العوامل الفعلية للطاقة الشمسية وكفاءة النظام الكهروضوئي و والسلسلة الطاقويه في تسخين الماء كيف تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء؟ الشمس مفاعل نووي طبيعي كبير جدًا يحول المادة إلى طاقة نووية من خلال الاندماج النووي ، ويحول 2.4 مليون طن من الكتلة إلى طاقة كل ثانية. تبلغ درجة الحرارة في مركز الشمس حوالي 10-14 مليون درجة مئوية ، ويصدر سطحها حوالي 5600 درجة حرارة على شكل موجات كهرومغناطيسية في الفضاء. تصل إلى 1 كيلو واط لكل متر مربع على شكل ضوء مرئي ، الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. الشمس مثل كرة عملاقة من النار يبلغ قطرها وكتلتها حوالي 333000 ضعف وزن الأرض. يتكون هذا النجم من غازات مثل الهيدروجين (86.8٪) والهيليوم (3٪) و 63 عنصرًا مثل الأكسجين والكربون والنيون والنيتروجين. ينتشر ثلث أشعة الضوء في الفضاء وهي تشق طريقها إلى الأرض ويصل الباقي إلى الأرض. نظرًا لأن الأرض تبعد 150 مليون كيلومتر عن الشمس ، يستغرق ضوء الشمس 8 دقائق و 18 ثانية للوصول إلى الأرض. بعبارة أخرى ، تعد الشمس مصدرًا هائلاً للطاقة يمكن استخدامها خلال الخمسة مليارات سنة القادمة. بعد ما يقرب من ستة مليارات سنة من ولادة كرة النار هذه ، كانت الطاقات مثل الوقود الأحفوري وطاقة الرياح وطاقة المياه الجارية وموجات المحيط المخزنة في أعماق الأرض من بين النتائج نفسها. كمية الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس. لذلك يمكن استخدام هذه الطاقة المتجددة بعدة طرق ، أهمها إنتاج الطاقة. يتم ذلك باستخدام النظام الشمسي. من أين يأتي مصدر الطاقة الشمسية العملاق؟ 
كما ذكرنا سابقًا ، في أعماق الشمس وفي قلب هذا المجال الناري ، تحدث تفاعلات نووية ضخمة تطلق إشعاعات شديدة. تسبب هذه الإشعاعات إنتاج الفوتونات أو ناقلات الطاقة الضوئية. ليس للفوتونات كتلة فيزيائية ، لكنها تحمل الكثير من الطاقة ومن الواضح أنها تتمتع بقوة دفع عالية. تحمل الفوتونات المختلفة أطوال موجية مختلفة من الطاقة الضوئية. بعضها يحمل ضوءًا غير مرئي (الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية) ، بينما تنقل مجموعة أخرى الضوء المرئي (الأبيض). تنتقل الفوتونات تدريجياً من مركز الشمس إلى سطحها الخارجي. قد يستغرق هذا النقل ما يصل إلى مليون سنة. بعد الوصول إلى السطح الخارجي للشمس ، انتشرت الجسيمات المذكورة أعلاه عبر الفضاء بسرعة حوالي مليار كيلومتر في الساعة. مع كل هذا ، تصل كل الفوتونات المتناثرة من سطح الشمس إلى الفضاء إلى سطح كوكبنا ، الأرض ، بعد حوالي 8 دقائق. مع هذا المسار الطويل ، أو المسافة من الشمس إلى الأرض ، تصطدم بعض الفوتونات بجزيئات أخرى في الفضاء ، وتنحرف عن مسارها ، وتولد حرارة عندما تصطدم بأي شيء يمتص الإشعاع الشمسي. اليوم المشمس حار لأن جسمك يمتص الفوتونات المنبعثة من الشمس. يمتص الغلاف الجوي العديد من هذه الفوتونات قبل أن تصل إلى السطح. هذا هو أحد السببين وراء حرارة الشمس أثناء النهار. خلال هذه الساعات ، تكون الشمس في الغالب فوق الرؤوس وتنتقل الفوتونات في مسار أقصر للوصول إلى سطح الأرض. أي أنه يصل إلى طبقات الغلاف الجوي الرفيعة والأكثر دقة حول الأرض. عندما تغرب الشمس وتسطع أشعة ها بشكل غير مباشر على الأرض ، تنتقل الفوتونات في مسارات أطول وأكثر كثافة. سبب آخر يمكن أن يفسر سبب ارتفاع حرارة الشمس في منتصف النهار عنها في النهاية هو أن كثافة وكثافة الفوتونات أعلى بكثير في منتصف النهار. نظرًا لزاوية موقع الأرض بالنسبة للشمس ، تنتشر الفوتونات على مسافات أكبر عندما تكون الشمس على ارتفاع منخفض. 
كيف يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء في النظام الشمسي؟ يتم توليد الطاقة الشمسية من أشعة الشمس مع دمج الخلايا الشمسية في الألواح الشمسية. تختلف هذه الظاهرة تمامًا عن أنظمة التدفئة المائية والشمسية التي تستخدم الطاقة الشمسية لرفع درجة حرارة الماء أو الهواء. إذا كان هدفك هو استخدام الطاقة الشمسية لتوفير التدفئة ، فتذكر أن كفاءة نظام التدفئة الشمسية أفضل بكثير من مثال مولد الطاقة الشمسية. نحن بحاجة إلى جامع أصغر. عندما نتحدث عن الخلايا الكهروضوئية ، فإننا نتحدث أيضًا عن الخلايا الشمسية (أو الخلايا الكهروضوئية باختصار) ، التي تنتج الكهرباء على شكل ألواح شمسية. عندما يتم ذكر لوحة شمسية في هذه المقالة ، فهذا يعني أي مجموعة أو نظام يمكنه توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية باستخدام الخلايا الشمسية وليس له علاقة بأنظمة التدفئة الشمسية. عندما تواجه إحدى هذه الطبقات نقصًا في الإلكترون. تمتص هذه الطبقات الفوتونات عندما تتعرض لأشعة الشمس. يؤدي هذا الإجراء إلى إثارة الإلكترونات ، مما يتسبب في قفز بعضها من طبقة إلى أخرى ، مما يؤدي بدوره إلى توليد تيار كهربائي. مادة أشباه الموصلات المستخدمة في بناء الخلايا الشمسية هي مادة السيليكون ، والتي يتم قطعها وتحضيرها على شكل رقائق دقيقة للغاية. يتم إضافة الشوائب الكيميائية إلى بعضها لخلق خلل إلكتروني في هذه الطبقات. بمجرد إنشاء هذه الطبقات ، ضعها معًا بترتيب خاص وقم بعمل خلية شمسية من مجموعتها. عندما يتعرض هذا المركب لأشعة الشمس ، يتم توليد تيار كهربائي يمكن استقباله بواسطة أسلاك رفيعة متصلة بأي جانب منه. عندما يصطدم الفوتون بخلية شمسية ، يجب امتصاصه ، أو انحرافه عن طريق ضرب الخلية وإعادة بثه ، أو الاستمرار في السفر مباشرة عبر الخلية الشمسية. يتم سحب التيار من طرفي أو سلكين للخلايا الكهروضوئية عندما يتم امتصاص الفوتونات في سيليكون الخلية. كلما زادت شدة الضوء ، وبالتالي زاد عدد الفوتونات ، زاد امتصاصها بواسطة الخلية الشمسية وزاد التيار المتولد. 
تمتص المزيد من الطاقة الشمسية يؤثر ميل أو عدم محاذاة الألواح الشمسية فيما يتعلق بالشكل الرأسي على كمية الطاقة الممتصة وبالتالي على كفاءة النظام الشمسي. يُظهر اختبار عملي سريع أن اللوحة المعلقة عموديًا من الحائط أو المثبتة بشكل مسطح بشكل مباشر وأفقيًا على الأرض تتلقى طاقة أقل بكثير مما تتلقاه. يواجه السطح الشمس ويتم امتصاصه بشكل فعال بواسطة العينة مع تثبيت اللوحة بزاوية. سيسمح وضع الألواح الشمسية بزاوية وتوجيهها نحو الشمس بامتصاص المزيد من الطاقة وتوليد المزيد من الطاقة بشكل طبيعي. يكون تأثير هذا العمل أكثر وضوحًا خلال فصل الشتاء ، عندما تبدو الشمس منخفضة في السماء. السبب بسيط جدا. عندما تكون الشمس في أوجها ، تكون شدة أشعة الضوء عالية ، ومع مرور الوقت ودوران الشمس في السماء ، يتناقص الارتفاع الظاهري للشمس وتتلقى أشعة الضوء بزاوية ، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. ، لتقسيم نفس القدر من الضوء إلى مساحات أكبر. تأثير ميل اللوح على شدة ضوء الشمس عامل آخر فعال في كفاءة النظام الكهروضوئي هو ميل الألواح. بإمالة اللوح نحو الشمس ، يتم امتصاص المزيد من الطاقة ، ونتيجة لذلك ، يتم إنتاج المزيد من الطاقة. في كثير من الحالات ، يعتمد عرض هذه الزاوية على منحدر سقف المبنى المطلوب ، ولكن في السنوات الأخيرة ، مع البحث وتقديم جداول مختلفة، من الممكن الحصول على الزاوية المثلى لكل موقع محدد. احصل على أقصى قدر من الطاقة وابق معي أكثر الفترات تغيرًا هي منتصف الشتاء ومنتصف الصيف. 
آثار الغبار على الألواح الشمسية عندما يتراكم الغبار على الألواح الشمسية ، فإنه يقلل من شفافيتها وكمية ضوء الشمس التي تتلقاها. تأثير الرطوبة على الألواح الشمسية تقلل الرطوبة العالية في موقع تركيب اللوحة من كمية الضوء التي تمتصها اللوحة ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة اللوحة. تأثيرات الارتفاع على الألواح الشمسية يؤدي وضع الألواح في موضع أعلى إلى تقليل سماكة الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى زيادة كمية الضوء التي تمتصها الخلايا الشمسية. مع أخذ ذلك في الاعتبار من الضروري زيادة ارتفاع تركيب اللوحة من الأرض بحيث تقل احتمالية تعرض اللوحة للضرر في الثلج أو المطر. تأثيرات التظليل على الألواح الشمسية يعتبر تظليل اللوح من أهم العوامل التي تؤثر على كفاءة الألواح الشمسية ، وبالتالي كفاءة النظام الشمسي. قد يظهر ظل على اللوحة. في هذه الحالة ، يجب مراعاة عامل تقليل الطاقة الناتج عن الظلال في طاقة الخرج. يجب مراعاة تركيب اللوحة في الظروف التي تقلل من إمكانية التظليل. تطبيق الطاقة الشمسية على المباني تستخدم الطاقة الشمسية في العديد من الصناعات المختلفة ويمكن تقسيمها إلى فئتين عامتين. في هذه المقالة يمكنك أيضًا أن تقرأ عن أهم تطبيقات الطاقة الشمسية في الحياة اليومية وفي الصناعة. 
طريقة سلبية الطرق السلبية هي الاستخدام الطبيعي للطاقة الشمسية دون استخدام المعدات لتعظيم الإمكانات البيئية للشمس. طريقة نشطة تستخدم هذه الطرق الطاقة الشمسية باستخدام معدات خاصة. هذه الأساليب أكثر مرونة ، وبالطبع أكثر تكلفة. توقعات معقولة للطاقة الشمسية طالما أن الموقع المطلوب مشمس وخالٍ من العوائق المختلفة مثل الأشجار والمباني المجاورة التي تسد الألواح الشمسية ، فإن الطاقة الشمسية طريقة سهلة لتوليد كميات صغيرة من الكهرباء ، وفي حالة عدم توفر مصدر للطاقة ، استشر الصناعة الخبراء والخبراء لتحديد أن الطاقة الشمسية هي الخيار الوحيد الفعال من حيث التكلفة والفعال من حيث التكلفة. مثل هذه الحالات والمواقف ليست شائعة ، لذا فإن التوقعات عالية. في معظم الحالات ، تكون الطاقة الشمسية عملية تمامًا وتوفر الكثير من المال مقارنة باستخدام الطرق التقليدية الشائعة الأخرى. بعض هذه العناصر مذكورة أدناه.
- سيكون من المستحيل وغير الاقتصادي تركيب مآخذ وأسلاك وتوصيل كهرباء المدينة لتوفير الإضاءة للمستودعات والمرائب التي تقع بعيدًا نسبيًا عن مبنى الحديقة الرئيسي.
- الظروف التي لا يمكن الاعتماد فيها على طاقة الشبكة لأسباب مختلفة ، مع تقلبات غير مقبولة في أوقات معينة من النهار أو الليل ، أو حيث تواجه كهرباء المدينة العديد من الانقطاعات والربط ، أو التوزيع المنتظم. تعتبر الطاقة الشمسية حلاً بسيطًا وغير مكلف.
- في الواقع ، تعتبر الطاقة الشمسية مصدرًا متنقلًا ومحمولًا للطاقة ويمكن استخدامها في الحقول (التخييم أو في الطريق) ، وورش البناء خارج المدينة ، وفي إعدادات أدوات الطاقة المختلفة مثل المثاقب وآلات الطحن. الحصول على الكهرباء غير ممكن.
- في الواقع ، تعتبر الطاقة الشمسية مصدر طاقة غير ملوث وصديق للبيئة ، ومن خلال سلسلة من الاتفاقيات والعقود الخاصة ، يمكن أيضًا بيع فائضها لشركات الطاقة البلدية.
تؤثر كمية الطاقة المطلوبة بشكل مباشر على الحجم والتكاليف المطلوبة لبناء نظام كهروضوئي. بمعنى آخر ، كلما زادت الطاقة التي تريد توليدها ، زادت صعوبة المهمة وزادت تكلفة التخطيط لها وتنفيذها. إذا كانت التوقعات معقولة والغرض من تثبيت نظام شمسي هو تشغيل عدد قليل من المصابيح وتحتاج إلى بعض الأجهزة الأقل قوة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون الصغيرة والثلاجات صغيرة الحجم وغيرها من الأجهزة المماثلة. الموقع المطلوب له ظروف مناخية مناسبة ، تأكد من أن تركيب مثل هذا النظام يحقق الأهداف من فضلك. من ناحية أخرى ، إذا تخيلت تركيب نظام توليد الطاقة الكهروضوئية لتوفير الكهرباء اللازمة للمعدات مثل المراوح والسخانات الكهربائية وغسالات الصحون ، فإن الاتجاه التصاعدي في التكاليف لا يتوقف. يصبح الأمر متاعب وتفقد السيطرة على مشروعك. الطاقة الشمسية ليست مناسبة للتدفئة وليست مناسبة للتدفئة أو الطبخ أو غليان الماء أو الاستحمام. استخدام الكهرباء لتوليد هذا النوع من الطاقة الحرارية ليس ملائمًا ولا ينتج عنه نتائج جيدة. حل آخر هو استخدام سخانات المياه بالطاقة الشمسية لتوفير الحرارة بدلاً من استخدام الكهرباء والطهي باستخدام كبسولات غاز السفر أو الفحم حسب الظروف المحلية. 
سخان ماء شمسي
سخان المياه بالطاقة الشمسية ينظر إليه من نوع القوة الدافعة أنظمة التدفئة الشمسية النشطة: استخدام المضخات أو المراوح أو محركات أخرى داخل النظام أنظمة التسخين الشمسي غير النشطة: تستخدم طاقة الراديتر بدون مضخات أو مراوح في النظام (ذاتية الدوران تعتمد على حركة السوائل الساخنة والباردة بشكل طبيعي). سخان المياه بالطاقة الشمسية التحويل الحراري نظام التسخين غير المباشر: يستخدم محولاً لنقل الحرارة من المجمع الشمسي إلى الماء الساخن. طريقة التسخين المباشر: يتم استخدام الحرارة المشعة مباشرة بدون محول ، مثل مجمع الحرارة الزجاجي الخالي من الضغط لسخان المياه ذي الأنبوب المفرغ. يمكن أن يوفر النظام المصمم جيدًا الذي يستخدم الطاقة الكهروضوئية طاقة مستمرة وغير منقطعة للفيلات و المنازل متوسطة إلى متوسطة الحجم. هذا العمل ليس مكلفًا للغاية ، لكن السقف للمبنى المعني يتطلب مساحة كبيرة بما يكفي لاستيعاب المزيد من الألواح الشمسية. عند تقييم كمية الكهرباء المطلوبة قبل البدء في تركيب الألواح الشمسية ، فمن الأفضل توفير أكبر قدر ممكن والتخلص من النفايات. في حالتها الطبيعية ، فإن العديد من الاستخدامات غير ضرورية وزائدة عن الحاجة ، حتى عندما تحمل الكابلات والمآخذ في المنازل ومراكز التسوق طاقة المدينة. 
خذ بعض الوقت في الخطوة الأولى لتحديد هذه الأشياء. إذا كان هدفك هو الحصول على طاقة شمسية ميسورة التكلفة ، فإن هذه المهمة - إزالة الأوراق الزائدة - أمر لا بد منه وستصبح أكثر أهمية إذا كنت كذلك ، فهي تعني التخلص من الأشياء غير الضرورية والتحلي بالاقتصاد. على سبيل المثال ، في بعض المناطق ، لا يكون متوسط مساحة السطح السكني كبيرًا جدًا ، لذا فإن تركيب الألواح الشمسية المطلوبة يمكن أن يوفر استهلاك الطاقة المطلوب على مدار العام. يلعب توفير الطاقة دورًا مهمًا هنا. ومع ذلك ، بشكل عام ، بالنسبة لمعظم التطبيقات ، يعد تثبيت نظام الطاقة الكهروضوئية أمرًا اقتصاديًا للغاية ويلبي حاجة حيوية. على سبيل المثال ، يمكن توفير التدفئة والطهي في الأماكن المغلقة بواسطة كبسولات الغاز أو الفحم ، وما إلى ذلك ، ويمكنهما إنتاج الكهرباء اللازمة للفيلات والبيوت ، طالما أن الموقع المطلوب مشمس ولا توجد عوائق في الألواح في الظل. لا يمكن أو لا يمكن تحقيقه. يضمن هذا الترتيب أنه إذا كان المنزل المعني غير متصل بكهرباء المدينة وتقع أقرب شبكة حضرية على مسافة كبيرة منه ، فإن استخدام نظام الطاقة الشمسية يكون فعالاً من حيث التكلفة. حتى إذا كانت خطوط شبكة الطاقة تعمل بالقرب من وجهتك ، فمن الأرخص بكثير استخدام نظام الطاقة الشمسية في هذه الحالات ، على سبيل المثال عند استهلاك بعض الكهرباء. للحصول على معلومات اكثر حول هاذ المنتج و انواعه وما يختص في الاعتناء و أسعاره في الأسواق الداخلية و الخارجية و كل ما يتعلق بهاذ المنتج یمکنکم الارتباط معنا عبر الصفحه الرِئیسیه و مواقع التواصل الاجتماعی .