بناء لوح CPV + PV الشمسية بكفاءة تزيد عن 35٪

بقلم د عماد جلال

إضافة خلية شمسية من السيليكون منخفضة التكلفة إلى وحدة CPV مع تركيز عدسة فرينل للطاقة الشمسية ، وخلية شمسية مجاورة ثلاثية الوصلات.

في مثل هكذا لوح CPV ، تلتقط الخلية الشمسية السيليكونية منخفضة التكلفة الإشعاع الشمسي المنتشر الذي يخترق عدسة مركز فرينل ، وتلتقط الخلية ثلاثية الوصلات الإشعاع الشمسي المركز.

تظهر نتائج الاختبار أن الطاقة المتولدة من لوح CPV القائمة على عدسة Fresnel مع خلية شمسية من السيليكون أضافت أكثر أهمية من تلك الخاصة لوح CPV التقليدية بمتوسط عامل يبلغ 1.5 أو أعلى اعتمادًا على الخلية الشمسية والعدسة.

 انخفاض تكاليف الطاقة الكهروضوئية العالمية بنسبة 13٪ في عام 2019

بقلم د عماد جلال  

قالت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) في تقريرها السنوي الأخير عن تكلفة توليد الطاقة المتجددة ، إن المتوسط ​​العالمي لتكلفة الطاقة (LCOE) لمحطات الطاقة الشمسية الجديدة انخفض بنسبة 13٪ في عام 2019 إلى 68 دولارًا / ميجاواط ساعة.

وقالت الوكالة إن متوسط ​​تكلفة تركيب الألواح الكهروضوئية على نطاق الشبكات انخفض بنسبة 18٪ العام الماضي إلى 995 دولارًا / كيلوواط.

انخفضت تكلفة تقنية اللوح الشمسي النمطي السائد بنسبة 14٪ في عام 2019 إلى 0.27 دولار أمريكي / واط. وتراوحت الأسعار في ديسمبر 2019 من 0.21 دولار / واط للالواح الشمسية منخفضة التكلفة إلى 0.38 دولار / واط للالواح الشمسية السوداء بالكامل.

وستستمر أسعار الطاقة الكهروضوئية في الانخفاض بمعدلات تزيد عن 23 ٪ في السنوات القادمة ، بسبب التحسينات في أداء الرقاقة والخلية ، والتقدم في الخلايا ثنائية الوجه والتخطيطات المحسّنة ، ووفقًا لأحدث خارطة الطريق الكهرو ضوئية السنوية (ITRPV) latest annual Photovoltaic Roadmap ، التي نشرتها مجموعة الصناعة الهندسية الألمانية VDMA الشهر الماضي. هذا يعني أن أسعار البيع ستنخفض بأكثر من 23٪ مقابل كل مضاعفة في الشحنات الكهروضوئية التراكمية .

قالت إيرينا إن بيانات الالواح الشمسية ثنائية الوجه أصبحت متاحة مع اختيار المزيد من المطورين لهذه التكنولوجيا. حيث كانت تكاليف اللوح الشمسي ثنائي الوجه أعلى بنسبة 56٪ من الالواح الشمسية احادية الوجه السائدة في عام 2019 ، وأعلى بنسبة 18٪ من أغلى الخيارات المتاحة . وقالت إيرينا إن تكلفة اللوح الشمسي ثنائي الوجه لكل واط كانت في الأشهر الأخيرة "ضمن نطاق قريب من تكلفة اللوح الشمسي الاحادي الوجه ذات الأداء الأعلى". وقالت: "قد يدعم هذا توقعات زيادة اعتماد التكنولوجيا الواح ثنائية الوجه في السوق ، بالنظر إلى قدرتها على زيادة العائد لكل واط ، مقارنة بتقنيات احادية الوجه .

محطات تتبع احادية المحور لالواح ثنائية الوجه هي الخيار الأقل تكلفة لـ 93.1٪ من المواقع الشمسية العالمية ، وفقًا لدراسة جديدة أجراها معهد أبحاث الطاقة الشمسية في سنغافورة (SERIS) Solar Energy Research Institute of Singapore ، نُشرت في مجلة "Joule"

قدر الباحثون الإشعاع على جانبي الالواح لتصميمات أنظمة مختلفة. وتم التحقق من صحة حسابات الأداء مقابل البيانات الميدانية الفعلية واستقراءها على مدى عمر 25 عامًا. وقالت الدراسة إن الأنظمة التتبع احادية المحور لالواح ثنائية الوجه يمكنها زيادة إنتاج الطاقة بنسبة 35٪ وتقليل التكلفة المعيارية للطاقة (LCOE) بنسبة 16٪ مقارنة بأنظمة احادية الوجه التقليدية.

وقالت: "على الرغم من أن منظومات التتبع ثنائية المحور حققت أعلى إنتاج للطاقة ، ونظرًا لتكاليفها العالية الحالية ، إلا أنها وصلت فقط إلى أدنى قيم LCOE للمواقع القريبة جدًا من القطبين".

وأشار الباحثون إلى أن تحليل الحساسية الإقليمية أظهر أن عوامل مثل الطقس ومعلمات التكلفة المحلية يمكن أن تفضل تصاميم منظومات أحادية المحور غير ثنائية الوجه. فعلى سبيل المثال ، تكلفة الأرض ومخاطر التظليل لم يتم تناولها في الدراسة.

ارتفع متوسط ​​العمر المتوقع لمشاريع الطاقة الكهروضوئية على نطاق الشبكات الأمريكية إلى 32.5 عامًا في عام 2019 ، وفقًا لمسح لمطوري المشاريع والاستشاريين من قبل مختبر لورانس بيركلي الوطني (مختبر بيركلي).

تقدم الشركات المصنعة للالواح الشمسية النمطية الآن ضمانات لمدة 25 أو 30 عامًا. وأظهر الاستطلاع أن العديد من مالكي المصانع يتوقعون عمرًا يزيد عن 35 عامًا ، بينما يتوقع القليل جدًا عمرًا أقل من 30 عامًا.

وأشار مختبر بيركلي إلى أن توقعات العمر الزمني تفوق أيضًا اتفاقيات شراء الطاقة طويلة الأجل (PPAs) power purchase agreements ، مما يمدد فترة "انتظار التاجر" المعرضة لمخاطر أسعار الطاقة.

وأظهر المسح أن النفقات التشغيلية المقدرة طوال العمر (opex) كانت 17000 دولار / ميغاواط / سنة في عام 2019 ، مقارنة بـ 35000 دولار / ميغاواط / سنة في عام 2007. وتتراوح تقديرات العمليات التشغيلية الأخيرة بين 13000 دولار و 25000 دولار / ميغاواط / سنة. وقال المختبر إن تكاليف التشغيل والصيانة تراجعت بشكل كبير في السنوات الأخيرة وقدرت بما يتراوح بين 5000 دولار و 8000 دولار / ميغاواط / سنة في عام 2019.

منحت الهند شركة Adani Green Energy Limited (AGEL 8 جيجاواط من مشاريع الطاقة الشمسية الجديدة ، وهي أكبر جائزة في العالم لتطوير الطاقة الشمسية ، حسبما قالت شركة AGEL في بيان يوم 9 يونيو.

ستتطلب المشاريع 6 مليارات دولار من الاستثمارات وسيتم بناؤها على مدى خمس سنوات. وقالت الشركة إن شركة AGEL التزمت أيضًا ببناء 2 جيجاواط من قدرة تصنيع الواح من الخلايا الشمسية الجديدة في الهند بحلول عام 2022.

أطلقت مجموعة Adani حملة استثمار كبيرة في مجال الطاقة النظيفة وستعمل المشاريع الجديدة على مضاعفة قدرة AGEL في مجال الطاقة المتجددة. تهدف المجموعة إلى تركيب 25 جيجاواط من الطاقة المتجددة بحلول عام 2025 لتصبح أكبر شركة للطاقة الشمسية في العالم.

ففي فبراير ، استحوذت شركة النفط الفرنسية الكبرى توتال على حصة 50٪ من أعمال الطاقة الشمسية لشركة AGEL مقابل حوالي 500 مليون دولار.و قالت المجموعة الفرنسية إن شركة توتال وشركة Adani Green Energy Limited (AGEL) ستنشئان مشروعًا مشتركًا بنسبة 50/50 ستنقل إليه شركة AGEL أصولها الشمسية ، والتي تتكون من 2.1 جيجاواط من القدرة التشغيلية و 475 ميجاواط من القدرات قيد التطوير. وتهدف الهند إلى زيادة قدرتها المركبة على الطاقة المتجددة من 81 جيجاواط في عام 2019 إلى 225 جيجاواط بحلول عام 2022 ، والتي تشمل 50 جيجاواط من الطاقة الكهرومائية واسعة النطاق.

كيف يتم بناء محطة للطاقة الشمسية ؟ بقلم دعماد جلال

 كيف يتم بناء محطة للطاقة الشمسية ؟

عند التفكير في بناء محطة للطاقة الشمسية ، سواء كانت محطة بقدرة 50 كيلو واط أو مشروع بقدرة 50 ميجاواط وأكبر ، إليك خمسة أسئلة رئيسية يجب أن تطرحها:

1. كم فدان تحتاج توفيره لهذا الحجم من محطة توليد الكهرباء؟

قد تتطلب محطة طاقة شمسية صغيرة فقط بضعة أفدنة من الأرض في حين أن مزرعة شمسية كبيرة الحجم يمكن أن تتطلب مئات الأفدنة قد تصل الى مساحة 2500 فدان . غالبًا ما ينشأ سؤال يتعلق بالمساحة المطلوبة لمحطة طاقة شمسية بقدرة 1 ميجاوات. من الضروري البدء بما لا يقل عن 15 فدانًا من الأرض. واحسب تكلفة فدان محطة الألواح الشمسية ،

2. كيف ستعمل التوصيل الكهربائي للمحطة بالشبكة ؟

ستحتاج إلى النظر في موقع الأرض وما إذا كانت قريبة بما يكفي لخطوط الطاقة واللوحات الكهربائية لتوصيل محطتك بشبكة الطاقة أو بمصدر طاقة مركزي أم لا. ليس القرب هو الشيء الوحيد الذي يجب مراعاته ؛ سهولة الاتصال بين المحطة والشبكة مهمة أيضًا. هذه عوامل تؤثر على تكلفة إنشاء محطة الطاقة الشمسية

3. كيف ستقوم بتنظيف وصيانة المحطة ؟

سواء كان الموقع يحتوي على مصادر مياه أو خيارات تنظيف سيكون أمرًا مهمًا من أجل الحفاظ على كفاءة العديد من الألواح الشمسية الموجودة بالقرب من الأرض. مثلا محطة للطاقة ، يتم تنظيفها باستمرار بواسطة فريق من الروبوتات التي تعمل بالطاقة الشمسية. وان أحد الأشياء المثيرة للاهتمام حول الألواح الشمسية هو أنها متينة وسهلة الصيانة. ومع ذلك ، فإن صيانة محطة الطاقة الشمسية ليست بأي حال من الأحوال عملاً سهلاً. وبدون التنظيف المنتظم للألواح ، سينخفض إنتاج الطاقة للمحطة في النهاية

4. كم عدد الألواح الشمسية التي ستحتاجها؟

للتأكد من قدرتك على تلبية الطلب المتوقع على الطاقة بمحطة الطاقة الشمسية ، ستحتاج أولاً إلى البدء بالكيلوواط / ساعة المطلوبة من الطاقة والعمل بشكل عكسي للحصول على عدد الألواح التي ستحتاجها المحطة . ولحساب هذا الرقم ، ستحتاج إلى تحديد نسبة إنتاج الألواح الشمسية لمنطقتك لفهم مقدار الطاقة التي ستوفرها لوحة كهربائية معينة من الألواح الشمسية.

5. ما هو السعر المناسب لتركيب محطة الطاقة الشمسية؟

بالنسبة إلى المحطات الكبيرة ، من المحتمل أن يكون هناك تناقضات كبيرة بين عروض الأسعار من مقاولين مختلفين ، لذلك سيكون من المهم الحصول على عدد قليل من العطاءات من شركات مختلفة.

فعلى نطاق المحطات ، ستكون المحطات الشمسية على الأقل 1 ميغاواط ، وهي محطة للطاقة الشمسية قادرة على إمداد حوالي 200 بيت بالطاقة . وستتراوح التكلفة لكل واط لكل تركيب شمسي وبناءً على عدة عوامل ، مثل ساعات ضوء الشمس المتاح والموقع ، ولكنها عادةً ما تكون في الاغلب حوالي 1 دولار / واط. وبالتالي ، فإن إنشاء مزرعة محطة بقدرة 1 ميغاواط سيكلف حوالي مليون دولار

بعد ذلك ، حان الوقت لبناء هياكل الطاقة الكهروضوئية. يمكنك العثور على العديد من الشركات للتعاقد مع تركيب المحطة الشمسية. كما أن الشركة مسؤولة عن معظم أعمال التجديد والصيانة. يفضل العمل مع شركة واحدة لمثل هذا المشروع طويل الأمد. العمل مع العديد من الشركات يكون معقد للغاية.

يجب تسجيل كل المشاكل التي قد تواجهها وكيفية التغلب عليها. تذكر أنك بحاجة إلى إجابات صادقة لجميع ألاسئلة قبل أن تبدأ ،

فترة استرداد تكلفة منظومة الألواح الشمسية

 فترة استرداد تكلفة منظومة الألواح الشمسية بقلم د عماد جلال

فترة استرداد تكلفة منظومة الألواح الشمسية عبارة عن حساب يقدر الوقت الذي تستغرقه لتحقيق التعادل في استثماراتك في الطاقة الشمسية. وزيادة معدلات الكهرباء في الموقع وانخفاض تكاليف المعدات تجعل من السهل على أصحاب المنازل امتلاك أنظمة الألواح الشمسية بدلاً من الذهاب الى البدائل من مصادر الطاقة غير النظيفة. إن مقارنة فترة الاسترداد لمختلف عروض الأسعار من مثبتات الطاقة الشمسية هي طريقة سهلة لفهم المزايا المالية لكل خيار ، وتحديد النقطة الزمنية التي سيبدأ فيها الاستثمار في الطاقة الشمسية لكسب المال.

الطاقة الشمسية تعتبر حل للطاقة المتجددة بنسبة 100٪ والتي يمكن أن تحقق ميزة تجارية قوية. يمكن أن يساعد تثبيت الألواح الكهروضوئية (PV) الشركات على تحقيق أهداف الاستدامة وتقليل بصمتها الكربونية ، وهو ما يمكن بدوره أن يعزز صورتها الاجتماعية للشركات وصافي أرباحها.

ومع ذلك ، فإن أحد أكبر أسباب تحول العديد من الشركات إلى الطاقة الشمسية هو زيادة الطلب على الطاقة ووفرة منتجات الطاقة الشمسية ، مما يجعلها أكثر تنافسية من خلال الاستفادة من الطاقة المولدة في الموقع بدلاً من سحب طاقة أكثر تكلفة من مصادر أخرى اكثر تكلفة . ويمكن أن يكون هذا ميزة تنافسية قوية، خاصة للشركات التي تعمل في صناعة ذات هوامش ربح محدودة.

فان الطاقة الشمسية هو استثمار له معنى تجاري جيد واستثمار يدفع الشركات مرة أخرى للاستثمار مع زيادة الطلب على الطاقة وتطوير تقنيات الطاقة الشمسية وزيادة كفائتها ، و تدفقات الإيرادات الجديدة من خلال برامج مثل قياس صافي الطاقة في بعض الدول ، والتذبذب في انقطاع الشبكة وزيادة رسوم الطلب على المصادر الاخرى يدفع الى دمج الطاقة الشمسية مع تخزين البطارية ، وتحقيق الدخل بالاستفادة من الأصول مثل مساحة السطح ومواقف السيارات والأراضي الخالية.

تتساءل العديد من الشركات عن مقدار الوقت الذي يستغرقه إجمالي المدخرات و تدفقات الإيرادات من الألواح الشمسية الكهروضوئية الخاصة بهم لتغطية التكلفة الإجمالية للتركيب. حيث تُعرف هذه الفترة بفترة الاسترداد من الطاقة الشمسية ، ومما يعني الوقت الذي تستغرقه لتتوقف عن استثمارك. فيتم تخصيص كل تركيب للطاقة الشمسية الكهروضوئية وفقًا لمتطلبات الطاقة والمتطلبات المالية لبناء المنظومة ، لذلك لا يوجد نظامان متشابهان ولا فترات الاسترداد متشابهة. تعتمد فترة الاسترداد الدقيقة على عدد من العوامل المختلفة ، بما في ذلك:

1.) استهلاكك للطاقة الحالية والإنفاق

في مفهوم أسواق الطاقة ومصادر التجهيز للطاقة ذات معدلات الفائدة باهظة الثمن ، تكون فترة الاسترداد من تركيب الطاقة الشمسية قصيرة نسبيًا. لذلك ، فإن الخطوة الأولى في بدء مشروع الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي تقييم فاتورة استهلاك الطاقة الحالية تبعا لمصدر التجهيز وللحصول على نظرة على استهلاك الطاقة والإنفاق على مدار العديد من فواتير الكهرباء السابقة من الجهة المجهزة للطاقة الخاصة بك.

2.) كمية الطاقة النظيفة التي يولدها نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية

تعتمد النسبة المئوية للطاقة التي يولدها نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخاص بك لتعويض ما ستسحبه عادة من المصادر الأخرى ومن الشبكة على حجم نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، وكمية أشعة الشمس المباشرة التي يتلقاها موقعك ، وجودة التركيب (المكونات والمنشأ). ولذلك من المهم زيادة المساحة المتاحة للتركيب الشمسي إلى أقصى حد، مع ضمان أكبر قدر من إنتاج الطاقة لموقعك لتحقيق أكبر عائد. وليس بالضرورة أن يكون هذا هو السطح الخاص بك ويمكن أن يكون مساحة أرض فارغة أو حتى موقف السيارات الخاص بك.

وبعد تحليل جدوى موقعك وفاتورة الشبكة الكهربائية واستخدام الطاقة ،يقوم فريق مصممي ومهندسي النظام بقياس الموارد الشمسية المتوفرة في موقعك بدقة. فيقومون بتصميم نظامك بشكل مخصص والذي يتكون من مكونات المستوى الاول الأفضل جودة بناءً على الموارد المتاحة لديك ومتطلبات الطاقة المحددة لعملك. والتعرف بالضبط ما يضمن إنتاج نظامك وستكون قادرًا على التنبؤ بدقة بإنفاق الطاقة

3) تكلفة تركيب الطاقة الشمسية الكهروضوئية

تشمل أسعار المعدات المنخفضة جنبًا إلى جنب مع الحوافز الشمسية المتاحة تكلفة التركيب. وهناك العديد من الحوافز التي تقدمها الشركات لجعل الطاقة الشمسية أكثر بأسعار معقولة مما هي عليه بالفعل من فترات الضمان والصيانة ومتابعة أداء المنظومة ..

4.) كيفية تمول تركيب الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخاصة بك

يعد تمويل نظامك الشمسي برأس مال مقدم أو قرض بفائدة منخفضة خيارًا ينتج عنه أكبر مدخرات على مدى عمر النظام. بينما قد تكون هناك حاجة إلى رأس المال مقدمًا ، فإن هذا النهج يدفع لنفسه في شكل مدخرات وأرباح أعلى مما يسمح لك بإعادة الاستثمار في عملك وجني فوائد بناء النظام .

حيث يختلف متوسط فترة الاسترداد. بالاختلاف يعتمد على

1. حجم النظام الشمسي حيث يعتمد حجم النظام الشمسي على متطلبات الكهرباء للعميل وأشعة الشمس المتاحة في الموقع

2. السعر المحلي للكهرباء

3. وكلفة مكونات المنظومة

حوافز التشغيل والصيانة للطاقة الشمسية (O&M) هي خطط حماية لاستثماراتك في الطاقة الشمسية. يمكنك التفكير فيها على أنها نوع من "تأمين مالك المنزل" للألواح الشمسية الخاصة بك. فإذا سقطت شجرة على جزء من منزلك ،. او إذا كان النظام الشمسي لديك ضعيف الأداء ، سواء كنتيجة للبيئة أو المعدات أو لأسباب أخرى ، فيمكن لموفر التشغيل والصيانة إجراء إصلاحات مادية على الألواح أو العواكس أو أي جزء من المجموعة لديك متأثر. كما ستغطي خطط التشغيل والصيانة الشمسية عمليات الفحص المنتظمة لنظامك للتأكد من أنه يعمل بأعلى أداء

توفر حوافز خدمة العمليات الشمسية القوية والصيانة العديد من الفوائد للعملاء المقيمين. فعند مقارنة خياراتك ، ضع في اعتبارك ما إذا كانت الخدمات التالية مشمولة: زيارات الموقع. يجب أن تتضمن خطط التشغيل والصيانة أوقاتًا منتظمة على مدار العام ليأتي مزودك ويفحص نظامك الشمسي فعليًا. من خلال زيارات الموقع هذه ، وسيتمكن مثبت المنظومةو التشغيل والصيانة لديك من تشخيص المشكلات في نظامك واتخاذ إجراء لإعادة إنتاج الكهرباء إلى طبيعته.

ولابد من مكافحة الآفات. حيث تشكل الآفات تهديدًا شائعًا للأنظمة الشمسية. قد تتداخل الطيور والقوارض في صفوف المنظومة وحوله ، مما يؤدي إلى احتمالية نشوب حرائق أو تلف كهربائي. ويمكن لاجراءات الصيانةوالمتابعة أن يساعدوا في التخفيف من هذه المشكلة ، ويمكن لشركات الصيانة والمراقبة O&M ان تتضمن مكافحة الآفات في خطتها لمواجهة هذه المشكلة الشمسية الشائعة.

والتنظيف. نادرًا ما تحتاج أنظمة الألواح الشمسية جيدة التصميم إلى التنظيف. ومع ذلك ، إذا كنت تعيش في منطقة بها كميات كبيرة من الجسيمات والغبار يطفو حولها ، فينبغي على المالك للمنظومة أن يعرف أنه يفقد الكفاءة بسبب الغبار أو أي مادة أخرى تتسبب في اتساخ الألواح ويؤثر على انتاجية المنظومة وبالتالي على طول فترة الاسترداد لكلفة المنظومة .

ولابد من فحص الأنظمة الكهربائية. فيجب أيضًا الحفاظ على تلف الأنظمة الكهربائية التي تربط مجموعة الطاقة الشمسية بمنزلك والشبكة. يجب أن تغطي خطط التشغيل والصيانة جميع أنظمة الأسلاك والكهرباء التي تتأكد من نقل الطاقة التي تنتجها واستخدامها بشكل صحيح.

صيانة العاكس الشمسي. فإن العواكس الشمسية لها عمر أقصر من الألواح الشمسية نفسها ، ويجب مراقبتها عن كثب للتدهور الذي يحصل لها . ولابد في خطة التشغيل والصيانة الجيدة للطاقة الشمسية اهتمامًا إضافيًا للعواكس الطاقة الشمسية لضمان أن ألواحك ستتمكن من تحويل الطاقة المنتجة إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

استشارة الطاقم الشمسي والعاملين. فمن أجل إكمال مشاريع الصيانة على مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك ، فإنه يحتاج المتخصصون وخبراء الألواح للعمل مع النظام الخاص بك. عندهم خطة التشغيل والصيانة الشمسية الجيدة وأطقم إصلاح ذات سمعة جيدة للحفاظ على لوحاتك. فإذا كان المثبت متوفرا وما زلت مغطى بضمان العمل الخاص به ، فمن الأفضل دائمًا استشارتهم أولاً لصيانة النظام فهم يعرفون منظومتك ومعداتك ، ولديهم علاقة سابقة معك.

تخزين البطاريات Battery Storage

تخزين البطارية Battery Storage

تعتمد ظروف التخزين المثلى للبطاريات على المواد الكيميائية النشطة المستخدمة في الخلايا. وأثناء التخزين ، تخضع الخلايا لكل من التفريغ الذاتي والتحلل المحتمل للمحتويات الكيميائية. وبمرور الوقت قد تتخلل المذيبات للالكترولايت من خلال الأختام مما يتسبب في جفاف الالكترولايت ويفقد فعاليته. وفي جميع الحالات ، يتم تسريع هذه العمليات عن طريق ارتفاع الحرارة ومن الحكمة تخزين الخلايا في بيئة باردة حميدة لزيادة عمرها الافتراضي.

بالنسبة للخلايا التي لها نفس كيمياء الخلايا بالاسم فقط ، قد يضيف المصنعون الفرديون إضافات مختلفة لتحسين أداء الخلية لمعلمة معينة وقد يؤثر ذلك على سلوك الخلايا أثناء التخزين. ومن الممكن تقديم بعض التوصيات العامة حول التخزين ولكن أفضل إرشادات للتخزين هي مراجعة مواصفات وتوصيات الشركات المصنعة لمنتجاتها.

البطارية الأولية Primary Cells

تعتبر ظروف التخزين مهمة بشكل خاص للخلايا الأولية لأنه لا يمكن إعادة شحنها وبالتالي فإن أي فقد للسعة يكون دائمًا. في حين يُنصح دائمًا بالحفاظ على برودة الخلايا أثناء التخزين ، وإن الاحتفاظ بها مبردة أفضل. ويفضل مدى درجة حرارة من 0 درجة مئوية إلى 10 درجة مئوية لتجنب تجميد الالكترولايت المائي. للتخزين لفترات طويلة ، يجب تخزين الخلايا في عبوة مقاومة للبخار من شأنها أن تساعد في التخفيف من مشكلة فقدانلالكترولايت .

البطاريات قابلة للشحن

- بطارية الرصاص الحامضية Lead Acid

عندما يتم تفريغ بطارية الرصاص الحامضية بشكل كامل أو جزئي ، تتكون كبريتات الرصاص في الأقطاب الكهربائية. وإذا تم السماح للبطارية بالبقاء لفترة طويلة في حالة التفريغ أو في حالة شحن منخفضة جدًا ، فقد تتشكل كبريتات الرصاص على شكل بلورات كبيرة يصعب تحويلها مرة أخرى إلى الرصاص وحامض الكبريتيك من خلال عملية الشحن. و تكوين هذه البلورات الكبريتات يتسبب في فقدان دائم لقدرة البطارية. ولتجنب هذه المشكلة ، يجب تخزين بطاريات الرصاص الحامضية فقط في حالة مشحونة بالكامل ويجب شحنها بالكامل من وقت لآخر أثناء التخزين للتعويض عن التفريغ الذاتي للخلايا.

لإطالة مدة الصلاحية دون الشحن ، يجب تخزين البطاريات عند 10 درجات مئوية أو أقل ولكن لا يجب السماح الالكترولايت بالتجمد. عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل ، يكون الإلكتروليت محلول حمض الكبريتيك ونقطة التجمد هي -36 درجة مئوية ولكنها ترتفع إلى 0 درجة مئوية في حالة التفريغ الكامل عندما يكون الالكترولايت مجرد ماء .

- النيكل والكادميوم Nickel Cadmium

يمكن تخزين بطاريات النيكل والكادميوم في حالة الشحن أو التفريغ. ويمكن أن يؤدي التخزين طويل المدى إلى تسريع التفريغ الذاتي للبطارية ، ويؤدي إلى إلغاء تنشيط المواد المتفاعلة. وعلى الرغم من أنه يمكن تخزين الخلايا في درجات حرارة تتراوح بين -20 درجة مئوية و +45 درجة مئوية ، كما هو الحال مع كل ارتفاع حرارة البطاريات تقريبًا يمكن أن تتسبب في تدهور المواد الكيميائية النشطة ومن الأفضل الحفاظ على الخلايا في مكان بارد ونظيف وجاف وغير بيئة أكالة. بعد التخزين المطول ، قد تكون هناك حاجة إلى دورتين أو ثلاث دورات تفريغ عميقة لاستعادة السعة الكاملة.

- هيدريد معدن النيكل Nickel Metal Hydride

تتميز بطاريات هيدريد معدن النيكل بخصائص مماثلة لخلايا النيكل والكادميوم. ويمكن تخزينها في حالة مشحونة أو مفرغة ولها متطلبات تخزين مماثلة. ونظرًا لأن خلايا NiMH لديها معدل تفريغ ذاتي أعلى من خلايا NiCad ، فإنها ستفقد المزيد من الشحن أثناء التخزين وستحتاج على الأرجح إلى الشحن قبل استخدامها.

- ايون ليثيوم Lithium-Ion

نطاق درجة حرارة التخزين الممكنة لبطاريات ايون الليثيوم هو -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية ولكن لفترة التخزين الطويلة -20 درجة مئوية إلى 25 درجة مئوية ويوصى بها عند 15 درجة مئوية مثالية. ويجب تخزين البطاريات بشحنة جزئية تتراوح بين 30٪ و 50٪. على الرغم من أنه يمكن تخزين البطاريات وتفريغها بالكامل ، يجب ألا ينخفض جهد الخلية إلى أقل من 2.0 فولت لكل خلية ويجب أن تعلو الخلايا لمنع الإفراط في التفريغ. يجب ألا يتجاوز الجهد الأقصى 4.1 فولت

كيفية اختيار بنك البطارية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ؟ How to Choose a Battery Bank for Your Solar PV System ? بقلم د عماد جلال

كيفية اختيار بنك البطارية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ؟

How to Choose a Battery Bank for Your Solar PV System ?

http://salembenmoussa.blogspot.com/2020/06/how-to-choose-battery-bank-for-your.html

جميع البطاريات مصنوعة بشكل مختلف. تستخدم بعض الشركات المصنعة شبكات أثقل والمزيد من الرصاص والتجميع الآلي والتحكم الآلي في الجودة واختبار الأداء الشامل. يقوم مصنعون آخرون بتصنيع البطاريات باستخدام التجميع اليدوي والمواد القديمة التي يمكن أن تعرض الأداء للخطر. تبدو البطاريات منخفضة السعر صفقة ، لكنها غالبًا ما تتطلب المزيد من الصيانة ، وتفشل مبكرًا وتكلف أكثر على المدى الطويل. ومن خلال طرح الأسئلة الصحيحة ، ستتمكن من تحديد الاختلافات في التصميم والمواد والتصنيع ومراقبة الجودة لاختيار أفضل بطارية لك

الخطوة الأولى هي تحديد النوع الصحيح. تصنع بطاريات الرصاص الحمضية لتطبيقات معينة ، وبعضها لا يناسب أنظمة الطاقة المتجددة (RE). توفر بطاريات التشغيل والسيارات التجارية دفعات قصيرة من الطاقة وتبقى كاملة الشحن معظم الوقت ، مما يجعلها غير مناسبة لمثل هذه التطبيقات

فان الشبكات المعدنية التي تحتوي على عجينة الرصاص تجعل تخزين الطاقة ممكنًا. تحمل الألواح السميكة والأثقل التآكل لفترة أطول وتحمل مزيدًا من الرصاص للتفاعلات الكيميائية ، مما يزيد من عمر البطارية. لكن أسعار الرصاص الخام ارتفعت بشكل كبير في الاونة الاخيرة ، وبما أن الرصاص يشمل 60 إلى 80٪ من تكلفة البطارية ، هناك ضغط لقطع الزوايا لتعويض ارتفاعات أسعار المواد الخام.

وبطاريات الرصاص الحامضية ، نوع البطارية السائد للأنظمة الكهروضوئية الشمسية ، وموجودة منذ سنوات. وعلى الرغم من أنها تبدو مشابهة لبطاريات السيارة ، لكنها تعمل البطاريات الكهروضوئية الشمسية وفقًا لمبدأ الدورة العميقة وهي تهدف إلى توصيل شحنات صغيرة لفترة طويلة بدلاً من الاندفاعات القصيرة للطاقة المكثفة كما هو الحال مع بطاريات السيارات.

وبصرف النظر عن أكثر أنواع بطاريات الرصاص الحمضية شيوعًا ، يوجد خياران آخران: خلية هلامية او مايسمى بالحصيرة زجاجية ماصة محكمة الغلق (AGM).

وإذا كانت منظومتك نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية خارج الشبكة ، فستحتاج إلى بنك بطاريات لتخزين طاقتك في الليل والأيام الغائمة. وغالبًا ما تعتبر البطاريات أضعف حلقة في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية لأنها ستستهلك بشكل أسرع من الأجزاء الأخرى ،و مما يقلل من أداء النظام. وولحفاظ على اداء منظومة قوية قدر الإمكان فيكون عن طريق شراء المنتج المناسب وشراء جودة عالية.

اولا حدد عدد الساعات بالواط التي سيستهلكها الحمل الكهربائي باتباع "كيفية الحجم الصحيح لنظامك الشمسي الكهروضوئي". وحدد عدد أيام الطاقة المخزنة التي تريدها للحمل الكهربائي . واسأل نفسك عن مدى أهمية الاستقلالية بالنسبة لك بالمنظومة الشمسية . واذا أنت ذاهب خارج الشبكة تماما أم لا؟ هل تريد أن تكون مستعدًا لحالات انقطاع التيار الطويلة؟ بمجرد العثور على إجابات لهذه الأسئلة ، حدد عدد أيام التخزين التي تحتاجها. فمعظم الأنظمة بحجم من 1 إلى 5 أيام من سعة التخزين. وبعدها حدد نوع البطارية الأفضل لتطبيقك

نظرًا لأن بطاريات الرصاص الحمضية تنخفض عادةً من 20 إلى 25 ٪ من سعتها أثناء العمل في درجات حرارة ( -1 درجة مئوية ) ، فخطط لإيواءها في مكان مناسب (من الناحية المثالية بين 10 و 30 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة المثالية 25 درجة فمئوية ). إذا لم تتمكن من الحفاظ عليها في ظروف مناسبة في مكان ما ، فقم بشراء بطاريات إضافية للتعويض.

البساطة هي الأفضل عند اتخاذ قرار بشأن بنك البطارية. اختر ربط سلسلة واحدة من الالواح

وإذا كنت تتوقع أنك تقوم بتوسيع نظامك ، فقم بشراء بنك بطارية أكبر مما تعتقد أنك ستحتاج إليه نظرًا لأنه لا يمكن توسيع بنوك البطاريات بسهولة.و يؤدي الإفراط في تحميل بطارية البطارية أيضًا إلى حالة مزمنة في عملية انخفاض الشحن يمكن أن تتسبب في تلف البطاريات قبل الأوان. وكقاعدة عامة ، حاول الحصول على طاقة أكبر بنسبة 30 إلى 40٪ من متطلبات الحمل

إذا كانت مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك صغيرة الحجم وكانت سعة بطاريتك كبيرة ، فأنت تخاطر بعدم توليد طاقة شمسية كافية لشحن البطارية ، خاصةً خلال أيام الشتاء الأقصر. أو إذا كان استهلاك أسرتك مرتفعًا خلال النهار ، يمكنك استخدام كل الطاقة الشمسية الخاصة بك مباشرة ولا تحتاج إلى بطارية على الإطلاق.

بالنسبة للعديد من الناس ، الأمر بسيط للغاية في تقليل استهلاك الطاقة من شبكة الطاقة وتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها لاحقًا. ومع ذلك ، بالنسبة للأشخاص الذين يمكنهم تحميل النوبات (تشغيل الأجهزة ذات الاستهلاك العالي خلال النهار)

يمكن تثبيت نظام مراقبة البطارية (BMS) battery monitor system وقم بتثبيته في مكان يسهل رؤيته. يمكن أن يؤدي استخدام هذه الأجهزة لإدارة البطاريات إلى زيادة عمرها وجعل الصيانة أسهل.

وبجهاز تحكم بالشحن يتضمن تعويض درجة الحرارة كإحدى ميزاته. وهذا مهم لأنه يمكن أن يمنع البطاريات الدافئة من الشحن الزائد ويساعد البطاريات الباردة في الحصول على الشحن الإضافي الذي تحتاجه. لكي يعمل تعويض درجة الحرارة ، ويجب عليك شراء مستشعر درجة الحرارة ووضعه بجوار البطاريات.

احرص احتمالية شحن البطاريات بانتظام. تمامًا مثل سقي نباتاتك ، فإذا أهملت بطارياتك ، فسوف تموت

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

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

.

مراقبة النظام الكهروضوئي Photovoltaic system Monitoring بقلم د عماد جلال

مراقبة النظام الكهروضوئي Photovoltaic system Monitoring

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/06/photovoltaic-system-monitoring.html

تعد مراقبة الأنظمة الكهروضوئية والتحكم فيها أمرًا ضروريًا لأداء موثوق به ولأقصى إنتاجية لأي نظام كهربائي شمسي. ويمكن إجراء أبسط مراقبة للعاكس من خلال قراءة القيم المعروضة – شاشة العرض (عادة LCD) هي جزء من كل عاكس متصل بالشبكة تقريبًا. وتتوفر معظم المعلمات ذات الصلة بالعاكس والشبكة على شاشة LCD في مثل هذه الحالة. وعادة ما تتوفر قيم مثل طاقة المنظومة PV ، وطاقة شبكة التيار المتناوب ، وتيار المنظومة PV. ولأغراض المراقبة والتحكم المعقدة ، يمكن أيضًا تسجيل البيانات البيئية مثل درجة حرارة الوحدة ودرجة الحرارة المحيطة والإشعاع الشمسي وسرعة الرياح وتخزينها وتحليلها لاحقًا. ويمكن إجراء التحكم عن بعد والمراقبة عن طريق اتصالات عن بعد مختلفة: مودم تماثلي ، وما إلى ذلك. والاتصال الأكثر شيوعًا للتحكم الموقعي وعن بعد هو USB(أحيانًا حتى RS232) للمراقبة الموقعية ، وRS485 و powerline للتوصيل البيني للعاكس. وبالنسبة للاتصال اللاسلكي ، يتم استخدام Bluetooth و Wi-Fi بشكل شائع.

إن أبسط طريقة لإجراء المراقبة الموقعية هي العرض البيانات المتاحة على العاكس أو على وحدة التحكم في العاكس. وتشمل الاحتمالات الأخرى للمراقبة الموقعية المراقبة عن طريق الكمبيوتر الشخصي الموقعي عبر اتصال RS232 أو شاشات العرض التفلزيونيةعن بُعد الموجود في غرفة المعيشة على سبيل المثال (والاتصال بين العاكس وشاشة العرض يكون عادةً لاسلكيًا). ويمكن عادة مراقبة المعلمات التالية ، datalogger وتخزينها في ذاكرة العاكس أو مسجل البيانات الخارجية لفترة معينة (وعادة تكون حتى عام واحد). وفي بعض الأحيان ، يلزم أيضًا وحدات إضافية متعلقة بالمتحسسات (خارجية أو داخلية) :

فولتية المنظومة V VDC

فولتية الشبكة V VAC

تيار المنظومة I DC

تيار الشبكة A IAC

قدرة المنظومة W PDC

قدرة الشبكة W PAC

وهناك معلمات وبيانات اخرى تتطلب المراقبة وتسجيلها

درجة حرارة اللوح C Tmod °

درجة حرارة المحيط C Tamb °

الإشعاع الشمسي W / m2 G

سرعة الرياح m/s v

يمكن تحقيق التحكم عن بعد والتواصل بين العواكس بالاتصال اللاسلكي (Bluetooth أو Wi-Fi) ، أو عبر وحدة RS485 أو عبر الشبكة (اتصال خط الطاقة) . ولا تمثل المسافات التي تصل إلى 1200 متر أي مشكلة ، يمكن توصيل العديد من العشرات العواكس العاشرة في سلسلة ومراقبتها في نفس الوقت.و للمراقبة عن بعد ، ويمكن استخدام طرق مختلفة للاتصال: إيثرنت ، الإنترنت ، عبر الاتصال الهاتفي ، إلخ. ويمكن للنظام إرسال تنبيهات ورسائل الحالة إلى مركز التحكم أو المستخدم. ويمكن إرسال التنبيهات ورسائل النظام عن طريق خدمة الرسائل القصيرة ، او آلة الفاكس الخ

يمكن تخزين البيانات في ذاكرة العواكس أو في وحدات خارجية (مسجلات البيانات خارجية ). حيث تتوفر حلول مختلفة في السوق. ويقدم بعض المنتجين أيضًا زيادة أو ترقية إضافية للذاكرة. توفر أجهزة تسجيل البيانات الأفضل وظائف مراقبة (تسجيل البيانات) للعديد من المعلمات البيئية والإضافية المتعلقة بالنظام والتي يمكن أن تعطي المستخدم نظرة عامة مفصلة عن النظام بأكمله. ومن المعلمات الإضافية التي يمكن مراقبتها هي درجة حرارة اللوح ودرجة الحرارة المحيط ، والإشعاع الشمسي ، وسرعة الرياح ( في الأنظمة الهجينة) ، وفي بعض الحالات أيضًا ضغط الهواء ورطوبة الهواء (كمحطة الطقس الإلكترونية المتطورة) إلخ. وأجهزة استشعار درجة الحرارة . ويتم قياس الإشعاع الشمسي باستخدام الخلايا الشمسية المرجعية (Si-mono) ،

تُستخدم شاشات العروض العامة على نطاق واسع ليس فقط كأداة مراقبة عامة ، بل تُستخدم أيضًا لأغراض ترويجية أو تعليمية أيضًا. وعادة ما يتم تحقيق الاتصال بين النظام الكهروضوئي وشاشة العرض العام عبر منفذ RS232 ، وكما يقدم بعض المنتجين أيضًا اتصالًا لاسلكيًا. ومعظم أنواع العرض الشائعة هي شاشات عرض LCD ، ويمكن قراءة الأرقام بوضوح من مسافات تصل إلى 40 مترًا ، وهذا يعتمد على أحجام الأرقام.

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

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

.

منظومة الغاز الحيوي محلية الصنع Homemade Biogas System بقلم د عماد جلال

منظومة الغاز الحيوي محلية الصنع Homemade Biogas System

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/06/homemade-biogas-system.html

كان الغاز الحيوي المنزلي موجودًا منذ آلاف السنين وتم استخدامه لتسخين مياه الاستحمام في آشور في القرن العاشر وفي بلاد فارس خلال القرن السادس عشر الميلادي. وكتب ماركو بولو عن "برك الصرف الصحي المغطاة" ، ويعود استخدام الغاز الحيوي إلى 2000-3000 سنة في الأدب الصيني.

حتى يمكننا أن نرى أن الغاز الحيوي في المنزل ليس شيئًا جديدًا حول المنزل . ويتم استخدام الغاز الحيوي حاليًا من قبل ملايين الأشخاص كوقود للطهي والإضاءة في العديد من البلدان. فقط في الصين وحدها ، وحتى عام 2012 ، هناك 42 مليون أسرة تستخدم الغاز الحيوي *. والجمال هو في المنظومة المنزلية بدلاً من قيام شركة كبيرة بتزويدك بالغاز ، وتكون أنت مسؤول عن إنتاج الطاقة الخاصة بك.

فالغاز الحيوي في المنزل هو خليط غاز قابل للاشتعال يشتمل على حوالي 60٪ من الميثان و 40٪ من ثاني أكسيد الكربون الذي يتشكل عندما تتفكك المواد العضوية ، مثل روث الحيوانات (والبشر) أو المواد النباتية حسب النشاط الميكروبيولوجي في درجات حرارة دافئة (30 - 40 درجة مئوية أو 50-60 درجة مئوية) في بيئة لا هوائية.

وعملية إنشاء الغاز الحيوي في المنزل ويمكن أن تفعل الغاز الحيوي لك من خلال تصاميم الغاز الحيوي المنزلي الأكثر شعبية. وهذه التصميمات هي هضم القبة الثابتة الصينية وهضم الغاز الحيوي العائم الهندي. وهناك بالطبع تصميمات أخرى. وإذا كنت لا ترغب في بناء مصنع للغاز الحيوي ، يمكنك دائمًا شراء وحدة من السوق..


يمكن لوحدة الغاز الحيوي المنزلية الصغيرة في بيئة حضرية أو مدينة أن تنتج كميات مفيدة من الغاز الحيوي من 1 كغم فقط من النفايات العضوية يوميًا. إذا كانت عائلتك تعيش في بيئة ريفية ، فقد تتمكن من الوصول إلى المزيد من الكتلة الحيوية العضوية وستنتج كميات كبيرة من الغاز الحيوي في المنزل لتسخين كل المياه وتشغيل منطقة المعيشة بأكملهوأنواع تصميمات الغاز الحيوي عديدة للغاية.

في المقام الأول ، يتم التمييز بين النباتات الدفعية والنباتات المستمرة. ويتم تعبئة تصميمات الغاز الحيوي دفعة واحدة ثم يتم تفريغها بالكامل بعد وقت احتفاظ ثابت. فكل تصميم وكل مادة تخمير مناسبة لملء الدفعات يلزم وجود مواد أو عدد من أجهزة الهضم لتزويد الغاز المنتظم من هواضم الدُفعات.

تتم تعبئة وتصميمات الغاز الحيوي المتواصل وتفريغها بانتظام - عادة يوميًا. وكل تصميم مناسب للتشغيل المستمر ، ولكن يجب أن تكون مادة التغذية قابلة للانسياب وموحدة لهذه الأنواع من تصميمات الغاز الحيوي. وتفرغ النباتات المستمرة تلقائيًا من خلال الفائض. وتعتبر الأنواع المستمرة من تصميمات الغاز الحيوي أكثر ملاءمة للأسر الريفية حيث يتناسب العمل المستمر بشكل أفضل مع الجولة اليومية. وإنتاج الغاز ثابت ، وأعلى إلى حد ما من هواضم التي تغذى بالدفعات. إذا تم هضم القش والروث معًا ، يمكن تشغيل هذه الأنواع من تصميمات الغاز الحيوي على أساس نصف دائري. ويتم تغذية المواد من نوع القش المهضومة ببطء في حوالي مرتين في السنة كحمل دفعي. ويتم إضافة الروث وإزالته بانتظام.

يعتبر هاضم ARTI Biogas بسيطًا جدًا ويمكن استخدام مصنع الغاز الحيوي المفيد من البلاستيك وخزان الفولاذ ويتكون هاضم ARTI للغاز الحيوي يتكون من جزئين الأول هو خزان الهضم الثاني هو خزان الغاز الأقدم ، ويسمى خزان Digester أيضًا المخمر حيث يأخذ تخمير السماد مكان والغاز الحيوي ينتج. يتكون خزان Digester من خزان مياه بسعة 1000 لتر مثلا وحامل غاز مصنوع من خزان مياه بلاستيكي سعة 750 لترًا. ويستخدم أنبوب PVC أيضًا كمدخل ومخرج

ويمكنك من فكرة هاضم ARTI Biogas ان تبني هاضم بخزان واحد مياه بسعة 1000 لتر مع تنظيم مدخل التغذية للنفايات للهاضم وخرج للفائض الذي يكون على شكل سماد باستخدام انابيب من نوع PVC وتنظيم فتحة صنبور خروج الغاز وهذه من ابسط انواع الهواضم المنزلية وغير المكلفة

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

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

.

الفرن الشمسي The Solar Oven بقلم د عماد جلال

الفرن الشمسي The Solar Oven

https://salembenmoussa.blogspot.com/2020/06/solar-oven.html

يعتمد أكثر من نصف سكان العالم على الروث أو الخشب أو نفايات المحاصيل أو الفحم لتلبية أبسط احتياجاتهم من الطاقة . ومع ذلك ، وفقا للأمم المتحدة ، يعاني حوالي ثلث العالم - ملياري شخص - الآن من نقص في حطب الوقود ، مما يعني أنه من الصعب العثور عليه وأكثر تكلفة. ويجب على النساء ، وأحيانًا الأطفال، المشي لمسافات أبعد للعثورعلى الوقود للعائلة. وتنفق بعض العائلات الحضرية 30-50 ٪ من دخلها على وقود الطهي أو يجب عليها مقايضة الطعام بالوقود لطهي الباقي.

والطبخ هو المصدر الرئيسي للطلب على الوقود الخشبي ويمكن أن يكون سببا رئيسيا لإزالة الغابات. وتساهم إزالة الغابات في تغير المناخ والفيضانات وتلف التربة وزيادة التدهور البيئي وزيادة الفقر والجوع

وفي أجزاء من العالم ذات بنية تحتية جيدة للطاقة ، يعد الطهي بالطاقة الشمسية هواية أكثر مما هو ضروري. لكن هذا يمكن أن يتغير في أماكن كثيرة في العالم ، حيث يهدد انقطاع التيار الكهربائي او شحة مصادر الوقود التقليدية ، وإن القدرة على طهي الطعام وتسخين المياه ليست أمرًا ممكنا في العديد من المناطق الريفية في العالم ، ومع ذلك ، بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون هناك ، يمكن أن تكون الأفران الشمسية منقذة للحياة.

تقول شركة Solar Cookers International ، وهي مجموعة مناصرة دولية ، أن ثلاثة من كل سبعة أشخاص في العالم يفتقرون إلى وقود للطهي. من غير المرجح أن يكون لدى هؤلاء الأشخاص مصادر مياه صحية ، وغالبًا ما يفتقرون إلى طرق تعقيم موثوقة ، مما يزيد من خطر الإصابة بالأمراض والعدوى. وتوفر الأفران الشمسية ،بالنسبة لهم ولأشخاص في حالات الطوارئ في كل مكان ، أكثر من وظيفة أساسية يمكن توظيفها لها

وتستخدم المواقد الشمسية لطهي الطعام وبسترة الماء من أجل الشرب الآمن. يستخدمون مصدرًا مجانيًا ومتجددًا للطاقة ولا يلوثون البيئة. وهناك فوائد عديدة للطبخ الشمسي. وهي مفيدة بشكل خاص عندما تكون مصادر الوقود الأخرى غير متوفرة. هناك أنواع مختلفة ومتنوعة من المواقد الشمسية ولكن المبادئ الأساسية لجميع المواقد الشمسية هي:

1. تركيز أشعة الشمس: يتم استخدام مرآة أو معدن عاكس لعكس ضوء الشمس بحيث يتم تركيزه وتكون الطاقة أقوى.

2. تحويل الضوء إلى حرارة: أجزاء من الطباخ من الداخل مطلية باللون الأسود. تمتص الأسطح السوداء الحرارة وتحتفظ بها وهو أمر مهم للحفاظ على طباخ ساخن.

3. حبس الحرارة: عزل الهواء داخل الطباخ عن الهواء خارج الطباخ يحدث فرقا مهما. ويخلق الغطاء البلاستيكي أو الزجاجي تأثير دفيئة داخل الفرن للتأكد من أن الحرارة مسموح بها ولكن لا يمكن الهروب منها

والفرن الشمسي هو عبارة عن صندوق يحبس بعض طاقة الشمس لجعل الهواء داخل الصندوق أكثر سخونة من الهواء خارج الصندوق.

والفرن الشمسي أقرب ما يكون إلى تصميم طباخ الصندوق الساخن وهو في الأساس صندوق مربع معزول أو صندوق مستطيل مع غطاء زجاجي أو بلاستيكي. يحتوي على لوحة عاكسة أو أكثر قابلة للطي لتركيز ضوء الشمس في الداخل ، المطلي باللون الأسود المسطح لامتصاص الحرارة وإشعاعها بشكل أفضل

والفرن الشمسي القياسي ،والذي قد تفكر ان تصنعه على الأرجح إذا كنت مهتما في فكرة الطباخ الشمسي ، هو صندوق معزول بغطاء زجاجي ولوحة عاكسة تركز الضوء على منطقة الطهي. وتتمتع الموديلات المتطورة بعزل أكثر كفاءة والمزيد من الألواح. على العموم ، يكلف طباخ الصندوق الساخن أكثر قليلاً من جهاز طباخ طهي الألواح ، ولأنه معزول ،و يحتوي على مجموعة أوسع من الاستخدام ، وأنه أقل قابلية للحمل .

يمكن أن تصبح محتويات الطباخات والافران الشمسية ساخنة للغاية. فلا تضع الحاويات أو الزجاجات محكمة الغلق داخل الطباخ لأن الضغط يتراكم بداخله وتنفجر .

يمكن لكل موقد يعمل بالطاقة الشمسية في المناخات المشمسة والجافة أن يوفر طنًا واحدًا من الخشب سنويًا. وفي الوقت نفسه ، مع الطباخات الشمسية ، غالبًا ما تقلل العائلات من احتياجات حطب الوقود إلى النصف. حرق الوقود مثل الخشب والغاز يلوث الهواء ويساهم في تغير المناخ. بينما توفر المواقد الشمسية بديلاً خاليًا من التلوث.

ويؤدي الطهي والتدفئة على النار أو المواقد المفتوحة بدون مداخن إلى تلوث الهواء الداخلي. يتسبب تلوث الهواء الداخلي كل عام في وفاة 1.6 مليون شخص و لأن معظم الطبخ في البلدان النامية يتم من قبل النساء ، ويعتنين بالأطفال ، فأن 56 ٪ من جميع الوفيات الناجمة عن تلوث الهواء الداخلي تحدث للأطفال دون سن الخامسة

فهرس سلسلة مقالات الطاقة المتجددة للدكتور عماد جلال 

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

.

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

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