نظام الطاقة الشمسية مع الألواح الشمسية المرنة في Escape RV

شكرًا جزيلاً لمشاركة مارك في تجربته في تركيب 3 قطع من الألواح الشمسية المرنة Lensun 80W على سيارته Escape RV، وفيما يلي تفاصيل تركيبه التي تم نشرها أيضًا على https://www.escapeforum.org/forums

انقر على الرابط للتسوق من لوحة الطاقة الشمسية المرنة Lensun

https://www.lensunsolar.com/Flexible-solar-panel/Black-flexible-solar-panel

لقد أكملت تركيب الألواح الشمسية على سيارتي Escape 19 موديل 2019 منذ أسبوعين، وكانت لدي الفرصة لاستخدامها في رحلة تخييم لمدة 6 أيام الأسبوع الماضي. فكرت في تقديم نظرة عامة على تركيب الألواح الشمسية كنوع من المكافأة على كل المعلومات الجيدة التي حصلت عليها من المنتدى. كما تلقيت مساهمة رائعة من جيم بينيت، وكذلك من صديقي الساحر في الإلكترونيات الذي ساعدني أيضًا في التركيب. يرجى ملاحظة أن هذه هي الطريقة التي اتبعتها وليست الطريقة الوحيدة، لذا إذا كنت تفضل معدات وطرق تركيب أخرى بشكل أفضل، فاتبعها.

لقد اخترت أن أقوم بتثبيت الألواح الشمسية بنفسي على وجه التحديد لأنني أردت استخدام الألواح المسطحة مثل:
• أنا رجل طيران وأحب الديناميكية الهوائية المنخفضة للوحة المسطحة مقارنة باللوحة المعلقة في الرياح،
• أحب حقيقة أن الألواح بعيدة عن الأنظار من الأرض، وهو ما أراه أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية، و
• الألواح أقل وضوحًا للسرقة وأكثر صعوبة في السرقة من الألواح المضلعة.

لقد طلبت توصيل مقطورتي مسبقًا بالطاقة الشمسية، وهو ما سهّل عملية التركيب بشكل كبير من خلال توفير موصل MC4 على السطح والأسلاك الممتدة إلى جانب السائق أسفل منطقة المقعد ومن هناك إلى البطارية. لاحظ أنني لا أملك عاكسًا.

المكونات الرئيسية التي استخدمتها تم شراؤها من Lensun.

1. لوحة شمسية مرنة سوداء بقوة 80 واط و12 فولت. ألواح Lensun مقاس 37 بوصة × 21 بوصة. لقد اخترت مورد الألواح هذا لأنه تم البحث عنه بالفعل بواسطة Jim Bennett واستخدمه العديد من أعضاء المنتدى الآخرين. هذه الألواح هي الحجم المثالي للمقطورة حيث أن طول 37 بوصة يناسب عرض السقف المركزي المرتفع دون تجاوز نصف قطر الحافة. ​​تمكنت من تثبيت 3 ألواح بإجمالي 240 واط. لاحظ أنني اخترت الألواح القياسية بدون حماية الحافة لأنني أشعر أن الحافة الموجودة ستتحمل حمولة الرياح والتأثيرات الطفيفة للأوساخ والحشرات. لم أرغب في السُمك الإضافي لقناة الحافة حيث كنت سأقوم بالترابط.

2. منظم شحن لوحة شمسية MPPT 30A وجهاز قياس عن بعد بشاشة LCD (MT-50) 12/24 فولت. يُظهر الموقع الإلكتروني هذا المتحكم على أنه منتج من Lensun ولكنه في الواقع وحدة EPSOLAR. يحدد العديد من الموردين مكونات EPSOLAR على أنها خاصة بهم. في الواقع، وجدت أن Renogy لديها أدلة أفضل على الإنترنت للشاشة من تلك التي جاءت مع المكون. كان بإمكاني استخدام وحدة تحكم 20A ولكن 30A أغلى بمقدار 10 دولارات فقط وستسمح لي بإضافة لوحات خارجية في وقت لاحق إذا اخترت ذلك. لقد طلبته مع جهاز مراقبة عن بعد، مما يسمح بمراقبة النظام دون المرور أسفل مقعد الطعام ويسهل استخدامه لبرمجة وحدة التحكم من عناصر التحكم الموجودة على وحدة التحكم نفسها. كما يسهل إدخال معلمات الشحن المحددة لبطاريتي (2 × 6 فولت مغمورة من المصنع) بدلاً من القيم المحددة مسبقًا. لقد أدخلت قيم المستخدم الخاصة بي.

3. لقد طلبت أيضًا موصلات MC4 من Lensun لأنها كانت سهلة وكانت التكلفة تنافسية. لقد طلبت قواطع وحامل DIN وسلك لوحة إضافي للسقف وشريط لاصق من مصادر أخرى. لقد استعرت أداة الضغط MC4 من Jim Bennett وقام صديقي بطباعة بعض مفاتيح MC4 ثلاثية الأبعاد.

تركيب اللوحة على السطح.

قمت بتثبيت لوحة واحدة في المقدمة، وواحدة في المنتصف، وواحدة في الجزء الخلفي من المقطورة (انظر الصور).

لاحظ أن الأحمال الهيكلية الأعلى على اللوحة لا تأتي من الرياح على الحافة الأمامية، ولكن من أي رفع من تدفق الهواء (مبدأ برنولي لكم يا رفاق الطيران/ديناميكيات السوائل). فكرت في استخدام شريط Eternabond أو 3M VHB وأعتقد أن كلاهما خياران جيدان. كلاهما يتمتع بالقوة وسيغلق الحواف من دخول الماء. من المحتمل أن يكون شريط Eternabond أكثر أمانًا إذا كنت قلقًا بشأن استعدادات الترابط لأنني أشعر أنه أكثر تسامحًا إذا كانت هناك مشكلات في التحضير. قررت استخدام شريط VHB لأنني أحببت المظهر بشكل أفضل (ليس أنك تستطيع رؤيته حقًا من الأرض) ولدي ثقة عالية في قدراته على الترابط من تجربتي في استخدامه في أعمال تصميم الطيران. كما أنه يستخدم لربط الألواح على مقطورات الشحن والشاحنات ذات الألواح وناطحات السحاب لذلك لم أكن قلقًا بشأن استخدامه على هذه الألواح. أعتقد أيضًا أنه من الأسهل إزالته من Eternabond إذا كنت بحاجة إلى استبدال لوحة في أي وقت وتوفر 3M التعليمات وتبيع الأدوات اللازمة للإزالة. يتطلب الأمر تحضيرًا سطحيًا دقيقًا لمنع فشل الرابطة.

اخترت شريط التثبيت 3M VHB Heavy Duty 5952 Black، بعرض 3/4 بوصة وسمك 0.045 بوصة. هذا الشريط جيد للأسطح عالية الطاقة إلى متوسطة الطاقة (السطح العالي يكون شديد اللمعان وناعمًا للغاية). كما يتميز بسمك جيد لمراعاة الاختلافات بين السطحين. وهو مقاوم للعوامل الجوية. اخترت عرض ¾ بوصة على الرغم من أن حساباتي أظهرت أن ½ بوصة كان كافيًا، فقط للحصول على هامش إضافي من الأمان.

إعداد اللوحة:
• نظف مناطق ربط اللوحة باستخدام IPA (كحول الأيزوبروبيل، وليس India Pale Ale).
• قمت بتمديد شريط لاصق حول المحيط بالكامل، وهو أمر مبالغ فيه من حيث القوة، ولكنني أردت منع دخول أي رطوبة. كما قمت بوضعه فوق فتحات الحلقات الزائدة في الزوايا، وقمت بسد الفتحات بالسدادة لمنع دخول الماء.
• قمت أيضًا بوضع ثلاثة شرائط بقياس 6 بوصات على مسافات متساوية أسفل اللوحة، بشكل طولي بالنسبة للمقطورة. وكان هذا لمنع اللوحة من الترهل داخل الشريط المحيطي ومنع أي احتكاك (مهما كان من غير المحتمل) بين اللوحة والسقف.

بالنسبة للسقف قمت بما يلي:
• غسل السطح بالماء والصابون وشطفه بالماء النظيف
• تنظيف المنطقة باستخدام IPA
• تم إخفاء محيط ملف تعريف اللوحة بشريط الرسام
• كشط المنطقة المجاورة للشريط حيث سيتم ربط VHB برفق باستخدام 3M Scotch-Brite باللون العنابي لتحسين سطح الترابط
• تم تنظيف المنطقة مرة أخرى باستخدام IPA
• قمت بإزالة كل طبقة السطح على الشرائط المركزية وقمت بتقشير جزء صغير من طبقة السطح على الشريط المحيطي ووضعت الألواح في مكانها. لقد قمت بذلك بدلاً من تقشيرها بالكامل مرة واحدة لمنح بعض التسامح إذا قمت عن طريق الخطأ بوضع اللوحة في وضع خاطئ.
• تم سحب الفيلم المتبقي وضغط الألواح في مكانها
• باستخدام بكرة يدوية، اضغط على جميع مناطق اتصال الشريط لأسفل بقوة
• قم بإزالة شريط الرسام
تنص بيانات شركة 3M على ما يلي: "بعد التطبيق، ستزداد قوة الالتصاق مع تدفق المادة اللاصقة على السطح. وفي درجة حرارة الغرفة، سيتم تحقيق ما يقرب من 50% من القوة القصوى بعد 20 دقيقة، و90% بعد 24 ساعة و100% بعد 72 ساعة. وعادةً ما يتم تحقيق قوة المناولة فورًا بعد تطبيق الضغط على المكونات الملتصقة. وفي بعض الحالات، يمكن زيادة قوة الالتصاق ويمكن تحقيق قوة الالتصاق القصوى بشكل أسرع من خلال تعريض الرابط لدرجات حرارة مرتفعة (على سبيل المثال 150 درجة فهرنهايت (66 درجة مئوية) لمدة ساعة واحدة)". كما تحتوي شركة 3M على رسم بياني يوضح المعالجة على مدار عدة أيام عند 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت).
كنت في كالجاري في شهر مايو/أيار، وكنت قلقًا بشأن درجات الحرارة المرتفعة. كانت توقعات الطقس تشير إلى ارتفاع درجة الحرارة إلى 19 درجة مئوية (66 درجة فهرنهايت) وانخفاضها إلى 3 درجات مئوية (37 درجة فهرنهايت). كنت قلقًا بعض الشيء، ولكن في النهاية كان يومًا مشمسًا للغاية، وتم قياس مساحة سطح الألواح السوداء لتجد أنها حوالي 125 درجة فهرنهايت، وكانت الألواح عند هذه الدرجات من الحرارة لمدة 4 ساعات على الأقل.
لقد قمت بتأمين الكابلات باستخدام أربطة بلاستيكية سوداء (أربطة بلاستيكية) وتم تأمين حوامل اللف أيضًا باستخدام شريط VHB.
لقد قمت برحلة بطول 270 كم (168 ميل) في نهاية هذا الأسبوع بسرعات تصل إلى 120 كم / ساعة (75 ميلاً في الساعة) وكان لدينا الكثير من الأمطار منذ التثبيت ولم يرتفع أو يتحرك أي شيء.

تركيب وحدة التحكم والشاشة:

لقد قمت بتثبيت وحدة التحكم أعلى خزان المياه الأسود أسفل مقعد السائق حيث تنتهي نهايات الكابلات السلكية المثبتة مسبقًا في المصنع (انظر الصورة). لقد استخدمت قواطع الدائرة على السلك الموجب الذي يدخل وحدة التحكم ويخرج من وحدة التحكم إلى البطارية، بنفس الطريقة التي استخدمها جيم بينيت. لم يكن هذا لتوفير حماية الدائرة فحسب، بل كان أيضًا بمثابة مفاتيح إيقاف لعزل وحدة التحكم، إذا لزم الأمر. كان عليّ عمل لوحة تثبيت صغيرة لتناسب قواطع الدائرة أمام وحدة التحكم وتركيبها على شريط DIN.
لقد قمت بتثبيت الشاشة في حاجز الصندوق العلوي أمام الباب الرئيسي حيث يسهل فحصها بمجرد إدخال رأسك في الباب (انظر الصور). لتوصيلها هناك، كان عليّ الحصول على كابل CAT4 أطول من الكابل المرفق. يمكنك استخدام كابل يصل طوله إلى 50 مترًا. كان عليّ حفر فتحة بقطر 2.5 بوصة لتثبيت وحدة الشاشة بشكل مسطح.

تخطيط الدائرة (انظر مخطط الأسلاك):
يبدو أن الأسلاك الخاصة بي نموذجية لمعظم التركيبات الشمسية التي رأيتها باستثناء واحد. يحتوي جهاز التحكم على تجهيزات لتشغيل حمولة المقطورة. أعتقد أن هذا أمر شائع في العديد من وحدات تحكم MPPT لكنني لم أره مستخدمًا (في تجربتي المحدودة مع التركيبات الشمسية الأخرى). لقد أزلت وصلة التوصيل الرئيسية 12 فولت من قاطع إعادة الضبط الذاتي للبطارية إلى مفتاح فصل 12 فولت، وقمت بتوصيل سلك مصدر 12 فولت من جهاز التحكم به. النظام محمي الآن بواسطة قواطع التيار التي قمت بتثبيتها لوحدة التحكم. لاحظ أن مقطورتي، التي اكتملت في ديسمبر 2019، بها هذا المفتاح أسفل المنضدة وليس في مقدمتها، والمفتاح به مفتاح كبير قابل للإزالة.

ومن مزايا ذلك:
• يستخدم النظام الطاقة مباشرة من الألواح لتشغيل الحمل ويستخدم البطارية لشحنها. وهذا يعني أنك تستنزف البطارية فقط عندما لا توفر ما يكفي من الطاقة الشمسية.
• يتيح هذا للشاشة أيضًا عرض استهلاك حمل النظام، إلى جانب خرج جهد/أمبير الطاقة الكهروضوئية، وجهد البطارية والأمبير الداخل/الخارج. كما تعرض ما إذا كانت البطارية قيد الشحن أو التفريغ.
• يمكنك إيقاف تشغيل الحمل 12 فولت الموجود على الشاشة دون الحاجة إلى الذهاب إلى مفتاح إيقاف التشغيل 12 فولت الموجود أسفل طاولة الطعام.

في الختام، أنا سعيد جدًا بالتركيب. أثناء التخييم الأسبوع الماضي، كانت هناك ليلة واحدة تركت فيها طبقة من الجليد على سطح وعاء الماء الخاص بالكلاب، لذا كان الفرن يعمل بشكل جيد (وليس قياسًا علميًا). كان اليوم التالي غائمًا بعض الشيء وتم شحن البطاريات بالكامل بحلول منتصف الصباح. أنا سعيد جدًا بسهولة مراقبة الطاقة الشمسية والبطارية وحمولة المقطورة. سوف تلبي متطلبات الطاقة الحالية والمتوقعة.

وفيما يلي أسئلة العملاء الآخرين للسيد مارك حول مشكلة الحرارة الناجمة عن الألواح الشمسية.

مرحبا مارك،
تبدو تركيباتك رائعة. أفكر في إضافة لوحة أو لوحتين إلى 19. بعض المخاوف التي قرأت عنها بشأن الألواح المرنة هي الموثوقية وتراكم الحرارة. يقترح بعض الأشخاص استخدام لوح بلاستيكي مموج كداعم للمساعدة في إبعاد الحرارة عن السقف. هل فعلت ذلك؟ هل يمكن إزالة الألواح أيضًا في حالة فشلها؟

أهلاً

لا أعرف مدى سخونة الألواح، لكننا قمنا بقياسها ووجدنا أنها حوالي 125 فهرنهايت تحت أشعة الشمس المباشرة بعد التركيب. كان بإمكاني وضع يدي عليها، لكن سرعان ما أصبحت غير مريحة. لقد وضعت يدي على ألواح قائمة بذاتها في يوم حار ولم يكن الأمر مختلفًا كثيرًا. لقد عمل جيم بينيتس لأكثر من 3 سنوات، بما في ذلك بضعة أشهر في جنوب الولايات المتحدة وبها، المكسيك ولم يواجه أي مشاكل. لاحظ أنه قام بالتركيب باستخدام شريط Eternabond، وليس VHB. بالنسبة لي، فإن فوائد الألواح شبه المرنة منخفضة الارتفاع التي وصفتها بالتفصيل في منشوري الأصلي تستحق ذلك.

أعتقد أن الألواح قد تفقد كفاءتها في النهاية أو ربما تفشل. كل شيء يحدث. جزء من اختياري لشريط VHB، بخلاف عدم الرغبة في حفر ثقوب، هو أن شركة 3M تقدم تعليمات لإزالة الشريط. يمكنك استخدام خنق (سلك رفيع مثل وتر E العالي في الجيتار) وقطع قلب الشريط لإزالة اللوحة. تبيع شركة 3M أيضًا مزيل شريط دوار لاستخدامه في المثقاب (يبدو قليلاً مثل الممحاة الدوارة) التي تزيل المادة اللاصقة المتبقية. شاهدت مقطع فيديو على الإنترنت يوضح استخدام هذه الأداة لإزالة شريط VHB من سيارة دون إتلاف الطلاء.

أردت أن تكون الألواح الخاصة بي محكمة الغلق حتى لا تتسرب الرطوبة تحتها. لم أرغب في وضع شيء تحت الألواح لرفعها، بخلاف بضع قطع متباعدة من شريط VHB، حيث شعرت أنه يعقد عملية التركيب ويجعل من الصعب إغلاقها. يجب أن تنحني الألواح لتناسب السقف، وخاصة في الوضع الخلفي. قد يؤثر لوح البلاستيك المموج على هذا. ربما يمكنك القيام بشيء من هذا القبيل باستخدام شريط Eternabond الذي يكون عريضًا بما يكفي لوضعه فوق الألواح وطبقة ثانوية، ولكن لاستخدام VHB، سيتعين عليك تكديس طبقات ملتصقة لربط الألواح.

إذا كان لديك أي سؤال أو نصيحة، يرجى الاتصال بنا أو الاتصال بنا عبر المعلومات التالية من الاثنين إلى الجمعة. لأي طلب بالجملة، ما عليك سوى الاتصال بنا أو مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني، شكرًا لك.

معلومات الاتصال
www.lensunsolar.com
الهاتف: الولايات المتحدة الأمريكية +1 720-608-1288
الصين: +86 15759769602
واتساب: +86 15759769602
سكايب: lensunsolar
البريد الإلكتروني: info@lensunsolar.com، lensunsolar@gmail.com