بواسطة جهاد | فبراير 1, 2022 | طاقة شمسية
الألواح الشمسية ليست الطريقة الوحيدة لإضافة الطاقة الشمسية إلى منزلك، يمكن استخدام مصدر الطاقة المستدامة هذا في سخانات المياه والإضاءة.
لا تعني نهاية الصيف نهاية سطوع الشمس.
حتى في الطقس البارد، يمكن لأصحاب المنازل الاستفادة من فوائد الطاقة الشمسية المتجددة.
سواء كنت ترغب في حماية البيئة أو توفير المال على فواتير الخدمات العامة أو إضافة قيمة إعادة البيع إلى منزلك، فإن الطاقة الشمسية هي خيار ذكي.
ليه تختار الاستثمار في الطاقة الشمسية؟
- لأنها مصدرمُستدام ومتجدد: المصادر الأخرى تتطلب الاستكشاف من الأرض ويمكن استنفادها.
- صيانة منخفضة: بمجرد تركيب الألواح الشمسية وزيادة كفاءتها، فإنها لا تتطلب سوى القليل جدًّا من الصيانة المنتظمة.
- صامتة: لا تُصدر الألواح الشمسية أي ضوضاء لأنها تحوِّل ضوء الشمس إلى كهرباء.
- صديقة للبيئة: لا تنتج محطات الطاقة الكهربائية الشمسية والألواح الشمسية الشخصية أي انبعاثات أو أي آثار ضارة أخرى على البيئة.
- تصبح أكثر بأسعار معقولة: سعر الطاقة الشمسية ينخفض مع الوقت، وأصبحت أكثر وأكثر قدرة على المنافسة مع المصادر التقليدية للكهرباء.
إزاي بيتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية؟
تتكون الخلايا الشمسية من مواد شبه موصلة، تمتص ضوء الشمس وتحول الإشعاع الشمسي (الحرارة) إلى كهرباء.
تنتج خلية شمسية واحدة كمية صغيرة فقط من الطاقة.
يتم توصيل عدة خلايا لتشكيل لوحات أو وحدات قادرة على توليد طاقة إضافية.
يمكن أن تنتج الوحدة ما بين 10 إلى 300 واط من الطاقة.
نظرًا لأن الخلايا الشمسية معيارية وقابلة للتطوير، يمكن لأصحاب المنازل تصميم أنظمة شمسية لتلبية متطلباتهم الخاصة.
يمكن أيضًا توصيل الألواح الشمسية بنظام توزيع كهربائي موجود (نظام متصل بالشبكة، ولا يزال يستخدم مصادر أخرى للكهرباء)، أو يمكن أن تكون قائمة بذاتها (خارج الشبكة).
قبل أن تتخذ قرار استخدام الطاقة الشمسية:
قبل أن تستثمر في نظام كهربائي شمسي، تحتاج إلى التأكُّد من أن منزلك يتلقى طاقة شمسية كافية لتلبية احتياجاتك بكفاءة وبتكلفة معقولة.
هل يتمتع منزلك بوصول واضح وخالٍ من العوائق لأشعة الشمس معظم اليوم وطوال العام؟
يمكن لمزود الكهرباء المحلي توفير تحليل لموقع الطاقة الشمسية أو تعليمك كيفية إجراء تحليل خاص بك.
إزاي تستخدم الطاقة الشمسية في المنزل؟
تستخدم الأنظمة الكهروضوئية ضوء الشمس المباشر والمتناثر لتوليد الكهرباء. ومع ذلك، كلما زادت الطاقة الشمسية المباشرة التي تصل إلى النظام الكهروضوئي، زادت الطاقة التي يولدها.
لذلك، في حين أن هذه الأنظمة يمكن أن تعمل في أي مكان، إلا أنها تعمل بكفاءة أكبر في مناطق جنوب مصر، التي تتلقى المزيد من متوسط ضوء الشمس سنويًّا.
ومع ذلك، حتى إذا كنت لا تستطيع الاستثمار في نظام كهربائي شمسي، فيما يلي طرق لاستخدام الطاقة الشمسية في منزلك.
1 – سخانات المياه بالطاقة الشمسية
يمكن أن تكون سخانات المياه بالطاقة الشمسية بديلًا معقولًا للنماذج التقليدية التي تعمل بالغاز أو الكهرباء.
تقوم الألواح الشمسية بتسخين المياه، والتي يتم تسليمها بعد ذلك إلى صهريج التخزين.
2 – إضاءة المصابيح الخارجية
تستخدم المصابيح الشمسية الخارجية (مثل مصابيح الأمان الشمسية أو الأضواء الكاشفة الشمسية) الخلايا الشمسية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.
تخزن المصابيح الشمسية الخارجية هذه الكهرباء في بطاريات خاصة، في الليل تعمل هذه البطاريات على تشغيل الأضواء.
يجب وضع كلتا الوحدتين المستقلتين، مثل مصابيح الأمان الشمسية وأضواء الكاشفة، ووحدات ألواح الخلايا الشمسية المنفصلة في أماكن مُشمسة.
قبل شراء نظام إضاءة يعمل بالطاقة الشمسية، تحقق للتأكُّد من أن الشركة المُصنِّعة توفر بطاريات ومصابيح بديلة.
أيضًا، ضع في اعتبارك المناظر الطبيعية في منزلك. يمكن أن يؤثر الظل من الأشجار والمباني أيضًا على شحن بطارية المصابيح الشمسية وآدائها.
3 – مواقد تعمل بالطاقة الشمسية
سواء أكنت تصنع وحدة خاصة بك أو تشتري وحدة مجمعة مسبقًا، فإن أفران الطاقة الشمسية أصبحت من الأجهزة المنزلية الشائعة بشكل متزايد.
مثل وعاء الفخار الذي يعمل بالكهرباء، فإن الفرن الشمسي هو في الأساس طباخ بطيء، باستخدام عاكسات بزاوية توجه الطاقة الشمسية إلى حجرة خاصة، يقوم الفرن الشمسي بتسخين الطعام إلى درجات حرارة منخفضة نسبيًّا على مدار عدة ساعات (ثمانية إلى 10، اعتمادًا على الوصفة).
4 – أجهزة شمسية صغيرة
قد تبدو أجهزتنا الإلكترونية الشخصية القابلة لإعادة الشحن غير مهمة مقارنة بالأجهزة الرئيسية مثل الثلاجات والغسالات / المجففات وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
ومع ذلك، فإن احتساب جميع تكاليف الطاقة المرتبطة باستخدامنا لهذه الأجهزة يشير إلى أنها تستخدم طاقة أكثر مما نعتقد.
يمكن أن يكون شاحن الهاتف والكمبيوتر اللوحي الذي يعمل بالطاقة الشمسية طريقة بسيطة وغير مكلفة وفعالة لبدء تقديم فوائد الطاقة الشمسية لعائلتك.
الخلاصة:
يمكن استخدام الطاقة الشمسية في منزلك، وهناك وحدات شمسية لتلبية احتياجات أي صاحب منزل، سواء كنت تبحث عن خفض تكاليف الطاقة أو تقليل استخدام الطاقة، يمكن أن نساعدك في حماية ميزانيتك من خلال خطط ضمان للاستثمار في الطاقة الشمسية في منزلك.
بواسطة جهاد | يناير 25, 2022 | طاقة شمسية
كثيرًا ما يسأل الناس أنفسهم “لماذا الطاقة الشمسية جيدة؟” ونتيجة لذلك، فشلوا في إدراك أهمية تكنولوجيا الطاقة الشمسية.
من الواضح أن الطاقة الشمسية أصبحت الاتجاه السائد في مجال الطاقة المتجددة. قام أصحاب المنازل في مختلف أنحاء العالم بتركيب الألواح الشمسية على أسطح منازلهم، وبالتالي تمكنوا من جَني جميع مزايا الطاقة الشمسية.
بصرف النظر عن الفوائد المالية الواضحة، هناك أسباب أخرى ذات صلة، لماذا يجب عليك التحول إلى استخدام الطاقة الشمسية؟
ما هي الأسباب الأخرى التي يجب مراعاتها عند استخدام الطاقة الشمسية ؟ فيما يلي سبعة أسباب مقنعة.
1 – الطاقة الشمسية مفيدة للبيئة
الحقيقة الأكثر شيوعًا حول الطاقة الشمسية هي أنها تمثل مصدرًا نظيفًا للطاقة.
تعد الطاقة الشمسية طريقة رائعة لتقليل بصمتك الكربونية.
لا يوجد شيء في الطاقة الشمسية يلوث الطبيعة الأم.
لا تطلق الطاقة الشمسية أي غازات دفيئة، وباستثناء الحاجة إلى مصدر للمياه النظيفة لتعمل، فهي لا تستخدم أي موارد أخرى على الإطلاق.
وبالتالي، فهي آمنة وصديقة للبيئة.
ومع ذلك، لا يزال الناس يشككون في سبب كون الطاقة الشمسية جيدة.
2 – الكهرباء الشمسية تجعل منزلك ينفصل عن الشبكة العامة
تعمل الكهرباء الشمسية على تعزيز استقلالية الكهرباء لديك. من خلال الاستثمار في نظام شمسي 4kW، وهو الحجم المحلي الأكثر شيوعًا، يمكنك بسهولة حماية نفسك من الزيادات غير المتوقعة في أسعار المرافق، والاستمتاع بالكهرباء الرخيصة طوال اليوم، لن تزيد الشمس أبدًا من أسعارها وتمنحك أمن الطاقة.
بمجرد وضع الألواح الشمسية على سطح منزلك، تكون قد وصلت من الناحية الفنية إلى حالة عدم الاعتماد على الطاقة. يمكن أن تساعد أنظمة تخزين البطاريات الشمسية أيضًا في تخزين الكهرباء في الليل والأيام الممطرة.
3 – يمكن أن تستخدم الطاقة الشمسية الأراضي غير المستغلة
في جميع البلدان، توجد أراض شاسعة بعيدة عن المدن أو العواصم الكبرى، ولا تُستخدم في أي شيء على الإطلاق.
يمكننا بالفعل الاستفادة من الأرض باستخدام الطاقة الشمسية، على سبيل المثال مزارع الطاقة الشمسية – الألواح المستخدمة في حصاد الطاقة الشمسية بأعداد كبيرة، يسلط هذا الضوء بشكل مثالي على كيفية استخدام الطاقة الشمسية للأراضي غير المُستغلة بالكامل.
4 – الطاقة الشمسية تسبب فقدانًا أقل للكهرباء
يجب نقل الكهرباء من محطات الطاقة الكبيرة إلى المستهلكين النهائيين عبر شبكات واسعة النطاق، والإرسال لمسافات طويلة يساوي خسائر الطاقة.
هل تساءلت يومًا عن سبب استخدام الألواح الشمسية؟ إنهم على سطح منزلك للحصول على الطاقة من الشمس.
تساعد الطاقة الشمسية على الأسطح في زيادة كفاءة الكهرباء، مع الأخذ في الاعتبار قصر المسافة.
تصبح طاقتك محلية، ونتيجة لذلك فأنت تتحكم في فواتيرك واستخدامك للطاقة. علاوة على ذلك، فإن أنظمة الطاقة الشمسية متينة، وبالتالي تقل فرص انقطاع الخدمة.
5 – تعمل الطاقة الشمسية على تحسين أمن الشبكة
عندما يتحول الكثير منا إلى الطاقة الشمسية، تقل احتمالية تعرضنا لانقطاع التيار الكهربائي، وهذا بدوره يوفر لنا قدرًا أكبر من الأمان لشبكة الكهرباء، لا سيما فيما يتعلق بالكوارث الطبيعية أو التي يتسبب فيها الإنسان.
بمساعدة منح الألواح الشمسية، يمكن أيضًا أن تدفع لك لتصدير الكهرباء مرة أخرى إلى الشبكة.
6 – تخلق الطاقة الشمسية وظائف ونموًا اقتصاديًّا
يمكن أن تساعد الطاقة الشمسية اقتصادنا الوطني.
كلما زاد عدد الأشخاص الذين يختارون الطاقة الشمسية، ستزداد احتياجات الشركات لتركيب الألواح الشمسية، وهذا يخلق وظائف إضافية للعمال المهرة، وبالتالي يحافظ على نمو الاقتصاد.
7 – الطاقة الشمسية هي مصدر مجاني للطاقة
تزودنا الشمس بطاقة أكثر مما يمكن أن نستخدمه في أي وقت مضى، ولا يمكن لأحد أن يحتكر ضوء الشمس.
سيبدأ نظام الطاقة الشمسية في توفير المال من لحظة تشغيله، ومع ذلك، فإن مزايا الطاقة الشمسية تظهر بشكل أفضل على المدى الطويل، كلما طالت مدة امتلاكك لنظام الطاقة الشمسية، زادت استمتاعك بفوائد تكنولوجيا الطاقة الشمسية ودعم البيئة.
الخلاصة:
الطاقة الشمسية مكتفية ذاتيًّا، وتركيب الألواح الشمسية على سطح منزلك هو طريق آمن وسهل للمساهمة في مستقبل مستدام، ويعد البدء باستخدام الألواح الشمسية في منزلك طريقة رائعة لإظهار اهتمامك بالبيئة.
بواسطة جهاد | يناير 18, 2022 | طاقة شمسية
تستفيد الألواح الشمسية من أحد أقوى موارد الطبيعة حتى الآن؛ وهو الطاقة التي تنتجها الشمس.
تستخدم الألواح الشمسية، المعروفة أيضًا باسم الأنظمة الكهروضوئية، تقنية أشباه الموصلات لتحويل الطاقة من ضوء الشمس إلى كهرباء يمكنها تشغيل منزلك.
لكن، هل هي الحل الصحيح لمنزلك؟
بدأ العديد من مالكي المنازل في جميع أنحاء العالم في النظر إلى الطاقة الشمسية على أنها حل بديل عملي للطاقة، ومع دخول الطاقة الشمسية إلى أسواق الطاقة الرئيسية، فإن السؤال الكبير هو: كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل؟
في المتوسط يتم تركيب أكثر من 4000 لوحة شمسية في المملكة المتحدة كل شهر. إن الشعبية المتزايدة للألواح الشمسية تعني أن الأسعار قد انخفضت بنسبة 60٪ خلال العقد الماضي.
انخفضت أسعار الألواح الشمسية بشكل مطرد على مدى السنوات الماضية، حيث تم اكتشاف تقنيات جديدة لجعل مكونات الطاقة الشمسية أكثر كفاءة من حيث التكلفة. علاوة على ذلك، لا تُساعد الألواح الشمسية في تقليل فواتير الطاقة فحسب، بل يمكنها أيضًا مساعدتك في كسب المال من فائض الكهرباء المتولدة.
إذن، الفوائد الرئيسية الثلاث للألواح الشمسية هي:
- الكهرباء على مدار العام: تولد الألواح الشمسية كهرباء نظيفة وخالية من الانبعاثات لتزويد منزلك بالطاقة على مدار العام، في حين أن عمرها الطويل الذي يزيد عن 25 عامًا يجعلها استثمارًا جيدًا على المدى الطويل.
- قم بزيادة القيمة السوقية لممتلكاتك واكسب المال من المنح الشمسية: يعد بيع الكهرباء الفائضة الناتجة عن الألواح الشمسية ميزة أخرى توفرها الألواح الشمسية. لن تكسب المال من الألواح الشمسية فحسب، بل ستزيد أيضًا من القيمة السوقية لمنزلك.
- قلل من بصمتك الكربونية: يُقلل المنزل الذي يعمل بالطاقة الشمسية من البصمة الكربونية، ويساعد في القضاء على الانبعاثات الضارة المحلية.
في خطوات بسطية سوف نشرح لك ما هي آلية عمل الألواح الشمسية.
عند سقوط الأشعة الشمسية على الخلية الشمسية تعمل الطبقة المضادة للانعكاس على احتجاز الضوء الساقط بفعالية عن طريق تعزيز انتقاله إلى الطبقات التالية، وعندما تتعرض الشريحة السالبة لأشعة الشمس، فإن طاقة الفوتونات تنتقل إلى الإلكترونات في منطقة التكافؤ لتصبح قادرة على الانتقال إلى منطقة التوصيل في الشريحة السالبة، وبالمقابل تنتقل الفجوات الموجبة إلى منطقة التوصيل بالشريحة الموجبة، لينتج عن ذلك فرق جهد بين سطحي الوصلة الثنائية، ويمكن الربط بين السطحين بواسطة موصل كهربائي للحصول على تيار كهربائي في دائرة كهربائية، حيث تمر الإلكترونات من الوصلة السالبة إلى الوصلة الموجبة في الدائرة الكهربائية، وبذلك قمنا بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
ومن الجدير ذكره، أنه عند فتح الدارة الخارجية للخلية، تنتج الخلية شدة تيار قيمته 0.07 أمبير وفرق جهد قيمته 0.6 فولت، وبذلك تنتج قدرة كهربائية قيمتها 0.04 واط (حسب العلاقة: القدرة الكهربائية = التيار× فرق الجهد)، فإذا أردنا تشغيل مضخة قدرتها 187 واط سنحتاج إلى مصفوفة من مئات الخلايا الشمسية المتصلة على التوالي والتوازي، بحيث تحدد الخلايا المتصلة على التوالي مقدار فرق الجهد المولَد، في حين تمثل الخلايا المصفوفة على التوازي شدة التيار الكهربائي، كما يجب الأخذ بالاعتبار أن المتر المربع الواحد من المصفوفة يولّد تيارًا مقداره 4 أمبير وقدرة كهربائية بمقدار 48 واط، ولتشغيل المضخة ستحتاج إلى 4 مصفوفات مساحة كل منها متر مربع، وتحتوي على 5000 خلية شمسية متصلة على التوالي والتوازي.
كم يحتاج المنزل من الطاقة الشمسية؟
من ضمن ما يتم البحث عنه في كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل هو كم من الطاقة الشمسية سأحتاج، وفيما يلي نوضح لكم تكلفة هذا الكم:
- سعر الطاقة الشمسية بالنسبة للاستهلاك المنزلي تقدر بـ 84.8 قرشًا لكل كيلو وات في الساعة.
- ومن 200 إلى 500 كيلو وات بسعر 97.3 قرشًا لكل كيلو وات / ساعة.
- ومن 500 كيلو وات حتى 20 ميجاوات بسعر 13.6 سنت دولار لكل كيلو وات في الساعة.
- أي ما يعادل 97.3 قرشًا كل كيلو وات / ساعة، ومن 20 ميجا وات حتى 50 ميجاوات بسعر 14.34 سنت دولار لكل كيلو وات / ساعة بما يعادل 102.5 قرشًا.
الخلاصة:
نحب أن نؤكد لكم في موضوع كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل أن الخيارات واسعة، وأيًّا كان حاجتك ستجدها في تكنولوجيا الطاقة الشمسية.
بواسطة جهاد | يناير 11, 2022 | طاقة شمسية
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من أنظمة الطاقة الشمسية الكهربائية السكنية:
- ربط شبكي.
- ربط شبكي مع بطارية احتياطية.
- وخارج الشبكة.
تختلف هذه الأنواع الثلاثة العريضة في مدى ارتباطها الوثيق بالبنية التحتية التقليدية لمرافق الطاقة، والمعروفة باسم الشبكة.
لكل نوع نقاط قوة تحدد مدى ملاءمتها لاحتياجاتك.
1 – أنظمة الطاقة الشمسية السكنية المترابطة الشبكية
يرتبط نظام الطاقة الشمسية المترابط بالشبكة مباشرة بالمنزل وبشبكة المرافق الكهربائية التقليدية.
وتسمح أنظمة الشبكة المتداخلة لأصحاب المنازل بالحصول على الطاقة، إما من النظام الكهربائي المنزلي أو شبكة المرافق، والتبديل بين النظام السكني والشبكة سلس.
الميزة الرئيسية:
هناك ميزة أساسية لأنظمة الطاقة الشمسية المترابط بالشبكة وهي القدرة على تحقيق التوازن بين إنتاج النظام ومتطلبات الطاقة المنزلية. عندما ينتج نظام ربط شبكي طاقة أكبر مما يستهلكه المنزل، يمكن بيع الفائض مرة أخرى إلى الأداة في ممارسة تُعرف باسم القياس الصافي.
وعندما لا ينتج النظام طاقة كافية، يُمكن للمنزل أن يستمد الطاقة من شبكة المرافق.
تُعدّ أنظمة ربط الشبكات هي أقل أنواع أنظمة الكهرباء الشمسية السكنية تكلفة، نظرًا لوجود عدد أقل من المكونات المطلوبة.
2 – شبكة نظام الطاقة الشمسية السكنية المترابطة مع بطارية احتياطية
يتم أيضًا توصيل نظام الطاقة الشمسية المترابط بالشبكة بشبكة الطاقة التقليدية ويضيف بطارية احتياطية للنظام.
تتيح إضافة بطارية احتياطية للنظام تحقيق التوازن بين الإنتاج والطلب والحماية من انقطاع التيار الكهربائي.
يعتمد إنتاج نظام الطاقة الشمسية على ضوء الشمس المُتاح.
عندما تكون أشعة الشمس وفيرة، يمكن أن يتجاوز الإنتاج الطلب.
عندما يتجاوز الإنتاج الطلب، يُمكن للطاقة الزائدة شحن البطاريات التي تخزن الكهرباء.
عندما ينتج النظام كهرباء أقل مما يطلبه المنزل، يمكن للبطاريات تعويض النقص.
ترتبط أنظمة الشبكة المتداخلة أيضًا بشبكة طاقة المرافق، ويتيح ذلك لأصحاب المنازل السحب من الشبكة خلال فترات زيادة الطلب وبيع الطاقة للشبكة عندما يكون هناك فائض في الإنتاج.
بينما توفر أنظمة الربط الشبكي مزيدًا من المرونة، إلا أنها لا تخلو من العيوب.
- يقلل شحن البطاريات وتفريغها من الكفاءة الإجمالية للنظام.
- هذه الأنظمة أكثر تعقيدًا في التصميم والتركيب.
- وبالتالي فهي أكثر تكلفة.
3 – أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة
يتم فصل النظام السكني خارج الشبكة تمامًا عن شبكة الطاقة الكهربائية التقليدية. بدون اتصال بشبكة المرافق، تعد البطاريات ضرورية لتحقيق التوازن بين فترات الإنتاج الزائد والطلب الزائد.
للحماية من نقص الطاقة عندما يكون النظام الشمسي منخفض الإنتاج ويتم تفريغ البطاريات، يتم عادةً إضافة مولد كهربائي إلى النظام.
يستخدم المولد كمصدر للطاقة خلال فترات الإنتاج الزائد المطول أو الطلب غير العادي.
في المستقبل، من المحتمل أن نرى المزيد والمزيد من الألواح الشمسية على الأسطُح وتنتشر عبر مناظرنا الطبيعية.
لا شك في أننا نسعى إلى مصادر طاقة أنظف؛ لأن الأنواع المختلفة من الطاقة الشمسية التي نعرفها اليوم، وربما بعضها لم يتم اختراعها بعد، ستكون في طليعة ثورة الطاقة الشمسية الخضراء النظيفة التي نسعى إليها.
الخلاصة:
يوجد داخل كل نوع من أنواع الأنظمة اختلافات دقيقة في التصميم تؤثِّر على الكفاءة والراحة.
لتحديد النظام الأفضل بالنسبة لك، راجع متطلباتك مع متخصص في تركيب الطاقة الشمسية، ويمكن أن يرشدك عامل التثبيت المحترف خلال الاختيارات التفصيلية لأنظمة معينة تتناسب مع احتياجاتك على أفضل وجه.
بواسطة جهاد | يناير 4, 2022 | طاقة شمسية
هل سبق أن رأيت الواح الطاقة الشمسية المثبتة على سطح أحد المنازل تحصد الطاقة الشمسية وتحولها إلى كهرباء؟
في هذا المقال سوف نشرح كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية ..
ما هي الطاقة الشمسية؟
هي نوع من أنواع الطاقة التي تولِّدها الشمس، ويمكن تسخير الطاقة الشمسية بشكل مباشر أو غير مباشر للاستخدام البشري، إن شمسنا عبارة عن مفاعل نووي طبيعي هائل، تطلق حزمًا صغيرة من الطاقة تُدعى الفوتونات، والتي تُسافر عبر الفضاء من الأرض إلى الشمس مسافة 93 مليون ميل في زمن قدره 8.5 دقيقة.
ففي كل ساعة تصطدم الفوتونات بكوكبنا بما يكفي لتوليد الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات الطاقة العالمية لمدة عام كامل.
التوجه العالمي نحو مصادر الطاقة البديلة زاد من الاعتماد على الألواح الشمسية كمصدر للطاقة.
كيفية استغلال الطاقة الشمسية؟
- يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وحرارية من خلال ترتيب الخلايا الشمسية في مجموعات كبيرة تُسمى المصفوفات.
- ويمكن لهذه المصفوفات، المكوَّنة من عدة آلاف من الخلايا الفردية، أن تعمل كمحطات طاقة كهربائية مركزية، وتحوِّل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية لتوزيعها على المستخدمين الصناعيين والتجاريين والسكنيين.
- ثم يتم تركيب الخلايا الشمسية في تكوينات أصغر بكثير، والتي يشار إليها عادةً بألواح الخلايا الشمسية أو ببساطة الواح الطاقة الشمسية ، من قبل أصحاب المنازل على أسطح منازلهم لاستبدال أو زيادة إمداداتهم الكهربائية التقليدية.
- من ثم تُستخدم الواح الطاقة الشمسية أيضًا لتوفير الطاقة الكهربائية في العديد من المواقع الأرضية البعيدة، حيث تكون مصادر الطاقة الكهربائية التقليدية إما غير متوفرة أو باهظة التكلفة للتركيب.
فنظرًا لعدم احتوائها على أجزاء متحركة قد تحتاج إلى صيانة أو أنواع وقود تتطلب تجديدًا، توفِّر الخلايا الشمسية الطاقة لمعظم التركيبات الفضائية، من أقمار الاتصالات والطقس إلى المحطات الفضائية. (الطاقة الشمسية غير كافية للمسبارات الفضائية المرسلة إلى الكواكب الخارجية للنظام الشمسي أو إلى الفضاء بين النجوم، ولكن بسبب انتشار الطاقة المشعة مع المسافة من الشمس). كما تم استخدام الخلايا الشمسية في المنتجات الاستهلاكية، مثل الألعاب الإلكترونية والآلات الحاسبة المحمولة وأجهزة الراديو المحمولة. قد تستخدم الخلايا الشمسية المستخدمة في أجهزة من هذا النوع الضوء الاصطناعي (على سبيل المثال، من المصابيح المتوهجة والفلورية)، وكذلك ضوء الشمس.
كيفية عمل الواح الطاقة الشمسية :-
تتكون الواح الطاقة الشمسية من خلايا ضوئية تحوِّل ضوء الشمس الساقط عليها إلى تيار كهربائي مستمر، وهذه الطاقة ترسل إلى بطاريات شحن يتم تخزينها.
ولكي تتم عملية التحويل، يجب أن:
تحتوي الواح الطاقة الشمسية على مواد شبه موصِّلة (مثل السليكون، وفوسفيد الإنديوم، وسيلينايد الإنديوم النحاسي)، والتي تعمل على تحويل الطاقة الضوئية للشمس إلى طاقة كهربائية، وتحتوي بشكل أساسي على طبقة مضادة للانعكاس لتقليل فقدان الضوء، وعادةً ما تتكون الطبقة المضادة للانعكاس من أكسيد السيليكون، أو التنتالوم، أو التيتانيوم، الذي يتشكّل على سطح الخلية عن طريق الطلاء المغزلي أو تقنية الترسيب بالفراغ، ويوجد تحت الطبقة المضادة للانعكاس ثلاث طبقات رئيسية، وهي: طبقة التوصيل العليا، والطبقة الممتصة، والطبقة الخلفية.
كما تحتوي الخلية على طبقتين كهربائيتين موجبة وسالبة، طبقة التلامس الكهربائي (الموجبة)، والتي توجد على وجه الخلية، وتتكون من شريحة مأخوذة من بلورات السليكون الأحادية مضاف إليها بعض الشوائب من عنصر ثلاثي التكافؤ، مثل البورون. وطبقة الاتصال الكهربائي الخلفية (السالبة)، والتي تتكون من السليكون النقي والمضاف إليها بعض الشوائب لعنصر خماسي التكافؤ، مثل الفوسفور، وتعمل كلا الطبقتين معًا على نقل التيار الكهربائي من وإلى الخلية الشمسية.
الخلاصة:
الواح الطاقة الشمسية ، سواء كانت مُستخدمة في محطة طاقة مركزية أو قمر صناعي أو آلة حاسبة، لها نفس البنية الأساسية.
يدخل الضوء إلى الجهاز من خلال طلاء بصري، أو طبقة مُضادة للانعكاس؛ مما يقلل من فقد الضوء عن طريق الانعكاس، ويحبس بشكل فعَّال الضوء الساقط على الخلية الشمسية من خلال تعزيز انتقاله إلى طبقات تحويل الطاقة أدناه. وعادةً ما تكون الطبقة المضادة للانعكاس عبارة عن أكسيد السيليكون أو التنتالوم أو التيتانيوم الذي يتكون على سطح الخلية عن طريق الطلاء الدوراني أو تقنية الترسيب بالتفريغ.
