هل تعلم أن الشمس هي أكبر مصدر للطاقة للأرض؟ في الواقع، إن كمية الإشعاع الشمسي التي تصطدم بالأرض لمدة ساعة واحدة فقط تكفي لتلبية احتياجات العالم من الكهرباء لمدة تصل إلى عام كامل. في هذه المدونة، نستعرض بالتفصيل كيفية التقاط الطاقة الشمسية وتحويلها إلى كهرباء.
كيف تعمل أنظمة الطاقة الشمسية؟
هناك نوعان أساسيان من أنظمة الطاقة الشمسية: الكهروضوئية والحرارية الشمسية. تُشاهد الألواح الكهروضوئية عادةً على أسطح المنازل وتحول ضوء الشمس مباشرةً إلى كهرباء. وتستخدم الأنظمة الشمسية الحرارية الشمسية الشمس لتوليد الحرارة؛ حيث تقوم الحرارة بتشغيل التوربينات؛ ويقوم التوربين بتوليد الكهرباء مثل المحرك البخاري التقليدي.
تعمل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على توليد الكهرباء على نطاق المرافق وفي المنازل والشركات الفردية.
- يضرب ضوء الشمس الخلايا الكهروضوئية التي تحتوي على طبقات موجبة وسالبة الشحنة التي تشكل مجالاً كهربائياً.
- تُطلق الفوتونات المنبعثة من ضوء الشمس الإلكترونات. تتدفق هذه الإلكترونات عبر المجال الكهربائي لتوليد تيار كهربائي.
- يتدفق التيار الكهربائي إلى عاكس يقوم بتحويله إلى كهرباء.
- تتدفق هذه الكهرباء المحولة إلى الشبكة.
تعمل أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية على توليد الكهرباء على نطاق المرافق.
- تعكس المرايا أشعة الشمس وتكبرها لتسخين السائل.
- عندما يغلي السائل، ينتج عنه بخار.
- يتدفق البخار عبر توربين ويتسبب في دوران الشفرات.
- تولد الشفرات الدوارة طاقة ميكانيكية. يلتقط المولد هذه الطاقة ويحولها إلى كهرباء.
ما هو Net Energy Metering (NEM)؟
يقوم العديد من السكان والشركات بتركيب الطاقة الشمسية لتقليل فواتير الكهرباء والبصمة الكربونية. يستخدم قياس صافي الطاقة (NEM) عدادات طاقة خاصة لتتبع الفرق بين كمية الكهرباء التي يولدها نظام الطاقة الشمسية للعميل وكمية الكهرباء التي يستخدمها. ثم يتم منح هؤلاء العملاء رصيداً في فاتورة المرافق الخاصة بهم مقابل أي كهرباء زائدة يعيدونها إلى الشبكة. تختلف كمية الطاقة التي تولدها الألواح الشمسية. فخلال أشهر الصيف عندما تكون الشمس ساطعة، تولد الألواح الشمسية المزيد من الطاقة، مما يزيد من رصيد عملاء الطاقة الشمسية في رصيد عملاء الطاقة الشمسية. أما في أشهر الشتاء، فمن المرجح أن يسحب العملاء الذين لديهم ألواح شمسية الكهرباء من الشبكة ويستخدمون الرصيد الدائن الذي تراكم لديهم لتعويض فاتورتهم.
تعرّف على المزيد حول كيفية قيام برنامج Net Energy Metering (NEM) يعمل أو ترقبوا مدونة خبير الطاقة الخاصة بنا عن الطاقة الجديدة والمتجددة.
ما هو تخزين الطاقة الشمسية زائد الطاقة الشمسية؟
الطاقة الشمسية مع التخزين هو اقتران نظام الطاقة الشمسية مع نظام بطارية. يسمح هذا الاقتران بتخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار عندما تكون وفيرة، بحيث يمكن استخدامها في الليل أو خلال ساعات ذروة الاستخدام عندما تكون أسعار الكهرباء أعلى. يساعد اقتران الطاقة الشمسية بالتخزين على تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري. كما أنه ينشئ شبكة طاقة أكثر توازناً، حيث تتطابق إمدادات الطاقة بشكل أكبر مع الطلب على الطاقة في أي وقت.
بالإضافة إلى موازنة الشبكة الكهربائية، تعزز الطاقة الشمسية زائد التخزين مرونة الطاقة. يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية زائد التخزين أن تضمن حصول المنازل والشركات على طاقة احتياطية نظيفة وخالية من الوقود الأحفوري أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
حقائق ممتعة
- لا يزال بإمكان الألواح الشمسية توليد الطاقة عندما يكون الجو غائمًا. في الأيام الغائمة، يمكن أن تنتج الألواح الشمسية حتى 25% ما ينتجونه في يوم مشمس.
- ما يقرب من 100% من المواد المستخدمة في الألواح الشمسية قابلة لإعادة التدوير. A قاعدة جديدة في كاليفورنيا، اعتبارًا من 1 يناير 2021، تصنف الألواح الشمسية على أنها "نفايات عالمية"، مما يسهل عملية إعادة التدوير.
- وفقًا للوكالة الدولية للطاقة، فإن الطاقة الشمسية هي الآن أكثر مصادر الطاقة الشمسية مصدر طاقة ميسور التكلفة.
