توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل

إن المحطات المستخدمة في توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل، هي من أهم الوسائل لإنتاج الطاقة الكهربائية، التي يتم تحديثها باستمرار للاستفادة منها في المستقبل حيث أنها من الموارد المتجددة لإنتاج الطاقة، وذلك لأنها تعمل من خلال امتصاص ضوء الشمس بواسطة الألواح الشمسية، ثم يتم تحويلها لإنتاج الطاقة الكهربائية، التي تستخدم في العديد من المجالات الصناعية بالإضافة إلى المنازل.

توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية للمنازل بواسطة المحطات الشمسية

• يتم توليد الكهرباء عندما يحدث اصطدام بين الفوتونات وأيضاً الخلايا الشمسية، مما يؤدي لفقدان الالكترونات الموجودة بالذرات، وهذا ما يسمى الظاهرة الكهروضوئية.
• ومن المعلوم أنه في حال عمل اتصال بين القطبين الموجب والسالب بالنسبة للمواد الموصلة.
• وتوفر مصدر للطاقة الكهربائية، ينشئ عنها دائرة كهربائية تتدفق إليها العديد من الالكترونات.
• وهذا ما يسمى بالخلايا الكهربائية المتنوعة التي تكون معا لوحة شمسية.
• ومن خلال عمل اتصال بين مجموعة من اللوحات الشمسية، يصبح لدينا مجموعة شمسية تنتج طاقة كهربائية تزداد عندما يصبح عدد اللوحات أكثر.
• أي أن زيادة عدد اللوحات يعد من عوامل زيادة الطاقة المتولدة.
• إن الألواح الشمسية عبارة عن مجموعة كبيرة من الخلايا الشمسية، التي يتم تصنيعها بواسطة أشباه الموصلات كمادة السيليكون.
• وذلك من خلال عمل طبقتين إحداهما موجبة والأخرى سالبة مما يؤدي لحدوث مجال كهربائي.
• وفي حال تم الاعتماد على الطاقة الشمسية للمنازل، يتم وضع الألواح الشمسية على أسطح المنازل حتى تتعرض لأشعة الشمس المباشرة.
• ثم يتم تحويل الضوء الساقط من الشمس لتيار كهربائي مباشر.

اقرأ ايضا عن: جهاز الطاقة الشمسية 

كيف نحصل على الطاقة الشمسية مع الطقس السيء

 إن الطاقة الشمسية بالرغم من مزاياها المتنوعة، إلا أنها لم تلاقي انتشاراً واسعاً بين أغلب الناس، يرجع ذلك لتكلفتها الكبيرة، بالإضافة إلى الخوف من الاضطراب الذي قد يحدث في إنتاج الكهرباء مع وجود طقس سيء لذلك نوضح بعض النقاط الهامة:

العزل الجيد:

• يعد العزل الجيد هو الفكرة الأساسية في طريقة تشغيل سخان المياه لاستخدام الطاقة الشمسية بالرغم من الدرجات المنخفضة.
• وذلك لأن ضوء الشمس يعمل على تسخين المياه الموجودة لسخان المياه الشمسي خلال فصل الشتاء.
• فالمياه الساخنة تحتفظ بدرجة حرارتها بفضل الطاقة الإشعاعية الصادرة من الشمس بالرغم من وجود حرارة منخفضة.
• وذلك لأن العزل الجيد يعمل على الاحتفاظ بالحرارة، حتى وإن حدث فقد قليل جداً، فلن يعمل على التأثير على درجات الحرارة الخاصة بالمياه.
• لهذا السبب يعد العزل الجيد من أكثر العوامل المؤثرة علي توليد الكهرباء، بواسطة الألواح الشمسية خلال فصل الشتاء.

استخدام المرايا:

• إن استخدام العزل الجيد بالإضافة إلى المرايا يساهم في عملية تسخين المياه خلال فصل الشتاء.
• ويتم استخدام المرايا لزيادة كمية الضوء للمساعدة في زيادة كمية الضوء حتى تصبح في المنطقة الصحيحة.
• ونخص بالذكر المرايا المقعرة وذلك لأن الاستفادة تكون أكبر، بالرغم من الساعات القليلة للتعرض المباشر لضوء الشمس.
• ولكن هذه المرايا تجعلنا لا نستغنى عن العزل الجيد، فتوليد الطاقة الكهربائية يرتبط بصورة أساسية بجودة العزل.
• بالإضافة إلى كمية الحرارة التي يتم تخزينها داخل النظام الشمسي ولا نفقدها بسبب انخفاض الحرارة.

توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية خلال فصل الشتاء

• يقلق الكثير من الاضطرابات التي قد تحدث في إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية، خاصة مع دخول فصل الشتاء.
• وأيضاً سقوط الأمطار التي قد تكون جليدية، لهذا السبب تم حماية جميع الأنظمة المثبتة من حدوث أي تجمد.
• أي أن الثلج يذوب بسبب مجمع تسخين المياه، مما يؤدي إلى انزلاقه بعيداً عن الألواح الشمسية.
• إن سخان المياه الموجود بالمحطات الشمسية يصبح نظام تسخين قوي وذلك بسبب العزل الجيد حتى مع وجود درجات حرارة قليلة جداً.
• او مع سقوط الجليد حيث يتم الاعتماد على سائل رادياتير، الموجود بالسخانات الشمسية.
• حيث يتم رفع درجة حرارة السائل من خلال طاقة الشمس، لكي يتم ضخه نحو الخزان الخاص بالتبادل الحراري.
• يتم التبادل الحراري داخل خزان حيث يتم تبادل الحرارة الخاصة بالسائل مع حرارة الماء.
• بينما يتم إعادة تسخين الماء بواسطة خزان التسخين.
• لهذا ننصح بضرورة فحص الرادياتير قبل دخول فصل الشتاء، مع ضرورة عمل الصيانة اللازمة.
• كما أنها تعمل على التأثير بصورة مباشرة على أداء الألواح الشمسية خلال فصل الشتاء.
• يتم ذلك بواسطة شركة الصيانة بانتظام.

طريقة الحصول علي طاقة شمسية

• نستطيع الحصول على القدر الكبير من الطاقة بصورة مجانية عن طريق تحويل الشعاع الخارج من الشمس بطريقة مباشرة، إلى طاقة كهربائية وذلك من خلال الخلايا الضوئية أو الخلايا الشمسية.
• حيث تقوم هذه الخلايا بتوليد طاقة كهربائية بواسطة جهد صغير.
• وذلك عندما يحدث اصطدام بين الضوء وأيضاً المادة شبه الموصلة التي تم تصنيع الخلايا منها كمادة السيليكون.
• تقدر الطاقة المنتجة بواسطة خلية كهروضوئية ب 2 وات تقريباً.
• عندما يتم عمل اتصال بين الكثير من الخلايا الضوئية لتكون الألواح الشمسية.
• يتم الحصول على آلاف الكيلو وات من الطاقة الكهربائية تقدر بآلاف الكيلو واط للمحطة الشمسية
• نحتاج لإنتاج قدر كبير من الطاقة بواسطة عدد كبير من الخلايا الضوئية، حتى تنتج الكم المناسب الذي نحتاج إليه من الطاقة .
• وذلك لأن الكفاءة التي تعمل بها الخلايا الكهربائية تصل لنسبة 15 أو 20 في المئة.
• من المعروف أن أي منزل يتواجد به طاقة كهربائية يحصل على عداد يدعى عداد المرافق.
• حيث يتم الاستعانة به لقياس الطاقة الداخلة للمنزل.
• وعندما يتم تركيب الألواح الشمسية فوق سطح المنزل، فهي في النهاية على صلة بمقياس المرافق الموجود بالمنزل.
• يستطيع المستخدم معرفة الكثير من المعلومات عن نظامه الشمسي من خلال هذا العداد.
• وبإمكان المستخدم إرسال كمية من الطاقة نحو الشبكة وذلك إذا تم إنتاج كم هائل من الطاقة بواسطة النظام الشمسي خاصة خلال فترة النهار أو وقت شهور الصيف.
• وعند دخول وقت الليل بإمكان المستخدم أن يقوم بالاستفادة من الأرصدة التي قام بإضافتها من قبل للشبكة، وذلك من أجل الحصول على الكم المناسب من الطاقة الكهربائية.
• يعد صافي القياس أحد الحلول الهامة في عملية تخزين الطاقة الكهربائية بصورة مجانية، ويساهم في إضافة المزيد من المرونة لإنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة الطاقة الشمسية.

تعرف على: الواح الطاقة الشمسية المنزلية

تقدير الكمية الضرورية من الطاقة الكهربائية للمنزل

• إن عدد الأفراد الموجودون بالمنزل، بالإضافة إلى استخداماتهم الخاصة بالطاقة الكهربائية هما العامل الأساسي في تحديد كم الطاقة الشمسية وأيضاً تكلفتها.
• ولمعرفة التكلفة الخاصة بالطاقة الشمسية نقوم بحساب الاستهلاك الكهربائي بالكيلو وات مع احتساب 20 في المئة نقوم بزيادتها على الاستهلاك.
• تقدر التكلفة التقديرية ليتم إنتاج كيلو واحد من الطاقة الشمسية بقيمه 1000 دولار مع توفير مساحة تصل لثمانية متر مربع.
• فاذا كان لديك منزل يستهلك كم من الطاقة حوالي 5 كيلو وات تكون التكلفة الكلية حوالي 5000 دولار، ولابد من توفير مساحه 40 متر مربع من اللوحات الشمسية.
• يبلغ العمر الافتراضي 20 سنة مع الاهتمام بالصيانة المستمرة.

إلى هنا نكون قد وضحنا الكثير من المعلومات عن الطاقة الشمسية عبر موقع الطاقة الذكية وتكلفتها، في حين استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية للمنزل، فهي طاقة نظيفة ومتجددة وسوف تشهد تطوراً كبيراً خلال الفترة القادمة، وذلك لأنها تفيد بصورة كبيرة للمناطق البعيدة والتي يصعب وصول الكهرباء إليها.