مكونات المنظومة الشمسية وكيفية عملها

في السنوات القليلة الماضية أصبحنا نرى أن اللجوء للطاقة البديلة للطاقة الكهربائية يتزايد بشكل كبير ، ولا شك بأن أكثر الوسائل بروزاً و شيوعاً من المصادر التقنية للطاقة القابلة للتجديد هي الطاقة الشمسية ، وبشكل بسيط يمكننا تعريف المحطات الشمسية بأنها محطات منفصلة عن شبكة الكهرباء العمومية فهي مستقلة وتعمل بشكل ذاتي ، ويتم استخدام محطات الطاقة الشمسية في المناطق البعيدة عن الكهرباء الحكومية أو في المناطق التي تعاني من انقطاع متكرر للكهرباء ، عندها نلجأ لهذه الطاقة التي لا تنضب وتوصف بأنها صديقة للبيئة .

وفي هذا المقال سوف نضع لكم شرحاً مبسطاً عن مكونات محطات الطاقة الشمسية وتسلسل عملها ومزاياها وعيوبها ، وبعد ذلك سنتعرف على ألواح الطاقة الشمسية وما هي مكوناتها عبر شرح يسهل فهمه على الجميع .

أولاً : مكونات المحطة المنفصلة عن الشبكة 

تتكون الأنظمة الشمسية ( المنفصلة ) من المكونات الأساسية التالية 

1 ) الألواح الشمسية .   

2 ) حوامل حديدية لتثبيت الألواح الشمسية .

3 ) منظم الشحن .

4 ) انفرتر ( محول التيار 12v إلى 220V ) .

5 ) بطاريات لتخزين الطاقة الشمسية .

6 ) مفاتيح فصل التيار ( تيار مستمر DC أو متردد AC ) .

7 ) كابلات تيار مستمر وتيار متردد .

ثانياً : مزايا المحطات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية 

تعتبر أرخص من تمديد خطوط الكهرباء في الأماكن التي لا تصلها شبكة الكهرباء مثل المناطق الصحراوية والجبلية ، وكما ذكرنا سابقاً تعد ضرورية في المناطق التي تعاني من نقص وانقطاع متكرر للتيار الكهربائي ، ويمكن تلخيص الميزات التالية : 

1 ) التزود بالكهرباء النظيفة في كل أوقات اليوم نهاراً ليلاً .

2 ) الاستقلالية التامة عن الاشتراك مع شبكات شركات الكهرباء .

3 ) يمكن التحكم بالإمكانية المطلوبة من الكهرباء وذلك من خلال زيادة قدرة النظام بشكل كلي ( ألواح وبطاريات ).

4 ) عدم الاهتمام بأسعار الكهرباء في الشركات الحكومية .

- عيوب المحطات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الشمسية 

إن العيب الوحيد لهذه المحطات هو تكلفة استبدال البطاريات التي تعمل بها خلال 3 إلى 5 سنوات ، ولكن يمكن استخدام نوعيات من البطاريات يصل عمرها إلى 15 سنة ( تكلفة أغلى ) .

ثالثاً : ألواح الطاقة الشمسية 

- هي عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية ، يتم وصلها على التوالي وذلك لأن الجهد الكهربائي الناتج من الخلية الواحدة قليل ، وللحصول على جهد كهربائي عالي نقوم بتوصيل الخلايا على التوالي ، وتسمى بسلاسل الخلايا الشمسية.

- إن لهذه السلاسل مقاسات معينة بقدرات معينة من الواط ، وتختلف باختلاف البلد الذي تصنع فيه .

- يتم جعل سلاسل الخلايا الشمسية كوحدة واحدة وذلك من أجل أن تصبح أقوى فيتم وضعها في مستطيل بلاستيكي وزجاجي ناعم وعندها نستطيع أن نسميها بـال المنظومة الشمسية .

رابعاً : أنواح الألواح الشمسية 

سنذكر هنا نوعين من أنواع الألواح الشمسية والتي لها عمر افتراضي يقدر ب 25 سنة وهي :

1 ) أحادية البلورة : في هذا النوع تكون فيها أطراف الخلايا الشمسية فيها غير متلاصقة وهذا ما يعطيها المظهر الجميل كما في الصورة التالية وكفاءة التحويل تكون أعلى من النوع الثاني .

أحادية البلورة

2 ) متعددة البلورة : أما في هذا النوع فإن الخلايا تكون متراصة بشكل كبير ، ويكون ثمنها أرخص من نوع أحادية البلورة .

متعددة البلورة