الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية - مشروع مصر القومي

نقوم بتسويق خدمات ومنتجات الطاقة الشمسية في مصر بديلا عن استخدامات الطاقة الكهربائية لالغاء فواتير الكهرباء نهائيا - تركيب سخانات المياه بالطاقة الشمسية - واناره الزينة والحدائق واناره الشوارع والطرق بالطاقة الشمسية بدون اسلاك - مضخات المياه للآبار وللاراضي الزراعية والاستغناء عن السولار نهائيا - عروض متكاملة للقرى السياحية والمدن السكنية والفنادق والقصور والفلل والشقق السكنية الصغيرة والبيوت الكبيرة للعمل باستخدام الطاقة الشمسية

https://www.facebook.com/%D8%A7%D9%84%D8%B4%D8%B9%D8%A7%D8%B9-%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%87%D8%A8%D9%8A-%D9%84%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%85%D8%B3%D9%8A%D8%A9-%D9%85%D8%B4%D8%B1%D9%88%D8%B9-%D9%85%D8%B5%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D9%85%D9%8A-730072900337509/

الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية - مشروع مصر القومي حلول متكاملة لجميع انظمة الطاقة الشمسية في مصر
[email protected]

من فوائد الطاقة الشمسية:
* الطاقة الشمسية مستدامة، وهي أيضا متجددة أي أنها طاقة لا تنفذ، فهي مصدر طاقة طبيعي ويمكن استخدامه في توليد اشكال أخرى من الطاقة، فيمكننا استخدامها كوقود للسيارات كما يمكن ان نسخن بها الماء او أن نضيء بها بيوتنا.
* من خلال استخدام الألواح الشمسية يمكننا توليد الكهرباء من مصدرنا الخاص، وبالتالي سيتيح لنا التخلي عن شبكة الكهرباء العامة، وبعبارة أخرى، لن نكون محتاجين لشركات الكهرباء في توفير الطاقة الكهربائية، كما لن نكون مضطرين لدفع فواتير الكهرباء.
* الحصول على الطاقة الشمسية لن يتطلب لاحقا الكثير من أعمال الصيانة، حيث سيتم تركيب الألواح أو الاحواض الشمسية مرة واحدة، وبعدها ستعمل بأقصى كفاءة ممكنة، ويبقى لدينا القليل فقط لنفعله للمحافظة على انتظام عملها.
* الطاقة الشمسية منتج صامت للطاقة، فبالتأكيد لا تتسبب ألواح الخلايا الشمسية بأية ضوضاء عندما تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام.
* مستلزمات الطاقة الشمسية غير ظاهرة تقريبا، خصوصا عند استخدام الالواح الشمسية التي يتم نصبها على أسطح المباني.
* في حال كنا ننتج ما يكفي من الكهرباء الشمسية، او في حال لم نكن نستخدم كل الكهرباء المنتجة، يمكننا بيعها إلى شركات الخدمات للحصول على رصيد من الكهرباء، لكن هذا أمر نادر الحدوث في أغلب الأحيان، إلا في حالات خاصة كالسفر في إجازة خارج المنزل لأسبوع او اثنين، حيث أن الالواح الشمسية ستستمر في انتاج طاقة كهربائية لن يستخدمها أحد.
* تستطيع المنشآت الضخمة لإنتاج الطاقة الشمسية أن تنتج الطاقة الشمسية بغض النظر عن حالة الطقس، سواء كان مشمسا أم لا، مما يجعلها مستدامة ويمكن الاعتماد عليها لإنتاج الكهرباء، فعادة ما تكون هذه المنشآت حرارية حيث تقوم بتخزين الحرارة المتولدة، حيث تقوم باستخدامها في حال لم يكن الجو مشمسا.
* ما يزال التقدم في تكنولوجيا الطاقة الشمسية مستمرا لجعلها أكثر فاعلية من الناحية الاقتصادية، وبالإضافة إلى الانخفاض في تكلفة تركيب مستلزمات الطاقة الشمسية، سيجعل ذلك تكلفة الطاقة الشمسية تستمر في الانخفاض لتصبح قريبة من تكلفة الكهرباء التقليدية أو المنتجة من الوقود الاحفوري.
* محطات توليد الطاقة الشمسية والألواح الشمسية في المنازل لا تسبب أي انبعاثات ولا تسبب أي أثر ضار على البيئة.

نقوم بتسويق خدمات ومنتجات الطاقة الشمسية في مصر بديلا عن استخدامات الطاقة الكهربائية لالغاء فواتير الكهرباء نهائيا - تركيب سخانات المياه بالطاقة الشمسية - واناره الزينة والحدائق واناره الشوارع والطرق بالطاقة الشمسية بدون اسلاك - مضخات المياه للآبار وللاراضي الزراعية والاستغناء عن السولار نهائيا - عروض متكاملة للقرى السياحية والمدن السكنية والفنادق والقصور والفلل والشقق السكنية الصغيرة والبيوت الكبيرة للعمل باستخدام الطاقة الشمسية

تتشرف شركة الشعاع الذهبي لانظمة الطاقة الشمسية والمتجددة بعرض خدماتها في مجالات: • توريد و تركيب وحدات توليد الطاقة الكهربية المعتمدة على الخلايا الشمسية. • تشغيل مكبر الصوت بالمساجد اثناء الآذان و الاقامة و الصلاه ( التراويح و التهجد). • انارة الشوارع و القرى السياحية بالطاقة الشمسية. • اضاءة اللوحات الاعلانية بكشافات ليد عالية الكفاءة و المزودة بالطاقة الشمسية. • تشغيل ابراج الاتصالات بواسطة الطاقة الشمسية • توريد و تركيب وحدات التحكم في تهوية و تدفئة الصوب الزراعية. • تسخين المياه باستخدام السخانات الشمسية. • توفير حلول مثالية لضخ المياه الجوفية بالطاقة الشمسية و ذلك باستخدام خلايا شمسية و انفرترات تعمل على الشمس مباشرة و ذلك حتى عمق 200متر.
لمزيد من المعلومات اتصل على 01142199177

تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل

تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل
تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل هي تكلفة تلبية أحتيجات المنزل من الطاقة باستخدام الطاقة الشمسية أو حتي جزأ منها. طبعا احتياجات المنزل العادي من الطاقة هو احتياجه للطاقة الكهربية. " أريد فقط ان أخبرك ان تقريبا 20% من استخدام الكهرباء في المنزل في حالة استخدامك لسخان مياه كهربائي ضائع فقط علي تسخين المياه في حين انك يمكنك استخدام سخان مياه بالطاقة الشمسية لتلبية أحتياجاتك اليومية من المياه الساخنة " لذلك انصحك ان تخرج من حساباتك أحمال تسخين المياه والعمل بالسخان الشمسي الذي سنتحدث عنه في موضوع قادم.
دعونا الآن نتحدث عن تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ونبدأ بحسابات احمال الكهرباء ثم حساب تكلفة استخدام الطاقة الشمسية لتلبية هذه الاحتياجات وكذلك المساحة المطلوبة لتثبيت الواح الطاقة الشمسية.

يمكنك أولا ان تقرأ عن مكونات نظام توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية للمنازل حتي تتضح لك الرؤيا قبل ان تدخل في كيفية حساب تكلفة تشغيل منزلك بالطاقة الشمسية.
أولا : معدل استخدامك للكهرباء داخل المنزل ( أحمال الكهرباء ) :
علي عكس اي موضوع آخر سوف تقرأه عن تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل لن نجبرك علي معدل معين لاستخدام الكهرباء فكل منزل له معدل استخدام وسنخبرك بشكل غاية في البساطة كيفية حساب ذلك دون ان ندخل شخص عادي في حسابات معقدة نرهقه بها ونجعله يشعر ان الامر معقد.
بكل بساطة من فاتورة الكهرباء التي تدفعها كل شهر ستجد معدل استخدامك للكهرباء بوحدة (كيلو وات ساعة) Kwh وطبعا تكلفة الفاتورة.
ان كنت تستخدم سخان كهربي انصحك ان تقوم بطرح 20% من قيمة الفاتورة واللجؤ للسخان الشمسي بدلا من تحميل تسخين المياه علي الكهرباء.
سأطلب منك ان تضع لنا في تعليق معدل استخدامك للكهرباء وكذلك قيمة الفاتورة الشهرية التي تدفعها لكي يستفيد الجميع وكذلك لأننا سنحتاجك ان تساعدنا في عمل دراسة لمتوسط استخدام المنزل في العالم العربي للكهرباء.
طبعا من السهل جدا قراءة قيمة استهلاكك للكهرباء بالكيلو وات ساعة من فاتورة الكهرباء وحساب المتوسط لعدة اشهر متتابعة ولكي تعرف استهلاكك من الكهرباء بالكيلو وات في ساعات الاستهلاك القصوي في منزلك فقم بعمل هذه المعادلة البسيطة.
معدل استهلاكك الشهري من الكهرباء ب ( كيلو وات ساعة ) × 0.00685 = معدل استهلاك الكهرباء ب ( كيلو وات ) في ساعات الاستخدام القصوي. "هذه المعادلة خاصة بنا ويمكن لأي متخصص التناقش فيها معنا عبر التعليقات "

ثانيا : تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل :
بالطبع حينما نقول تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل نعني بذلك تكلفة الحصول علي الكهرباء الكافية لادارة منزلك من الطاقة الشمسية باستخدام نطام الواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئية Photovoltaic panels.
قبل ان تشرع في ادارة منزلك بالطاقة الشمسية فمن الحكمة ان تعرف جيدا الجدوي الاقتصادية للأمر.

الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية بالقاهرة

مثال تستطيع تطبيقه بمفردك :
أسمحوا لي ان ابدأ بالحديث عن شقة عادية جدا يعيش فيها خمس افراد فيكون متوسط استهلاك الكهرباء الشهري بها حوال 200Kwh ( كيلو وات ساعة ) . " طبعا انت ستطبق نفس المثال ولكن حسب استهلاكك انت "
نقوم بقسمة هذا الرقم علي 30 وهو عدد الايام في الشهر سنجد ان معدل الاستهلاك اليومي هو تقريبا 6.5 كيلو وات ساعة.
اي ان هذه الشقة تستهلك يوميا 6.5 كيلو وات ساعة.

نقف هنا لحظة لنسأل انفسنا سؤال مهم هل تستطيع الواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئية Photovoltaic panels انتاج الكهرباء طوال اليوم؟ .. الاجابة بالطبع لا لأنها تعمل اثناء النهار فقط لذلك تحدثنا مسبقا ان مكان البلد او حتي المدينة التي سيتم تركيب نظام الطاقة الشمسية بها هو عامل مهم جدا في الحسابات. علي اي حال فمتوسط فترة سطوع الشمس في معظم بلدان العالم العربي 6 ساعات تقريبا. فالنظام الشمسي سيقوم خلال هذه ال 6 ساعات بانتاج كل الطاقة التي سيحتاجها هذا المنزل في اليوم ويقوم بتخزينها في بطاريات تعمل طوال اليوم.

لذلك سنقوم بقسمة معدل الاستهلاك اليومي لهذه الشقة عل 6 فتكون المعادلة كالتالي :
6.5 كيلو وات ساعة / 6 ساعات = 1.1 كيلو وات (تقريبا)
" لاحظ ان وحدة القياس الآن اصبحت بالكيلو وات وليست كيلو وات ساعة "
هذا يعني اننا الآن اصبحنا نعلم اننا نحتاج لتركيب نظام لتوليد الكهرباء ب الطاقة الشمسية للمنازل يستطيع ان ينتج لنا 1.1 كيلو وات
وسيتبقي لنا الآن نفس السؤالين المهمين ما هي تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ؟ وما هي المساحة المطلوبة للتركيب ؟

دعونا نبدأ بالسؤال الثاني : ما هي المساحة المطلوبة للتركيب ؟
نحن مازلنا نتحدث في نفس المثال ووصلنا الي اننا سنحتاج نظام يستطيع ان يولد لنا 1.1 كيلو وات ( 1100 وات )
" يجب ان تعلم ان هناك كفاءات مختلفة ومتعددة لألواح الطاقة الشمسية المتاحة في السوق و هي ما بين 100 الي 250 وات لكل متر مربع. " اي ان كل متر مربع من الالواح الشمسية يستطيع توليد ما بين 100 الي 250 وات حسب النوع والكفاءة والشركة المنتجة. وطبعا السعر يختلف.
سنقول اننا نتحدث عن الواح شمسية تستطيع ان تولد 150 وات لكل متر مربع تستطيع قراءة المزيد عن الالواح الشمسية في موضوع الالواح الشمسية لتوليد الكهرباء. في هذه الحالة وبالنسبة للمثال الذي نتحدث عنه تكون المعادلة كالتالي:
1100 وات ( احتياجنا من الطاقة في الساعة ) / 150 (ما تستطيع انتاجه المتر المربع من الألواح الشمسية ) = 7.3 ( تقريبا 8 )
(تم التقريب للعدد الأكبر اعتبارا لأنه سيكون هناك فقد في الطاقة في الانفرتر)
اذن دعونا نقول اننا سنحتاج الي 8 متر مربع من الألواح الشمسية الفولتوضوئية ( Photovoltaic panels ) للتثبيت فوق سطح المنزل لتلبية احتياجات هذه الشقة من الطاقة.
الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية بالقاهرة
دعونا نسأل السؤال الأول: ما هي تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل ؟
في الواقع انا لا أحب ان أتعامل مع الشخص العادي كالشخص الخبير في المجال لذلك أميل الي عمل حساباتي الخاصة المعتمدة علي خبرتي لتبسيط الامور جدا بالنسبة للقاريء العادي لذلك وقبل ان اقول طريقة حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل أحب ان اقول لأي متخصص في المجال يقرأ الموضوع انك تستطيع مناقشتي فيما أقول في التعليقات لنتحدث باحترافية ولكني هنا اوجه كلامي للشخص العادي.

نحن مازلنا نتحدث في نفس المثال السابق . وسأخبرك بابسط معادلة لحساب التكلفة القريبة جدا جدا من التكلفة الحقيقة لتركيب نظام شمسي لمنزلك بمنتهي البساطة وبعيد عن كال التعقيدات التي تقرأها كل يوم.
بكل بساطة انت تريد في مثالنا هذا ان تقوم بتركيب نظام يولد 1.1 كيلو وات ( 1100 وات )
والقاعدة الذهبية تقول ان تكلفة توليد 1 وات من الكهرباء بالطاقة الشمسية تكلفك تقريبا 3.2 دولار " هذا الرقم في تناقص مستمر مع التطور المستمر الذي يحدث في المجال "
فتكون المعادلة بمنتهي البساطة كالتالي :
1100 × 3.2 = 3520 دولار
دعونا نقول انها 3600 دولار
أي انه تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل بالنسبة لشقة عادية تستهلك شهريا 200 كيلو وات ساعة بالطاقة الشمسية هو 3600 دولار وستحتاج الي 8 متر مربع من الالواح الشمسية للتثبيت فوق سطح المنزل.
في الحقيقة التكلفة ليست بسيطة ولكن هذه التكلفة المبدأية. فان النظام الشمسي يعيش اكثر من 25 سنة وتقريبا لا يحتاج الي صيانة تذكر فانت ستظل 25 سنة لا تدفع فاتورة الكهرباء مع العلم ان سعر الكهرباء في تزايد مستمر. اعتقد انه يمكنك حسابها ومقارنة ما ستدفعه من فاتورة الكهرباء خلال 25 سنة وتكلفة النظام الشمسي.
الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية

لاحظ انك تستطيع الآن وبكل بساطة اتباع نفس الخطوات التي تحدثنا عنها اعتمادا علي معدل استهلاكك انت والذي كما وضحنا تستطيع ان تجده في فاتورة الكهرباء التي تصلك كل شهر. وبعد ان تقوم بحسابها قم باخبارنا بما توصلت اليه في تعليقك.
ولاحظ ايضا انني لم أجعلك تقوم بحساب احمال كل جهاز بمفرده فأنت لديك بالفعل معدل استهلاكك الشهري من الكهرباء في فاتورة الكهرباء فلماذا كل هذه التعقيدات التي اقرءها علي كثير من المواقع؟ وأيضا لم أتحدث عن سعر كل وحدة من وحدات النظام الشمسي بمفردها فالشخص العادي يريد فقط ان يعرف كم سيكلفه الامر تقريبا بدون تعقيده وادخاله في امور لا يفهم فيها فالسعر الذي حسبته بهذه المعادلة البسيطة يشتمل سعر النظام الشمسي ككل. ثم من سيريد ان يقوم بتنفيذ الطاقة الشمسية بالفعل في منزله هو الذي سيحتاج ان نخبره بالتفاصيل.
يمكنك قراءة تطبيقات الطاقة الشمسية الفولتوضوئية لكي تعلم كم ان هذه التقنية مهمة ومنتشرة. ويمكنك ايضا قراءة المزيد عن استخدامات الطاقة الشمسية. ان كنت تريد ان تعلم مكونات نظام الطاقة الشمسية للمنازل لتوليد الكهرباء فاننا سنفرغ لها موضوع خاص بها باذن الله.
الشعاع الذهبي للطاقة الشمسية

لماذا الطاقة الشمسية ؟

لماذا الطاقة الشمسية
يبحث الإنسان دوماً عن مصادر جديدة للطاقة لتغطية احتياجاته المتزايدة فيتطبيقات الحياة المتطورة التي نعيش، ويعيب الكثير من مصادر الطاقة نضوبها وتكلفةاستغلالها المرتفعة والتأثير السلبي لاستخدامها على البيئة، وقد تنبّه الإنسان فيالعصر الحديث إلى إمكانية الاستفادة من حرارة أشعة أمّنا الشمس والتي تتصف بأنهاطاقة متجددة ودائمة لا تنضب، وأدرك جلياً الخطر الكبير الذي يسببه استخدام مصادرالطاقة الأخرى والشائعة (وخاصةً النفط والغاز الطبيعي) في تلوّث البيئة وتدميرها،مما. يجعل الطاقة الشمسية الخيار الأفضل على الإطلاق. ولهذا أضحت الطاقة الشمسية في عصرنا الحالي دخلاً قومياً لبعض البلدان حتى أنهفي دول الخليج العربي والتي تعتبر من أكثر بلاد العالم غنىً بالنفط، تستخدم الطاقةالشمسية بشكل رئيسي وفعّال
وقد استخدمت الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء في تطبيقات عديدة منها محطات توليدالكهرباء وتحلية المياه، وتشغيل إشارات المرور وإنارة الشوارع، وتشغيل بعض الأجهزةالكهربائية مثل الساعات. والآلات الحاسبة، وتشغيل الأقمار الاصطناعية والمركباتوالمحطات الفضائية، ومؤخراً رأينا على التلفاز سيارة تسير بالطاقة الشمسية تصلسرعتها إلى 60 ميل (96 كم) في الساعة.
وظهرت أهمية الطاقة الشمسية مجدداً كعامل مهم في الاقتصاد العالمي وفي الحفاظعلى البيئة مع استخدام السخانات الشمسية في معظم دول العالم وحتى الغنية منهالتسخين المياه لمختلف الأغراض، وقد زاد في أهميتها نجاحها في التطبيقات العمليةوسهولة تركيبها وتشغيلها وتعد المملكة الأردنية الهاشمية الدولة الأولى في منطقة الشرق الأوسط في تفعيلاستخدام الطاقة الشمسية وتصنيع وإنتاج وتطوير السخانات الشمسية، والتي تصل نسبةاستخدامها إلى 40% من مجموع البيوت السكنية، ويركب فيها سنوياً ما يقارب من 15.000جهاز طبقاً للإحصاءات الرسمية، هذا بالإضافة إلى استخدامها في المستشفيات والمدارسوالفنادق وتدفئة برك السباحة، وفي العديد من التطبيقات الصناعية والخدميةوالزراعية، حيث يتم تركيب السخان الشمسي والذي يتناسب مع جميع التطبيقات على اختلافأحجامها كنظام مستقل ودائم أو كنظام مساعد لأنظمة التدفئة المركزية وأنظمة تسخينالمياه.
إن النجاح في استخدام الطاقة الشمسية يعتمد على العديد من العوامل المتكاملة،نذكر منها:
-1الموقع الجغرافي (قوة الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة وسرعة الرياح).
-2ملائمة النظام الشمسي مع حجم التطبيق.
- 3نوعية المنتج (النظام الشمسي).
- 4التقنية المستخدمة في تصنيع المنتج (النظام الشمسي).
-5جودة وكفاءة المكونات المستخدمة.
1-منشأ الشمس:

لقد تكونت الشمس من جراء تكاثف سحاب بين النجوم وذلك تحت تأثير الجاذبية . ويتكون هذا السحاب أساسا من الهيدروجين H2 والهليوم He والكربون C و الآزوت N وعناصر أخرى تقل كثافته عن 10000/10 0
وتتحول طاقة الجاذبية في هذا السحاب إلى طاقة حرارية وعندما تصبح كثافة السحاب هامة ترتفع درجة الحرارة في مركز هذا الكوكب البدائي ( الكوكب الذي هو في طور الإنشاء ) حيث تصل إلى عشرة ملايين درجة خلال 10000000 سنة. وتبدأ تفاعلات الاندماج النووي التي تحول الهيدروجينH2 إلى هليومHe. ويعاد الضغط حينئذ قوة الجاذبية فيبرز الكوكب للوجود و تحصل حالة توازن يمكن أن تستمر 10000 مليون سنة وهذا هو الوضع الحالي للشمس التي هي في منتصف العمر.
2- معلومات حول الشمس :

الشمس هي كرة غازية يبلغ قطرها [1.391.000 km ]
وتفصلها عن الأرض مسافة يبلغ معدلها [ 149.598.00 km ]
و بما أن المدار الأرضي شبه دائري (انحرافه المركزي ضئيل لا يتجاوز 0,0.1675 ) لذا فإن المسافة بين الشمس والأرض لا تتغير إلا قليلا خلال السنة %±1,.65 وتبلغ حدها الأدنى في أوائل شباط وحدها الأقصى و في أوائل تموز مما يؤدي إلى تغير القطر الزاوي مما يودي إلى تغير يسير في شدة الإضاءة المرسلة من الشمس و هذا التغير لا يتجاوز 4% وبشكل عام يمكن اعتبار الشمس كجسم أسود مشع درجة حرارته [5800K]
الشمس باعتبارها جسم أسود :
عندما يرسل جزء من سطح مضى ds تدفقاd¢ في وحدة الزمن فإن النسبة M تسمى الانبعاث الطاقي : M=d¢/ds (watt/m)
و يمثل الشكل وضعية الأرض بالنسبة للشمس

و تتركب طبقات الجو شكليا من أربع طبقات كما في الشكل

3- موقع الأرض من الشمس :

كما هو معروف إن احد مصادر الطاقة المهمة للأرض هي الطاقة الشمسية و نري أن الشمس تصب كمية هائلة من ضوئها علي الفضاء المحيط بها وبما أن كوكب الأرض يدور حول الشمس في مدار محدد قدره مدبر هذا الكون سبحانه وتعالي.
نجد أن هناك كميات متفاوتة من هذه الطاقة تحط علي سطح الأرض يوميا تحدد هذه الكميات بموقع الأرض من الشمس أو بالفصول أربعة للسنة الشكل 1 يوضح موقع الأرض من الشمس في الفصول الأربعة للسنة.

كما هو واضح من الشكل السابق نجد أن الدول التي تقع على خط الاستواء هي الدول التي تتمتع بفصل واحد تقريبا طوال السنة وهوا فصل الصيف أي بمعني أخر تسلط أشعة الشمسعلي هذه الدول طوال السنة ومن ثم تتمتع الدول القريبة من خط الاستواء بهذا الطقسوعادة يصعب على سكان هذه المناطق الإحساس بالفصول الأخرى.
علما بان المناطقالشمالية و أيضا الجنوبية لخط الاستواء و القريبة لأقطاب الأرض تكون محسوسة الفصولأي أن سكان هذه المناطق يدركون الفصول الأربعة للسنة.
المقصود بهذه المقدمة هوتحديد أماكن كثافة الطاقةالشمسيةعلى كوكب الأرضخلال دورانه حول الشمس فنجد إن الدول العربية تحضي بقدر كبير من هذه الطاقةيوميا.

كمّية الإشعاعات الشمسية التي تصل سطح الأرض تتفاوت بسبب تغيير الظروف الجويةوالموقع المتغير للأرض بالنسبة للشمس، خلال اليوم الواحد وطوال السنة. الغيوم هي أحد العوامل الجوية الرئيسية التي تقرّر كمّية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض وبالتّالي تتلقى المناطق ذو المناخ الغائم إشعاعات شمسية أقل من المناطق التي يكونمناخها صحراويا.

عموما اكبر كمية إشعاع شمسي تستلم بواسطة الأرض تكون فيفترة الظهيرة عندما يكون ضوء الشمس عامودي على سطح الأرض بخلاف وقتي الشروق والغروب فهما يستقبلان اقل كمية من الإشعاع طوال فترة النهار لكل يوم.
بالتّالينتيجة سقوط إشعاع الشمس عموديا علي سطح الأرض خلال فترة الظهيرة نجد أن المفاقيد فيالإشعاع تكون صغيرة جدا هذه المفاقيد عبارة عن امتصاص السحب للإشعاعاتالشمسيةأو تبعثر الإشعاعات في الفضاء بواسطة انعكاساتها عنطريق الرماد البركاني المحمول جوا أو الأدخنة المحمولة جوا نتيجة حرق الغابات وغيرها من ملوثات البيئة بهذا تصل إشعاعات شمسية أكثر سطح الأرض في منتصفاليوم.

تتكون مجموع الإشعاعات التي ترتطم بسطحالخليةالضوئية في الوضع الأفقي أو بمساحة معينة علي سطحالأرض كما هوا موضح في الشكل التالي من ثلاثة أجزاء أساسية وهي:

1. الحزمةالضوئية المباشرة(Direct Beam Radiation)

2. الحزمة الضوئية المبعثرة (Diffuse Radiation ) .

3. الحزمة الضوئية المعكوسة (Albedo Radiation).



ولمعرفة المزيد عن هذه الأجزاء نجد إن الجزء الأول يعرف نفسه وهو عبارة عن شعاعمباشر أي في خط مباشر من الشمس إلي الأرض ويشكل اغلب الأجزاء في الأيامالمشمسة.
أما في الأيام الغائمة تكون الشمس محجوبة بالغيوم و الشعاع المباشر فيمثل هذه الأيام يكون تقريبا صفر. ومن ثم تشكل الحزمة الضوئية المبعثرة الأغلبيةالعظمى في ذلك اليوم ولكن تكون جزيئاته متفرّقة خارج مسار الشعاع المباشر. وبما أنهذا الشعاع يأتي من أنحاء متفرقة من السماء فلبعض يطلقوا عليه اسم إشعاعالسماء.
إنّ كمية الشعاع المبعثر يكون حوالي 10 % إلى 20 % للسماء الصافيةوبحدود 100 % للسماء الغائمة. بعض الإشعاع الشمسي يدخل جوّ الأرض يمتصّويبعثر.
أما الجزء الثالث والأخير فهو مكمل للحزمة الضوئية الكاملة التيترتطم بالخلية الضوئية وهو عبارة عن الإشعاعات الضوئية المنعكسة بواسطة الوسائطالمختلفة المحيطة بالخلية ويطلق على هذا الجزءAlbedo Radiation.
إنّ كمّيةالإشعاع المنعكس على سطحالخليةيكون مختلف الكميةبسبب اختلاف الأسطح العاكسة للشعاع الجدول التالي يحتوي على الأسطح العاكسة الموجودةومعاملات كل سطح لان ذلك يؤخذ في الحسبان عندما نريد إيجاد كمية الشعاع الساقط علىنقطة معينة في الأرض. بعد معرفة الأجزاء الثلاثة الأساسية المكونة للشعاع الساقط علىالخليةالضوئية في الوضع الأفقي المعادلة التالية تستخدم لجمع هذه الأجزاء وإيجاد المجموع النهائي لكمية الشعاع الساقط الذي سوف نستخدمه لاحقا و نحسب من خلاله كمية الطاقة الكهربائية التي يمكن أن تنتجه الخلية :

الحزمة الضوئية المعكوسة+الحزمة الضوئية المبعثرة +الحزمة الضوئية المباشرة

GR = Direct Beam radiation (B) + Diffuse radiation (D) + Ground Reflected radiation(R)بعدتحليل الإشعاع الشمسي الكلي الساقط عليالخلية في الوضع الأفقي يمكننا زيادة كمية الإشعاع التي استعرضناها في الأعلى وذلك بتثبيتالخلايا الضوئية بزاوية ميل يتم اختيارها بدقة بحيث تثبت مباشرة نحو الشمس معظم الوقت و طوال السنة وسوف تحقّق زاوية الميل هذه الحد الأقصى من الطاقة المستلمة.
وباستخدام زاوية ميل للخلية سوف تتغير المعادلة الأولى ويضاف إليها الزاوية ويتغير وضع الخلية من أفقي إلى شبه عامودييحدد ذلك مكان الخلية علي سطح الأرض

فكرة مبسطة عن كيفية العمل:

يتضمن التصميم المقترح للمحطة الشمسية المتكاملة بالشبكة الكهربائية يتكون التصميم من ثلاث مراحل حيث تضم مجموعة من الخلايا الشمسية هذا بالإضافة إلى المحطة الثانوية للطاقة الكهربائية ومحولات للتيار الكهربائي المستمر إلى تيار متناوب ثلاثي الطور. وبذلك يتم تجهيز الطاقة الكهربائية المنتجة في المحطة . التي تعمل على تغذية الشبكة الكهربائية بالطاقة الكهربائية المنتجة خلال فترة وجود الإشعاع الشمسي تجهز الطاقة الكهربائية المنتجة المصفوفة الألواح الشمسية إلى المحطة الثانوية للطاقة الكهربائية (بالإضافة إلى شحن مجموعة من المجمعات الكهربائية).. وثم يتم بعد ذلك تغير نوعية هذه الطاقة عن طريق محولات التيار الكهربائي و رفع التوتر بحيث يساوي توتر الشبكة.
وتعمل المحطة في فترة الليل أو في فترة غياب الإشعاع الشمسي عن طريق المجمعات الكهربائية التي تم شحنها في فترة ظهور الإشعاع الشمسي فان تصميم المنظومة الشمسية المباشرة يمكن أن يتكون منمصفوفة ألواح شمسية مثبته عند زاوية ميل محددة بالنسبة للمستوي الأفقي وموجه نحو الجنوب أو مصفوفات للألواح الشمسية المجهزة بأنظمة التحكم لتوجيه هذه المصفوفات ومتابعة الحركة الظاهرية للشمس
الطاقة الشمسية وتحديات البيئة :

يواجه سكان الأرض اليوم أكثر التحديات صعوبة على مر التاريخ متمثلة بالارتفاع الملحوظ بدرجات الحرارة نتيجة للتلوث الذي أحدثه الإنسان بفعالياته المختلفة التي تبعث غازات ماصة للحرارة مثل ثاني اوكسيد الكربون2 CO ,الميثان , النتروز ,اوكسيد النتروز والهالو كربونات إلى طبقة الاتوم سفير ( Atmosphere. )
هذه الغازات تمتص الأشعة فوق الحمراء ( Infrared radiation ) من الأرض ثم تبعثها ثانية إلى سطحها مسببة تغيرات بطيئة بموازين الطاقة .
لقد سجل القرن العشرين زيادة مقدارها نصف درجة سليزية في معدل درجات الحرارة , وحسب تقارير لجنة الخبراء الدوليين في مجال التغيرات المناخية فقد تبين إن غاز CO2 المنبعث كناتج للوقود العضوي يمثل ثلاثة أرباع منه أما الربع الباقي فينبعث نتيجة التغيرات التي يحدثها الإنسان في اليابسة

الطاقة الشمسية وأزمة الوقود العضوي:
كما أن الوقود العضوي ماض ِ في نفاذه بنسبة 100 ألف مرة عن سرعة تكوينه لذلك زادت الحاجة لمصادر طاقة جديدة للطاقة ومنها إنتاج الطاقة الكهربائية بواسطة التحويل المباشر في الخلايا الشمسية .
الطاقة الشمسية والجدوى الاقتصادية منها:

كلفة كهرباء الخلايا الشمسية :

تتراوح تكلفة الوات ذروة في الأسواق العالمية ما بين 8 إلي 10 دولارات بـــالنسبة للــدول المستوردة بينما تصل تكلفة الوات ذروة بالنسبة للتطبيقات ذات القدرة المتوسطة والقدرة المتوسطة و العالية إلي 30 دولار و تزيد هذه التكلفة وفق التصميم و أجهزة التحكم والتخزين الساكن و الإلكترونـات المساعدة إلا أن تكلفة الـوات ذروة بالنسبة للقدرة العاليــة (المحطات الكهـروشمسية ذات سعة الميجاوات) تقل قليلاً عن 20 دولار .
إن الاقتصاديات الحالية لتطبيقات ومنظومات الخلايا الشمسية وبعضها فعال التكلفة وبعضها الآخر غير ذلك وهي صورة ديناميكية تماماً حيث الأسعار و انخفضت خلال العقد الماضي .




المصدر: لماذا الطاقة الشمسية ؟ - منتدى المهندس
Follow us: on Twitter | Almohandes.forum on Facebook

__________________

الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية واستخداماتها
خلق الله الشمس والقمر كآيات دالة على كمال قدرته وعظم سلطانه وجعل شعاع الشمس مصدراً للضياء على الأرض وجعل الشعاع المعكوس من سطح القمر نوراً . قال الله تعالى في كتابه العزيز ( هو الذي جعل الشمس ضياء والقمر نوراً وقدره منازل لتعلموا عدد السنين والحساب ما خلق الله ذلك إلا بالحق يفصل الآيات لقوم يعلمون ) سورة يونس الآية(5) فالشمس تجري في الفضاء الخارجي بحساب دقيق حيث يقول الله سبحانه وتعالى في سورة الرحمن ( الشمس والقمر بحسبان ) الآية(5) . أي أن مدار الأرض حول الشمس محدد وبشكل دقيق ، وآي اختلاف في مسار الأرض سيؤدي إلى تغيرات مفاجئة في درجة حرارتها وبنيتها وغلافها الجوي ، وقد تحدث كوارث إلى حد لآيكن عندها بقاء الحياة فقدرة الله تعالى وحدها جعلت الشمس الحارقة رحمة ودفئاً ومصدراً للطاقة حيث تبلغ درجة حرارة مركزها حوالي (8ْ-40ْ) x 10 درجة مطلقة ( كفن ) ثم تتدرج درجة حرارتها في الانخفاض حتى تصل عند السطح إلى 5762ْ مطلقة ( كفن ) .
استخدام الطاقة الشمسية
استفاد الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة في تطبيقات عديدة كتجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها في مجالات أخرى وردت في كتب العلوم التاريخية فقد أحرق أرخميدس الأسطول الحربي الرماني في حرب عام 212 ق م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية . وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آية ذهبية مصقولة كا لماريا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار . كما قام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازييه وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء . كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول محطة عالمية للري بوساطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات في اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة . لقد حاول الإنسان منذ فترة بعيدة الاستفادة من الطاقة الشمسية واستغلالها ولكن بقدر قليل ومحدود ومع التطور الكبير في التقنية والتقدم العلمي الذي وصل إليه الإنسان فتحت آفاقا علمية جديدة في ميدان استغلال الطاقة الشمسية .
بالإضافة لما ذكر تمتاز الطاقة الشمسية بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى بما يلي :-
1. إن التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبياً وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة في مصادر الطاقة الأخرى .
2. توفير عامل الأمان البيئي حيث أن الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تلوث الجو وتترك فضلات مما يكسبها وضعاً خاصا في هذا المجال وخاصة في القرن القادم.
تحويل الطاقة الشمسية
يمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وطاقة حرارية من خلال آليتي التحويل الكهروضوئية والتحويل الحراري للطاقة الشمسية ، ويقصد بالتحويل الكهروضوئية تحويل الإشعاع الشمسي أو الضوئي مباشرة إلى طاقة كهربائية بوساطة الخلايا الشمسية ( الكهروضوئية ) ، وكما هو معلوم هناك بعض المواد التي تقوم بعملية التحويل الكهروضوئية تدعى اشتباه الموصلات كالسيليكون والجرمانيوم وغيرها . وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل بعض علماء الفيزياء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي حيث وجدوا أن الضوء يستطيع تحرير الإلكترونات من بعض المعادن كما عرفوا أن الضوء الأزرق له قدرة أكبر من الضوء الأصفر على تحرير الإلكترونات وهكذا . وقد نال العالم اينشتاين جائزة نوبل في عام 1921م لاستطاعته تفسير هذه الظاهرة .
وقد تم تصنيع نماذج كثيرة من الخلايا الشمسية تستطيع إنتاج الكهرباء بصورة علمية وتتميز الخلايا الشمسية بأنها لا تشمل أجزاء أو قطع متحركة ، وهي لا تستهلك وقوداً ولا تلوث الجو وحياتها طويلة ولا تتطلب إلا القليل من الصيانة . ويتحقق أفضل استخدام لهذه التقنية تحت تطبيقات وحدة الإشعاع الشمسي ( وحدة شمسية ) أي بدون مركزات أو عدسات ضوئية ولذا يمكن تثبيتها على أسطح المباني ليستفاد منه في إنتاج الكهرباء وتقدر عادة كفاءتها بحوالي 20% أما الباقي فيمكن الاستفادة منه في توفير الحرارة للتدفئة وتسخين المياه . كما تستخدم الخلايا الشمسية في تشغيل نظام الاتصالات المختلفة وفي إنارة الطرق والمنشآت وفي ضخ المياه وغيرها .
أما التحويل الحراري للطاقة الشمسية فيعتمد على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية عن طريق المجمعات ( الأطباق ) الشمسية والمواد الحرارية .فإذا تعرض جسم داكن للون ومعزول إلى الإشعاع الشمسي فإنه يمتص لإشعاع وترتفع درجة حرارته . يستفاد من هذه الحرارة في التدفئة والتبريد وتسخين المياه وتوليد الكهرباء وغيرها . وتعد تطبيقات السخانات الشمسية هي الأكثر انتشاراً في مجال التحويل الحراري للطاقة الشمسية . يلي ذلك من حيث الأهمية المجففات الشمسية التي يكثر استخدامها في تجفيف بعض المحاصيل الزراعية مثل التمور وغيرها كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة الحرارية في طبخ الطعام ، حيث أن هناك أبحاث تجري في هذا المجال لإنتاج معدات للطهي تعمل داخل المنزل بدلا من تكبد مشقة الجلوس تحت أشعة الشمس أثناء الطهي .
ورغم أن الطاقة الشمسية قد أخذت تتبوأ مكان هامة ضمن البدائل المتعلقة بالطاقة المتجددة ، إلا أن مدى الاستفادة منها يرتبط بوجود أشعة الشمس طيلة وقت الاستخدام أسوة بالطاقة التقليدية. وعليه يبدو أن المطلوب من تقنيات بعد تقنية وتطوير التحويل الكهربائي والحراري للطاقة الشمسية هو تقنية تخزين تلك الطاقة للاستفادة منها أثناء فترة احتجاب الإشعاع الشمسي . وهناك عدة طرق تقنية لتخزين الطاقة الشمسية تشمل التخزين الحراري الكهربائي والميكانيكي والكيميائي والمغناطيسي . وتعد بحوث تخزين الطاقة الشمسية من أهم مجالات التطوير اللازمة في تطبيقات الطاقة الشمسية وانتشارها على مدى واسع ، حيث أن الطاقة الشمسية رغم أنها متوفرة إلا نها ليست في متناول اليد وليست مجانية بالمعني المفهوم . فسعرها الحقيقي عبارة عن المعدات المستخدمة لتحويلها من طاقة كهرومغناطيسية إلى طاقة كهربائية أو حرارية . وكذلك تخزينها إذا دعت الضرورة . ورغم أن هذه التكاليف حالياً تفوق تكلفة إنتاج الطاقة التقليدية إلا أنها لا تعطي صورة كافية عن مستقبلها بسبب أنها أخذة في الانخفاض المتواصل بفضل البحوث الجارية والمستقبلية

أنواع البطاريات الشمسية

1 بطارية السيليكون .

تُعد بطاريات السيليكون أوسع البطاريات الشمسية استخداماً وتطويراً في العالم، وتُصنع طبقاً لتقنية أنصاف الموصلات، ويعد عنصر السيليكون عنصراً متزناً كيماوياً، ويمكن استخدامه في صناعة بطاريات شمسية تمتاز بطول عمرها، وإذا أرادت الولايات المتحدة الأمريكية أن تستخدم هذه البطاريات في توليد قدر من الكهرباء يفي باحتياجاتها، فإنها تحتاج إلى نحو مليوني طن من فلز السيليكون، بينما، حالياً، لا تنتج سوى 90 طناً فقط في العام.

2. بطارية كبريتيد الكاديوم

تُستخدم لأغراض الفضاء، وهي حساسة جداً لبخار الماء، ولذا يجب وضعها في كبسولات محكمة، حتى يمكن استخدامها للأغراض الأرضية؛ ونظراً لأن الكاديوم له تأثير سام على الإنسان، لذا يلزم الحرص أثناء تداول هذه البطاريات. ولذلك استخدم سيلنيد الزنك لصناعة هذه البطاريات، بدلاً من كبريتيد الكاديوم، لأنه أقل خطراً.

3. بطارية خارصينيد الجاليوم:

تمتاز هذه البطاريات بقدرتها الزائدة على امتصاص الفوتونات الضوئية، ويمكن استخدامها في درجات حرارة أعلى من تلك التي تستخدم عندها بطاريات السيليكون أو كبريتيد الكاديوم، وتستخدم هذه البطاريات تقنيات متقدمة وطرقاً متعددة لإنتاجها.