ملتقى الفيزيائيين العرب - بالفيديو كل ما تريد معرفته عن الخلايا الشمسية

اخواني الكرام

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

سنتابع مع بعض مجموعة دروس حول اسس الكهرباء المرتبطة بأنظمة الطاقة الشمسية قمت بترجمتها من أحد المراجع الأجنبية وسأعرضها تباعاً إن شاء الله

عند دراسة توليد الكهرباء من خلال أنظمة الطاقة الشمسية .. من الأفضل فهم القواعد العامة للكهرباء والتي قد يعرفها كثير منا ولكننا سنذكرها في البداية كتمهيد للدخول لفهم انظمة توليد الكهرباء من ألواح الطاقة الشمسية

حجر أساس مفاهيم ومفردات الكهرباء هي :

1- فرق الجهد Voltage ويقاس بوحدة (الفولت)

2- شدة التيار Current و البعض يطلق عليها Amperage ويقاس بوحدة (الأمبير)

3- المقاومة الكهربائية Resistance وتقاس بوحدة (الأوم)

4- القدرة Power وتقاس بوحدة (الواط)

5- واط . ساعة (Watt-hours)

يمكن فهم الكهرباء ببساطة علي انها تدفق الالكترونات (شدة التيار الكهربائي) خلال سلك نحاسي تحت تأثير ضغط كهربائي (جهد كهربي) .. ويمكن تشبيه ذلك بتدفق الماء خلال أنبوب :

سلك النحاس = أنبوب الماء (الماسورة)

فرق الجهد = ضغط الماء في الانبوب

شدة التيار الكهربي = معدل تدفق الماء

المقاومة الكهربائية = محبس الماء أو الصنبور ( المقاومة تتحكم في شدة التيار)

ويمكننا الآن فهم العلاقات بين ما سبق

بزيادة ارتفاع الماء في الخزان (يزداد فرق الضغط) (يزداد فرق الجهد) وبالتالي يزداد شدة تيار الماء في الانبوب (يزداد شدة التيار الكهربائي في السلك) وذلك عند ثبات المقاومة ودرجة الحرارة وهذا هو قانون أوم (علاقة طردية بين فرق الجهد وشدة التيار)

بغلق محبس الماء (الصنبور) يعني زيادة المقاومة بالتالي يقل شدة التيار المتدفق (علاقة عكسية بين شدة التيار والمقاومة)

ولكي نكمل تشبيه الكهرباء بالماء فيمكن تشبيه البطارية التي تخزن الشحنات الكهربائية (الطاقه) هي الأخري ببرج الماء الموجود في كل المدن والقري كما بالصورة

شكل برج الماء يشبه الفطر (المشروم) أو القبعة مما يساعد في تخزين حجم هائل من الماء في البرج الذي يمد المستهلك في النهاية بالماء بكمية مناسبة من الماء تحت ضغط 40 – 60 psi

بمراجعة المقارنة بين برج الماء والبطارية 12 فولت بالصورة التالي يتضح الآتي:

http://farm9.staticflickr.com/8422/7...faa2f616_z.jpg

علي الرغم من كون البطارية 12 فولت فيزيائياً لا تشبه برج الماء ، فإن معظم الكهرباء المخزنه في البطارية تكون متاحة بين 12 فولت إلي 12.7 فولت

عند سحب طاقة من بطارية جهدها أقل من 12 فولت فإن كمية الكهرباء القليلة (شدة تيار ضعيفة) تجعل الجهد ينخفض بسرعة

في الأنظمة الشمسية

الجهد المتولد من الخلايا الشمسية سيدفع الشحنات الكهربائية (التيار) خلال الموصل (السلك) نحو الحمل الذي له مقاومة لمرور التيار والذي بدوره يستهلك القرة ومن هنا نتحدث عن القدرة ببساطة:

القدرة هي حاصل ضرب الجهد في شدة التيار وتقاس بوحدة الواط

الطاقة هي قدرة (بالواط) مستخدمة خلال فترة زمنية معينة (ساعة مثلا) وتقاس بوحدة (واط – ساعة ) أو جول

1 كيلو واط – ساعة يساوي 1000 واط – ساعة

مثال : مصباح قدرته 100 واط يعمل لمدة 10 ساعات كل ليلة ، يمكن التعبير عن الطاقة المستهلكة من الصباح في الليلة بـ (1000 واط – ساعة) أو (1 كيلو واط – ساعة )

بالتالي لو أردت حساب كمية الطاقة المستهلكة من أحد التطبيقات في كل يوم ستحتاج لضرب القدرة × عدد الساعات المستخدمة في كل يوم

سنتحدث المرة القادمة ان شاء الله عن طرق توصيل البطاريات في انظمة الطاقة الشمسية

أخوكم/ مدحت