تطبيقات الطاقة الشمسية المرنة

مساوئ الجامعين

على الرغم من أن عدد المزايا هو السائد ، يجب أيضًا ذكر عيوب الألواح الشمسية. لسوء الحظ ، فهي باهظة الثمن نسبيًا ، وسيكون تركيبها حوالي عدة آلاف من الدولارات. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن هذه تكلفة مؤقتة فقط ، لأن التكاليف المتكبدة ستؤتي ثمارها في المستقبل في شكل توفير في الطاقة.أما العيب الأقل فهو حقيقة أنه ، لسوء الحظ ، فإن تسخين المياه أو إنتاج الكهرباء أثناء الغطاء السحابي الثقيل ينخفض ​​بشكل كبير.

بشكل عام ، إذا قمنا بإدراج مزايا وعيوب التسخين الشمسي أعلاه ، فإن صفاته الإيجابية هي السائدة ، لكن التكلفة العالية للتركيب والتركيب نفسه تمنعنا من استثمار رأس المال. ومع ذلك ، فإن هذا لا يغير حقيقة أن عملية الشراء هذه تؤتي ثمارها بسرعة كبيرة ، مما يجعل الألواح الشمسية حلاً جيدًا ليس فقط للمنازل الخاصة ، ولكن أيضًا للمباني السكنية.

أنواع الألواح الشمسية

أولئك الذين اضطروا بالفعل للتعامل مع الألواح الشمسية ربما يدركون أنها من السيليكون والأفلام. تنقسم وحدات السيليكون عادةً إلى الفئات التالية:

• أحادي البلورية.
• متعدد البلورات.
• عديم الشكل.

وحدات الكريستالات مصنوعة من بلورات متوسطة النقاء. يتم صهر السيليكون أولاً ثم تبريده في ظروف خاصة. وهي مناسبة للاستخدام في المناطق ذات النشاط الشمسي المنخفض. يتميز مظهر العنصر بلون غير متجانس - من الأزرق الداكن إلى المزرق. كفاءة العناصر الكريستالات 12-15٪.

إذا كنت بحاجة إلى اختيار نظام لمنزل خاص يقع في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، فيمكنك التوقف عند البلورات المتعددة. هذا الخيار سيكون جيدًا للعطاء. من حيث التكلفة ، تعد البلورات المتعددة أرخص من الألواح أحادية البلورية ، ولكن مع التثبيت الصحيح ، ستكون كمية الطاقة المستلمة منها كافية تمامًا.

الوحدات المصنوعة من بلورات مفردة لها لون أزرق غامق أو أسود. هم أكثر في الطلب بين المشترين.في إنتاج السيليكون ، يتم تشكيله أولاً في أسطوانة ، ثم يتم تقطيعه إلى شرائح رفيعة. تستغرق هذه العملية وقتًا طويلاً وتعتبر باهظة الثمن - ومن هنا يأتي ارتفاع سعر البلورات المفردة.

ستكون كفاءة هذه العناصر أعلى من كفاءة البلورات حتى 20٪. من الأفضل استخدامها في المناطق المناخية ذات النشاط الشمسي العالي. لنكون صادقين ، ما هي الوحدات التي من الأفضل اختيارها - بالطبع ، بلورة واحدة. ومع ذلك ، فإن تكلفتها المرتفعة غالبًا ما تكون عائقًا أمام الشراء.

بالإضافة إلى الخلايا أحادية ومتعددة الكريستالات ، توجد بطاريات تعتمد على السيليكون غير المتبلور. وهي رائعة من حيث قدرتها على العمل بفعالية حتى في ظروف الطقس الغائم والمطر المستمر. يتم تحويل السيليكون بالكهرباء إلى هيدروجين السيليكون ، بسبب ترسبه على الركيزة. اتضح طبقة رقيقة من مادة بدرجة عالية من النفاذية.

ربما سمع الكثير عن الدراية الفنية مثل وحدات الأفلام. يتم إنتاجها على شكل لفات ، يمكن طيها أو نشرها في أي مكان وفي أي وقت. عناصر الفيلم مناسبة للتركيب على مساحة كبيرة ، وهي تعتمد على فيلم متين مصنوع من مواد بوليمرية. بينما يصعب العثور عليها في البيع العام ، إلا أنه لا شك في أنها ستظهر قريبًا في كل مكان.

تكلفة العدة والخصائص التقنية الرئيسية ، فترة الاسترداد

تتراوح أسعار المجموعات الجاهزة بشكل أساسي من 30.000 إلى 2.000.000 روبل. إنها تعتمد على الأجهزة التي تتكون منها (على نوع البطاريات وعدد الأجهزة والشركة المصنعة والخصائص). يمكنك العثور على خيارات الميزانية بتكلفة 10500 روبل. تشتمل مجموعة الاقتصاد على لوحة ووحدة تحكم في الشحن وموصل.

تشمل المجموعات القياسية:

• وحدة الطاقة
• متحكم الملئ؛
• البطارية؛
• العاكس.
• رفوف * ؛
• كابل * ؛
• محطات*.

* متوفر في التكوين الموسع.

المعدات القياسية

المواصفات موضحة في تعليمات الاستخدام:

• قوة وأبعاد الألواح. كلما احتجت إلى المزيد من الطاقة ، زادت أرباحك من شراء بطاريات أكبر.
• كفاءة طاقة النظام.
• يوضح معامل درجة الحرارة مدى تأثير درجة الحرارة على الطاقة والجهد والتيار.

لذلك ، على سبيل المثال ، مجموعة بسعة 5 كيلو واط C3 لمحطة طاقة شمسية شبكية من شركة Hevel - استنادًا إلى وحدات الطاقة الشمسية غير المتجانسة - مناسبة لتغطية احتياجات إمدادات الطاقة لمنزل خاص أو مرافق الأعمال التجارية الصغيرة: الأجنحة والمقاهي والمحلات التجارية ودور الضيافة وغيرها د.

تتيح لك محطة الطاقة الشمسية لشبكة Hevel توفير فواتير الكهرباء ، مع زيادة الطاقة المقدمة للمنشأة. تم تجهيز محطات الطاقة الشمسية المستقلة والهجينة Hevel ببطاريات قابلة لإعادة الشحن ، لذلك فهي تقضي على انقطاع التيار الكهربائي ، وتساعد أيضًا في حالة عدم وجود اتصال بالشبكة الرئيسية في المنشأة.

سيساعدك مديرو Hevel المؤهلون في حساب استهلاك الطاقة واختيار المجموعة الأكثر ملاءمة لمنزلك ، بالإضافة إلى إجراء التثبيت والتشغيل لمحطات الطاقة الشمسية.

ضمان رسمي طويل الأجل للوحدات ، وضمان رسمي لجميع المكونات ، وشهادات مطابقة الجودة - وهذا ما يميز موردًا موثوقًا به.

تخضع جميع التطورات والوحدات والخلايا الشمسية للتحكم في الجودة متعدد المراحل ، فضلاً عن اختبارات القوة ومقاومة التآكل ، مما يسمح لنا بالتحدث بثقة عن موثوقية ومتانة الوحدات والهياكل ، فضلاً عن توفير ضمان لمنتجات Hevel - تصل إلى 25 سنة.

محطة توليد الكهرباء بالشبكة الشمسية "هيفيل" C3

منطقة التطبيق

من المنطقي استخدامها فقط في الظروف الميدانية ، لأن الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة يسهل نشرها وتثبيتها على سطح الخيمة أو المقطورة وما إلى ذلك. في مثل هذه الحالة ، ليس من المناسب دائمًا حمل الهياكل الثقيلة. لذلك ، يمكن أن تصبح هذه البطاريات خلاصًا حقيقيًا لجميع الأشخاص أثناء السفر. بمساعدتهم سيكون من الممكن شحن الهاتف ، مصباح يدوي.

ليس من المنطقي والمريح دائمًا استخدامها كمحطات طاقة كبيرة. لكي تظهر نتيجة جيدة ، تحتاج إلى تثبيت الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة على محيط كبير. ذلك في النهاية سيكلف أموالاً جادة. اكتشف ما إذا كان الأمر يستحق تركيب مزرعة رياح في المنزل.

فيديو عن بطاريات الأفلام الحديثة

أنواع الاتصال

لقد اشتريت بالفعل الخلايا الكهروضوئية للألواح الشمسية والبطاريات وجميع المكونات الأخرى. يبقى تحديد نوع مصدر الطاقة لمنزلك. هم انهم:

1. واثق من نفسه. في هذه الحالة ، يتم تشغيل منزلك بواسطة الألواح الشمسية فقط وليس له علاقة بالكهرباء العامة.
2. متعلق ب. اللوحات متصلة بشبكة مشتركة. إذا كانت الأجهزة المنزلية تستهلك كمية صغيرة من الطاقة ، فلن يتم استخدام الشبكة الثابتة ، يتم أخذ التيار من البطارية. في حالة زيادة الطلب ، يتم استهلاك الكهرباء أيضًا من الشبكة العامة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه بدون شبكة ، لن تعمل البطاريات نفسها.
3. مجتمعة تشبه تلك المجاورة. لكن في هذه الحالة ، فإن الكهرباء الزائدة التي تستقبلها اللوحات لا تذهب إلى البطارية ، بل إلى الشبكة العامة.

اختيار النظام واللوحات متروك لك. قبل الشراء ، استشر العديد من الخبراء ، لأن هذه الأنظمة يتم شراؤها لأكثر من عام. مع الاتصال الصحيح ، سوف يسعدونك لفترة طويلة.

تطبيق الألواح الشمسية

يعتمد تشغيل أنظمة الطاقة الشمسية على مبدأ التأثير الكهروضوئي وهو أحد قوانين الفيزياء. إذا وصفنا عملها بإيجاز ، فسيتم تحويل كل الطاقة المستلمة من الألواح الشمسية إلى تصريفات مجهرية للتيار الكهربائي.

تعد الشمس مصدرًا غير محدود تقريبًا ولا ينضب للطاقة. حتى ذلك الجزء الصغير الذي يصل إلى سطح الأرض يكفي لاستقبال تيار كهربائي بكفاءة كافية. أصبحت التركيبات الحديثة التي تعمل بالطاقة الشمسية أكثر إنتاجية ، فهي تستخدم بنشاط في الصناعة وفي الحياة اليومية.
في منزل خاص وفي البلاد ، فهي بمثابة المصدر الرئيسي أو الإضافي للكهرباء. هناك المزيد من الخيارات والخيارات لتثبيتها. تُلاحظ فوائد هذه الأجهزة بشكل خاص في حالة عدم وجود مصدر طاقة مركزي. متي تعمل الألواح الشمسية، يتم سداد جميع التكاليف المرتبطة بشراء وتركيب المعدات في غضون 5-10 سنوات ، اعتمادًا على تكلفة المكونات المستخدمة.

هناك وضع مختلف تمامًا عندما يتم التخطيط لاستخدام الألواح الشمسية في شقق المباني السكنية متعددة الطوابق.هناك العديد من الصعوبات هنا ، خاصة ذات طبيعة فنية ، لذا فإن تركيبها في الشقق غير عملي. هذا صحيح بشكل خاص في المناطق التي لا يوجد فيها انقطاع للتيار الكهربائي.

بادئ ذي بدء ، سيتطلب الكثير من التنسيق مع السلطات المختلفة ، وهو في حد ذاته صعب للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن تثبيت اللوحة باهظة الثمن بشكل صحيح مع دوائر تحكم معقدة. لن تتحقق قوتها المفيدة بالكامل ، لأن ضوء الشمس يضرب سطح الخلايا الكهروضوئية بكمية محدودة. أعمال التثبيت غير مريحة للغاية ، وعدد الأماكن المناسبة للتثبيت محدود بمساحة الشرفة.

بشكل عام ، هذه المهمة قابلة للحل بالطبع ، لكن تنفيذها العملي سيكلف أكثر بكثير مما هو عليه في منزل خاص.

يجب عليك أيضًا التفكير في المعدات التي تحتاج إلى وضعها بشكل صحيح. لا تتضمن المجموعة الألواح الشمسية للمنزل فحسب ، بل تشتمل أيضًا على بطارية وجهاز تحكم في الشحن وعاكس. تتطلب جميع المكونات مساحة معينة ، كما تحتاج البطارية إلى غرفة منفصلة.

الجهاز ومبدأ العملية

تعمل الألواح الشمسية المرنة بفضل ظاهرة مثل الخلايا الكهروضوئية. هنا عليك أن تفهم أن الضوء لا يعمل كموجة فحسب ، بل هو أيضًا تيار من الجسيمات يسمى الفوتونات. مباشرة عملية الحصول على الكهرباء نتيجة لتحول طاقة الفوتون تسمى الخلايا الكهروضوئية.

تم تطوير النماذج الأولية للوحدات الشمسية بالمعنى الحديث في منتصف القرن الماضي ، ومنذ ذلك الحين خضعت لتغييرات خارجية ووظيفية كبيرة.لكن على أي حال ، فإن التأثير الكهروضوئي هو ميزة أشباه الموصلات. يسمون قطعة خاصة من المواد تختلف في بنية الذرة. تحتوي المتغيرات من النوع n على إلكترونات إضافية ، بينما تتميز أشباه الموصلات من النوع p بنقص الإلكترونات في الذرات. تتكون الخلية الكهروضوئية نتيجة الجمع بين نوعين من مواد البدء ، وتصبح هذه المواد معًا أساس منتج من طبقتين.

تتكون الوحدات الشمسية من خلايا شمسية فردية ، في البداية كانت الهياكل ذات شكل صلب مع إطار معدني مقوى. بمرور الوقت ، بدأت المنتجات في التفتيح ، مما أدى إلى تطوير الألواح الشمسية المرنة - فهي أكثر نعومة وموثوقية من النماذج الأولية.

تعمل الألواح وفقًا للمبدأ التالي:

1. تستقبل الطبقة N أشعة الشمس عند ملامستها لسطح الخلية الكهروضوئية.
2. نتيجة لتفاعل الفوتونات مع ذرات أشباه الموصلات ، يتم "التخلص" من الإلكترونات الزائدة من الأخيرة.
3. تنتقل الجسيمات التي حصلت على الحرية إلى الطبقة p ، وتنضم إلى الذرات بنقص الإلكترونات.
4. نتيجة للتفاعل ، تصبح الطبقة السفلية هي الأنود ، وتصبح الطبقة العليا هي الكاثود.
5. يتم إنتاج تيار مباشر ، يتم تكييفه لشحن البطارية.

كيف تبدو الألواح الشمسية المرنة

أشباه الموصلات هي مواد باهظة الثمن ، وغالبًا ما يتم استخدام السيلينيوم والسيليكون للوحدات الشمسية المرنة. يتم تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد ، والذي يمكن أن تستهلكه الأجهزة الكهربائية المألوفة. لجعل المنتجات خفيفة ورقيقة ، تم تجهيز الأشكال المختلفة للأغشية برذاذ البوليمر جنبًا إلى جنب مع موصلات الألمنيوم.

معلمات البطارية ووحدة التحكم والعاكس

يتم حساب الحد الأدنى لسعة البطارية بطريقة توفر الطاقة العادية للمستهلكين في الظلام. إذا تم استهلاك الكهرباء خلال هذه الفترة بمقدار 2-3 كيلو وات في الساعة ، فيجب أن تحتوي البطارية على مصدر مماثل للطاقة.

على سبيل المثال ، ما هي البطاريات التي تختارها ، يمكنك أن تأخذ بطارية 12 فولت بسعة 200 أمبير / ساعة. من الناحية النظرية ، يمكن أن تعطي: 12 × 200 \ u003d 2400 واط أو 2.4 كيلو واط. ومع ذلك ، لا يمكن تفريغ البطاريات بالكامل ، وإلا فإنها ستفقد صفاتها بسرعة وتفشل. الحد الأقصى لتفريغ البطاريات المتخصصة مسموح به بنسبة 70 ٪ فقط ، والسيارات - بنسبة 50 ٪. لذلك ، في الواقع ، سوف يحتاجون إلى ضعف هذا العدد ، وإلا فستكون هناك حاجة لاستبدال سنوي إلزامي. يتم حساب سعة التشغيل الإجمالية للبطاريات بناءً على بيانات الاستهلاك اليومي.

يجب أيضًا مراعاة كفاءة البطارية. على سبيل المثال ، في الأجهزة التقليدية يبلغ حوالي 80٪. أي ، مع شحن كامل بنسبة 100 بالمائة ، يتم إعطاء 80 بالمائة فقط. يعتمد هذا المؤشر على حجم تيار الشحن والتفريغ. كلما زاد حجمها ، انخفضت الكفاءة.

تعتمد كفاءة نظام التشغيل إلى حد كبير على معلمات العاكس ، والتي تتراوح كفاءتها بين 70-80٪. هنا أيضًا ، تُفقد الكهرباء بنسبة 20٪ عند تحويل جهد التيار المستمر إلى تيار متردد. نتيجة لذلك ، يمكن أن يصل إجمالي فقد البطارية والعاكس إلى 40٪. يتم حل هذه المشكلة عن طريق زيادة سعة البطارية وعدد الألواح الشمسية المستخدمة. وتجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام وحدة تحكم PWM ، تزداد الخسائر بنسبة 20٪ أخرى. يمكن تجنب ذلك باستخدام وحدة تحكم MPPT.

عيوب أجهزة السيليكون

بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم تحويل كل الطاقة إلى طاقة كهربائية تحت تأثير الضوء: فهي تنعكس جزئيًا مرة أخرى من السطح ، ويمر الجزء الآخر منها ، دون امتصاصه أو تحويله ، "إلى الخارج".

مُستَحسَن:

• تعمل الألواح الشمسية في الليل وفي الطقس الغائم
• الألواح الشمسية أحادية البلورية: مقارنة مع نظائرها ، المزايا ، السعر - TOP-6
• الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة: مزايا وعيوب ، سعر ، خصائص

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي إلى اهتزازات حرارية في الشبكة البلورية ويتم إنفاقها على عملية إعادة التركيب ، أي تدمير الإلكترونات بـ "الثقوب" ، والتي يصاحبها إطلاق حرارة.

الألواح الشمسية - ما هي آفاق الطاقة "الخضراء"؟

في عصرنا ، عندما تمر البيئة بعيدًا عن أفضل الأوقات ، تنشغل البشرية بجدية بالبحث عن مصادر الطاقة التي لن تدمر النظام البيئي تمامًا ولن تنتهي بمفردها في غضون بضعة عقود. لقد حول الناس أعينهم بحدة من النفط والفحم إلى الشمس والرياح والأمواج. يتم بناء محطات توليد الطاقة في جميع أنحاء العالم باستخدام هذه الموارد "النظيفة" ، لكنها لا تزال قليلة ولا يمكنها تزويد السكان والصناعة بالطاقة بشكل كامل.

مستقبل الكهرباء في الشمس

مستقبل الطاقة الخضراء

تعد الطاقة الشمسية من أكثر الخيارات الواعدة لتطوير طاقة صديقة للبيئة. جوهرها هو تلقي الطاقة مباشرة من الشمس ، والتي يدخل ضوءها بكميات كافية إلى الأرض. في البداية ، جاءت الطاقة من نجمنا إلى سطح الكوكب ، حيث تم تحويلها إلى حرارة أو إلى مادة عضوية بمساعدة النباتات. كانت بقايا النباتات ، مثل النفط أو الغاز أو الفحم أو الخث ، التي استخدمها البشر في أغراضها.

سيسمح التحويل المباشر لأشعة الشمس بإجراء العملية في دورة مختلفة أقصر. هذا سوف يقلل من فقدان الطاقة ومدتها. بالإضافة إلى ذلك ، في الخمسة مليارات سنة القادمة ، لن يختفي تدفق الضوء ، وبالتالي ، يمكن اعتبار مصدر الطاقة هذا أبديًا عمليًا. ميزة أخرى لاستخدام الشمس هي أنه لا يوجد هدر من ذلك. لا يلزم دفن أي مواد مشعة شبه متحللة تحت الأرض أو في القاع أو في الفضاء.

إيجابيات وسلبيات الكهرباء الشمسية

- انخفاض درجة التلوث البيئي ؛

- وقت قصير لتراكم الطاقة (في أحسن الأحوال ، لا يوجد ضوء نصف الوقت) ؛

- ارتفاع تكلفة المعدات.

- تعقيد الإنشاء والاستخدام ؛

- الاعتماد على الظروف الجوية.

وفقًا للعلماء ، في غضون عشرين إلى ثلاثين عامًا ، سيتم استخراج معظم الطاقة الموجودة على الأرض من الضوء.

مبدأ تطبيق الطاقة الشمسية

هناك طريقتان للحصول على الطاقة من ضوء الشمس - من خلال الحرارة أو مباشرة.

الطريقة الأولى أسهل بكثير. للقيام بذلك ، من الضروري توجيه الأشعة إلى بعض الأشياء التي ستسخن وتجمع الحرارة وتوصيلها أكثر خلال الدورة. على سبيل المثال ، يمكننا أن نأخذ نظام الطهي بمساعدة الشمس.

تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة

للقيام بذلك ، يتم تثبيت نظام خاص من المرايا يجمع الضوء ويوجهه إلى الأطباق وتسخينه. بالطبع ، لا يمكن الوصول إلى درجات حرارة عالية بهذه الطريقة ، لكن مثل هذا النظام مناسب تمامًا لتسخين شيء ما.

تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء

الطريقة الثانية تعني وجود عنصر خاص يحول طاقة كمات الضوء مباشرة إلى كهرباء. إنه أغلى ثمناً ، لكن كفاءة هذه الأجهزة أعلى من ذلك بكثير. حاليًا ، تُستخدم هذه الأنظمة لإنشاء الألواح الشمسية - الألواح المسطحة التي تحول الضوء. يتم استخدامها في كثير من الأحيان ، بشكل أساسي كمصدر إضافي للطاقة. في البلدان الأوروبية ، يتم إنشاء "مزارع" كاملة ، تتكون من مثل هذه الألواح ذات المساحة الكبيرة ، لتحل محل محطات الطاقة الأخرى.

تخزين الطاقة الخضراء

تتمثل ميزة هذه الألواح في إمكانية وضعها على أي سطح أفقي - الأسطح أو المروج أو ، على سبيل المثال ، القبعات.

يجب إيلاء اهتمام خاص لاستخدام مثل هذه الأنظمة في الملاحة الفضائية ، حيث تحتل البطاريات الشمسية المكانة الرئيسية في توليد الطاقة بسبب عدم القدرة على تزويد المركبات بالوقود.

الشمس مصدر قوي لا ينضب للطاقة ، وتتميز بتوافرها ونقاوتها. هذا هو السبب في أن التطورات المتقدمة في مجال الطاقة النظيفة تتم على وجه التحديد في مجال معالجة الضوء.

تطبيقات لا حدود لها للألواح الشمسية

استخدامات الطاقة الشمسية

بالإضافة إلى تلبية الاحتياجات الفردية لمستهلكي الكهرباء ، يتم استخدام الطاقة الشمسية في مجالات الحياة المختلفة:

1. طيران. بفضل الطاقة الشمسية ، يمكن للطائرات أن تعمل بدون وقود لبعض الوقت.
2. السيارات. يمكن استخدام الألواح لشحن السيارات الكهربائية.
3. الدواء.بفضل تطورات العلماء الكوريين الجنوبيين ، شهد العالم بطارية شمسية ، تُستخدم للأجهزة التي تدعم وظائف جسم الإنسان عن طريق زرعها تحت الجلد.
4. رواد الفضاء. يتم تثبيت الألواح الشمسية ، على سبيل المثال ، على الأقمار الصناعية والتلسكوبات الفضائية.

هذه فقط أمثلة قليلة. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم الألواح الشمسية على نطاق واسع لتوفير الكهرباء للمباني ، فضلاً عن المستوطنات بأكملها.

نأمل أن تساعدك مزايا وعيوب استخدام الألواح الشمسية المذكورة أعلاه في تحديد ما إذا كان يجب عليك اللجوء إلى مصادر الطاقة البديلة.

مبدأ تشغيل محطة الطاقة الشمسية في المنزل

محطة الطاقة الشمسية عبارة عن نظام يتكون من ألواح وعاكس وبطارية وجهاز تحكم. تقوم الألواح الشمسية بتحويل الطاقة المشعة إلى كهرباء (كما هو مذكور أعلاه). يدخل التيار المباشر إلى جهاز التحكم ، والذي يوزع التيار على المستهلكين (على سبيل المثال ، جهاز كمبيوتر أو إضاءة). يقوم العاكس بتحويل التيار المباشر إلى تيار متردد ويزود معظم الأجهزة الكهربائية المنزلية بالطاقة. تخزن البطارية الطاقة التي يمكن استخدامها في الليل.

وصف الفيديو

مثال جيد على العمليات الحسابية التي توضح عدد اللوحات المطلوبة لتوفير مصدر طاقة مستقل ، شاهد هذا الفيديو:

كيف تستخدم الطاقة الشمسية لتوليد الحرارة

تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية لتسخين المياه وتدفئة المنزل. يمكنهم توفير التدفئة (بناءً على طلب المالك) حتى بعد انتهاء موسم التدفئة ، وتزويد المنزل بالماء الساخن مجانًا.أبسط جهاز هو الألواح المعدنية المثبتة على سطح المنزل. تتراكم الطاقة والمياه الدافئة ، والتي تدور عبر الأنابيب المخبأة تحتها. يعتمد عمل جميع الأنظمة الشمسية على هذا المبدأ ، على الرغم من حقيقة أنها قد تكون مختلفة هيكليًا عن بعضها البعض.

تتكون مجمعات الطاقة الشمسية من:

• خزان؛
• محطة ضخ
• مراقب
• خطوط الأنابيب.
• توصيلات.

وفقًا لنوع البناء ، يتم تمييز المجمعات المسطحة والفراغية. في السابق ، الجزء السفلي مغطى بمادة عازلة للحرارة ، والسائل يدور عبر أنابيب زجاجية. تعتبر المجمعات الفراغية عالية الكفاءة لأن فقد الحرارة يتم تقليله إلى الحد الأدنى. لا يوفر هذا النوع من المجمعات التدفئة الشمسية لمنزل خاص فحسب - بل إنه مناسب لاستخدامه في أنظمة الماء الساخن وأحواض التدفئة.

مبدأ تشغيل المجمع الشمسي

أشهر الشركات المصنعة للألواح الشمسية

في أغلب الأحيان ، توجد منتجات Yingli Green Energy و Suntech Power Co. على الرفوف. ألواح هيمنسولار (الصين) شائعة أيضًا. تنتج الألواح الشمسية الكهرباء حتى في الطقس الممطر.

تم إنشاء إنتاج البطاريات الشمسية أيضًا من قبل مصنع محلي. تقوم الشركات التالية بهذا:

• Hevel LLC في نوفوتشيبوكسارسك ؛
• "Telecom-STV" في Zelenograd ؛
• Sun Shines (أنظمة الإضاءة المستقلة LLC) في موسكو ؛
• JSC "مصنع ريازان للأجهزة المعدنية والسيراميك" ؛
• CJSC "Termotron-zavod" وغيرها.

يمكنك دائمًا العثور على خيار مناسب للسعر. على سبيل المثال ، في موسكو للألواح الشمسية للمنزل ، ستتراوح التكلفة من 21000 إلى 2000000 روبل.تعتمد التكلفة على تكوين الأجهزة وقوتها.

لا تكون الألواح الشمسية مسطحة دائمًا - هناك عدد من النماذج التي تركز الضوء في نقطة واحدة

خطوات تركيب البطارية

1. لتثبيت الألواح ، يتم اختيار المكان الأكثر إضاءة - غالبًا ما تكون هذه الأسطح وجدران المباني. لكي يعمل الجهاز بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ، يتم تثبيت الألواح بزاوية معينة في الأفق. يؤخذ أيضًا مستوى الظلام في المنطقة في الاعتبار: الكائنات المحيطة التي يمكن أن تخلق ظلًا (المباني والأشجار وما إلى ذلك)
2. يتم تثبيت الألواح باستخدام أنظمة تثبيت خاصة.
3. ثم يتم توصيل الوحدات بالبطارية ووحدة التحكم والعاكس ، ويتم ضبط النظام بأكمله.

لتثبيت النظام ، يتم دائمًا تطوير مشروع شخصي يأخذ في الاعتبار جميع ميزات الموقف: كيف سيتم تثبيت الألواح الشمسية على سطح المنزل والسعر والشروط. اعتمادًا على نوع ونطاق العمل ، يتم حساب جميع المشاريع بشكل فردي. يقبل العميل العمل ويحصل على ضمان له.

يجب أن يتم تركيب الألواح الشمسية بواسطة متخصصين وبما يتوافق مع إجراءات السلامة.

نتيجة لذلك - آفاق تطوير تقنيات الطاقة الشمسية

إذا كان الهواء يعيق التشغيل الأكثر كفاءة للألواح الشمسية على الأرض ، مما يؤدي إلى حد ما إلى تشتيت إشعاع الشمس ، فلا توجد مثل هذه المشكلة في الفضاء. يعمل العلماء على تطوير مشاريع للأقمار الصناعية العملاقة التي تدور في مدارات بألواح شمسية تعمل على مدار 24 ساعة في اليوم. من بينها ، سيتم نقل الطاقة إلى أجهزة الاستقبال الأرضية. لكن هذه مسألة مستقبلية ، وبالنسبة للبطاريات الحالية ، تهدف الجهود إلى تحسين كفاءة الطاقة وتقليل حجم الأجهزة.

الألواح الشمسية: المصطلحات

هناك الكثير من الفروق الدقيقة والالتباس في موضوع "الطاقة الشمسية". غالبًا ما يكون من الصعب على المبتدئين فهم جميع المصطلحات غير المألوفة في البداية. لكن بدون ذلك ، من غير المعقول الانخراط في الطاقة الشمسية ، والحصول على معدات لتوليد التيار "الشمسي".

بدافع الجهل ، لا يمكنك اختيار اللوحة الخطأ فحسب ، بل يمكنك ببساطة حرقها عند الاتصال ، أو استخراج القليل جدًا من الطاقة منها.

أولاً ، يجب أن تفهم الأنواع الموجودة من معدات الطاقة الشمسية. الألواح الشمسية ومجمعات الطاقة الشمسية هما جهازان مختلفان اختلافًا جوهريًا. كلاهما يحول طاقة أشعة الشمس.

ومع ذلك ، في الحالة الأولى ، يتلقى المستهلك طاقة كهربائية عند الإخراج ، وفي الحالة الثانية ، طاقة حرارية في شكل مبرد ساخن ، أي تستخدم الألواح الشمسية لتدفئة المنزل.

لا يمكن الحصول على أقصى عائد من اللوحة الشمسية إلا من خلال معرفة كيفية عملها والمكونات والتجمعات التي تتكون منها وكيفية توصيلها جميعًا بشكل صحيح.

الفروق الدقيقة الثانية هي مفهوم مصطلح "البطارية الشمسية". عادة ، تشير كلمة "بطارية" إلى جهاز يخزن الكهرباء. أو يتبادر إلى الذهن مبرد تدفئة عادي. ومع ذلك ، في حالة البطاريات الشمسية ، يختلف الوضع اختلافًا جذريًا. إنهم لا يجمعون أي شيء.

يولد اللوح الشمسي تيارًا كهربائيًا ثابتًا. لتحويله إلى متغير (يستخدم في الحياة اليومية) ، يجب أن يكون العاكس موجودًا في الدائرة

تم تصميم الألواح الشمسية فقط لتوليد الكهرباء.يتم تجميعه بدوره لتزويد المنزل بالكهرباء ليلاً ، عندما تغرب الشمس أسفل الأفق ، بالفعل في البطاريات الموجودة بشكل إضافي في مخطط إمداد الطاقة بالمنشأة.

يُقصد بالبطارية هنا في سياق مجموعة معينة من نفس النوع من المكونات المجمعة في شيء ما. في الواقع ، هذه مجرد لوحة من عدة خلايا ضوئية متطابقة.

التركيب وتكلفته

مخطط تشغيل جهاز البطارية الشمسية

تختلف تكلفة تركيب الألواح الشمسية باختلاف الأسعار. هناك نوعان من تركيب البطاريات: تعديل السقف ، واستبدال جزء من السقف بألواح شمسية (تتم إزالة السقف بالكامل).

يعتقد الكثير من الناس أن البطاريات كبيرة جدًا بالنسبة للسقف ، لكن هذا ليس كذلك. خاصة في مثل هذه الحالات ، يتم إنتاج الألواح الشمسية ، والتي تشبه إلى حد بعيد البلاط ، على سبيل المثال.

تبلغ تكلفة هذا التثبيت بالمعايير الحديثة حوالي 50 دولارًا. لكن سعر التركيب النموذجي للبطاريات يبلغ في المتوسط ​​25 دولارًا ، ومرة ​​أخرى كل هذا يتوقف على نوع البطاريات لتدفئة المنزل والطاقة.

يتم التثبيت بالترتيب التالي

1. تحتاج إلى اختيار مجموعة الأدوات المناسبة.
2. الألواح الشمسية مثبتة على سطح المنزل.
3. يتم وضع جهاز التحكم على أحد جدران المنزل (في الأماكن التي يتعذر على الأطفال الوصول إليها).
4. يجب تركيب البطارية بالقرب من الألواح الشمسية.
5. يجب تركيب العاكس في بعض غرف المرافق أو أعلى على الجدران.

يتم توصيل الأجهزة الإلكترونية ذات الجهد المنخفض بوحدة التحكم والأجهزة الإلكترونية عالية الجهد بالعاكس. أيضًا ، عليك أن تعرف أنه لا ينبغي بأي حال من الأحوال محاولة تثبيت جميع التفاصيل بنفسك وبدء الآلية.

فقط اتبع بضع خطوات

1. أنت بحاجة إلى التقاط أكثر منطقة خالية ، دون ظلال الأشجار.
2. تحتاج إلى إصلاحها في درجة واتجاه معين. 180 درجة كحد أدنى إلى الجنوب (مع هذا الخيار ، إذا كان المنزل يقع في نصف الكرة الأرضية المحاذي).
3. في الشتاء لا تعمل البطاريات بشكل جيد وتسخن المنزل ، والسبب هو قلة الشمس والثلج المتساقط عليها. الحل بسيط ، استخدم فرشاة خاصة لإزالة الثلج عن الألواح أو تثبيتها على جدران المنزل.

مبدأ تشغيل الألواح الشمسية

لقد تعلمت البشرية الحصول على الطاقة من الأحافير ، وتدفق المياه وهبوب الرياح ، ووصلت إلى استخدام أشعة الضوء. حتى أن هناك وحدات شمسية تمتص طيف الأشعة تحت الحمراء غير المرئي وتعمل في الليل. البطاريات في جميع الأحوال الجوية فعالة في الطقس الغائم والضباب والمطر.

مبدأ تشغيل أي بطارية هو تحويل أشعة الشمس إلى نبضة كهربائية.

في كثير من الأحيان ، تعمل الوحدات الشمسية على بلورات السيليكون ، وهناك تفسير لذلك. هذا المعدن حساس لتأثيرات الأشعة ، وهو غير مكلف بالنسبة للتعدين ، وكفاءة البطاريات هي 17-25٪. تشكل بلورة السيليكون ، عند تعرضها لأشعة الشمس ، حركة موجهة للإلكترونات. مع متوسط ​​مساحة بطارية من 1-1.5 متر مربع ، يمكن تحقيق جهد خرج يبلغ 250 واط.

حاليًا ، لا يتم استخدام السيليكون فقط ، ولكن أيضًا مركبات السيلينيوم والنحاس والإيريديوم والبوليمرات. لكنها لم تحصل على توزيع واسع رغم كفاءة 30-50٪. هذا لأنها باهظة الثمن. تعتبر لوحة السيليكون الكهروضوئية مثالية لكهربة بلد عادي أو منزل ريفي.

تطبيق الألواح الشمسية

بالإضافة إلى الملاحة الفضائية وتزويد المنازل الخاصة بالكهرباء ، تستخدم الألواح الشمسية أو البطاريات في المجالات التالية:

• السيارات. يكتسب النقل الصديق للبيئة شعبية ، لأن انبعاثات البنزين والغاز تلوث الغلاف الجوي ، وأسعار الوقود في ارتفاع مستمر. السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية قادرة على سرعات تصل إلى 140 كم / ساعة.
• تشغيل النقل المائي (صنادل - قوارب - يخوت). يمكن العثور على هذا النقل في تركيا. تتطور القوارب بسرعة منخفضة (تصل إلى 10 كم / ساعة) ، وهذا يسمح للسائحين بمشاهدة المعالم السياحية والمناظر الطبيعية الخلابة في هذا البلد.
• امدادات الطاقة للمباني. في البلدان المتقدمة في أوروبا ، تلبي العديد من المباني والهياكل البلدية احتياجاتها بالكامل بمساعدة الطاقة المنبعثة من الألواح الشمسية.
• مبنى الطائرات. نظرًا لوجود البطاريات ، لا يمكن للطائرة أثناء الطيران استهلاك الوقود لفترة طويلة.

الصناعة تتطور باستمرار. تم بالفعل اختراع شواحن الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بالطاقة الشمسية.

قواعد التشغيل

يلاحظ مصنعو البطاريات دائمًا حقيقة أن موثوقية ومتانة هذه الأجهزة تعتمد على ظروف التشغيل. هناك العديد من التوصيات البسيطة التي يمكنك من خلالها إطالة عمر البطارية المشتراة بشكل كبير:

1. تهوية الغرفة. ببساطة لا توجد قاعدة واحدة في هذه الحالة ، لأن كل شيء يعتمد على الموقف. إذا كان المستخدم يستخدم بطارية قياسية ، تتوافق سعتها مع بطارية الألواح الشمسية ، فليس من الضروري ببساطة إنشاء ظروف تهوية إضافية. بالإضافة إلى ذلك ، تصدر البطارية كمية صغيرة من الغازات التي تقضي على الفطريات والعفن والبكتيريا التي تشكل خطورة على الإنسان. هذه الغازات غير ضارة تمامًا بالحيوانات والبشر ، لذلك لا تخاف من التسمم.
2. درجة الحرارة المثلى. أولئك الذين يستخدمون البطاريات للبطاريات الشمسية منذ أكثر من عام يعرفون أن هذه الأجهزة تعمل بشكل أفضل في درجات حرارة تتراوح من +5 إلى +15 درجة مئوية. الشيء الرئيسي هو تجنب التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة ، والتي يمكن أن تعطل النظام بأكمله. في هذا الصدد ، من الأفضل تركيب البطاريات في أقبية واسعة وأقبية.
3. قدرة البطارية. إذا أمكن ، فمن الأفضل إعطاء الأفضلية للأجهزة ذات السعة الكبيرة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المستخدم سيكون قادرًا على توصيل الأجهزة الكهربائية القوية التي تستهلك قدرًا كبيرًا من التيار. لهذا السبب ، غالبًا ما يكون هناك انخفاض خطير في الجهد في البطارية ، وهو أمر محفوف بالإغلاق الكامل للبطارية. إذا اشترى المستخدم بطارية ذات سعة دنيا ، فقد لا يكون ذلك كافيًا للتشغيل المستقر للمطحنة ومفك البراغي.
4. شحن البطارية للألواح الشمسية. أثناء عملهم ، تنتج البطاريات القوية كمية كبيرة نسبيًا من الغازات التي يجب التخلص منها بشكل فعال. تجدر الإشارة إلى أن بعض الشركات المصنعة قد جهزت منتجاتها بفتحات تهوية خاصة موجودة في النهاية. في هذه الحالة ، يتم تبسيط الموقف إلى حد كبير ، حيث يحتاج المستخدم إلى توصيل أنبوب سيليكون صغير وإحضاره إلى الخارج. إذا رغبت في ذلك ، يمكنك استخدام أنبوب منتظم من القطارات الطبية.

بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى أن شراء بطارية ذات سعة كبيرة يعتبر أكثر ملاءمة ، لأنه في هذه الحالة يتلقى المستخدم العديد من المزايا: ستحدث عمليات الشحن والتفريغ في الوضع الحالي الأكثر رقة.

مسألة التخلص

- تعتبر الألواح الشمسية طريقة جيدة لتنظيم عمل مصابيح الشوارع أو الإضاءة ، ولكن لا ينبغي أن تتوقع فوائد اقتصادية كبيرة منها ، - كما يقول كونستانتين بلوتنيكوف ، المدير الفني لشركة الهندسة الكهربائية Tekhnokomplekt في منطقة دوبنا الاقتصادية الخاصة. - كمية الطاقة المتولدة غير مستقرة وتعتمد بشكل كبير على الطقس.

على فكرة! تتضمن الطاقة البديلة ("الخضراء") استخدام مصادر متجددة ، مثل الرياح ، والإشعاع الشمسي ، والمد والجزر ، وحرارة الأرض.

في مسارنا ، يمكن لمحطة الطاقة الشمسية أن تعمل بنجاح "بسرعة" من المحطة الرئيسية من أجل توليد المزيد من الكهرباء خلال النهار والمساعدة في تلبية ، على سبيل المثال ، احتياجات المؤسسات الصناعية. ومع ذلك ، يجب أن يكون هذا كائنًا كبيرًا إلى حد ما ، والذي ، علاوة على ذلك ، سيتطلب مساحة كبيرة لوضعه.

يبدو أنه يمكن التغلب على كل هذه المشاكل من أجل الحفاظ على البيئة. لكن ليس كل شيء واضح المعالم هنا.

- إن استخدام الألواح الشمسية يجعل من الممكن حقًا تقليل الانبعاثات في البيئة ، - كما يقول كونستانتين بلوتنيكوف. - ولكن أثناء إنتاج الألواح ، يتم استخدام معادن ثقيلة ومركبات كيميائية مختلفة ، والتي ليس من السهل التخلص منها لاحقًا.

آلا بولياكوفا ، رئيس لجنة الدوما الإقليمية في موسكو المعنية بالبيئة وإدارة الطبيعة:

- الطرق البديلة لتوليد الطاقة في منطقة موسكو لم يتم تطويرها بشكل جيد بعد. أكثر من نصف أيامنا غائمة. الرياح للتشغيل الكامل لتوربينات الرياح ليست كافية دائمًا. ومع ذلك ، لا ينبغي أن يكون هذا عقبة أمام البحث العلمي في هذا المجال. من الممكن أن تصبح التقنيات في المستقبل أرخص ، وستأخذ روسيا مكانها الصحيح في السوق العالمية للطاقة الجديدة.