الواح الطاقة الشمسية

 

الواح الطاقة الشمسية ؟

الواح الطاقة الشمسية هي طبقات من مواد كيميائية تستخدم لتوليد الكهرباء من أشعة الشمس الساقطة عليها وهي مصدر للكهرباء وتعد من الطاقة النظيفة والمتجددة خلافاً بمولدات الكهرباء الأخرى. وتثبت اللوح الشمسي على المبنى ومعرضاً لأشعة الشمس بزاوية ميل معينة للحصول على تركيز أشعة الشمس وهي من مصادر الكهرباء الموصى بها لتوفير المواد الغير متجددة الآخر والتي تعتمد في استخدامها على مشتقات البترول. 

 

 

استخدام الوحدات الصغيرة من الالواح الشمسية

استخدام اللوح الشمسي لتوليد الطاقة الكهربائية

 - تستخدم  "الالواح الشمسية" لإمداد كلاً من؛ المنازل, الشركات ومختلف المباني بالطاقة الكهربائية، مضخات الري ومن أمثلة استخدام الالواح الشمسية وأعمدة الإنارة بالطاقة الشمسية.

 

- غير أن الوحدات الصغيرة منها ( الخلايا الشمسية ) تستخدم بقطع صغيرة وجهد صغير لتشغيل : الموبايل, ومجففات الملابس, والمجمدات ( الثلاجات) الصغيرة منها … الخ .

 

- وتستخدم ايضاً كمصدر طاقة للطائرات بدون طيار والقطارات... بل إنها تستخدم في محطات توليد الكهرباء وتقوم هذه المحطات بتأمين الكهرباء لمدن كاملة وليس فقط المنازل.

 

التكوين الداخلي لألواح الطاقة الشمسية

 

تتكون "Solar Panels" من مجموعة من الوحدة الشمسية ( Solar Module ) يتم توصيلها بالاسلاك او قطع النحاس على التوازي أو التوالي حسب الجهد والتيار المراد توليده وتتكون الوحدة من مجموعة من الخلايا ( Solar Cell ).

 

نظام الالواح الشمسية والتركيب الداخلي

 

 

كل "وحدة من الخلايا الشمسية Solar Module لها القدرة على توليد مايقرب من 100 - 365 وات" في ظل الظروف القاسية، وذلك يعتمد على نوع وكفاءة الواح الطاقة المستخدم والموقع الجغرافي للمبنى أو التطبيق المراد توليد له الكهرباء، حيث ان اللوح الشمسي الموجود حالياً في الأسواق قدرته 250 وات يتكون من 60 خلية والخلية في جهدها 0.6 فولت ومتصلة على التوازي.

و الواح الطاقة الشمسية تختلف حسب كفاءتها وقدرتها ولذلك قبل شراء الواح الطاقة لتأمين الطاقة كهرباء لمبنى او منشأ معين !     ،يجب الوضع في الحسبان بعض العوامل مثل: حساب القدرة المراد الحصول عليها لهذا المنشاً والمساحة المتاحة التي سوف يتم استخدامها لتثبيت الواح ثم ننتقل ل

ما النوع الذي سوف نستخدمه من الالواح الشمسية لتأمين الكهرباء ؟

 

 

انواع الواح الطاقة الشمسية

تتنوع الألواح الشمسية و تختلف في قدرتها بناءاً على التكوين الكيميائي لها والمواد المصنعة منها، ولكن معظم الواح الطاقة الشمسية حالياً تتكون من بلورات السيليكون (Crystalline Silicon (c-Si، لإحصائية في عام 2013 تبين أن نسبة استخدام خلايا بلورات السيليكون 90% على مستوى العالم، و من خلال هذا الكتاب "تعرف على التكوين الكيميائي لانواع بلورات السيليكون واختلافها".

 

انواع الخلايا الشمسية والتكوين الداخلي لها

 

 

 

Monocrystalline Silicon Cells: هذا النوع Monocrystalline من الخلايا تتألف من بلورات السيليكون النقية وينتج منه ايضاً افضل انواع الواح الطاقة الشمسية حيث أنه عالي الكفاءة و اغلى في السعر ايضاً، النوع Monocrystalline تصل كفاءة أفضل انتاجاته لـ 25% حيث ان ( الخلية من النوع CIGS cells  تصل كفاءتها 19.8% - و CdTe cells تصل 19.6% - والنوع الأكثر شيوعاً  a-Si cells 13.4% ).

Polycrystalline Silicon Cells: هذا النوع هو أقل في التكلفة خلافاً بالنوع Monocrystalline ولكن يستغل مساحة اكبر لقدرة أكبر، والعملية ده عكسية مع النوع Mono، وده يرجع لطريقة التصنيع.

Thin Film Cells: هذا النوع هو الأغلى بين الانواع الاخرى وذلك لرقة طبقاته والتي تساعد على تشكيله والتحكم فيه واستغلاله في أماكن ذات منحنيات متعددة، كفاءة قليلة مقارنة بالانواع الاخرى.

 

النظام الشمسي لتوليد الكهرباء

كما وضحنا بأن الواح الطاقة الشمسية بقوم باستغلال ضوء الشمس لتوليد الكهرباء ولكن عملية توليد الكهرباء لا تقتصر على اللوح الشمسي فقط، ولكن توجد بعض الأدوات والأجهزة المستخدمة في هذا النظام ( النظام الشمسي لتوليد الكهرباء ) وهو عبارة عن مجموعة مراحل يمر بها الإلكترون بمجرد اثارته وخروجه من اللوح الشمسي حيث يمر بالانفرتير وهو المسئول عن تنظيم الجهد والتيار و تخزين التيار بالبطارية بواسطة المتحكم ثم يتم فيما بعد بتوصيله بالشبكة القومية او بالاحمال ( المنازل ,المنشأت .. الخ) ، وهذه الصورة عبارة عن مثال عن توليد 2 كيلووات من الواح الطاقة الشمسية نستطيع توضيح به فكرة توليد الكهرباء.

 

نظام توليد الكهرباء بالواح الطاقة الشمسية، توليد 2كيلو وات
نظام توليد الكهرباء وتوليد 2كيلو وات

 

 

الواح الطاقة الشمسية تقوم بتوليد تيار وجهد كهربي من النوع المستمر ( DC Voltage ) يتم تخزين هذا التيار في بطاريات الطاقة الشمسية، وعملية التخزين تسمى بعملية شحن البطارية ومسئولة عنها دائرة الكترونية وهي ( Charge Controller Circuit)، بعد عملية الشحن يتم تحويل تيار DC  إلى تيار متردد ( AC Voltage )، ويتم بعد ذلك التحكم وتنظيم هذا الجهد لاستخدامه داخل المنشآت ويتم قياس هذه العملية خطوة بخطوة لمتابعة اي تغير في القيم وذلك بواسطة جهاز مقياس الجهد AC ,DC .

(هذا التيار الذي يستخدم في بعض الدول العربية ومنها مصر وهو تيار AC 220 فولت متردد... خلافاً ببعض الدول لاستخدامها 100  DC )

 

فيديو توضيحي عن نظام الواح الطاقة الشمسية وكيفية عملها