الأربعاء، 12 سبتمبر، 2012

الطاقة الشمسية,معلومات عن الطاقه الشمسيه

الطاقة الشمسية

تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكب الأرض حيث تنبعث من أشعتها كل الطاقات فوقه . لأنها تسير كل ماكينات و آلية الأرض بتسخين الجو المحيط واليابسة وتولد الرياح وتصريفها ، وتدفع دورة تدوير المياه ، و تدفيء المحيطات ،و تنمي النباتات وتطعم الحيوانات . و مع الزمن تكون الوقود الإحفوري في باطن الأرض . وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير مباشرة لحرارة و برودة و كهرباء و قوة محركة .وأشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية.و طيفها المرئي يشكل 49% و الغير مرئي كالأشعة الفوق بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء 49%. و الطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها و بعدها من الأرض.والطاقة الشمسية تصل إلى المنازل عبر الألواح الشمسية و تختلف كثافة أشعة الشمس و شدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي الكرة الأرضية و بعدها عن الأرض و ميولها و وضعها فوق المواقع الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة، و حسب كثافة السحب التي تحجبها. لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة . عكس السماء الصحوة الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه، وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة (مادة) حرارية Thermal mass. وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني . وتعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية ).فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما بعد. والمهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة و لا تعكسها كثيرا ، لهذا تسخن . عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس لهذا لا تسخن . و الحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل conduction من خلال مواد صلبة، أو بالحمل convection من خلال الغازات، أوالسوائل ، أو بالإشعاع radiation. و من هنا نجد الحاجة لإنتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنها، لتوفير الطاقة و تكاليفها .لهذا توجد عدة مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية  من بينها قدرة المواد الحرارية المختارة، علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتي في تصميم البنايات واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو الباردة . كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي المبني و البيئة من حوله كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع التربة، والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران و خزانات الماء. كل هذه الإعتبارات لها أهميتها في امتصاص الحرارة أثناء النهار و تسربها أثناء الليل.

 تقنية التبريد الشمسي le froid solaire لقد ظهرت حديثا تقنية جديدة غريبة باستخدام الطاقة الشمسية .يمكن ترجمتها باسم *التبريد الشمسي*.و لقد بدا بالفكرة وتصميم أول جهاز للتبريد باستعمال الطاقة الشمسية على يد العالم الياباني Sanyo لذي صمم أول لوح من هذه الالواح التي تبلغ مساحتها 16m² . و يتلخص سر التقنية المذكورة في ان الالواح الشمسية تلتقط وتجمع الطاقة الشمسية .بعد ذلك يتم تحويله إلى طاقة كهربائية التي تشغل بدورها الضاغط الذي يقوم بدورة التبريد. 

الطاقة الشمسية واستخدماتها

خلق الله الشمس والقمر كآيات دالة على كمال قدرته وعظم سلطانه وجعل شعاع الشمس مصدراً للضياء على الأرض وجعل الشعاع المعكوس من سطح القمر نوراً . قال الله تعالى في كتابه العزيز ( هو الذي جعل الشمس ضياء والقمر نوراً وقدره منازل لتعلموا عدد السنين والحساب ما خلق الله ذلك إلا بالحق يفصل الآيات لقوم يعلمون ) سورة يونس الآية(5) فالشمس تجري في الفضاء الخارجي بحساب دقيق حيث يقول الله سبحانه وتعالى في سورة الرحمن ( الشمس والقمر بحسبان ) الآية(5) . أي أن مدار الأرض حول الشمس محدد وبشكل دقيق ، وآي اختلاف في مسار الأرض سيؤدي إلى تغيرات مفاجئة في درجة حرارتها وبنيتها وغلافها الجوي ، وقد تحدث كوارث إلى حد لآيكن عندها بقاء الحياة فقدرة الله تعالى وحدها جعلت الشمس الحارقة رحمة ودفئاً ومصدراً للطاقة حيث تبلغ درجة حرارة مركزها حوالي (8ْ-40ْ) x 10 درجة مطلقة ( كفن ) ثم تتدرج درجة حرارتها في الانخفاض حتى تصل عند السطح إلى 5762ْ مطلقة ( كفن ) .

استخدام الطاقة الشمسية

استفاد الإنسان منذ القدم من طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة في تطبيقات عديدة كتجفيف المحاصيل الزراعية وتدفئة المنازل كما استخدمها في مجالات أخرى وردت في كتب العلوم التاريخية فقد أحرق أرخميدس الأسطول الحربي الرماني في حرب عام 212 ق م عن طريق تركيز الإشعاع الشمسي على سفن الأعداء بواسطة المئات من الدروع المعدنية . وفي العصر البابلي كانت نساء الكهنة يستعملن آية ذهبية مصقولة كا لماريا لتركيز الإشعاع الشمسي للحصول على النار . كما قام علماء أمثال تشرنهوس وسويز ولافوازييه وموتشوت وأريكسون وهاردنج وغيرهم باستخدام الطاقة الشمسية في صهر المواد وطهي الطعام وتوليد بخار الماء وتقطير الماء وتسخين الهواء . كما أنشئت في مطلع القرن الميلادي الحالي أول محطة عالمية للري بوساطة الطاقة الشمسية كانت تعمل لمدة خمس ساعات في اليوم وذلك في المعادي قرب القاهرة . لقد حاول الإنسان منذ فترة بعيدة الاستفادة من الطاقة الشمسية واستغلالها ولكن بقدر قليل ومحدود ومع التطور الكبير في التقنية والتقدم العلمي الذي وصل إليه الإنسان فتحت آفاقا علمية جديدة في ميدان استغلال الطاقة الشمسية .
بالإضافة لما ذكر تمتاز الطاقة الشمسية بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى بما يلي :-
إن التقنية المستعملة فيها تبقى بسيطة نسبياً وغير معقدة بالمقارنة مع التقنية المستخدمة في مصادر الطاقة الأخرى .
توفير عامل الأمان البيئي حيث أن الطاقة الشمسية هي طاقة نظيفة لا تلوث الجو وتترك فضلات مما يكسبها وضعاً خاصا في هذا المجال وخاصة في القرن القادم.
ويمكنك متابعة موضوعى عن الخلايا الشمسيه من هذا الرابط

الخلايا الشمسية,كيفية عمل الخلايا الشمسية الجزء الاول

ويمكنك متابعه الموضوع من هنا الخلايا الشمسية وكيفية عمل الخلايا الشمسية
وفى هذا الموضوع تم تقسيمة الى جزئين ويشرح كل جزء جزء معين من الخلايا الشمسية وكيفية عمل الخلايا الشمسية
وعلى سيل المثال من العناوين التى سوف نتكلم عليها هى
  1. تحويل الفوتونات إلى إلكترونات فى الخلايا الشمسية
  2. كيف تعمل هذه الأدوات فى الخلايا الشمسية؟
  3. لنلقي نظرة أعمق إلى مثال من خلية (PV): خلية السيليكون البللورية الوحيدة.
  4. السيليكون السلبي (N-Type) + الإيجابي (P-Type): 
  5. ماذا يحدث عندما يضرب الضوء الخلية الشمسية ؟

الخلايا الشمسية,كيفية عمل الخلايا الشمسية الجزء الثانى

تكملة لشرح كيفية عمل الخلايا الشمسيه نلقى نظرة على بقية الموضوع الخاص الخلايا الشمسية وكيفية عمل الخلايا الشمسية
  1. فقدان الطاقة فى الخلايا الشمسيه
  2. البطاريات ذات المدار العميق
  3. قلب التيار المباشر إلى تيار متناوب فى الخلايا الشمسية

طرق تحسين كفاءة الخلية الشمسية

ونتابع ايضا الموضوع المهم جدا فى طرق تحسين كفاءة الخلية الشمسية
ويتكون الموضوع من عناوين مهمه وهي
  1. استخدام الصفائح المتبلورة الملونة فى الخلية الشمسية:
  2. استخدام الأنظمة المتعددة الفجوات فى الخلية الشمسية:
  3. تقنية الخلايا المركبة III-V Compound Solar Cells فى الخلية الشمسية:
  4. خلية الاتصال المدفون Buried Contact Solar Cells فى الخلية الشمسية:
  5. خلايا الشبكة المطبوعـة Printed- Screen Solar Cells فى الخلية الشمسية:
  6. نسبة التركيز Concentration Ratio C فى الخلية الشمسية:

مشاكل استخدام الطاقة الشمسية

والى  الموضوع الاكثر من رائع فى مشاكل استخدام الطاقة الشمسية
مهم جدان ان نعرف مشاكل استخدام الطاقة الشمسية والىكم بعض العنوين المهمه فى هذا الموضوع
  1. بعض مشاكل استخدام الطاقة الشمسية
  2. المقترحات و التوصيات لتفادى مشاكل استخدام الطاقة الشمسية

خلايا شمسية توضع تحت الماء

واليكم الموضوع الذى لا يعلم عنه الكثير من الناس شئ وهو خلايا شمسية توضع تحت الماء
هل الخلايا الشمسية تحت الماء اصعب ام اسهل
تمكن العلماء بمختبر الأبحاث البحرية بالولايات المتحدة الأمريكية من ابتكار خلايا شمسية تعمل تحت الماء. وتستطيع تلك الخلايا الشمسية الجديدة توليد مقدار من الطاقة الكهربية كافي لتشغيل بعض الآلات تحت الماء حتى عمق يصل إلى 9 أمتار.
ولمشاهدة الموضوع من هنا خلايا شمسية توضع تحت الماء

الطاقة الشمسية في مصر

ونتابع بقيه الابحار فى عالم الطاقه الشمسية الطاقة الشمسية في مصر
إن مصر تتمتع بثراء كبير من الطاقة الشمسية وأن الاتجاه الحالي لاستغلال هذا الثراء من خلال استخدام التكنولوجيا النظيفة لتوليد الكهرباء..منوها بأن قطاع الكهرباء بدأ بالفعل في إعداد خطة شمسية مصرية حتى عام 2027 لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية .
جاء ذلك في تقرير لقطاع الكهرباء والطاقة تضمن العديد من الإيجابيات لاستخدامات الطاقة الشمسية من حيث التحسن البيئي وخفض غازات الاحتباس الحراري والتغلب على نضوب الموارد الطبيعية للإنتاج التقليدي للطاقة.
ويمكنكم قرائه المقال كامل من هنا الطاقة الشمسية في مصر

اشترك فى القائمة البريدية لمدونة ميكانيكا وتكنولوجيا
مع تحيات
ميكانيكا وتكنولوجيا بحر المعرفه

هناك 3 تعليقات:

  1. شكرا على المجهود

    ردحذف
  2. ان كل هذه المعلومات مفيدة جدا اني احب ان اقرا الميكانيك

    ردحذف
  3. منذ فترة حضرنا ندوة عن كيفية إستغلال الطاقة السمشية فى مصر فى جمعية المهندسين المصريين بالقاهرة ألقاها دكتور فى الجامعات الأمريكية وقد أشار إلى أن إستغلال هذه الطاقة يستلزم إستغلال السيليكون الموجود فى سيناء على ثلاث مصانع كل مصنع يحتاج 5 سنوات للحصول على منتجه وبعد ذلك يذهب إنتاجة للمصنع الثانى وهذا المصنع أيضاً يستغرق إنتاجه 5 سنوات وكذلك المرحلة الثالثة ... ولا تقول نبنى المصانع فى خمس سنوات ونحصل على المنتج النهائى من المشروع فى خمس سنوات فقط ...لأن مدة الإنتاج تستمر لمدة 5 سنوات وهذا يعنى أن إنتاج المصانع يكون بعد 15 سنة ...ولا عحب فى هذا لأن المصنع سوف ينتج مرايات وخلايا سيليكون وهذه المنتجات تستغرق الكثير من المعالجات الحرارية التى تستلزم بعض الوقت وليس كما يقرر العسكر فى بلادنا سنة واحدة بدلاً من ثلاث سنوات لأن الهندسة علم له أصوله وليس سلق بيض كما قناة السويس الجديدة الخاصة بالعسكر الذين قالوا أن المصريين فقط هم الذين سيحفروها وبعد ذلك يتم الإستعانة ب6 شركات عملاقة فى مجال الكراكات ليتم عزل سيناء تماماً عن الوطن الأم ولا يوجد أى طريق برى يربطنا بها بعد هذا المشروع العسكرى ( هناك مقال فى الأهرام الإقتصادى بإسم الأستاذ محمد عبد الجواد ( ممر ملاحى جديد لإستقطاب السفن العملاقة )وهذا المقال بإسم المهندس / سيد الجابرى يوم 26/12/2012 مشروع ممتاز ولكن لا يكلف شيئ على ميزانية الدولة ولكن الحكم القهرى للعسكر يحول دون النظر للمستقبل بفكرمجرد للأجيال القادمة من أبناءنا وشبابنا الصاعد . وهذه هى المشروعات التى تبنى الأمم المحترمة وليس كما بنينا الحديد والصلب فى حلوان ليتم بيعها لأحمد عز بتراب الفلوس .معزرةً للإطالة !

    ردحذف

Google+ تابعنا على