حساب الإستهلاك اليومي للطاقة الكهربائية

حساب الإستهلاك اليومي للطاقة الكهربائية

لحساب الإستهلاك اليومي للطاقة الكهربائية علينا أولاً حصر الأجهزة الكهربائية للبيت او المنشأة المستهدفة بنظام الطاقة الشمسية ومعرفة قدرة كل جهاز على حدة وساعات تشغيلة خلال اليوم ليلاً ونهاراً

رسم منحنى الإستهلاك اليومي لمعرفة وقت ذروة الإستهلاك ونمط الطلب على الطاقة خلال اليومي

الجدول التالي يوضح آلية حساب الإستهلاك اليومي بدقة خلال النهار ثم خلال الليل ومجموع الإستهلاك الكلي

الساعات التي تكون فيه الشمس مشعة خلال النهار تبلغ من 9 الى 11 ساعة في السعودية وتختلف عدد الساعات من مكان إلى آخر

في هذا المثال أعتبرنا ساعات النهار 9 ساعات والليل 15 ساعة وهذا التقسسيم ضروري من أجل تحديد سعة البطاريات المطلوبة لتغذية الأحمال الكهربائية خلال اليوم في الساعات التي لا تتوفر فيها الشمس

هناك خلط بين ساعات الإشعاع الشمسي كمصطلح علمي والساعات التي تتوفر فيها الشمس خلال اليوم. ساعات الإشعاع الشمسي تعني عدد الساعات التي تكون فيها شدة الإشعاع الشمسي تساوي

1000 وات لكل متر مربع

 

بطاريات تخزين الطاقة الكفاءة والعمر الإفتراضي

بطاريات تخزين الطاقة الكفاءة والعمر الإفتراضي

تزايد الإقبال على استعمال بطاريات الطاقة الشمسية للتخزين في منظومات الكهرباء النظيفة، ولا سيما غير المتصلة بالشبكة، في ظل ارتفاع أسعار فواتير الكهرباء،

وأوضح المتخصص في الطاقة الشمسية، المهندس ناصر صبر، أن هناك 3 أنواع رئيسة لبطاريات الطاقة الشمسية، هي: بطاريات حمض الرصاص السائل (Flooded Lead Acid Battery)، وبطاريات حمض الرصاص الجافة (Valve Regulated Lead Acid Battery)، وبطاريات الليثيوم (Lithium-ion Battery).

وأشار صبر -في تصريحات إلى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- إلى أن هذه الأنواع الـ3 تختلف وفقًا لعدّة عوامل، من بينها التكلفة والصيانة والكفاءة والعمر الافتراضي.

الصيانة والتهوية

قال الخبير اليمني، إن بطاريات حمض الرصاص السائل تُعدّ أقدم الأنواع، لافتًا إلى أنها سُمّيت بهذا الاسم، نظرًا لأنها تتكون من شرائح من مادة الرصاص، بينها سائل قابل للتأيّن الكهربائي.

وأضاف أن هذا النوع من البطاريات يتطلب صيانة دورية لإضافة مياه مقطرة، مشيرًا إلى أن عملية الشحن والتفريغ تؤدي إلى فقدان السائل داخل البطارية.

وتابع أن التفاعلات الكيميائية خلال عمليات الشحن والتفريغ لهذا النوع من البطاريات يصدر عنها غاز الهيدروجين، موضحًا أنه على الرغم من كونه غازًا غير سامّ، فإنه قابل للاشتغال في ظروف التركيز العالي، مما يتطلب تهوية قوية.

يتواصل البحث عن أفضل بطاريات الطاقة الشمسية في اليمن، في ظل حاجة المواطنين إلى الاعتماد على أنفسهم بتوفير الكهرباء، في وقت تتزايد فيه الحاجة إلى مختلف مصادر الطاقة.

ويتجه اليمنيون إلى الطبيعة للحصول على الكهرباء، خاصة من مصادر الطاقة الشمسية، بالإضافة إلى مصادر الوقود التقليدية، والتي يأتي معظمها من المملكة العربية السعودية، وفق تقارير رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

ومع تزايد البحث عن أفضل بطاريات الطاقة الشمسية في اليمن، الذي يعاني آثار الحرب منذ سنوات عديدة، نرصد في هذا التقرير أفضل الأنواع من حيث الأداء، والتي يتزايد عليها الطلب لتشغيل وتخزين الطاقة في البلاد، التي تمتاز بأراض ذات نسبة سطوع عالية، تؤهلها للحصول على طاقة شمسية وفيرة طوال العام.

الطاقة الشمسية في اليمن

أدت الحروب المتواصلة في اليمن لما يزيد عن 12 عامًا إلى تراجع إنتاج الكهرباء وتزايد انقطاع التيار، لذلك عملت الدولة في عام 2022 على توقيع عدد من الاتفاقيات الخاصة بتنفيذ مشروعات طاقة شمسية جديدة في عدد من المحافظات، وتسهيل إجراءات توفير الطاقة الشمسية للمنازل.

ومع إتاحة هذه الفرصة، تزايد البحث عن أفضل أنواع الألواح، وكذلك أفضل بطاريات الطاقة الشمسية في اليمن، في وقت توقّع فيه الخبراء انخفاض أسعار الألواح خلال العام الجاري 2024، استجابة لتراجع أسعار الخامات عالميًا، وتنافس الشركات الصينية لتقديم أفضل جودة بأقل سعر.

يشار إلى أن اليمن تعدّ سوقًا رائجة لمعدّات الطاقة الشمسية، وذلك بسبب الإقبال الواسع على الطاقة النظيفة في أعقاب الحرب التي حرمت المواطنين من الكهرباء التي تنقلها إليهم الشبكة الوطنية، وفق معلومات طالعتها منصة الطاقة المتخصصة.

بطاريات حمض الرصاص الجافة

يشتمل هذا النوع من البطاريات على 3 أنواع Wet، وAGM وGel، والنوع الثالث هو الأكثر انتشارًا في الأسواق العربية.

وفي بطاريات حمض الرصاص الجافة، عُدِّل السائل القابل للتأيّن الكهربائي في النوع الأول من البطاريات، ليصبح على شكل “جيل”.

وأوضح المهندس ناصر صبر أن هذا النوع من البطاريات لا يحتاج إلى صيانة لخلوّ مكوناته من السائل؛ ما يوفر الوقت والجهد على المُستعمِل.

وأشار إلى أن النوع الثالث من البطاريات (الليثيوم) لا يتطلب -كذلك- إجراء عمليات صيانة، كما يتميز بأنه الأعلى كفاءة والأطول عمرًا.

تفاوت الكفاءة

أكد خبير الطاقة الشمسية -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة- أن كفاءة الشحن لبطاريات حمض الرصاص السائل لا تتجاوز 80%.

ولفت إلى أن المُستعمِل لا يستطيع الحصول سوى على نسبة تتراوح ما بين 50 و60% فقط من الطاقة المُخزّنة في البطارية إذا كانت حالة الشحن لها عند مستوى 100%، مشيرًا إلى أنه إذا كانت سعة البطارية 200 أمبير ساعة، فلن يحصل سوى على 120 أمبير ساعة فقط عند التفريغ.

وتبلغ كفاءة الشحن لبطاريات حمض الرصاص الجافة 90%، بينما تتميز بطاريات الليثيوم بكفاءة شحن أعلى تصل إلى 98%.

ودعا مستعمِلي هذا النوع من البطاريات إلى وضعها في غرفة خاصة مع توافر تهوية جيدة للتخلص من هذا الغاز.

السيارات الكهربائية

السيارات الكهربائية

الخطوات الرئيسية لصناعة الخلايا الشمسية:

1- انتاج الانقوت من السيليكون النقي (Silicon Ingot Production) يتم اذابة السيليكون النقي وإعادة تشكيلة للحصول على كتلة من السيليكون النقي في شكل اسطواني تسمى “Ingot “.

٢- تطعيم السيليكون النقي ( Silicon Ingot ) عند إذابة السيليكون النقي وتشكيل ال انقوت يتم اضافة نسبة قليلة من عنصر الفوسفور (P) أو البورون (B) لتعديل الخصائص الكهربائية لمادة السيليكون بحيث تصبح موصلة للكهرباء عند تعرضها للضوء.

٣ – قطع شرائح السيليكون Wafer Cutting يتم تقطيع الكتلة الإسطوانية المصنعة من السيليكون النقي إلى شرائح رقيقه جداً تتراوح سماكتها من 150 – 280 ميكرومتر.

٤- معالجة السطح للشرائح Surface Treatment يتم في هذه المرحلة إضافة طبقة رقيقة جداً او أكثرعلى شريحة السيليكون من مواد مختلفة بهدف تخفيف إنعكاس الضوء من على سطح شريحة السيليكون وزيادة قدرة الشريحة على إمتصاص أكبر للضوء.

٥- مرحلة الطلاء ” Anti-Reflective Coating ” إضافة طبقة اخرى لتقليل انعكاس الضوء وتحسين الكفاءة والأداء للخلايا الشمسية.

٦- تثبيت الموصلات المعدنية على شريحة السيليكون Metal Contacts يتم في هذه المرحلة تثبيت موصلات من النحاس على الوجة الأمامي والخلفي لشريحة السيليكون بهدف السماح للشحنات الكهربائية بالتدفق من خلالها عند تعرض الشريحة للضوء، وهناك نوعين من الموصلات: موصلات رئيسية تسمى (Busbars) و موصلات فرعية تمسى (Fingers) وهدف الأخيرة تقليل مقاومة التيار في الخلية وتحسين الكفاءة.

٧- مرحلة التجميع Assembly في هذه المرحلة أصبح لدينا خلية كهروضوئية بعد المرور بالمراحل الستة السابقة يتم تجميع هذه الخلايا لتشكيل الألواح الشمسية.

كل لوح شمسي يتكون من عدد من الخلايا الشمسية يتم توصيلها على التوالي للحصول على جهد تشغيل معين وقدرة معينة للوح الشمسي عند الظروف المعيارية. في مرحلة التجميع يضاف فريم الحماية والتثبيت من الألمنيوم وتضاف طبقة من الزجاج الشفاف على الوجة الأمامي للخلايا الشمسية لحمايتها ميكانيكياً وعزلها كهربائياً وقبل طبقة الزجاج تضاف طبقة من مادة EVA (ethylene vinyl acetate) لتغليف الخلايا وعزلها كهربائياً. من الجهة الخلفية تضاف طبقة من مادة EVA بهدف التغليف والعزل ثم تحتها طبقة ال 

تعرف على أهم الخطوات الرئيسية لصناعة الألواح الشمسية

تعرف على أهم الخطوات الرئيسية لصناعة الألواح الشمسية

الخطوات الرئيسية لصناعة الخلايا الشمسية:

1- انتاج الانقوت من السيليكون النقي (Silicon Ingot Production) يتم اذابة السيليكون النقي وإعادة تشكيلة للحصول على كتلة من السيليكون النقي في شكل اسطواني تسمى “Ingot “.

٢- تطعيم السيليكون النقي ( Silicon Ingot ) عند إذابة السيليكون النقي وتشكيل ال انقوت يتم اضافة نسبة قليلة من عنصر الفوسفور (P) أو البورون (B) لتعديل الخصائص الكهربائية لمادة السيليكون بحيث تصبح موصلة للكهرباء عند تعرضها للضوء.

٣ – قطع شرائح السيليكون Wafer Cutting يتم تقطيع الكتلة الإسطوانية المصنعة من السيليكون النقي إلى شرائح رقيقه جداً تتراوح سماكتها من 150 – 280 ميكرومتر.

٤- معالجة السطح للشرائح Surface Treatment يتم في هذه المرحلة إضافة طبقة رقيقة جداً او أكثرعلى شريحة السيليكون من مواد مختلفة بهدف تخفيف إنعكاس الضوء من على سطح شريحة السيليكون وزيادة قدرة الشريحة على إمتصاص أكبر للضوء.

٥- مرحلة الطلاء ” Anti-Reflective Coating ” إضافة طبقة اخرى لتقليل انعكاس الضوء وتحسين الكفاءة والأداء للخلايا الشمسية.

٦- تثبيت الموصلات المعدنية على شريحة السيليكون Metal Contacts يتم في هذه المرحلة تثبيت موصلات من النحاس على الوجة الأمامي والخلفي لشريحة السيليكون بهدف السماح للشحنات الكهربائية بالتدفق من خلالها عند تعرض الشريحة للضوء، وهناك نوعين من الموصلات: موصلات رئيسية تسمى (Busbars) و موصلات فرعية تمسى (Fingers) وهدف الأخيرة تقليل مقاومة التيار في الخلية وتحسين الكفاءة.

٧- مرحلة التجميع Assembly في هذه المرحلة أصبح لدينا خلية كهروضوئية بعد المرور بالمراحل الستة السابقة يتم تجميع هذه الخلايا لتشكيل الألواح الشمسية.

كل لوح شمسي يتكون من عدد من الخلايا الشمسية يتم توصيلها على التوالي للحصول على جهد تشغيل معين وقدرة معينة للوح الشمسي عند الظروف المعيارية. في مرحلة التجميع يضاف فريم الحماية والتثبيت من الألمنيوم وتضاف طبقة من الزجاج الشفاف على الوجة الأمامي للخلايا الشمسية لحمايتها ميكانيكياً وعزلها كهربائياً وقبل طبقة الزجاج تضاف طبقة من مادة EVA (ethylene vinyl acetate) لتغليف الخلايا وعزلها كهربائياً. من الجهة الخلفية تضاف طبقة من مادة EVA بهدف التغليف والعزل ثم تحتها طبقة ال Backsheet لعزل اللوح أكثر وحمايته ميكانيكاً وقد تستبدل هذه الطبقة بطبقة من الزجاج الشفاف

إذا كان اللوح ثنائي الوجه. ثم من الأسفل يضاف صندوق التجميع Junction Box. (المزيد…)