الطاقة الشمسية

الخلايا الشمسية ( PV Cells )

مصطلح PV Cells هو أختصار "Photovoltaic cells" اي الخلايا الشمسية الكهروضوئية أو الخلايا الشمسية الضوئية لتوليد الكهرباء وهي ما يطلق عليها معظم الناس الخلايا الشمسية وهذه هي ما نتحدث عنه في هذا الموضوع.

 ما هي الخلية الشمسية ؟

يتضح من اسمها انها تقوم بتحويل الضوء الساقط عليها الي جهد كهربي لذلك بمكننا القول أن الخلايا الشمسية تقوم بتحويل فوتونات الضوء الساقطة عليها من اشعة الشمس المباشرة الي جهد كهربي يتسبب في مرور تيار كهربي .

والخلايا الشمسية اذا ما تم توصيلها مع بعضها وتركيبها في لوح واحد تكون ما يسمي باللوح الشمسي. اذن يمكننا القول ان الخلايا الشمسية هي وحدة البناء الرئيسية في اي نظام شمسي لتوليد الكهرباء وتبدأ في توليد الكهرباء اذا ما تعرضت لأشعة الشمس المباشرة.

يمكنك القراءة عن الالواح الشمسية  في موضوع "الالواح الشمسية لتوليد الكهرباء"

مم تصنع  الخلايا الشمسية " PV Cells " ؟

قبل ان تفهم عمل الخلايا الشمسية يجب اولا ان تعرف المواد الرئيسية المصنوع منها الخلية الشمسية.

المواد الكهروضوئية او الحساسة للضوء تصنع من اشباه الموصلات ويعتبر عنصر السليكون هو اشهر انواع اشباه الموصلات واكثرها انتشارا وسيتخدم في كل الدوائر الالكترونية ويستخد ايضا في الخلايا الشمسية لتوليد الكهرباء حيث انه هو المكون الرئيسي لها. "هناك انواع من الخلايا الشمسية تستخدم مواد أخري ولكن السليكون مازال الأكثر انتشارا علي الاطلاق"

تصنع الخلايا الشمسية من السليكون النقي ويضاف اليه بعض الشوائب كما هو واضح في الصورة لكي يتكون لدينا نوعين من سبائك السليكون دعونا نتحدث عنهم قليلا. " تابع النظر للصورة التوضيحية وانت تقرأ لتفهم المقصود جيدا"

النوع الأول  N-Type :

 عنصر الفوسفور يوجد لديه خمس الكترونات في المدار الخارجي أما عنصر السليكون يوجد لديه اربع الكترونات في مداره الخارجي.
يتم وضع نسبة قليلة جدا من الفسفور لعنصر السليكون النقي وفي هذه الحالة سوف تتولد روابط بين زرات السليكون وذرات الفسفور المتناثرة ولكن كل ذرة فسفور سوف يظل لديها الكترون حر لا يجد ما يرتبط به وتكون مستعدة للاستغناء عن هذا الالكترون في اي فرصة. وتسمي هذه الالكترونات بالحاملات السالبة الحرة.

النوع الثاني P-Type :

عنصر البورون لديه فقط ثلاثة الكترونات فقط في مداره الخارجي وكما زكرنا فان عنصر الفسفور لديه اربع الكترونات في مداره الخارجي.
يتم وضع نسبة قليلة جدا ايضا من عنصر البورون مع السليكون النقي وفي هذه الحالة تتولد روابط بين ذرات السليكون وذرات البورون المتناثرة ولكن ستظل كل ذرة بورون مازالت بحاجة الي الكترون لكي تكمل الرابطة مع السليكون فتظل دائما في اشتياق الي الكترون جديد حتي تكمل الترابط. وتسمي الثقوب أو الحاملات الحرة الموجبة.

فعليك ان تعلم الآن ان الخلايا الشمسية تتكون بشكل رئيسي من هذين النوعين من سبائك السليكون النوع الموجب P-type والنوع السالب N-type

تركيب الخلايا الشمسية وطريقة عملها :

تركيب الخلايا الشمسية PV Cells  :

كما هو واضح فان الخلية الشمسية تتكون بشكل رئيسي من طبقتين من السليكون الطبقة العليا من النوع السالب N-type والذي تحدثنا عنه وقلنا ان لديها الكترونات تريد التخلص منها عند اقرب فرصة. والطبقة السفلي فهي من النوع الموجب P-type والتي قلنا ان بها فجوات وتتمني لو انها تجد الكترونات تملأ بها هذه الفجوات.

وايضا يوجد شبكة من الأسلاك الموصلة للكهرباء بالأعلي "الكاثود" وطبقة موصلة بالأسفل "الآنود" وفوق كل ذلك طبفة من الزجاج مغطي بمادة غير عاكسة اي انها تسمح للضوء بالدخول ولا تسمح له بالخروج حتي تستطيع استغلال اكبر كمية من الضوء الساقط عليها ولا يرتد جزء منه للخارج.

طريقة عمل الخلايا الشمسية PV Cells :

كما هو واضح فان فوتونات الضوء الساقطة علي الخلية الشمسية من الشمس تسمح للالكترونات الموجودة في طبقة السليكون السالبة N-type ان تتحرر متجهة الي الفجوات الموجودة في طبقة السليكون الموجبة P-type مولدة بذلك جهد كهربي مستمر داخل الخلية مما يؤدي الي مرور تيار كهربي في الكاثود والآنود ( الكاثود والآنود عبارة عن اسلاك موصلة للكهرباء وفي الغالب نحاس )

اذا تم توصيل الكاثود والآنود بطرفي مصباح كهربي صغير مثلا يعمل بتيار مستمر ستجد انه يضيء وهكذا تصبح الخلية الشمسية كالبطارية الصغيرة . اي انها تصبح مصدر للجهد الكهربي طالما انها معرضة لأشعة الشمس.

معايير أختيار الواح الطاقة الشمسية الجيدة

كلنا يخرج الي الأسواق ليشتري أحتياجاته من أكل أو ملابس أو أجهزة كهربية أو حتي أجهزة الكترونية ...وغيرها. وبالطبع ليس بالضرورة ان تصطحب معك خبير أغذية وانت تشتري الأكل أو خبير في المنسوجات وانت تشتري ملابسك او خبير الكتورنيات وانت تختار هاتفك الجوال الجديد. فكل منا يعتمد في أختياره للسلعة المناسبة له علي عدة معايير تختلف هذه المعايير باختلاف نوع السلعة والمعيار الوحيد الثابت لكل السلع هو السعر.

في الحقيقة فان منتجات الطاقة الشمسية مثلها مثل باقي السلع فليس بالضرورة ان تكون متخصص في مجال الطاقة المتجددة حتي تستطيع ان تعرف كيف تشتري الألواح الشمسية الجيدة. فالامر أشبه بأنك تبحث مثلا عن لاب توب بأمكانيات معينة وسعر مناسب وتكون الشركة المصنعة له لها اسم جيد في السوق. هذا هو كل الأمر ببساطة..
في موضوع سابق بعنوان الالواح الشمسية لتوليد الكهرباء كنا قد تحدثنا عن انواع الواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكنك قراءته لكي تتفهم أكثر.

بالنسبة للشركات المصنعة لألواح الطاقة الشمسية فهي كثيرة جدا وتعتبر الصين هي أكبر الدول المحتكرة لهذا المجال علي مستوي العالم. وفي الحقيقة لا توجد شركة مصنعة لألواح الطاقة الشمسية عمرها يزيد عن 10 سنوات لذلك فأن خبرة الشركة ليس معيار ذو أهمية كبيرة وأنت تختار الواح الطاقة الشمسية كما أن معظم الشركات لا تنتج كل الأجزاء بمفردها ولكن تشتري أجزاء من شركات أخري وتقوم بتجميعها. يمكنك ان تقرأ في " أفضل الشركات المنتجة لالواح الطاقة الشمسية "
لذلك فأن الكتالوج الخاص بالألواح الشمسية وورقة البيانات والضمان يعتبروا هم المعايير الرئيسية التي تستطيع من خلالها تقييم جودة المنتج الذي انت بصدد شراؤه.بالطبع بعد ان تحدد نوع الواح الطاقة الشمسية التي ستحتاجها سواء كان متعدد الكريستالات او أحادي وموضوع الالواح الشمسية لتوليد الكهرباء سيساعدك علي ذلك.

ولكن السؤال هنا كيف تستطيع التقييم بناءا علي البيانات المتوفرة مع المنتج؟
الأجابة هي انك ستقوم بالبحث عن المعلومات التي سنزكرها الآن :

أولا:  سماحية القدرة المنتجة من الالواح الشمسية : production power tolerance

ببساطة فمثلا لو قلت لك أن لدينا لوح شمسي من شركة sharp "وهذه الشركة من أفضل الشركات في المجال" قدرة هذا اللوح الانتاجية هي 245 واط, فهل هذا يعني أن كل الألواح الشمسية الذي أخرجها خط الانتاج الموجود بالشركة بهذه القدرة الكهربية متطابقة تماما؟
بالطبع لا فقد تكون طاقتها الانتاجية أكبر من القيمة المكتوبة قليلا أو أقل قليلا وهنا يأتي دور السماحية.
فمثلا لو ان اللوح الشمسي قدرته 245 واط والسماحية له +/- 5 فهذا يعني ان قيمته الانتاجية تترواح بين 240 الي 250
وهناك شركات لا تعطي سماحية بالقيمة السالبة مما يعني انها تضمن ان قيمة القدرة لا تقل عن القدرة الأسمية بل انها قد تزيد.
وبالتأكيد ستجد هذه المعلومة في ورقة بيانات لوح الطاقة الشمسية (solar panel datasheet)ثانيا: ضمان الألواح الشمسية: Warranty 

يأتي في الصفحة الأولي ما يوصف لنا جودة الألواح الشمسية وهو كم سنوات الضمان التي سوف يتم تغطيتها للصناعة والأداء.
معظم الشركات المصنعة تقدم ضمان 10 سنوات علي عيوب الصناعة وضمان 25 سنة للأداء.

ومهم جدا ايضا ان تجد كلمة "linear" كما هو موجود في الصورة بالأعلي. ولكن ما اهمية هذه الكلمة؟

سنشرحها بمثال:

لو ان لدينا لوحين شمسيين
اللوح الأول للطاقة الشمسية صيغة الضمان الخاصة به تقول : نحن نقدم ضمان 10 سنوات ضد عيوب الصناعة وضمان انتاج طاقة بنسبة 90% للسنوات العشر الاولي وضمان انتاج الطاقة بنسبة 80% لمدة 25 سنة من العمر الأفتراضي للوح الشمسي.
اللوح الثاني للطاقة الشمسية صيغة الضمان الخاصة به تقول : نحن نقدم ضمان منتج لمدة 10 سنوات ونقدم ايضا ضمان أداء خطي 90% للسنوات العشر الأولي ونسبة 80% لمدة 25 عاما.

فما هو الاختلاف بين المثالين؟

الشركة المصنعة للوح الشمسي الاول تضمن انه سيقوم بتغيير اللوح في حالة عيب الصناعة ( نفس ضمان أي منتج ) كما انه يضمن اذا قمت باختبار اللوح الشمسي الخاص بك بعد 10 سنوات من التشغيل ( او التسليم ) سوف تجد ان الأداء لم ينخفض أكثر من 10% واذا قمت بقياسه بعد 25 سنة فسوف تجد أن الأداء لم ينخفض أكثر من 20%.

وهذا الضمان يعني أنه من الممكن أن تقل كفاءة خرج اللوح الشمسي الي 90% في السنة الأولي وتظل تعمل لمدة 9 سنوات ب 90% من طاقتها الأسمية التي تعاقدت عليها. وهذا التدهور المبكر شائع جدا. ثم في السنة العاشرة يمكن ان تقل كفاءة خرج اللوح الشمسي الي 80%.

أما الشركة المصنعة للألواح الشمسية الثانية فأنها تقدم ضمان آداء خطي "Linear" وهذا يعني أن انتاج الطاقة الشمسية من اللوح الشمسي سوف تقل بنسبة لا تتعدي 1% سنويا ومن ثم سوف تزداد الاستفادة وسوف تعمل بصورة أكثر كفاءة وتنتج المزيد من الطاقة لمدة 25 عاما.

ونظرا لظاهرة التدهور المبكر الشائعة فأن بعض الشركات المصنعة تضمن الآداء للسنة الأولي فيقول مثلا: أن انتاج الطاقة سوف لا تقل أكثر من 3 - 5% لمدة سنة واحدة من تاريخ التسليم.

ثالثا : شهادات تصديق الواح الطاقة الشمسية : Certifications 

يجب ان تبحث عن شهادات تصديق IEC 61215 و IEC 61730 فستشير اليهم ورقة بيانات اللوح والشركات المصنعة وايضا اذا طلبت شهادات التصديق من المورد فسيقوم بتقديمها اليك. فيجب أن تنظر الي ان الوحدة المعتمدة لأحدث أصدارات مقبولة لهذه المعايير.

وشهادة IEC 61215 تصف متطلبات الجودة لالواح الطاقة الشمسية والاختبارات التي ينبغي تنفيذها من أجل تحديد الخصائص الميكانيكية والكهربية التي ترد في كتالوج اللوح الشمسي وهي ضرورية لظروف تشغيل المنتج.

أما شهادة IEC 61730 فهي تعرف متطلبات السلامة وتتكون من جزأين. ويحدد الجزء الأول مدي موافقة الواح الطاقة الشمسية لجوانب السلامة العامة مثل المسافة بين الأجزاء الموصلة الي الاطار وغيرها والجزأ الثاني يصف الاختبارات الخاصة بالالواح الشمسية.

فيجب ان يكون للوح الشمسي موافقة من الدرجة الأولي Class A للمواصفات القياسية IEC 61730 لتطبيق معيار الوصول غير المحدود unlimited access والجهد الخطرhazardous Voltage والنظم ذات الأخراجات الخطرة hazardous output والجهد الأعلي من 120 فولت تيار مستمر. 

رابعا: درجة الحرارة المتوسطة للتشغيل (NOCT (Nominal Operating Cell Temperature 

يتم قياس القيم الكهربائية الاسمية المعروضة في ورقة بيانات اللوح الشمسي عند 25 درجة مئوية.ولكن عندما تكون في الموقع فان الواح الطاقة الشمسية سوف تعمل عند درجات حرارة أعلي كثيرا حيث سينبغي قياس الآداء في ظروف مختلفة عن ظروف الأختبار القياسية وقياس درجة الحرارة التي سيصل اليها اللوح الشمسي في وضع الدائرة المفتوحة.

فأذا كانت NOCT في حدود (30 - 40 درجة مئوية ) فان لوح الطاقة الشمسية هو أكثر استقرارا وأكثر كفاءة في المناطق ذات الحرارة المعتدلة أغلب الوقت والألواح الشمسية الدارجة تحت قيم 48 - 47 NOCT هي أكثر كفاءة من الألواح ذات قيم أعلي من 55 والتي قد تكون الأسوأ الا اذا كانت مثبتة في صحراء حارة مثلا.

خامسا : المعامل الحراري لالواح الطاقة الشمسية (solar panel temperature coefficients)

في ورقة بيانات الواح الطاقة الشمسية سوف تجد الخصائص الحرارية 

ستجد فيها معاملات درجة الحرارة. أي الانحراف في خصائص لوح الطاقة الشمسية الكهروضوئية من الجهد والتيار والقدرة الكهربية مع زيادة درجة الحرارة.
وكما تري فالمعاملات الخاصة بالجهد والطاقة ذات قيم سلبية مما يعني ان الجهد في الواح الطاقة الشمسية والطاقة المنتجة تقل بارتفاع درجة حرارة الالواح الشمسية وستلاحظ ان معامل التيار ايجابي اي ان التيار الناتج يزداد مع الارتفاع في درجة الحرارة.

وما يهمك هنا هو أنخفاض الطاقة بزيادة درجة الحرارة فأنت تريد ان تعرف كم ستفقد من الطاقة عندما ترتفع درجة حرارة الخلية الشمسية فوق 25 درجة مئوية.

فمثلا :

لو كان معامل درجة الحرارة في الالواح الشمسية 0.48% فهذا يعني ان الطاقة القصوي تنخفض بنسبة 0.48 في المائة لكل درجة تزيد عن 25 درجة مئوية. ففي الصيف مثلا قد تكون درجة حرارة الواح الطاقة الشمسية في فترات الظهيرة 45 درجة مئوية وفي هذه الحالة فأن كمية الطاقة الكهربية المنتجة ستقل بنسبة يمكن حسابها كالآتي:

45 (درجة الحرارة الفعلية الآن مثلا ) - 25 (درجة الحرارة القياسية ) = 20 درجة مئوية زيادة عن درجة الحرارة القياسية

ثم تقوم بضرب هذه الدرجات الزيادة في معامل درجة الحرارة 20 * 0.48 = 9.6 ( تقريبا 10)

أي ان الطاقة المنتجة في هذه الحالة ستقل بنسبة 10%

وعلي العكس فمثلا لو كنا في فصل الخريف او الربيع او حتي الشتاء وكانت درجة حرارة اللوح الشمسي أقل من 25 درجة مئوية فان كمية الكهرباء التي تنتجها سوف تزيد في الواقع أعلي من الحد الأقصي لمستوي تصنيفها.

لذلك يجب ان تبحث عن الواح الطاقة الشمسية التي يكون معامل درجة الحرارة فيها منخفض قدر الامكان.
والواح الطاقة الشمسية الشائعة تكون بمعامل حرارة يترواح من 0.45 و 0.5 % . وسوف يكون من الأفضل لك لو وجدت لوح شمسي معامل الحرارة فيه 0.4% أو أقل خاصة وأننا في بلادنا العربية درجات الحرارة لدينا مرتفعة ومعامل الحرارة هذا هو احد أهم العوامل التي يجب ان نضغها في الاعتبار اثناء شرائنا لألواح الطاقة الشمسية.

وأخيرا أقول ان حصولك علي الواح الطاقة الشمسية ليس بالأمر المعقد فقط يجب ان تضع في أعتبارك هذه المعايير وانت تختاره وستجد انك تستطيع ذلك دون الحاجة لمتخصصين.

بطاريات الطاقة الشمسية

بطاريات الطاقة الشمسية هي بطاريات وظيفتها تخزين الطاقة الكهربية التي ولدتها الألواح الشمسية الفولتوضوئية Photovoltaic panelsاثناء سطوع الشمس في ساعات النهار لكي نستخدم هذه الطاقة الكهربية المخزنة في البطاريات اثناء فترة غياب الشمس بالمساء. وطبعا تستخدم بطاريات الطاقة الشمسية في المنازل في حالة كان النظام منفرد " أي انه ليس متصل اتصال عكسي بشبكة الكهرباء العمومية " ( يمكنك القراء أكثر عن مكونات النظام الشمسي وانظمة التوصيل في الطاقة الشمسية للمنازل )

ولكننا هنا نتحدث فقد عن بطاريات الطاقة الشمسية.

 كما هو موضح في هذه الدائرة البسيطة فان الواح الطاقة الشمسية Solar panel تقوم بتحويل ضوء الشمس الي تيار مستمر ثم يمر التيار عبر اسلاك التوصيل الي منظم الشحن Regulatorواحيانا نسميه Charge controller ووظيفته هي تنظيم الجهد قبل مروره الي بطاريات الطاقة الشمسية التي بدورها تقوم بتخزين الطاقة الكهربية طوال فترة عمل الالواح الشمسية في فترة النهار ثم يمر التيار بعد ذلك الي محول التيار او الانفرتر الذي يقوم بتحويل التيار من مستمر الي متردد وينظم الجهد حتي يصبح مناسب للاستخدام بالنسبة للادوات الكهربية داخل المنزل.

ولكن هناك سؤال يدور في بال الكثيرين ممن يبدأوا في التفكير في بدأ استخدام انظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء ثم يأتي ذكر البطاريات الشمسية فيسأل أحدهم :  

هل يمكن استخدام بطارية السيارة لتخزين الطاقة الشمسية؟

في الحقيقة وبكل تأكيد لا وحتي لو أخبرك أحدهم انها ستعمل فعليك ان تعرف جيدا ان عمل البطارية لفترة مؤقتة ليس معناه نجاحها في العمل فان بطارية السيارة لو استخدمتها في نظام شمسي ستفسد بعد فترة قصير جدا ثم انها لن تستطيع تلبية احتياجك من الكهرباء لفترة طويلة اثناء غياب الشمس.

بطاريات السيارات مصممة لكي تعطيك كمية كبيرة من الشحنة الكهربية في فترة قصيرة وهي فترة بداية دوران المحرك ثم باقي الوقت يتم شحنها عن طريق الدينامو في السيارة. علي عكس بطاريات الطاقة الشمسية التي هي مصممة لكي يتم شحنها طوال فترة سطوع الشمس ثم تقوم بتفريغ شحنتها طوال الليل. وفي الحقيقة بطاريات الطاقة الشمسية هي ما يسميه المتخصصون Deep cycle batteries او بطاريات دورة الشحن العميقة . فما هي اذن بطاريات دورة الشحن العميق ؟

بطاريات دورة الشحن العميق ( بطاريات الطاقة الشمسية )

بطاريات الشحن العميق تستخدم في انظمة الطاقة الشمسية الغير متصلة وكذلك انظمة طاقة الرياح وتطبيقات صناعية وبحرية متعددة. و بطاريات الطاقة الشمسية هي من هذا النوع حيث ان هذه البطاريات تسطيع ان تقوم بعملية الشحن في وقت طويل وبتيار منخفض وكذلك تستطيع تفريغ الشحنة في وقت طويل. كما ان كفاءة الشحن والتفريغ بها قد تصل الي 90% او حتي 95% وهذا رقم كبير جدا ويجعلها مميزة.

ويعتبر الفرق العملي ما بين بطاريات دورة الشحن العميق الحقيقية ( بطاريات الطاقة الشمسية ) و بطاريات الشحن العميق ( للأغراض الملاحية وفي عربات الجولف ) و البطاريات العادية ( بطاريات السيارات )

هو ان بطاريات الشحن العميق الحقيقية ( بطاريات الطاقة الشمسية ) تستطيع ان تتحمل ان تفرغ شحنتها كاملة دون ان تتلف 1200 مرة . أما بطاريات الشحن العميق للأغراض الملاحية وفي عربات الجولف فتستطيع ان تقوم ما بين 200 الي 300 مرة من تفريغ شحنتها كاملة دون ان تتلف. أما بطارية السيارة العادية فقد تتحمل ذلك ما بين 50 الي 100 مرة.

بطاريات الطاقة الشمسية هي بطارية شحن عميق حقيقية ويميزها ان حجم وسمك صفائح الرصاص التي بداخلها كبير حتي يتحمل الحمل الواقع عليها اثناء الشحن الكامل أو التفريغ الكامل. وهذا ما يرفع ثمنها نظرا لأن الرصاص سعره مرتفع.

أنواع بطاريات الطاقة الشمسية

في الواقع يوجد نوعين رئيسيين من بطاريات الطاقة الشمسية وهما :
بطاريات الرصاص المغمورة FLA - Flooded Lead Acid و الغير مغمورة VRLA Valve Regulated Lead Acid

بالنسبة لبطاريات الرصاص المغمورة  FLA
  كما هو واضح من اسمها فالواح الرصاص بها تكون مغمورة تماما بسائل قابل للتأين الكهربي. وعليك جيدا ان تأخذ في اعتبارك ان هذا النوع اثناء عمله يقوم باطلاق غاز الهيدروجين القابل للانفجار فعليك ان تكون حذر جدا الا يتواجد بجانبها اي نوع من اللهب او الشرارة اثناء عملها.

 أما بالنسبة لبطاريات الرصاص الغير مغمورة VRLA
فهي تقريبا لا تحتاج الي صيانة كما انها تطلق كمية مهملة من غاز الهيدروجين ما يجعلها اسهل في النقل وفي التركيب ولا يعتبر التعامل معها فيه شيء من الخطورة.
وهذا النوع يوجد منه ثلاثة انواع رئيسية وهم Wet أو AGM أو Gel .

ال Wet يستطيع ان يقوم بعمل ما يقرب من 500 عملية تفريغ عميقة لما يقرب من 80% من شحنته وهو اصلا مصمم لاأغراض ملاحية ولكن يمكن استخدامه في انظمة الطاقة الشمسية وهو يعتبر حل مثالي واقتصادي اذا كنت تبحث عن التوفير.

اما ال AGM فهو أختصار Absorbed Glass Mat وهو يعني السائل القابل للتأين الكهربي تم امتصاصه في حصيرة اسفنجية.

وبالنسبة لل Gel فهو من اسمه واضح ان السائل تم تحويله الي ما يشبه الجيلي اي انه اصبح أقل ميوعة وأكثر تماسك.

فكلا النوعين سواء AGM أو Gel هما جيدان جدا ويمكن ان يعملوا في اي ظرف ولكن بالطبع الGel هو أفضل وأكثر كفاءة وعمره الافتراضي اكبر كما انه بستطيع ان يقوم بعمل دورة تفريغ عميقة قد يصل فيها الي تفريغ 95% من الشحنة الموجودة بالبطارية.

 أنواع بطاريات الطاقة الشمسية من حيث شكل شرائح الرصاص

بكل بساطة هناك نوعين من بطاريات الطاقة الشمسية اعتمادا علي التقسيم من حيث شكل شرائح الرصاص فهما نوعين :
شرائح مسطحة ( Flat Plates ) وهو يكون فيه الواح الرصاص علي شكل شرائح متراصة وعمرها الافتراضي يكون ما بين 10 الي 12 سنة.

الواح اسطوانية الشكل ( Tubular plate ) وتكون فيه الرصاص علي شكل اسطوانات متداخلة وعمرها الافتراضي يكون ما بين 20 الي 25 سنة.
ويمكن التمييز بين النوعين بمجرد النظر حيث انك ستجد البطاريات ذات الالواح الاسطوانية أطول من الأخري ذات الالواح المسطحة بشكل ملحوظ.

متتبع الشمس

"متتبع الشمس" اختراع جديد يستفيد بأكبر طاقة شمسية ممكنة

تمكن المخترعان المصريان الأستاذ الدكتور حلمي السيد جاد، والدكتور هشام حلمي السيد جاد من اختراع جهاز يعمل على توجيه ألواح امتصاص الطاقة الشمسية ومركزات الإشعاع الشمسي تجاه الشمس للحصول على أكبر كمية ممكنة من الطاقة الشمسية بغرض توليد الطاقة الكهربائية، وأكبر درجة حرارة لاستخدامها في الأفران وأطلقا على اختراعهما اسم "متتبع الشمس".
ويفيد الجهاز في استغلال أكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية أثناء سطوعها، حيث يعمل على تتبع أشعة الشمس منذ طلوعها من الشرق، إلى أن تغرب في آخر النهار، بما يشبه قرص "عباد الشمس".
ويتكون الجهاز من Stepper motor 1 يتبع اتجاه الشمس فى المستوى الأفقى وكذلكStepper motor 2 يتبع الشمس فى المستوى الرأسى ومؤشر يشير إلى اتجاه الشمس. كما توجد دائرة تحكم تزود المواتير بالتيار الكهربى اللازم ومروحة لتبريد مكونات الدائرة. تستمد الدائرة والمروحة التيار اللازم لتشغيلها من Power supply.
طريقة ونظرية العمل:
1-    ضبط توجيه الجهاز فى اتجاه الجنوب باستخدام بوصلة.
2-    يتم ضبط الجهاز أفقياً باستخدام ميزان مياة.
3-    يتم ضبط التاريخ يوم/شهر/سنة وكذلك الوقت بالساعة والدقيقة.
4-    ضبط الزوايا الأفقية والرأسية على الصفر.
5-    توصيل التيار الكهربى للـ Power supply.
6-    يبدأ الـ Stepper motor 2 يتحرك رأسيا فى اتجاه الشمس.
7-    يبدأ الـ Stepper motor 1 يتحرك أفقيا إلى موضع الشمس.
8-    يبدأ الجهاز بتعديل الزوايا على خطوات بمعدل 1.9 o للخطوة.
9-    يعمل الجهاز منذ ساعة شروق الشمس إلى غروبها.
10- يتوقف الجهاز ليلاً وييدأ العمل فى صباح اليوم التالى.
مميزات الجهاز:
1-    يعتمد على معادلات تحدد موضع الشمس.
2-    يستخدم Microcontroller فى برمجة الجهاز باستخدام هذه المعادلات.
3-    سهولة وبساطة الاستخدام.
4-    رخص الثمن.
5-     سهولة الصيانة.
 

تركيب الواح الطاقة الشمسية

يسأل العديد من الناس عن طريقة تركيب الواح الطاقة الشمسية. والحقيقة أن هذا السؤال في منتهي الأهمية وفي منتهي البساطة في نفس الوقت. حيث ان في مخيلة العديد من المهتمين بالطاقة الشمسية ان تركيب الواح الطاقة الشمسية هو أمر معقد ويحتاج الي متخصصين.
ونحن في هذا الموضوع سوف نحاول توضيح كيفية تركيب الواح الطاقة الشمسية من ناحية التوجيه ( التوجيه هو في اي اتجاه وبأي زاوية ميل ستقوم بتوجيه الواح الطاقة الشمسية الخاصة بك أعتمادا علي موقعك الجغرافي. ) وعليك ان تعلم انه يوجد حسابات أخري تعتمد علي وزن الألواح والأطارات المصنوعة من الصلب التي ستحتاجها لكي تحمل الواح الطاقة الشمسية دون حدوث اي اهتزاز او انهيار لها. أما بخصوص التوصيلات الكهربية الخاصة بالواح الطاقة الشمسية سنتناولها في موضوع لاحق ولكن مبدأيا فنحن تحدثنا من قبل عن مكونات انظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء  ويمكنك قرائتها في موضوع  الطاقة الشمسية للمنازل

من المعروف ان الشمس يتغير موقعها في السماء من ساعة الي أخري ومن يوم الي آخر ومن شهر الي شهر. وعلي الرغم من أهمية ذلك لتتابع الليل والنهار وكذلك فصول السنة ولكن هذا لا يعجب المهتمين بالطاقة الشمسية كثيرا. ويجعلنا دائما نسأل السؤال المعروف في اي اتجاه احتاج الي توجيه الواح الطاقة الشمسية الخاصة بي؟؟ دعونا نحلل هذا السؤال سويا لكي تعرف وعن فهم كيف تستطيع تحديد اتجاه الواح الطاقة الشمسية في اي مكان كنت علي سطح الكرة الأرضية.

أولا : كيف يتغير اتجاه الشمس علي مدار اليوم؟

كما هو واضح في الصورة بالأسفل لو انك ثبتت عصا علي الأرض ستجد ان ظلها في أول النهار يكون أطول من العصا نفسها وأرفع منها ولكنك في وسط النهار ستلاحظ ان طول الظل اقصر وفي نفس سمك العصا تقريبا ثم في آخر النهار سيعود الظل رفيع وطويل كما بدأ في أول النهار

بالطبع هذا التغير يعتمد علي حركة دوران الأرض حول محورها, الأمر الذي يجعل وضع الشمس في السماء يختلف بشكل يتناسب مع زاوية دوران الأرض.

ثانيا : كيف يختلف اتجاه الشمس علي مدار السنة؟

من المعروف ان الأرض تدور حول محورها المائل بزاوية 23 درجة تقريبا وفي نفس الوقت تدور حول الشمس دورة كاملة كل 365.25 يوم . وهذا الميل يجعل أحد نصفي الكرة الشمالي أو الجنوبي مواجه للشمس والآخر بعيد نسبيا ولذلك ستجد دائما ان فصول السنة في اي وقت في نصف الكرة الشمالي يقابلها الفصل المعاكس في النصف الكرة الجنوبي.

ولهذه الأسباب ستجد وكما هو واضح في الصورة بالأسفل ان كمية الأشعاع الشمسي الساقط علي المنطقة التي تعيش انت فيها يتناسب مع درجة خط العرض التي تقع عليه مدينتك.

الصورة توضح فصول السنة بالنسبة لنصف الكرة الشمالي وستجد ان النصف الجنوبي هو العكس مباشرة.

في الصورة الآتية منزل يقع في نصف الكرة الجنوبي ستجد انه في اي فصل من فصول السنة الشمس دائما تميل ناحية الشمال وعلي العكس تماما فمن يعيش في نصف الكرة الشمالي ستجد ان الشمس دائما في اي فصل من فصول السنة تميل ناحية الجنوب.

وهنا ياتي سؤال آخر!!!!

ما فائدة كل ما قلناه وما تأثير هذا كله علي أختيارنا للجهة ولزاوية الميل التي سنقوم بتركيب الواح الطاقة الشمسية بها؟

تتلخص أجابة هذا السؤال في اجابة سؤالين.

السؤال الأول: في أي اتجاه سأقوم بتركيب الواح الطاقة الشمسية الخاصة بي؟؟

الأجابة بكل بساطة أيا كان المكان الذي تعيش انت فيه فدائما تشرق الشمس من الشرق وتغرب من الغرب. ولكن دائما الشمس متعامدة علي خط الاستواء ولذلك فأن كنت تعيش في نصف الكرة الشمالي ( وهذا هو الحال في معظم البلاد العربية تقريبا ) وبما ان خط الاستواء يقع في الجنوب منا فأنت ستحتاج دائما ان تجعل الواح الطاقة الشمسية الخاصة بك مواجهة دائما للجنوب. 

السؤال الثاني: بأي زاوية ميل اقوم بتوجيه الواح الطاقة الشمسية الخاصة بي؟؟

في الحقيقة وبرغم من اننا سنحاول وضع اجابة مباشرة لهذا السؤال لأن هدفنا هو التبسيط وليس التعقيد. ولكن عليك ان تعلم اولا ان اجابة هذا السؤال ملتوية قليلا وليست مباشرة كما تظن فمثلا لو نتحدث عن مدينة تقع علي خط الأستواء ستكون الاجابة المباشرة هو ان تجعل الواح الطاقة الشمسية تنظر الي الأعلي مباشرة بشكل افقي. ولو نتحدث عن مكان يقع في القارة الجنوبية ستكون الاجابة مباشرة اجعل الواح الطاقة الشمسية رأسية. ولكن في حالة البلدان المتوسطة ودعونا مثلا نتحدث عن مصر كمثال فان قمنا بتركيب الالواح الشمسية اعتمادا علي زاوية ميل الشمس في فصل الصيف سنجد انه في فصل الشتاء لن نستطيع ان نحصل علي اقصي قيمة.

فان الشمس ترتفع زاويتها في السماء في الصيف وتقل في الشتاء وتكون في وضع متوسط في فصل الخريف والربيع.

وهذا يقودنا الي ان زاوية الميل يجب ان تختلف في كل فصل عن الآخر حتي نحقق اقصي استفادة في كل فصل. ولكن هذا لن يحدث غالبا.

زاوية الميل = درجة خط العرض

ولكن القاعدة تقول انه لتحقيق أعلي استفادة من الاشعاع الشمسي في كل الفصول في السنة فيجب اتباع الآتي:

في فصل الصيف : ( درجة خط العرض - 15 درجة ) هي زاوية الميل المثالية

في الخريف والربيع: ( درجة خط العرض ) هي درجة الميل المثالية

في فصل الشتاء: ( درجة خط العرض + 15 درجة ) هي درجة الميل المثالية

وان كنت لا تنوي تغيير زاوية الميل في كل فصل فيمكنك ضبط زاوية الميل علي فصل الشتاء وستعمل جيدا ايضا في باقي فصول السنة.

ملحوظة : يمكنك الحصول علي درجة خط العرض الخاص بك من كتاب اطلس أو من جوجل ايرث لو اردت تحديدها بدقة

وفيما يلي خريطة بسيطة لتوضيح خطوط العرض لعواصم بلدان العالم.

تبقي لك ان تعلم انه عند تركيب الواح الطاقة الشمسية حاول بقدر الأمكان ان تتفادى ان تقوم بتركيبها في مكان يقع عليه ظل اي مبني او منشأة او جبل محيط بالمكان .

انظمة توصيل الطاقة الشمسية الفولتوضوئية

 حينما نتحدث عن أنطمة الطاقة الشمسية أو انظمة توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية فاننا نعني بذلك فاننا نعني بذلك أحد الخيارين :
- النظام الفردي او النظام المنفصل عن الشبكة ( off grid system )
- النظام المزدوج او النظام المتصل بالشبكة ( on grid system )
وكنا في موضوع الطاقة الشمسية للمنازل قد تحدثنا بشكل عابر عن مكونات انظمة الطاقة الشمسية مثل الألواح والانفرتر والبطاريات والوصلات ومنظم الشحن... وانصحك بقراءة موضوع الطاقة الشمسية للمنازل قبل ان نكمل هذا الموضوع عن انظمة الطاقة الشمسية.

في الحقيقة الأختيار بين النظامين سواء كان المنفصل عن الشبكة أو المتصل بالشبكة لا يكون عشوائي ولكن هناك معايير يتم الأختيار علي اساسها بين النظامين فمثلا لو كان المكان لا يتوفر فيه شبكة كهرباء عمومية بالأساس فليس أمامنا بديل عن أختيار النظام الفردي.

ومثلا ان كانت المساحة المتوفرة لدينا صغيرة نسبيا ولن نستطيع تركيب نظام الواح شمسية فيها يستطيع ان يولد لنا كل كمية الطاقة الكهربية التي نحتاجها بالطاقة الشمسية وحدها سنضطر في هذه الحالة ان نقوم بعمل النظام المتصل بالشبكة.

والأختيار ايضا قد يكون له جدوي اقتصادية فأحيانا نولد نصف الحمل بالطاقة الشمسية والنصف الآخر بالشبكة الأرضية للتوفير.

أو حتي لجعل النظام يعمل فقط في حالات انقطاع التيار الكهربي عن شبكة الكهرباء العمومية.

انظمة الطاقة الشمسية الفردية او النظام المنفصل عن الشبكة ( off grid system)

انظمة الطاقة الشمسية الفردية كما هو واضح بالشكل تعمل بدون ان تتصل بشبكة الكهرباء العمومية ويتطلب هذا النظام وجود بطاريات لتخزين الطاقة الكهربية الزائدة عن الاستخدام لاستخدامها في الليل.  وهذه الانظمة لا بديل عنها في الاماكن النائية والتي لا يتوافر فيها شبكة كهرباء عمومية وبالطبع يمكن ان يعمل هذا النظام في منزل يوجد به كهرباء علي الخط الأرضي ايضا ويمكن بدائرة كهربية بسيطة جعله يعمل اوتوماتيكيا في حالات انقطاع التيار الكهربي فقط اما باقي الوقت يظل المنزل يعمل علي خط الكهرباء العمومي. 

 - انظمة الطاقة الشمسية المزدوجة او النظام المتصل بالشبكة ( on grid system)

في حالة انظمة الطاقة الشمسية المزدوجة يكون عداد الكهرباء مزدوج الاتجاه اي انه يدور في كلا الاتجاهين اما ان تكون الكهرباء متجهة الي المنزل أو ان تكون خارجة من المنزل الي شبكة الكهرباء العامة. بمعني آخر انك بهذا يعتبر انك تقوم ببيع الكهرباء الذائدة عن حاجاتك والتي حصلت عليها بالطاقة الشمسية الي مصلحة الكهرباء.

 ولكن يجب ان تكون سياسة الدولة تعمل بهذا النوع من العدادات حتي تستطيع تركيبه واعتقد ان الدول العربية بدأت تتجه الي هذا النظام. ومن مزايا هذا النظام انه لا يوجد فيه بطاريات ولا منظم شحن كما انه لا يوجد طاقة مهدرة.

 " تخيل لو ان كل المنازل عملت بهذا النظام اعتقد اننا سنصدر كهرباء الي كواكب أخري ^_^ "
 

 ففي النظام الفردي اذا امتلأت البطارية وما زال هناك ضوء للشمس سيقوم منظم الشحن بغلق الدائرة حتي لا تتلف البطارية وبالتالي يكون هناك كمية من الطاقة الشمسية التي لم تستغل. 

وحتي لو كانت سياسة الدولة لا تعمل بنظام العداد المزدوج يمكن ايضا تركيب انظمة طاقة شمسية مزدوجة لديك ولكن ستحتاج الي اضافة دائرة كهربية لتقوم بفصل نظام الطاقة الشمسية وتوصيل شبكة الكهرباء الأرضية اوتوماتيكيا في حالة كان الحمل زائد عن ما يستطيع نظام الطاقة الشمسية انتاجه وغالبا سيحدث هذا ليلا لأن النظام لا يوجد به بطاريات لتخزين الطاقة.

الطاقة الشمسية للمنازل

انظمة الطاقة الشمسية للمنازل:
حينما نقول تعبير " الطاقة الشمسية للمنازل " فاننا نعني بذلك كل التطبيقات التي تستطيع ان تحول الطاقة الشمسية الي اي شكل من اشكال الطاقة التي تلبي احتياجاتنا اليومية داخل المنزل.
هذه التطبيقات قد تكون انظمة الألواح الشمسية الفولتوضوئية ( Photovoltaic systems) او قد تكون سخانات شمسية لتسخين المياه او حتي قد تكون انظمة تبريد او تدفئة بالطاقة الشمسية او انها قد تكون حتي طهو الطعام بالطاقة الشمسية وكل ما قد يرد في ذهنك منتطلبفات الطاقة الشمسية المختلفة داخل المنزل.
ولكن بما اننا قد تعودنا ان الكهرباء تستطيع ان تلبي لنا جميع الاحتياجات التي نريدها داخل المنزل فان اول ما يرد في ذهن من ليس له خلفية عن الطاقة الشمسية حينما نقول مصطلح " الطاقة الشمسية للمنازل " هو هذه الصورة التي بالأعلي وهي صورة منزل يلبي احتياجاته من الكهرباء بالطاقة الشمسية عن طريق نظام الألواح الشمسية الفولتوضوئية " Photovoltaic system "
لذلك فاننا في هذا الموضوع سنتحدث عن انظمة الطاقة الشمسية للمنازل لتوليد الكهرباء "Photovoltaic systems " محاولين تبسيط الموضوع للأجابة عن تساؤلات شخص عادي يريد ان يعرف ما سيحتاجه لتوفير احتياجات منزله من الكهرباء بالطاقة الشمسية وتكلفتها المبدئية وغيرها من التساؤلات.
" تستطيع ان تعلق علي الموضوع باي تساؤل يرد في ذهنك ولم نذكره في هذا الموضوع وسنجيب عليك بكل سرور "

ان كنت تفكر جديا في تشغيل منزلك بالطاقة الشمسية : فمن الطبيعي ان اول تساؤل لديك هو: ما هي تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل وما هي المساحة التي احتاجها ؟؟ 
بالطبع نعلم ان هذا هو أهم سؤال يدور في ذهنك وقد تكون قرأت كثيرا وسمعت كثيرا ولكنك حتي الآن لم تصل الي شخص يخبرك بشكل مبسط كيف تعرف التكلفة المبدأية لاستخدام الطاقة الشمسية للمنازل. ولقد تركنا اجابة هذا التساؤل في آخر الموضوع نظرا لأهمية ان تفهم العديد من الامور أولا قبل ان نجيبك عليه. فتابع معنا ولا تتسرع فالأمر يحتاج الي القليل من الهدوء والصبر.
"تستطيع الآن ان تقوم لتحضر لنفسك كوب من الشاي ثم تأتي لتحتسيه وانت تتابع معي وتركز في كل ما أقول لتفهم الأمر جيدا ثم يسعدني ان تترك تعليقا باي تساؤل تريده ^_^ "

الطاقة الشمسية الفولتوضوئية للمنازل لتوليد الكهرباء ( Photovoltaic Systems ) :

انظمة الطاقة الشمسية للمنازل من هذا النوع هي عبارة عن تكنولوجيا تقوم بتحويل اشعة الشمس الساقطة علي الألواح الفولتوضوئية الي طاقة كهربية تستطيع ان تستخدمها لتلبية احتياجاتك داخل المنزل أو حتي جزأ منها وهذا يعتمد علي حجم النظام نفسه ومدي استهلاكك للكهرباء وموقعك الجغرافي علي الخريطة فشدة الاشعاع الشمسي يختلف من بلد الي اخري وحتي من مدينة الي أخري وأعتقد اننا في عالمنا العربي لايجب ان نقلق اطلاقا من موقعنا الجغرافي علي الخريطة فجميع البلاد العربية بفضل الله غنية بالطاقة الشمسية. 

مكونات انظمة الطاقة الشمسية الفولتوضوئية للمنازل : Photovoltaic System Components

1- الألواح الشمسية Solar Panels :

الألواح الشمسية هي تعتبر العنصر الرئيسي والأساسي في انظمة الطاقة الشمسية للمنازل حيث انها هي التي تكمن فيها تكنولوجيا تحويل الطاقة الضوئية الي طاقة كهربية. واللوح الشمسي كما هو واضح في الصورة عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية المتصلة مع بعضها بالتوالي او بالتوازي وموضوعة في اطار واحد اما اذا تم وضع مجموعة الواح في اطار واحد كبير فتسمي "  مصفوفة " كما في حالة المشاريع الضخمة ومحطات توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية.

أما بخصوص انواعها : فيمكن تقسيمها الي ثلاثة انواع من حيث طريقة التصنيع كل منها له سعره وله كفائته وهذه الانواع هي :

Monocrystalline و polycrystalline و thin film وبالطبع هذه الانواع لا يعلمها الكثير ولا يستطيعون التفريق بينها. فكل منهم له سعره وله كفائته وله استخداماته وعلي اي حال سنفرغ لانواع الألواح الشمسية موضوعا خاصا فيما بعد. وكمعلومة مبدأية " معظم الشركات العربية تستورد النوع الأولpoly نظرا لانه يعتبر ارخص في السعر ولكنه اقل في الكفائة من ال mono "
يمكنك قراءة المزيد عن الألواح الشمسية في موضوع " الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء "

وجميع هذه الأنواع تنتج تيار مستمر طبعا وتذكر هذه المعلومة جيدا.

2- أطار التثبيت:
وهو الاطار الذي سيتم تثبيت الألواح الشمسية عليه ولكن ما أهمية الحديث عنه ؟؟
بالطبع له أهمية كبيرة في تحديد المساحة والمكان وزاوية الميل اعتمادا علي وضع المنزل والمكان الجغرافي وعوامل اخري كثيرة وسوف نفرغ له أيضا موضوع خاص به فيما بعد بعنوان " تثبيت الواح الطاقة الشمسية "


3- منظم الشحن:
بكل بساطة وظيفته تنظيم الجهد والتيار الداخل الي البطارية حتي نحافظ عليها من التلف " كشاحن بطارية المحمول مثلا "

4- البطاريات:
بالطبع بطاريات الطاقة الشمسية هدفها الرئيسي هو تخزين الطاقة الكهربية لكي نستخدمها في الاوقات التي لا تكون الشمس ساطعة فيها كالليل مثلا. ومعظمها تكون بجهد 12 فولت
حينما ينظر الي شكلها اي شخص عادي يظن ان باستطاعته استخدام بطارية السيارة بدلا منها وهذا بالطبع لا يصح لانها بطاريات من نوع دورة الشحن العميق أي انها يمكنها ان تفرغ 80% من شحنتها الكهربية دون ان تفسد. أما بطارية السيارة فستفسد من أول يوم تشغيل. " بالطبع اعلم ان هناك من سيكون له تعليق علي هذا الأمر بان نجعل فصل البطارية عند قيمة تفريغ تعادل نظام فصلها داخل السيارة ولكنك بالطبع بذلك ستستطيع استخدام الطاقة في الليل ساعة علي الأكثر ثم تهدر كل هذا الكم من الطاقة التي جمعتها خلال النهار " ولا نريد ان ندخل في جدالات جانبية. يمكنك قراءة المزيد عن بطاريات الطاقة الشمسية .

5- محول التيار Inverter :
أتذكر حينما تحدثت عن الألواح الشمسية وقلت لك تذكر جيدا معلومة انها تنتج تيار مستمر؟
ولكن جميع الاجهزة الكهربية التي بداخل المنزل تعمل بتيار متردد وهنا تأتي وظيفة محول التيار أو الانفرتر.
فهو الذي يقوم بتحويل التيار من مستمر الي متردد وينظم الجهد الخارج ليتماشي مع نظام الاجهزة الموجودة في المنزل.
وهو يعتبر أغلي قطعة في هذه المجموعة.
وهنا نكون قد انهينا الحديث عن مكونات انظمة توليد الكهرباء ب الطاقة الشمسية للمنازل . وننتقل الي نقطة اخري .....

أنظمة توصيل الطاقة الشمسية للمنازل :

يمكن تقسيم انظمة توصيل الطاقة الشمسية للمنازل الي طريقتين رئيسيتين للتوصيل اولهما هو النظام الفردي وهو يعني ان النظام غير متصل بشبكة الكهرباء العمومية. اما النظام الآخر فهو النظام المتصل بالشبكة العمومية للكهرباء. وسنتحدث ع الأثنين الآن.

1- النظام الفردي:

نظام الطاقة الشمسية للمنازل الفردي كما هو واضح بالشكل يعمل بدون ان يتصل بشبكات الخط العمومي للكهرباء ويتطلب هذا النظام وجود بطاريات لتخزين الطاقة الكهربية الزائدة عن الاستخدام لاستخدامها في الليل.  وهذه هي الانظمة المنتشرة لدينا حتي الآن وبالطبع يمكن ان يعمل هذا النظام في منزل يوجد به كهرباء علي الخط الأرضي ايضا ويمكن بدائرة كهربية بسيطة جعله يعمل اوتوماتيكيا في حالات انقطاع التيار الكهربي فقط اما باقي الوقت يعمل علي خط الكهرباء العمومي.

2- النظام المزدوج أو المتصل بالخط الأرضي

في هذه الحالة يكون عداد الكهرباء مزدوج الاتجاه اي انه يدور في كلا الاتجاهين اما ان تكون الكهرباء متجهة الي المنزل أو ان تكون خارجة من المنزل الي شبكة الكهرباء العامة. بمعني آخر انك بهذا يعتبر انك تقوم ببيع الكهرباء الذائدة عن حاجاتك والتي حصلت عليها بنظامك الشمسي الي مصلحة الكهرباء. ولكن يجب ان تكون سياسة الدولة تعمل بهذا النوع من العدادات حتي تستطيع تركيبه فمعظم الدول حتي هذه اللحظة في العالم العربي لم تتفهم هذا الأمر بعد. ومن مزايا هذا النظام انه لا يوجد فيه بطاريات ولا منظم شحن كما انه لا يوجد طاقة مهدرة. ففي النظام الفردي اذا امتلأت البطارية وما زال هناك ضوء للشمس سيقوم منظم الشحن بغلق الدائرة حتي لا تتلف البطارية وبالتالي يكون هناك كمية من اشعة الشمس التي لم تستغل.

 " تخيل لو ان كل المنازل عملت بهذا النظام اعتقد اننا سنصدر كهرباء الي كواكب أخري ^_^ "

 بالطبع حتي الآن نحن نتحدث عن النظام الفردي الذي يوجد به بطاريات ولكنني اعلم انه قريبا جدا ستعدل العديد من الدول العربية سياستها في توزيع الكهرباء وستتيح استخدام النظام المزدوج. وسوف نتابع هذه التحديثات ونقوم باخباركم بها في وقتها.

تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل

تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل هي تكلفة تلبية أحتيجات المنزل من الطاقة باستخدام الطاقة الشمسية أو حتي جزأ منها. طبعا احتياجات المنزل العادي من الطاقة هو احتياجه للطاقة الكهربية. " أريد فقط ان أخبرك ان تقريبا 20% من استخدام الكهرباء في المنزل في حالة استخدامك لسخان مياه كهربائي ضائع فقط علي تسخين المياه في حين انك يمكنك استخدام سخان مياه بالطاقة الشمسية لتلبية أحتياجاتك اليومية من المياه الساخنة " لذلك انصحك ان تخرج من حساباتك أحمال تسخين المياه والعمل بالسخان الشمسي الذي سنتحدث عنه في موضوع قادم.
دعونا الآن نتحدث عن تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ونبدأ بحسابات احمال الكهرباء ثم حساب تكلفة استخدام الطاقة الشمسية لتلبية هذه الاحتياجات وكذلك المساحة المطلوبة لتثبيت الواح الطاقة الشمسية.

يمكنك أولا ان تقرأ عن مكونات نظام توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية للمنازل حتي تتضح لك الرؤيا قبل ان تدخل في كيفية حساب تكلفة تشغيل منزلك بالطاقة الشمسية.

أولا : معدل استخدامك للكهرباء داخل المنزل ( أحمال الكهرباء ) :

علي عكس اي موضوع آخر سوف تقرأه عن تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل لن نجبرك علي معدل معين لاستخدام الكهرباء فكل منزل له معدل استخدام وسنخبرك بشكل غاية في البساطة كيفية حساب ذلك دون ان ندخل شخص عادي في حسابات معقدة نرهقه بها ونجعله يشعر ان الامر معقد.

بكل بساطة من فاتورة الكهرباء التي تدفعها كل شهر ستجد معدل استخدامك للكهرباء بوحدة (كيلو وات ساعة) Kwh وطبعا تكلفة الفاتورة.

 ان كنت تستخدم سخان كهربي انصحك ان تقوم بطرح 20% من قيمة الفاتورة واللجؤ للسخان الشمسي بدلا من تحميل تسخين المياه علي الكهرباء.

سأطلب منك ان تضع لنا في تعليق معدل استخدامك للكهرباء وكذلك قيمة الفاتورة الشهرية التي تدفعها لكي يستفيد الجميع وكذلك لأننا سنحتاجك ان تساعدنا في عمل دراسة لمتوسط استخدام المنزل في العالم العربي للكهرباء.

 طبعا من السهل جدا قراءة قيمة استهلاكك للكهرباء بالكيلو وات ساعة من فاتورة الكهرباء وحساب المتوسط لعدة اشهر متتابعة ولكي تعرف استهلاكك من الكهرباء بالكيلو وات في ساعات الاستهلاك القصوي في منزلك فقم بعمل هذه المعادلة البسيطة.

معدل استهلاكك الشهري من الكهرباء ب ( كيلو وات ساعة )   × 0.00685 = معدل استهلاك الكهرباء ب ( كيلو وات ) في ساعات الاستخدام القصوي. "هذه المعادلة خاصة بنا ويمكن لأي متخصص التناقش فيها معنا عبر التعليقات "

ثانيا : تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل :

بالطبع حينما نقول تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل نعني بذلك تكلفة الحصول علي الكهرباء الكافية لادارة منزلك من الطاقة الشمسية باستخدام نطام الواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئيةPhotovoltaic panels. 

قبل ان تشرع في ادارة منزلك بالطاقة الشمسية فمن الحكمة ان تعرف جيدا الجدوي الاقتصادية للأمر.

مثال تستطيع تطبيقه بمفردك : 
أسمحوا لي ان ابدأ بالحديث عن شقة عادية جدا يعيش فيها خمس افراد فيكون متوسط استهلاك الكهرباء الشهري بها حوال 200Kwh ( كيلو وات ساعة ) . " طبعا انت ستطبق نفس المثال ولكن حسب استهلاكك انت "
نقوم بقسمة هذا الرقم علي 30 وهو عدد الايام في الشهر سنجد ان معدل الاستهلاك اليومي هو تقريبا 6.5 كيلو وات ساعة.
اي ان هذه الشقة تستهلك يوميا 6.5 كيلو وات ساعة.

نقف هنا لحظة لنسأل انفسنا سؤال مهم هل تستطيع الواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئيةPhotovoltaic panels انتاج الكهرباء طوال اليوم؟ .. الاجابة بالطبع لا لأنها تعمل اثناء النهار فقط لذلك تحدثنا مسبقا ان مكان البلد او حتي المدينة التي سيتم تركيب نظام الطاقة الشمسية بها هو عامل مهم جدا في الحسابات. علي اي حال فمتوسط فترة سطوع الشمس في معظم بلدان العالم العربي 6 ساعات تقريبا. فالنظام الشمسي سيقوم خلال هذه ال 6 ساعات بانتاج كل الطاقة التي سيحتاجها هذا المنزل في اليوم ويقوم بتخزينها في بطاريات تعمل طوال اليوم.

لذلك سنقوم بقسمة معدل الاستهلاك اليومي لهذه الشقة عل 6 فتكون المعادلة كالتالي :
6.5 كيلو وات ساعة / 6 ساعات = 1.1 كيلو وات (تقريبا) 
" لاحظ ان وحدة القياس الآن اصبحت بالكيلو وات وليست كيلو وات ساعة "
 هذا يعني اننا الآن اصبحنا نعلم اننا نحتاج لتركيب نظام لتوليد الكهرباء ب الطاقة الشمسية للمنازل يستطيع ان ينتج لنا 1.1 كيلو وات
وسيتبقي لنا الآن نفس السؤالين المهمين ما هي تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ؟ وما هي المساحة المطلوبة للتركيب ؟

دعونا نبدأ بالسؤال الثاني : ما هي المساحة المطلوبة للتركيب ؟
نحن مازلنا نتحدث في نفس المثال ووصلنا الي اننا سنحتاج نظام يستطيع ان يولد لنا 1.1 كيلو وات ( 1100 وات )

" يجب ان تعلم ان هناك كفاءات مختلفة ومتعددة لألواح الطاقة الشمسية المتاحة في السوق و هي ما بين 100 الي 250 وات لكل متر مربع. " اي ان كل متر مربع من الالواح الشمسية يستطيع توليد ما بين 100 الي 250 وات حسب النوع والكفاءة والشركة المنتجة. وطبعا السعر يختلف.

سنقول اننا نتحدث عن الواح شمسية تستطيع ان تولد 150 وات لكل متر مربع تستطيع قراءة المزيد عن الالواح الشمسية في موضوعالالواح الشمسية لتوليد الكهرباء. في هذه الحالة وبالنسبة للمثال الذي نتحدث عنه تكون المعادلة كالتالي:
1100 وات ( احتياجنا من الطاقة في الساعة ) / 150 (ما تستطيع انتاجه المتر المربع من الألواح الشمسية ) = 7.3 ( تقريبا 8 )
(تم التقريب للعدد الأكبر اعتبارا لأنه سيكون هناك فقد في الطاقة في الانفرتر)
اذن دعونا نقول اننا سنحتاج الي 8 متر مربع  من الألواح الشمسية الفولتوضوئية (Photovoltaic panels ) للتثبيت فوق سطح المنزل لتلبية احتياجات هذه الشقة من الطاقة.

دعونا نسأل السؤال الأول:  ما هي تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ؟
 في الواقع انا لا أحب ان أتعامل مع الشخص العادي كالشخص الخبير في المجال لذلك أميل الي عمل حساباتي الخاصة المعتمدة علي خبرتي لتبسيط الامور جدا بالنسبة للقاريء العادي لذلك وقبل ان اقول طريقة حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل أحب ان اقول لأي متخصص في المجال يقرأ الموضوع انك تستطيع مناقشتي فيما أقول في التعليقات لنتحدث باحترافية ولكني هنا اوجه كلامي للشخص العادي.

نحن مازلنا نتحدث في نفس المثال السابق . وسأخبرك بابسط معادلة لحساب التكلفة القريبة جدا جدا من التكلفة الحقيقة لتركيب نظام شمسي لمنزلك بمنتهي البساطة وبعيد عن كال التعقيدات التي تقرأها كل يوم.
بكل بساطة انت تريد في مثالنا هذا ان تقوم بتركيب نظام يولد 1.1 كيلو وات ( 1100 وات )
والقاعدة الذهبية تقول ان تكلفة توليد 1 وات من الكهرباء بالطاقة الشمسية تكلفك تقريبا 3.2 دولار " هذا الرقم في تناقص مستمر مع التطور المستمر الذي يحدث في المجال "
فتكون المعادلة بمنتهي البساطة كالتالي :
1100 × 3.2 = 3520 دولار
دعونا نقول انها 3600 دولار

أي انه تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل بالنسبة  لشقة عادية تستهلك شهريا 200 كيلو وات ساعة بالطاقة الشمسية هو 3600 دولار وستحتاج الي 8 متر مربع من الالواح الشمسية للتثبيت فوق سطح المنزل.

في الحقيقة التكلفة ليست بسيطة ولكن هذه التكلفة المبدأية. فان النظام الشمسي يعيش اكثر من 25 سنة وتقريبا لا يحتاج الي صيانة تذكر فانت ستظل 25 سنة لا تدفع فاتورة الكهرباء مع العلم ان سعر الكهرباء في تزايد مستمر. اعتقد انه يمكنك حسابها ومقارنة ما ستدفعه من فاتورة الكهرباء خلال 25 سنة وتكلفة النظام الشمسي.

لاحظ انك تستطيع الآن وبكل بساطة اتباع نفس الخطوات التي تحدثنا عنها اعتمادا علي معدل استهلاكك انت والذي كما وضحنا تستطيع ان تجده في فاتورة الكهرباء التي تصلك كل شهر. وبعد ان تقوم بحسابها قم باخبارنا بما توصلت اليه في تعليقك.
ولاحظ ايضا انني لم أجعلك تقوم بحساب احمال كل جهاز بمفرده فأنت لديك بالفعل معدل استهلاكك الشهري من الكهرباء في فاتورة الكهرباء فلماذا كل هذه التعقيدات التي اقرءها علي كثير من المواقع؟ وأيضا لم أتحدث عن سعر كل وحدة من وحدات النظام الشمسي بمفردها فالشخص العادي يريد فقط ان يعرف كم سيكلفه الامر تقريبا بدون تعقيده وادخاله في امور لا يفهم فيها فالسعر الذي حسبته بهذه المعادلة البسيطة يشتمل سعر النظام الشمسي ككل. ثم من سيريد ان يقوم بتنفيذ الطاقة الشمسية بالفعل في منزله هو الذي سيحتاج ان نخبره بالتفاصيل.

مضخات المياه بالطاقة الشمسية

مضخات المياه بالطاقة الشمسية

     يعتبر إسـتخدام الطاقة الشـمسـية لضخ المياه الجوفية من أهم تطبيقات الشركه الهندسيه لإسـتخدام الطاقه الشمسيه كطاقة بديلة نظرا لما يحققه من توفير إقتصـادي على المدى الطويل. وبالإضافة الى إسـتخدام الطاقة الشمسية لضخ المياه للإسـتعمال اليومي في المنازل البعيدة عن الخدمات البلدية فإن ضخ المياه الجوفية لابديل له إقتصاديا لإسـتخدامات الزراعة وتربية المواشـي ذلك أن 100 رأس من البقر الحلوب يشـرب مايزيد عن 13500 ليترا من الماء يوميا مما يتطلب الكثير من الطاقة والتي يمكن توفيرها بإستخدام المضخات التي تعمل بالطاقة الشمسية.

     تقدم الشركه الهندسيه للطاقه الشمسيه نوعان رئيسـيان من مضخات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية وهذان النوعان هما المضخات التي تعمل بإسلوب الطرد المركزي (Centrifugal) والمضخات التي تعمل بإسلوب النقل الفعال (Positive Displacement) وكلا النوعين يقسـم بدوره الى طرازين هما طراز المضخات الغاطسـة (Submersible) والمضخات السـطحية (Surface mount). ويتم إختيار طراز المضخة (غاطسة أو سطحية) بناءا على مصدر المياه المتوفرة، بينما نوع المضحة الواجب إسـتعماله (طرد مركزي أو نقل فعال) فيحدد بحسـب الحاجة اليومية من المياه ومايعرف بـ “مجوع الرأس الديناميكي” او (TDH Total DynamicHead).

     هذا وتسـتخدم المضخات الغاطسـة عادة لضخ المياه من الآبار العميقة بينما تسـتعمل المضخات السطحية للآبـار الضحلة، ونظريا فإنه من الممكن إسـتخدام المضخات السطحية لضخ المياه من آبار بعمق 10 أمتار والتي لايقل منسـوب الماء الثابت فيهـا عن الثلاثة أمتـار.

     ومن الجدير بالذكر بأن المضخـات الغاطســة تتطلب أن يكون الإنبوب التدلي الى البئر بقطر لايقل عن الثلاثة إنشــات. أيضـا فإنه من غير المسـتحسن إسـتخدام البطاريات ضمن أنظمة ضخ المياه بواسـطة الطاقة الشـمسية نظرا لكون إسـتخدام البطاريات لعمليات الضخ الليلي يسـبب نقصان في الكفاءة.

     ولقد اثبتت الدراسات الاقتصادية وكذلك التجربة العلمية بان فترة استرداد رأس المال الخاصة بالمضخات الشمسية مقارنة بمضخات الديزل تتراوح بين 3 : 5 سنوات علما بأنه مازال هناك دعم من الدوله المصرية للوقود التقليدى وكل المؤشرات تؤكد تحول السياسات لدعم الطاقات النظيفه كبديل امثل للطاقات التقليدية الملوثة للبيئة وحرصاً منا على سهولة التواصل مع عملائنا الكرام يمكن بكل سهوله ملئ الفراغات الآتية ببعض البيانات التى يمكن من خلالها عمل التصميم المناسب لنظام ضخ المياه الشمسى الخاص بالعميل :-

1 ) موقع المشروع : ………

2 ) الارتفاع من سطح المياه الى الارض : …….. ( متر )

3 ) وسيلة الري ( غمر / تنقيط / رش ) : ………

4 ) معدل التصرف المطلوب : ………..

5 ) الضغط المطلوب : ………..

6 ) مساحة الارض : ……….

7 ) يوجد خزان مياه ( نعم / لا ) : …….  _ ما هو حجم الخزان : …….. (متر مكعب )

8 ) ما هو ارتفاع الخزان من مستوى سطح الارض : …….. ( متر )

التطبيقات الشائعة

1.    رفع المياه من الابار الجوفية باستخدام المضخات الغاطسه لغرض الرى بالتنقيط او الرش.

2.    رفع المياه من القنوات باستخدام المضخات الغاطسه او السطحية لأغراض الرى بالغمر ولجميع التطبيقات الاخرى.

3.    رفع المياه من الآبار بالمناطق النائية للشرب والاغراض الاخرى.

4.    استخدام المضخات السطحية فى تقليب المياه لتنقية حمامات السباحة.

كفاءة الاداء :

1.    معدل التدفق بحد اقصى 130 متر مكعب / ساعه

2.    حد اقصى لاجمالى الرفع 350 متر

3.    العمر الافتراضى كبير للنظام يصل الى 25 سنه

4.    فترة استرداد المال قليلة مقارنة بالعمر الافتراضى للنظام

5.    النظام صديق للبيئه ولا يسبب اى ملوثات او خروج اى عادم

6.    لا يصدر عنه اى ضوضاء

7.    من الممكن تزويد النظام الشمسى لرفع المياه بانظمة تتبع شمسى تزيد من كفاءة المضخات بنسبة 30 % على الاقل

مقارنة بين مضخات المياه بالطاقة الشمسية ومضخات الديزل :

مضخات الديزل	المضخات الشمسيه	النظام
كبيره جدا	لا يوجد	تكلفة العماله المدربه للتشغيل
استهلاك كبير	لا يوجد	الاستهلاك اليومى للوقود الملوث للبيئه
استهلاك كبير	لا يوجد	استهلاك الزيوت الخاصه بالنظام
كثيره جدا	لا يوجد	الصيانه الدوريه وقطع الغيار
لا يوجد	20	ضمان الاداء ( سنه )
لا يوجد	2	الضمان ضد عيوب الصناعه للنظام بالكامل( سنه )
قليل جدا	25	العمر الافتراضى للنظام ( سنه )
كبير جدا	لا يوجد	التلوث الناتج خلال تشغيل النظام
عاليه جدا	لا يوجد	الضوضاء الناتجه من تشغيل النظام

3 طرق جديدة لتخزين الطاقة الشمسية

في الوقت الذي يحاول فيها خبراء الطاقة الشمسية والباحثون تطوير الواح الطاقة الشمسية لتصبح عملية تصنيعها أقل تكلفة وتصبح الألواح اكثر فاعليه لتجميع أكبر قدر ممكن من أشعة الشمس الساقطة عليها.
من الضروري أيضا ان تحدث طفرة في طرق تخزين هذه الطاقة لكي نستطيع ان نحصل علي الطاقة في فترات غياب الشمس لأطول فترة ممكنة. وفيما يلي بعض الطرق الحديثة في اختصار:

 Flow Batteries

بطاريات السريان المعدنية والتي هي قيد الاستخدام منذ عام 1980 والتي تستخدم ايونات الفناديوم لتخزين الطاقة الكهربية ثم أعادة استخدامها ( أي أنها قابلة للشحن ) هي أحد أهم انواع بطاريات السريان ( flow batteries ) كما انه يوجد منها انواع ذات قدرات عالية جدا وشكلها العام هي خزانات يتم ملأها بأيونات الفناديوم ولزيادة قدرتها التخزينية عليك ببساطة زيادة كمية الفناديوم, ولكن لسؤ الحظ فان عنصر الفناديوم ليس رخيص الثمن.

لذلك قام الباحثون بعرض فكرة أخري وهذه الفكرة مستوحاة من خلايا الوقود (fuel Cells) فخلايا الوقود التي أصبحت تستخدم في الكبسولات والمكوكات الفضائية لمدها بالطاقة والتي تقوم علي فكرة الاستفادة من التفاعلات التي تحدث في المركبات العضوية مثل الميثانول وتحول الطاقة الكيميائية الكامنة بها الي كهرباء. ,وهذه الفكرة كانت فيما اذا اصبح بأمكاننا أعادة شحن خلايا الوقود بالكهرباء مرة أخري مستغلين الطاقة الشمسية. وذلك ومن المعروف ان مكونات خلايا الوقود هي مكونات عضوية ليست مرتفة الثمن فبذلك نحصل علي قدرة تخزين عالية بتكلفة أقل.
وهذه الفكرة بدأت في التطور منذ عام 2013 حتي الآن وقد حققت نجاح مذهل حيث ان تكلفة الكيلو وات ساعة أصبح اقل من 1/4 سنت , كما ان هذا النوع من البطاريات يستطيع ان يقوم باكثر من 5000 دورة تفريغ عميقة, كما انه في عام 2015 تم استخدام مواد غير سامة بها. ولكن لسؤ الحظ لست أعرف ما اذا كان بامكاننا ان نجدها في الأسواق ام لا وأتمني لو أن أحدا من القراء الأعزاء يعرف بهذا الشأن ويفيدنا.

" أقرأ موضوع بطاريات الطاقة الشمسية لتتعرف علي أنواع بطاريات الطاقة الشمسية المتاحة في السوق والفرق بينها "

Hydrogen

في جامعة North Carolina قال البروفيسير توم مايلر "هناك العديد من الأشخاص الرائعون يقومون باشياء رائعة في مجال تخزين الطاقة"

وقد قام توم مايلر في بداية عام 2014 بالاعلان عن طريقة أخري جديدة لتخزين الطاقة الشمسية في شكل هيدروجين بدلا من الكهرباء, حيث ان الفكرة تقوم علي استخدام الماء وتفكيك الروابط بين عناصره للحصول علي الهيدروجين ثم وضع الهيدروجين في خزانات خاصة وحرقه للحصول علي الطاقة.
وفكرة توم مايلر لا تتوقف عند هذا الحد فهو يربو الي ان يجد طريقة يقلل بها الانبعاثات الكربونية في الهواء وذلك بأن يقوم باستخدام ثاني أكسيد الكربون لتخزين الطاقة به عن طريق تحويله الي ميثانول ثم حرق الميثانول كوقود للحصول علي الطاقة منه ثم اعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون الناتج من عملية الاحتراق مرة أخري لتخزين الطاقة به عن طريق تحويله الي ميثانول مرة أخري في عملية مغلقة, علي ان تكون عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون الي ميثاونل باستخدام الطاقة الشمسية.

"هذه الفكرة مازالت في مرحلة البحث والتجربة ولكن, من يعلم قد تطرق أبواب عالم تخزين الطاقة الشمسية قريبا."

Salt

 طريقة أخري لتخزين الطاقة الشمسية في محطات الطاقة الشمسية الحرارية " يمكنك قراءة موضوع محطات الطاقة الشمسية الحرارية " وذلك عن طريق تخزين الطاقة الحرارية في خزانات حرارية تستخدم الأملاح المنصهرة والتي تستطيع ان تخزن كمية كبيرة من الطاقة الحرارية دون ان تغير من حالتها وهذه الطريقة أصبحت منتشرة وتم تنفيذها بالفعل في عدد من محطات الطاقة الشمسية الحرارية.

الصورة من محطة Abengoa للطاقة الشمسية الحرارية بأسبانيا والتي تستخدم الملح المنصهر لتخزين الطاقة الحرارية

أضخم مشاريع الطاقة الشمسية حول العالم

تنتشر مشاريع الطاقة الشمسية في وقتنا الحاضر في العالم بشكل سريع جدا حيث ان الشركات والمؤسسات أصبحت تتنافس في سرعة انشاء وتصميم مشاريع الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات العالم المتزايدة من الطاقة باعتبار الطاقة الشمسية أحد أهم مصادر الطاقة. وتنفق هذه المشاريع مليارات الدولارات سنويا وفيما يلي بعض أهم مشاريع الطاقة الشمسية حول العالم.

 مشروع " شمس 1 "

محطة شمس 1 هي أضخم مشاريع الطاقة الشمسية المركزة في الامارات والعالم.
  قال سلطان الجابر رئيس شركة "مصدر" التي تشرف على مشاريع إمارة أبوظبي للطاقة المتجددة إن القدرة الإنتاجية لمحطة "شمس 1" تبلغ 100 ميغاوات وهي بالتالي "أكبر محطة للطاقة الشمسية المركزة قيد الخدمة في العالم".

وتهدف أبوظبي إلى تامين 7% من حاجاتها في مجال الطاقة عبر مصادر متجددة بحلول العام 2030.

وقال سانتاغو سياغي الرئيس التنفيذي لشركة "أبينغوا سولار" الإسبانية الشريكة في المشروع إن "شمس 1" هو اليوم أكبر محطة للطاقة الشمسية المركزة في العالم من جميع المقاييس".

ويتضمن المشروع صفوفا طويلة من الالواح العاكسة للضوء على مساحة توازي 285 ملعب كرة قدم، وذلك في صحراء المنطقة الغربية في إمارة أبوظبي، على بعد حوالى 120 كيلومترا من مدينة أبوظبي وكانت تكلفة هذا المشروع قد بلغت 600 مليون دولار.

مشروع " McCoy solar "في مقاطعة ريفرسايد بكاليفورنيا

يقع المشروع في مقاطعة ريفرسايد, بكاليفورنيا في الولايات المتحدة الأمريكية, وهذا المشروع يتوقع ان يكون أكبر محطة لللطاقة الشمسية في العالم حينما يتم الانتهاء منه خلال العامين المقبلين.
سعة المحطة ستكون 750 ميجا وات, اي انها قد تغطي تقريبا استهلاك 225 الف منزل من الكهرباء, وهذه المحطة تملكها وستقوم بادارتها شركة McCoy solar التابعة ل NextEra Energy Resources.

"الصورة الموضحة بالأعلي من محطة اركاديا للطاقة الشمسية في مقاطعة ديسوتو بولاية فلوريدا والتي تم انشاءها ايضا بواسطة NextEra ."

مزرعة Desert sunlight بمقاطعة ريفرسايد بكاليفورنيا

وهذه المزرعة ترتبط ب مزرعة Topaz solar باعتبارها أكبر محطة طاقة شمسية عاملة علي وجه الأرض. وتقوم بتوليد 550 ميجاووات من الطاقة الشمسية باستخدام الواح الطاقة الشمسية الفلتوضوئية Photovoltaic .
قام علي انشاء المحطة شركة First solar ويشترك في ملكيتها أيضا شركة NextEra و GE Energy Financial Services و  Sumitomo Corp. of America.

 وتقوم المحطة بتوليد طاقة كهربية بواسطة الواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئية تكفي لتلبية أحتياجات ما يقرب من 170 الف منزل من الكهرباء.

وهذه المزرعة تحتوي علي 8 مليون لوح شمسي.

محطة Topaz Solar بكاليفورنيا.

محطة توباز سولار والتي أنشأتها شركة First Solar بتكلفة 2.5 مليار دولار . وسعة انتاجها الكهربية هي 550 ميجا وات

وهذه المحطة مملوكة الآن ل BHE Renewables وتم انشاء هذه المحطة من الواح شمسية من النوع Thin film .

يمكنك قراءة موضوع الواح الطاقة الشمسية لتتعرف أكثر علي انواع الواح الطاقة الشمسية.

محطة Ivanpah للطاقة الشمسية بصحراء Mojave بكاليفورنيا

تم افتتاح هذه المحطة في فبراير 2014 وكانت في عامها أكبر محطة طاقة شمسية تعمل بنظام الطاقة الشمسية المركزة أو الحرارية. حيث ان فكرة عمل هذا النوع من المحطات والذي يسمي CSP "Concentrated Solar Power" هو مجكوعة من المرايا التي تعكس اشعة الشمس ليتم تركيزها علي خزان موجود علي قمة برج فتصبح المياه بداخله بخار محمص بسبب الطاقة الشمسية المركزة الهائلة وهذا البخار بدوره يمر علي توربينات لتقوم بتوليد الكهرباء.
في هذه المحطة يوجد أكثر من 300,000 مراية آلية التحكم لتتبع اشعة الشمس وعكسها علي خزانات مثبتة علي قمة  ثلاثة أبراج بارتفاع 457 قدم أي ما يقرب من 140 متر.

وتقوم هذه المحطة بتوليد 392 ميجا وات من القدرة الكهربية, وقد تم تنفيذ هذا المشروع بواسطةBrightSource Energy و Bechtel بتكلفة تصل الي 2.2 مليار دولار كما تلقي المشروع ايضا دعم من شركة Google بقيمة 168 مليون دولار وشركة   power company NRG Energy بقيمة 300 مليون دولار.

 محطة الطاقة الشمسية بالهند بقدرة 750 ميجا وات.

في العام المقبل تنوي الهند انشاء محطة طاقة شمسية نهمل بالالواح الفولتوضوئية بقدر 750 ميجا وات. في منطقة ريوا بمادهيا براديش. يعتبر هذا أحد أكبر مشاريع الطاقة الشمسية بالهند ان لم يكن اضخمها وسيتم انشاءه بالكامل بتحالف المؤسسات الحكومية المختصة.
ويذكر ان اضخم محطة طاقة شمسية عاملة بالهند الآن في نيماتش وسعة المحطة 130 ميجاو وات.

منقول عن http://najiabm.blogspot.com.eg/2016/01/blog-post_2.html