[أم كلثوم]

تمهيد
إن كل نظام كهروضوئي ينقسم إلى ثلاثة أقسام أساسية هي : قسم إنتاج الطاقة الكهربائية , قسم لمراقبة هذه الطاقة المنتجة , وقسم خاص باستعمالات هذه الطاقة , وفي ما يلي شرح لاهم التطبيقات المهمة للطاقة الشمسية
II.1 الإنارة
II.1.1 مختلف أجهزة الإنارة
يوجد أربع أنواع من أجهزة الإنارة الأساسية التي تتكيف مع الكهروضوئية وهي : مصباح تفلور ,مصباح صوديوم ذو ضغط منخفض , مصباح توهج (سلك تنغستان) , مصباح هالوجين
* معايير مميزة لجهاز كهروضئي
- التدفق الضوئي ( lm )
- الاستطاعة الكهربائي (w )
- المردود الضوئي ( lm\w )
- توتر التغذية ( v )
أ) أجهزة الإنارة بمصباح تفلوري:
يمدح هذا المصباح في المخططات والتركيبات الكهروضوئية , ولأنها بلا منازع تمثل المردود الأحسن من بين المصابيح ( الضوء الصادر , الطاقة المستهلكة ) , وعند مقارنتها مع المصابيح التقليدية ذات التوهج فإننا نجد أنها اقل بـ 3 أو 5 مرات من الطاقة المستهلكة لذا فيمكننا استعمال أنظمة شمسية اقل لنفس النتيجة المتحصل عليها .
ثم إن الفاعلية الضوئية تتراوح بين 40 إلى 80 [ lm\w ] حسب نوعية المصباح التفلوري مثلا جهاز ضوئي تفلوري يحول 13 w إلى حوالي 600 إلى 800 [ lm] بينما مصباح توهجي يستهلك 60 w وأيضا مصباح تفلوري ذو 18 w يكافئ مصباح توهج ذو 75 w نجد
في التجارة مصابيح وأجهزة تفلورية ذات استطاعة: من إلى w 40 توترها يتراوح بين 12 الى v 24 ومدة صلاحية 5000 ساعة ( مدة الصلاحية الدنيا )
ب) أجهزة إنارة بمصباح ذو هالوجين
لان الضوء بالهالوجين أكثر راحة وصحة من الضوء الفلوري حيث جرت العادة على استعمال الهالوجين للإضاءة من اجل القراءة, وهذا الضوء يمكن استعماله أيضا في عدة احتياجات أخرى : مثل التدخلات الجراحية في الطب .





نلاحظ أن مردود هذه الأجهزة الضوئية يتراوح بين ( 15 إلى 25 lm\w ) فهو إذا اقل من أجهزة الضوء التفلورية.نجده أساسا في التجارة على شكل 5 إلى 50 w ذو استطاعة 12 v أو 24 v بمدة صلاحية 2000 ساعة
محاسنها الأساسية هي غياب الالكترونيك فيها مما جعل سعرها ارخص من أجهزة الضوء التفلورية, أما مساوئها فهي عديدة علاوة على لن مردودها ضعيف, وكذلك عدم صلابتها لذلك يتجنب معالجتها يدويا وعدم تحريكها ولمسها إذا كانت ساخنة
ج) أجهزة إنارة بمصباح صوديوم ذو ضغط منخفض
إن هذه الأجهزة ذو مردود مرتفع وأكثر من الأجهزة الضوئية الأخرى, لذا فهي تستعمل في الإنارة ذات الاستطاعة الكبيرة ( إنارة \ إشارة خارجية ) . كون الضوء الصادر منها اصفر برتقالي ومردودها الضوئي يتراوح بين (100 إلى 200 lm\w ) ونجدها أساسا في التجارة ذو استطاعة 18 w أو 35 w وثمنها مرتفع قلل وحد من استعمالها الاجتماعي
د) أجهزة الإنارة بمصباح توهجي
هذه الأجهزة تستعمل المصابيح الكلاسيكية المتوهجة وهي تستهلك أكثر بـ 3 أو 5 مرات المصابيح التفلورية الشئ الذي حد من استعمالها. أما مردودها فمن 10 إلى 15 lm\w أما مدة صلاحيتها فهي 1000 ساعة ( اقل من المصابيح التفلورية بـ 5 مرات )
من محاسنها غياب التكنولوجيا الشئ الذي يفسر رخص سعرها , أما مساوئها فهي استهلاك الكثير من الطاقة لذا يجب زيادة استطاعة المولد , ومن زيادة سعره لهذا فهي غير محببة بالرغم من انتشار الضوء الكثير منها ,ففي بعض ألاماكن نجدها هي الأكثر مثلا عند الاستطاعات الضعيفة من ( 5 إلى 20W )وذلك لرخص سعرها وعدم استهلاكها لكثير من الطاقة
II.1.2 مختلف أنظمة الإنارة وتطبيقاتها
نجد أربع تطبيقات رئيسية تنضوي تحتها كل التطبيقات الأخرى وهي :
• الإنارة المنزلية والاجتماعية: مثل: مدرسة , مسجد , مستوصف
• الإنارة المتحركة : مثل مصابيح محمولة
• الإنارة العمومية: مثل : أماكن عمومية , مواقع معزولة, حضائر
• إنارة الإشارات:مثل : إشارات إعلام للهبوط في المطارات والمرافئ ,إشارات المرور للطرق , إشارات بحرية أو ساحلية
بعض المقادير المميزة لنظام الإنارة
- الاستطاعة المنتجة من طرف المولد الكهروضوئي wc
- توتر التغذية v
- العدد , و الاستطاعة (w ) ومدة الاستعمال اليومي بالساعة لعدة نقاط للإنارة

- قدرة استيعاب البطارية (Ah )
- الاشتغال الذاتي في حالة غياب الشمس
أ) الإنارة المنزلية والجماعية المشتركة
في الواقع إن هذا النوع من الإنارة مصمم للسماح للإنسان بالقراءة أو بالتعليم أي وضع علامة أو قضاء أو أشياء وهذه الأجهزة تكون مصنوعة من مصابيح مفلورة ويختلف عددها من 3 إلى عشرات المصابيح من اجل نظام قاعدي واحد , ولكن عند وجود مجمعات معمارية سكنية فان الإنارة تكون على شكل أنظمة قاعدية مستقلة
نجد أن النظام القاعدي عادة يتكون من :
- 1 أو 2 أو4 الواح شمسية مع دعامة
- 3 إلى 10 أجهزة ضوئية مفلورة
- معدل أو منظم ( حمولة \ تفريغ)
- بطارية ذات (12v أو 24 v )
- أسلاك وقواطع ومختلف التوابع
ونجد هذه الأنظمة مهيئاة على شكلين : أماcleen main على شكل توصيلات خاصة لشخص واحد مثلا. وأماkits على شكل توصيلات محتملة لأشخاص ولكنها ليست شخصية ومتميزة
ب) مصباح محمول
هذه المصابيح المحمولة مغذية بالطاقة الشمسية الهدف منها تعويض المصابيح الكلاسيكية التي تعمل بالبترول أو الغاز , وهي تؤدي نفس الخدمة ومزايا أخرى كثيرة منها:
• إنارة كافية أكثر من 100lm
• تعمل من4 إلى 5 ساعات يوميا
• سهلة الحمل باليد وسهلة الاستعمال والتعبئة
• سعرها منافس لأسعار المصابيح المحمولة الأخرى
وقد تكون الأجهزة أو المصابيح الكهروضوئية أو المجمع (المصباح الشمسي المحمول)ذو نوعية تفلورية ويكون غاليا. المصباح مفصول على المجموعة المولدة التي تكون مثبتة على دعامة (السقف مثلا) وقد تدعي الضرورة لعدم فصلهما مع مراعاة وضع المجمع في الشمس للتحميل بالطاقة ويتكون المصباح المحمول عادة من:
- لوح ذو (10 w )
- 1 أو 2 تفلوري ذات (4 أو7w )
- معدل خاص بالشحن والتفريغ
- بطارية ذات ( 1.4Ah إلى 6.5Ah و6v أو2v )

- بطارية تكامل المجمع.
ج) الإنارة العمومية
إن أنظمة الإنارة العمومية مصممة من اجل الإنارة الليلية الخارجية وهي تحقق أساسا تعاليم الطريق وإشاراته وإيضاحه في الظلام , أما عن الأجهزة المستخدمة فهي من نوع الصوديوم ذو الضغط المنخفض ومركبة على حامل مصابيح أو مصباح واحد حسب الحاجة ونجد ان هذه الإنارة قادرة على إنارة أو تغطية مساحة قدرها 120 إلى 250m بالضوء .
في الحالة العامة حاملة المصابيح تتكون من
- 1 او2 من الألواح الشمسية
- مصباح من الصوديوم ذو الضغط المنخفض ذو استطاعة 18w أو 35w
- معدل للشحن و التفريغ
- مبرمج وخلية كهروضوئية
- دعامة تحوي حامل التوصيلات والإلكترونيات الضرورية للانارة
د) استخدام الإنارة في الإشارة
إن هذه الأنظمة تستخدم للتعليم والإرشاد الخارجي في المناطق النائية المعزولة الخارجي في المناطق النائية المعزولة ( طوافة بحرية) أو في المناطق الصعبة التي لا نستطيع تغذيتها بالكهرباء (إشارات المرور , مسلك المطار , ذروة خط ذو تيار عالي)
النظام المثالي يتكون من
- من 1 إلى 8 من الألواح الشمسية
- عدة أجهزة ضوئية أو جهاز واحد
- مبرمج أو خلية الكتروضوئية اختيارية
- غامز اختياري
- بطارية (48v,24v,12v )
_صندوق أو خزانة كبيرة محكمة الشد تحوي تكنولوجيا وتوصيلات كهر بائية.[4]












II.1.3 محاسن ومساوئ مختلف أنظمة الإنارة
الطاقة المحاسن المساوئ
البطارية البطارية مجهزة للعمل محليا
سهلة التوصيل والتركيب
سعر التجهيز منخفض نقل البطارية
قلة مدة الصلاحية
سعر الشحن غالبا ما يكون مرتفع
الطاقة الكهروضوئية جيدة العمل والاستعمال في عدة ظروف
قلة احتياجها لصيانة
مدة الصلاحية نظريا مرتفعة جدا
سعر العمل منخفض التكنولوجيا المدخلة جديدة
قطع الغيار غالبا ما تكون غير جاهزة
دارة التوزيع غير متطورة
سعر التجهيز مرتفع
الاستطاعة المقدمة ضعيفة
التشميس الجيد ضروري

II.2 الضخ
*نظرة حول الوسائل اللازمة في عملية الضخ
إن أنظمة الضخ الأكثر انتشارا تعمل حسب مبدأ * مع خيوط الشمس * أي لا يوجد احتياطي بالنسبة للطاقة , حيث التدفق الخاص بالماء يكون متناسبا طرديا مع الطاقة الضوئية المستقبلة , هذه الوضعية سمحت بسهلة التركيب والتوصيل , بالإضافة إلى كونها ذات مردود كلي ممتاز وقدرة على العمل في مختلف الظروف كبيرة كما أن سعرها اقل بكثير من النظام الذي يستعمل البطارية والمنظم , ومنه إن النظام الذي يعتمد على مبدأ *مع خيوط الشمس * يتكون أساسا من : مولد كهروضوئي ومضخة كهربائية , ويضاف لها مموج إذا كانت المضخة تعمل بالتيار المتناوب
II.2.1 مجموعات المضخات الكهربائية
إن مجموعة الضخ الكهربائي تتكون من : محرك كهربائي ومضخة , وان هذين المكونين مثبتين جيدا مع بعضهما ويكونان جهازا مندمجا , مع عدم منع وجود عدة أنظمة تكون فيها المضخة بعيدة عن المحرك الشيء الذي يؤدي إلى وجود صعوبات تقنية .
إن المحرك يعمل إما بالتيار المستمر , واما بالتيار المتناوب كما أن المضخة الكهربائية أو الضخ لكهربائي ينقسم حسب النوع إلى قسمين : حسب الحجم , حسب البعد عن المركز
أما إذا كان التقسيم حسب الوضعية فينقسم إلى :
• مضخة كهربائية موضوعة على السطح
• مضخة كهربائية موضوعة في الماء أي مغموسة في قاع البئر


II.2.2 مختلف أنظمة الضخ وتطبيقاتها
يوجد هناك ثلاثة تطبيقات رئيسية وعليها قمنا بتقسيم الضخ إلى ثلاثة أنظمة وهي :
• الضخ الجماعي بالتنقيب
• الضخ المائي إلى السطح من اجل السقي
• الضخ المنزلي
العناصر المميزة لنظام ضخ كهروضوئي
• الاستطاعة المنتجة من طرف المولد الكهروضوئي
• التدفق الذي ينتجه النظام يوميا ( m\jour )
• الارتفاع المغطى الكلي ( HMT ) مطلوب بالمتر
• توتر العمل v
• ونجد أن للتدفق قيمة متغيرة حسب استطاعة المحرك ولارتفاع لذا فان الصانعين جعلوا لوحة جانبية التي تربط القيم ببعضها, وان التدفق المحسوب هنا هو التدفق اليومي أما التدفق اللحظي فهو للمضخة الشمسية فهو متغير جدا حسب ساعات اليوم ( فنجده في اوجه في منتصف النهار ) ,وأيضا متغير حسب صفاء السماء.
أ) الضخ من الآبار
تلبية للحاجيات اليومية للمجتمع القروي , فان الضخ الشمسي بدا يعوض مضخات ذات قوة محركة إنسانية أي يعوضها بمضخات كهروضوئية ذاتية العمل.
إن النظام الكهروضوئي المستعمل في الضخ غالبا ما يوصل بالضخ من الآبار. ونشاهد عدد كبير من التنقيب الكهروضوئي في الدول السائرة في طور النمو خاصة بين العشرية 1980 إلى 1990 والعشرية التي بعدها و كما أن التنقيب والحفر يجب أن يعطي على الأقل 5m\h لكي يصبح قابل للاستثمار , الشيء الذي يؤدي إلى التأكد أولا من الحفر.
هذا النظام الكهروضوئي يسمح بإنتاج الماء الصالح للشرب إلى عدة قرى ذات 500 إلى 2000 ساكن , وهو غالبا ما يعمل بمبدأ *مع خيوط الشمس * ويطبق توصيلات الخزان الكبير .
إن النظام يتكون من :
- ألواح كهروضوئية : من 7 إلى 8 ألواح من السيليسيوم الكريستالي ذات 50wc
- مضخة كهربائية بعيدة عن المركز مغموسة في الماء تعمل بالتيار المتناوب

- مموج ثلاثي الطور
- خزان ماء كبير



- إن الارتفاع المسموح به في هذا الحفر (HMT ) من مرتبة 5m إلى 120m والغالبية يستعمل 20m إلى 40m أما عن التدفق المهيأ فهو من مرتبة 5m\j إلى 120m\j والمتوسط 35m\j
- المولد الكهروضوئي ذو استطاعة من 300wc إلى 400wc
هذا النظام يتمتع بقدرة كبيرة على العمل في أي ظرف ما , وتشغل غالبية مشاريع الضخ في الري القروي ومنه فمن الضروري معرفة مساوئ ومحاسن هذا النظام
المحاسن المساوئ
قدرة جيدة على العمل في كل الظروف
صيانة سهلة
نظام متطور وجديد
سعر العمل فيها قليل استثمار سيئ 4h\j للتدفق الأقصى
افتقار للثبات والوسطية في العمل (من ناحية عدم وجود تدفق ثابت يوميا )
وجود تجهيزات إلكترونية
سعر التهيئة والإحاطة مرتفع
سعر العمل مرتفع لما هو عليه إذا كان العمل يدويا

ومنه فان هذه المحاسن وخاصة القدرة الهائلة على العمل في كل الظروف لا تمنع من ضرورة وجود صيانة متخصصة ( مثلا للمموج ) كما أن هذا النظام للري قادر للتوصيل مع الآبار وهو مفضل جدا في المزارع
ب) الضخ من المسطحات المائية للسقي
إن الضخ الكهروضوئي يمكن استعماله أيضا للسقي , عموما فان نظام السقي يمكن توصيله وتركيبه على الوديان أي على ضفافها أو على ضفاف البرك أو حتى المستنقعات الصغيرة , ونادرا تكون حول الآبار لان الآبار ليس لها التدفق الكافي . وهذا النظام يسمح بسقي القطع الصغيرة للأراضي تصل إلى 2 هكتار وتعمل حسب مبدا * مع خيوط الشمس* , ويشتمل هذا النوع من السقي على :
- حقل من الألواح الشمسية ذو 300wc إلى3000wc
- مضخة كهربائية بعيدة عن مركز الطاقة تعمل بالتيار المستمر
- قاطع تفاضلي
إن الارتفاع الكلي HMT يصل في سلمه إلي ارتفاع أقصاه 50m والنظام غالبا ما يستعمل فيه الارتفاع الكلي عدة أمتار أما عن تدفقه الجاهز فهو من مرتبة 10m\j







المحاسن المساوئ
القدرة على العمل في كل الظروف
صيانة سهلة
نظام جديد ومتطور
قلة القطع المستهلكة في هذا النظام
السعر المنخفض في العمل استخدام هذا النظام يفتقر إلى المرونة في العمل والإنتاج
نقص المساحات المسقية
سعر الاستثمار والتكلفة باهظة
صعوبة في غل الثمار أو المنتوج
إن التجهيز لهذا النظام الكهروضوئي للسقي وخاصة المولد , حيث في بعض الأحيان قد تنتج عنه مشاكل ( في حالة فيضان النهر , أو في حالة جفاف المستنقع أو البركة) , ولهذا فقد جهز العديد من الصانعين هذا النظام على دعامة متحركة , بالإضافة إلى أن المحركات ذات التيار المستمر تحتاج إلى تبديل دوري للمسفرات (كل عامين أو ثلاث) وحاليا فقد استعملت طريقة وهي استعمال المضخة الكهربائية المغموسة في الماء ذو التيار المتناوب , والبعيدة عن مركز الطاقة وهي موضوعة فوق طوافة من اجل تعويض المضخة الكهربائية الكلاسيكية, والفائدة المرجوة من هذه الظاهرة هي الانتشار الكبير للمضخة الكهروضوئية ذات التيار المتناوب المغموسة.
ج) الضخ المنزلي
هذا النوع هو جر المياه لعائلة وهو الذي يمثل هذه الأيام سوق للأنظمة والتجهيزات الكهروضوئية الصغيرة , أما عن تمثيل هذا النظام الصغير للضخ الكهروضوئي فهو كالتالي :
- السطح
- بعض الألواح الشمسية ذات استطاعة تقدر بـ 50wc (ألواح كريستالية)
- مضخة كهروضوئية تعمل بالتيار المستمر في السطح
- قاطع تفاضلي
- خزان ماء
- هذا النظام يعمل إما حسب *مبدأ مع خيوط الشمس* مع وجود مكيف للمعاوقة , واما بالبطاريات , هذا الحل الأخير الذي الزمنا وضع وحدة لتسيير الطاقة, والتوسع إلى حد أقصى في استغلال الطاقة بالنظام الكهروضوئي , وان وجود البطارية يسمح لنا باستعمالها في عدة مجالات أخرى (الإنارة, راديو) وذلك عند حدوث خلل في الطاقة
ومهما يكن الحل المختار فيجب علينا إحضار خزان ماء, أما عن سلم الارتفاع هو من رتبة 15m كحد أقصى , التدفق بالنسبة لهذا النظام الكهروضوئي الصغير فهو من رتبة عدة أمتار مكعبة في اليوم , أما عن المولد الذي يوافق هذا النظام فهو لم يتجاوز إلا نادرا 100wc إلى 200wc



إن مدة صلاحية هذه المضخات(استعمال شخصي) قليلة واقل بالمقارنة مع مدة صلاحية المضخات ذات الاستعمال الجماعي فهي تتجاوز أحيانا بعض آلاف الساعة.
إن لهذه المضخات الكهروضوئية محاسن عديدة أدت إلى انتشارها , حيث ان الاستعمال المزدوج (مضخة , كهرباء) يسمح بمردودية هائلة وفريدة لهذه المضخة الكهروضوئية , ولكن جل أو معظم هذه المضخات من الضروري استبدال مسفراتها دوريا (من 6 اشهر إلى عامين )[4]
II.3 التبريد
يتكون نظام التبريد بالطاقة الشمسية من:
- مجمع للألواح الشمسية ذو استطاعة من 50wc إلى500wc
- بطارية
- منظم أو معدل شحن أو تفريغ
- مبرد
- إن الثلاجة الشمسية هي عبارة على أجهزة تعمل بالضغط ذات عوازل مدعمة قوية تعمل بالتيار الكهربائي المستمر, ويوجد ثلاثة أنواع من الثلاجات الشمسية وهي:
• ثلاجات مبردة وكاظمة
• ثلاجات مجمدة وكاظمة
• ثلاجات مبردة ومجمدة كاظمة (تكون من جزء للتبريد و آخر للتجميد)
وبالمقابل فان أنواعها كثيرة إذا صنفناها حسب قدرة الاستيعاب والتخزين ,أما عن مكونات الثلاجة الشمسية فهي عادة :
- خزانة بسيطة أو مضاعفة المقصورة ذات غطاء في الأعلى وذات عزل مدعم وقوي
- وحدة إلكترونية تتكون من مبدل [ Dc\Ac ] (12v أو24v ) ومجموعة إلكترونية
- مجموعة مبردة ذات ضغط ( مبخرة جانبية + مكثف جانبي )
- ضاغط محكم الإغلاق ذو تيار كهربائي متناوب منخفض التوتر 12v أو 24v
- وكل هذه العناصر مركبة في وسط المجمع
II.3.1 مختلف أنظمة التبريد وتطبيقاتها
إن التطبيقين الرئيسيين للتبريد بالطاقة الشمسية هما:
• الاستعمال الطبي من اجل حفظ التلقيحات والأدوية
• الاستعمال المنزلي من اجل حفظ السلع الغذائية والمواد التي تفسد بالحرارة . ولا ينصح باستعمال الطاقة الشمسية للتبريد في التطبيقات التي يكون فيها التبريد مهما جدا ولا يتحمل الانقطاع مثل التجميد أو غرف التبريد



مقادير مميزة لنظام تبريد كهروضوئي
- الاستطاعة المنتجة من المولد الكهروضوئي wc
- الطاقة المستهلكة عن طريق المبرد أو الثلاجة اليومية (wh\j ) في مختلف درجات الحرارة الخارجية
- حجم التخزين باللتر
- وزن المواد المجمدة بـ kg\j
- الاكتفاء أو التشغيل الذاتي في حالة غياب الشمس باليوم
- درجة حرارة المحيط المتوسطة c
- توتر التغذية v
- قدرة استيعاب البطارية Ah
- ومنه فان الاستهلاك بالنسبة للطاقة متعلق بالاستعمال ( عدد الفتحات للثلاجة , تقديم التلقيح , السلع المخزنة , الطلب على إنتاج الثلج , وأيضا متعلق بدرجة الحرارة الخارجية )
إن هذا الاستهلاك راجع لسبب قاعدي وهو مواصفات ومميزات المولد الكهروضوئي
الاشتغال الذاتي في حالة عدم وجود الشمس أو مصدر ضوئي وهي قيمة يجب تثبيتها قبل الانطلاق في العملية أي من البداية وهي التي تتعلق بمميزات البطارية
أ) الاستعمال الطبي (حفظ اللقاحات)
إن حفظ مواد التلقيح والأدوية في المناطق النائية هام جدا حيث انهم منذ عدة أعوام كانوا يحفظونها بمبردات أو ثلاجات تعمل بالبترول أو الغاز الشيء الذي أدى إلى اكتشاف طاقة جديدة بأقل مشاكل وانقى منهما وهي الطاقة الشمسية حيث أن البترول تكمن صعوباته ومشاكله في نوعية البترول وفي تعديل التشغيل به وصيانته , واما عن الغاز فان قدرته على الاشتغال في الظروف صعبة اكثر من البترول ولكن يبقى تموينه بالقارورات التي لا تكون دائما مضبوطة ومنظمة التعبئة.
إن تعويض الثلاجات الكلاسيكية بالثلاجات الشمسية اصبح أمرا مهما لما قدمته هذه الثلاجات من قدرة على الاشتغال في ظروف عدة , مع احترامها لطريقة التبريد.
إن هذه الثلاجات تسمح في العادة بتخزين 20000 جرعة تلقيح (30إلى 100 لتر كحجم مجمل ) ومواد تزن 2الى 3 كلغ من إنتاج هذه المواد من الثلج وهذا الثلج ضروري لكي يسمح لمجمع التبريد بالتجمد ( عبارة عن اسطوانة بلاستيكية مملوءة بالماء )
ونجد أن النظام النموذجي يتكون :
- 3 إلى 6أنظمة شمسية ذات 50wc مع دعامة ( كريستالية )
- جهاز مختلط ( مبرد\ مجمد) من 4c إلى10c بنوع شمسي 12vأو 24v
- بطارية ذات 200Ah
- منظم شحن\ تفريغ

ب) استعمالها في المجال المنزلي والجماعي
إن الحاجة لحفظ السلع والمواد سريعة التلف وتخزينها يمثل سوقا لا يستهان به في العالم , ويغطي جزئيا هذه الحاجات عن طريق الثلاجات التي تعمل بالبترول أو الغاز أما الجزء الآخر فيتعذر استثماره واستغلاله والنموذج الشمسي مقترح لحل هذه الصعوبات والعقبات[5]
محاسن ومساوئ الثلاجة الشمسية
المحاسن المساوئ
إزالة مشاكل المحروقات
منتج سريع للبرد(بالضغط)
صيانة سهلة وقليلة
مدة الصلاحية نظريا كبيرة
تكاليف العمل قلية وجود تجهيزات إلكترونية(نوعية و تموين)
تتطلب وجود مختصين للتركيب و التوصيل
تكنولوجيا التحضير معقدة
تبديل البطارية بعد 7 سنين
نقص التهيئة
سعر مرتفع

II.4 الاتصالات
لا يقتصر عملنا على دراسة المواصفات الخاصة للأجهزة , وإنما في كيفية تغذيتها , والملاحظ إن هذه الأجهزة لها وظائف بسيطة مثل الاستقبال (راديو, تلفاز) أو وضعية مزدوجة (بعث , استقبال) وهذه الوظائف تستهلك استطاعة صغيرة , أو استطاعة كبيرة (الشبكات الهرتيزية). ومبدأ العمل لهذا النظام يبقى متماثل , حيث إن هذه الأجهزة تكون
مربوطة ببطاريات موصولة بمولد كهروضوئي . ويمكن أن نقسم هذه التطبيقات الشمسية في مجال الاتصالات كالتالي:
* الاتصال الإذاعي ذو مسافة صغيرة(VHF )
* الاتصال الإذاعي ذو مسافة بعيدة (HF )
* الاتصال عن طريق القمر الصناعي
* الهاتف في المناطق النائية(الريفية)
* الشبكات الهرتيزية
* الاستعمال في مجال الاستقبال فقط مثل التلفاز أو الراديو
ونجمل بعض المميزات لنظام الاتصالات عن بعد وهي كالتالي:
- الاستطاعة المنتجة من طرف المولد الكهروضوئي (Wc )
- الاستطاعة الكهربائية للجهاز(W ) أو التيار الممتص (A )
- المقدار اليومي المستعمل (في ساعة واحدة)


- القدرة على العمل للجهاز في حالة عدم وجود الشمس (باليوم)
- توتر التغذيةV
- قدرة استيعاب البطارية(Ah )
- استطاعة بث الراديو(W )
- من اجل باعث /مستقبل يجب التفريق بين الاستطاعة المستهلكة وبين استطاعة البعث أو الاستقبال
يجب أيضا التفريق بين الاستطاعة الكهربائية(والتي تميز التيار الممتص) والاستطاعة الخاصة بالبعث أو البث للراديو (HF)
II.4.1 البث اللاسلكي عن طريق الراديو
إن البث الإذاعي يستطيع الربط مباشرة بين شخصين أو هيئتين معزولتين بعدة كيلومترات عن طريق الأجهزة المختصة باللاسلكي
إن الأجهزة المستعملة في المناطق النائية جدا تبقى تطرح مشكل التغذية الكهربائية , من هنا وجد العلماء أن الطاقة الشمسية هي الطاقة التي تتكيف جيدا مع وضعية الأجهزة خاصة في المناطق النائية
II.4.2 الاتصالات ذات المسافة القصيرة(VHF )
ومعنى الرمز علميا هو البث عن طريق تواتر كبير جدا , وهذه الأجهزة هي أجهزة تغطي مجال ذو مسافات صغيرة وهي تستهلك القليل من الطاقة , ولا نجد محطتين متصلتين عن طريق الأجهزة ولكن نجد على الأقل أربع محطات متصلة مع بعضها والتي تعمل في الشبكة.
- لما نأخذ نظام نموذجي نجد انه يتكون من:
- نظام شمسي باستطاعة20Wc أو 50Wc مع دعامة
- مكيف خاص بالتوتر
- بطارية(في الغالب محتواة في المحطة) , والفائدة من ذلك هو قدرة استعمال الأجهزة على الأقل لمدة 4 أو 5ساعات
- لدينا مثلا إن النظام 20Wc يمكن أن يغذي من2 إلى4 محطات , النظام 50Wc يمكنه تغذية أكثر من أربعة محطات مع وجود مكبر.
- إن الاستطاعة الكهربائية المستخدمة لمحطة VHF هي من رتبة 5W , أما عن توتر التغذية فهو من رتبة 6V إلى 7.2V
- في غالب الأحيان تكون هذه المحطات مزودة ببطاريات Cd\Ni , هذا الأمر يؤدي إلى عدم جدوى استعمال منظم التفريغ
- هذه الأنظمة تستعمل غالبا في المدن , عندما تكون الاتصالات الهاتفية معطلة أو غير موجودة
من اجل هذا من الصعوبة أن نطبق التغذية بالطاقة الشمسية في المدن لتوفر الشبكات الكهربائية .



II.4.3 الاتصالات ذات المسافات الطويلة HF
ومعنى الرمز التواتر العالي وهي تتكون من أجهزة تغطي مسافة كبيرة والتي تستهلك طاقة اكبر من VHF
هذه الأجهزة غالبا ما تستعمل من طرف الشركات الخصوصية , والمؤسسات الكبرى ومن طرف وزارات الدفاع من اجل ضبط المهمات البعيدة أو المعزولة.
ولدينا في هذا الاتصالات أن النظام النموذجي يتكون من:
- واحد أو اثنين من الأنظمة الشمسية ذات 50Wc مع وجود دعامة
- وجود معدل شحن / تفريغ
- بطارية ذات 60إلى100Ah, 12V
- إن النظام النموذجي ( نظام شمسي ذو 50Wc) مصمم من اجل أن يخدم راديوHF لمدة ساعة واحدة حيث يكون البث في الحالة القصوى .
- إن الاستطاعة الكهربائية المستخدمة لمحطة من نوع HF هو من درجة 50إلى 100 W في البث و 10W في الاستقبال
II.4.4 الاتصالات عن طريق القمر الصناعي
وهو من وسائل الاتصالات الجديدة بحيث نجد البث والاستقبال عن طريق القمر الصناعي يتوسع شيئا فشيئا خاصة في ميدان الملاحة البحرية , والتدخلات أثناء الكوارث الطبيعية , على اعتبار سهولة التنفيذ.
تكون التغذية في معظم الأحيان عن طريق مولد كهربائي لكن في بعض الأحيان وفي بعض الحالات تظهر ضرورة توليد الطاقة عن طريق الألواح الشمسية ومنه فان النموذج المطبق لنظام التحويل الصوتي مستهلك كبير للطاقة ويعمل بـ 220V
إن النظام الشمسي يتكون من :
- 1إلى 2 أالواح شمسية ذو50Wc مع الدعامة
- معدل للحمولة والتفريغ
- بطارية ذات 60 إلى100Ah (12V )
- إن النظام النموذجي المصمم ذو 50Wc مصمم ليخدم محطة لمدة ثلاثة ساعات في حالة البث القصوى وعدة ساعات للاستقبال , ومنه فان الاستطاعة الكهربائية للمحطة هي من الدرجة 50W في البث و 15W عند الاستقبال.
- تستعمل هذه الأجهزة غالبا من طرف منظمات الإغاثة ومن طرف الصحفيون , وذلك من اجل ضبط كل المتطلبات العسكرية و الاتصال في حدوث كوارث وذلك بسرعة الاتصال بأقرب مدينة للمناطق المتضررة والنائية ومنه فان الطاقة الشمسية تعرف انتشارا وتوسعا في الاستخدام وذلك بحلها لمشاكل الطاقة


II.4.5 الهاتف الريفي القروي
توجد عدة مناطق نائية مأهولة بالسكان لا تملك وسيلة من وسائل الاتصال سوى وسيلة الهاتف عن طريق الشبكات الهرتيزية , بالإضافة فان هذه المناطق تفتقر إلى الكهرباء. إذن فالطاقة الشمسية تعرض كحل لهذه المشاكل .
إن مراكز أو مقصورات الهواتف الريفية يمكن أن توزع في مناطق بعيدة بعشرات الكيلومترات عن مركز الاستقبال المتصل بدوره بالشبكة الوطنية , أيضا نجد أن هده المقصورات تكون طريقا إلى المركز الجهوي وبالتالي إلى الشبكة الوطنية والعالمية .
إن هذه الهواتف تعتبر أكثر أهمية من محطات الراديو HF السالفة الذكر والأنظمة المصممة لهذه الهواتف تكون مستخرجة من النموذج الشائع ثم تصنع مع بعض التعديل , حيث نجد أن هذا النظام يتكون من :
- لوح شمسي كريستالي ودعامة
- منظم الشحن والتفريغ
- بطارية مع وجود غطاء
- عموما المحركات لا تتعدى 150 إلى 200Wc وقدرة استعمال الهاتف 24h/24h واستهلاك الاستطاعة يكون في حدود 500 إلى 1000W/j الخاصة بجهاز البث وقد يصل إلى 40W
II.4.6 الشبكات الهرتيزية
إن الاستعمال الكبير لوسائل الاتصال (24h/24h )يوجب علينا أن نجد الحلول لإمكانية اشتغال هذه الأجهزة في ظروف سانحة .
لاحظ العلماء أن المحركات المولدة للكهرباء بالطاقة الشمسية قادرة على توفير ذلك , أي التغذية اللازمة , فمثلا كهربة وتغذية المرحل الخاص بالتحويل الإذاعي والتلفزيوني في مواقع يتعذر وصول التغذية لها ولكنها واجبة مع قلة الصيانة .
إن المنظمة المسماة الاتحاد العالمي للاتصالات(UIT) طالبت بضرورة استخدام الطاقة الشمسية واستغلالها في المناطق النائية , ومن اجل الشبكات الهرتيزية نضرا لإمكانية اشتغالها في هذه الظروف , علاوة على استعمال المرحلات الهرتيزية الخاصة بالراديو أو التلفاز, حيث توجد محطات لاستقبال البرامج التلفزيونية عن طريق القمر الصناعي , وإعادة بثها مرة ثانية في قطر يتراوح بين عدة عشرات من الكيلومترات .
إن هذه التركيبات الموجودة هي من اختصاص شركات متخصصة في توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية والتي تفقه جيدا في ميدان الاتصالات بحيث أن الاحترافية والجودة العالية مهمة بالفعل.






يتكون النظام من:
- مجموعة ألواح شمسية كريستالية ودعامة
- منظم شحن وتفريغ
- مكان البطارية مع غطائها
في بعض الأحيان للاحتياط يضاف مجمع لتوليد الكهرباء . وطبعا فنظرا للاستهلاك نوعا ما بالنسبة للتطبيقات الأخرى ونظرا للتجهيزات الكبيرة الخاصة بالاتصالات واستعمالها فان استطاعة المولد تحسب في اغلب الأحيان بـ KWc
II.4.7 أنظمة الاستقبال فقط (الراديو والتلفاز)
إن من أهم الاستعمالات الشائعة في الحياة هي أجهزة الاتصالات اليومية , ونجد التلفاز والراديو في الطليعة , لذا نجد أن الخبراء العاملين في ميدان الطاقة الشمسية أولوا اهتماما
كبيرا بميدان الاتصالات مع العلم إن جهاز التلفاز نستطيع مزاوجته مع جهاز الفيديو من اجل الاستعمال الخاص.
ومن وجهة نظر المشرفين على ميدان الاتصالات خاصة ميدان الاستقبال فقط أن الأجهزة المستعملة تستهلك طاقة ضئيلة نوعا ما بالنسبة للمحطات الأخرى وبالتالي نحصل على نظام ذو استطاعة صغيرة.
والنظام النموذجي يتكون من :
- لوح كهروضوئي ذو 50Wc مع دعامة
- تلفاز 12V
- معدل للحمولة والتفريغ
- بطارية ذات 60 إلى 100Ah , 12V
- وجود فيديو يمكن أن يؤدي إلى أهمية ثانية وهي ضرورة وجود مكيف التوتر
إن استهلاك التلفاز من التيار المستمر مرتبط بـ:
- حجم الشاشة (صغيرة / كبيرة)
- التلفاز ابيض واسود أو ملون
وهذا الاستهلاك يتغير من 30W إلى 80W









* مقارنة تقنية بين مختلف أنظمة التغذية لقطاع الاتصالات[4]
إن الحل الأكثر تلائما يبقى مجموعة توليد الكهرباء, ومنه تكون المقارنة بينه وبين التوليد بالخلايا الشمسية كالتالي:
طريقة التوليد المحاسن المساوئ
مجمع توليد الكهرباء - يعمل تحت كل الظروف والمناحات
- سعر الاستثمار فيها معتدل
- تموينها يكون عن طريق المحروقات
- التشويش والضوضاء التي يحدثها المجمع
ا- لحضور المتتالي للصيانة
- سعر تسيير العمل والصيانة مرتفع
نظام التوليد بالخلايا الشمسية - جيدة جدا من حيث إمكانية الاشتغال في أي ظرف ما
- عمل ذاتي وبسيط ومستقل
- قلة أعمال الصيانة فيها
- قلة التعقيد وقلة التقنية
- التيار المنتج تيار مستمر خالي من الاضطرابات
- مقاومة للظروف المناخية القاسية
- مدة الصلاحية مرتفعة
- سعر العمل والإنجاز بسيط وقليل - وجوب وجود التشميس الجيد
- ضرورة وجود مجمع لتوليد الكهرباء احتياطي في المحطات الكبيرة للتوليد أو وجود مولد ثاني شمسي احتياطي
II.5 شحن البطاريات
إن البطاريات تسمح بتعبئة الطاقة وتخزينها مع قدرة نقلها وحملها إلى أي مكان , فهي منتشرة في ألاماكن التي تحتاج إلى القليل من الطاقة بطريقة غير مركزة أي لا تستقر في مكان ما ولذا فان الطاقة الشمسية مستعدة تماما لشحن البطاريات , وهي صالحة جدا خاصة وإنها تنتج توتر التغذية المناسب , أي إنها تنتج توتر مستمر دون الرجوع أو اللجوء إلى استعمال المحولات
II.5.1 مختلف أنظمة شحن البطاريات
يوجد هناك نوعين أساسيين لشحن البطارية هما :





• شحن البطارية عن طريق شاحن فردي:
وتتعلق في هذه الحالة أما ببطاريات الصوديوم (من نوع بطارية السيارة), وإما بطارية بالمجمع بالكاديوم / نيكل والذي يدعى بطارية شحن أو بطارية قابلة للشحن
• شحن البطاريات عن طريق المحطات الجماعية للشحن(Cd\Ni وPd)
II.5.2 العناصر المميزة لنظام شحن البطارية
• الاستطاعة المنتجة من طرف المولد الكهروضوئي Wc
• توتر التغذية الجاهزv
• الطاقة اليومية المنتجة (Wh/j )
• التيار الجاهز أو المهيأ
• إن الطاقة المنتجة يوميا من طرف المولد الكهروضوئي تسمح بمعرفة عدد البطاريات التي يمكن شحنها ويسمح أيضا بمعرفة المدة اللازمة لذلك كما أن هذه الطاقة يمكن التعبير عنها بـ Ah/j منتج في اليوم
أ) الشاحن الفردي للبطاريات ذات الصوديوم :
إن البطاريات تستعمل في الدول المتقدمة من اجل استعمال الكهرباء في ألاماكن الغير مهيأة أو ليس لديهم الحق في التصرف فيها(راديو, فيديو)
يعمل الأشخاص عادة على شحن بطارياتهم عند التجار الذين يملكون مجمع لتوليد الكهرباء أو الذين يملكون شاحن ( يمكن وصله مع الشبكة) ومنه ينتج ضياع للوقت وصعوبة في التنقل والتصرف في الكهرباء لأنها محدودة (بطارية) ومنه نجد أن التوليد الكهروضوئي للكهرباء قادر على التخفيف من حدة هذه الصعوبات .
1. الشاحن العنصري أو البسيط
إن النظام بسيط جدا وهو يتكون من لوح شمسي واحد أو اثنين كهروضوئي مجهزين بلاقطين بواسطتهما تربط البطارية مباشرة مع المولد الكهروضوئي . وان غياب المعدل قد يؤدي إلى قلة التكلفة للشحن التي تكون مسبقا مرتفعة وأما عن البطاريات المستعملة ففي الغالب بطاريات السيارات
2. الشاحن المركب
لديه نفس مبدأ العمل للشاحن الأول, لكن مع وجود مولد استطاعة اكبر هذه المرة , بالإضافة إلى وجود معدل , ومن هنا نجد مشكلة النقل , ولكن من السهل على الشخص اقتناء بطارية حتى ولو كانت ذات نوعية اقل درجة , واقل شحن للطاقة .
ب) الشاحن الفردي للمجمع والمدخرة(Cd\Ni)
إن الاستعمال الكبير للبطارية في الأجهزة مثل مسجلة المذياع أدى هذا إلى الحث على انتشار واستعمال البطاريات المشحونة بالشاحن الكهروضوئي . هذه المدخرات من نوع الكاديوم والنيكل وهي من النوعية

الأسطوانية . كما إن النظام القاعدي يتكون من نظام كهروضوئي ذو استطاعة ضعيفة من (2 إلى 10 Wc ) موصولة بعلبة مهمتها تكمن في احتواء المدخرات المراد شحنها
ج) كتلة الطاقة
إن قاعدته تكمن في الشكل المندمج الذي يأخذه والذي يسهل مهمة معالجته , وهذا الجهاز يحتوي على عدة توصيلات لعدة أجهزة وأحيانا بتوترات مختلفة (تيار مستمر 6أو12 v . تيار متناوب 220v )ويحتوي أيضا على عدة مآخذ للدخول. في الغالب يصمم الجهاز بكميات صغيرة من الطاقة (50Wh/j ) . ومنه نجد أن هذا الجهاز يتوسط بين البطارية الخاصة بالسيارة وبين المدخرات القابلة للشحن
هذا النظام يتكون من:
- بطارية ضعيفة الاستيعاب (10إلى10Ah )
- معدل للشحن والتفريغ
- تكنولوجيا مسؤولة عن تكييف التوتر الخارج والداخل
- مختلف مقابس الخروج
د) محطات الشحن الجماعية للبطاريات ذات الصوديوم
تتعلق هذه المحطات بالمكان المزود بمولد كهروضوئي الذي يسمح بشحن عدة بطاريات في آن واحد ذات (6vأو12v )
هذه المحطات يجب أن تكون مسيرة من طرف شخص أو أشخاص يتعاهدونها وهذا من الناحية التقنية والفنية
نجد أن المحطة الكلاسيكية تتكون من:
- مجموعة من الألواح الكهروضوئية (على الأقل 4أو5 ألواح شمسية ذات 50Wc )
- منظم شحن فقط
- نظام الاتصال
- نظام مراقبة لحالة شحن البطارية
نجد أن نتيجة الشحن متغيرة حسب استطاعة المولد وكذلك حسب عدد البطاريات المربوطة للشحن . وفي هذه الأثناء لا يجب تجاوز يومين أو ثلاثة أيام في عملية شحن البطارية
ه) محطات الشحن الجماعي بالمجمع(Cd\Ni)
هذه المحطة تتعلق بالمكان الذي يحتوي على مجموعة أو أكثر من الأجهزة التي تسمح لنا بشحن عدد هائل من المدخرات في آن واحد, أما عن تسيير هذه المحطة فهو مشابه لتسيير محطة الشحن الجماعية للبطاريات , أما عن نظامها الكلاسيكي فيتكون من :
لوح شمسي ذو50Wc (كريستالي) مع دعامة
علبة لوضع المجمع (20 إلى 40 لوح شمسي)

وفي الحالة العادية نجد أن المجمعات تقسم إلى فروع ذات 5 مجمعات لكل واحد من اجل تجنب ارتفاع تيار الحمولة, ومن الأفضل تعبئة الحد الأقصى للفرع عند الشحن , أما عن الوقت اللازم للشحن يكون من رتبة اليوم.[4]
II.5.3 مقارنة بين أنظمة شحن البطاريات
نوع الشحن المحاسن المساوئ
شحن البطاريات عن طريق مجمع توليد الطاقة الكهربائية يعمل في مختلف الظروف
كمية كبيرة من الطاقة الجاهزة
شحن سريع( اقل من يوم)
ثمن المشروع معتدل
معرفة بالتكنولوجيا التموين والتزويد بالمحروقات
صيانة وحفظ دائمين
مصدر للضوضاء والتلوث
سعر العمل والصيانة مرتفع
شحن البطاريات عن طريق النظام الكهروضوئي تسمح بشحن مكتمل جدا
عمل ذاتي وبسيط
صيانة قليلة , بسيطة وقلة التكنولوجيا
سعر العمل قليل ضرورة التشميس الجيد
شحن بطيء (أكثر من يوم)
سعر المشروع مرتفع
الطاقة الجاهزة محدودة وغير ثابتة
الحاجة إلى مختص في حالة التصليح


II.6 المحطات القروية
هذه المحطات عموما تصدر طاقة قدرها العديد بالعشرات من Kwc وهي قادرة على أن تنتج وتصدر الكهرباء إلى عدة مرافق عن طريق شبكة محلية كهربائية , وهي قادرة على ان تكون
وحيدة وغير معوضة بمجمع كهربائي,وفي كل الحالات يجب تخزين الطاقة عن طريق البطاريات.
إن الكهرباء المنتجة من هذه المحطات عموما هو تيار متناوب (220 أو380v ) , كما أن نقل الكهرباء تكون بعدة كيلومترات , كحد أقصى , ويكون أحيانا النقل بتوتر مرتفع لتجنب الضياعات في الخط .







إن المحطة القروية تتكون من :
- حقل من الألواح الشمسية الكريستالية مع دعامة
- نظام ذو معدل شحن/ تفريغ
- مجمع البطاريات
- مموج Dc\Ac
توجد بعض المحطات المحققة على الواقع ونجدها في : فرنسا , تايلاند , السنغال , اليونان , وجزر بريطانية[5]
II.7 المحطات المربوطة بالشبكة
هذه المحطات عادة ما تنتج كمية كبيرة من الاستطاعة الكهربائية من رتبة (Mwc) وتحقن مباشرة في الشبكة دون الحاجة لتخزينها. ولكي ندخل الطاقة الكهروضوئية , أي الكهرباء المنتجة من طرف حقل من الألواح الكهروضوئية الكريستالية إلى الشبكة , يجب استخدام مموج حيث إن المموج يجب عليه أن ينجز ثلاثة وظائف أساسية وهي :
التبديل أو التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتناوب
الحصول على الموجات (تيار وتوتر) قريبة قدر المستطاع من الموجات الجيبية
إذا كان توتر الحقل الكهروضوئي اقل من توتر الشبكة , فيجب على المموج أن يكبر توتر الحقل الكهروضوئي عن طريق عنصر مناسب لذلك.[4]

خلاصة
عرضنا في هذا الفصل مختلف التطبيقات المهمة للطاقة الكهروضوئية وهي: الإنارة , الضخ , التبريد , الاتصالات , شحن البطاريات , المحطات القروية , والمحطات المربوطة بالشبكة فوجدنا أن الطاقة الكهروضوئية عبارة عن حل جديد ,ونضيف قادر على التطور والزيادة , لكن مازالت غالية الثمن بالنسبة لغالبية الناس , كما وجدنا فيها محاسن كثيرة خاصة القدرة الهائلة على العمل في كل الظروف ولكن مع هذا لا يمنع من ضرورة وجود صيانة متخصصة وذات خبرة .