بواسطة Norhan | مارس 15, 2022 | طاقة شمسية
بطاريات النيكل والحديد (Ni-Fe)، والمعروفة أيضًا باسم بطاريات النيكل القلوية أو بطاريات إديسون هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن ذات عمر افتراضي طويل وعمق تفريغ مرتفع (DoD) وسمعة طيبة في المتانة، يمكن للبطارية أن تتحمل الشحن الزائد والإفراط في الشحن وقصر الدائرة ومع ذلك تدوم 20 عامًا أو أكثر.
ما هي بطارية الحديد والنيكل؟
بطارية النيكل والحديد (Ni-Fe)، هي بطارية قابلة لإعادة الشحن، بها صفائح موجبة من أكسيد النيكل (III)، وألواح سالبة من الحديد، مع إلكتروليت من هيدروكسيد البوتاسيوم، حيث يتم الاحتفاظ بالمواد الفعالة في أنابيب فولاذية مطلية بالنيكل أو جيوب مثقبة، كما أنها بطارية قوية جدًّا تتحمل إساءة الاستخدام (كالشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، والقصور في الدائرة الكهربائية).
يمكن أن تتمتع بعمر طويل جدًّا حتى لو تم علاجها، وغالبًا ما يتم استخدامه في حالات النسخ الاحتياطي، حيث يمكن شحنه باستمرار، ويمكن أن يستمر لأكثر من 20 عامًا، ونظرًا لانخفاض الطاقة النوعية، وسوء الاحتفاظ بالشحن، وارتفاع تكلفة التصنيع، فقد حلّت أنواع أخرى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن محل بطارية النيكل والحديد في معظم التطبيقات.
ما هي بطاريات حديد النيكل Ni FE؟
عيوب بطاريات الحديد والنيكل
لكن العيوب هذا النوع من البطاريات تفوق المزايا فمنها:
تبلغ التكلفة الأولية 30٪ على الأقل فوق بطارية الرصاص الحمضية المتطورة ذات الحجم المماثل (مع الأخذ في الاعتبار الطاقة القابلة للاستخدام) وأيضًا لا تزال أغلى بكثير من بطاريات الليثيوم أيون.
تتميز بطاريات النيكل والحديد بكثافة طاقة أقل وقوة نوعية أقل مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية (أو من ناحية عامة فهي أقل كفاءة)، تأخذ الخلايا شحنة ببطء، وتتخلى عنها ببطء (لا يمكنها توفير طفرات طاقة كبيرة مفاجئة)، هذا يعني أن المرء سيحتاج إلى المزيد من البطاريات والمزيد من الألواح الشمسية لتحقيق ناتج نظام طاقة “قياسي” قائم على حمض الرصاص، بالإضافة إلى ذلك، تتمتع بطاريات Ni-Fe بمعدل تفريغ ذاتي كبير يبلغ 1٪ يوميًّا.
إنها تنتج الكثير من الهيدروجين، مطلوب استخدام الغاز يوميًّا للحصول على الأداء المتوقع، غاز الهيدروجين متفجر، لذا فإن التهوية الجيدة أمر حتمي.
لا تدعم معظم المعدات الشمسية خصائص بطاريات Ni-Fe، نافذة الجهد واسعة جدًّا لدرجة أنه من المحتمل أن تغلق المحولات القياسية نفسها جيدًا قبل تفريغ البطارية بالكامل، ومن ثم فإن الادعاءات مثل “السعة القابلة للاستخدام بنسبة 100٪” مبالغ فيها؛ مما سيزيد من التكلفة والحجم والصيانة.
جهد الخلية هو 1،2 فولت، لذلك تحتاج إلى 40 خلية لتشكيل بنك بطارية 48 فولت، حتى أن بطاريات البطاريات الأصغر تزن طنًّا بسهولة، هذا يضيف إلى تكلفة الشحن والتخزين (صندوق البطارية / أبعاد الغرفة) والتركيب والصيانة.
معظم البطاريات المباعة هذه الأيام مصنفة على أنها “لا تحتاج إلى صيانة”، لا تزال بطاريات الرصاص الحمضية ذات الخلايا الرطبة متوفرة وربما أفضل من تقنية الخلايا الجافة، ولكن RPC لا توصي بها لأن الوقت قد أظهر أنه في مرحلة ما سيتم إهمال الصيانة، في حين أن بطاريات Ni-Fe قد تصمد أمام مثل هذه العلاجات دون تلف، فإن أدائها سينخفض بالتأكيد، يجب فحص بطاريات Ni-Fe وتزويدها أسبوعيًّا، فحص وتعبئة 40 خلية يستغرق وقتًا طويلًا ومملة، علاوة على ذلك، في كثير من الأحيان يجب استبدال محلول الإلكتروليت بالكامل – تمرين فوضوي ومكثف العمالة.
ما هي بطاريات حديد النيكل Ni FE؟
مميزات بطارية النيكل والحديد
- وزن هذه البطارية أقل من أنواع البطاريات الأخرى؛ لأنها تحتاج إلى كمية أقل من الإلكتروليت، كما أن الألواح أخف وزنًا.
- عمر الخدمة للبطارية أعلى بكثير بسبب الأحكام المختلفة التي تم اتخاذها.
- هذه الأنواع من البطاريات أقوى، ولها هيكل متين بسبب الهيكل الفولاذي، ولهذا السبب فهي لا تتأثر بالاهتزازات أو الصدمات والتيارات الثقيلة ولا تعاني من قصر الدائرة.
صيانة ورعاية بطاريات حديد النيكل
نحن نعلم بالفعل أن هذه البطاريات تحتاج إلى صيانة أقل من أنواع البطاريات الأخرى، يتمثل الإجراء الاحترازي الرئيسي الذي يتم اتخاذه لهذه الأنواع من البطاريات في الحفاظ على مستوى الإلكتروليت الموجود داخل البطارية، لأنه إذا أصبح مستوى الإلكتروليت أقل من الألواح الموجودة بالداخل، فإن البطارية تتلف بسرعة كبيرة، وتتعرض البطارية لأضرار لا رجعة فيها، ولمنع حدوث ذلك يجب ملء البطارية بالماء المقطر مرة واحدة على الأقل في الأسبوع، هناك صيانة أخرى مطلوبة لهذه البطارية وهي تغيير محلول الإلكتروليت من وقت لآخر، عندما تنخفض الجاذبية النوعية للمحلول إلى أقل من 1.16 يتم تغيير المنحل بالكهرباء، وأخيرًا، من المهم مراعاة ضرورة تفريغ البطارية إلى صفر فولت قبل إخراجها للصيانة لفترة طويلة.
بواسطة Norhan | مارس 8, 2022 | طاقة شمسية
تعمل الطاقة الشمسية على تغيير الطريقة التي ننظر بها إلى كيفية مصدر الطاقة التي نحتاجها، ونظرًا لمدى سرعة تقدم التكنولوجيا بما يتماشى مع بحثنا عن طاقة أنظف، فلنلقِ نظرة على الأنواع المختلفة للطاقة الشمسية المتاحة.
تقليديًّا تأتي الكهرباء لدينا عبر الشبكة، حيث نولّدها عن طريق حرق الفحم أو الغاز الطبيعي، على الرغم من ذلك لا يمكن أن يستمر اعتمادنا على الكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري، لحسن الحظ، فإن سعينا للتحول إلى البيئة يساعدنا في رحلتنا لإيجاد بدائل أقل تلويثًا.
الطاقة الشمسية هي نوع من الطاقة المتجددة الأفضل للبيئة، فما الذي لا تحبه فيها؟ بالطبع، مثل أي تقنية، تأتي الطاقة الشمسية مع مزاياها وعيوبها، سواء كانت أنظمة تجارية أو أنظمة سكنية، فإن الأنواع المختلفة للطاقة الشمسية توضح مدى الفوائد التي يمكن أن نتوقعها من الطاقة المتجددة.
ما هي أنواع مختلفة من الطاقة الشمسية؟
-
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يعود تاريخ الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى حوالي ثلاثينيات القرن التاسع عشر عندما تم اكتشاف التأثير الكهروضوئي، في وقت لاحق، في عام 1954، قامت شركة Bell Laboratories في الولايات المتحدة ببناء أول لوحة كهروضوئية شمسية.
لفهم هذا النوع من الطاقة الشمسية، من المفيد التفكير في الألواح الشمسية على الآلة الحاسبة، تعمل الألواح الشمسية عن طريق تحويل ضوء الشمس المباشر إلى كهرباء.
تعدّ أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية أحد أكثر أنواع أنظمة الطاقة الشمسية المتاحة شيوعًا، عادةً ما يتكون عدد من الخلايا الشمسية من الألواح الكهروضوئية، وتنتج تيارًا مباشرًا تتحول المحولات إلى تيار متناوب، تُعرف مجموعة الألواح الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالمجموعة المطلوبة لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء باسم أنظمة الخلايا الشمسية.
اليوم يمكننا أن نرى بعضًا من أكبر الدول في العالم، بما في ذلك الصين والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي، يطرحون مزارع شمسية واسعة النطاق لزيادة الطاقة الشمسية، اعتبارًا من عام 2018، بلغ إجمالي الطاقة الشمسية لهذه البلدان 175، 180 ميجاوات و62، 200 ميجاوات و115، 234 ميجاوات على التوالي، وفي الوقت نفسه، تتحرك البلدان النامية أيضًا بحثًا عن الطاقة المتاحة مجانًا مع توسع السكان.
في عام 2018 كانت آسيا تسير قدمًا من حيث تركيبات الألواح الشمسية 5، شكلت المنطقة 75 ٪ من منشآت الطاقة الشمسية العالمية، مما يثبت أن الألواح الكهروضوئية التي تولد الطاقة من ضوء الشمس تبدو واحدة من أكثر أشكال الطاقة الشمسية شيوعًا.
محليًّا انخفض سعر تركيب الخلايا الشمسية الكهروضوئية بشكل كبير نتيجة للحوافز الحكومية والتخفيضات، نتيجة لذلك وبغض النظر عن أسطورة النفقات، تستفيد المزيد والمزيد من المنازل الآن من الطاقة النظيفة المشتقة من الشمس.
فيما يتعلق بالكفاءة سينتج نظام الألواح الشمسية الكهروضوئية حوالي 200 كيلو وات في الساعة في ظل ظروف الاختبار العادية، هذا يعتمد على لوحة شمسية ذات كفاءة 20٪ ومساحة 1 م.
اليوم توجد الطاقة الشمسية المركزة، أو CSP، عادة في المنشآت الكبيرة الحجم التي توفر الكهرباء للشبكة.
تتمتع الطاقة الشمسية المركزة بتاريخ مثير للاهتمام، يعتقد الكثيرون أنه يعود إلى أرخميدس وزجاجه المحترق، يستخدم هذا النوع من الطاقة المرايا والعدسات لتركيز مساحة كبيرة من ضوء الشمس على جهاز الاستقبال.
في عام 1866، تم استخدام حوض مكافئ لإنتاج البخار مما جعل من الممكن تشغيل أول محرك بخاري يعمل بالطاقة الشمسية، ومع ذلك حصل أليساندرو باتاغليا على أول براءة اختراع في عام 1886 وفي عام 1929، أنشأ الدكتور آر إتش جودارد نظامًا للطاقة الشمسية باستخدام طبق مرآة.
كما هو الحال حاليًا هناك أربعة أنواع من تقنيات الطاقة الشمسية المركزة، هذه هي حوض القطع المكافئ، والصحن، وعاكس فرينل الخطي المركّز، وبرج الطاقة الشمسية.
تم نشر النظام الأول في عام 1984، وبحلول نهاية ذلك العام وصل عدد الأنظمة إلى 14 نظامًا، وبحلول عام 2019، وصلت التركيبات على مستوى العالم إلى 6، 451 نظامًا، تستخدم التركيبات الحديثة آلاف المرايا، وتركز طاقة الشمس في منطقة صغيرة تسخن بشدة، ثم تقوم الحرارة بتشغيل توربينات بخارية لتوليد الكهرباء.
يناسب هذا الشكل من الطاقة الشمسية البلدان التي تشهد مستويات عالية جدًّا من أشعة الشمس، لذلك ليس من المستغرب أن تمتلك إسبانيا أكبر قدرة استيعابية تبلغ 2300 ميجاوات بينما تتبعها الولايات المتحدة وجنوب إفريقيا بقوة 1738 ميجاوات و400 ميجاوات.
لا تحظى الطاقة الشمسية المركزة بشعبية كبيرة في التطبيقات واسعة النطاق مثل استخدام الألواح الكهروضوئية أو الألواح الكهروضوئية، ومع ذلك فإنها تتمتع بكفاءة تحويل تصل إلى 25٪ إلى 35٪.
تركيبات-الطاقة-الشمسية-للمزارع
-
تسخين المياه بالطاقة الشمسية
بدأت الطاقة الشمسية لتسخين المياه بطلاء أسود على الخزانات واستخدم لتسخين المياه، نظرًا لأن الطلاء الأسود يمتص حرارة الشمس، فإنه يسخن الماء بداخله، بقدر ما قد يبدو هذا بدائيًّا، فإنه يوضح أننا فهمنا قوة الطاقة الشمسية منذ وقت مبكر.
تم إنشاء أول محطة للطاقة الشمسية الحرارية في المعادي، مصر، ومع ذلك لم يتم استخدام مجمعات الألواح المسطحة لتسخين المياه بالطاقة الشمسية في فلوريدا وجنوب كاليفورنيا حتى عشرينيات القرن الماضي.
عادة ما نرى هذا الشكل من الطاقة الشمسية في المواقف المنزلية والتجارية والصناعية، باستخدام التكنولوجيا المتوفرة لدينا، يتم تسخين سائل عامل باستخدام مجمّع مواجه للشمس، سينتقل هذا بعد ذلك إلى نظام تخزين حيث يمكننا تسخين المياه المحيطة بالأنابيب التي تحتوي على سائل العمل.
لتشغيل شبكات الكهرباء لدينا، بلغت قدرة تسخين المياه بالطاقة الشمسية 472 جيجا واط اعتبارًا من عام 2017، تقود الصين والولايات المتحدة وتركيا الطريق فيما يتعلق بالتبني، ومع ذلك فإن نصيب الفرد، مثل باربادوس والنمسا وقبرص، يسيطر على السوق.
الحرارة التي يولدها هذا النظام تتناسب مع كمية الحرارة من الشمس، لذلك فإن تلك البلدان التي لديها مناخات أكثر دفئًا وأكثر إشراقًا من المرجح أن تستفيد من هذا النوع من الطاقة الشمسية، هذا يغذي كفاءة هذه الأنظمة، لذلك في المناطق التي ترتفع فيها درجات الحرارة، يمكن أن يكون تسخين المياه فعالًا للغاية من حيث التكلفة، نتيجة لذلك تكون أوقات الاسترداد أقصر عندما يتعلق الأمر بتركيب الطاقة الشمسية في المناخات المُشمسة.
-
تدفئة حمامات السباحة بالطاقة الشمسية
يعد تشغيل نظام تدفئة للحفاظ على حمام السباحة دافئًا عملية مكلفة، يعد الحفاظ على درجة حرارة الماء تكلفة مستمرة يمكن تقليلها باستخدام الطاقة الشمسية المشتقة من الشمس.
يعود تاريخ تسخين المياه بالطاقة الشمسية التجارية إلى عام 1891، وفي غضون خمس سنوات من ذلك، كانت التكنولوجيا تسخين حمامات السباحة في جميع أنحاء ولاية كاليفورنيا، كانت فلوريدا الولاية التالية التي تليها، ولكن كان هناك نقص في النحاس نتيجة الحرب العالمية الثانية، إلى جانب ذلك كانت الكهرباء تهيمن، في ذلك الوقت، دفعت صناعة المياه بالطاقة الشمسية الثمن.
على الرغم من هذه الضربة القاضية، بعد حوالي 50 عامًا، أصبح الاتجاه السائد مرة أخرى، كان الدافع وراء ذلك ارتفاع أسعار الوقود والحظر النفطي الذي تفرضه منظمة البلدان المصدرة للبترول (أوبك)، ومع ذلك فإننا نبحث الآن عن طرق جديدة ومبتكرة لتقليل استخدامنا للوقود الأحفوري والكهرباء أثناء محاولة تحسين التوقعات لكوكبنا.
لذلك شهد طلب المستهلكين زيادة شعبية تدفئة المسابح الشمسية، يعمل هذا بنفس طريقة تسخين المياه بالطاقة الشمسية، الألواح أو الألواح الكهروضوئية المحتوية على موصلات حرارية تلتقط الحرارة من ضوء الشمس وتحولها إلى طاقة، وبالتالي ماء ساخن.
تتكون هذه الأنظمة تقليديًّا من أربع مكونات، هذه هي المجمع الشمسي والمضخة والصمام والمرشح، يمر الماء عبر الفلتر ثم إلى مجمعات الطاقة الشمسية أو الألواح التي تشكل مصدر الطاقة، ستعمل الحرارة هنا على تسخين الماء قبل إعادة ضخّ الماء الساخن إلى البركة.
بصرف النظر عن تكاليف التثبيت الأولية، تعد هذه الأنظمة طريقة رائعة لتعزيز الكفاءة، إنها تقلل التكاليف وتستخدم حرارة الشمس لتسخين المياه، كل هذا يقلل من الحاجة إلى الطاقة الكهربائية المشتقة من الشبكة.
بواسطة Norhan | مارس 1, 2022 | طاقة شمسية
معظم الألواح الشمسية التي تراها لها لون أزرق، على الرغم من أن بعض الألواح سوداء اللون، يأتي مصدر اختلاف اللون هذا من الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع نوعين مختلفين من الألواح الشمسية: أحادي البلورية ومتعدد البلورات، في هذه المقالة، سوف ندرس ما يمكن أن يخبرك به لون الألواح الشمسية، وما الذي يجعل الألواح الشمسية زرقاء.
الألواح الشمسية الزرقاء مقابل السوداء
تكون الألواح الشمسية زرقاء بسبب نوع السيليكون (متعدد الكريستالات) المستخدم لمجموعة معينة من الألواح الشمسية، يرجع اللون الأزرق إلى حد كبير إلى الطلاء المضاد للانعكاس الذي يساعد على تحسين قدرة امتصاص وكفاءة الألواح الشمسية، غالبًا ما تكون الألواح الشمسية السوداء (أحادية البلورية) أكثر كفاءة حيث تمتص الأسطح السوداء الضوء بشكل طبيعي.
الغالبية العظمى من الألواح الشمسية الكهروضوئية الحديثة مصنوعة من السيليكون، وهو عنصر غير معدني يستخدم في معظم الإلكترونيات الحديثة، يستخدم السيليكون في الألواح الشمسية جزئيًّا بسبب قدرته على امتصاص معظم الأطوال الموجية للضوء وإنتاج شحنة كهربائية ، وجزئيًّا لأننا نستطيع تجاريًّا إنتاج بلورات شبه مثالية منه بسعر منخفض نسبيًّا، تأتي الاختلافات في الألواح الشمسية من عدة مصادر، أهمها نقاوة السيليكون المستخدم في الوحدة، معظم الألواح الشمسية لها صبغة زرقاء وهي مصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات، في حين أن النسبة الأصغر التي تظهر باللون الأسود مصنوعة من السيليكون أحادي البلورية.
الألواح الشمسية الزرقاء
يتكون السيليكون المستخدم في الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات من السيليكون الخام الذي تم صهره وصبه في قالب مربع، لا تقوم هذه العملية بمحاذاة السيليكون تمامًا، مما يؤدي إلى تكوين العديد من بلورات السيليكون الفردية داخل القالب، تنتج طبيعة بلورات السيليكون الفردية أيضًا المظهر المرقط اللامع واللون الأزرق المميز للألواح متعددة الكريستالات.
تؤدي عملية تصنيع الخلايا متعددة البلورات إلى تقليل الفاقد واستخدام الطاقة مقارنة بتلك اللازمة لإنتاج خلايا أحادية البلورية، نتيجة لذلك، تعد الألواح الشمسية متعددة الكريستالات أقل تكلفة وتستخدم على نطاق واسع، نظرًا لانخفاض تكلفة إنتاج الألواح الشمسية متعددة الكريستالات، فإن حوالي 90 في المائة من الألواح الشمسية الموجودة في السوق اليوم هي متعددة الكريستالات، وبالتالي فإن معظم الألواح الشمسية لها لون أزرق.
الألواح الشمسية السوداء
السيليكون المستخدم في صنع الخلايا الشمسية أحادية البلورية يتمتع بمستوى عالٍ من النقاء، يتم توجيه كل السيليكون بنفس الطريقة في خلية شمسية أحادية البلورية، مما يؤدي إلى تكوين بلورة سيليكون واحدة كبيرة، بسبب الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع طبقة السيليكون أحادي البلورية، تظهر الألواح الشمسية أحادية البلورية باللون الأسود، عملية محاذاة السيليكون في بلورة واحدة، والمعروفة باسم عملية Czochralski، كثيفة الطاقة وتؤدي إلى ضياع بعض السيليكون، نتيجة لذلك، تكلِّف الألواح أحادية البلورية أكثر من الألواح الشمسية متعددة الكريستالات.
أي نوع من الألواح هو الأفضل الأسود أم الأزرق؟
توفر كل من الألواح الشمسية أحادية البلورات السوداء والأزرق الكريستالات مزايا وعيوب فريدة، نظرًا لتوحيدها ومحاذاة السيليكون في الخلايا الشمسية أحادية البلورية، تميل الألواح أحادية البلورية إلى تحقيق كفاءة أعلى من الألواح متعددة البلورات، ومع ذلك، فإن هذه الكفاءة العالية تأتي بسعر أعلى، لأن الألواح الشمسية أحادية البلورية تكون أكثر تكلفة بشكل عام في الإنتاج والشراء، تتميز الألواح الشمسية متعددة الكريستالات بعملية إنتاج أقل كثافة (السيليكون أقل نقاء ولا يحتاج إلى محاذاة)، مما يؤدي إلى انخفاض الأسعار بالنسبة للمستهلكين والقائمين بالتركيب.
إذا كانت الكفاءة هي شاغلك الرئيسي، فقد يكون الإعداد الشمسي أحادي البلورية هو أفضل خيار لك، وبالمثل إذا كنت تريد أقل سعر لمشروعك الشمسي، فيمكن أن تعمل الألواح متعددة الكريستالات بشكل أفضل.
ابحث عن الألواح الشمسية المناسبة لمنزلك
إذا كانت الجماليات مهمة بالنسبة لك، فإن الفرق بين الألواح أحادية البلورية السوداء والأزرق متعدد الكريستالات قد يحدث فرقًا في قرارات التسوق بالطاقة الشمسية، في سوق الطاقة الشمسية الحصول على عروض أسعار من مثبتات الطاقة الشمسية، وحتى ترك ملاحظات الخاص بك إذا كنت تريد نوعًا معينًا أو لونًا معينًا من الألواح الشمسية، يقدم المثبتون المؤهلون والذين تم فحصهم مسبقًا العديد من أنواع التركيبات الشمسية ويمكنهم العمل معك لتخصيص حل الطاقة الشمسية في منزلك.
مزايا الألواح الشمسية الزرقاء والسوداء
ما هي الألواح الشمسية المناسبة لك؟ يعتمد هذا القرار على عدد من العوامل، بما في ذلك ميزانيتك، ومساحتك، بالإضافة إلى بعض النقاط الأخرى، والتي تم إبرازها جميعًا أدناه.
مميزات الألواح الشمسية السوداء
-
أكثر كفاءة في استخدام الطاقة
المحاذاة الموحدة لبلورات السيليكون في لوحة أحادية البلورية تجعل هذه الألواح أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، تحتاج عادةً إلى ألواح شمسية سوداء أقل من الألواح الشمسية متعددة الكريستالات لتوليد نفس القدر من الطاقة، مما يجعل الألواح الشمسية السوداء الخيار الأفضل عندما يتعلق الأمر بتوفير المساحة.
بالإضافة إلى كفاءة الطاقة، تمتص الألواح السوداء أيضًا ضوءًا أكثر من الألواح الزرقاء، هذا يعني أن الألواح السوداء قادرة على امتصاص المزيد من أشعة الشمس، وبالتالي توليد المزيد من الطاقة الشمسية، هذا يؤدي إلى إنتاج المزيد من الطاقة لمنزلك أو عملك.
تعمل الألواح الشمسية أحادية البلورية السوداء بشكل أفضل في الطقس الأكثر دفئًا، مع كل الخلايا الشمسية، ينخفض إنتاج الكهرباء مع ارتفاع درجة الحرارة، ومع ذلك، فإن هذا التدهور الناتج يكون أقل حدة في اللوحات السوداء مقارنة باللوحات الزرقاء.
الألواح الشمسية السوداء موفرة للمساحة. نظرًا لأن الخلايا الشمسية أحادية البلورة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، فإنك تحتاج إلى عدد أقل من الخلايا الشمسية أحادية البلورية مقارنة بالخلايا الشمسية متعددة البلورات لتوليد نفس الكمية من الطاقة.
مميزات الألواح الشمسية الزرقاء
كان يُعتقد سابقًا أن الخلايا متعددة البلورات أدنى من الخلايا أحادية البلورية لأنها كانت أقل كفاءة إلى حد ما، ومع ذلك، نظرًا للطريقة الفعالة من حيث التكلفة لإنتاج الخلايا الشمسية متعددة الكريستالات، فقد ظهرت كتكنولوجيا مهيمنة في سوق الألواح الشمسية السكنية.
-
أقل تكلفة للإنشاء والصيانة
نظرًا لأن إنتاج الألواح الشمسية الزرقاء أسهل في الإنتاج، فهي أيضًا أقل تكلفة، كل من تكاليفها الأولية والتركيب أرخص بكثير بالمقارنة مع الألواح الشمسية السوداء، يتم استخدامها أيضًا بشكل أكثر شيوعًا، لذا فإن الإصلاحات سريعة وسهلة.
بواسطة Norhan | فبراير 22, 2022 | طاقة شمسية
تعتمد عملياتنا في العالم بأسره بشكل كبير على موارد الطاقة، ومع ذلك غالبًا ما يتم التغاضي عن ندرتها، وقد حفّز هذا التحدي العالمي للطاقة وشجع الكثيرين على الالتقاء نحو مصادر الطاقة البديلة من أجل غد أفضل.
التكنولوجيا الكهروضوئية هي تقنية مستدامة وصديقة للبيئة تتقدم لإحداث فرق في صناعة الطاقة المتجددة، حيث يقال إن إشعاع الشمس له إمكانات هائلة من حيث إنتاج الطاقة، وبسبب هذه الحقيقة بالذات، تم تطوير الأنظمة الكهروضوئية لإنتاج الطاقة الكهربائية عن طريق استخدام الخلايا الشمسية لتحويل الطاقة التي يتم الحصول عليها من الشمس إلى تدفق الإلكترونات باستخدام التأثير الكهروضوئي.
فحص ألواح الطاقة الشمسية
مع زيادة المحطات الكهروضوئية والمزارع الشمسية، أصبح الالتزام بالمحافظة على إنتاجيتها بطريقة فعالة من حيث التكلفة وفي الوقت المناسب أولوية، حيث يتم الآن دعم عمليات فحص الألواح الشمسية بتقنية مسح الطائرات بدون طيار الثورية، وعمليات الفحص الجوي المرئي والحراري، والتصوير الجوي بالأشعة تحت الحمراء.
وقد أثبتت الدراسات أن استخدام الطائرات بدون طيار في محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة أنها ذات قيمة كبيرة، منحت الحلول التي تعمل بالطائرات بدون طيار بيانات عملية وجديرة بالثقة وعالية الدقة، مما يمكّن الأنظمة الكهروضوئية من تحسين كفاءتها التشغيلية.
لتأمين ميزة التأثير الكهروضوئي، يجب فحص جميع المكونات المثبتة ومراقبتها بدقة، حيث يتم تثبيت التركيبات الكهروضوئية على الأرض أو السطح أو الجدار أو حتى اليسار عائمًا، ومع ذلك لوحظ أن هذه المكونات تضمن الكفاءة والسلامة من خلال تكنولوجيا الطائرات بدون طيار، ويمكن أن تقلل الخلايا الشمسية المعيبة من الإنتاج بل وتتلف عناصر أخرى من الألواح الشمسية، مما يتسبب في خسائر فادحة للمالِك.
من خلال استخدام الطائرات بدون طيار في قطاع الطاقة المتجددة، يمكن للشركات الحفاظ على حسن نية أصولها والحفاظ على إنتاج الطاقة من خلال عمليات فحص دقيقة ودقيقة للوحات الطاقة الشمسية، وتنتج تقنية الطائرات بدون طيار في الموقع بيانات فحص صالحة وفي الوقت الفعلي وفعالة من حيث التكلفة على الفور.
أيهما أفضل الفحص اليدوي أم الفحص بالطائرة بدون طيار؟
على الرغم من ارتفاع عمليات فحص الألواح الشمسية، لا تزال عمليات التفتيش المتنوعة تُنفذ يدويًا باستخدام الكاميرات الحرارية المحمولة باليد، وتحظى الكاميرات الحرارية بشعبية؛ لأنها يمكن أن تتعرف بسهولة على أي عيوب في التصنيع أو شقوق أو مكونات معيبة أو صمامات ثنائية معيبة أو حتى تظليل مؤقت على الألواح الشمسية، المراقبة المحمولة كافية؛ ومع ذلك يمكن جعل هذا النهج أكثر كفاءة من خلال تعزيز تكنولوجيا الطائرات بدون طيار لعمليات التفتيش على المزارع الشمسية، وذلك من خلال الاعتماد على صور الطائرات بدون طيار، يضمن المستخدمون جودة محسنة للبيانات، وزيادة السلامة، وكفاءة الوقت، والأبعاد التالية هي السبب في أن الحلول التي تعمل بالطائرات بدون طيار هي طرق فحص أكثر موثوقية من الفحص اليدوي باستخدام الكاميرات الحرارية.
تحصل المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) على بيانات أسرع بنحو 50 مرة (مرة) من العمليات اليدوية الأخرى، مما يجعلها اقتصادية للغاية، نظرًا لأن المزارع الشمسية يتم إنشاؤها عمومًا على خصائص ممتدة، يمكن للطائرات بدون طيار المزودة بأجهزة استشعار حرارية وRGB تغطية المزيد من الأراضي بشكل فعال للتعرف على العيوب أكثر من الإجراءات اليدوية، تقدم الخرائط الحرارية وأجهزة استشعار RGB نظرة شاملة للشركات أثناء عمليات التفتيش على محطات الطاقة الشمسية، والتي لا توفرها الخرائط المحمولة.
غالبًا ما يتم دعم تقنية الدرون بالذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، تحقق عمليات التفتيش الجوي المهام بدقة ولا تتغاضى عن المشكلات التي قد تحدثها العمليات اليدوية، يمكن تكرار طريقة جمع صور الطائرات بدون طيار في كل مرة مطلوبة، نظرًا لأن الطائرات بدون طيار تغطي مناطق أكثر، تسمح التكنولوجيا المتقدمة بالاستيلاء على كميات كبيرة من المعلومات مع الحفاظ على جوهر البيانات.
تلبي عمليات التفتيش بواسطة الطائرات بدون طيار بيئة مسح ومراقبة أكثر أمانًا في مزارع الطاقة الشمسية. لقد تغلبوا على ضرورة تعريض سلامة العمال للخطر لإنجاز عمليات الصيانة.
تضمن تقنية الطائرات بدون طيار خفض تكاليف الفحص وتكاليف الصيانة وتكاليف المعدات وحتى عمليات الإغلاق المحتملة من خلال الطريقة الجديدة، مع الحفاظ على جودة الأصول، يمكن للشركات تأمين إنتاجية الطاقة الشمسية وإنتاج الطاقة، من خلال الجمع بين الخرائط الحرارية وأجهزة استشعار RGB، يمكن تحديد العيوب وحلها في مراحلها المبكرة.
-
تخزين البيانات وتتبعها وتوزيعها
يمكن تخزين بيانات الطائرات بدون طيار على بوابات محمية من أجل مراجع مستقبلية وإعداد تقارير مريحة وفي الوقت المناسب، يمكن الوصول إلى البيانات من خلال أجهزة مختلفة لمزيد من التفسيرات عند الحاجة، يمكن أيضًا إنشاء الاتجاهات في البيانات لاتخاذ قرارات متعمقة في المستقبل.
عيوب الخلايا الكهروضوئية
توصف العيوب الكهروضوئية بأنها مكونات للنظام الكهروضوئي ليست مثالية أو متكافئة، يختلف عيب الكهروضوئية عن فشل الكهروضوئية لأنه لا يؤدي عادةً إلى مخاطر أو خسائر تتعلق بالسلامة، فيما يلي بعض العيوب الشائعة التي تم التعرف عليها أثناء عمليات التفتيش على المزارع الشمسية.
يظهر عدم تطابق الخلية عندما تجسد الخلايا ميزات فيزيائية مختلفة أو وظيفة في ظل ظروف مختلفة، تعمل الخلايا الكهروضوئية معًا لزيادة الإنتاج إلى أقصى حد؛ وبالتالي فإن أي نقص في الخلية يمكن أن يؤثر بشكل كبير على النظام بأكمله وعائده، قد يؤدي عدم تطابق الخلايا والصمامات الثنائية المعيبة إلى ظهور النقاط الساخنة التي تسبب اللون البني أو الحروق أو حتى نشوب حريق.
هذه العيوب شائعة بشكل ملحوظ في الأنظمة الكهروضوئية وتحدث بأطوال وظروف مختلفة خلال حياتها، يمكن أن يؤدي اللحام والتوتير والمعالجة أثناء التصنيع والتعبئة والنقل وإعادة التحميل أثناء التشطيب، والمناخات غير المواتية مع الرياح القوية والثلج والبرد إلى حدوث تشققات في الوحدات الكهروضوئية.
يمكن المطالبة بتغير ألوان الأنظمة الكهروضوئية بسبب المكونات الداخلية، مثل استخدام البوليمرات منخفضة الجودة لتجميع الخلايا، أو العوامل الخارجية مثل درجات الحرارة والرطوبة الحارقة، تقلل هذه العيوب من كمية ضوء الشمس التي تدخل الخلايا الكهروضوئية مما يؤدي إلى حدوث خسائر كبيرة.
-
تفكك المواد اللاصقة بين الخلايا الشمسية
من خلال عمر الوحدات الكهروضوئية، يمكن أن تبدأ الروابط اللاصقة بين مواد الخلايا الشمسية في الاحتفاظ بالرطوبة، مما يتسبب في حدوث تشوهات شديدة، يمكن أن تحدث هذه العيوب أيضًا بسبب طرق التصفيح غير المناسبة والظروف الجوية القاسية.
أي درجة حرارة تتجاوز الصفر المطلق تنبعث منها إشعاع حراري على شكل موجات كهرومغناطيسية بما يتناسب مع درجة حرارة الجسم، يمكن للكاميرات الحرارية التقاط هذا الإشعاع وتحويله إلى إشارة كهربائية وإنتاج مخططات حرارية، حيث يشتمل كل بكسل على قيم درجة الحرارة، الكاميرات الحرارية تحمل نوعين من أجهزة الكشف؛ الأشعة تحت الحمراء الحادثة وأجهزة الكشف الضوئية، من بين الاثنين، يرتبط إشعاع الأشعة تحت الحمراء الحادث على المستوى الجزيئي بمواد اللوحة، على عكس أجهزة الكشف الكمومية في الأنظمة الكهروضوئية.
بواسطة Norhan | فبراير 15, 2022 | طاقة شمسية
يعد امتلاك الألواح الشمسية استثمارًا كبيرًا، كما أن صيانة و تنظيف الألواح الشمسية ضرورية لضمان فوائدك على المدى الطويل، فيما يلي بعض النصائح حول صيانة الألواح الشمسية وتنظيف الألواح الشمسية.
نصائح لصيانة و تنظيف الألواح الشمسية
هناك بعض النصائح يجب أخذها فى أعتبارك عند صيانة و تنظيف الألواح الشمسية منها :-
- احتفظ بالألواح الشمسية بعيدًا عن الظل؛ لأن إنتاج الطاقة يصبح غير فعال عندما يتم منعها من امتصاص أي ضوء من أشعة الشمس.
- راقب الألواح الشمسية وتأكد من أن العاكسات تومض بأضواء خضراء، إذا لم تكن تومض فأنت تخسر المال من خلال عدم تعويض استخدامك للكهرباء.
- توثيق الأداء اليومي لتحسين صيانة الألواح الشمسية، من المهم تدوين مقدار الطاقة التي تم إنتاجها في وقت ثابت كل يوم وتدوين ملاحظات خاصة بالتواريخ التي تكون فيها غائمة جدًّا، ستكون بعض النتائج غير متسقة، (ستكون الشركة المصنعة قادرة على تزويدك بأفضل نظام مراقبة للألواح الشمسية الخاصة بك).
- تساعدك أنظمة المراقبة على معرفة مدى استفادتك من البيئة وكمية ثاني أكسيد الكربون التي تنبعث منها في الغلاف الجوي، يمكنهم أيضًا مساعدتك في معرفة مقدار الاستفادة من مخطط تعريفة التغذية.
- يمكنك أيضًا الاطلاع على معلومات حول خدمة الألواح الشمسية الخاصة بك على شاشة مثبتة على الحائط عندما تكون في المنزل.
- إذا لم يكن لديك وقت لتنظيف الألواح الشمسية، يمكنك تثبيت المنظفات الآلية التي تعمل مثل أنظمة الرش، أو حتى تحديد المواعيد مع شركات تنظيف الألواح الشمسية.
- لحسن الحظ، نظرًا لأن الألواح الشمسية لا تحتوي على أجزاء متحركة يمكن أن تتأثر بالصدأ أو الانهيار، فقد لا تكون هناك حاجة إلى صيانة الطاقة الشمسية.
نصائح تنظيف الألواح الشمسية
هناك مجموعة من الأدوات والمواد التي تستخدم في عملية تنظيف الألواح الشمسية وهذه المجموعة مفيدة جدًّا فى تنظيف الألواح الشمسية ، حيث ستجد داخل المجموعة صابونًا قابلًا للتحلل وممسحة وفرشاة صغيرة أو فرشاة بمقبض أطول.
- اخلط الصابون في الدلو بالماء، حيث يتم توفير التعليمات على الزجاجة، اغمس الفرشاة في الدلو وابدأ في مسح الألواح الشمسية برفق، ويمكنك استخدام الماء العادي أو الفرشاة الناعمة لإزالة الأوساخ المتراكمة على الألواح.
- لم يكن تنظيف الألواح الشمسية أسهل من أي وقت مضى، نظف الألواح الشمسية عندما تكون رطبة أو مبللة؛ بحيث يمكن مسح أي بقايا عالقة عليها بسهولة.
- لا تستخدم أبدًا إسفنجة كاشطة أو صابون لتنظيف الألواح الشمسية لأنك قد تخدش الزجاج، أفضل طريقة لتنظيف الألواح الشمسية باستخدام قطعة قماش ناعمة أو صابون قابل للتحلل.
- من المهم عدم استخدام المواد القاسية عند تنظيف الألواح الشمسية لأنها قد تسبب تلفًا، كما أن إصلاح الألواح الشمسية مكلف.
- إذا كنت تنظف كثيرًا، فقد تتمكن من تمرير خرطوم بامتداد الألواح لإزالة أي أوساخ، مكالمات أقل على صيانة الألواح الشمسية.
- من أجل سلامتك وسلامة الآخرين من حولك، استخدم ممسحة ذات مقبض طويل لتنظيف الألواح أثناء وقوفك على الأرض.
- إذا كان لا بد من الصعود إلى السطح، فاحرص على توخي الحذر المناسب بمجرد أن تبدأ في التنظيف، يصبح السقف زلقًا ويمكنك الانزلاق عند النزول، لذا استخدم حبال الأمان أو حزام الأمان للحصول على الدعم.
- احترس دائمًا من الأوساخ على الألواح الشمسية للتأكد من أنها لا تتراكم، حيث يمكنها امتصاص أشعة الشمس بشكل أفضل عندما تكون خالية من الأوساخ.
كثير من الناس يتساءلون، هل الألواح الشمسية بحاجة للتنظيف؟ – الجواب نعم، اعتمادًا على نوع اللوحة التي لديك، قد تكون أسبوعيًّا أو شهريًّا في تنظيف الألواح الشمسية، ويجب أن تكون الشركة المصنعة للألواح الشمسية الخاصة بك قادرة على تقديم المشورة لك بشأن تنظيف الألواح الشمسية.
بواسطة جهاد | فبراير 8, 2022 | طاقة شمسية
هل تعلم أن الطاقة التي توفرها الشمس للأرض لمدة ساعة يمكن أن تُلبِّي احتياجات الطاقة العالمية لمدة عام واحد؟ لا شك أن الشمس مصدر طاقة قوي، وعلى الرغم من أننا لسنا قادرين على جمع جزء بسيط من هذه الطاقة، إلا أن تسخير هذه الطاقة عن طريق تركيب الألواح الشمسية يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا على الكوكب.
في حين تم انتقادها على نطاق واسع لكونها باهظة الثمن أو غير فعالة، فقد أثبتت الطاقة الشمسية الآن أنها مفيدة للغاية، ليس فقط للبيئة، ولكن أيضًا للاقتصاد الخاص.
انتشار الألواح الشمسية
تم تحسين التكنولوجيا بشكل كبير في السنوات الماضية، وتم استكمالها بأنظمة تخزين البطاريات الشمسية، مما حوَّل الطاقة الشمسية إلى مصدر أكثر كفاءة للطاقة النظيفة.
وبفضل منح الألواح الشمسية المتاحة، فضلًا عن الأسعار التنافسية المتزايدة في السوق، أصبحت الطاقة الشمسية المصدر الرئيسي للطاقة لعدد متزايد من العائلات.
هل أنت مهتم بالاستثمار في الطاقة الشمسية؟
إذا كنت مهتمًّا بالطاقة الشمسية، ولكنك لا تزال مرتبكًا بشأن كل التفاصيل التي تحتاج إلى أخذها في الاعتبار، فسنساعدك بكل سرور. خدمتنا بسيطة وبدون أي التزامات، ما عليك سوى قراءة هذا المقال، الذي سوف نتحدث فيه عن 5 مميزات تجعلك تستخدم ألواح الطاقة الشمسية.
1 – مصدر للطاقة المتجددة
من بين جميع مزايا الألواح الشمسية، فإن أهم شيء هو أنَّ الطاقة الشمسية هي بالفعل مصدر طاقة متجددة. يمكن تسخيرها في جميع مناطق العالم، ومتوفرة كل يوم. لا يمكننا أن تنفد الطاقة الشمسية، على عكس بعض مصادر الطاقة الأخرى. ستكون الطاقة الشمسية متاحة طالما لدينا الشمس، لذلك سيكون ضوء الشمس متاحًا لنا لمدة 5 مليارات سنة على الأقل عندما تموت الشمس وفقًا للعلماء.
2 – تخفيض فواتير الكهرباء
نظرًا لأنك سُتلبي بعض احتياجاتك من الطاقة بالكهرباء التي يولدها نظامك الشمسي، فسوف تنخفض فواتير الطاقة لديك، يعتمد المبلغ الذي ستدخره في فاتورتك على حجم النظام الشمسي والكهرباء أو استخدام الحرارة.
على سبيل المثال، إذا كنت تعمل في مجال استخدام الألواح الشمسية التجارية، فيمكن أن يكون لهذا المفتاح فوائد ضخمة؛ لأن حجم النظام الكبير يمكن أن يغطي أجزاءً كبيرة من فواتير الطاقة الخاصة بك.
علاوة على ذلك، لن تقوم فقط بتوفير فاتورة الكهرباء، ولكن هناك أيضًا إمكانية لتلقي مدفوعات فائض الطاقة الذي تقوم بتصديره مرة أخرى إلى الشبكة، من خلال ضمان التصدير الذكي (SEG). إذا كنت تولد كهرباء أكثر مما تستخدم (مع الأخذ في الاعتبار أن نظام الألواح الشمسية لديك متصل بالشبكة).
3 – استخدامات متنوِّعة
يمكن استخدام الطاقة الشمسية لأغراض متنوعة:
يمكنك توليد الكهرباء (الخلايا الكهروضوئية) أو الحرارة (الطاقة الشمسية الحرارية). يمكن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة الطاقة، ولتقطير المياه في المناطق ذات إمدادات المياه النظيفة المحدودة، ولتشغيل الأقمار الصناعية في الفضاء، ويمكن أيضًا دَمج الطاقة الشمسية في المواد المُستخدَمة في المباني.
4 – تكاليف صيانة منخفضة
لا تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية عمومًا الكثير من الصيانة. ما عليك سوى إبقائها نظيفة نسبيًّا، لذا فإن تنظيفها عِدَّة مرات في السنة سيفي بالغرض. إذا كنت في شك، يمكنك دائمًا الاعتماد على شركات التنظيف المتخصصة، وتُقدِّم الشركات المصنعة للألواح الشمسية الأكثر موثوقية ضمانًا لمدة 20-25 عامًا.
وعادة ما يكون العاكس هو الجزء الوحيد الذي يحتاج إلى التغيير بعد 5-10 سنوات؛ لأنه يعمل باستمرار على تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء وحرارة (الطاقة الشمسية الكهروضوئية مقابل الطاقة الشمسية الحرارية).
بصرف النظر عن العاكس، تحتاج الكابلات أيضًا إلى صيانة لضمان تشغيل نظام الطاقة الشمسية بأقصى قدرٍ من الكفاءة.
لذلك، بعد تغطية التكلفة الأولية للنظام الشمسي، يمكنك توقُّع إنفاق القليل جدًّا على أعمال الصيانة والإصلاح.
5 – تطوير التكنولوجيا
تتقدم التكنولوجيا في صناعة الطاقة الشمسية باستمرار، وستتكثَّف التحسينات في المستقبل، ويمكن للابتكارات في فيزياء الكَمِّ وتكنولوجيا النانو أن تزيدَ من فعالية الألواح الشمسية ومضاعفة أو حتى ثلاثة أضعاف المدخلات الكهربائية لأنظمة الطاقة الشمسية.
الخلاصة:
إذا كنت من محبي التجديد وتسعى دائمًا للتطوير والعيش في ظروف صديقة للبيئة، عليك اختيار تركيب الألواح الشمسية الذي سيمكِّنك من استغلال الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة كهربائية وحرارية تستخدمها في حياتك اليومية.
