مقدمة عن الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية أصبحت مصدراً نظيفا للكهرباء.
في الماضي كان استخدام ضوء الشمس فى إنتاج الكهرباء صعباً و غير ضرورى،
لكنه أصبح الأن أمر اقتصادي بعد اتجاه طاقة البترول إلى النضوب.
ما يزال التقدم في تكنولوجيا الطاقة الشمسية مستمر مما سوف يؤدي الي انخفاضات مستمرة في تكلفة تركيب انظمة الطاقة الشمسية،
قد اصبحت الان بالفعل فى متناول يد الطبقة المتوسطة.
في المناطق النأئية تكلفة انتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية اقل من الكهرباء التقليدية بسبب التوفير في انشاء بنية تحتية و مد كابلات الكهرباء.
الأن يمكن توفير طاقة اي منزل او نظام ري او شبكة انأرة للشوراع من خلال نظام شمسي و الأستغناء تماماً عن نظام الكهرباء الحكومى.
في المناطق الحضرية يمكن بيع اي فائض في انتاج الطاقة الشمسية إلى شركات توزيع الكهرباء باسعار مغرية



فوائد الكهرباء من الطاقة الشمسية

1. طاقة مستدامة و متجددة أي أنها لا تنفذ، فهي مصدر طاقة طبيعي من الشمس
2. الألواح الشمسية سهلة التركيب ولا تحتاج إلى مهارات او معدات خاصة
   ذلك خلافا ل محطات الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والتي تتطلب امكانيات تنفيذية خاصة.
3. يمكن تثبيت الألواح الشمسية على أسطح المنازل في مشاريع صغيرة منزلية.
   علي عكس طاقة الرياح التي تتطلب منشآت و مشاريع واسعة النطاق.
4. يمكن استخدامها في المواقع النائية التي لا تصلها الكابلات الكهربائية
   هي افضل وسيلة للحصول علي الطاقة الكهربائية في الجبال و الصحراء و عرض البحار
   كما يتم استخدامها في تلبية احتياجات الكهرباء للأقمار الصناعية.
5. لأ تتطلب صيانة، حيث يتم تركيب الألواح مرة واحدة ويبقى لدينا القليل فقط نظافتها و رشها بالمياه للمحافظة على انتظام عملها.
6. مستلزمات الطاقة الشمسية غير ظاهرة تقريبا، خصوصا عند استخدام الالواح الشمسية التي يتم نصبها على أسطح المباني.
7. محطات توليد الطاقة الشمسية و الألواح الشمسية في المنازل لا تسبب أي انبعاثات او ضوضاء و لا تسبب أي أثر ضار على البيئة.
8. استثمار مغري في حال بيع الأنتاج الي شركات توزيع الكهرباء
9. تجنب الزيادات في أسعار الكهرياء الحالية و المستقبلية

عيوب الطاقة الشمسية

1. التكلفة الأولية لشراء نظام شمسي عالية إلى حد ما.
   يشمل ذلك دفع ثمن الألواح الشمسية و الأنفرتر و البطاريات و الأسلاك و هيكل التثبيت.
   هذه التكلفة عائق امام محدودي الدخل الذين يحصلون حاليا علي الكهرباء مدعمة من الحكومة و لا يحتاجون الي نظام شمسي يكلف الألأف
2. كفاءة النظام الشمسي يقل في ايام المطر و الغيوم.
   لذلك في النظم المستقلة عن الشبكة يجب عمل بطاريات تخزين تسع لثلأث او اربع ايام لتفادي انقطاع التيار خلال سوء الاحوال الجوية.
   علي الرغم ان عدد ايام الغيوم في الدول العربية قليل و لكن تصميم النظام يجب ان يضع في الأعتبار عدم انقطاع التيار الكهربائي نهأئيا
3. تخزين الطاقة الشمسية في بطاريات مكلف و عمرها الفتراضي قليل بالنسبة الي سعرها
   يتم شحن البطاريات خلال النهار و تستخدم الطاقة ليلا.
   في نظم الري يتم استخدام الطاقة الشمسية خلال النهار فقط و الأستغناء عن بطاريات التخزين.
   فأصبحت الطلمبات الشمسية ناجحة اقتصاديأ في المناطق الريفية مثل الواحات في مصر أو الهند التي اصبحت دولة رائدة في هذا المجال
4. بالنسبة للأستخدام المنزلي قد لا يتطلب تركيب الطاقة الشمسية مساحة كبيرة و يمكن تركيبها على أسطح المنازل.
   لكن بالنسبة للشركات الكبيرة فمطلوب مساحة كبيرة للنظام لتكون فعالة في توفير الكهرباء على أساس ثأبت.
   بالتالي عنصر المساحة و تكلفتها له وزن كبير في دراسة جدوي النظام الشمسي داخل المدن الكبري و المواقع ذات اسعار الأراضي المرتفعة

عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء

1. الألواح الشمسية تستخدم عملية خاصة لتحويل الفوتونات إلى إلكترونات لتوليد تيار من خلال الاستفادة من نوع خاص من الخلايا المعروفة باسم الخلايا الشمسية (الكهروضوئية )
   وتوجد هذه الخلايا عادة في الجزء الأمامي من الآلات الحاسبة و الأدوات الصغيرة.
   عندما يتم توصيل هذه الخلايا الصغيرة مع بعض في مصفوفة كبيرة, فهي التي تعرف باسم لوحة شمسية .
2. تصنع الخلايا الضوئية من مواد شبه موصلة مثل السيليكون.
   أشباه الموصلات تمتص الضوء من الشمس.
   الفوتونات في ضوء الشمس تدق الإلكترونات في الخلايا.
   عندما يحدث هذا, فإن الإلكترونات تتدفق داخل الخلية في اتجاه واحد علي هيئة التيار الكهربائي.
3. السيليكون بطبيعته لامع جدا،
   من أجل الأستفادة من الفوتونات و منعها من الأنعكاس بعيدأ عن الخلية، يتم تطبيق طلاء مضادة للانعكاس للخلايا.
   في معظم الأحيان يتم وضع غطاء زجاجي أعلى اللوح الشمسي من أجل حماية مادة السيليكون من العوامل الخارجية و الخدش.

اسئلة شائعة عن الطاقة الشمسية

1. هل يمكن استخدام الطاقة الشمسية أثناء الليل؟
   

   نعم يمكن استخدم الطاقة الشمسية المجمعة أثناء النهار من خلال تخزينها في بطاريات

2. كم يبلغ المدى العمرى لأنظمة الطاقة الشمسية؟
   

   بصورة عامة العمر الأفتراضي للألواح الشمسية حوالي 25 عامًا،
   اما محولات التيار (الانفرتر) فعمره يختلف حسب جودة المنتج و يتراوح بين 5 الي 10 سنوات.
   بطاريات الطاقة الشمسية ان وجدت فعمرها الأفتراضي يتراوح بين سنتين الي 15 عام طبقا للنوع و الجودة

3. ما هو حجم الضوضاء الناتجة؟
   

   محولات الطاقة المعروفة باسم الأنفرتر هادئة نسبيا – الضوضاء الناتجة منها مشابهة لصوت الثلاجة المنزلية. يتم تثبيتها عادة في السلالم او البدروم جنبا إلى جنب مع الأنظمة الميكانيكية القائمة، وليس في مساحات المعيشة .

4. هل يمكن ان اقوم بتركيب الألواح الشمسية بنفسي؟
   

   أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة تحتاج إلى التعاقد مع شركة متخصصة حاصلة علي شهادة تأهيل للتعاقد مع شركات توزيع الكهرباء المحلية و إجراء الربط . اما النظم المنفصلة عن الشبكة فيمكنك تركيبها بنفسك، و لكن التكاليف والمخاطر المرتبطة بذلك تفوق كثيرا تكلفة التعاقد مع شركة محترفة.

5. ما هي المساحة المطلوبة لتركيب الألواح؟
   

   بصورة تقريبية الألواح الشمسية تحتاج الي مساحة من 7 الي 10 متر مسطح لكل كيلو وات ساعة قدرة. فمثلأ محطة شمسية بقدرة 12 كيلو وات ساعة تحتاج 100 متر مسطح.

6. ما هو حجم انتاج الكهرباء؟
   

   يمكن استخدام الخريطة في هذأ الموقع لمعرفة حجم انتاج النظام الشمسي للكهرباء طبقا لموقع المشروع. و بصفة عامة حجم الأنتاج في مصر لكل كيلو وات قدرة يتراوح من 1500 الي 2000 كيلو وات في العام

7. كيف يمكن معرفه ما اذا كانت الالواح الشمسيه تصلح في منزلي ؟
   

   عند القاء نظره علي سقف المنزل يجب الأجابة علي الاسئله التالية:

   1. هل يتعرض السقف تعرضا جيدا للجنوب ؟ حيث انه عند وجيه الالواح الشمسيه الي الجنوب يزيد من فعاليه انتاج الطاقه.
   2. هل السقف خالي من الاشجار او المباني التي من الممكن ان تعمل ظل على الالواح ؟ حيث ان وجود ظل علي لوحات الطاقه يقلل من فعاليتها
   3. هل تمتلك حيازة السقف الخاص بالمنزل ؟مشروع الطاقة الشمسية عمره الأفتراضي 25 عام و يجب التأكد من عدم وجود مشتغلين او ملاك اخرين اصحاب حق في استغلال السطح قبل الشروع في التنفيذ
   4. هل المنزل حاصل علي تراخيص بناء قانونية؟ في حالة تركيب نظام شمسي متصل بالشبكة يجب ان يكون المنزل حاصل علي رخصة بناء قانونية طبقا لأشتراطات التعاقد مع شركات توزيع الكهرباء

تاريخ محطات الطاقة الشمسية في مصر

في عام 1912 اقيمت بحي المعادي أول محطة لتوليد الطاقة الحرارية الشمسية في العالم باستخدام مجمعات القطع المكافئ، وذلك بقدرة 45 كيلووات.
توضح خرائط الأشعاع الشمسي أن مصر تستقبل سنويا من 2500 إلى 3300 كيلو وات للمتر المسطح.
و تعتبر هذه الأرقام مؤشرات جيدة جدأ من حيث كفائة توليد الكهرباء من الخلايا الشمسية.
و بدأت الدولة اتباع سياسة الأبنية الخضراء في التخطيط للمدن الجديدة.
كما تتم اعتماد منطومة الطاقة المتجددة بما يحقق تعظيم الاستفادة من موارد الطاقة المحلية.
فالحكومة المصرية تقدم الأعفائات الضريبية و القروض الميسرة و اراضي حق الأنتفاع الي مشروعات الطاقة المتجددة.
كما تدرك الدولة أهمية انتاج الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة على صعيد الافراد فتم اعتماد تعريفة التغذية FIT.