قواعد الكهرباء المرتبطة بأنظمة الطاقة الشمسية

[مدحتكو]

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:



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

[فكروعلم]

بالتوفيق أخ مدحت أسلوب شرح جيد من معلم ممتاز

[مدحتكو]

شكرا لك اخ فكر وعلم

هذا بعض ما عندكم

[مدحتكو]

هناك ثلاثة انواع من توصيل البطاريات
1- توصيل البطاريات علي التوالي
2- توصيل البطاريات علي التوازي
3- التوصيل المختلط للبطاريات


أولا التوصيل علي التوالي

كما بالصورة التالية



يتم توصيل موجب احدي البطاريات بسالب الأخري (+ إلي -) وفي هذا النوع من التوصيل
• يتضاعف الجهد الاجمالي
• يثبت شدة التيار (الأمبير.ساعة)


كمثال:

لدينا بنك بطاريات 48 فولت ونريد شحنة من خلال الخلايا الشمسية علماً ان معظم انظمة الطاقة الشمسية تعي خرج 12 فولت ، بالتالي سنحتاج 4 ألواح طاقة شمسية يتم توصيلهم علي التوالي (+ مع - ) موجب اللوح الأول مع سالب الثاني وهكذا للحصول علي جهد اجمالي 48 فولت من أجل شحن البطاريات
مع العلم أن شدة التيار الخارج من تلك الألواح سيكون ثابت القيمة ويساوي شدة التيار الخارج من اللوح الواحد ولكن الجهد سيكون 4 أضعاف جهد اللوح الواحد


ثانياً: التوصيل علي التوازي:-

كما بالصورة الأولي من التوصيل التالي



يتم توصيل موجب جميع البطاريات مع بعض وسالب جميع البطاريات مع بعض ( + مع + ، - مع - ) وفي هذا النوع من التوصيل
• يثبت الجهد الناتج
• يتضاعف الأمبير الخارج أو ( الأمبير. ساعة)

ثالثا التوصيل المختلط

تتم بتوصيل البطاريات المتماثلة على التوالي في الصف ، وعلى التوازي في مجموعة الصفوف والهدف من هذا التوصيل هو الحصول على فرق جهد كبير وشدة تيار كبير

كمثال لدينا 8 بطارات ( 6 فولت – 350 أمبير.ساعة ) نريد الحصول علي افضل توصيل

سنقوم بتوصيل 4 بطاريات علي التوالي (+ مع - ) لتشكيل 24 فولت من تلك الأربع بطاريات (الصف الأول)
نكرر نفس العمل مع 4 بطاريات الأخري لنكون (الصف الثاني)
ثم نقوم بتوصيل الصف الأول مع الصف الثاني علي التوازي (+ مع + و – مع - )
ليكون الجهد الاجمالي لـ 8 بطاريات هو 24 فولت وشدة التيار 700 أمبير. ساعة

المناقشة بالأعلي للجهد والتيار تقود للتطرق إلي مقاس السلك المستخدم

كمية الكهرباء التي يمكن أن تبعثها خلال أي دائرة كهربائية تعتمد علي ثلاثة أشياء:
1-مساحة مقطع السلك المستخدم.(بزيادة مساحة المقطع تقل المقاومة وتزداد كمية الكهرباء المارة بالدائرة)
2- جهد المصدر
3- طول السلك بزيادة طول السلك يقل الجهد

فإذا زاد طول السلك وقل الجهد ستحتاج لزيادة مساحة المقطع حتى لا يحدث هبوط أكثر في الجهد.
كل الأسلاك ( نحاس CU أو المنيوم Al ) لها مقاومة كل 1000 قدم مسجلة في جداول



إلي هنا ينتهي هذا الجزء المشترك بين الالكترونيات والطاقة البديلة
لمن أراد المتابعة
سنكمل ان شاء الله في منتدي الطاقة البديلة لأننا سنتعمق في تفاصيل الطاقة الشمسية أكثر

[نتاوى]

اخى مدحت:

انت اكثر من رائع
انا من المتابعين لك - ليس فقط هذا الموضوع ولكن من موضوع تصنيع الخلايا الشمسيه - او كما اسميها انا عن نفسى " تجميع و لحام الخلايا " - متابعه من بدايته و بالرغم انى لم اكن قد سجلت فى القريه وقتها لكن موضوعك و شرحك و مقاطع الفيديو ( لحسلى مخى ) و كبرها فى دماغى قوى .
وهو الذى دفعنى للتسجيل فى المنتدى + شحرك فى هذا الموضوع بطريقه السهل الممتنع و توصيل المعلومه بطريقه ثلثه و مشوقه و جذابه - دفعنى لاسجل هنا ما اشعر به من إحترام و تقدير لشخصكم النبيل... لذا

تقبل منى فائق التقدير و الحب و الاحترام لشخصكم واطلب من الله ان يمنحك ما تريد فى دنياك و يكافئك جزيلا فى آخرتك

دمت فى اتم صحه و عافيه

[alhasangha]

يعطيك الف عافية

[محمود المليجى]

اكثر من رائع شرح فى قمت الروعة والجمال.