شرح أنواع الطاقة الشمسية وانواع الواح الطاقة الشمسية وانواع السخانات الشمسية وانواع الطاقة الشمسية المركزة ومميزات الطاقة الشمسية.
الطاقة الشمسية
تعتبر الطاقة الشمسية اهم مصادر الطاقة الخضراء التى يتسارع العالم نحوها للتخلص من الوقود الاحفرى وهى عبارة عن الطاقة الضوئية والحرارية للشمس والتى يتم تاستخدامهم اما فى تحويل الضوء الى كهرباء او فى تجميع االضوء لتسخين الماء كالسخانات الشمسية, وفيما يلى شرح أنواع الطاقة الشمسية بالتفصيل.
أنواع الطاقة الشمسية
- الطاقة الشمسية الغير فعالة وتسمى passive solar gain ويتمثل فى الاستفادة من ضوء الشمس فى المبانى لتوفيرالاضاءة والتدفئة عن طريق النوافذ الزجاجية المقابلة للشمس والتى تساهم بتدفئة المنزل ودخول الضوء.
- الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتسمى Solar Photovoltaic cell وهى خاصية موجودة باشباه الموصلات حيث تقوم بتوليد جهد مستمر عند تعرضه لضوء الشمس وتسمى هذه الوحدات بالخلايا الكهروضوئية او الخلايا الشمسية او الالواح الشمسية.
- الطاقة الشمسية الحرارية وتسمى solar thermal energy وهى عبارة عن مجمع collector به سطح داكن يمتص اشعة الشمس لتسخين الماء والذى بدوره يتم تخزينه بخزان معزول حراريا للحفاظ على الماء ساخن فترات طويلة وتسمى السخانات الشمسية solar heater
- الطاقة الشمسية المركزة وتسمى Concentrated solar energy حيث يتم استخدام مرايا لعكس الضوء فى نقطة محددة او تركيز الضوء فى هذه النقطة لتسخين زيت والذى بدوره يستخدم فى تشغيل مولد بخار حيث يستخدم البخار المضغوط الناتج فى ادارة توربينة مولد الكهرباء.
فيما يلى شرح أنواع الطاقة الشمسية بالتفصيل
الطاقة الشمسية الكهروضوئية
وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية تسمى ايضا بالخلايا الكهروضوئية photovoltaic cells كما تسمى ايضا بالخلايا الشمسية solar cell او بالواح الطاقة الشمسية solar power panel وهى تصنع عادة من السيليكون وهو من اشباه الموصلات حيث يولد جهد مستمر عند تعرضه للضوء وتعتمد كفائتها على مدى نقاء السيلكون وتنقسم الى ثلاث انواع رئيسية.
انواع الواح الطاقة الشمسية
- الواح الطاقة الشمسية احادية البللورة Mono-crystalline silicon cell
- الواح الطاقة الشمسية متعددة البللورة Poly-crystalline silicon cell
- الواح الطاقة الشمسية ذا الشريط الرفيع Thin film solar cell
الواح الطاقة الشمسية احادية البللورة Mono-crystalline silicon cell
تصنع من السيليكون احادى البللورة ويكتب عليها Mono او يرمز لها بالرمز M والسيلكون احادى البللورة عالى النقاء بالتالى كفائته عالية وتصل الى 15-20% وعمره الافتراضى عالى ويصل الى 40عام ولكنه صعب التصنيع ومكلف لذا سعر الواح الطاقة الشمسية احادية البللورة عالى ولكن فى نفس الوقت تكون قدرته الكهربية عالية بالتالى يحتاج الى مساحة اقل كما يتميز بانه اقل تأثر بارتفاع درجة الحرارة نظرا لنقائه ويتميز بان لونه يكون داكن اقرب للاسود وتكون الخلية ذا حواف دائرية.
الواح الطاقة الشمسية متعددة البللورة Poly-crystalline silicon cell
تصنع من السيليكون متعددة البللورة ويكتب عليها Poly او يرمز لها بالرمز P والسيلكون متعدد البللورة سهل التصنيع وغير مكلف ولكن يعيبه انه اقل نقاءا بالتالى اقل كفائة 13-17% اى ان قدرته الكهربية تكون اقل منها من الواح الطاقة الشمسية احادية البللورة ولذلك فلنفس القدرة تحتاج الى مساحة كبيرة من الالواح الشمسية ويعيبه ايضا انه يتأثر بارتفاع درجة الحرارة وعمره الافتراضى اقل قليلا ويصل الى 30 عاما ويتميز بلون الازرق وشكل الخلية المربع ذا حواف قائمة
الواح الطاقة الشمسية ذا الشريط الرفيع Thin film solar cell
تصنع كشريط رفيع يمكن وضعه على اى سطح لياخذ شكل السطح مثل سطح سيارة مثلا ويتميز بانه سهل التصنيع ورخيص الثمن نظرا لتوفير الخامات لانه رفيع وليس سميك كما يمكن ان يصنع ليكون مرن ويعيبه هو انخفاض عمره الافتراضى فيصل الى بضعة سنوات وايضا انخفاض كفائته وتصل الى 7% وذلك يرجع الى مكه الرفيع حيث يكون السيلكون به اقل بنسبة 90% من الانواع الاخرى.
الطاقة الشمسية الحرارية
تقوم السخانات الشمسية solar heater بامتصاص الضوء عبر سطح داكن ونقل الحرارة الى ماء لتسخينه وتنفسم الى نوعين حسب نوع المجمع collector.
انواع السخانات الشمسية
- سخانات شمسية مسطحة حيث يكون المجمع عبارة عن سطح مسطح او مستوى.
- سخانات شمسية ذا انابيب مفرغة غير مضغوطة حيث يكون المجمع عبارة عن انابيب زجاجية ماصة لضوء الشمس وتنقل الحرارة الشمسية الى انابيب داخلية بها ماء لتسخينه.
الطاقة الشمسية المركزة
وحدات الطاقة الشمسية المركزة Concentrating Solar Panel تستخدم المرايا العاكسة للضوء لتركيزة فى نقطة محددة تسمى المستقبل والذى يمكن ان يكون مائع مثل الزيت او خلية كهروضوئية مركزة ويتميز هذا النظام برخص سعره كثيرا مقارنة بالانواع الاخرى من انظمة الطاقة الشمسية وايضا يتميز بالكفائة العالية التى تصل الى 40% وللوصول الى هذه الكفائة العالية فانه يحتاج الى نظام تتبع شمسى احادى المحور او ثنائى المحور حيث يتم تغيير زاوية ميل المرايا مع اتجاه المرايا لتكون مقابلة دائما للشمس للحصول على اعلى كفائة.
تنقسم وحدات الطاقة الشمسية المركزة Concentrating Solar Panel الى ثلاث انواع رئيسية.
أنواع الطاقة الشمسية المركزة
- نظام القطع المكافىء او مايعرف بـ Trough Systems
- نظام الطبق او الصحن Dish system
- نظام الاستقبال المركزى او البرج المركزى Central Receiver Systems
نظام القطع المكافىء او مايعرف بـ Trough Systems
عبارة عن مرايا من الزجاج او البوليمرات عالية الانعكاس high reflected polymer على شكل قطع مكافىء تقوم بعكس اشعة الشمس وتركيزها فى المنتصف على انبوب من الزجاج به مائع عبارة عن زيت حيث تسخن الزيت لدرجة حرارة عالية جدا ويستخدم فى توليد بخار ماءئ لادارة توربينة المولد لتوليد الكهرباء.
نظام الطبق او الصحن Dish system
عبارة ايضا عن مرايا عاكسة للضوء على شكل طبق او صحن استقبال فضائى ويوجد فى منتصف الطبق عدسة او مستقبل وقد يكون المستقبل به خلايا كهروضوئية عالية التركيز مع نظام للتبريد او نظام لتعويض الحرارة حيث تستغل الحرارة العالية فى تشغيل وحدة ماء مقطرلتوليد الماء المقطر وقد يكون المستقبل يحوى بدلا من الخلية الكهروضوئية مائع مثل الزيت والذى يسخن ويستخدم لتوليد بخار لتشغيل توربينة المولد وتوليد الكهرباء.
نظام الاستقبال المركزى او البرج المركزى Central Receiver Systems
عبارة عن عدد كبير من المرايا التى تعكس الضوء على نقطة محددة ببرج كبير يسمى برج الطاقة او البرج المركزى او المستقبل المركزى حيث يوجد فى نقطة تركيز الضوء زيت يسخن الى درجة تصل الى 400 درجة مئوية ويستخدم لتوليد بخار لادارة توربينة المولد لتوليد الكهرباء.
مميزات الطاقة الشمسية
تتميز الطاقة الشمسية بالتالى
- طاقة دائمة غير مستنفذة اى لاتنضب
- طاقة خضراء اى طاقة نظيفة لاتسبب التلوث
- لاتسبب ضوضاء مثل مولدات الديزل
- تكلفة التشغيل منخفضة جدا لعدم حاجتها الى وقود
اذا استفدت ولو بالقليل يمكنك دعمنا بعمل شير او مشاركة للموضوع على الفيس او تويتر, كما يمكنك عمل متابعة للمدونة والتعليق فى حالة وجود اى استفسار
جميع الحقوق محفوظة للمهندس ايمن ياسر عبدالعزيز ويمنع منعا باتا اعادة نشر الموضوع باى طريقة كانت
مَّا يَلْفِظُ مِن قَوْلٍ إِلَّا لَدَيْهِ رَقِيبٌ عَتِيدٌ