تعلّم كيف ‹ 🔬 علوم ومعلومات
☀️ كيف تعمل ألواح الطاقة الشمسية
شرح مبسط للطاقة الشمسية: كيف تحول الخلايا الضوء إلى كهرباء، دور الإنفرتر والبطاريات، أنظمة متصلة بالشبكة ومنفصلة، وكم لوحًا يحتاج البيت.
ألواح الطاقة الشمسية تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء بلا محرك ولا وقود ولا صوت. وهي مناسبة جدًا لبلادنا المشمسة معظم السنة.
الخلية الشمسية
اللوح مكون من خلايا صغيرة مصنوعة من السيليكون، وهو مادة شبه موصلة. عندما يسقط الضوء على الخلية، تكتسب الإلكترونات فيها طاقة وتتحرك في اتجاه واحد بسبب طبقتين مختلفتين داخل الخلية، فيتولد تيار كهربائي مستمر (DC). هذه الظاهرة تسمى «التأثير الكهروضوئي».
مكونات النظام
- الألواح: تُنتج الكهرباء. قدرة اللوح الحديث غالبًا 400–600 واط.
- الإنفرتر (العاكس): يحول التيار المستمر إلى تيار متردد (AC) 220 فولت الذي تعمل به أجهزة البيت.
- البطاريات (اختيارية): تخزن الكهرباء الزائدة لاستخدامها ليلًا. بطاريات الليثيوم أطول عمرًا من الرصاص.
- منظم الشحن: يحمي البطاريات من الشحن الزائد (أحيانًا يكون داخل الإنفرتر).
أنواع الأنظمة
- متصل بالشبكة (On-grid): بلا بطاريات غالبًا، يخفض الفاتورة نهارًا، وفي بعض الدول يمكن بيع الفائض لشركة الكهرباء.
- منفصل (Off-grid): مع بطاريات، للأماكن البعيدة عن الشبكة كالمزارع والاستراحات.
- هجين (Hybrid): يجمع الاثنين، ويعمل كاحتياطي عند انقطاع الكهرباء.
كم لوحًا أحتاج؟ (تقدير مبسط)
- اعرف استهلاكك اليومي من الفاتورة: مثلًا 600 كيلوواط ساعة شهريًا = 20 كيلوواط ساعة يوميًا.
- في بلادنا ينتج كل 1 كيلوواط من الألواح حوالي 5 كيلوواط ساعة يوميًا.
20 ÷ 5 = 4كيلوواط تقريبًا، أي حوالي 8–10 ألواح بقدرة 450 واط مع حساب الفاقد.
نصائح
- الغبار يقلل الإنتاج كثيرًا؛ نظّف الألواح بالماء بانتظام في الأجواء المغبرة.
- اتجاه الألواح للجنوب (في نصف الكرة الشمالي) وبدون ظل.
- التركيب يكون بواسطة شركة معتمدة لسلامة التوصيلات والحماية من الحريق.