تحتاج محطات الطاقه الشمسيه الى تبريد
تحتاج محطات الطاقه الشمسيه الى تبريد
حيث تكون الخلايا الكهروضوئية أكثر كفاءة عندما تعمل في درجات حرارة منخفضة .
فمع ارتفاع درجة حرارة التشغيل بمقدار 1 درجة مئوية، تفقد الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون حوالي 0.5 ٪ من كفائتها.
في محطة كهروضوئية نموذجية ، حيث تعمل الوحدات بما يقرب من 25 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة، يمكن أن تصل خسائر الطاقة إلى 12٪ بسبب الحرارة.
مميزات وعيوب محطات الطاقه الشمسيه
من بين جميع مزايا الألواح الشمسية ، فإن أهم ميزة لاستخدام تلك المحطات هو أن الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة متجددة، يمكن تسخيره في جميع مناطق العالم ومتوفر كل يوم، ولا يمكن أن تنفذ على عكس بعض مصادر الطاقة الأخرى.
مميزات محطات الطاقه الشمسيه
- تقلل من فواتير الكهرباء
- لها تطبيقات واستخدامات متنوعة
- تكاليف صيانتها منخفضة بالمقارنة بالمحطات الأخرى
- لا تلوث البيئة
عيوب الطاقة الشمسية
- تعمل حسب الطقس
- الألواح والتركيب باهظة الثمن مقارنة بالكهرباء العادية
درجة الحرارة المثالية لعمل خلايا الطاقة الشمسية
درجة حرارة العمل المثلى للألواح الشمسية ، وفقًا لمصنعي الألواح الشمسية ، هي 77 درجة فهرنهايت (25 درجة مئوية)
من المتوقع أن تمتص الألواح الشمسية أقصى قدر من ضوء الشمس وتحولها إلى طاقة قابلة للاستخدام عند هذه الدرجة ( وتسمى كفاءة الذروة).
وهناك اختلاف بين الشركات في درجة الحرارة المثلى لعمل الألواح، لكن معظم الشركات المصنعة اتفقت على أن درجة الحرارة المثلى الموصى بها تتراوح بين (15 درجة مئوية، إلى 35 درجة مئوية).
أهمية تبريد خلايا الطاقة الشمسية
- يحسن الكفاءة
- يجعل الخلايا لا تحتاج لصيانة دورية
- يقلل من تكاليف الإنتاج
يحسن الكفاءة : مع التبريد المناسب، يجب أن تتوقع أن تكون كفاءة الألواح الشمسية لديك قريبة من أعلى نطاق الكفاءة القياسي (19-23٪).
لا تحتاج إلى الصيانة الدورية : تؤثر درجات الحرارة المرتفعة على جميع الأجهزة الإلكترونية ، بما في ذلك مكونات الألواح الشمسية، وعند توفير نظام تبريد ستحتاج لصيانة أقل.
يقلل من التكاليف: يتسبب ارتفاع درجة الحرارة في فقدان الطاقة ، مما يعني أنك ستدفع المزيد مقابل الكهرباء.
طرق تبريد محطات الطاقه الشمسيه
- التبريد بالمراوح
- التبريد بالماء
- التبريد بالهواء
- التبريد بالنيتروجين السائل
- التبريد باستخدام توربينات الرياح
التبريد بالمراوح
يمكن أن يؤدي تبريد الألواح الشمسية بالمراوح إلى خفض درجة الحرارة إلى حوالي 59 درجة فهرنهايت (15 درجة مئوية) ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الناتج الإجمالي للنظام.
يجب أن تكون المراوح المستخدمة في تبريد الألواح الشمسية مزودة بأجهزة استشعار درجة الحرارة التي تكتشف درجة حرارة الوحدات.
للتحكم في مراوح الألواح الشمسية، يمكن تركيب متحكم دقيق ودمجه مع مستشعرات درجة الحرارة، فهذا يضمن أيضًا أن المراوح تعمل فقط عند الحاجة إليها
تبريد الألواح الشمسية بالماء
هذه هي الطريقة الأساسية والأكثر استخدامًا لتبريد الألواح الشمسية، تنطبق هذه الطريقة على جميع أنواع الوحدات الشمسية وتتضمن ببساطة رش ماء بارد ونقي على سطح الألواح الشمسية وانتظار تبريدها.
تتمثل إحدى الميزات المهمة لتبريد الألواح الشمسية بالماء في أنه ينظفها أيضًا، والأفضل من ذلك ، تتوفر الآن تصميمات محسنة لتبريد المياه يمكنها جمع الماء الساخن من الألواح الشمسية واستخدامها لأغراض التدفئة الأخرى في المنزل.
طورت شركة أيضًا توفر حاليًا بعض الشركات تقنيات تبريد بالماء عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 25 درجة مئوية ، وتعتمد تلك التقنية على نشر أنبابيب تمتد بطول الألواح الشمسية، وتقوم بضخ طبقة رقيقة من الماء على السطح الزجاجي والنباتات المثبتة على الأرض.
وتقوم أنظمة التبريد بتجميع المياه من خزانات مياه الأمطار ثم إعادة تدويرها وتصفيتها وتخزينها مرة أخرى.
تبريد الهواء المحيط
يحدث مبدأ نقل الحرارة والكتلة الذي يحدث بين سطح الألواح الشمسية والهواء المحيط هو الأساس لتبريد الهواء المحيط، لنقل الحرارة من الألواح الشمسية، ويمكن بناء نظام حول الوحدات الشمسية مع مدخل ومخرج للهواء المحيط.
نظرًا لأن تبريد الهواء يعتمد على الظروف الجوية، فهو أقل فعالية في تبريد الألواح الشمسية من الطرق الأخرى.
ومع ذلك يمكن للمزرعة الشمسية المزودة بألواح متباعدة بشكل مثالي، والتي تواجه الاتجاه الصحيح أن تبرد نفسها من خلال الحمل الحراري باستخدام الرياح المحيطة.
التبريد بالنيتروجين السائل
يعتبر النيتروجين السائل من أكثر المبردات فعالية في الإلكترونيات، لأن نقطة غليانه هي -320 فهرنهايت (-196 درجة مئوية).
ولذلك في بعض الخلايا يتم تدوير الحرارة الناتجة عن الألواح الشمسية والتقاطها بواسطة النيتروجين السائل الذي يبرد الألواح، يمكن بعد ذلك تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء ، مما يزيد من الناتج الإجمالي للنظام.
التبريد باستخدام توربينات الرياح
تعمل توربينات الرياح الدوارة (التي يجب وضعها بشكل استراتيجي فوق الألواح الشمسية) على تدوير الهواء البارد حول الوحدات وتبريدها بنفس الطريقة التي تعمل بها المراوح.
تكمن فائدة أنظمة الرياح الشمسية الهجينة في أنها تكمل بعضها البعض. عندما تكون الرياح أقل ، تشرق الشمس أكثر إشراقًا ، والعكس صحيح. المعنى الضمني هو أنه سيتم إنتاج قدر كبير من الطاقة طوال العام. [1]
