دليلك حول انظمة الطاقة الشمسية للمنازل ومكوناتها

حينما نتحدث عن الطاقة الشمسية للمنازل فإننا نعني بذلك كل التطبيقات التي بإمكانها تحويل الطاقة الشمسية الي اي شكل من اشكال الطاقة التي تلبي احتياجاتنا اليومية داخل المنزل، ولحسن الحظ، هناك العديد من تطبيقات الطاقة الشمسية التي يمكن استغلالها داخل المنزل وهذا ما نتحدث عنه في هذا المقال الشيق، فتابع القراءة لتتعرف علي انظمة الطاقة الشمسية وانواعها ومكوناتها وتطبيقاتها المختلفة داخل المنزل.

الطاقة الشمسية للمنازل

لكي نستنبط معاً طرق استغلال الطاقة الشمسية للمنازل، يجب ان نذكر أولاً ان تطبيقات الطاقة الشمسية عديدة ومتنوعة، فهناك العديد من التطبيقات التي نستطيع استغلالها لتلبية كافة احتياجات المنزل باستخدام الطاقة الشمسية، ومنها:

• توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية

توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية في المنازل سيكون هو محور هذا المقال، وسنتناول مكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة للمنزل، وكذلك أنواع أنظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء بشيء من التفصيل في هذا الموضوع، فتابع القراءة...

• السخانات الشمسية

سخانات الطاقة الشمسية، تعتبر أكثر تطبيقات الطاقة الشمسية للمنازل جدوى اقتصادية، فهي تستغل حرارة الشمس في تسخين المياه، لتلبية احتياجات المنزل من المياه الساخنة، دون الاعتماد على سخان غاز او سخان كهربي.

• التكييف وكذلك التدفئة بالطاقة الشمسية

نعم، تكييف الهواء أحد تطبيقات الطاقة الشمسية للمنازل، ولكنه غير معروف للكثيرين، على الرغم من وجود العديد من الشركات المنتجة لهذا النوع من المكيفات، أيضاً التدفئة بالطاقة الشمسية ممكنة للمنازل ولها طرق ووسائل متعددة.

ليس هذا فقط، بل ويوجد العديد ايضا من تطبيقات الطاقة الشمسية التي يمكن استغلالها للمنازل، مثل طهو الطعام بالطاقة الشمسية وغيرها، ويمكنك التعرف علي اشهر تطبيقات الطاقة الشمسية من خلال قراءة موضوع أهم 10 استخدامات للطاقة الشمسية.

وبما اننا قد تعودنا ان الكهرباء تستطيع ان تلبي لنا كافة احتياجاتنا داخل المنزل، فإن اول ما يرد في ذهن من ليس له خلفية عن الطاقة الشمسية حينما نقول مصطلح الطاقة الشمسية للمنازل، هي تلك الصورة في مقدمة الموضوع، وهي صورة منزل يلبي احتياجاته من الكهرباء بالطاقة الشمسية عن طريق ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية Photovoltaic Panels.

لذلك فإننا في هذا الموضوع سنتحدث عن توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية وخاصة للمنازل " Photovoltaic systems " محاولين تبسيط الموضوع للإجابة على تساؤلات شخص عادي يريد ان يعرف كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل؟، ومكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة، وأنواع أنظمة الطاقة الشمسية، فتابع معنا ولا تتسرع فالأمر يحتاج الي القليل من الهدوء والصبر.

كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل؟

تعتمد كيفية عمل الطاقة الشمسية للمنازل على انظمة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء Photovoltaic Systems والتي هي عبارة عن تكنولوجيا تعتمد على خصائص بعض اشباه الموصلات، تقوم بتحويل اشعة الشمس الساقطة على ألواح الطاقة الشمسية الي طاقة كهربية، ويتم تعديل الجهد الخارج وكذلك تخزينها باستخدام بعض المعدات الكهربية المساعدة كمحول التيار ومنظم الشحن والبطاريات.

وتسطيع هذه الطاقة الكهربية المنتجة تلبية احتياجاتنا من الكهرباء داخل المنزل أو حتى جزأ منها، وهذا يعتمد على حجم النظام نفسه ومدي استهلاكك للكهرباء وموقعك الجغرافي، فشدة الاشعاع الشمسي يختلف من بلد الي اخري وحتى من مدينة الي أخري، وأعتقد اننا في عالمنا العربي لا يجب ان نقلق اطلاقاً من موقعنا الجغرافي، فجميع البلاد العربية بفضل الله غنية بالطاقة الشمسية.

مكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة للمنازل

دعونا الآن نتحدث عن مكونات منظومة طاقة شمسية متكاملة للمنازل باختصار، حتى تفهم ما هي مكونات أنظمة الطاقة الشمسية الكهربية للمنازل، ووظيفة كل مكون منها في الدائرة.

1- ألواح الطاقة الشمسية Solar Panels

ألواح الطاقة الشمسية تعتبر العنصر الرئيسي والأساسي في مكونات منظومة الطاقة الشمسية الكهربية المتكاملة بشكل عام، وكذلك انظمة الطاقة الشمسية الكهربية للمنازل بشكل خاص، وتكمن فيها تكنولوجيا تحويل الطاقة الضوئية الي طاقة كهربية، واللوح الشمسي كما هو واضح في الصورة عبارة عن مجموعة من الخلايا الشمسية المتصلة مع بعضها بالتوالي او بالتوازي، وموضوعة في إطار واحد، أما إذا تم وضع مجموعة الواح في إطار واحد كبير فتسمي" مصفوفة " كما في حالة المشاريع الضخمة ومحطات توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية.

أما بخصوص أنواعها، فيمكن تقسيمها الي ثلاثة أنواع، كل منها له سعره وله كفاءته ومواصفاته، وهذه الانواع هي:

1. الالواح الشمسية الاحادية "مونو"
2. الالواح الشمسية المتعددة "بولي"
3. الألواح الشمسية المرنة "Thin film"

ومعظم الشركات العربية تستورد النوع الثاني "بولي" نظرا لأنه يعتبر ارخص في السعر، ويمكنك قراءة المزيد عن ألواح الطاقة الشمسية وانواعها في موضوع " الواح الطاقة الشمسية "، كما يمكنك التعرف علي أسعار ألواح الطاقة الشمسية.

2- شاسيه تثبيت الألواح الشمسية او إطار التثبيت Mounting system.

أحد مكونات منظومة الطاقة الشمسية الكهربية المتكاملة بشكل عام وللمنازل بشكل خاص، وهو الإطار الذي سيتم تثبيت ألواح الطاقة الشمسية عليه، ولكن ما أهمية الحديث عنه؟

بالطبع له أهمية كبيرة في تحديد المساحة والمكان وزاوية الميل اعتمادا على وضع المنزل والمكان الجغرافي وعوامل اخري كثيرة ويمكنك القراءة في موضوع خاص بهذا الأمر بعنوان" تثبيت الواح الطاقة الشمسية"

3- منظم الشحن Charge Controller

منظم الشحن أيضاً هو مكون رئيسي في منظومة الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء للمنازل في حالة وجود بطاريات في المنظومة، وبكل بساطة وظيفته تنظيم الجهد والتيار الداخل الي مصفوفة البطاريات حتى نحافظ عليها من التلف والأحمال الزائدة.

4- بطاريات الطاقة الشمسية

عند تركيب منظمة طاقة شمسية متكاملة، فمصفوفة البطاريات هي مكون رئيسي من مكوناتها، والهدف منها هو تخزين الطاقة الكهربية لكي نستخدمها في الاوقات التي لا تكون الشمس ساطعة فيها كالليل مثلا، ومعظمها تكون بجهد 12 فولت او 24 فولت، ويمكنك قراءة المزيد عنها وعن أنواعها في موضوع بطاريات الطاقة الشمسية .

5- محول التيار Inverter

جميع الواح الطاقة الشمسية تنتج تيار مستمر، وكذلك بطاريات الطاقة الشمسية تقوم بتخزين تيار مستمر، ولكن جميع الاجهزة الكهربية بالمنازل تعمل بتيار متردد 50 هرتز او 60 هرتز حسب نظام كل دولة، وهنا تأتي وظيفة محول التيار أو الإنفرتر، فهو الذي يقوم بتحويل التيار من مستمر الي متردد وينظم الجهد الخارج ليتماشى مع نظام الاجهزة الموجودة في المنزل، وهو يعتبر أغلي مكونات منظومة الطاقة الشمسية للمنازل, بل وأي منظومة طاقة شمسية متكاملة لتوليد الكهرباء، ولا يمكن إطلاقاً الاستغناء عنه، ويمكنك معرفة المزيد عنه في موضوع انفرتر الطاقة الشمسية.

انظمة الطاقة الشمسية للمنازل

حينما نتحدث عن انظمة الطاقة الشمسية للمنازل لتوليد الكهرباء فإننا نعني بذلك أحد ثلاثة خيارات:

1. النظام الفردي او النظام المنفصل عن الشبكة (Off grid system)
2. النظام المتصل بالشبكة (On grid system)
3. النظام الهجين (Hybrid system)

والاختيار بين انظمة الطاقة الشمسية سواء كان نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة، أو المتصل بالشبكة أو الهجين، لا يكون عشوائي، ولكن هناك معايير يتم الاختيار على اساسها بين تلك الأنظمة، فمثلا لو كان المكان لا يتوفر فيه شبكة كهرباء عمومية بالأساس فليس أمامنا بديل عن اختيار النظام الفردي.

وإذا كانت المساحة المتوفرة لدينا صغيرة نسبيا ولن نستطيع تركيب الواح شمسية فيها تستطيع ان تولد لنا كل كمية الطاقة الكهربية التي نحتاجها، سنضطر في هذه الحالة ان نقوم بعمل النظام المتصل بالشبكة أو الهجين.

والاختيار ايضا قد يكون مبني على الجدوى اقتصادية، فأحيانا نولد نصف الحمل بالطاقة الشمسية والنصف الآخر من شبكة الكهرباء العمومية للتوفير، أو حتى لجعل النظام يعمل فقط في حالات انقطاع التيار الكهربي.

أنواع أنظمة الطاقة الشمسية

كما ذكرنا سابقا فإن أنواع أنظمة الطاقة الشمسية هي ثلاثة أنظمة، النظام الفردي "Off Grid"، النظام المتصل بالشبكة “On Grid"، والنظام الهجين "Hybrid"، وفيما يلي تفصيل لتلك الأنواع الثلاثة:

نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة Off Grid

انظمة الطاقة الشمسية للمنازل الفردية أو المنفصلة عن الشبكة، وكما هو واضح بالشكل تعمل بدون ان تتصل بشبكة الكهرباء العمومية، ويتطلب هذا النظام وجود بطاريات لتخزين الطاقة الكهربية الزائدة لاستخدامها في الليل، وينصح بتوصيل مولد كهربي ثانوي بها للاستخدام في حالة الطوارئ، ونظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة، لا بديل عنه في الاماكن النائية والتي لا يتوافر فيها شبكة كهرباء عمومية.

وهذا النظام في الحقيقة مناسب جدا للمزارع والمعسكرات والأماكن النائية والتي لا يتوفر فيها مصدر كهرباء عمومي، او ان تكون متصل بالكهرباء بنظام الممارسة، ومناسب ايضا كمصدر احتياطي للكهرباء في الأماكن التي يتكرر فيها انقطاع التيار الكهربي بشكل مستمر، فهي بالتأكيد أوفر من مولد الديزل وأقل في الصيانة والمخاطر.

ولكن في الواقع انظمة الطاقة الشمسية الفردية، ليست ذات جدوى اقتصادية مقارنة بتكلفة الكهرباء الحكومية، وذلك بسبب وجود بطاريات بها والتي تكون بحاجة الي التغيير خلال فترة من 3 الي 5 سنوات، فإن كان لديك عداد كهرباء من الخط العمومي فلا أنصحك أبداً بالتفكير في تركيب نظام الطاقة الشمسية المنفصل عن الشبكة.

ومن الجدير بالذكر أيضاً، ان نظام الطاقة الشمسية للمنازل من النوع المنفصل عن الشبكة، بها شكل من أشكال إهدار الطاقة، والذي قد لا يلاحظه الكثيرين، وهو أنه إذا امتلأت البطارية وما زال هناك ضوء للشمس سيقوم منظم الشحن بغلق الدائرة حتى لا تتلف البطارية، وبالتالي يكون هناك كمية من الطاقة الشمسية التي لم تستغل.

ويمكنك قراءة موضوع تصميم أنظمة الطاقة الشمسية المنفصلة عن الشبكة، لتستطيع حساب احتياجاتك بنفسك وتتوقع التكلفة في حالة كنت تريد معرفة تكلفة الطاقة الشمسية للمزارع مثلا أو لمعسكر تريده ان يعمل بالطاقة الشمسية.

نظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة On Grid

انظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، سميت بهذا الاسم لأنها تعتمد على شبكة الكهرباء العامة كمصدر آخر بجانب الطاقة الشمسية لتلبية احتياجات المنازل من الكهرباء، وهذا النظام له جدوى اقتصادية أعلي من نظيره الفردي، خاصة وأنه لا يعتمد على البطاريات.

ويتم اللجوء اليها في حالة الرغبة في التكامل بين الكهرباء العمومية والطاقة الشمسية، وانظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة On Grid solar systems تحقق العديد من المزايا للعميل.

• الخروج من شريحة كهرباء عالية

قد تكون كل رغبات العميل هو ان يخرج من شريحة كهرباء عالية الي شريحة أقل، وهذا النظام مناسب جدا في هذه الحالة.

• الرغبة في بيع الفائض من الكهرباء

ويكون فيها عداد الكهرباء مزدوج الاتجاه اي انه يدور في كلا الاتجاهين، إما ان تكون الكهرباء متجهة الي المنزل، أو ان تكون خارجة من المنزل الي شبكة الكهرباء العامة، بمعني آخر أنك بهذا تقوم ببيع الكهرباء الزائدة عن حاجتك والتي حصلت عليها بالطاقة الشمسية الي مصلحة الكهرباء، ولكن يجب ان تكون سياسة الدولة تعمل بهذا النوع من العدادات حتى تستطيع تركيبه، واعتقد ان معظم الدول العربية تعتمد عذا الاسلوب الآن، ومن مزايا هذا النظام انه لا يوجد فيه بطاريات ولا منظم شحن كما انه لا يوجد طاقة مهدرة.

نظام الطاقة الشمسية الهجين Hybrid

النظام الهجين هو أحد انواع أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة، ويعتمد ايضاً على مصدر آخر بجانب الطاقة الشمسية كشبكة الكهرباء العامة، والفارق أنه يوجد بع منظم شحن ومصفوفة بطاريات صغيرة، والبطاريات فيه تكون لتلبية الاحتياجات في حالات الطوارئ فقط وليس طوال الليل، ويتمتع بكافة المزايا الأخرى التي تميز النظام المتصل بالشبكة كبيع الفائض من الكهرباء وما الى ذلك.

حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل

الآن، وبعد ان تعرضنا الي مكونات وأنواع ومكونات انظمة الطاقة الشمسية المختلفة للمنازل، بالتأكيد انت تريد ان تعرف كيفية حساب تكلفة الطاقة الشمسية، وكذلك المساحة المطلوبة لتركيب الالواح الشمسية، لذلك أفردنا لك موضوع مخصص لإجابة كل تلك التساؤلات بعنوان حساب تكلفة الطاقة الشمسية للمنازل، واعتقد ان هذا بالتحديد الموضوع الذي سيعلمك كيف تقوم بكل الحسابات بنفسك، لتعرف الجدوى الاقتصادية من تركيبك لنظام طاقة شمسية لمنزلك.

الطاقة الشمسية للمنازل pdf

يمكنك تحميل كل تلك المعلومات كالطاقة الشمسية للمنازل pdf، وذلك من خلال الرابط بالأسفل "ستجد الرابط مخفي، لذلك سيتوجب عليك مشاركة هذا الموضوع علي صفحتك علي فيس بوك أو تويتر أولا ثم فتح الموضوع مرة أخري من اللينك الذي قمت بمشاركته علي صفحتك، وستجد بعدها ان رابط التحميل قد ظهر لك".