المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها وأنواعها

المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها من أبرز المعلومات المستقبلية التي تهتم بها أغلب الدول استعدادًا لنفاذ الوقود الأحفوري، لأن الطاقات المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحيوية هي ما سوف يتم الاعتماد عليها في المستقبل القريب.

المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها

في البداية يجب العلم أن هذه المحطات تعمل في الأساس من خلال الخلايا الشمسية التي تكون قادرة على توليد الطاقة الكهربائية من ضوء الشمس، فهي جزء لا يتجزأ من مكونات المحطة الشمسية.

كذلك لا بد من توفير بعض المكونات الأخرى في المحطة، وهي تكمن في المرايا العاكسة التي يجب وضعها بالقرب من المحطة حتى تعكس أشعة الشمس، والطوربينات التي يتم فيها تخزين الطاقة التي تم إنتاجها.

من الجدير بالذكر أن هناك نوع من أنواع المحطات يجب توافر خزان مياه بها لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة بخار، فبالتالي يُمكننا إجمال مكونات المحطة فيما يلي:

• خزان مياه.
• برج شاهق العلو لاستقبال الطاقة الشمسية.
• مرايا عاكسة.
• طوربينات.

ذلك مع بعض المكونات التي يلزم وجودها لصيانة المكونات الأساسية للمحطة، كالأدوات التي تعمل على منع الصدأ أو وصول التآكل إلى اللوحات والأبراج التي تعمل في المحطة، ومفاتيح للشد، والقفازات الواقية وما إلى ذلك.

اقرأ أيضًا: كيف تعمل الطاقة الشمسية لتسخين الماء

مبدأ تشغيل المحطة الشمسية

من خلال حديثنا حول المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها، فيرجى العلم أنها تعمل بأسلوب مُوحد لجميع الأنواع، إلا أنها تختلف فقط في طريقة تحويل الطاقة، حيث تعتمد على المرايا في تجميع الطاقة الشمسية، ومن ثم يبدأ العمل عليها لتحويلها إلى طاقة شمسية.

ففي نوع من أنواعها يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة بخارية عالية الضغط وشديدة الحرارة، ومن ثم يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية، والنوع الآخر يعتمد على تحويل الطاقة الشمسية مباشرةً إلى طاقة كهربائية في الحال.

لكن يجدر الذكر أن النوع الأول أكثر كفاءة من الثاني، وذلك لأنه يأخذ كمية كبيرة من الطاقة الشمسية بفضل المرايا العاكسة التي يتم استخدامها فيه.

أمور واجب مراعاتها لعمل المحطة الشمسية

هناك بعض التعليمات التي يجب مراعاتها أثناء عمل المحطة الشمسية، ومن أهمها تحديد عزم المحطة على حسب حجم البرغي الخاص بها، وهذا ما نوضحه فيما يلي:

العزم m-N	حجم البرغي mm
0.95	4
2.28	5
9.48	8
19.1	10
32.6	12
51.9	14
79.9	16
110	18
156	20
211	22
270	24
540	30

اقرأ أيضًا: أنواع محطات الطاقة الشمسية

أنواع محطات الطاقة الشمسية

يوجد من محطات الطاقة الشمسية نوعين لا يتوافقا من حيث الشكل والقدرة على إنتاج الطاقة الكهربائية، لذا وجب علينا أن نوضح الفرق بين هذه الأنواع كما يلي:

• محطات الطاقة بالقطع المكافئ: يكون حجم الطاقة الذي تُنتجه قليل بعض الشيء، وذلك لأنها قليلة المجال.
• محطات الطاقة ذات الأبراج المُجمعة: تتمكن من إنتاج طاقة كهربائية بكميات كبيرة للغاية، وذلك بفضل اعتمادها على تحويل الطاقة الشمسية في الأساس إلى طاقة بخارية، ومن ثم تحويلها إلى كهربائية في نهاية المطاف.

استخدامات الخلايا الشمسية

في صدد الحديث حول المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها، نتطرق إلى استخداماتها فتعمل على توفير طاقة كهربائية للكثير من الأغراض التي تحتاجها وبكفاءات مُختلفة، فتدخل في استخدام ما يلي:

• السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية.
• تشغيل الأجهزة والأدوات الكهربائية التي تكون بحاجة إلى جهد منخفض، مثل الآلات الحاسبة وما إلى ذلك.
• الإضاءة الشمسية.
• التخطيط المدني والمعماري.
• توليد الكهرباء.
• التفاعلات الكيميائية الشمسية التي يتطلب لها طاقة شمسية.
• شحن البطاريات كبيرة الحجم.
• زراعة النباتات والبساتين.

اقرأ أيضًا: كيف تعمل الطاقة الشمسية لتسخين الماء

أنواع الخلايا الشمسية

إليك أنواع من الخلايا الشمسية فيما يلي لكي تستطيع الإلمام بأهميتها:

• الخلايا الشمسية أحادية البلورة: عبارة عن خلايا يكون لها لون أسود بحواف مستديرة، ومن الجدير بالذكر أن قدرتها على تحويل الطاقة كبيرة للغاية؛ مما يؤدي إلى أن تُتنج طاقة كهربائية بكميات كبيرة، تتمكن الخلايا الشمسية الأحادية من إنتاج حوالي 350 وات، أما الخلايا المتعددة تنتج 300 وات فقط.
• الخلايا الشمسية متعددة البلورات: نوع من أنواع الخلايا الشمسية التي يكون لها لون أزرق بحواف مستقيمة، وتتمكن من تحويل الطاقة الكهربائية بشكل أقل كفاءة من الخلايا الأحادية بشكل ملحوظ.
• الخلايا الشمسية الغير متبلورة: يتم في هذه الخلايا ترسيب مادة السيليكون على هيئة طبقات رفيعة على السطح الخارجي للوحة بمختلف أنواعها، أي إذا كانت زجاج أو بلاستيك، فتعمل على إنتاج طاقة بكفاءة تصل إلى 3% أو 6%، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات.

أسعار النظم الكهروضوئية النموذجية عام 2013

من خلال حديثنا حول المحطة الشمسية مكوناتها ومبدأ تشغيلها، فمن الواجب توضيح الأسعار التي كان يتم بها بيع الطاقة الكهروضوئية التي تُعد في الأساس مصدر من مصادر الطاقة الشمسية، وهو ما يتضح فيما يلي:

أستراليا	الصين	فرنسا	ألمانيا	إيطاليا	اليابان	المملكة المتحدة	الولايات المتحدة	دولار \ وات
1.8	1.5	4.1	2.4	2.8	4.2	2.8	4.9	سكني
1.7	1.4	2.7	1.8	1.9	3.6	2.4	4.5	تجاري
2.0	1.4	2.2	1.4	1.5	2.9	1.9	3.3	على نطاق خدمي

هناك العديد من الطرق التي من خلالها يمكن تجميع الطاقة الشمسية وصولًا إلى طاقة كهربائية لها تيار ثابت، حتى وإن كانت بكميات ضئيلة بعض الشيء، كما تعمل الأبحاث الحديثة على إمكانية تخزين هذه الطاقة للاستفادة بها لاحقًا في الأوقات التي لا تتوافر فيها أشعة الشمس.