درجة حرارة السطح وتأثيرها على درجة حرارة الالواح الشمسية بقلم د عماد جلال

درجة حرارة السطح وتأثيرها على درجة حرارة الالواح الشمسية

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post_31.html

كما هو معروف بانه اهم المؤثرات على ارتفاع درجة حرارة الالواح هو الاشعاع الشمسي الساقط على الالواح وتفاعله مع مادة الالواح بحيث جزء من هذا الاشعاع يتحول الى حرارة تراكمية داخل الالواح تبعا الى امتصاصية مادة الخلية وتعمل هذه الحرارةعلى خفض انتاجية اللوح الشمسي ومن الضروري تبديد هذه الحرارة المتراكمة الى المحيط الخارجي للوح ..

واي جسم ساخن قريب من هذه الالواح سيعمل على تقليل عملية تبديد الحرارة المتراكمة الى المحيط الخارجي ومنها السطوح التي يتم تنصيب منظومات الألواح الشمسية عليها

واغلب هذه السطوح تكون مواد اسمنتية ومعتمة وتكون سطوح ماصة جيدة للاشعاع الشمسي وترتفع درجة حرارتها سريعا وتكون باعثة للحرارة ومؤثرة على الالواح الشمسية .

فلابد من ترك مسافة كافية مابين الالواح الشمسية وهذه السطوح والسماح لتيارات الهواء بجريانها بسهولة حول اللوح لتبديد حرارته

بالاضافة الى هذا انه قرب الالواح من السطوح سيجعلها تتعرض كثيرا الى الغبار المتراكم والمتطاير من هذه السطوح ويتراكم على الخلايا القريبة منها وسعمل على خفض انتاجية الالواح الشمسية بشكل كبير فيكون هناك مؤثرين على اللوح درجة حرارة السطوح والغبار المتطاير منها

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html

سلسلة مشاريع الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ19ـــدد ) : ساعة بشاشة عرض LCD و منبه مع عرض لدرجات الحرارة و الرطوبة بالغرفة

 

سلسلة مشاريع الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ19ـــدد ) : ساعة بشاشة عرض LCD و منبه مع عرض لدرجات الحرارة و الرطوبة بالغرفة

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/19-lcd.html

المطلوب :

1- عرض التوقيت و التاريخ

2- عرض توقيت المنبه المنبه

3- عرض درجة الحرارة و الرطوبة

4- امكانية ظبط ساعة المنبه و الدقائق

5- استعمال 2 زر جرسا لزيادة و تخفيض الساعات و الدقائق عند تعديل المنبه

6- بيان كل العمليات عن طريق عرض ريانات على الشاشة

القطع المطلوبة

1- اردوينو اونوا

2- شاشة عرض LCD 16*2

3- قاطع

4- حساس حرارة ورطوبة DHT11

5- 4 زرجرس

6- 1 ليد

7- منبه

المخطط على البروتس

الكود

تصنيف الالواح الشمسية (Solar Panels grading (A, B, C, D) بقلم د عماد جلال

تصنيف الالواح الشمسية (Solar Panels grading (A, B, C, D)

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/solar-panels-grading-b-c-d.html

بما أن الخلايا الشمسية تمثل 60٪ + من تكاليف تصنيع الألواح الشمسية ، فإن الخلايا الشمسية هي المكون الأول المستخدم لخفض التكاليف الإجمالية للألواح الشمسية والعيوب التالية شائعة أثناء اختبار جودة الألواح الشمسية:

- خدوش على الإطار أو الزجاج.

- علامات الغراء المفرطة أو غير المستوية على الزجاج أو الإطار.

- الفجوة بين الإطار والزجاج بسبب ضعف الختم والتجميع .

- الانتاجية الكهربائية دائماً أقل مما هو مذكور في ورقة البيانات.

- عامل تعبئة أقل دائمًا مما هو مذكور بشكل غير مباشر في ورقة البيانات.

- ألوان خلايا غير متناسقة.

- محاذاة الخلايا غير متناسقة.

- طباعة بطاقة لوحة دائمة.

ويعتمد تصنيف الألواح الشمسية على أنواع ودرجات العيوب المذكورة أعلاه.

وهناك 4 مستويات من جودة خلايا السليكون الشمسية ، تسمى "الدرجة" - A و B و C و D. وتختلف عناصر الفئات المختلفة في بنيتها المجهرية ، ومما يؤثر بدوره على معلماتها الكهربائية وطول عمرها.

الدرجة - تعني A عادةً أن اللوح ليس به عيب من العيوب أعلاه ويتم تغطيتها بالضمان القياسي للشركة المصنعة ، و قد لا تتمكن من العثور على "الدرجة A" في مستندات الشركة المصنعة على الإطلاق.

والخلايا الشمسية من الدرجة A هي عناصر ذات جودة عالية. وأنها رقائق تفتقر إلى الشقوق والخدوش التي تؤدي إلى انخفاض في كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء.ولديها مظهر مثالي ووتكون احادية البلورات والألوان للطلاءات المضادة للانعاكاسية منتظمة وما إلى ذلك. وإذا تم وضع نصفين من العناصر المختلفة جنبًا إلى جنب فمن المستحيل تمييزهما عن بعضهما البعض. وعامل ملء لهذه الخلايا أكثر من 0.7. وتحتوي الواح الدرجة A على اقل العيوب ، وسيكون تدهورها أبطأ. وعادة ما يكون لهذه الالواح تحمل إيجابي للظروف المختلفة ومعاملات درجة حرارة أقل.

الدرجة - B تعني عادةً أن اللوح من هذه الدرجة بها بعض العيوب التجميلية المذكورة أعلاه ولكن لديها انتاجية كهربائية نفس مثل الدرجة - A. والخلايا الشمسية من الدرجة B عبارة عن خلايا شمسية خالية من العيوب الكبيرة . وتحتوي على عيب بصري في الطلاءات المضادة للانعكاسية والانحناء والتقوس لشكلها الخارجي وقد يؤثر على انتاجية الطاقة بشكل قليل , لكن مصنعي الخلايا المتميزين يعتبرون هذه الخلايا فيها عيبًا ولا يصنعون الواح تحت علامتهم التجارية باستخدام هذه الدرجة ؛ ويكون سعرها أقل بقليل من خلايا الدرجة A. وتحتوي الخلايا الشمسية من الدرجة B لها عامل تعبئة أقل من خاصية CVC: 0.4-0.7 current-voltage characteristics. وهذه الخلايا "تتقدم في العمر" بشكل أسرع وحتى في البداية تكون إنتاجيتها أقل - ويمكنك رؤية ذلك عن طريق إجراء حسابات بسيطة ومقارنة الطاقة المستلمة لكل وحدة مساحة من الالواح من الخلايا الدرجة B والدرجة A. وفي الواقع اللوح من درجة B PV لديه انتاجية حوالي 2 ٪ اقل من من المعدل الذي يكون في الدرجة - A

الخلايا الشمسية من الدرجة- C هي تلك التي بها خلل يؤثر على إنتاج الطاقة ، وبالتالي فإن طاقة الانتاجية أقل بطريقة ما من الخلايا من الدرجة A و B ، والسعر أقل. وإذا كان اللوح اسم اللوح تحتوي على الكلمة "Grade x" أو ما شابه ، فسيتم تنبيهك للتحقق مع الشركة المصنعة ومن معناها. وتحتوي الخلايا الشمسية من الدرجة C على عيوب تؤثر على تشغيلها وأدائها. وإنتاج الطاقة بهذه الخلايا أقل من خلايا الدرجة A أو B. السعر أرخص بكثير. ويتم رؤية الشقوق الدقيقة بصريًا ، وقد يكون هناك كسر جزء من الخلايا وما إلى ذلك. ولا يستخدم أي مصنع يحترم نفسه الواح من الدرجة C ، وعادة ما تذهب هذه الخلايا إلى المنتجين من الدرجة الثالثة. وتكون كفاءة هذه الخلايا دائمًا أقل من 12٪. ويمكن استخدام الواح الدرجة C فقط في الأنظمة ذات الجهد المنخفض لشحن البطاريات 12-24-48 فولت

تعتبر الواح الصف D غير قابلة للاستخدام بشكل عام ويتم التخلص منها من قبل الشركات المصنعة. يتم فحص جميع الالواح عن طريق التلألؤ الكهربائي بحثًا عن تشققات دقيقة غير مرئية قبل فرزها. وقد لاتوجد مشكلة في الشقوق الصغير حتى لو كانت الواح الدرجة A لكنها تظهر وتتطور أثناء تعبئتها ونقلها بالشاحنات وأثناء تركيبها وبعدها. والتشققات تكون دقيقة تمامًا في الخلية عبر كل من احد اقطاب التوصيل الكهربائي أو جميعها وهذه العيوب تنقلها إلى الفئة D. وعادة ما يتم اكتشاف الواح أو الخلايا مثل هذهقبل تجميع اللوح في عملية فرز الخلايا. وثم يتم بيعها في صناعات أخرى

والخلايا الشمسية من الدرجة D عبارة عن عناصر مكسورة ، وأحيانًا تكون مصنوعة من الواح منخفضة الطاقة من القصاصات ، ولكن غالبًا ما تذهب هذه القمامة إلى عملية إعادة انصهار السيليكون الجديد. وتعتبر ببساطة غير مناسبة للاستخدام في الالواح ، ولكن قد يتم استخدامها بأمان من قبل بناة الالواح عديمي الضمير. والخلايا يكون لها شقوق صغيرة ويمكن أن يكون لها نفس العيوب مثل عناصر الدرجة B. وإذا كانت الخلايا في اللوح ليست مربعة ولا تتوافق مع الأبعاد 125 × 125 مم أو 156 × 156 مم - فمن المحتمل جدًا أنها مصنوعة من الخردة. وبعبارة أخرى ، إذا كان هناك العديد من الخلايا في لوح صغير، فمن المرجح أن تكون هذا اللوح مجمع من النفايات.

وتوفر معظم الشركات المصنعة تقارير الفحص المصباح الوميضي (فلاش ) عن الألواح الشمسية المباعة ، بما في ذلك بيانات فحص (الفلاش) لكل لوح وأثناء اختبار الفلاش ، تتعرض الألواح الشمسية لفلاش قصير (1 - 30 مللي ثانية) واضاءة (1 كيلو واط لكل متر مربع) من مصدر ضوء زينون. وتم تصميم طيف المصباح ليكون قريبًا من طيف الشمس. ويتم جمع المخرجات بواسطة كمبيوتر اختبار وتتم مقارنة البيانات بلوح شمسي مرجعي سابق في التصنيع تم معايرته معدل انتاجية الطاقة مع الإشعاع الشمسي القياسي. وتتم مقارنة نتائج فحص (الفلاش ) بمواصفات ورقة بيانات الوحدة الكهروضوئية القياسية ويتم طباعتها في مكان ما على اللوح PV. وعادة ما يتم إعادة تصحيح نظام فحص (الفلاش) بواسطة اللوحة المرجعية في فاصل زمني معين (عادة ساعتان). تتضمن البيانات الموجودة في تقرير الفلاش الرمز الشريطي للوح كل من Pmax و Voc و Isc و Im و Vm. ويجب إعطاء الزبون هذه البيانات قبل الاتفاق على الشراء النهائي أو بعد توقيع عقد الشراء.

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html

تجاهية الألواح الشمسية The Orientation of Solar Panelsبقلم د عماد جلال

تجاهية الألواح الشمسية The Orientation of Solar Panels

http://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/orientation-of-solar-panels.html

في حين أن الألواح الشمسية الكهروضوئية قد تكون محاذاة تمامًا لاستقبال طاقة الشمس فهي عبارة عن جسم ثابت يتم تثبيته إما على السقف أو يتم تركيبه مباشرة على إطار. وفيما يتعلق باللوح الشمسي فإن الشمس ليست في وضع ثابت وتغير باستمرار موقعها في السماء بالنسبة للأرض من الصباح حتى الليل مما يجعل توجيه اللوح الشمسي مع موقع الشمس المتغير صعبًا.

لذا فإن التحدي في الحصول على أقصى فائدة من الطاقة الشمسية المجانية هو التأكد من توجيه الألواح الشمسية الكهروضوئية أو مجموعة PV الكاملة ، ووضعها بشكل صحيح فيما يتعلق بأشعة الشمس المباشرة القادمة من الشمس في جميع الأوقات من اليوم. بالإضافة إلى "اتجاه الألواح الشمسية" ، ومن المهم أيضًا عدد ساعات ضوء الشمس التي تتلقاها الألواح الشمسية يوميًا وكذلك شدة أو سطوع ضوء الشمس.

. أولاً ، عليك أن تسأل نفسك ، "ما المنطقة الجغرافية التي أرغب في وضع اللوحات فيها؟"

يتغير الاتجاه المثالي الذي يجب أن تواجهه الألواح الشمسية اعتمادًا على ما إذا كنت تعيش في نصف الكرة الشمالي أو نصف الكرة الجنوبي. ففي نصف الكرة الشمالي فيجب أن تواجه الألواح جنوبًا ، وكذلك الى الشمال بشكل أفضل لنصف الكرة الجنوبي.

والآن ، السؤال التالي الذي قد تطرحه هو ، "لماذا الجنوب أو الشمال؟ لماذا لا الشرق أو الغرب؟ " ولفهم الجواب ، فكر في وضع مبنى في نصف الكرة الشمالي. فالجانب الشمالي من المبنى دائمًا في الظل في الصباح والغرب مظلل والشرق يكون مضاء بالشمس ومع حلول المساء فالغرب مضاء بنور الشمس والشرق مظلل. وذلك لأن الشمس لها إزاحة جنوبية في نصف الكرة الشمالي وإزاحة شمالية في نصف الكرة الجنوبي.وإذا تم وضع الألواح باتجاه الشرق أو الغرب فإنها ستولد كمية جيدة من الطاقة فقط خلال الصباح أو في المساء و للحصول على أفضل ما في الحالتين فتحتاج إلى ان يكون النظام مواجه للشمال أو الجنوب.

وهناك اتجاه جديد يسمى وقت الاستخدام TOU) Time of Use).وهذا هو نظام حيث تكون استهلاك الطاقة أعلى لفترة محددة مسبقًا من اليوم ، وعادة عندما يكون استخدام الطاقة في جميع أنحاء الدولة أعلى.وعادة يكون الاستخدام أعلى حسب الموقع ففي مؤسسات الدولة يكون من 8 صباحا إلى 3 مساءً. وفي المواقع السكنية يكون ذورة وقت الاستخدام من 1 مساءا الى السابعة مساءا وخلال هذا الوقت قد تكون إمدادات للطاقة الكهربائية من محطات الطاقة باعلى حالة التجهيز ، وقد يتم تشغيل محطات الطاقة البعيدة كطوارئ لتجنب حالة قطع الامداد بالطاقة .، ولهذه الأسباب واضحة التي تزيد من الاستهلاك الطاقة من الشبكة. فلابد من المستفيد والمستهلك للطاقة يعمل على التوفير في الطاقة والفواتير من خلال التوجيه الامثل للالواح بما يتوافق مع ذروة وقت الاستخدام للموقع لتوافق قمة منحني قمة التوليد من المنظومة مع قمة الاستهلاك للطاقة وهذا يعني قد يتطلب الانحراف عن الجنوب الجغرافي اما الى الشرق قليلا او الى الغرب حسب ذروة وقت الاستخدام .

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html

سلسلة مشاريع الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ18ـــدد ) : اضواء تقاطع للمترجلين و السيارات

سلسلة الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ18ـــدد ) : اضواء تقاطع للمترجلين و السيارات

المطلوب :

محاكات اضواء تقاطع طريق مترجلين وسيارات

القطع المطلوبة

1- اردوينو اونوا

2- 5 ليدات بالوان اخضر احمر اصفر

المخطط على البروتس

الكود

الحماية من الصواعق لمنظومات الكهروضوئية Lightning protection for photovoltaic systems بقلم د عماد جلال

الحماية من الصواعق لمنظومات الكهروضوئية
Lightning protection for photovoltaic systems

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/lightning-protection-for-photovoltaic.html

البرق ربما يكون سببا في اتلاف المنظومات الكهروضوئية (PV) ومنظومات طاقة الرياح. عبر حدوث زيادة كبيرة وضارة بسبب البرق الذي قد تصيب اجزاء كثيرة من المنظومة وتضررها . ولكن يمكن منع أضرار البرق.عبر بعض التقنيات تكون الأكثر فعالية من حيث التكلفة والتي يتم قبولها بشكل عام من قبل ضوابط بناء انظمة الطاقة ، فأن التأريض هو التقنية الأساسية للحماية من أضرار البرق. فانه لا يمكنك إيقاف ومضة البرق، ولكن يمكنك منحها مسارًا مباشرًا إلى الأرض يتجاوز معداتك القيمة ، وتوجيه بأمان ومضة البرق الى الأرض.حيث سيكون عبارة عن مسار الكهربائي إلى الأرض يؤدي إلى تفريغ الكهرباء الساكنة التي تتراكم في فوق الأرض باستمرار وفي 

كثير من الأحيان وهذا المسار يمنع اضرار هذا البرق في المقام الأول.

يتم تصميم مانعات الصواعق وواقيات ومضة البرق لحماية المعدات الإلكترونية عن طريق امتصاص الشحنات الكهربائية الكبيرة . ومع ذلك ، فإن مانعات الصواعق ليست بديلاً عن التأريض الجيد. وانما هي انها تعمل بالتزامن مع التأريض . ويعد نظام التأريض جزءًا مهمًا من البنية التحتية للأسلاك الذي يتم تثبيته قبل أو أثناء تثبيت الأسلاك الكهربائية.

فالخطوة الأولى في التأريض هي بناء مسار تسليك إلى الأرض عن طريق الترابط (ربط) لجميع المكونات الهياكل المعدنية والملحقات الكهربائية مثل إطارات الالواح الكهروضوئية ورفوف التراكيب الكهربائية وأبراج مولد الرياح. ويتم العمل وفق ضوابط ومعايير الربط الكهربائي العالمي من حيث أحجام الأسلاك والمواد والتقنيات المتوافقة وفق هذه الضوابط فيجب تجنّب الانحناءات الحادة في الأسلاك الأرضية فالعواصف اللحظية المرتفعة لا تتجاوب مع تدوير الزوايا الضيقة ويمكنها العبور بسهولة إلى الأسلاك المجاورة ولابد من الانتباه بشكل خاص إلى توصيلات الأسلاك النحاسية بملحقات هيكل الألومنيوم (خاصة إطارات الواح الكهروضوئية). حيث لابد من استخدام موصلات تحمل اسم "AL / CU" ومثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يقلل من احتمال التآكل. وكذلك يتم أيضًا توصيل الأسلاك الأرضية لكل من دوائر التيار المستمر والتيار المتناوب بنظام التأريض وفق المعايير العالمية المعمول بها .

وتعد أضعف حلقة في المنظومات هو اتصالها بالأرض نفسها فلا يمكنك فقط ربط سلك للأرض فقط فيجب أن يتم دفن أو طرق قضيبًا من معدن موصل غير قابل للتآكل (بشكل عام يكون نحاس) في الأرض ، ويتم التأكد من أن معظم مساحة سطحه تلامس موصل يكون رطبًا في الارض وبهذه الطريقة عندما تنزل شحنات الكهرباء الساكنة أو يتصاعد التيار ، يمكن تصريف شحنتها إلى الأرض بأقل مقاومة.

والعملية تعتبر طريقة مشابهة لكيفية تبديد مجال الصرف للماء حبث يعمل التأريض على تبديد الإلكترونات وإذا لم يتم التصريف عبر أنبوب الصرف بشكل مناسب في الأرض ، فانه سيكون هناك عدم سرعة في التصريف . و هذا يؤدي الى رجوع الإلكترونات إلى الخلف وإنها سوف تقفز الفراغات لتشكل قوسًا كهربائيًا إلى أسلاك الطاقة الخاصة بالمنظومة ، ومنها الى معدات المنظومة وبعد ذلك يكون التصريف إلى الأرض.

ولمنع ذلك يتم تثبيت قضبان أرضية مطلية بالنحاس بطول 8 أقدام (2.4 م) ، 5/8 بوصة (16 مم) أو أكثر ، ويفضل أن تكون في الأرض الرطبة. وعادة قضيب واحد لا يكفي وخاصة في الأرض الجافة. وفي المناطق التي تكون فيها الأرض جافة للغاية ، فلابد من تثبيت عدة قضبان ، مع تباعدها عن بعضها البعض على الأقل 6 أقدام (3 أمتار) وربطها معًا بأسلاك نحاسية عارية ومدفونة. او طريقة بديلة هو دفن سلك بعرض 6 بوصة او سلك مزدوج 8 بوصة أو أكبر من الأسلاك النحاسية العارية في خندق بطول 100 قدم (30 م) على الأقل. (فانه يمكن أيضًا الاستفادة من الأسلاك الأرضية النحاسية العارية على طول الجزء السفلي من الخندق الذي يحمل المياه العذبة أو أنابيب الصرف الصحي أو الأسلاك الكهربائية الأخرى.) أو قطع الأسلاك الأرضية إلى النصف ونشرها في اتجاهين. ويتم بتوصيل أحد طرفي كل سلك مدفون بنظام التأريض.

والافضل يتم توجيه جزء من نظام الربط إلى مناطق رطبة مثل مكان تصريف مياه السقف أو مكان سقي النباتات. إذا كان هناك غلاف فولاذي جيد في جوارها فيمكن استخدامه كقضيب أرضي .

وفي المناخات الرطبة يكون التأريض المثالي. ففي هذه المواقع لن توفر الاطراف الخرسانية لمصفوفة مثبتة على الأرض أو محمولة على قطب أو برج مولد الرياح أو قضبان الأرض المغلفة في الخرسانة فان الخرسانة عادة ما تكون أقل توصيلًا من التربة الرطبة المحيطة بالقطب.فإذا كان هذا هو الحال فيمكن تثبيت قضيب أرضي في الأرض بجوار الخرسانة عند قاعدة المصفوفة أو عند قاعدة برج مولد الرياح ثم يتم توصيلها جميعًا مع الأسلاك العارية المدفونة.

في المناخات الجافة أو القاحلة يكون العكس صحيحًا في كثير من الأحيان قد يكون للاسس الخرسانية محتوى رطوبة أعلى من التربة المحيطة وتوفر فرصة اكثر اقتصادية للتأريض. فإذا سيتم تضمين حديد التسليح الذي يبلغ طوله 20 قدمًا (أو أطول) في الخرسانة فيمكن أن يعمل حديد التسليح نفسه كقضيب أرضي. (ملاحظة: فيجب التخطيط لهذا قبل صب الخرسانة.) وطريقة التأريض هذه شائعة في الأماكن الجافة

وعند توصيل الأسلاك يتطلب توصيل طرف واحد الى نظام طاقة التيار المستمر وربطه بالأرض. ويجب أيضًا تأريض جزء التيار المتناوب في مثل هذا المنظومة بالطريقة التقليدية لأي منظومة متصلة بالشبكة. فان التأريض منظومة الطاقة مطلوب وخاصة في المنظومات المنزلية الحديثة.

يجب أن تستخدم أسلاك المصفوفة الحد الأدنى من أطوال الأسلاك وتكون مثبتة في الإطار المعدني. ويجب أن تكون الأسلاك الموجبة والسالبة متساوية في الطول وأن تدار معًا كلما أمكن ذلك. فانه سيؤدي ذلك إلى تقليل الحث عند الجهد الكهربائي الزائد بين التوصيلات. تضيف التوصيلات المعدنية (المؤرضة) أيضًا طبقة من الحماية. فيتم دفن الأسلاك الطاقة الخارجية الطويلة بدلاً من تمريرها فوق المنظومة. فان السلك الذي يصل طوله إلى 100 قدم (30 مترًا) أو أكثر فذلك يشبه الهوائيً في الجو وسيتلقى تعرضا حتى من البرق في السحب.ولا يزال من الممكن حدوث صعقات كهربائية مماثلة حتى إذا كانت الأسلاك مدفونة ولكن في معظم التراكيب يجب ان تكون أسلاك نقل الطاقة مدفونة فانها تحد بشكل أكبر من إمكانية حدوث اضرار من البرق.

فقضبان البرق هي معدات تفريغ ثابتة توضع فوق المباني والمصفوفات الكهربائية الشمسية ،وتكون متصلة بالأرض وهي تهدف إلى منع تراكم الشحنة الثابتة والتأين للجو المحيط. ويمكن أن تساعد في منع الصعقة الكهربائية وهي توفر مسارًا للتيار العالي جدًا في حالة حدوث الصعقة وان الأجهزة الحديثة تكون على شكل سبائك وغالبًا ما تحتوي على نقاط متعددة تكون مسارا للشحنات الكهربائية .

وعادة ما يتم استخدام قضبان الصواعق فقط في المواقع التي تعاني من العواصف الكهربائية الشديدة. وإذا كنت تعتقد أن موقعك يندرج ضمن هذه الفئة ، فلابد من الحماية من الصواعق. إذا لم يكن هيكل تثبيت المنظومة الخاص بك مؤهلاً للغاية ، ففكر في استشارة أخصائي حماية من الصواعق قبل تثبيت المنظومة إن أمكن

---------------------------

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html

نسبة التباعد بين الصفوف والتغطية الأرضية للألواح الشمسية Row-to-Row Spacing and Ground Coverage Ratio of solar panels (بقلم د عماد جلال)

نسبة التباعد بين الصفوف والتغطية الأرضية للألواح الشمسيةRow-to-Row Spacing and Ground Coverage Ratio of solar panels

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/row-to-row-spacing-and-ground-coverage.html

من أحد الامور المثيرة للاهتمام هو التأثير الذي تتسبب فيه صفوف الالواح الشمسية الكهروضوئية المركبة على الأرض في تظليل الصفوف بعضها على البعض .

وإذا كانت صفوف الالواح المائلة قريبة جدًا من بعضها البعض ، فانه سيسبب صف واحد ظلًا على الصف التالي ، ومما يتسبب في خسائر إضافية. وإذا كانت الالواح متباعدة كثيرًا ، فهناك تاثير أقل من الظلال ، ولكن هذا يأتي على حساب توفير المساحة المطلوبة .

وتعتمد زاوية الميل المثالية للوح على خط العرض للموقع . وتعد المسافات بين صفوف الالواح قرار تصميم حاسم ، حيث أن لها آثارًا على حجم النظام (نظرًا لأن التباعد الأضيق يعني أن ترتيب الصفوف يمكن أن يلائم لبناء المزيد من الالواح في مساحة معينة) ، وأحد مقاييس التصميم الشائعة لتقييم تباعد صفوف الالواح هو نسبة التغطية الأرضية (GCR) Ground Coverage Ratio ، وهي نسبة إجمالي مساحة اللوح ، مقسومة على المساحة الأرضية الإجمالية للمصفوفة . ستكون قيم GCR أقل من 1.0 ، وغالبًا ما تكون بين 0.3 و 0.7. هناك علاقة عكسية بين التباعد بين الصفوف و نسبة التغطية الأرضية GCR: فمع تباعد الصفوف مع بعضها بشكل ملائم ، ستزداد نسبة التغطية الأرضية للموقع.

مع تغير GCR ، هناك عمومًا مفاضلة بين حجم لوح النظام ونظام إنتاج الطاقة. وستبقي قيم GCR المنخفضة للواحدات المتباعدة إلى حد بعيد ، مما يزيد من إنتاجها الفردي إلى أقصى حد .وا ذا سيؤدي هذا إلى نظام أصغر حجمًا.فانه ستزيد قيم GCR الى الأعلى من حجم النظام ، ولكنها ستقلل من إنتاجية الطاقة نتيجة التظليل العالي عبر الصفوف .

عند حساب خسائر التظليل من التظليل من صف إلى صف ، فهناك حسابات منفصلة للإشعاع المنتشر والإشعاع المباشر:

يعتمد الإشعاع المنتشر للوح النمطي على مساحة السماء فوق اللوح وبالتالي سيتم تقليلها بناءً على حصة السماء التي تغطيها اللوح المعوق. ويجب ملاحظة أن هذه الخسارة المنتشرة ستستمر على مدار العام ، لأن صفوف الالواح المحجوبة ستحجب دائمًا هذه الحصة من السماء.

ويعتمد فقدان الإشعاع المباشر من التظليل من صف على صف على زاوية ارتفاع الشمس ، وشكل الظل الذي تم إنشاؤه من الصف الأمامي للالواح . ويتحرك خط الظل أعلى الالواح المظللة ، وهناك تأثير غير خطي للإشعاع المباشر على اللوح المظلل. مع تركيب الالواح بشكل الأفقي او عمودي سيحدد الكثير من تاثير الظل على صفوف الالواح وعلى ادائها .

ويمكن استخدام علاقة عامة بسيطة لتحديد المسافات مابين الصفوف وهي ارتفاع الصف مضروبا عامل تباعد الصفوف Row Spacing factor = ( 2.3 )

الخلايا الشمسية النصف مقطوعة The Half-Cut Solar Cells(بقلم د عماد جلال)

الخلايا الشمسية النصف مقطوعة The Half-Cut Solar Cells

كما توفر الألواح الشمسية ثنائية الوجه والخلايا الشمسية PERC تعزيزات صغيرة في تحسين كفاءات الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون ، يمكن أن يساعد تنفيذ الخلايا النصف مقطوعة في الألواح الشمسية في تحسين إنتاج الطاقة لنظام الألواح الشمسية. الخلايا الشمسية النصفلمقطوعة هي بالضبط بما يوحي اسمها فهي خلايا شمسية تقليدية من السليكون تم قطعها إلى النصف باستخدام قاطع ليزر.

توفر الخلايا لنصف مقطوعة العديد من الفوائد على الخلايا الشمسية التقليدية والأهم من ذلك ، توفر الخلايا الشمسية النصف مقطوعة أداءً ومتانة محسنين. من ناحية الأداء ، ويمكن للخلايا النصف مقطوعة أن تزيد من كفاءة اللوح ببضع نقاط مئوية. بالإضافة إلى أرقام الإنتاج الأفضل ، فإن الخلايا النصف مقطوعة أكثر متانة جسديًا من نظيراتها التقليدية ؛ لأنها أصغر حجمًا ، فهي أكثر مقاومة للتصدع.

وبسبب هذه المزايا ، تتمتع الألواح الشمسية المبنية بخلايا شمسية النصف مقطوعة بإمكانية توفير فترات استرداد أسرع للطاقة الشمسية لأصحاب العقارات الذين يقومون بتثبيت أنظمة الطاقة الشمسية. خاصة بالنسبة للمنشآت التي يكون فيها التظليل والمساحة المحدودة عوامل مقيدة ، ويمكن للخلايا النصف مقطوعة أن تجعل تركيب الألواح الشمسية أكثر قيمة للتكلفة مقدمًا

وهناك عدد قليل من الطرق الرئيسية التي يمكن من خلالها للخلايا نصف المقطوعة أن تعزز إنتاج وأداء الألواح الشمسية:

1. تقليل الخسائر المقاومة

أحد مصادر فقدان الطاقة عندما تقوم الخلايا الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء هو فقدان المقاومة أو الطاقة المفقودة أثناء نقل التيار الكهربائي. حيث تنقل الخلايا الشمسية التيار باستخدام شرائط معدنية رفيعة تعبر سطحها وتربطها بالأسلاك والخلايا المجاورة ، ويؤدي حركة التيار عبر هذه الشرائط إلى فقدان بعض الطاقة. ومن خلال قطع الخلايا الشمسية إلى النصف ، ينخفض ​​التيار المولّد من كل خلية إلى النصف ، ويؤدي تدفق التيار المنخفض إلى تقليل الخسائر المقاومة حيث تتحرك الكهرباء عبر الخلايا والأسلاك في لوحة شمسية.

2. تحمل أعلى للظل

تكون الخلايا النصف مقطوعة أكثر مقاومة لتأثيرات الظل من الخلايا الشمسية التقليدية. وهذا ليس بسبب قطع الخلايا إلى نصفين ، بل نتيجة لطرق الأسلاك المستخدمة لربط الخلايا النصف مقطوعة في اللوح. ففي الألواح الشمسية التقليدية المبنية بالخلايا الكاملة ، يتم ربط الخلايا معًا في صفوف ، تُعرف باسم الأسلاك المتسلسلة. وفي مخططات الأسلاك المتسلسلة ، إذا كانت إحدى الخلايا في الصف مظللة ولا تنتج الطاقة ، فإن الصف بأكمله من الخلايا سيتوقف عن إنتاج الطاقة. وعادةً ما تحتوي الألواح القياسية على 3 صفوف منفصلة من الخلايا موصولة ببعضها البعض ، لذا فإن التظليل على خلية واحدة من صف واحد سيزيل ثلث إنتاج طاقة تلك اللوحة.

يتم أيضًا توصيل الخلايا النصف مقطوعة في سلسلة ، ولكن نظرًا لأن الألواح المصنوعة من الخلايا النصف مقطوعة تحتوي على ضعف عدد الخلايا (120 بدلاً من 60) ، هناك أيضًا ضعف عدد الصفوف المنفصلة من الخلايا. ويسمح هذا النوع من الأسلاك للألواح المصممة بخلايا النصف مقطوعة بفقدان طاقة أقل عندما تكون خلية واحدة مظللة لأن الخلية المظللة الواحدة لا يمكنها إلا القضاء على سدس إجمالي ناتج طاقة اللوح.

ويمكن لمصنعي الطاقة الشمسية الانتقال إلى إنتاج نصف الخلية ولا تختلف خطوط إنتاج الخلايا نصف المقطوعة كثيرًا عن خطوط الخلايا الشمسية التقليدية ، ولا تحتاج أي شركة مصنعة للألواح تتطلع إلى بدء تصنيع خلايا نصف مقطوعة إلى إصلاح شامل للمصانع القائمة أو عمليات الإنتاج. هناك خطوتان إضافيتان مطلوبتان عند عمل خلايا نصف مقطوعة: خطوة قطع الخلية وخطوة ترصيف صفوف الخلايا .

ويتم قطع الخلايا بالليزر ويتضمن تقسيم الخلايا الشمسية القياسية إلى نصفين. ويمكن أن تكون الخلايا الشمسية هشة للغاية ، ويسمح القطع بالليزر بقطع خطوط دقيقة إلى خلايا شمسية. وكما هو الحال مع قطع الخلايا ، فإن عملية ترصيف صفوف الخلايا اللازمة عند صنع الخلايا نصف المقطوعة هي مهمة دقيقة للغاية. ترصيف الصف هو عملية وضع الشرائط الموصلة ، والمعروفة باسم اقطاب التوصيل ، وعلى كل خلية نصف مقطوعة. نظرًا لصغر حجم الخلايا النصف مقطوعة ، فإناقطاب التوصيل المستخدمة أصغر وتتطلب معدات متخصصة لوضعها بدقة.

--------------------

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/05/blog-post.html

سلسلة الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ13ـــدد ) : تشغيل واطفاء فانوس من اماكن متعددة عن طريق زر جرس

سلسلة الأردوينو للمبتدئين ( المشروع عـــ13ـــدد ) : تشغيل واطفاء فانوس من اماكن متعددة عن طريق زر جرس

المطلوب :

تشغيل واطفاء فانوس من اماكن متعددة عن طريق زر جرس

القطع المطلوبة

1- اردوينو اونوا

2-فانوس 220 فولت

3- رليه 5v/220v

4- 4 زر جرس

5- ترنزستور

4- دايود

المخطط على البروتس

الكود

اسفل

تجميع وربط توصيلات MC4 (بقلم د Emad Jaleel)

   تجميع وربط توصيلات  MC4

ربما لا ينتبه الكثير الى ضرورة الاهتمام بتوصيلات MC4 في منظومات الالواح وطريقة تجميعها بشكل صحيح ومحكم لانه قد تسبب اضرار غير متوقعة 

ومنها تركها سائبة وحرة الحركة خلف الالواح الشمسية فتكون لها خطورة في الرياح العالية حيث تعمل كالمطرقة الصغيرة التي تضرب بظهر اللوح والذي قد تؤدي الى احداث الضرر باللوح اما بكسر الخلايا الشمسية نتيجة الطرق المستمر

 او تعمل على اضرار الطبقة البلاستيكية الحماية الخلفية للوح فتعمل على تسريب الرطوبة والهواء الى الخلايا الشمسية وبالتالي التقليل من ادائها او تحطمها نتيجة الارتطام المستمر بسبب الرياح

 والاخلال بعملية التوصيل مابين توصيلات الالواح .فيجب تجميعها وربطها بشكل محكم وتقليل حركتها خلف الالواح لتقليل الاضرار قدر الامكان

الكيبلات في المنظومة الشمسة الكهروضوئية Cables in a Solar PV System (مقالات د Emad Jaleel)

الكيبلات في المنظومة الشمسة الكهروضوئية Cables in a Solar PV System

يُنظر إلى الكيبلات والأسلاك الشمسية على أنها الشرايين والأوردة في أي نظام PV للطاقة الشمسية. وفي الغالب ،يتم استخدام الكهرباء المتولدة من الألواح الشمسية الكهروضوئية في مكان آخر. ومطلوب الكيبلات والأسلاك الشمسية خاصة لنقل هذه الكهرباء.

وغالبًا ما يتم الخلط بين مصطلحات الأسلاك والكيبلات ولكن في الواقع ، هناك فرق كبير بين الاثنين.والسلك الشمسي هو موصل واحد ، في حين أن الكيبل الشمسي عبارة عن مجموعة من اثنين أو أكثر من الموصلات داخل غلاف عازلة. الأسلاك هي مكون في الكيبلات. السلك هو موصل واحد (عادة ما يكون مصنوعًا من النحاس أو الألومنيوم ، وكلاهما يتمتعان بموصلية جيدة جدًا وقابلية للطرق وليونة). هناك نوعان من الأسلاك: السلك المفرد أو الصلب موصل واحد يكون إما عاريًا أو معزولًا بغلاف وقائي.

ويتم استخدامه في التطبيقات الثابتة وفي مثل التطبيقات في المنزل مثل الأسلاك الكهربائية والتي يتم لصقها في الداخل والأسلاك الصلبة أرخص ولها قطر أكثر إحكاما لنفس القدرة على حمل التيار مثل الأسلاك المجدولة. ومع ذلك ، فهي تكون متوفرة فقط في مقاييس صغيرة.

ويتكون السلك المجدول من خيوط رفيعة متعددة من الأسلاك الملتوية معًا لتشكيل قلب سلك واحد. وهي مناسبة للتطبيقات التي تخضع لحركة متكررة أو حتى اهتزازات (أي تطبيقات الروبوتات أو المركبات).وتكون الأسلاك المجدولة أكثر وضوحًا في التوجيه ، ولكن لها قطر أكبر لنفس القدرة الاستيعابية للأسلاك الصلبة وهي أيضًا أكثر تكلفة.

بينما يتكون الكبل من سلكين معزولين أو أكثر مغلفين معًا في غلاف واحد. وقد يحتوي الكيبل على أي عدد (أكثر من واحد) من الموصلات ويختلف في قطره الخارجي اعتمادًا على عدد الموصلات. ويتم تصنيف الكيبلات وفقًا لعدد الأسلاك وقياسها.

ويتم التمييز بين كيبلات اللوح (أو مصفوفة الالواح ) الشمسية ، والكيبلات الرئيسية التيار المستمر DC الشمسية ، وكيبلات توصيل التيار المتناوب AC الشمسية.

فكيبلات التيار المستمر DC الشمسية هناك نوعان من كيبلات DC الشمسية وعادة ما يتم ربط هذه الكيبلات في الألواح الشمسية الكهروضوئية ومجهزة بموصلات مناسبة ليتم توصيلها ببعضها البعض.

الكيبل الرئيسي DC : يجب استخدام كيبلات لتمديد خاصة لتوصيل الكيبلات الموجبة والسالبة من المصفوفة الى صندوق توصيل المولد (أو مباشرة بعاكس الطاقة الشمسية). واعتمادًا على الطاقة الخارجة للالواح وعادةً ما يتم استخدام الكيبلات الكهروضوئية ذات مناطق مستعرضة 2.5 مم² و 4 مم² و 6 مم². و تستخدم كابلات التيار المباشر في الهواء الطلق لضمان عدم وجود خطأ أرضي ودائرة قصير ، قد لا يتم تجميع الكيبلات الموجبة والسالبة معًا في نفس الكيبل.وأثبتت الكيبلات ذات الأسلاك المفردة ذات العزل المزدوج أنها حل عملي وتوفر موثوقية عالية.

كابلات DC الرابطة بين االالواح وكذلك بين صندوق توصيل المولد وعاكس الطاقة الشمسية عبارة عن كيبلات ثنائية المحور ، ويحمل التيار عادةً سلكًا أحمر موجبا ، وسلكًا أزرق سالبا ، وكلاهما محاطًا عادةً بطبقة عازلة. وهناك ثلاثة أنواع من التصميمات لربط صفوف الالواح الشمسية الكهروضوئية بعاكس الطاقة الشمسية:

1. نظام سلسلة العقدة Node String system
2. توصيل المنظومة الالواح بصندوق التوصيل PV system with DC Combiner Box
3. التوصيل المباشر Direct Connection

توصيللات التيار المتنواب : يتم يربط كيبل توصيل التيار المتناوب العاكس للطاقة الشمسية بشبكة الكهرباء عبر وحدات الحماية. وفي حالة العواكس ثلاثية الطور ، يتم الاتصال بشبكة الجهد الواطئ باستخدام كيبلات تيار متناوب خماسية المحور (ثلاثة أسلاك موجبة للمراحل الثلاث التي تحمل التيار ، وسلك المتعادل neutral wire الذي يحمل التيار بعيدًا عن الجهاز والأسلاك الأرضية ( سلك الأمان) والذي يربط غلاف الجهاز بالأرض).

وتتطلب الأنظمة ذات العواكس أحادية الطور كيبلات ثلاثية المحور (سلك موجب واحد وسلك متعادل وسلك أرضي).

يجب اتباع القوانين واللوائح الرسمية . عندحساب حجم الكيبلات والأسلاك الشمسية بشكل صحيح في المنظومة الشمسية ومن الضروري استخدام حجم الكيبل الشمسي الصحيح عند توصيل اجزاء مختلفة من المنظومة الشمسية الكهروضوئية.

يضمن حساب حجم الكيبلات الشمسية بشكل صحيح عدم ارتفاع درجة الحرارة عمليًا وفقدان في الطاقة قليلًا جدًا. وقد يؤدي استخدام كيبل صغير الحجم إلى احتمال حدوث حريق بسبب ارتفاع درجة الحرارة

ومن العوامل التي تحدد حجم السلك الشمسي يعتمد حجم السلك المستخدم على: القدرة التوليدية للوح الشمسي (فاذا التيار المتولد كبير ، فيحتاج حجم أكبر للسلك ) ومسافة نظام الألواح الشمسية عن لأحمال (فاذا المسافة طويلة ، فيتطلب حجم أكبر من السلك )

ويتحدد المقطع العرضي للكيبل المناسب للكيل الرئيسي للتيار المستمر على حالة التوصيل لصفوف للألواح الشمسية الكهروضوئية (وعلى الحالة النموذجية لبناء المنظومة ) فيجب تركيب العاكسات بالقرب من مصدر التغذية قدر الإمكان لأن الخسائر الناجمة عن طول الكيبل الشمسي قد تكون موجودة على جانب التيار المتناوب الجانب أعلى كما في جانب التيار المستمر .

ويجب أن يصل التيار المباشر المتولد من الألواح الشمسية الكهروضوئية إلى أقصى حد ممكن دون خسائر في العاكس للطاقة الشمسية. الخسارة غير قابلة للتحقيق لأن كل كيبل لديه مقاومة فقدان في درجة الحرارة المحيطة.

يتم تصميم الكيبل الرئيسي DC بحيث يكون فقده أصغر من 1 ٪ من قمة خرج الطاقة المتولدة من الالواح PV. فان كل كيبل لديه مقاومة أومية. وانخفاض الجهد الحاصل عند هذه المقاومة هو وفقًا لقانون أوم U = R * I (حيث U الجهد ، R المقاومة وأنا التيار). وتعتمد المقاومة R للكيبل على ثلاث معلمات: طول الكيبل: كلما زاد طول الكيبل ، زادت المقاومة. منطقة المقطع العرضي للكيبل: كلما كبرت هذه المنطقة ، كانت المقاومة أقل. والمواد المستخدمة ومقاومتها المحددة ،و بصفة عامة ، افضل توصيلية هي مادتي النحاس و الألومنيوم.

النحاس: σ> = 58 * 106 S / m (Siemens pro m) = 58 m / (Ω · mm²)

الألومنيوم: σ> = 36.59 * 106 S / m = 36.59m / (Ω · mm²)

ويتم حساب كلتا القيمتين عند 300 كلفن (حوالي 25 درجة مئوية). وفي درجات الحرارة المرتفعة ، تزداد مقاومة المواد وتقل التوصلية. وحساب مقاومة الكيبل ويتم حساب المقاومة الأومية للكيبل الشمسي وفقًا للصيغة

R = 1 / σ * l / A (حيث l هو طول الكيبل و A منطقة المقطع العرضي للكيبل)

ويفية التحقق من جودة الكيبلات الشمسية فيجب أن تستوفي الكيبلات الشمسية المتطلبات التالية للتأهل للاستخدام في التطبيقات الكهروضوئية: مقومة لظروف الطقس المختلفة ومقاومة الأشعة فوق البنفسجيةحيث تستخدم الكيبلات الشمسية عادة في الهواء الطلق وهي عرضة لإشعاع الشمس المباشر ورطوبة الهواء. وتكون مناسبة لمدى كبير من درجات الحرارة (- 40 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية). وتتحمل الإجهاد الميكانيكي مثل الضغط والتوتر والانحناء وأحمال القص. ومقاومة للتآكل ، وبالتالي فإن معظم اغلفة الكيبلات مصنوعة من البلاستيك المتصالب مقاوم للحموضة والقاعدة لها قوة عازلة عالية (حسب نوع التطبيق) لها قابيلية مثبطات اللهب وخالية من الهالوجين (الكيبلات الخالية من الهالوجين تكون مقاومة وجيدة في حالة الحريق) لها مقاومة على حالات قصر الدائرة في درجات الحرارة العالية. لها قطر خارجي صغير (موفر للمساحة) وكمطلب اختياري (محاطة شبكة معدنية) للحماية ضد القوارض والنمل الأبيض. وفي حالة المواقع الزراعية ، لها مقاومة إضافية للأمونيا وغازات الهاضمة وحموضة الأكساليك والصودا الكاوية والوسائط الكيميائية الأخرى.