اللوحات: فهم كيف يعمل قلب النظام الشمسي الكهروضوئي

هل ترغب في معرفة كيفية عمل الألواح الشمسية؟ تعرف على التفاصيل الخاصة بك وتعلم كيفية الاختيار

هل فكرت يومًا في طريقة أكثر استدامة للحصول على الطاقة؟ مصدر الطاقة المتجددة الذي ينمو ويكتسب المزيد والمزيد من المساحة بين البرازيليين هو الطاقة الشمسية. تعد البرازيل سوقًا ممتازًا لقطاع الطاقة هذا ، حيث يصل متوسط ​​الإشعاع الشمسي الذي يسقط على سطح البلاد إلى 2300 كيلو واط / ساعة لكل متر مربع (كيلو واط ساعة / متر مربع) ، وفقًا لأطلس سيبل الشمسي.

على الرغم من الحوافز لاستخدام طاقة شمسية (مهم لأنه يسمح بتقليل المخاوف بشأن خزانات محطات الطاقة الكهرومائية ، والتي عانت في السنوات الأخيرة من قلة الأمطار وأشعة الشمس المفرطة) ، لا يزال من الممكن ملاحظة بعض الشكوك بين المستهلكين والمهتمين بتطبيق هذا النوع من الحصول الطاقة في منازلهم. كيف يعمل النظام؟ كم يكلف تثبيته؟ هل العائد المالي مفيد؟ الأسئلة كثيرة. حسنًا ، دعنا نصل إلى الإجابات!

نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية (أو "نظام الطاقة الشمسية" أو حتى "النظام الكهروضوئي") هو نظام قادر على توليد الطاقة الكهربائية من خلال الإشعاع الشمسي. يمكن بعد ذلك استخدام الطاقة المنتجة لتزويد شبكة الكهرباء على نطاق واسع ، كما هو الحال في محطات الطاقة الشمسية ، ولكن يمكن أيضًا توليدها على نطاقات سكنية أصغر (الطاقة الشمسية السكنية) ، والتي تعمل على إمداد المسكن حيث تم تركيب النظام.

تحتوي هذه الأنظمة على بعض المكونات الأساسية ، مجمعة في ثلاث كتل مختلفة: كتلة المولد ، كتلة تكييف الطاقة وكتلة التخزين. تتكون كل مجموعة من مكونات لها وظائف محددة.

  • كتلة المولد: الألواح الشمسية. الكابلات. هيكل الدعم.
  • كتلة تكييف الطاقة: محولات. أجهزة التحكم بالشحن.
  • كتلة التخزين: البطاريات.

تعتبر الألواح الشمسية قلب الأنظمة الكهروضوئية وهي جزء من الكتلة الأولى ، كتلة توليد الطاقة. وتتمثل وظيفتها المحددة في تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. يعتمد عدد الألواح المطلوبة على الطلب على الطاقة في المنزل.

كيف يعملون؟

تولد الألواح الشمسية الكهرباء من الشمس بطريقة بسيطة للغاية. بالإضافة إلى كونها صديقة للبيئة لأنها لا تولد نفايات ، فهي أيضًا لا تحتاج إلى صيانة. واحد لوحة شمسية يتكون من مجموعة من الخلايا الكهروضوئية التي تحتوي على إلكترونات (جسيمات سالبة الشحنة تدور حول نوى الذرات) وهذه بدورها ، عندما تصطدم بالإشعاع الشمسي ، تتحرك لتوليد تيار كهربائي.

الحجم والعمر

أحجام وأوزان الألواح الشمسية متغيرة تمامًا. هناك العديد من الأنواع والاختلافات ، لكن اللوحة ، في المتوسط ​​، حوالي متر مربع واحد ، ويزن ما يزيد قليلاً عن 10 كيلوغرامات. تحتوي لوحة بهذه النسب على حوالي 36 خلية كهروضوئية ، قادرة على إنتاج حوالي 17 فولت ، وقوة تصل إلى 140 واط.

تتراوح النماذج الحالية عمومًا من 5 إلى 300 واط من الطاقة القصوى ، اعتمادًا على الغرض من استخدامها والتكنولوجيا المعتمدة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تركيب العديد من الألواح الكهروضوئية ، والتي يمكن ترتيبها بطرق مختلفة ، مما يتيح لك العمل مع العديد من أنظمة الطاقة الشمسية. يبلغ عمر استخدام الألواح الشمسية حوالي 25 عامًا ، وهي عملية للغاية لأنها لا تحتاج إلى صيانة (تذكر أن المكونات الأخرى للنظام يمكن أن يكون لها عمر أطول أو أقصر). يمكن أن يختلف وقت استرداد الاستثمار ، في النظام الكهروضوئي ، من ثماني إلى عشر سنوات ، عندما لم تعد هناك حاجة إلى دفع فاتورة الطاقة.

هناك ثلاثة أنواع أساسية من الألواح الشمسية الكهروضوئية:

  • الألواح الشمسية أحادية البلورية

    إنها أكثر كفاءة ومصنوعة من خلايا أحادية البلورية من السيليكون ، أي أن كل خلية تتكون من بلورة واحدة من هذا العنصر. تعتبر عملية تصنيع هذه الألواح معقدة ، حيث تتطلب إنتاج بلورات مفردة من السيليكون عالي النقاء لكل خلية كهروضوئية.

  • الألواح الشمسية الكريستالات

    مع كفاءة أقل من اللوحة السابقة ، في الخلايا متعددة البلورات ، تتكون الخلايا من عدة بلورات ، وليس بلورات واحدة فقط. والنتيجة النهائية هي خلية ضوئية تشبه الزجاج المكسور.

  • ألواح الأغشية الرقيقة

    يتم ترسيب المادة الكهروضوئية مباشرة على سطح (يمكن أن يكون معدنًا أو زجاجيًا) لتشكيل اللوحة. على الرغم من كونها أرخص ، إلا أنها تتمتع بكفاءة أقل بكثير ، مما يجعل من الضروري توفير مساحة أكبر بكثير للتعويض.

كيفة تختار؟

يعتمد اختيار نوع وعدد الألواح المراد تركيبها على عدة جوانب ، مثل:

  • الطلب على الطاقة
  • الغرض من استخدام الطاقة ؛
  • موقع تثبيت النظام ؛
  • مساحة متاحة.

أين التثبيت؟

عادةً ما يتم تثبيت الألواح الشمسية السكنية على الأسطح (على السطح) ، ومع ذلك ، يجب أن تكون على دراية ببعض التوصيات:

  • يمكن أن يتضرر توليد الكهرباء بواسطة الألواح الشمسية بسبب الرياح والظلال والأسطح العاكسة التي تتداخل ، مما يقلل من كفاءة العملية.
  • من المهم أن يكون هناك دوران جيد للهواء في المكان حتى لا ترتفع درجة حرارة الخلايا.
  • يجب أن يكون السقف مقاومًا لوزن الألواح.
  • يمكن أن يتداخل إمالة الألواح واتجاهها أيضًا مع كفاءتها. في حالة البرازيل ، الواقعة في نصف الكرة الجنوبي للأرض ، فإن لوحة شمسية المثبتة في منزلك يجب أن يكون الوجه موجهًا نحو الشمال الحقيقي (وهو ليس نفس الشمال كما هو موضح بالبوصلة). بالنسبة لبلدان نصف الكرة الشمالي ، يجب أن تواجه الألواح الشمسية الجنوب الحقيقي. يتم محاذاة الشمال المغناطيسي ، حيث تشير البوصلة القياسية ، مع قطبي الأرض ويتحرك باستمرار ، وإن كان خفيفًا. الشمال الحقيقي هو ما تراه على خريطة ورقية: إنه ثابت.

اطلع على المزيد حول التثبيت طاقة شمسية في منزلك بالضغط هنا.

لسوء الحظ ، لا يزال هناك القليل من الحوافز وخطوط التمويل لهذا النوع من الطاقة في البرازيل ، والتي لا يزال من الصعب الوصول إليها وقابلة للتطبيق قليلة. من المتوقع ، مع زيادة طلب المستهلكين على أنظمة الطاقة الكهروضوئية ، ظهور حوافز جديدة أكثر قابلية للتطبيق ويمكن الوصول إليها.