البحث في المدونة

الاثنين، 29 أغسطس 2016

مبدأ كفاءة الطاقة ببساطة واختصار بقلم: د.م./ كريم منوفي



في بعض الأحيان عندما نقوم ببعض الحسابات لتركيب نظام للطاقة المتجددة منفصل عن الشبكة العمومية للكهرباء، فإن حجم النظام المطلوب يختلف بإختلاف قدرة الأحمال الكهربائية في المنزل و عدد ساعات تشغيلها. فكلما ارتفعت قدرة الأحمال الكهربائية و/أو عدد ساعات تشغيلها، كلما زاد حجم النظام المطلوب، و زادت سعة البطاريات المطلوبة لتخزين الكهرباء، مما يرفع من سعر التكلفة و ما يتبع ذلك من تكاليف تركيب و تشغيل و صيانة.
سواء كان النظام في منزلك متصل بالشبكة العمومية للكهرباء و يتغذى منها، أو أن النظام في منزلك معتمد علي نظام طاقة متجددة منفصل عن الشبكة، فإن تطبيق مبدأ كفاءة الطاقة يوفر في إستهلاك الكهرباء بشكل فعال، و يكون مفيدا و مؤثر في كلا الحالتين.
مبدأ كفاءة الطاقة هو مبدأ بسيط، يسعي الي ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية بوجه عام، و هو مرتبط بشكل مباشر بمبدأ التنمية المستدامة الذي يسعي الي تلبية احتياجات الجيل الحالي دون التأثير علي إحتياجات الأجيال القادمة.
و يمكن، بإختصار شديد، أن نقوم بالتطبيق العملي لمبدأ كفاءة الطاقة من خلال ثلاثة محاور رئيسية:
أولا: تعديل و تجديد في تصميم المباني
و يتضمن هذا المحور تجديد الغلاف البنائي للحوائط و الأسقف و الشبابيك لكي يحافظ علي ثبات و استقرار درجة الحرارة في الداخل ، من خلال استخدام مواد العزل الحراري، و كذلك بعض التقنيات المتطورة في هذا السياق مثل المواد المتغيرة الحالة (Phase Change Materials) و التي تقوم بالحفاظ علي استقرار درجات الحرارة داخل المبني من خلال إمتصاص الطاقة الحرارية للمكان.أن تركيب المظلات فوق الشبابيك يحمي المنزل من الآشعة الشمسية و بالتالي يساهم في  إستقرار درجات الحرارة داخل المنزل أيضا. بوجه عام، يؤدي الحفاظ علي إستقرار درجات الحرارة الي تقليل إستخدام التكييفات الكهربائية، حيث يساعد ذلك علي أن يعمل التكييف عدد ساعات أقل، ويقلل من إستهلاكه للكهرباء، و كذلك يقلل من الإنبعثات البيئية.
ثانيا: الإدارة الفعالة للأحمال الكهربائية
و لا يعني ذلك بالضرورة تركيب نظام أوتوماتيكي ذكي مرتفع التكلفة، و لكن يكفي القيام ببعض الممارسات الإيجابية التي يمكن تحويلها بسهولة الي عادات، مثل إطفاء الأنوار المضاءة بلا داعي، أو تركيب بعض حساسات الحركة البسيطة من أجل إطفاء الأنوار بطريقة أوتوماتيكية. و يدخل في هذا السياق أيضا أحمال التكييفات، فبدلا من ضبط تكييف غرفتك علي درجة حرارة 20 درجه مئوية، فلتقم بضبطها علي درجة حرارة 25 درجة مئوية و بالتالي سوف يعمل التكييف علي أقلمة درجة حرارة الغرفة علي هذه الدرجة، حيث أن درجات الحرارة التي تشعر الإنسان بالراحة بوجه  تتراوح بين 25 إلى 28 درجة مئوية تقريبا.
ثالثا: كفاءة الأحمال كهربائية
تقوم الآن العديد من المنظمات و الوزارات الحكومية و الأهلية حول العالم بوضع معايير إختبار و قياسات لإجبار مصنعين الأجهزة الكهربائية علي تصنيع منتاجاتهم  بشكل يقلل من إستهلاك الكهرباء، وفي هذا السياق تقوم هذه الجهات بمنح شهادات لتحديد درجة كفاءة الأجهزة الكهربائية و يكون ذلك موضح في شكل رسم بياني أو "استيكر" ملصق علي الجهاز الكهربائي من الخارج. و يشمل ذلك جميع الأجهزة الكهربائية و يشمل ذلك أيضا السلع المعمرة مثل الثلاجات و التكييفات و الغسالات، فربما تكون لديك ثلاجة تقوم باستهلاك كمية كبيرة من الكهرباء ويجب إستبدالها بأخري تستهلك طاقة كهربائية أقل. و يدخل في هذا المحور أيضا إستخدام لمبات الLED الموفرة للطاقة بدلا من اللمبات التقليدية ، و كذلك عزل السخانات الكهربائية، بل و إستبدالها بالسخانات الشمسية التي لا تستهلك كهرباء أو أي أنواع من الوقود.
بقلم: د.م./ كريم منوفي
دكتوراه في الهندسة (الطاقة و البيئة) – جامعة ييدا (أسبانيا).
حاصل علي لقب دكتور أوروبي من جامعة ييدا بأسبانيا (2014).

الطاقة الشمسية في مصر: بين الشغل الهندسي و الشغل العشوائي بقلم: د.م./ كريم منوفي


يوجد العديد من العاملين بسوق الطاقة المتجددة في مصر، و بالأخص سوق الطاقة الشمسية. فكثير من الشركات تستطيع– بعد القيام بعدد من الإجراءات و إستيفاء بعض المتطلبات –  الحصول علي تأهيل من هيئة الطاقة الجديدة و المتجددة للعمل في مجال الطاقة الشمسية في مصر.
و المقصود بالعمل في مجال الطاقة الشمسية هو بإختصار شديد العمل في تصميم و توريد و تركيب و تشغيل نظم الطاقة الشمسية. و يكون نظام الطاقة الشمسية المطلوب تركيبه عادة واحد من أربعة أنظمة (يختلف السياق و الحجم حسب التصميم المنفذ و التطبيق المطلوب):
- نظام خلايا شمسية متصل بالشبكة العمومية: و الغرض منه تصدير الطاقة الكهربائية للشبكة الكهربائية العمومية مقابل تعريفة متعارف عليها و مقننة من قبل هيئة الطاقة الجديدة و المتجددة و جهاز تنظيم مرفق الكهرباء و حماية المستهلك التابعين لوزارة الكهرباء و الطاقة الجديدة و المتجددة.
- نظام خلايا شمسية منفصل عن الشبكة: و يقوم هذا النظام بتغذية الأحمال المطلوبة بشكل منفصل تماما عن الشبكة الكهربائية العمومية و يستخدم بطاريات لتخزين الكهرباء.
- نظام خلايا شمسية لتغذية طلمبات المياه: و يعتبر هذا النظام هو من نفس نمطية النظام المذكور بعاليه إلا أنه يختص بتشغيل طلمبات المياه في الصحاري و الأراضي الزراعية بدلا من إستخدام محركات الديزل الملوثه للبيئة و التي تستهلك كميات كبيرة من الوقود أثناء التشغيل.
- نظام السخانات الشمسية: إستخدام سخانات المياه الشمسية الآمنة في تغذية المباني بالمياه الساخنة بدلا من إستخدام السخانات الكهربائية و السخانات التي تعمل بالغاز الطبيعي.
تكمن المعضلة في غياب الرقابه علي العاملين بالمجال، مما يدفع الكثير منهم الي العمل بشكل عشوائي، و معاملة أنظمة الطاقة الشمسية مثل أي عملية "توريد و تركيب" بدون تصميم و تخطيط مسبق، مما يؤدي في المستقبل القريب الي عدة مشاكل بالنظام، تنتهي عادة بفشل نظام الطاقة الشمسية في القيام بوظيفته كما ينبغي.
لذلك، حين تقوم بالتعاقد مع أي شركة متخصصة في مجال الطاقة الشمسية، يجب عليك أن تعرف إذا كانت هذه الشركة تتبع الأساليب الهندسية في التنفيذ(من خلال تصميم و تخطيط مسبق) أم أنها واحدة ِمن تلك الشركات التي تعمل بشكل عشوائي، و في بعض الأحيان نصف الشغل العشوائي في اللغة العامية في هذا السياق  ب"الشغل البلدي".
و كيف لك أن تعرف ذلك؟
تستطيع معرفة هذه المعلومة من خلال بعض الأسئلة التي ينبغي أن تسألها للشركة التي تنوي التعاقد معها لتركيب نظام الطاقة الشمسية المطلوب. و من أبرز هذه الأسئلة:
- هل تقوم الشركة بالقيام بتصميم مسبق قبل التنفيذ؟ إذا كانت الإجابة بنعم، إذن أين نماذج و تقارير الشركة التي تحتوي علي معلومات تخص إحتياجات العميل وتحتوي أيضا علي تقييم مبدئي لموقع التركيب المقترح و ملائمته و عدم وجود عوائق قد تحول دون عمل النظام المركب بشكل فعال؟
- ما هو البرنامج الحاسوبي الذي تستخدمه الشركة في عمل التصميم؟ أم هل للشركة برامج/ آليات أخري للحساب؟
- علي أي أساس قامت الشركة بتحديد حجم الخلايا الشمسية المطلوبه في النظام؟ و هل أخذت في إعتبارها درجات الحرارة التي قد تؤثر علي كفاءة و إستمرارية تشغيل النظام؟
- ما هي الكابلات التي تقوم الشركة بإستخدامها في النظام؟ هل تستخدم كابلات التيار الثابت مع الخلايا الشمسية كما ينبغي؟ و هل تقوم بإستخدام كابلات التيار المتردد في مكانها المناسب؟
- ما هي الوسائل التي سوف تستخدمها الشركة لحماية مكونات النظام  - سواء التي تعمل بالتيار الثابت أو المتردد - في حالات زيادة التيار الكهربائي بشكل مفاجيء نتيجة لقصر الدائرة الكهربائية؟
إن طرح بعض الأسئلة البسيطة و الإستماع الي الإجابات قد ينقذك من الوقوع في مأزق ناتج عن تركيب عشوائي لنظام طاقة شمسية. إن المعرفة متاحة للجميع، و من خلال بعض القراءات و الإتصالات و البحث علي الإنترنت، تستطيع التأكد من كفاءة الشركة التي تطلب منها تركيب نظام الطاقة الشمسية المطلوب، وذلك حتى يعمل النظام المطلوب بالكفاءة المتوقعة، بل و يتجاوز التوقعات في التفوق و الإستدامة.
بقلم: د.م./ كريم منوفي
دكتوراه في الهندسة (الطاقة و البيئة) – جامعة ييدا (أسبانيا).
حاصل علي لقب دكتور أوروبي من جامعة ييدا بأسبانيا (2014).


http://journas.com/j/170/Energy_Guide/comments/30913

الثلاثاء، 23 أغسطس 2016

منظم الشحن SOLAR CHARGE CONTROLLER

منظم الشحن SOLAR CHARGE CONTROLLER


منظم الشحن أو ما يعرف بـ (solar charge controller)هو جهاز إلكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا الشمسية قبل مروره إلى بطاريات الطاقة الشمسية وكذلك الصادر من البطارية إلى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على البطاريات المستخدمة والتأكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل. ومنظم الشحن هو أحد مكونات منظومة الطاقة الشمسية

الشكل الخارجي لمنظم الشحن:
الشكل التالي يبين الوجه الامامي لمنظم الشحن



حيث ان:

1. Battery LED Indicator مؤشر البطارية

2. LCD Display شاشة العرض

3. Reset button  مفتاح اعادة الظبط

4. Temperature Sensor (Optional ) حساس للحرارة

5. .12V DC (مداخل توصيل الحمل )

6. 12V  مداخل توصيل البطارية

7. مداخل توصيل اللواح الشمسية


انواع منظمات الشحن المستخدمة في انظمة الخلايا الشمسية
هناك عدة انواع من منظمات الشحن (منظم شحن الطاقه الشمسيه) واهم نوعين اساسين هما (PWM) و MPPT والتالية هو توضيح ومقارنة بين انواع منظمات الشحن:

منظم الشحن PWM
منظم الشحن من نوع (PWM) وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان المنظم من هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربيائة تسمى (pluse) ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبظات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية. ويمكن استخدامه في الانظمة الصغيره او الانظمة التي تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية فيها بين °C45 و °C75.
تتميز المنظمات من نوع PWM بانها اقل ثمنا من المنظمات الاخرى وتصلح للانظمة الصغيره. 

منظم الشحن MPPT
سميت هذه المنظمات بـ MPPT بهذا الاسم اختصارا من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عمل هذه المنظمات (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc والتي يقوم فيها المنظم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات من الخلايا الشمسية الى البطاريات بافضل جهد كهربائي يمكن شحن البطاريات من خلالة حيث تعتمد على مبدأ استخلاص الطاقة العظمى الممكنة من الخلايا الشمسية و ذلك عن طريق تغير فرق الجهد (الفولتية) بحيث تعطي أعظم استطاعة خرج لها. ويفضل استخدامها في الانظمة الكبيرة او التي يزيد خرج (فرق الجهد) للتيار الكهربائي الصادر من الخلايا الشمسية عن فرق الجهد الخاص بالبطاريات (مثلا يمكن استخدام خلايا شمسية تنتج تيارا كهربائية قدرة 36 فولت وتمريرة لمنظم شحن من نوع MPPT لشحن بطارية فرق جهدها 12 فولت وهذا الامر غير ممكن في منظمات الشحن من نوع PWM) او عندما تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية اقل من 45°C او اعلى من 75°C.
تتميز منظمات الشحن من نوع MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الخلايا الشمسية لشحن البطاريات الا انها بكل تاكيد اغلى ثمنا من المنظمات من نوع PWM

- هل يمكن الإستغناء عن منظم الشحن ؟ في الحقيقة منظم الشحن ليست مهمته منع الشحن الزائد عن البطارية فقط ! ، وانما له عدة مهام اخرى مهمة جداً للحفاظ على البطارية ويمكن تلخيص هذه المهام في النقاط التالية :

  1.  إحتواء منظم الشحن على قاطع داخلي (fuse) يعمل على حماية الخلية الشمسية من التلف في حالة تلامس اقطاب الخلايا معا و عند حدوث قصر في الدائرة (short circuit).
  2.  يعمل المنظم على تنقية و تثبيت الفولية التي تخرج من الخلية إلى الجهاز الذي يعمل على الجهد المستمر DC ، ويعتبر هذا الامر مهم ، بسبب إختلاف قوة أشعة الشمس .
  3.  يقوم المنظم بمهمة تنظيم شحن البطارية على الدقة الأمثل ، بحيث أن عملية الشحن تختلف في آليتها عن مجرد توفير مصدر للطاقة ، وتكون قيمة جهد الشحن مساوية لقيمة البطارية وقيمة تيار الشحن تساوي تقريبا 15% من التيار الذي تتسع له البطارية 
  4.  يعمل على ضمان عدم رجوع تيار كهربي من البطارية إلي الخلية الشمسية مرة اخرى ، لأنه في حالة فصل الحمل وعدم وجود منظم للشحن ، فإن الخلايا الشمسية يمكن إعتبارها حمل يعمل على سحب التيار من البطارية إلي الخلايا بشكل عكسي مرة أخرى مما يعمل على إتلافها مع الزمن 
توصيل منظم الشحن:

كما هو واضح في شكل فالمنظم يتألف من ثلاث مداخل رئيسية:

· المدخل الأول بقطبين (موجب وسالب) خاص بالألواح الشمسية ويتم توصيله سواء لوح واحد أو عدد من الألواح بالتوالي أو التوازي حسب النظام الذي تم تصميم المنظومة عليه فيما إذا كان 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت.

· المدخل الثاني بقطبين (موجب وسالب) خاص بالبطارية ومنها تستطيع توصيل بطارية واحدة أو عدد من البطاريات سواءً على التوالي أو على التوازي حسب النظام المتبع في المنظومة والتصميم.

· المدخل الثالث بقطبين (موجب وسالب) وهو خاص بالأحمال وتستطيع توصيل أحمال مختلفة مثل اللمبات ومودم الإنترنت أو غيرها إذا كان النظام المتبع 12 فولت مثلاً؛ أما إذا كان النظام المتبع هو 24 فولت فأنت بحاجة إلى محول فولتية من 24 إلى 12 فولت.

نظم الحماية الكهربائية علم وفن (كتاب الدكتور محمود جيلاني )

نظم الحماية الكهربائية علم وفن (كتاب الدكتور محمود جيلاني )

كتاب :
      نظم الحماية الكهربائية  علم زفن 
" للدكتور محمود جيلاني "

النسخة الثانية

منظم الشحن SOLAR CHARGE CONTROLLER

منظم الشحن SOLAR CHARGE CONTROLLER


منظم الشحن أو ما يعرف بـ (solar charge controller)هو جهاز إلكتروني يقوم بتنظيم الجهد الكهربائي الوارد من الخلايا الشمسية قبل مروره إلى بطاريات الطاقة الشمسية وكذلك الصادر من البطارية إلى الحمل الكهربائي وذلك للمحافظة على البطاريات المستخدمة والتأكد من شحنها واستخدامها بصورة أمثل. ومنظم الشحن هو أحد مكونات منظومة الطاقة الشمسية

الشكل الخارجي لمنظم الشحن:
الشكل التالي يبين الوجه الامامي لمنظم الشحن



حيث ان:

1. Battery LED Indicator مؤشر البطارية

2. LCD Display شاشة العرض

3. Reset button  مفتاح اعادة الظبط

4. Temperature Sensor (Optional ) حساس للحرارة

5. .12V DC (مداخل توصيل الحمل )

6. 12V  مداخل توصيل البطارية

7. مداخل توصيل اللواح الشمسية


انواع منظمات الشحن المستخدمة في انظمة الخلايا الشمسية
هناك عدة انواع من منظمات الشحن (منظم شحن الطاقه الشمسيه) واهم نوعين اساسين هما (PWM) و MPPT والتالية هو توضيح ومقارنة بين انواع منظمات الشحن:

منظم الشحن PWM
منظم الشحن من نوع (PWM) وهي اختصارا للكلمات (Pulse-width modulation) وسمي بهذا الاسم لان المنظم من هذا النوع يقوم بارسال التيار الكهربائي الى البطارية على شكل نبضات كهربيائة تسمى (pluse) ويقوم هذا النوع بتعديل عرض النبظات وفقا لحجم التيار الكهربائي المخزن في البطارية. ويمكن استخدامه في الانظمة الصغيره او الانظمة التي تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية فيها بين °C45 و °C75.
تتميز المنظمات من نوع PWM بانها اقل ثمنا من المنظمات الاخرى وتصلح للانظمة الصغيره. 

منظم الشحن MPPT
سميت هذه المنظمات بـ MPPT بهذا الاسم اختصارا من العبارة الانجليزية (Maximum Power Point Tracking) والتي تشير الى طريقة عمل هذه المنظمات (تتبع نقطة الطاقة القصوى)، وهي عبارة عن محولات تيار كهربائي dc-to-dc والتي يقوم فيها المنظم بتمرير التيار الكهربائي على شكل نبضات من الخلايا الشمسية الى البطاريات بافضل جهد كهربائي يمكن شحن البطاريات من خلالة حيث تعتمد على مبدأ استخلاص الطاقة العظمى الممكنة من الخلايا الشمسية و ذلك عن طريق تغير فرق الجهد (الفولتية) بحيث تعطي أعظم استطاعة خرج لها. ويفضل استخدامها في الانظمة الكبيرة او التي يزيد خرج (فرق الجهد) للتيار الكهربائي الصادر من الخلايا الشمسية عن فرق الجهد الخاص بالبطاريات (مثلا يمكن استخدام خلايا شمسية تنتج تيارا كهربائية قدرة 36 فولت وتمريرة لمنظم شحن من نوع MPPT لشحن بطارية فرق جهدها 12 فولت وهذا الامر غير ممكن في منظمات الشحن من نوع PWM) او عندما تكون درجة حرارة الخلايا الشمسية اقل من 45°C او اعلى من 75°C.
تتميز منظمات الشحن من نوع MPPT بقدرتها على الاستغلال الامثل للتيار الكهربائي القادم من الخلايا الشمسية لشحن البطاريات الا انها بكل تاكيد اغلى ثمنا من المنظمات من نوع PWM

- هل يمكن الإستغناء عن منظم الشحن ؟ في الحقيقة منظم الشحن ليست مهمته منع الشحن الزائد عن البطارية فقط ! ، وانما له عدة مهام اخرى مهمة جداً للحفاظ على البطارية ويمكن تلخيص هذه المهام في النقاط التالية :

  1.  إحتواء منظم الشحن على قاطع داخلي (fuse) يعمل على حماية الخلية الشمسية من التلف في حالة تلامس اقطاب الخلايا معا و عند حدوث قصر في الدائرة (short circuit).
  2.  يعمل المنظم على تنقية و تثبيت الفولية التي تخرج من الخلية إلى الجهاز الذي يعمل على الجهد المستمر DC ، ويعتبر هذا الامر مهم ، بسبب إختلاف قوة أشعة الشمس .
  3.  يقوم المنظم بمهمة تنظيم شحن البطارية على الدقة الأمثل ، بحيث أن عملية الشحن تختلف في آليتها عن مجرد توفير مصدر للطاقة ، وتكون قيمة جهد الشحن مساوية لقيمة البطارية وقيمة تيار الشحن تساوي تقريبا 15% من التيار الذي تتسع له البطارية 
  4.  يعمل على ضمان عدم رجوع تيار كهربي من البطارية إلي الخلية الشمسية مرة اخرى ، لأنه في حالة فصل الحمل وعدم وجود منظم للشحن ، فإن الخلايا الشمسية يمكن إعتبارها حمل يعمل على سحب التيار من البطارية إلي الخلايا بشكل عكسي مرة أخرى مما يعمل على إتلافها مع الزمن 
توصيل منظم الشحن:

كما هو واضح في شكل فالمنظم يتألف من ثلاث مداخل رئيسية:

· المدخل الأول بقطبين (موجب وسالب) خاص بالألواح الشمسية ويتم توصيله سواء لوح واحد أو عدد من الألواح بالتوالي أو التوازي حسب النظام الذي تم تصميم المنظومة عليه فيما إذا كان 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت.

· المدخل الثاني بقطبين (موجب وسالب) خاص بالبطارية ومنها تستطيع توصيل بطارية واحدة أو عدد من البطاريات سواءً على التوالي أو على التوازي حسب النظام المتبع في المنظومة والتصميم.

· المدخل الثالث بقطبين (موجب وسالب) وهو خاص بالأحمال وتستطيع توصيل أحمال مختلفة مثل اللمبات ومودم الإنترنت أو غيرها إذا كان النظام المتبع 12 فولت مثلاً؛ أما إذا كان النظام المتبع هو 24 فولت فأنت بحاجة إلى محول فولتية من 24 إلى 12 فولت.

الأحد، 7 أغسطس 2016

Learning to install solar pv from inspection of an existing solar pv system

Learning to install solar pv from inspection of an existing solar pv system

Video 1.
Video 2.
Video 3.
Video 4.
Video 5.
Video 6.
Video 7.
Video 8.
By inspecting an existing system installation with an expert like in these video’s, learning to install solar pv systems becomes fun and easy to remember.


ابتكار مواد جديدة بديلة أقل تكلفة لإنتاج الألواح شمسية تناسب أجواء المنطقة


تمكن الفريق البحثي بقيادة ناجح علام -أستاذ الفيزياء بالجامعة الأمريكية- من إنتاج مواد تحل محل مادة السيليكون باهظة الثمن، باستخدام تكنولوجيا النانو، وحصل علام عن هذا الابتكار على براءة اختراع من مكتب براءات الاختراع الأمريكي في 17 يناير الجاري، كما حصل في نهاية عام 2014 على جائزة أفضل بحث تطبيقي خلال عام 2013 عن الاكتشاف نفسه، مقدمة من المركز القومي للبحوث في مصر. 

القاهرة[ التكلفة العالية للخلايا الشمسية هي التحدي الأكبر الذي يواجه تصنيعها، ويبرر عزوف المنطقة العربية عن الاستخدام الأمثل للطاقة الشمسية، فمادة السيليكون المستخدمة في تصنيع الألواح الشمسية غالية الثمن، بالإضافة إلى كونها مادة سامة وغير قابلة للتدوير. 

محاولات ومساع كثيرة تُبذل لابتكار مواد جديدة بديلة للسيليكون تكون أقل تكلفة وبنفس الكفاءة، من بينها ما توصل له فريق بحثي من الجامعة الأمريكية بالقاهرة في مصر، ومعهد جورجيا التقني في أطلنطا بالولايات المتحدة. 

تمكن الفريق البحثي بقيادة ناجح علام -أستاذ الفيزياء بالجامعة الأمريكية- من إنتاج مواد تحل محل مادة السيليكون باهظة الثمن، باستخدام تكنولوجيا النانو، وحصل علام عن هذا الابتكار على براءة اختراع من مكتب براءات الاختراع الأمريكي في 17 يناير الجاري، كما حصل في نهاية عام 2014 على جائزة أفضل بحث تطبيقي خلال عام 2013 عن الاكتشاف نفسه، مقدمة من المركز القومي للبحوث في مصر. 

بالإضافة إلى تكلفتها العالية يقول علام لشبكة SciDev.Net: ”المشكلة في مادة السيليكون صعوبة تصنيعها“؛ إذ يتطلب مراحل عديدة تتسم بالتعقيد، هذا بالإضافة إلى أنها قد تتأكسد إذا ما تعرضت إلى الحرارة أو الرطوبة، وهي مشكلة في البيئة العربية، ما يجعل السيليكون خيارًا غير عملي، وفق علام. 

مشكلة أخرى يشير إليها علام، تواجهها أسطح الألواح الشمسية المصنعة من السيليكون، وهي الرياح التي تتعرض لها المنطقة، ما يقلل من كفاءة هذه الألواح. 

البديل الذي استخدمه الفريق البحثي للسيليكون هو ”سبيكة من عنصري التنجستن والتنتالم، يتم تحويلها عن طريق الأنودة إلى أنابيب نانومترية من أكاسيد العنصرين، تقوم بعمل السيليكون بكفاءة أقل 10%، وهو ما أمكن تعويضه من خلال تكنولوجيا النانو، ونسبة سطوع الشمس في المنطقة العربية“، على حد قول علام. 

ويستطرد علام موضحًا دور تكنولوجيا النانو فيه قائلاً: ”الأنابيب النانومترية تزيد مساحة المعرض للشمس، فتتحقق الاستفادة من سطوع الشمس على مساحات واسعة ولعدد ساعات أكبر في المنطقة العربية“. 

وتتميز هذه العناصر عن السيليكون، في أن سعرها أرخص، ولا تحتاج في إنتاجها لتقنيات عالية، كما أنها لا تتأثر بأي عوامل جوية، فضلاً عن كون خاماتها متوفرة في البيئة المحلية. 

المصدر


http://www.scidev.net/mena/energy/news/Cheap-material-manufacturing-solar-cell.html
Blogger Tips and TricksLatest Tips For BloggersBlogger Tricks