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 Norhan | نوفمبر 30, 2021 | طاقة شمسية
في التنشئة المتقدمة والتكنولوجية اليوم، أصبحت قوة التيار الكهربي أكثر من مجرد ضرورة بشرية، يستخدم الناس التيار الكهربي للتدفئة والتبريد واستخدام الكمبيوتر وغير ذلك الكثير.
على غرار الأجهزة المحمولة والمنزلية، لا يمكنك العمل وتكون منتجًا دون توصيل أجهزتك أو شحن هواتفك المحمولة في يوم واحد، ومن ثم، فقد أعادت الكهرباء ضبط حياتنا منذ يوم اكتشافها.
اليوم تمثل الولايات المتحدة أحد القادة الاقتصاديين في سوق الطاقة العالمي البالغ قيمته 6 تريليون دولار.
في عام 2018، كان الاستخدام التيار الكهربي للمراوح ومعدات تكييف الهواء لتبريد المساحات الداخلية للمنازل هو أكبر استخدام منفرد للكهرباء من قبل القطاع السكني في الولايات المتحدة، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية، ومن هنا ظهر مصطلح جديد وهو التيار الكهربي أحادي الطور والتيار ثلاثي الطور.
وفي هذه المقالة، سنتناول الفرق بين الطاقة ثلاثية الطور والطاقة أحادية الطور، ولماذا معظم الناس يفضّلون الطاقة ثلاثية الطور على الطاقة أحادية الطور؟
ما هو الطور في الكهرباء؟
الطور هي التيار، أو الجهد بين السلك الموجود وكذلك الكبل المحايد، سيتم تحليل شكل الموجة للإشارات الإلكترونية بواسطة مرسمة الذبذبات، وهو جهاز رقمي يرسم رسمًا بيانيًّا يوضّح جهد الإشارة اللحظي كدالة للوقت.
علاوة على ذلك، تعتمد المرحلة على توزيع الحمل الكهربائي المقابل لنوع الوحدة، سواء كانت طاقة أحادية الطور أو ثلاثية الطور.
التيار الكهربي أحادي الطور له طاقة أقل، وتتطلب سلكين؛ بينما يتطلب التيار الكهربي ثلاثي الطور ثلاثة أو أربعة أسلاك.
التيار الكهربي أحادي وثلاثي الطور
ما هي قوة طاقة التيار الكهربي أحادية الطور؟
تعمل طاقة التيار الكهربي أحادية الطور على تغيير جهد إمداد طاقة التيار المتردد بواسطة نظام ما، وفي كثير من الأحيان، تُعرف الطاقة أحادية الطور باسم “الجهد السكني”، نظرًا لأنها تستخدم في معظم المنازل.
في توزيع الطاقة، تستخدم أحادي الطور والأسلاك المحايدة، حيث يحمل سلك الطور الحمل الحالي، بينما يوفر السلك المحايد مسارًا يعود فيه التيار.
يخلق موجة جيبية واحدة (جهد منخفض)، يبدأ الجهد المشترك للطاقة أحادية الطور عند 230 فولت، كما أن تردده يقترب من 50 هرتز.
تتطلب المحركات أحادية الطور دوائر إضافية للعمل نظرًا لأن الإمداد أحادي الطور المتصل بمحرك التيار المتردد لا يولد مجالًا مغناطيسيًّا دوارًا، إن خرج الطاقة لمصدر أحادي الطور ليس ثابتًا، مما يعني أن إمداد الجهد به يرتفع وينخفض.
ما هي مزايا استخدام طاقة التيار الكهربي أحادية الطور؟
تقوم طاقة التيار الكهربي أحادية الطور بتوليد الكهرباء للمنازل السكنية والإمدادات المنزلية، نظرًا لأن معظم الأجهزة لا تتطلب سوى قدرًا صغيرًا من الطاقة لتعمل، بما في ذلك المراوح والسخانات والتلفزيون والثلاجة والأضواء.
التصميم والتشغيل عادي، ويحتوي على وحدة خفيفة الوزن ومضغوطة، والتي سيكون التيار عبرها أقل عندما يكون انتقال الجهد عاليًا.
بسبب انخفاض I2R، فإن التيار منخفض، بمعنى، تضمن الطاقة أحادية الطور أن تعمل الوحدة على النحو الأمثل مع زيادة كفاءة ناقل الحركة.
من الأفضل استخدام الطاقة أحادية الطور مع وحدات حصانية جزئية أو منخفضة تصل إلى 5 حصان.
ما هي عيوب استخدام طاقة التيار الكهربي أحادية الطور؟
تحتاج المحركات الصغيرة أحادية الطور إلى دوائر إضافية مثل مشغلات المحرك (على غرار المكثفات البادئة في المراوح والمضخات)، نظرًا لأن إمدادها أحادي الطور غير كافٍ لبدء التشغيل الأولي.
تتطلب المحركات الصناعية أحمالًا إلكترونية ثقيلة، لا يمكن تشغيله على توريد أحادي الطور.
ما هي قوة التيار الكهربي ثلاثية الطور؟
توفر طاقة التيار الكهربي ثلاثية الطور ثلاث تيارات متناوبة، مع ثلاث خدمات كهربائية منفصلة، تصل كل ساق من التيار المتردد إلى أقصى جهد، مفصولة بثلث الوقت فقط في دورة كاملة.
بعبارة أخرى، يظل خرج طاقة التيار الكهربي لقوة ثلاثية الطور ثابتًا، ولا ينخفض أبدًا إلى الصفر.
في مزود الطاقة ثلاثي الطور، يتطلب أربعة أسلاك، أي سلك محايد واحد وأسلاك بثلاثة موصلات، هذه الأسلاك الموصلة الثلاثة تبعد 120 درجة عن بعضها البعض، وكل إشارة طاقة تيار متردد هي 1200 خارج الطور مع بعضها البعض.
التيار الكهربي أحادي وثلاثي الطور
ما هي مزايا طاقة التيار الكهربي ثلاثية الطور؟
قم بتشغيل الأحمال الكبيرة بسهولة، تفضل الأحمال التجارية والصناعية مصدر طاقة ثلاثي الطور لأنه يتطلب المزيد من الأحمال الإلكترونية الثقيلة.
لا تتطلب أي مبتدئين للمحركات ثلاثية الطور المستخدمة في الصناعات الكبيرة، حيث إنها تمتلك فرق طور كافٍ لتوفير عزم دوران أوّلي لبدء تشغيل المحرك.
يتطلب مصدر الطاقة ثلاثي الطور مواد موصلة أقل لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية، ومن ثم فإنه يصبح أكثر اقتصادًا عندما يتحدث عن التكاليف.
مع زيادة عدد المراحل في النظام يصبح جهد التيار المستمر للقدرة ثلاثية الأطوار أكثر سلاسة وأكثر فائدة.
ما هي عيوب طاقة التيار الكهربي ثلاثية الطور؟
نظرًا لأن جهد النظام مرتفع جدًّا، فإن مصادر الطاقة والمحركات ثلاثية الطور تحافظ على تكلفة عزل عالية، يعتمد العزل على جهد الوحدة، بينما يعتمد حجم السلك على التيار.
لا تستطيع وحدات الطاقة ثلاثية الطور التعامل مع الحمل الزائد، بمعنى عندما ينتج عن ذلك ضرر، تكون تكلفة الإصلاح أعلى لأن تغيير المكونات الفردية يعد مكلفًا.
ما هي الاختلافات بين طاقة التيار الكهربي أحادية الطور وطاقة التيار الكهربي ثلاثية الطور؟
في مصدر طاقة التيار الكهربي أحادي الطور، لا يتطلب سوى سلكين، وهما الطور والمحايد، من ناحية أخرى، يعمل مصدر الطاقة ثلاثي الطور فقط من خلال ثلاثة أسلاك، بما في ذلك الأسلاك ثلاثية الموصلات والسلك المحايد.
وبالتالي يتم تقليل تكاليف الكابلات والتركيب الكلي عندما تقوم بتوصيل طاقة ثلاثية الطور مباشرة إلى خزانات الخادم الخاص بك.
وفيما يلي بعض الاختلافات بين التيار أحادي الطور وثلاثي الطور
في مصدر طاقة أحادي الطور، يكفي فقط 230 فولت، في حين أن مصدر الطاقة ثلاثي الطور يصل إلى 415 فولت.
عادة ما تستخدم المنازل السكنية مصدر طاقة أقل، مما يتطلب كمية أقل من الطاقة لتشغيل أجهزتك المحمولة والأجهزة المنزلية، وبالتالي فهي تستخدم طاقة أحادية الطور، في المقابل تتطلب الشركات التجارية والصناعية حمولة إلكترونية أثقل، وبالتالي فهي تستخدم مصدر طاقة ثلاثي الطور لتعمل.
لا يمكن أن تبدأ الطاقة أحادية الطور من تلقاء نفسها، مما يتطلب أجهزة خارجية مثل Motor Startups، على عكس ذلك يمكن أن تبدأ الطاقة ثلاثية الطور من تلقاء نفسها دون الحاجة إلى أي أجهزة خارجية، أيضًا يمكنها عكس اتجاهين موصلين.
-
القدرة على توفير الاحتياجات من الطاقة
يولد مصدر الطاقة أحادي الطور كمية أقل من الكهرباء لدعم المنازل والشركات غير الصناعية، في حين أن الطاقة ثلاثية الطور تزود شبكات الطاقة ومراكز البيانات والطائرات والسفن وأحمال إلكترونية أخرى أكبر من 1000 واط.
الخلاصة :-
لقد قمنا بشرح التيار الكهربى الذي يمكن أن يتم انتاجة عن طريق الطاقة الشمسية وهو توليد الكهرباء من أشعة الشمس. وقد يكون ذلك مباشرة باستخدام الألواح الضوئية الجهدية أو غير مباشرا عن طريق تركيز أشعة الشمس حيث تقوم أشعة الشمس بتسخين مائع مثل الزيت أو الماء أو مصهور الملح، واستخدامه لإنتاج الطاقة.
