عندما اشترينا منزل غير محصور خارج الشبكة بعد شهر واحد من قفل Covid-19، أنا وزوجتي شرعت في مغامرة بأكثر من طريقة. قررنا أن هذا هو الوقت المناسب لبدء مشروع تثبيت نصف دزينة من الألواح الشمسية لتسخير قوة الشمس بمساعدة صغيرة من متبرع غير محتمل للبطارية. مع تقدم المشروع ، ساعدتني التجربة على معرفة المزيد عن كيفية طاقة شمسية يعمل وأفضل طريقة لتحويلها إلى الكهرباء التي تدير الآن منزلنا.
الدافع لإضافة أ نظام الطاقة الشمسية عادة ما يكون في منزلك بسيطًا: تقليل فاتورة الطاقة الخاصة بك أو حتى كسب المال من فائدتك. ربما تضيف بعض البطاريات الشمسية للحصول على نسخة احتياطية في حالة انقطاع موسع.
ولكن إذا كان هناك لا شبكة في موقعك والطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الرئيسي الخاص بك ، سيكون لديك مجموعة مختلفة من الدوافع والاهتمامات ، بما في ذلك البعض الذي يجبرك على النظر إلى الحقائق الأساسية في ضوء جديد تمامًا.
تم توصيل الألواح الشمسية الخاصة بي في البداية-صدق أو لا تصدق-زوج من بطاريات عربة غولف ضخمة 6 فولت ، كل منها يزن 83 رطلاً ويسلك معًا في سلسلة لإنشاء نظام 12 فولت ، والذي يولد الكثير من 120 فولت بالتناوب التيار عبر كبير العاكس. إنه نظام متواضع لمنزلنا المتواضع.
بدأ نظام الطاقة الشمسية في الإنتاج في وقت قريب من الانقلاب الصيفي في يونيو 2020 ، وكان من الرائع حقًا أن نرى. لكنها كانت مجرد البداية: أن الاعتماد على الشمس يحول علاقتك بالطاقة ، مما يوفر بعض الأفكار غير المتوقعة والمساءلة أكبر عندما يتعلق الأمر باستهلاكها.
شاهد هذا: قم بجولة في منزلي بنسبة 100 ٪ خارج الشبكة في صحراء نيو مكسيكو
الطاقة الشمسية تشبه الماء أكثر من السحر
إن قلب المفتاح والمشاهدة كثلاجة أو جهاز توجيه لاسلكي أو نوابض مصباح للحياة – مع العلم أن قوتها قد تم سحبها حرفيًا من الهواء – أمر عجب.
ما الذي يحدث داخل المقبس الخفيف هذا؟ بعض الكمبيوتر الصغير يقوم بتحويل الإلكترونات غير المرئية إلى الضوء المرئي؟ التماثيل؟ بالنسبة لي ، يبدو أن التفسير مرة واحدة محتملة على قدم المساواة. ثم أوضح معلمه أن الكهرباء تتصرف مثل الماء-تتدفق عبر مسار أقل مقاومة وملء أي خزانات على طول الطريق بالطاقة ، سواء كانت بطارية أو شاشة كمبيوتر محمول ترفع الإلكترون.
إزالة الغموض عن قوة الكهرباء كان التمكين. القليل من الأشياء أكثر سارة بالنسبة لي من مشاهدة تدفق المياه ، سواء كانت شلالات مهيبة أو موجات تحطمت. عندما كنت طفلاً ، سدت فرحًا كبيرًا في القنوات الهندسية مع أبناء عمومتي باستخدام دلو من الماء ومجرفة بلاستيكية على البحيرة. إن الوحي بأن الكهرباء تتبع قواعد مماثلة ، ومع ذلك غير مرئية وتجعل وظيفتنا العالمية بأكملها ، يتم افتتاحها. إن استخدامها مع التكنولوجيا الشمسية التي تتيح لك جمع وتحتوي على هذه القوة بشكل مستقل هو تغيير الحياة.
يمكن أن يؤدي حصاد طاقتك مباشرة من كرة من النار في الفضاء إلى إعادة النظر في بعض الحقائق الأساسية التي تم تعلمها في المدرسة الابتدائية ، مثل كيف يمنحنا المحور المائل للأرض مواسم وكميات مختلفة من أشعة الشمس في أوقات مختلفة من العام. كل هذا الهندسة الأساسية ، حقا.
ولكن في منزلي الجديد حيث لا توفر الشمس الدفء فحسب ، ولكن أيضًا الكهرباء ، فإن هذه الهندسة تأخذ معنى جديدًا تمامًا.
يمكن أن يؤدي الحصول على الزاوية بشكل صحيح للألواح الشمسية إلى زيادة إنتاج الطاقة.
كيف تحولت الطاقة الشمسية وجهة نظري لاستخدام الطاقة
ما لم أفهمه عندما قمت بتوصيل نظامنا لأول مرة في منتصف الصيف هو أنه كان يعمل في ظل ظروف مثالية ، مع ما يقرب من 15 ساعة من أشعة الشمس. ال تميل الألواح بزاوية هذا ينقسم الفرق بين ما هو مثالي للانقلاب الصيفي والشتاء. ولكن ، أثناء الوقوف تحت أشعة الشمس الصيفية والتعجب في عملي اليدوي في ذلك اليوم ، لم أكن أفسر شيئًا آخر.
أقل شمس في فصل الشتاء يعني أقل كهرباء ، بالتأكيد. لكن النقص يمكن أن يتضاعف بسرعة. يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى خمس ساعات من أشعة الشمس في اليوم في ديسمبر في موقعي مقارنة بشهر يونيو. هذا أقل من خمس ساعات تم توليد الكهرباء ، لكنها أيضًا خمس ساعات أكثر أنفقت رسم الطاقة من البطاريات، والتي – مرة أخرى – لديها خمس ساعات لتوجيه الاتهام.
قد يبدو هذا واضحًا تمامًا لكثير منكم ، لكن الكثير منا يمرون بالحياة على الشبكة ويفكرون ببساطة في فصل الشتاء كوقت تغرب فيه الشمس قبل ساعات قليلة عن الصيف. ولكن عندما الشمس هي مصدرك من الضوء والقوة ، تدرك بسرعة أن هناك أ إجمالي عجز الطاقة اليومي منذ أكثر من 10 ساعات بين الانقلاب الصيفي والشتاء لمعظم الناس الذين يعيشون في الولايات المتحدة.
يزداد سوءًا. في فصل الشتاء ، نحن في غضون الوقت لتجنب البرد ، مما يعني المزيد من الأضواء والشاشات والسخانات وأي شيء آخر استنزاف إلكترونات أكثر ثمينة مقارنة بالصيف. (تشغيل مكيف هواء ، لا نحتاج إلى العيش على ارتفاع 7000 قدم ، قد يكون أكثر من ذلك.) إذا قمت بتخزين البطاريات في الهواء الطلق كما فعلنا لفصل الشتاء مع بطاريات عربة الغولف التي غمرتها الفيضانات ، فسترى على الأرجح أن ترى أدائهم يتحلل قليلاً في البرد أيضًا.
أضف كل شيء وأعلى الشتاء قبالة الشبكة يعني انخفاض الكهرباء وارتفاع الطلب وانخفاض الأداء. هذا لا يقول شيئًا عن العاصفة الثلجية متعددة الأيام التي تمنع الشمس ، وتغطي الألواح الشمسية وتنهار النظام بأكمله. هذا هو السبب في أن لدينا ملف مولد المنزل المحمول التي يمكن أن تهرب من البنزين أو البروبان. لقد وجدنا أنفسنا مضطرًا إلى تشغيله أكثر مما توقعنا فصول الشتاء القليلة الأولى ، خاصة في أعمق أعماق الشتاء المظلمة أو في أيام مع بعض الغيوم أو عدد قليل من الأحمال من الغسيل. في النهاية ، من المحتمل أن يتطلب الاعتماد بشكل أقل على المولد تثبيت المزيد من اللوحات و/أو سعة البطارية لالتقاط أكبر عدد ممكن من الإلكترونات المتاحة في الأيام المشمسة.
الحفر لدفن جزئيا لجمع ودبابات التخزين ، استعارة لائقة للبطاريات.
اتضح أن هدايا الإمالة المحورية المزعجة مع مواسم مبهجة تحدد إيقاعات الحياة ، ولكن في فصل الشتاء ، يعني ذلك أشعة الشمس أقل ، ودفء أقل وتوليد كهرباء أقل. هذا صحيح بشكل خاص إذا لم تقم بتثبيت نظام أرفف لألواحك التي تتيح لك ضبط زاويةها أن تكون رأسية تقريبًا من أجل التقاط جميع تلك الأشعة الثمينة من شتاء الشتاء المنخفضة. خمن ما هو في الجزء العلوي من قائمة ترقيات DIY اللازمة؟
