محول الطاقة الشمسية وأفضل التطبيقات التي تستخدم الطاقة الشمسية

يعد محول الطاقة الشمسية من أهم مكونات المنظومة الشمسية حيث يدور كل نظام وعمل الخلايا الشمسية حول حجم المحول كفاءة عمله، وقد ظهر في السوق الكثير من المحولات الرديئة ذو الكفاءة الضعيفة بأسعار رخيصة، ولكن لعمل خلايا تحويل الطاقة الشمسية لكهربية لا بد من استخدام محول ذو كفاءة عالية ومناسب لحجم الخلايا الشمسية، ولمعرفة ذلك لا بد من قراءة مقالنا هذا أو التواصل على موقع الطاقة الذكية.

محول الطاقة الشمسية إلى كهربية

قبل معرفة كيفية عمل محول الطاقة الشمسية إلى كهربية لا بد من معرفة مهام وموقع محول الطاقة الشمسية في منظومة الخلايا الشمسية.

مهام محول الطاقة الشمسية 

تتمثل المهمة الرئيسية لمحول الطاقة الشمسية في النظام الكهربائي في العمل على تحويل التيار المستمر للتيار المتناوب ” المتردد “، حيث أن معظم الأجهزة الكهربية لا تعمل إلا بالتيار المتناوب.

موقع محول الطاقة الشمسية في المنظومة

يقع موقع محول الطاقة الشمسية في المنظومة بعد الألواح أو البطاريات, ويعتمد ذلك على نوع النظام المستخدم, لكي تتمكن من تحويل التيار المباشر إلى التيار المتناوب “المتردد” فقد مرت المحولات بمراحل مختلفة من التطوير، ففي البداية تم العمل على إجراء التحويل الحالي تدريجيًا وبشكل حاد مع ما يعرف باسم موجة جيبيه معدلة.

ولكن اتضح أن المحولات التي تعمل بهذه الطريقة ليست مناسبة لمعظم الأجهزة الإلكترونية، وذلك لأن معظم الأجهزة الحديثة عبارة عن ثلاجات ومضخات مما تسبب تلفًا للأجهزة، وكثيرًا ما تستخدم عند سماع بعض الأصوات الغريبة من الأجهزة.

مما قد تسبب في حدوث تلف لهذه الأجهزة مع مرور الوقت، ولهذا النوع من المحولات استخداماته الخاصة كما أنه متاح على نطاق واسع في السوق، ولكنه في الواقع ليس جيدًا ومن الأفضل الابتعاد عنه واستخدام نوع آخر أفضل حيث تقوم هذه المحولات بتحويل التيار المستمر إلى تيار عالي الشدة والنقاء ويتعدى سعرها المحولات الحالية المعدلة.

اقرأ عن كيفية: تركيب الطاقة الشمسية وكيفية التخلص من عيوبها المختلفة بسهولة

سعر محول الطاقة الشمسية

قبل الحديث عن سعر محول الطاقة الشمسية فلا بد من معرفة كفاءة المحول وكذلك تصنيف المحولات ومعرفة جودتها.

كفاءة المحول وفاعليته

من الضروري قبل شراء المحول معرفة كفاءته وفاعليته، والكفاءة تعني مقدرة المحول على تحويل التيار المستمر لتيار متردد دون فقد جزء من الطاقة أثناء العملية، كفاءة المحولات تختلف من80%  إلى 90%، وتعد أكبر نسبة كفاءة للمحولات 98% وتوضع كفاءة المحولات على المحول نفسه أو في دليل تصنيف المحولات.

تصنيف المحولات

• يتم تصنيف محول الطاقة الشمسية حسب متطلبات مجموعة الخلايا الشمسية.
• فتوجد المحولات التي تعرف بمحولات الأنظمة الهجينة، والتي تعرف أيضًا بالأنظمة الشائعة والهجينة والمنفصلة.
• والتي تحتوي على بطاريات كالنظام الشمسي المتصل بالشبكة، وكذلك توجد محولات لها القدرة على الشحن من مصدر خارجي.
• كالمولدات في أنظمة منفصلة وتسمى بمحولات الشاحنات.
• لذلك تستخدم العديد من المنازل محولات متصلة بالشبكة الكهربائية وذلك لتوفير الكهرباء اللازمة للمنزل وخفض قيمة الفاتورة الكهربائية الخاصة بمنزلهم.
• فلا بد من معرفة نظام تشغيل شبكة المجموعة الخاصة بك لشراء المحول المناسب لها.

جودة المحولات

يوجد أكثر من نوع لمحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وتختلف جودتها حول العالم, ومنها :-

• محولات SMA الألمانية وتعد أعلى المحولات سعرًا.
• أيضاً محولات إيطالية مثل ” Power One AURORA – Schneider Electric Xantrex “. 
• محولات صينية جيدة الكفاءة مثل ” Samil الطاقة – Ever Solar “.
• فيما تمثل محولات أمريكية مثل ” OUTBACK “.

تقوم شركات مثل SME و Schneider Electric و Outback بعمل مفاتيح نظام منفصلة عالية الجودة، بينما تقوم باقي الشركات لعمل المفاتيح بنظام التوصيل بالشبكة فقط، ويتراوح سعر هذه المحولات إلى ما بين 10000 دولار إلى ما يقرب من مليون دولار .

تحويل الطاقة الضوئية إلى كهربية

قبل معرفة كيفية تحويل الطاقة الضوئية إلى كهربية عن طريق محول الطاقة الشمسية نذكر لكم أنواع الخلايا الشمسية التي تتبين من التالي :-

• ألواح شمسية أحادية البلورة: تتميز بالكفاءة العالية وصغر مساحتها وكما أنها أفضل أنواع الألواح، فتنتج كميات كبيرة من الطاقة ولكن ذات سعر مرتفع جدًا.
• توجد ألواح شمسية كريستالية: وهي ألواح أقل سعرًا من الألواح أحادية البلورة كما أن عمرها قصير وكفاءتها أقل.
• خلايا شمسية ذات أغشية رقيقة: تتميز بأنها سهلة الصنع وذات تكلفة منخفضة ولكن عمرها قصير وأقل كفاءة في ألواح الخلايا الشمسية الأخرى.
• الواح شمسية غير متبلورة للسيليكون: تستخدم كمصدر طاقة للآلات الحاسبة الصغيرة، إضافًة إلى أنها رخيصة في الثمن لكن قليلة الكفاءة جدًا.
• خلايا شمسية بيولوجية: تعمل نفس عمل التمثيل البنائي الضوئي ولكنها تحت الدراسة حتى الآن، ولم يتم إصدارها بعد.
• كذلك خلايا الكادميوم تيلورايد الشمسية: يمكنها إنتاج الطاقة باستخدام كمية قليلة من الماء، لكن يستخدم في صنعها الكربون الضار للإنسان في حالة نتوله أو استنشاقه.
• الخلايا الكهروضوئية المركزة: يتم توليد الطاقة منها بنفس طريقة توليد الطاقة من الخلايا الكهروضوئية التقليدية ولكن بكفاءة أعلى منها.

تحويل الطاقة الشمسية

• يتم تحويل الطاقة الشمسية الضوئية إلى الطاقة الكهربية بشكل مباشر.
• عن طريق خلايا تعرف بالخلايا الكهروضوئية الشمسية.
• كما توجد بعض المواد المسئولة عن ذلك كأشباه الموصلات المصنوعة من الجرمانيوم أو السيليكون.
• حيث تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل علماء الفيزياء وكذلك اكتشفوا أن الضوء الأزرق.
• يحرر الإلكترونات بشكل أكبر من الأصفر وذلك في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي.
• كما يعتمد التحويل على الإشعاع الحراري الشمسي الذي يتم تحويله بواسطة المواد الحرارية والأطباق الإشعاعية.
• وذلك عن طريق تعرض هذه الأشعة لجسم داكن ومعزول فيقوم بامتصاص الإشعاع الشمسي فتزداد درجة حرارته.
• كما يمكن استخدام هذه الحرارة في التدفئة والتبريد وتوليد الكهرباء وتسخين المياه.
• ولكي تنجح هذه العملية فلا بد من توافر أشعة الشمس ذات الحرارة المرتفعة طوال الوقت.
• حتى يتم توفير هذه الطاقة وقت حجب تلك الأشعة عن الألواح، ويتم تخزين الطاقة في بعض الصور.
• كالتالي “التخزين الميكانيكي – التخزين المغناطيسي – التخزين الكيميائي – التخزين الكهربائي – التخزين الحراري”.

طريقة تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربية

تتم آلية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية باستخدام محول الطاقة الشمسية للاستفادة منها للمنازل أو التربح من خلالها عن طريق الخطوات التالية:-

• عند اصطدام الفوتونات الموجود بذرات العناصر التي تتكون منها الخلية الشمسية فتفقد هذه الذرات إلكتروناتها تحت آلية تسمى الظاهرة الكهروضوئية.
• يتم توصيل الطرف الموجب بالطرف السالب في وجود مصدر كهربي لتشكيل دائرة كهربية تعمل على تتدفق إلكتروناتها لتكون الخلايا الكهربية المتعددة لتشكيل لوحة شمسية ويمكن زيادة عدد اللوحات لتكوين مجموعة شمسية تعمل على توليد طاقة أكبر.
• تتركب الخلايا الشمسية المكونة للألواح الكهروضوئية من عناصر أشباه موصلة كعنصر السليكون وعنصر الجرمانيوم وتصنع على هيئة طبقتين واحدة موجبة والأخرى سالبة لتكوين ما يعرف بالمجال الكهربي كالبطاريات.
• عند سقوط الأشعة الشمسية على الألواح تتحول الأشعة الساقطة إلي تيار مستمر والذي بدوره يتدفق للعاكس فيتحول إلي تيار متردد “متناوب”، من ثم استخدامه في تشغيل كهرباء المنزل.
• تعطي الألواح الشمسية كفاءة عالية لإنتاج الكهرباء إضافَة إلى أنها بسيطة من حيث المنظر والتركيب.

تعرف ايضا على: الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء 

اهم تطبيقات الخلايا الشمسية

• أضواء الشوارع عن طريق تخزين الطاقة لاستعمالها في إضاءة المصباح ليلًا.
• ثلاجات الأدوية واللقاحات في الأماكن النائية.
• الأفران الشمسية.
• شواحن الهواتف الخلوية التي تعمل بالطاقة.
• كذلك حقائب الظهر التي تشحن عند المشي في الشمس والتي يمكن استخدامها في شحن الهواتف الخلوية.
• دهانات السيارت عن طريق استخدام خلايا كهروضوئية خفيفة السمك.

وختامًا عزيزي القارئ يجب أن تكون على دراية بأنواع المحولات اللازم استخدامها طبقًا لنظام الخلايا الشمسية لديك وكذلك جودتها قبل الشراء ولمعرفة ذلك لا بد من قراءة مقالنا أو التواصل على موقعنا.