طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية وأبرز الأنواع المستخدمة 2021

في هذا المقال سنذكر طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية من خلال موقع الطاقة الذكية كما عودناكم، وعلاوة على ذلك سنحاول التركيز على أكثر أنواع الطاقة المتجددة وهي الطاقة الشمسية بشكل عام، والتي لا يجدر بنا أن ننكر استخداماتها التي تزايدت بشكل كبير في الفترة الأخيرة.

اهم استخدامات الطاقة الشمسية

• في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام الطاقة المتجددة بشكل مطرد كبير سواء كانت طاقة من موارد طبيعية “متجددة”.
• أو طاقة لا تستنفد “الطاقة المستدامة”، مثل استخدام طاقة الرياح، وتوليد الطاقة الكهرومائية من الأنهار المضطربة التي تمر من خلال السدود، وعلاوة عليها طاقة المد والجزر.
• ومع الاستخدام المستمر لتلك الطاقة الفانية ظهرت في الآونة الأخيرة أثار الانخفاض في مخزون الوقود الأحفوري، وكذلك الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
• ونظرًا لذلك النقص المستمر نتج عن ذلك الاهتمام بتلك الموارد المستمرة، ولكن مع التطور بدأت الدول أيضًا في الاهتمام بالطاقة المتجددة في ذلك الوقت.
• وسواء كان ذلك لترشيد مواردنا الطبيعية مثل النفط والغاز الطبيعي أو استخدام الظروف الطبيعية لهذه الدول لإنتاج طاقة نظيفة دون تلويث البيئة.
• فهذه خطوة جيدة وآمنة للبيئة وحتى الآن لم نجد لها أي آثار جانبية تجعلنا نمنع هذه الموارد الطبيعة واستغلالها.
• فـ لملايين السنين وهبنا الشمس لله ليس فقط نورها ليضيء يومنا هذا، ولكن أيضًا للاستفادة منها بطرق عديدة.
• سواء كانت طبيعية أو اصطناعية، ويمن ذكر هذه الاستغلالات في الأسطر القليلة القادمة.

الاستغلال الطبيعي للطاقة الشمسية

• حيث تساعد أشعة الشمس المباشرة جميع الكائنات الحية على توليد الحرارة عن طريق تسخين الغلاف الجوي والمحيطات والأرض.
• وبذلك تضمن استمرارية دورة الحياه من حيث الدفيء والمياة من خلال تبخر الماء والأمطار وتقليل تراكم الثلوج.
• كما أنه يساعد في حماية حياة الإنسان من خلال الحيوانات التي تتغذى على النباتات التي تنمو أثناء عملية التمثيل الضوئي.

الاستغلال الصناعي للطاقة الشمسية

• من خلال استخدام الطاقة الشمسية يمكنك الاعتماد بشكل مباشر على الخلايا الشمسية.
• أو بشكل غير مباشر عن طريق تركيز أشعة الشمس

مكونات نظام الطاقة الشمسية

يتكون النظام بشكل أساسي من الألواح أو ما يسمى بالوحدات الشمسية، وهي ما يمكن تعريفها على النحو التالي:

• خلايا صغيرة مرتبة على التوالي تمتص الفوتونات من أشعة الشمس، وتحولها إلى طاقة كهربائية مستمرة “DC” وتسمى “الخلايا الكهروضوئية، الكهروضوئية”.
• البطاريات وهي تعتمد على موصل الماء الذي ينتج عن التأثير الكهروضوئي، لأن هناك العديد من المواد المستخدمة لهذا الغرض.
• مثل السيليكون أحادي البلورية، والسيليكون الثنائي، والسيليكون غير المتبلور، والكادميوم تيلورايد، وما إلى ذلك.
• يتم تخزين الطاقة المنتجة في بطاريات، ذات سعات مختلفة لاستخدامها أثناء زوال الشمس.

الخلايا الكهروضوئية

كما نعلم جميعًأ أن الواح الطاقة الشمسية تعمل بالاعتماد على الخلايا الكهروضوئية والتي يمكننا أن نذكر ما يخصها من طريقة اكتشافها في النقاط التالية:

• اكتشف الفيزيائي الفرنسي ألكسندر إدموند بيكريل (Alexandre Edmond Becquerel) في عام 1839 ظاهرة الخلايا الكهروضوئية لأول مرة.
• ولاحظ في ذلك الوقت أنه إذا تعرض قطب كهربائي للضوء، وغمره في محلول موصل فسيتم توليد تيار كهربائي.
• وفي عام 1941، استطاع المخترع راسل أول عرض الخلايا الشمسية بشكل حديث.
• لكن الكفاءة كانت منخفضة جدًا، لأنه اكتشف تقاطع PN والذي ساهم فيما بعد في اختراع الترانزستور لمدة 30 عامًا تقريبًا.

تعرف على: محول الطاقة الشمسية 

طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية

يجهل العديد من الأشخاص طريقة توصيل تلك الألواح بالشكل الصحيح مما يعمل على عدم كفائتها، ولكن لتخطي تلك المشكلة التي تواجه العديد من الأشخاص يمكننا شرح طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية في الأسطر القليلة التالية:

• قم بتوصيل القطب الموجب للوحة الخلايا الشمسية الأولى بالقطب السالب للوحة الخلايا الشمسية الثانية، وما إلى ذلك.
• كذلك قم بتوصيل الخلايا الشمسية في سلسلة، بحيث تكون القيمة الحالية ثابتة.
• قم بتوصيل القطب السالب للوحة الأولى بالقطب السالب للوحة الثانية، عن طريق توصيل القطب الموجب للوحة الأولى بالقطب الموجب للوحة الثانية.
• وطريقة التوصيل هذه تحافظ على الاتصال المتوازي وعلى استقرار الجهد، ويتم مضاعفة التيار إلى عدد الألواح المتوازية x القيمة الحالية للوحة واحدة.
• وفي كثير من الحالات، يتم الجمع بين الطريقتين وربطهما في سلسلة ومتوازية.
• وبهذه الطريقة تكون قد قمت بـ طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية بشكل مثالي.

توصيل وتركيب البطارية

• يمكن تعريف البطارية على أنها الوحدة المسؤولة عن تخزين الطاقة وإطلاقها عند الحاجة، وتوجد أنواع عديدة من البطاريات.
• ولكن معظم البطاريات المستخدمة في أنظمة الطاقة الشمسية هي من أنواع بطاريات الرصاص الحمضية وألواح الرصاص االحمضي.
• ومعظم البطاريات المستخدمة لهذا الغرض تكون بجهد في حدود 24 فولت أو 48 فولت.
• يمكنك توصيل الخلايا الشمسية للحصول على قيم مختلفة للجهد والتيار.

جهاز التحكم بطريقة توصيل الواح الطاقة

وهو المرحلة الثانية من النظام الشمسي، ويمكن ذكر بعض المعلومات الخاصة به على النحو التالي:

• يحتوي على قاطع دائرة داخلي (فيوز) لحماية الخلية الشمسية من التلف عند ملامسة أطراف الخلية الشمسية.
• بالإضافة إلى ذلك تتلف الدائرة القصيرة المصهر وتمنع حدوث تلف كبير للخلية الشمسية.
• والتي يمكن استبدالها لاحقًا والعمل مرة أخرى بسعر منخفض.
• كما أنها يمكنها تنقية وتثبيت الجهد من الخلية الشمسية إلى المعدات، التي تعمل على جهد ثابت DC.
• وذلك لأن شدة أشعة الشمس ستزداد وتنخفض على مدار اليوم، سواء كان ذلك بسبب الغطاء السحابي أو بسبب التغيرات في درجة الحرارة.
• ينظم عملية شحن البطارية، لأن آلية عملية الشحن، تختلف من مجرد توفير طاقة مستمرة متصلة بالبطارية.
• قيمة جهد الشحن تساوي قيمة البطارية، وقيمة الشحن الحالية تساوي تقريبًا 10٪ من تيار البطارية.
• يتمثل دورها في ضمان عدم عودة التيار من البطارية إلى البطارية مرة أخرى.
• لأنه عند فصل الحمل وعدم وجود منظم شحن، يمكن رؤية الخلية الشمسية على أنها خلية تحميل تسحب تيارًا من البطارية والتي في بدوره يدمرهم.

محول التيار المتردد / التيار المتردد

• الكهرباء التي تنتجها الألواح الشمسية هي تيار مباشر ( تيار مستمر ).
• قيمة الجهد هي 12 أو 24 فولت.
• وللاستفادة من الكهرباء المولدة وتشغيل الأجهزة المنزلية أو أي معدات تعمل بجهد 220 أو 110 فولت.
• يتم استخدام العاكسات أو العواكس لتحويل الكهرباء من التيار المستمر إلى التيار المتردد حتى / كومينيك.

قد يهمك معرفة: أسعار الألواح الشمسية 

جهاز التحكم بطريقة توصيل الواح الطاقة

بعد شرح طريقة توصيل الواح الطاقة الشمسية ننتقل إلى جهاز التحكم بالشحن، ولمن يجهل هذا الجهاز فهو:

• جهاز إلكتروني يقوم بضبط الجهد من البطارية إلى الحمل الكهربائي قبل نقل الجهد إلى البطارية.
• للحفاظ على البطاريات المستخدمة والتأكد من شحنها واستخدامها بالشكل الأمثل.
• وتكمن وظيفتها في تنظيم شحن البطارية، أي السماح بالشحن الكامل دون الوصول إلى حالة الشحن الزائد.
• على سبيل المثال إذا كانت البطارية المستخدمة من النوع الهلامي ومن المعروف أن الجهد 12.85 يعني أن البطارية تصل إلى 100٪.
• نجد أن منظم الجهد يقوم بعملية الشحن السريع حتى تصل إلى نسبة شحن الجهد 12.60 فولت (75٪) وحتى يصل الجهد إلى 12.85 (الشحن الكامل).
• تتوقف عملية الشحن تمامًا ويتم فصل التيار من اللوحة، ويجدر الإشارة إلى أنه قد تم تصميم كل هذه العمليات لحماية عمر بطارية النظام.

كانت هذه لمحة موجزة عن الطاقة الشمسية والمكونات الأساسية لها، ستجد أن جميع أنظمة الطاقة الشمسية المستخدمة في حياتنا اليومية من حيث مكونات النظام التي تختلف في بعض المكونات في شروط التطبيق وكذلك حساب وتصميم محطات الطاقة الشمسية المختلفة.