يوضح طريقة التركيب.

 


الخطوة الثالثة: إضافة الإطار الخشبي المتحرك للعجلات

قمتُ بتثبيت قطعة خشبية ذات أبعاد 2 × 6 بالعجلات عن طريق حفر ثقوب على حواف العجلات. كما استخدمت مثبتات كبيرة ومقلوظة من الطرفين على شكل حرف U (انظر للشكل 5) لتثبيت الحواف مع اللوحة الشمسية عن طريق حفر ثقوب في اللوحة وتثبيتها. فتكون اللوحة متمحورة بشكل جيد على حافتي العجلتين.

 image006

الشكل 5تثبيت اللوح الخشبي الحامل للإطار المتحرك بالعجلات

اللوح الخشبي ذو الأبعاد 2 × 6لم يكن كافيا من حيث العرض لتثبيت اللوحة به. لذلك أضفت لوحين آخرين بأبعاد أقل 2 × 4إلى أعلى وأسفل اللوحة، بحيث تكون بحجم اللوحة الشمسية                                   (بحجم عرض اللوحة الشمسية). طول اللوحين الآخرين ذوات الأبعاد 2 × 4  يساوي عرض اللوح الشمسي (هذا واضح في الشكل 7) وكل منهما مثبتان بنهايات اللوحين 2 × 6بواسطة براغي ومثبتات.

 

وهذان اللوحان الخشبيان 2 × 4يؤمنّان سطحا مستويا لتوضّع اللوحة الشمسية، كما قمت بوضع زوايا حديدية في نهايات اللوحة الشمسية كي تثبت هذه الأخيرة مع الألواح الخشبية.

 


الخطوة الرابعة: إضافة المحرك الخطي

المحرك الخطي 12 فولط، والذي حصلت عليه، تم تصنيعه بحيث يبقى متماسكا ضد ظروف الطقس، وهو قوي بشكل كاف لتحريك أكثر من لوحة شمسية إن أردت إضافتها، كما يستطيع تحريك اللوحات الشمسية من طرف لآخر بكل أريحية (أعتقد أن أقصى طول للذراع الخطي هو 8 بوصة (20 سم)).

 image007

الشكل 6إضافة المحرك الخطي

لقد قمت بتثبيت المحرك على طرف من أطراف الإطار المثلثي بواسطة برغي تثبيت متمفصل، كما قمت بتثبيته باللوح المتحرك للوح الشمسي. ولكي أقوم بتثبيته بجانب الإطار، حاملا اللوح الشمسي، فقط قمت باستخدام مشبك على اللوح بحيث يتحرك على العجلات. مرّرت كابل قصير من خلال ثقب على المحرك الخطي والمشبك، كما استعملت ُ كابل صغير للتثبيت. هذا يسمح لكل جزء بالحركة والانعطاف بالشكل المطلوب عند تحريكه. عند توصيل المحرك الخطي بالبطارية يقوم بتحريك اللوح الشمسي لأحد الجانبين ثم العودة به إلى الجانب الآخر.

 image008

الشكل 7اللوحة الشمسية مثبتة بالإطار الخشبي المتحرك

الخطوة التالية هي التي سوف تعطي حركة الاقتفاء المطلوبة والتي تحدد متى وكيف تحصل الحركة.

 


الخطوة الخامسة: إضافة الحساس الضوئي LED

 image009

الشكل 8إضافة الحساس الضوئي

 

 image010

الشكل 9الحساس الضوئي

تمنيت لو استطعت أن أضع صورا أكثر للحساس الضوئي المستخدم هنا، لكن تستطيعون الحصول على معلومات أكثر حول هذا الحساس بالدخول إلى موقع redrokالمذكور في الأعلى. الوحدة تستخدم LEDلقياس تموضع الشمس وإرسال إشارة للمحرك الخطي حول المسافة التي سيتحركها، محركا بذلك اللوح الشمسي. هذا الحساس رائع جدا لهذا الاستخدام.

 

اذهب إلى الموقع http://www.redrok.com/led3xassm.htm#led3xforsale  لتحصل على معلومات عن هذا الحساس إن أردت أن تجرب ذلك بنفسك. كما يوجد الكثير من الصور التي توضح كيف يتم تركيبها من قبل أناس آخرين على الموقع التالي: http://www.redrok.com/electron.htm#led3x

 

لقد وضعتُ الحساس الضوئي الذي استعملته هنا في علبة بلاستيكية فارغة، وثبتها بلوح خشبي بأبعاد 2 × 4. أوصلتُ اللوح الخشبي مع المجموعة بحيث يكون الحساس مرئيا للشمس بشكل دائم ولا يعيق تتبعه للشمس حركة اللوحة الشمسية.

 


الخطوة السادسة: الانتهاء من العمل

 image011

الشكل 10التصميم جاهز للاستخدام

 image012

الشكل 11

هكذا انتهيت من العمل، والمجموعة عملت بشكل سليم، حجم وأبعاد المقتفي يعتمد على عدد الألواح الشمسية المستخدمة، وتوجد الكثير من الطرق لتصميم هكذا مقتفي.

 

أتمنى أن تكونوا قد استفدتم، وحظا سعيدا في مشروعكم، إن اردتم أن تقوموا بالتجربة.

 


تأليف

 

المؤلف: الصفحة الشخصية على الرابط bwitmer

ترجمة بتصرف: المهندس إبراهيم حسين أحمد (دمشق - سوريا)

البريد الإليكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

 

{jumi [*3]}

 


المراجع

 

http://www.instructables.com/id/Solar-PV-tracker/?ALLSTEPS

التعليقات   

 
ابو ميلاد
+1 # ابو ميلاد 2015-07-02 12:03
شئ رائع وجميل
ممكن نحصل على صوره لكل القطع بأبعادها ومقاسها
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 
 
ابو ميلاد
-1 # ابو ميلاد 2015-07-01 11:42
بصراحه عجبتنى الفكره وعجبنى العمل

بس لو لو عطيتونا صوره للقطع

و بالنسبه للتكلفه كم رح تساوى
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top