اخر تحديث في مايو 27, 2023 بواسطة حمدي بانجار
اساسيات الكهرباء للطاقة الشمسية – مهم لفهم اي عمل باستخدام الطاقة الكهروضوئية
يعد فهم أساسيات الكهرباء لبنة مهمة لأي عمل باستخدام الطاقة الكهروضوئية.
هل تفضل التعلم باستخدام مقاطع الفيديو؟ يتم تغطية الكثير من هذه المعلومات في سلسلة الفيديو المكونة من جزئين أساسيات الكهرباء للطاقة الشمسية: معدلات وكميات الطاقة باللغة الانجليية .
في هذا القياس ، إذا كنت ترغب في زيادة التدفق عبر خط الأنابيب ، فستحتاج إما إلى أنبوب أكبر أو سيكون عليك دفع الماء (أو الكهرباء) من خلاله بمعدل أسرع.
يتطلب دفع المياه عبر خط أنابيب بسرعات عالية ضغطًا مرتفعًا. يقاس الضغط في الماء بالبوصة المربعة (رطل لكل بوصة مربعة). يمكنك أن تتخيل الماء تحت ضغط عالٍ يتدفق بسرعة كبيرة من فوهة ، مثل خرطوم إطفاء الحرائق ، بسرعته وقوة (قوة) كافية لحمله إلى ارتفاعات كبيرة أو لإسقاط أحدهم عن أقدامه إذا اعترض طريقه.
وبالمثل ، يسمى “ضغط” تدفق الإلكترونات الجهد ويقاس بالفولت (V).
بشكل عام ، كلما زاد جهد التيار الكهربائي ، زادت القوة الموجودة خلفه.
التيار مثل حجم المياه المتدفقة عبر الأنبوب :-
يتم تحديد مقدار التدفق عند ضغط معين من خلال حجم المقطع العرضي للأنبوب.
إذا كنت ستفتح خرطوم مياه أكبر بمرتين من خرطوم الماء الآخر بنفس الضغط ، فسوف تحصل على ضعف كمية المياه المتدفقة من الخرطوم الأكبر.
كمية تدفق الكهرباء تسمى التيار أو “current” ويتم قياسها بالأمبير ، أو “amps” (A) للاختصار.
إذا أخذنا تشبيه المياه إلى أبعد من ذلك ، فإن البطارية تخزن الكهرباء بقدر ما يخزن برج الماء الماء. كلما زاد ارتفاع هذا البرج ، زاد ضغط الماء في قاعدته. إذا فتحت صمامًا في القاعدة ، فسوف يتدفق الماء عند ضغط مرتفع. بالطريقة نفسها ، إذا قلبت مفتاحًا يربط البطاريات بمصباح كهربائي أو بعض الأحمال الأخرى ، تبدأ الكهرباء في التدفق.
كلما زاد جهد بنك البطارية ، زاد “ضغط” الإلكترونات المتدفقة في السلك. ومثلما هو الحال مع برج الماء ، عندما يتم تصريف الكهرباء من البطارية ، ينخفض الضغط (الجهد) ببطء.
تتوفر معظم المياه المتوفرة في برج مياه نموذجي بضغط 45 إلى 60 رطل / بوصة مربعة. بمجرد التصريف إلى أقل من 40 رطل / بوصة مربعة ، فإن أي استنزاف إضافي سيؤدي إلى انخفاض الضغط بسرعة أكبر.
وذلك لأن غالبية المياه مخزنة في الخزان الضخم أعلى برج المياه. يحدث الضغط المنخفض عندما يصل الماء إلى قاعدة هذا الخزان الكبير. وبنفس الطريقة ، تحتوي البطارية الاسمية التي تبلغ قوتها 12 فولتًا على معظم الكهرباء المخزنة بها من أقل بقليل من 12 فولت إلى 12.6 فولت.
بمجرد استنزاف البطارية إلى أقل من 12 فولت ، يتبقى القليل من التيار الكهربائي (على غرار ما يتبقى من القليل من الماء في برج المياه بمجرد تصريف الخزان إلى أنابيب الإمداد فقط في قاعدة الخزان).
تمامًا مثل المضخة المصممة لملء برج يوفر 45 إلى 60 رطلًا لكل بوصة مربعة من الضغوط ، يجب أن تكون قادرة على إنتاج ما يزيد قليلاً عن 60 رطلًا لكل بوصة مربعة (تتطلب أن ترفع المضخة الماء 138 قدمًا) ، كذلك تفعل الألواح الكهروضوئية الشمسية (الكهروضوئية) الوحدة النمطية) لإنتاج ما لا يقل عن 15 إلى 16 فولت لشحن بطارية 12 فولت.
القوة هي الفولتية مضروبة في التيار الكهربائي :-
الطاقة الكهربائية (القدرة على القيام بالعمل) هي دالة للضغط (الجهد) والتيار (التيار). ضاعف أيًا منهما وستضاعف الطاقة التي يحملها التيار عبر الدائرة.
الصيغة الفعلية لحساب القدرة أساسية تمامًا – ببساطة اضرب الجهد في التيار.
Power = Volts x Amps
تُعرف هذه الصيغة بقانون أوم. الواط (W) هو مقياس قوة الكهرباء وسيكون وحدة القياس الأساسية لدينا لتحديد حجم الأحمال الكهربائية لدينا.
تستهلك حمولة 1 وات التي يتم تشغيلها لمدة ساعة واحدة طاقة واحدة من واط في الساعة. سوف تستهلك حمولة 100 وات تعمل لمدة ساعتين 200 وات / ساعة. وما إلى ذلك وهلم جرا.
يمكن أن تتكون حمولة 100 وات من جهاز بجهد 12 فولت يسحب 8.3 أمبير أو قد يتكون من جهاز 120 فولت يسحب 82 أمبير (120 فولت × 0.83 أمبير = 100 واط). وما إلى ذلك وهلم جرا.
وحدة القياس الأخرى التي ستصادفها هي كيلووات (kW). كيلو واط – 1000 واط. يمكن أن ينتج الكيلووات في الساعة من أن تكون حمولة 100 وات طاقة لمدة 10 ساعات أو حمولة 1000 وات تعمل بالطاقة لمدة ساعة واحدة فقط.
ما هو الفرق بين التيار المتردد AC والكهرباء DC؟
تتدفق الكهرباء بطريقتين: إما في التيار المتردد أو التيار المتردد وفي التيار المباشر أو التيار المستمر.
الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر له علاقة بالاتجاه الذي تتدفق فيه الإلكترونات. في التيار المستمر ، تتدفق الإلكترونات بثبات في اتجاه واحد ، أو “للأمام”. في التيار المتناوب ، تستمر الإلكترونات في تبديل الاتجاهات (بالتناوب) ، وأحيانًا تتقدم “للأمام” ثم تتراجع “للخلف”.
الطاقة التي تأتي من منافذ الحائط لدينا هي التيار المتردد ، وهو النوع الأكثر شيوعًا من الكهرباء.
ومع ذلك ، فإن المنازل التي تم فصلها تمامًا عن شركة المرافق الكهربائية لها منافذ توفر الكهرباء بالتيار المستمر. وذلك لأن معظم أنظمة الطاقة البديلة تخزن طاقتها في بطاريات تستخدم كهرباء التيار المستمر. لتحويل هذه الكهرباء إلى تيار متردد يتطلب استخدام العاكس ، والذي لا يكون بطبيعته فعالاً بنسبة 100٪ في تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد (عادة ما بين 70 و 95٪ كفاءة).
لعدم فقد المزيد من الطاقة القيمة بسبب عدم الكفاءة الكهربائية ، فإن الأشخاص الذين يعيشون خارج الشبكة غالباً ما يستخدمون فقط الأجهزة والأجهزة التي يمكن أن تعمل مباشرة من الكهرباء التي يمكن لبنك البطاريات توفيرها.
الجانب السلبي هو أن معظم الأجهزة الشائعة تعمل فقط بتيار متردد 120 أو 220 فولت.
كيف تولد الخلايا الكهربائية الشمسية الكهرباء؟
يمكن اعتبار الخلايا الكهروضوئية أو الكهروضوئية باختصار بمثابة مولد كهرباء تيار مباشر (DC) مدعوم من الشمس. عندما تضرب فوتونات ضوئية ذات طاقة كافية خلية شمسية ، فإنها تحرر الإلكترونات في التركيب البلوري السليكوني مما يجبرها على المرور عبر دائرة خارجية (البطارية أو العاكس أو الحمل المباشر للتيار المستمر) ، ثم تعيدها إلى الجانب الآخر من الخلية الشمسية لتبدأ العملية من جديد.
يبلغ ناتج الجهد من خلية شمسية بلورية واحدة حوالي 0.5 فولت مع خرج تيار يتناسب طرديًا مع مساحة سطح الخلية (حوالي 7 أمبير لخلية شمسية متعددة البلورات بحجم 6 بوصات مربعة). عادةً ما يتم توصيل 30-36 خلية في سلسلة (+ إلى -) في كل وحدة شمسية.
ينتج عن ذلك وحدة شمسية بإخراج اسمي بجهد 12 فولت (حوالي 17 فولت عند ذروة الطاقة) والتي يمكن بعد ذلك توصيلها في سلسلة و / أو موازية للوحدات الشمسية الأخرى لتشكيل مجموعة شمسية كاملة.
أنتهى … اساسيات الكهرباء للطاقة الشمسية – مهم لفهم اي عمل باستخدام الطاقة الكهروضوئية
اذا اعجبك الموضوع اساسيات الكهرباء للطاقة الشمسية – مهم لفهم اي عمل باستخدام الطاقة الكهروضوئية لاتبخل علينا بمشاركتة على مواقع التواصل الاجتماعي ليستفيذ منه الغير,كما نتمنى اشتراككم في قناة الموقع على اليوتيوب بالضغط هنا وكذلك الاشتراك في مجموعة الفيس بوك بالضغط هنا والتيليقرام بالضغط هنا وكذلك التسجيل بالموقع لتتمكنو من تحميل بعض الملفات الخاصة بالأعضاء كما يمكنكم رفع ملفاتكم مجانا على مركز ملفات حضرموت التقنية بالضغط هنا ولاتترددو في وضع أي استفسارات للرد عليكم .
دمتم بكل ود والسلام عليكم ورحمة الله وبركاتة … حضرموت التقنية
