الشمس هي المصدر الأساسي والرئيسي للطاقة لكوكبنا. وبفضله تراكمت احتياطيات الهيدروكربون على الأرض، أي النفط والفحم والجفت، والتي تستهلكها البشرية حاليًا بنشاط. ويجب الأخذ في الاعتبار أيضًا أن طاقة الرياح تتولد بسبب التغيرات في درجات الحرارة الناتجة عن التأثير الحراري للشمس على الأرض، وبالتالي فإن الشمس هي أيضًا المصدر الأساسي لتوليد الرياح.

في كل ثانية، تبعث الشمس 3.75 × 10 26 جول. ويضرب الأرض ما يقرب من 2 مليار من هذه الطاقة، منها 37% تقريبًا تنعكس فورًا إلى الفضاء. الذي - التي. يسقط فقط 6.3x10 17 J على الأرض (7x10 17 كيلووات في الساعة سنويًا). كيلوواط/ساعة هي كمية الطاقة اللازمة لتشغيل مصباح كهربائي متوهج بقدرة 100 واط لمدة 10 ساعات. تستهلك البشرية من جميع مصادر الطاقة حوالي 2.5x10 16 كيلوجول/السنة. وبذلك فإن الطاقة التي تستقبلها الأرض من الشمس بسبب الإشعاع تزيد بـ 8000 مرة عما تحتاجه البشرية لتلبية كافة احتياجاتها.

حسب العلماء أن احتياطيات الهيدروكربونات المختلفة على الأرض تبلغ حوالي 6 تريليون طن. وبناءً على هذا الرقم، تطلق الشمس الطاقة التي تحتويها إلى كوكبنا خلال ثلاثة أسابيع فقط. علاوة على ذلك، فإن احتياطياتها كبيرة جدًا بحيث يمكنها العمل في هذا الوضع لمدة 5 مليارات سنة أخرى. تشير التقديرات إلى أن النباتات الأرضية والأعشاب البحرية تستخدم حوالي 34% من الطاقة التي تتلقاها من الشمس، بينما يتم فقد الباقي بالكامل تقريبًا.

وبناء على الحسابات، إذا قمت بتغطية 0.7% من سطح الأرض ببطاريات شمسية كفاءتها 10% (ومتوسط ​​كفاءة البطاريات الحديثة 15%-40%) فإن الطاقة الناتجة ستفي باحتياجات الجميع. البشرية بنسبة تزيد عن 100%. إذا استطاع الشخص أن يأخذ ما لا يقل عن واحد في المئة من الطاقة القادمة من الشمس لتلبية احتياجاته، فإن هذا من شأنه أن يحل مشاكل الطاقة للبشرية لعدة قرون قادمة.

ما الذي يؤثر على كمية الكهرباء المولدة؟

الموقع الجغرافي. وتعتمد كمية الطاقة الشمسية أيضًا على الموقع الجغرافي للموقع: فكلما اقتربنا من خط الاستواء، زاد حجمه.

موسم. تختلف كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض عن المتوسط ​​السنوي: في الشتاء يكون مؤشرها في حده الأدنى، بينما يصل في الصيف إلى قيمته القصوى.

الظواهر الطبيعية (هطول الأمطار). أثناء هطول الأمطار أو الثلوج، تكون السماء ملبدة بالغيوم بكثافة، ونتيجة لذلك تقل كمية الإشعاع الشمسي الواصل إلى سطح الأرض.

الظل من الأشجار والمنازل. وفي الظل تكون كمية الإشعاع الشمسي أقل مما هي عليه مباشرة في الشمس. ويفسر ذلك أنه عندما تصطدم بعائق على شكل منزل أو شجرة فإنه يتبدد.

كفاءة الألواح الشمسية الكهروضوئية. ويتم تحديدها من خلال قسمة قوة الطاقة الكهربائية على قوة ضوء الشمس الساقط على اللوحة. اليوم، متوسط ​​قيمة هذا المؤشر في الممارسة العملية هو 12-25٪.

تركيب الطاقة الشمسية للمنزل

تعتبر محطة الطاقة الشمسية للمنزل ضرورية في الحالات التالية:

• عندما يكون هناك قيود على الطاقة المخصصة من مورد الكهرباء، على سبيل المثال، القيود في SNT، بسبب الطاقة المحدودة لمحول الإدخال؛
• عندما تكون المنازل بعيدة جدًا عن محطة المحولات الفرعية، فإن تمديد الكابلات أو الأسلاك إليها لن يتناسب مع تكلفة شراء مصدر مستقل للكهرباء؛
• عندما يكون من الضروري ضمان إمداد الطاقة دون انقطاع لنظام ما، على سبيل المثال، شبكة كمبيوتر أو إنذار أمني. في هذه الحالة، من الضروري إيلاء اهتمام خاص لقدرة بنك البطارية.

على الرغم من كفاءتها المنخفضة، تعتبر الألواح الشمسية مصدرًا فعالًا للكهرباء بين مصادر الطاقة المستقلة والبديلة. يمكن لبطارية واحدة من الخلايا الشمسية بمساحة 10 أمتار مربعة أن توفر أكثر من 1 كيلوواط ساعة من الطاقة، وهذا سيضمن التشغيل الطبيعي للعديد من المصابيح الكهربائية والتلفزيون والكمبيوتر.

بالنسبة لمنزل ريفي يعيش فيه 3-4 أشخاص، في فترة الربيع والصيف وخلال ساعات النهار، قد تكون 20 مترًا مربعًا من مساحة الألواح الشمسية كافية (هذه هي طاقة الإنتاج الشهرية التقريبية - 200-300 كيلووات في الساعة، لموسكو المنطقة أكثر في الصيف وأقل في الشتاء).

ومن خلال شراء أجهزة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، يحصل صاحب المنزل على استقلال جزئي عن مورد الطاقة، ويمكنه في المستقبل، من خلال توسيع النظام، الحصول على قدر ما قد يحتاجه من الكهرباء في المستقبل.

لتحقيق الاستقلال الكامل في مجال الطاقة، ربما تحتاج إلى اختيار تركيب طاقة شمسية أكثر قوة، مقارنة بمعظم العروض القياسية في السوق. وهناك خيار آخر يتمثل في تركيب مولد إضافي يعمل بالديزل أو الغاز، والذي سيتم تشغيله إذا "كان كل شيء سيئًا حقًا". - الجو غائم لعدة أيام متتالية أو كنت قد تساقطت الثلوج. ولكن ربما هذا ليس ضروريا؟

تركيب الطاقة الشمسية للمؤسسات

يمكن استخدام الكهرباء الشمسية لتوفير الكهرباء لأنواع مختلفة من المؤسسات - محطات القطار ومراكز التسوق ومواقف السيارات ومراكز البيانات - ويمكن متابعة قائمة الكائنات لعدة صفحات.

عند إنشاء تركيبات الطاقة الشمسية للمنشآت الصناعية، يتم استخدام محولات ثلاثية الطور متصلة بالشبكة بقدرة 10 كيلو فولت أمبير وما فوق، حسب المتطلبات. يعمل هذا النوع من العاكسات حصريًا عندما يكون هناك جهد في الشبكة، حيث يقوم بمزامنة طاقة الخرج مع جهد وتردد شبكة إمداد الطاقة الرئيسية.

إذا تم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة الرئيسي، فسيتوقف توليد الطاقة الشمسية أيضًا. لذلك، لا يمكن استخدام هذه العاكسات كمصدر طاقة احتياطي.

الجانب الآخر من هذا الظرف هو أنه ليست هناك حاجة إلى بنك للبطاريات، والذي يمكن أن يكلف ما لا يقل عن ثلث تكلفة النظام بأكمله. وبشكل غير مباشر، يؤدي ذلك إلى تسريع استرداد المشروع بنسبة 30-40%.

الميزة الرئيسية لتركيب الألواح الشمسية في المؤسسات هي بالطبع توفير كبير في الطاقة. تظهر الحسابات أنه، مع مراعاة التثبيت والتشغيل الصحيحين، في معظم الحالات، فإن أي منشأة صناعية ستعيد الاستثمار في غضون 3-5 سنوات. تم الحصول على هذا الرقم لمنطقة موسكو. ما هي المدخرات؟

• يستهلك العقار التجاري كمية كبيرة من الكهرباء، مما يعني أنه سيتم استخدام كل الكهرباء الناتجة عن الطاقة الشمسية تقريبًا؛
• في كثير من الأحيان، يتزامن ذروة استهلاك المنشأة التجارية مع ذروة توليد الطاقة الشمسية. مثال: الصيف، الشمس في ذروتها، محل بقالة، الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة من خلال أنظمة تكييف الهواء ومعدات التبريد؛
• تكلفة كيلوواط ساعة للكيانات القانونية، حتى الآن، كانت دائما أعلى من تكلفة الأفراد - وهذا عامل غير مباشر، ولكنه يقلل من فترة الاسترداد؛
• إمكانية زيادة الطاقة المتصلة دون موافقة شركة تزويد الطاقة.

محطات الطاقة الشمسية

محطة الطاقة الشمسية هي هيكل هندسي يستخدم لتحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة كهربائية.

تنقسم محطات الطاقة الشمسية إلى فئتين كبيرتين:

محطات الطاقة الشمسية التي تستخدم الخلايا الكهروضوئية المدمجة في بطاريات الخلايا الشمسية (الألواح) لتحويل الطاقة. هذا هو النوع الأكثر شيوعا من التحويل. كل ما كتب أعلاه ينطبق على محطات الطاقة هذه. يعتمد حجم توليد المحطة على عدد الألواح الشمسية المثبتة.

هذا النوع من محطات الطاقة مناسب إما لشركات توليد الشبكات، التي من غير المرجح أن يقرأ ممثلوها هذه المادة، أو للمستوطنات المنفصلة ذات التشميس السنوي الجيد.

إن عدداً كبيراً من الأشخاص الذين يعيشون في المناطق النائية من وطننا معزولون عن قدرات التوليد الرئيسية. يتم توليد الكهرباء باستخدام مولدات الديزل، وهي كهرباء باهظة الثمن. إن تركيب محطة للطاقة الشمسية يجلب فوائد اقتصادية فورية.

العيب الرئيسي لتوليد الطاقة الكهروضوئية هو عدم القدرة على العمل ليلاً والحاجة إلى تركيب مولد إضافي أو مجموعة كبيرة من البطاريات.

الدرجة الثانية الكبيرة - محطات الطاقة الشمسية باستخدام الطاقة الحرارية . وتقوم فكرة الطريقة على تسخين سائل التبريد باستخدام الإشعاع الشمسي وتزويد البخار الناتج إلى شفرات توربينات المولد. يمكن أن تكون محطات توليد الطاقة من هذه الفئة من النوع البرجي والمعياري.

في محطات الطاقة الشمسية البرجية (SPP)يتم استخدام جهاز استقبال مركزي (حاوية سائل التبريد)، محاطًا بنظام واسع من عناصر المرآة التي تركز عليه. لتحقيق أقصى قدر من نقل الحرارة، تم تجهيز كل عنصر من عناصر المرآة بنظام تتبع الشمس. تركز "الأرانب المشمسة" على جهاز الاستقبال المركزي وتحول المبرد إلى بخار. يتم إمداد شفرات المولد بالبخار، ويتم تجميع الفائض منه داخل خزان إضافي؛ ويستخدم هذا الفائض في توليد الكهرباء ليلاً. العيب الرئيسي لمحطات الطاقة الشمسية البرجية هو تكلفتها العالية وأثرها الكبير، ولكن إذا كان هناك وفرة في المساحة، فإن بناء محطة الطاقة الشمسية هذه يكون له ما يبرره اقتصاديًا.

تم التعبير عن الفكرة الكامنة وراء تشغيل محطات الطاقة الشمسية من النوع البرجي منذ أكثر من 350 عامًا، ولكن أول بناء لمحطات الطاقة الشمسية من هذا النوع لم يتم إلا في عام 1965، وفي الثمانينيات تم بناء عدد من محطات الطاقة الشمسية القوية في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا الغربية والاتحاد السوفييتي وفي بلدان أخرى.

واحدة من أكبر المحطات البرجية اليوم هي محطة Ivanpah للطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء في كاليفورنيا. ويضم ثلاثة أبراج يصل ارتفاعها إلى 40 طابقاً، بالإضافة إلى 350 ألف مرآة بحجم أبواب المرآب. وتعكس المرايا ضوء الشمس على الغلايات الموجودة أعلى الأبراج، مما يؤدي إلى توليد البخار الذي يعمل على تشغيل المولدات. تبلغ الطاقة القصوى لمحطة الطاقة 392 ميجاوات ويمكنها توفير الكهرباء لـ 140 ألف أسرة.

في محطات الطاقة الشمسية المعياريةيتم استخدام عدد كبير من الوحدات، تحتوي كل منها على مكثف إشعاع شمسي أسطواني مكافئ وجهاز استقبال متصل فعليًا بالمولد الكهربائي. المبدأ الفيزيائي مشابه لمحطات الطاقة الشمسية البرجية، لكن من الناحية الفنية، كل وحدة هي الآن محطة طاقة صغيرة متصلة بشبكة شركة التوليد.

تكلفة تركيب توليد الطاقة الشمسية. ومتى سيؤتي ثماره كله؟

ومن الناحية الموضوعية، هناك اتجاه نحو الانخفاض المستمر في تكلفة محطات الطاقة الشمسية، مما يؤدي إلى انخفاض مستمر في تكلفة الكهرباء التي تولدها وانخفاض فترة الاسترداد لمثل هذه المشاريع. واليوم، هناك معادلة تدريجية لأسعار كيلووات/ساعة "الطاقة الشمسية" والكيلووات/ساعة التي يتم الحصول عليها بالطريقة التقليدية.

ويأخذ تحليل الاسترداد في الاعتبار عوامل مثل: نوع محطة الطاقة الشمسية والغرض منها، وموقعها الجغرافي، وطاقتها، وتكلفة الحلول البديلة التي سيتم مقارنتها بها.

تعتمد التكلفة بشكل كبير على المهام المعينة. بالنسبة للمنزل الريفي الذي يحتوي على سكن صيفي وطاقة متصلة صغيرة، ستكون التكلفة هي نفسها بالنسبة للمنزل الذي يضم إقامة على مدار العام، وستزيد التكلفة بما يتناسب مع الطاقة المتصلة. بالنسبة للمنشأة التجارية، غالبًا ما تكون تكلفة الكيلووات المتصلة أقل، وذلك لأن في كثير من الحالات ليست هناك حاجة للبطارية.

فترة الاسترداد لمحطة توليد الكهرباء لمنشأة تجارية هي 3 - 5 سنوات. النظام القطري، عند استخدامه فقط في عطلات نهاية الأسبوع، سيؤتي ثماره لفترة أطول بكثير (15 عامًا على الأقل). تركيب الطاقة الشمسية لمنزل ريفي مع إقامة دائمة سيدفع ثمنه خلال 7-10 سنوات.

يعتمد الكثير على تكلفة الكيلوواط ساعة التي يشتري بها العميل الكهرباء من الولاية ومنطقة التركيب.

في بعض الأحيان، تحاول شركات التركيب "بيع الحلم"، واعدة باسترداد فوري تقريبًا مقابل تركيب الطاقة الشمسية في المنزل. في نسبة معينة من الحالات سيحدث هذا، لكن من واقع الخبرة مثل هذه الحالات أقل من 20%. لا تعتمد فترة الاسترداد إلى حد كبير على سعر التركيب، ولا على الشركة المصنعة، ولا حتى على سعر الكيلووات في الساعة، ولكن على مدى استهلاكك للكهرباء بالضبط. إذا كان الاستهلاك صغيرًا، فسوف يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى يؤتي ثماره. والخبر السار هو أنه مع الاستهلاك المنخفض يمكنك تقليل تكاليفك الأولية بشكل كبير.

يعد تركيب الطاقة الشمسية في منزل صغير، أولاً، أداة للراحة والاستقلال، وثانيًا، وسيلة لتوفير المال.

المميزات والعيوب

تشمل مزايا الألواح الشمسية ما يلي:

• التوفر العام وعدم استنفاد مصدر الطاقة (الشمس)؛
• سلامة بيئية بنسبة 100%؛
• إمكانية الاستخدام على المدى الطويل - عمر الخدمة 25 سنة أو أكثر؛
• يتم توفير الكهرباء من الألواح الشمسية بشكل مستقل تماما؛
• بعد التثبيت - طاقة مجانية؛
• لا يلزم الحصول على موافقات لتركيب الألواح الشمسية.

وفي الوقت نفسه، لديهم أيضًا عدد من العيوب:

• ارتفاع التكاليف الأولية وعدم كفاية الكفاءة.
• كفاءة منخفضة في الشتاء وكذلك في الطقس الغائم والضبابي.
• الحاجة إلى معدات إضافية (البطاريات، والعاكسات، وما إلى ذلك) وأماكن مساعدة لاستيعابها.
• الاعتماد على الوقت من السنة في مناطق مناخية معينة.

نحن نعيش في عالم المستقبل، على الرغم من أن هذا ليس ملحوظا في جميع المناطق. على أية حال، فإن إمكانية تطوير مصادر جديدة للطاقة تتم مناقشتها بجدية في الدوائر التقدمية اليوم. واحدة من المجالات الواعدة هي الطاقة الشمسية.

في الوقت الحالي، يتم الحصول على حوالي 1% من الكهرباء الموجودة على الأرض من معالجة الإشعاع الشمسي. فلماذا لم نتخلى عن الأساليب الأخرى "الضارة" حتى الآن، وهل سنتخلى عنها أصلا؟ ندعوك لقراءة مقالتنا ومحاولة الإجابة على هذا السؤال بنفسك.

كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء

لنبدأ بالأمر الأكثر أهمية، وهو كيفية معالجة أشعة الشمس وتحويلها إلى كهرباء.

العملية نفسها تسمى "توليد الطاقة الشمسية" . الطرق الأكثر فعالية لضمان ذلك هي كما يلي:

• الخلايا الكهروضوئية.
• الطاقة الحرارية الشمسية
• محطات توليد الطاقة الشمسية.

دعونا ننظر إلى كل واحد منهم.

الخلايا الكهروضوئية

في هذه الحالة، يظهر التيار الكهربائي بسبب تأثير الضوئية. المبدأ هو كما يلي: ضوء الشمس يضرب الخلية الكهروضوئية، وتمتص الإلكترونات طاقة الفوتونات (جسيمات الضوء) وتبدأ في التحرك. ونتيجة لذلك، نحصل على الجهد الكهربائي.

وهذه بالضبط هي العملية التي تحدث في الألواح الشمسية، والتي تعتمد على عناصر تقوم بتحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء.

تصميم الألواح الكهروضوئية في حد ذاته مرن للغاية ويمكن أن يكون له أحجام مختلفة. ولذلك، فهي عملية جدا للاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الألواح بخصائص عالية الأداء: فهي مقاومة لهطول الأمطار وتغيرات درجات الحرارة.

وإليك كيف يعمل وحدة الألواح الشمسية منفصلة:

يمكنك أن تقرأ عن استخدام الألواح الشمسية كأجهزة شحن ومصادر للطاقة للمنازل الخاصة وللتحسين الحضري وللأغراض الطبية.

الألواح الشمسية ومحطات الطاقة الحديثة

وتشمل الأمثلة الأخيرة الألواح الشمسية للشركة سيستين سولار. يمكن أن تحتوي على أي ظل وملمس، على عكس الألواح الزرقاء الداكنة التقليدية. وهذا يعني أنه يمكن استخدامها "لتزيين" سطح المنزل كما يحلو لك.

تم اقتراح حل آخر من قبل مطوري Tesla. لقد أطلقوا ليس فقط الألواح، ولكن مواد التسقيف الكاملة التي تعالج الطاقة الشمسية. يحتوي على وحدات شمسية مدمجة ويمكن أن يحتوي أيضًا على مجموعة واسعة من التصميمات. وفي الوقت نفسه، فإن المادة نفسها أقوى بكثير من بلاط السقف العادي؛ بل إن Solar Roof لها ضمان لا نهاية له.

مثال على محطة الطاقة الشمسية الكاملة هي المحطة التي تم بناؤها مؤخرًا في أوروبا بألواح مزدوجة الجوانب. هذا الأخير يجمع كلا من الإشعاع الشمسي المباشر والإشعاع العاكس. يتيح لك ذلك زيادة كفاءة توليد الطاقة الشمسية بنسبة 30%. ومن المتوقع أن تولد هذه المحطة حوالي 400 ميجاوات في الساعة سنويا.

من الفائدة أيضا أكبر محطة طاقة شمسية عائمة في الصين. قوتها 40 ميغاواط. هذه الحلول لها 3 مزايا مهمة:

• ليست هناك حاجة لاحتلال مساحات كبيرة من الأراضي، وهو أمر مهم بالنسبة للصين؛
• في الخزانات، ينخفض ​​\u200b\u200bتبخر الماء.
• تسخن الخلايا الكهروضوئية نفسها بشكل أقل وتعمل بكفاءة أكبر.

بالمناسبة، تم بناء محطة الطاقة الشمسية العائمة هذه على موقع مؤسسة مهجورة لتعدين الفحم.

تعد التكنولوجيا القائمة على التأثير الكهروضوئي هي الأكثر واعدة اليوم، ووفقا للخبراء، ستكون الألواح الشمسية قادرة على إنتاج حوالي 20٪ من الطلب العالمي على الكهرباء في الثلاثين إلى الأربعين سنة القادمة.

الطاقة الحرارية الشمسية

هنا النهج مختلف قليلا، لأن ... يستخدم الإشعاع الشمسي لتسخين حاوية تحتوي على سائل. وبفضل ذلك يتحول إلى بخار يقوم بتدوير التوربين، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء.

تعمل محطات الطاقة الحرارية على نفس المبدأ، ويتم تسخين السائل فقط عن طريق حرق الفحم.

المثال الأكثر وضوحا لاستخدام هذه التكنولوجيا هو محطة إيفانباه للطاقة الشمسيةفي صحراء موهافي. إنها أكبر محطة للطاقة الشمسية الحرارية في العالم.

تعمل منذ عام 2014 ولا تستخدم أي وقود لإنتاج الكهرباء - فقط الطاقة الشمسية الصديقة للبيئة.

ويوجد غلاية الماء في الأبراج والتي يمكنك رؤيتها في وسط الهيكل. يوجد حول البرج مجال من المرايا التي توجه أشعة الشمس إلى أعلى البرج. وفي هذه الحالة، يقوم الكمبيوتر بتدوير هذه المرايا باستمرار حسب موقع الشمس.

يتركز ضوء الشمس على البرج

وتحت تأثير الطاقة الشمسية المركزة، تسخن المياه الموجودة في البرج وتتحول إلى بخار. يؤدي هذا إلى خلق ضغط ويبدأ البخار في تدوير التوربين، مما يؤدي إلى إطلاق الكهرباء. وتبلغ قوة هذه المحطة 392 ميجاوات، ويمكن مقارنتها بسهولة بمتوسط ​​محطة الطاقة الحرارية في موسكو.

ومن المثير للاهتمام أن مثل هذه المحطات يمكن أن تعمل أيضًا في الليل. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق وضع جزء من البخار الساخن في المخزن واستخدامه تدريجيًا لتدوير التوربين.

محطات توليد الطاقة الشمسية

هذا الحل الأصلي، على الرغم من عدم استخدامه على نطاق واسع، لا يزال له مكان.

يتكون التثبيت نفسه من 4 أجزاء رئيسية:

• المناطيد – يقع في السماء، ويجمع الإشعاع الشمسي. يدخل الماء إلى الكرة ويسخن بسرعة ويتحول إلى بخار.
• خط البخار - من خلاله ينزل البخار تحت الضغط إلى التوربين، مما يؤدي إلى دورانه.
• التوربينات - تحت تأثير تدفق البخار، تدور وتولد الطاقة الكهربائية.
• المكثف والمضخة - يتم تكثيف البخار الذي يمر عبر التوربين في الماء ويرتفع إلى البالون باستخدام مضخة، حيث يتم تسخينه مرة أخرى إلى حالة بخار.

ما هي مميزات الطاقة الشمسية

• ستستمر الشمس في تزويدنا بطاقتها لعدة مليارات من السنين. وفي الوقت نفسه، لا يحتاج الناس إلى إنفاق الأموال والموارد لاستخراجها.
• إن توليد الطاقة الشمسية هو عملية صديقة للبيئة تمامًا وليس لها أي مخاطر على الطبيعة.
• استقلالية العملية. يتم حصاد ضوء الشمس وتوليد الكهرباء بأقل قدر من التدخل البشري. الشيء الوحيد الذي عليك القيام به هو الحفاظ على نظافة أسطح العمل أو المرايا.
• يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية المستهلكة وإعادة استخدامها في الإنتاج.

مشاكل تطوير الطاقة الشمسية

رغم تطبيق أفكار للحفاظ على تشغيل محطات الطاقة الشمسية ليلاً، إلا أنه لا أحد محصن من تقلبات الطبيعة. تؤدي السماء الملبدة بالغيوم لعدة أيام إلى تقليل إنتاج الكهرباء بشكل كبير، لكن السكان والشركات بحاجة إلى إمدادات متواصلة.

إن بناء محطة للطاقة الشمسية ليس بالأمر السهل. ويرجع ذلك إلى ضرورة استخدام العناصر النادرة في تصميمها. ليست كل البلدان على استعداد لإهدار ميزانياتها على محطات طاقة أقل قوة عندما تكون هناك محطات طاقة حرارية ومحطات طاقة نووية عاملة.

يتطلب وضع مثل هذه المنشآت مساحات كبيرة وفي الأماكن التي يكون فيها الإشعاع الشمسي بمستوى كافٍ.

كيف يتم تطوير الطاقة الشمسية في روسيا؟

لسوء الحظ، لا تزال بلادنا تحرق الفحم والغاز والنفط بأقصى سرعة، وستكون روسيا بالتأكيد من بين آخر الدول التي تحولت بالكامل إلى الطاقة البديلة.

ان يذهب في موعد يمثل توليد الطاقة الشمسية 0.03٪ فقط من ميزان الطاقة في الاتحاد الروسي. وللمقارنة، يبلغ هذا الرقم في ألمانيا أكثر من 20%. لا يهتم أصحاب المشاريع الخاصة بالاستثمار في الطاقة الشمسية بسبب فترة الاسترداد الطويلة وليس الربحية العالية، لأن الغاز أرخص بكثير في بلدنا.

في مناطق موسكو ولينينغراد المتقدمة اقتصاديا، يكون النشاط الشمسي عند مستوى منخفض. وهناك، فإن بناء محطات الطاقة الشمسية ليس عمليا بكل بساطة. لكن المناطق الجنوبية واعدة للغاية.

مصادر الطاقة الوحيدة في معظم أنحاء روسيا هي محطات توليد الطاقة بالديزل أو البنزين. ولتطوير إنتاج الطاقة على أساس استخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، بما يتوافق مع الأساليب الحديثة للبيئة، تحتاج الدولة إلى جذب اهتمام المستثمرين.

تجربة أوروبية خالصة

بدأت دول الاتحاد الأوروبي في إدخال استخدام الطاقة الشمسية كجزء من تقليل الاعتماد على الهيدروكربونات ومن أجل تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي. قد يصل إجمالي القدرة المركبة لمحطات الطاقة الشمسية (SPP) في العالم إلى 500 جيجاوات بحلول عام 2019، وفقًا لتقرير تحليلي صادر عن شركة الاستشارات الدولية IHS. وفي نهاية عام 2014، بلغ حجم توليد الطاقة الشمسية 180 جيجاوات. واليوم، تم استثمار أكثر من 150 مليار دولار في الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم، ويزداد هذا الحجم بنسبة 15% إلى 20% سنوياً.

تعد ألمانيا إحدى الدول الرائدة عالميًا في سوق توليد الطاقة الشمسية، حيث تمثل 31% من إجمالي القدرة. ومن السمات الفريدة لإنتاج الطاقة الشمسية في هذا البلد أن 90% من جميع الألواح موجودة على أسطح المنازل. علاوة على ذلك، فإن نصف محطات الطاقة الشمسية مملوكة لأفراد، وليس لشركات توليد.

وفقا لتقرير صادر عن جمعية صناعات الطاقة الشمسية (SEIA) وشركة GTM للأبحاث، سيكون هناك أكثر من مليون منشأة للطاقة الشمسية تعمل في الولايات المتحدة بحلول نهاية هذا العام - بزيادة قدرها 36٪ عن عام 2014. لقد تم تشغيل المزيد من محطات الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة في العامين الماضيين مقارنة بالسنوات الـ 38 الماضية.

وتمثل الصين واليابان الآن مجتمعتين 50% من سوق الطاقة الشمسية العالمية. وتخطط الهند لزيادة قدرتها على تركيب الطاقة الشمسية من 2 جيجاوات إلى 20 جيجاوات على المدى المتوسط.

البديل الروسي

وفي روسيا، تبلغ حصة توليد الطاقة الشمسية 0.5-0.8% فقط من إجمالي قدرة محطات الطاقة. وفقًا لنائب وزير الطاقة أليكسي تيكسلر، الذي استشهد به في سبتمبر في مقابلة مع قناة روسيا 24 التلفزيونية، فمن المخطط بحلول عام 2024 إدخال حوالي 1.6 جيجاوات من قدرة توليد الطاقة الشمسية في روسيا. تم إطلاق أول محطة للطاقة الشمسية في ألتاي، وتضاعفت قدرتها هذا الخريف إلى 10 ميجاوات. وعلى مدى السنوات الخمس المقبلة، من المقرر بناء أربع محطات طاقة مماثلة في المنطقة. في الوقت الحالي، تعمل مجموعة من الألواح الشمسية في منطقة بيلغورود. في شبه جزيرة القرم، يتم إنتاج ما يصل إلى 20٪ من الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة - في المقام الأول الألواح الشمسية ومحطات طاقة الرياح.

وتبلغ القدرة الإجمالية لمشاريع محطات الطاقة الشمسية، والتي من المقرر تشغيلها قبل نهاية عام 2015، 175.2 ميجاوات. وينبغي أن تظهر محطات الطاقة الشمسية بقدرة إجمالية مركبة تبلغ 90 ميجاوات في منطقة أستراخان، و30 ميجاوات في منطقة أورينبورغ، و15 ميجاوات في منطقة بيلغورود وباشكيريا.

يتم تنفيذ عائد الاستثمار في بناء محطات الطاقة الشمسية على أساس اتفاقية إمداد الطاقة (PDM) قياسًا على التوليد التقليدي. وفقًا لهذه الوثيقة، تتلقى شركة التوليد الدفع مقابل الطاقة التي تزودها لسوق الجملة. يتم حساب معلمات التعريفة لكل كائن على حدة.

وبدعم حكومي، يجري بناء المصانع لإنتاج مكونات محطات الطاقة الشمسية. وهذا يجعل من الممكن تلبية المتطلبات القانونية، والتي بموجبها يجب إنتاج ما يصل إلى 70٪ من معدات محطات الطاقة الشمسية في روسيا. ومن المخطط بناء مثل هذه المصانع في منطقة موسكو وتتارستان. في الوقت الحالي، تم بالفعل بناء مصنع هيفيل لإنتاج وحدات الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة في تشوفاشيا.

ووفقا للخبراء، فإن هذه المعدات باهظة الثمن للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في القطاع الخاص من الاقتصاد؛ وتتراوح فترة الاسترداد من أربع إلى سبع سنوات. ولذلك، فإن كيلووات من الكهرباء المنتجة باستخدام الألواح الشمسية لا تزال أغلى بكثير من الكهرباء بتعريفة الدولة.

وفي مثل هذه الظروف، لا يمكن للسوق أن يتطور بفعالية إلا بدعم من الدولة. على سبيل المثال، أجرت المملكة المتحدة تجربة في عام 2013 - حيث تم إطلاق الألواح الشمسية للبيع في سلسلة البيع بالتجزئة. بلغت تكلفة 18 لوحة 5.7 ألف جنيه إسترليني (9.2 ألف دولار)؛ وتم إصدار إعانات حكومية لشرائها. وفي وقت لاحق، تم منح المستخدمين الفرصة لبيع فائض الكهرباء للدولة.

وعلى الرغم من الأزمة الاقتصادية، فإن المحللين يقدرون بشدة إمكانات الصناعة. كما يلاحظ أنطون أوساتشيف، رئيس جمعية الطاقة الشمسية الروسية، في السنوات الخمس الماضية، أصبحت تقنيات ومعدات إنتاج الطاقة الشمسية أرخص بشكل ملحوظ، بينما زادت في الوقت نفسه كفاءة الوحدات الشمسية. بفضل هذا، يمكننا اليوم أن نتحدث عن إمكانية المنافسة الكاملة بين الطاقة الشمسية والتوليد التقليدي.

المستثمرون غير مهتمين

يتطور استخدام طاقة الرياح في روسيا بشكل أبطأ من الطاقة الشمسية. وتقع محطة طاقة الرياح الصناعية الوحيدة في منطقة كالينينغراد، وتوجد محطات لتوليد الطاقة في تشوكوتكا وباشكيريا وكالميكيا وكومي. وفي العام الماضي، حصلت روسيا على 16.8 ميجاوات فقط من الطاقة من مزارع الرياح. تمت الموافقة على مخطط بنائها على الأراضي الروسية من قبل رئيس الوزراء ديمتري ميدفيديف في عام 2013. ووفقا لهذه الخطط، ينبغي بناء 16 محطة لتوليد طاقة الرياح في البلاد خلال 15 عاما.

ومع ذلك، فإن المستثمرين غير راضين عن الظروف التي تطورت في هذا السوق. وتنطبق نفس القواعد هنا على توليد الطاقة الشمسية، مما يعني ضمنا وجود حصة عالية للمعدات المنزلية. لكن في بلادنا لا يوجد إنتاج لمكونات محطات طاقة الرياح، ويجب شراؤها من الخارج. ولذلك، لم يكن هناك حتى الآن أي شخص يرغب في بناء توربينات الرياح.

حاولت السلطات الروسية منذ فترة طويلة جذب انتباه المستثمرين إلى إنشاء مزرعة رياح كبيرة بقدرة إجمالية تتراوح بين 50 و70 جيجاوات في شمال الشرق الأقصى. وقال وزير الطاقة ألكسندر نوفاك في فبراير من هذا العام إن هذه القضية قيد المناقشة مع شركاء أجانب. في 10 سبتمبر، أعلنت شركة RAO Energy System of the East عن افتتاح أكبر مزرعة رياح في الشرق الأقصى في قرية أوست-كامتشاتسك. يتم بناء المجمع بمشاركة المنظمة الحكومية اليابانية لتطوير الطاقة الجديدة والتقنيات الصناعية NEDO، التي تبرعت بالمعدات للمتنزه. يسعى اليابانيون في هذا المشروع إلى تحقيق هدف علمي وهو اختبار أداء المنشآت في المناخات الباردة.

يتكون مجمع أوست-كامتشاتكا من ثلاث محطات لتوليد طاقة الرياح بقدرة إجمالية تبلغ 900 كيلووات. ومن المتوقع أنه من خلال الاستبدال الجزئي لإنتاج الطاقة من خلال محطة توليد الكهرباء بالديزل في القرية، سيتم توفير أكثر من 550 طنًا من الوقود سنويًا. ومن المقرر أن يبدأ تشغيله في نهاية عام 2015. ومن الممكن بعد ذلك بناء سبعة توربينات رياح أخرى، ونتيجة لذلك ستصل قدرة المجمع إلى 3 ميجاوات.

بالإضافة إلى الشرق الأقصى والشمال، في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية في الجزء الأوروبي من روسيا، هناك عدد غير قليل من الأماكن التي يمكن اعتبار استخدام مزارع الرياح فيها واعدًا. هذا هو الشمال الغربي من البلاد - مناطق مورمانسك وأرخانجيلسك ولينينغراد. وكذلك المناطق الجنوبية - إقليم كراسنودار، وكراشاي-شركيسيا، وروستوف، وفولغوجراد، ومناطق أستراخان، وكالميكيا، كما يقول إيجور بريزغونوف، رئيس جمعية صناعة الرياح الروسية.

وفي نهاية شهر يوليو من هذا العام، أصدر رئيس الوزراء ديمتري ميدفيديف مرسومًا بتمديد البرنامج لدعم توليد طاقة الرياح في سوق الجملة للكهرباء والقدرة. وتم تمديد الدعم لمدة أربع سنوات، من 2020 إلى 2024. في المجموع، بحلول عام 2024، من المخطط تشغيل مرافق توليد طاقة الرياح بسعة 3600 ميجاوات، في 2015-2016 - بمقدار 50 و 51 ميجاوات، على التوالي. وتقول المذكرة التوضيحية: "تهدف الوثيقة إلى الحفاظ على المستوى الضروري من المنافسة في سوق طاقة الرياح والاستثمار في نشر معدات إنتاج جديدة".

يعد مولد الطاقة الشمسية بديلاً رائعًا: فهو آمن، ويمكن تشغيله لفترة طويلة، ولا يتطلب تغيير الوقود، كما أنه صديق للبيئة. يمكنك بسهولة تجميع مولد طاقة شمسية محمول بنفسك، فقط اتبع هذه التعليمات.

أساس المولد هو بطارية يتم شحنها باستخدام الألواح الشمسية. يمكن للبطارية تشغيل مصباح 12 فولت ومأخذ كهربائي واحد باستخدام محول. على عكس مولدات البنزين أو الديزل، يمكن استخدام هذا المولد مباشرة في الداخل، ولا يصدر عادمًا ويعمل بصمت تام. يتم التحكم في كمية الطاقة المولدة فقط من خلال سعة البطارية، حتى تتمكن من بناء المولد الذي تحتاجه بالضبط.

هناك نوعان من المولدات التي يمكن تجميعها: مولد الكل في واحد، حيث تكون جزءًا من المولد نفسه، أو نسخة منفصلة، ​​حيث يتم تثبيت اللوحة الشمسية على جدار أو سقف المنزل، و يتم توصيل باقي الآلية بها عندما تحتاج إلى شحن البطارية. في كلتا الحالتين، التجميع هو نفسه، فقط الغلاف يختلف. من الأفضل اختيار المولد المنفصل إذا كنت بحاجة إلى توفير الكهرباء لمنزل ريفي أو مرآب، في حين يفضل المولد الشامل عندما تحتاج حرفيًا إلى الكهرباء أثناء التنقل.

لتجميع مولد للطاقة الشمسية سوف تحتاج إلى:

· الألواح الشمسية الكهروضوئية - تجمع ضوء الشمس وتحوله إلى كهرباء.

· بطارية 12 فولت - تتراكم الطاقة لاستخدامها مرة أخرى؛

· جهاز التحكم بالشحن - يوقف اللوحة لمنع الشحن الزائد للبطارية؛

· محول الجهد 12 فولت - 240 وات - يحول الجهد المستقبل إلى تيار متردد 240 وات؛

· مصباح موفر للطاقة 12 فولت (اختياري) - وسيلة موفرة للطاقة لتوفير إضاءة ساطعة؛

· حقيبة مجموعة الأدوات (اختيارية) - تعمل بمثابة غلاف للمولد.

حساب الطاقة المطلوبة

يعتمد حجم الأجزاء المختلفة على كمية الكهرباء التي تريد إخراجها والمدة التي تريد أن يعمل فيها المولد الخاص بك. عادةً ما يستمر انقطاع التيار الكهربائي النموذجي أقل من ساعة واحدة وفي حالات نادرة جدًا أقل من 4 ساعات. خلال هذا الانقطاع، يريد معظم سكان المنازل الحديثة أن تستمر الثلاجة في العمل وأن تكون هناك إضاءة. حتى أصغر الألواح الشمسية يمكنها التعامل مع هذه المتطلبات.

على مدار 24 ساعة، ينفق صاحب المنزل العادي تقريبًا 800-1000 واط في الساعة. وفي حالات الطوارئ يتم تقليل هذا الاستهلاك إلى 75-200 واط في الساعة- هذا يكفي فقط للإضاءة وتشغيل الأجهزة التي تتطلب إمدادًا مستمرًا بالكهرباء، مثل الثلاجة أو الفريزر. لكل 100 واط*ساعةأنت بحاجة إلى بطارية ذات سعة 10 آه. وبالتالي الحصول على 200 فولتلمدة أربع ساعات تحتاج إلى بطارية ذات سعة 80 أ*ساعة.

سنحتاج إلى بطارية حمض الرصاص (وتسمى أيضًا بطارية الجر). تبدو هذه البطاريات مماثلة لبطاريات السيارات، لكن لها تركيبًا كيميائيًا وميكانيكيًا مختلفًا. لا يمكننا استخدام بطاريات السيارة لمولدنا لأنها غير مصممة لتفريغها بالكامل وسوف تتدهور بمجرد حدوث ذلك. يمكن شراء بطاريات الرصاص الحمضية من متاجر البطاريات المتخصصة ومحلات تصليح السيارات.

بمجرد حساب سعة البطارية، يمكنك حساب حجم اللوحة الشمسية. سيعتمد ذلك على عدد المرات التي تخطط فيها لاستخدام المولد، وحجم سعة البطارية، ومقدار ضوء الشمس الذي يصل إلى المنطقة التي تخطط لاستخدامه فيها. إذا تم تركيب اللوحة الشمسية في الخارج باتجاه الجنوب بزاوية 45 درجة مئوية تقريبًا، فستنتج تقريبًا 2-2.5 مرات أكثرمما هو مذكور في المواصفات الفنية، وفي الصيف - أكثر 4-8 مرات.

تعد إعادة الشحن السريع أمرًا ضروريًا حتى يكون المولد جاهزًا للاستخدام مرة أخرى في وقت قريب بما فيه الكفاية. ومع ذلك، إذا اخترت لوحة شمسية كبيرة جدًا، فسيكون من الصعب جدًا دفع ثمنها وستذهب معظم الطاقة التي تنتجها سدى. سيكون الحل الوسط هو شراء بطارية ستستغرق إعادة شحنها بالكامل 10-15 يوما. لا تحاول شحن البطارية جزئيًا، فهذا سيؤدي إلى تلفها بسرعة. يمكنك دائمًا تزويد اللوحة الشمسية بمصدر طاقة آخر لشحن البطارية بشكل أسرع.

لحساب قوة اللوحة الشمسية، خذ سعة البطارية بـ Ah واضربها بعدد فولت (عادة 12). اقسم الرقم الناتج على 2.5 (ساعات الشحن بالطاقة الشمسية يوميًا في الشتاء) واقسمه على عدد الأيام التي تتوقع فيها شحن البطارية بالكامل. الرقم الناتج هو قوة اللوحة الشمسية (بالواط).

على سبيل المثال، توفر البطارية ذات تصنيف 12 فولت 80 أمبير*ساعة 960 واط ساعة من الطاقة.

960/2.5 ساعة = 384.

384/15 يوم = 25.6 واط- هذه هي الطاقة المطلوبة للوح الشمسي.

محولات الجهد

تأخذ المحولات جهد 12 فولت من البطارية وتحوله إلى 240 فولت تيار متردد. هناك العديد من خيارات العاكس المتاحة من 75 واط إلى 3 كيلو واط ومن المهم عدم التحميل الزائد عليها. يمكن أن تصبح المحولات ساخنة جدًا أثناء التشغيل، لذلك إذا كنت تريد وضع أجزاء المولد في علبة، فمن المهم ترك مساحة كافية حول المحول لتجنب ارتفاع درجة حرارة بقية المكونات. عند شراء محول، نوصي باختيار محول يتمتع بالحماية ضد نقص الطاقة. عندما يكون هناك القليل جدًا من الشحن المتبقي في البطارية، سيتم إيقاف تشغيل العاكس بدلاً من استنزاف البطارية بالكامل. يعد تفريغ بطارية الرصاص الحمضية بالكامل أمرًا خطيرًا لأنه قد يؤدي إلى تلف البطارية أو تدميرها، لذا من الأفضل تجنب ذلك.

ما مقدار الطاقة التي تستهلكها الأجهزة؟

يمكنك معرفة مقدار الطاقة التي تستخدمها الأجهزة التي تستخدمها من خلال قراءة المعلومات الموجودة إما على الجزء الخلفي أو السفلي من الجهاز، أو على الملصق الموجود على المحول. في أغلب الأحيان، تتم الإشارة إلى هذه البيانات بالفولت والأمبير. على سبيل المثال، قد يكون لمحول الكمبيوتر المحمول جهد 19.5 فولت وتيار 4.5 أمبير. وبضرب هاتين القيمتين، يمكنك معرفة عدد الوات الذي يستخدمه الجهاز في الساعة - وبذلك نحصل على أن الكمبيوتر المحمول يستهلك الحد الأقصى 88 واط*ساعة.

من الصعب تقديم جدول لاستهلاك الكهرباء هنا، حيث أن المتطلبات تختلف بشكل كبير من طراز إلى آخر حتى لجهاز واحد. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد الكثير على فئة كفاءة استخدام الطاقة للجهاز. يظهر الاستهلاك التقريبي للأجهزة الرئيسية في الجدول 1:

الجدول 1. استهلاك الطاقة للأجهزة المختلفة.

مصباح توفير الطاقة
ثلاجة فئة أ
فريزر فئة أ
ثلاجة فئة F	150-180 فولت * ساعة
مجفف طبل	1200-1400 فولت * ساعة
غسالة صحون فئة أ
غسالة أطباق من الفئة E	150-200 فولت * ساعة
كمبيوتر شخصي مع شاشة	350-450 فولت * ساعة
تلفزيون 24 بوصة CRT
تلفزيون بشاشة مسطحة 15 بوصة
تلفزيون بشاشة مسطحة 32 بوصة	240-300 فولت*ساعة
فرن ميكروويف صغير
فرن ميكروويف كبير
مكنسة كهربائية موفرة للطاقة
معجب
غلاية موفرة للطاقة

وكما يتبين من هذا الجدول، يوجد في كل منزل أجهزة تستهلك الكثير من الكهرباء. عند التخطيط للمولد الخاص بك، يجب تجنب هذه الأنواع من الأجهزة إن أمكن. على سبيل المثال، بدلاً من تطوير لوحة شمسية كبيرة، من الأفضل بكثير التحول إلى التدفئة والطهي بالغاز.

اختيار الألواح الشمسية الكهروضوئية.

هناك نوعان من الألواح الشمسية - غير متبلورة وبلورية.

عديم الشكل الألواح أكبر لأنها أقل فعالية في ضوء الشمس المباشر. لكن مثل هذه الألواح تولد معظم طاقتها في ظروف الإضاءة المنخفضة، ويمكن حتى شحنها بواسطة ضوء القمر ومصابيح الشوارع.

بلوري تكون الألواح أصغر بحوالي 3 مرات من الألواح غير المتبلورة، مما يجعلها قابلة للحمل وسهلة التركيب. سعرها أعلى من سعر الألواح غير المتبلورة، ولكن يمكنك العثور على خيارات مماثلة في السعر.

تجميع المولدات

الخطوة 1 - تركيب المولد

أولاً، أخذنا مصدر طاقة قديمًا غير منقطع بدون بطارية، وفتحناه وأخرجنا جميع الأجزاء من الغلاف. يمكنك بالطبع ترك الغلاف: فهو أكثر أمانًا بيننا من الأسلاك الموجودة هنا وهناك المتصلة بجهد 230 فولت. لكننا أردنا وضع المولد في علبة أدوات بلاستيكية لتسهيل حمل المولد. في UPS، أول شيء عليك القيام به هو إيقاف تشغيل الإشارة التي تصدر صوتًا مستمرًا عند انقطاع التيار الكهربائي. تم تحقيق ذلك عن طريق فصل مكبر الصوت باستخدام مفك براغي صغير. وبعد ذلك تم توصيل جميع البطاريات بالتوازي مع بعضها البعض وتوصيلها بـ UPS.

عند توصيل البطاريات، من المهم جدًا الحفاظ على القطبية الصحيحة. نظرًا لأنها متصلة بالتوازي، سيعمل المولد الخاص بنا حتى لو كانت قطبية بعضها غير صحيحة، ولكن بعد ذلك ستفشل البطاريات بسرعة.

التحقق من الخطوة 1

قبل أن تقوم بتوصيل اللوحة الشمسية، عليك التأكد من أن المولد يعمل. كان لدينا بطاريتين بقوة 12 فولت، إحداهما بقدرة 14 أمبير*ساعة، والثانية بقدرة 4.5 أمبير*ساعة، وهو ما أعطى إجماليًا 18 أمبير*ساعة، والذي يمكنك العمل معه. مع الأخذ في الاعتبار كفاءة البطارية وتسرب المحول، يجب أن نحصل على ما يقرب من ذلك 200 واطالطاقة - كافية لتزويد المنزل بالطاقة في حالات الطوارئ ساعاتين.

بعد توصيل UPS بالشبكة وشحن البطاريات بالكامل، قمنا بفصل الجهاز من الشبكة، وقمنا بتوصيل التلفزيون والكمبيوتر المحمول والمصباح المكتبي به وتركنا هذه الأجهزة قيد التشغيل حتى نفاد البطاريات. إجمالي الطاقة التي تتطلبها هذه الأجهزة يساوي 189 واط. كان المولد قادرًا على الحفاظ على الطاقة 1 ساعة و 4 دقائقحتى تفريغها بالكامل - المجموع قوة 201 واط.

الخطوة 2 – توصيل الألواح الشمسية

يعد جهاز التحكم بالشحن أحد أهم أجزاء هذه المجموعة، فهو يمنع البطاريات من الشحن الزائد. الشحن الزائد يشكل خطورة كبيرة على البطاريات لأنه قد يؤدي إلى تلفها. في أسوأ السيناريوهات، قد تشتعل البطاريات أو تنفجر. تم توصيل وحدة التحكم واللوحة كما هو موضح في الشكل:

التحقق من الخطوة 2

أخذنا المولد إلى الخارج، نظرًا لأن اليوم كان مشمسًا تمامًا، وقمنا بفحصه باستخدام جهاز اختبار حتى لا يتعرض أحد للصعق الكهربائي بسبب علبة UPS. أرسلت لوحة لدينا تقريبا. 720-780 مللي أمبيرلكل بطارية، وهو ما يعادل تقريبًا 9 واطالسلطة في 17.2 فولت- يكفي لإعادة شحن بطاريات 12 فولت. وبناء على ذلك، كان من المقدر أن يستغرق الأمر من 3 إلى 7 أيام، إذا كانت اللوحة تتلقى القليل من ضوء الشمس المباشر على الأقل كل يوم.

الخطوة 3 - التجميع النهائي

الخطوة الأخيرة هي وضع الهيكل بأكمله في العلبة. كان هدفنا هو الحصول على نظام محمول، لذلك كان من المهم التأكد من تعبئة البطاريات بعناية. استخدمنا شريط فيلكرو واسع لتأمين كل شيء بشكل جيد. تم تثبيت اللوحة الشمسية على السطح الخارجي للعلبة باستخدام أسمنت البناء. بعد ذلك تم وضع جميع الأجزاء الأخرى في العلبة بحيث لا يمكن استقبال شحنة مميتة من الأسلاك من الخارج.

التحقق من الخطوة 3

لقد فحصنا كل شيء مرة أخرى باستخدام جهاز الاختبار. بعد ذلك قمنا بتشغيل البطاريات وحاولنا العمل في الهواء الطلق باستخدام المثقاب. كل شيء سار كما هو متوقع.

تلخيص

لجهاز يكلف أقل 50 جنيهًا إسترلينيًالدينا مولد طاقة شمسية ممتاز. يمكنك اصطحابه معك في أي مكان واستخدامه في الخارج والداخل. يمكن شحنه بسرعة من التيار الكهربائي وببطء من الألواح الشمسية. يمكن أن يعطي الكثير من الطاقة في وقت واحد - ما يصل إلى 10Aإذا لزم الأمر - وتوفير طاقة أقل للحفاظ على تشغيل الأجهزة الكهربائية اللازمة لها ساعاتينفي حالة انقطاع التيار الكهربائي. كما أنه سهل الحمل، بحيث يمكنك بسهولة الحصول على الطاقة حيثما تحتاج إليها، مثل الحديقة. ونظرًا لعدم وجود عوادم ضارة، يمكن استخدامه في الغرف غير المزودة بالكهرباء، وهو أكثر أمانًا من الأسلاك الممتدة على طول الأرضية.

تمت ترجمة المقال من اللغة الإنجليزية خصيصًا لبوابة الإنترنت "Energy Efficient Russian"

وفقا لوكالة الطاقة الدولية، بإن الانخفاض السريع في تكاليف الإنتاج يجعل الألواح الشمسية أرخص وسيلة لتوليد الكهرباء. وفي نهاية العام الماضي، تجاوز نمو توليد الطاقة الشمسية معدل تطور القطاعات الأخرى لصناعة الطاقة الكهربائية. منذ عام 2010، انخفضت تكلفة وحدة الطاقة الشمسية الجديدة بنسبة 70٪، في حين انخفضت تكلفة معدات طاقة الرياح بنسبة 25٪ وانخفضت تكلفة بطاريات السيارات الكهربائية بنسبة 40٪.

وفقًا لتوقعات الخبراء المستقلين Bernreuter Research، بحلول نهاية عام 2017، ستصل الزيادة في قدرة الطاقة الشمسية على المستوى العالمي إلى 100 جيجاوات. وفي نهاية عام 2016، بلغ إجمالي قدرة محطات الطاقة الشمسية المثبتة في العالم 74 جيجاوات. أكبر نمو في هذا القطاع يأتي من الصين. وبلغت القدرة الإجمالية لمحطات الطاقة الشمسية الجديدة في الصين 52 جيجاوات، وتأتي الولايات المتحدة الأمريكية (12.5 جيجاوات) والهند (9 جيجاوات) في المركزين الثاني والثالث. وعلى مدار العام، بلغت الزيادة أكثر من 30٪: والآن تبلغ القدرة الإجمالية لصناعة الطاقة الشمسية، وفقًا للخبراء، 300 جيجاوات.

وفقا لتقديرات وكالة الطاقة الدولية، في المستقبل، سوف ينتشر تطوير الطاقة الشمسية بشكل خاص في الصين والهند. وهكذا، أطلقت الأخيرة مؤخراً برنامجاً خاصاً للكهرباء، والذي سيغطي 40 مليون أسرة حتى نهاية عام 2018. وسيتم حل مشاكل إمدادات الكهرباء بشكل رئيسي من خلال الطاقة الشمسية الرخيصة.

ومع ذلك، على عكس منطقة آسيا والمحيط الهادئ، تهيمن طاقة الرياح في البلدان الأوروبية. ووفقا لتوقعات وكالة الطاقة الدولية، فإنه بعد عام 2030 سيصبح المصدر الرئيسي لتوليد الكهرباء في الدول الأوروبية. "تكتسب الطاقة الشمسية أسواقًا سريعة، بما في ذلك الصين والهند، حيث أصبحت أرخص مصدر لتوليد الكهرباء. ويقول فاتح بيرول، المدير التنفيذي لوكالة الطاقة الدولية: "إن النقل الكهربائي، بفضل الدعم الحكومي وانخفاض تكاليف البطاريات المصنعة، يتطور بسرعة".

وفي فترة ما بعد عام 2030 في الاتحاد الأوروبي، ستشكل مصادر الطاقة المتجددة حوالي 80% من القدرة الجديدة المشغّلة، وستصبح طاقة الرياح المصدر الرئيسي لإنتاج الكهرباء. إن التطور السريع للطاقة الشمسية، وخاصة في الصين والهند، سوف يسمح لها بأن تصبح أكبر مصدر لتوليد الكهرباء بحلول عام 2040. وبحلول هذا الوقت، سوف تصل حصة جميع مصادر الطاقة المتجددة في إجمالي إنتاج الكهرباء إلى 40٪.

وتشير وكالة الطاقة الدولية إلى النشر السريع للقدرات وانخفاض تكاليف تكنولوجيات الطاقة النظيفة. يؤكد الخبراء بشكل خاص على الوتيرة العالية للكهرباء. وفي نهاية العام الماضي، وصل إنفاق المستهلكين على الكهرباء على نطاق عالمي إلى التعادل مع إنفاقهم على المنتجات النفطية.

وحتى عام 2040، ستستمر الدولة في دعم تطوير الطاقة المتجددة. ومع ذلك، فإن التحول في قطاع الطاقة سيأتي بشكل رئيسي من ملايين الأسر والمجتمعات والشركات التي تستثمر في بناء قدراتها الموزعة في مجال الطاقة المتجددة.

دون الأخذ في الاعتبار محطات الطاقة الشمسية في شبه جزيرة القرم، يوجد اليوم 10 محطات في روسيا بقدرة إجمالية تبلغ حوالي 100 ميجاوات. توجد خمس محطات للطاقة الشمسية في شبه جزيرة القرم بقدرة إجمالية تبلغ 300 ميجاوات. وفي نوفمبر/تشرين الثاني، قامت روسيا بتشغيل أول محطة للطاقة الشمسية من طراز "بيشور" في بورياتيا. وحتى الآن، تبلغ تكلفة بناء إحدى محطات الطاقة الشمسية في البلاد حوالي مليار روبل، مع توطين 70٪ من المعدات المستخدمة. وفي سبتمبر/أيلول، أطلقت شركة "هيفيل" محطة "ميمينسكايا" للطاقة الشمسية في ألتاي، بقدرة 20 ميجاوات، بتكلفة 2 مليار روبل، باستخدام نماذج هيكلية جديدة ذات كفاءة متزايدة. وهذا بالفعل هو SPP الرابع لشركة Hevel في Altai. وفي المجمل، سيتعين على الشركات الروسية بناء 57 محطة للطاقة الشمسية بقدرة إجمالية تبلغ 1.5 جيجاوات بحلول عام 2024.

نينا ماركوفا