دورة في الطاقة الشمسية : تعلم تركيب الطاقة الشمسية بنفسك خطوة بخطوة

دورة في الطاقة الشمسية عربية مبسطة و تطبيقية

لقد ارتفع الطلب العالمي على الطاقة الشمسية انطلاقا من التسعينات.لكن المحير في الامر اننا كعالم عربي لا نستغل مناخنا المناسب جدا لنظام الطاقة الشمسية, فهذا النظام يعتمد اساسا على اشعة الشمس ليحولها الى طاقة كهربائية يمكن استعمالها في المنازل او في المصانع او في المجال الفلاحي…بالاضافة الى أن تكلفة تركيب نظام الطاقة الشمسية في انخفاض مستمر مع ارتفاع في تكلفة الكهرباء العمومي. لهذه الاسباب و غيرها قررت أن أجهز دورة في الطاقة الشمسية, و سأسعى أن تكون هذه الدورة تطبيقية قدر المستطاع. أي أن هدفي سيكون تمكن كل من يتابع هذه الدورة من ان يقوم بتركيب نظام الطاقة الشمسية بنفسه, أو على الأقل أن يفهم مكونات هذا النظام و يفهم أساسياته.

سيكون تقسيم هذه الدورة كالآتي:

الدرس الاول (هذا الدرس): نقوم بتقديم و تعريف بسيط للطاقة الشمسية ثم نقوم بعرض ابرز أنواع أنظمة الطاقة الشمسية بالصور مع تحديد المكونات المستعملة في كل نظام.

في باقي الدروس سنشرح المكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية سنخصص درس لكل مكون.

الدرس الثاني: سنتحدث فيه عن الالواح الشمسية و أنواعها و كيفية تركيبها وكيفية حساب العدد الذي نحتاجه من اللوحات…

الدرس الثالث:سنشرح فيه منظم الشحن (charge controller)

الدرس الرابع:سنتحدث عن بطاريات الطاقة الشمسية و أنواعها و كيفية اختيارها…

الدرس الخامس: سنخصصه لأنفرتر الطاقة الشمسية (inverter) بمختلف أنواعه

الدرس السادس: حماية نظام الطاقة الشمسية و حساب حجم الاسلاك.

الدرس السابع: نظام مضخات المياه بالطاقة الشمسية.

خريطة الإشعاع الشمسي

كما سبق و ذكرنا فإن الله أنعم علينا بنعمة الشمس و التي لم نحسن استغلالها على الأقل إلى الآن. و هذه خريطة الاشعاع الشمسي امامكم توضح مستوى الاشعاع الشمسي في العالم فلاحظوا شدته في العالم العربي.

الصورة مأخوذة من موقع solargis الذي يمكنك من تحميل خرائط الاشعاع الشمسي من المنطقة أو البلد الذي تختاره عبر هذا الرابط سولارجيز. هذه الخرائط تحدد المعدل السنوي و اليومي للاشعاع الشمسي بال KWh/m^2 . هذه المعطيات مهمة من أجل عمل حسابات النظام الشمسي بالاضافة إلى معطيات أخرى يمكن أخذها من المعهد الوطني للرصد الجوي(هكذا يسمى في تونس لا اعرف ان كانت نفس التسمية في البلدان العربية الاخرى).هناك موقع آخر أريد أن أشارككم إياه و هو موقع Globalatlas الخاص بنشر خرائط الطاقات المتجددة كالرياح و الشمس و مياه البحر و الهيدروجين و غيرها.

أنواع أنظمة الطاقة الشمسية و مكوناتها بالصور

في هذا الجزء من هذا الدرس من دورة في الطاقة الشمسية سنذكر 3 أنواع أنظمة الطاقة الشمسية و العناصر المكونة لكل نظام شمسي.

1) النظام المستقل او النظام الاحادي

كما تشاهدون في الصورة فإن النظام المستقل لا يستعمل إلا الطاقة المولدة من الالواح الشمسية لا غير و من اجل توليد الكهرباء يستعمل هذا النظام الاحادي العناصر التالية:

(1) الالواح الشمسية : و هي العنصر الذي يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية مستمرة

(2) منظم الشحن : كما يوضح اسمه فهذا العنصر يقوم بتنظيم شحن البطاريات

(3) البطاريات : هي وسيلة لتخزين الطاقة الكهربائية الزائدة عن الاستعمال

(4) اداة كهربائية لحماية مكونات النظام من الكهرباء المستمرة

(5) محول التيار Inverter : يحول الكهرباء من مستمر إلى متردد

(6) أجهزة تعمل عن طريق التيار المتردد.

(7) أجهزة تعمل عن طريق التيار المستمر.

هناك أنظمة أخرى أحادية لا تستعمل البطاريات لتخزين الطاقة مثل مضخات المياه بالطاقة الشمسية.

2) النظام الهجين

هو نظام شبيه بالنظام الاحادي الا انه لا يستعمل الطاقة الشمسية فقط لتوليد الطاقة الكهربائية بل يستعمل موارد أخرى للطاقة كالمولدات الكهربائية و المراوح الهوائية…

سنأخذ مثالين لهذا النوع من الانظمة الشمسية في الصورتين التاليتين

هذا النظام يستعمل نفس مكونات النظام الاحادي الا اننا هنا قمنا بتغيير محول التيار الى محول تيار/شاحن (رقم 2) حيث أن هذا العنصر يقوم بوظيفين وهما تحويل التيار و شحن البطارية باستعمال الطاقة الكهربائية المترددة المتأتية من مولد الكهرباء (رقم 4).لذلك لا يوجد منظم شحن في هذه الصورة, لكن هذا لا يمنع إمكانية إضافته للنظام في حالة أردنا استعمال الطاقة الشمسية كذلك لشحن البطاريات.

في النظام الهجين الثاني نلاحظ استعمال منظمي شحن اثنين واحد من أجل الالواح الشمسية و الآخر من أجل المروح الهوائية فكلا المصدرين للطاقة يولدان كهرباء مستمر. و لا يوجد مصدر للتيار المتردد في هذه الحالة لذلك لم نستعمل محول تيار/ شاحن بل محول تيار عادي من 12 فولط مستمر إلى 220 فولط متردد.

3) النظام المتصل بخط الكهرباء العمومي

هذا النظام يعتبر من أبسط أنواع أنظمة الطاقة الشمسية من ناحية عدد المكونات الكهربائية فهو لا يحتوي على بطاريات و لا منظم شحن.و يسمح هذا النظام للمستعمل من استخدام الطاقة الشمسية و طاقة الكهرباء العمومي في الآن ذاته. إلا أن إمكانية تركيب هذا النوع من الأنظمة و عدمها مرتبط بالقوانين الموجودة في بلدك, ففي تونس مثلا يسمح بتركيب هذا النظام مع الشركة التونسية للكهرباء و الغاز.

كما نلاحظ في الصورة أعلاه فإن النظام المتصل بخط الكهرباء العمومي يتكون أساسا من :

• (1) الالواح الشمسية و هي عنصر أساسي لم يمكن الاستغناء عنها في أي نظام
• (2) و (4) أدوات لحماية مكونات النظام الشمسي.
• (3) محول التيار (INVERTER)
• (5) عداد كهرباء ثنائي الإتجاه(عداد مزدوج), و هو العنصر الذي يميز هذا النظام فهو يسمح بتعداد الطاقة القادمة من الكهرباء العمومي إلى المستعمل(المنزل) و في نفس الوقت يقوم بحساب الطاقة القادمة من المستعمل و المتجهة الكهرباء العمومي. أي أن النظام المتصل بالكهرباء العمومي يسمح ببيع الكهرباء التي أنتجها الالواح الشمسية و الزائدة عن حاجة المستعمل.
• (6) الكهرباء العمومي
• (7) الأجهزة التي تستعمل الطاقة الكهربائية, و هذه الاجهزة تستعمل الكهرباء المولد من الالواح الشمسية في حال توفرها و في حال غياب الشمس تستعمل الكهرباء العمومي.olar system design الذي حملته.

في ختام أول درس من دورة في الطاقة الشمسية آمل أن يكون الشرح واضحا و مفهوما للجميع و لا تبخلوا بالتعليق إن كان لديكم أي استفسار أو إضافة. لا تنسونا من صالح الدعاء. أخوكم صابر.