حسابات منظومات الطاقة الشمسية

كتابة: ابتسام مهران آخر تحديث: 24 نوفمبر 2020 , 09:14

تحميل حسابات الطاقة الشمسية

لكي يتم صناعة الواح الطاقة الشمسية ، يجب معرفة حساب الطاقة الشمسية التي تحتاجها ، لذلك ستحتاج إلى معرفة مقدار الطاقة التي تستخدمها الأسرة ؛ مساحة السطح الصالحة للاستعمال الخاصة بك ؛ والمناخ وذروة ضوء الشمس في المنطقة الخاصة بك ؛ القوة الكهربائية والكفاءة النسبية للوحات الكهروضوئية التي تفكر فيها .  [1]

كم تحتاج من الطاقة الشمسية

الكثيرون لا يعرفون مقدار الطاقة الشمسية الذي يحتاجونها ، ولكي يتم تحديد متوسط ​​متطلبات الطاقة في المنزل على سبيل المثال يجب ان تنظر إلى فواتير المرافق ، وبعدها قم بحساب عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها من الطاقة .

وجودة الألواح الشمسية يمكن أن تُحدث فرقًا وتتحكم في القوة نفسها ، وعند السؤال عن بطارية 200 أمبير كم تحتاج ألواح شمسية ، نجد أن ليست كل الألواح الشمسية متشابهة ، حيث أن الألواح الشمسية الكهروضوئية ، تتراوح قوتها من حوالي 150 واط إلى 370 واط لكل لوحة شمسية .

وهذا يعتمد على حجم اللوحة وكفاءتها وعلى الخلية والتكنولوجيا المستخدمة بها ، وعدم معاناتها من بعض المشاكل مثل التقشير ، والتشقق ، والتآكل ، وبسبب كل هذه الاختلافات الواسعة في الجودة ، يصعب عمل تعميمات لكل الألواح الشمسية المناسبة للمنزل . [1]

ما هو نطاق النظام الشمسي

العديد يتساءل عن عدد الأنظمة الشمسية الموجودة في المجرة كلها ، ولسنوات عديدة درس العلماء النظام الشمسي ، واكتشفوا أن الشمس تتكون من حوالي 200 مليار نجم ، أو ربما أكثر في مجرة ​​درب التبانة وحدها باستخدام تلسكوبات الضوء المرئي العادية ، وفي بعض الاحيان يصعب رؤية الكواكب في وهج النجوم ، لذلك يتم استخدام تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء لكي تظهر الكواكب بشكل أوضح .

وفي منتصف التسعينيات ، وجد علماء الفلك أن هناك كواكب موجودة حول نجوم أخرى ، وأن هذه الكواكب تمارس سحبًا للنجوم ، مما يجعل النجم يقوم بما يسميه العلماء رقصة الجاذبية . [2]

كواكب النظام الشمسي بالترتيب

في النظام الشمسي، يوجد ثمانية كواكب ، وهما عطارد ، والزهرة ، والأرض ، والمريخ ، والمشتري ، وزحل ، وأورانوس ، ونبتون ، ويتم ترتيبها بناءً على بعدها عن الشمس ، والكوكب هو عبارة عن جرم سماوي يدور حول الشمس ، وله كتلة تساعد فيما يسمى بالتوازن الهيدروستاتيكي .

كوكب عطارد هو أقرب كوكب إلى الشمس ، ويبعد 58 مليون كم / 36 مليون ميل أو 0.39 وحدة فلكية ، وعلى الرغم من أنه الأقرب إليها ، إلا أنه ليس أكثر الكواكب سخونة في المجموعة الشمسية .

وثاني أقرب كوكب إلى الشمس هو كوكب الزهرة ، وهو في المتوسط ​​على مسافة 108 مليون كم / 67 مليون ميل ، وهو الكوكب الأكثر سخونة في النظام الشمسي ، لأن غلافه الجوي يحافظ على درجات الحرارة على حالها تقريبًا .

أما عن ثالث أقرب كوكب إلى الشمس هو كوكب الارض،  وتقع الأرض على مسافة 150 مليون كم / 93 مليون ميل أو 1 وحدة فلكية من الشمس ولديها قمر واحد فقط ، والعديد من الأقمار الصناعية الأخرى الأصغر .

وكوكب المريخ هو رابع كوكب أرضي ، وأقرب جرم سماوي للشمس ، ويبعد المريخ 228 مليون كم / 142 مليون ميل ، ويأتي كوكب المشتري لكي يكون خامس ، وأكبر كوكب في الخلايا الشمسية ، ويقع على مسافة 778 مليون كم / 484 مليون ميل بعيدًا عن الشمس .

وزحل هو الكوكب السادس من الشمس وهو يدعى العملاق الغازي ، ويبعد زحل 1.4 مليار كم / 886 مليون ميل عن الشمس ، أما عن كوكب أورانوس فهو الكوكب السابع من الشمس ، وهو العملاق الجليدي يبعد أورانوس 2.9 مليار كيلومتر / 1.8 مليار ميل أو 19.19 وحدة فلكية عن الشمس .

وقد يأتي كوكب نبتون لكي يكون أبعد كوكب يقع على بعد حوالي 4.5 مليار كيلومتر / 2.8 مليار ميل ، أو 30.07 وحدة فلكية من الشمس ، وكل هذه الكواكب . [3]

نظام الطاقة الشمسية

تعمل الطاقة الشمسية من خلال التقاط طاقة الشمس ، وتحويلها إلى كهرباء ، كما أنها تعمل بمثابة مفاعل نووي طبيعي ،  وتطلق الشمس حزم صغيرة من الطاقة تسمى الفوتونات ، وهذه الفوتونات تسافر 93 مليون ميل من الشمس إلى الأرض في حوالي 8.5 دقيقة ، كما أنها تقوم بتوليد طاقة شمسية كافية لتلبية احتياجات الطاقة . [4]

عندما تصطدم الفوتونات بخلية شمسية تفصل الإلكترونات عن ذراتها وتقوم بتوليد الكهرباء ، وتُشكل هذه الخلايا المتعددة ما يسمى بالألواح الشمسية التي يمكن توصيلها سويًا لكي تتشكل مجموعة شمسية ، والتي تزيد الطاقة عند زيادتها .

وتتكون الألواح الشمسية من العديد من الخلايا الشمسية ، والتي يتم بناؤها بطبقة موجبة وسالبة ، وهم معًا يقومون بخلق مجال كهربائي ، وهذا ما يحدث على سبيل المثال في البطارية . [4]

برنامج حساب أحمال الطاقة الشمسية

الكثير من الجهات امتثلت للكثير من القواعد الخاصة بالتصميم ، وذلك لضمان جودة النظم الكهربائية الضوئية وسلامتها ، وهذا تتطلب منهم العمل ببرنامج معين لحساب أحمال الطاقة الشمسية ، وهذا النوع من البرامج يقدم تقرير دقيق للعملاء ، ويقوم على تصميم التثبيت للعديد من الحسابات المعقدة لتحديد حجم الكابلات ، وتعديل الطاقة المنتجة ، وهذه البرامج تعمل على توفير حل آمن ، ومثالي ، واقتصادي للشركات التي تريد تزويد نفسها بحلول برمجية قوية . [5]

حسابات منظومات الطاقة الشمسية

الكثير يقوم بالتفكير فيما هي عدد الالواح الشمسية لتشغيل مكيف ، في الواقع إذا افترضنا أن وحدة تكييف الهواء تتطلب 1500 واط من الطاقة فإن مجموعة من 6 ألواح شمسية بسعة 250 واط يمكنها نظريًا تشغيل وحدة تكييف الهواء .

ولكن يجب أن تعلم أنه يمكن للعديد من العوامل الفردية أن تدفع هذا الرقم في أي اتجاه ، كما أنه تلعب المنطقة التي تعيش فيها ، وكمية ضوء الشمس أيضًا عاملًا رئيسيًا في مدى كفاءة تخزين الطاقة الشمسية ، والتي يمكن أن تغير كمية الألواح الشمسية المطلوبة لتشغيل مكيف الهواء .

وهناك فرق واضح بين الألواح الكهروضوئية والألواح الشمسية الحرارية ، فقد تولد الخلايا في الألواح الكهروضوئية طاقة كهربائية عن طريق تحويل الإشعاع الشمسي (ضوء الشمس) إلى تيار كهربائي ، أما الألواح الحرارية الشمسية ، فهي عبارة عن نظام مغلق من الأنابيب يحتوي على محلول مشابه لمضاد التجمد ، وتقوم الألواح الشمسية الحرارية بتجميع الحرارة الشمسية ، وتحويلها إلى خزانات الماء الساخن وهنا تكمن اهمية الطاقة الشمسية . [6]

الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق