كيف تقوم محطة الطاقة الشمسية بتزويد كأس العالم بالطاقة

في الوقت الحاضر، يواجه العالم اختبارًا شديدًا في انتقال الطاقة. من أجل تقليل انبعاثات غازات الدفيئة والاعتماد على الطاقة الأحفورية، أصبح تطوير الطاقة المتجددة أمرًا حيويًا.

في عام 2008، أصدرت قطر "الرؤية الوطنية 2030" التي تهدف إلى بناء قطر كدولة ذات تنمية مستدامة، وتنافسية دولية قوية، ومستويات معيشة عالية. يمكن القول إنه من المتفق عليه عالمياً تقليل انبعاثات الكربون وتحقيق هدف الحياد الكربوني.

في كأس العالم FIFA قطر 2022™، أنشأت قطر سابقة في مجال توليد الطاقة الكهروضوئية الجديدة! وفقًا للجنة العليا للمشاريع والإرث (SC)، سيتم استخدام تقليل انبعاثات الكربون من محطة الطاقة الشمسية في الخرسعة لتعويض حوالي نصف الانبعاثات الناتجة عن استضافة البلاد لكأس العالم FIFA. دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الطاقة الشمسية وتحقيق هدف الاستدامة.

 

ما هو محطة الطاقة الشمسية؟

توليد الطاقة الشمسية مقسم إلى توليد الطاقة الحرارية الشمسية وتوليد الطاقة الكهروضوئية.

 

محطة الطاقة الشمسية الحرارية

نظام الطاقة الشمسية الحرارية يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية من خلال تركيز ضوء الشمس بواسطة مرايا منحنية (على شكل حرف U). بعد سلسلة من الإجراءات التآزرية بواسطة مبادلات الحرارة، والتوربينات الغازية، والمولدات، وأجهزة التبريد، وأجهزة مراقبة الدوائر، وأنابيب جمع الحرارة، يتم تحويل الطاقة الشمسية المجمعة إلى طاقة حرارية.

تؤدي هذه العملية إلى تكوين منتج وسيط، وهو البخار، الذي يمكنه تسهيل عمل نظام الدورة الحرارية، حيث يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية لتزويد الجمهور بالكهرباء.

 

محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تحول الطاقة الشمسية الكهروضوئية مباشرة إلى كهرباء دون الحاجة إلى عملية حرارية.

تتكون أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية عادةً من صفائف الألواح الشمسية الكهروضوئية، وبنوك البطاريات، ووحدات التحكم، والمحولات، ومعدات توزيع التيار المتردد، إلخ.

تستند توليد الطاقة الكهروضوئية على مبدأ التأثير الكهروضوئي، حيث تتسبب الفوتونات في قفز الإلكترونات وتشكيل فرق الجهد. بعد ذلك، تقوم الخلايا الشمسية بتحويل طاقة الشمس مباشرة إلى كهرباء، مما يولد بدوره تيارًا مباشرًا.

تتميز أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بـ موثوقيتها العالية، وسهولة صيانتها، وعمرها الطويل، وعدم تلوثها للبيئة. ويرجع ذلك إلى أن أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بسيطة للغاية، وتتكون أساسًا من مكونات إلكترونية ولا تحتوي على أجزاء ميكانيكية.

لذا، فإن مزارع الطاقة الشمسية الكهروضوئية أكثر شعبية من محطات الطاقة الشمسية الحرارية. على سبيل المثال، تم توفير نصف الكهرباء لكأس العالم في قطر من قبل محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

 

كيف تعمل محطات الطاقة الشمسية؟

قطر دولة شبه جزيرة نموذجية تتمتع بمناخ صحراوي استوائي نموذجي مع هطول أمطار سنوي منخفض ودرجات حرارة مرتفعة جداً. تتكون معظم مساحتها من صحراء مسطحة ومنخفضة، مما يجعلها موقعاً مناسباً لبناء محطة للطاقة الشمسية.

تعمل محطة الكهروضوئية الشمسية في الخرسعة بنفس طريقة محطة الطاقة الشمسية العامة ومزرعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في المجتمع.

إنه فقط أنه كبير جدًا من حيث الحجم، حيث يغطي مساحة قدرها 10 كيلومترات مربعة (ما يعادل حوالي 1,400 ملعب كرة قدم)، باستخدام إجمالي 2 مليون وحدات شمسية نصف مقطوعة ثنائية الوجه مثبتة على متعقب ضوئي أحادي المحور إضافي لالتقاط كل من ضوء الشمس المباشر والضوء المنعكس من الأرض. ثم يتم تحويل التيار المستمر الناتج إلى تيار متردد بواسطة 3,240 عاكس سلسلة مثبت، والذي يتم توصيله بالشبكة بكامل طاقته.

 

الأسئلة الشائعة حول محطة الطاقة الشمسية

كم تكلفة مزرعة الطاقة الشمسية؟

وفقًا لـ تقرير رؤية سوق الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة، عادة ما تتراوح تكلفة بناء مزرعة شمسية بين 0.89 دولار و 1.01 دولار لكل واط. ومع ذلك، ستكلف بناء مزرعة شمسية بقدرة 1 ميغاوات (MW) بين 890,000 دولار و 1.01 مليون دولار.

لكن مزرعة الطاقة الشمسية لا يمكن أن تساعد فقط في تقليل البصمة الكربونية، بل يمكنها أيضًا توفير المال على فواتير المرافق. بالإضافة إلى ذلك، تعوض الحوافز والمكافآت مثل الائتمان الضريبي الفيدرالي للطاقة الشمسية تكلفة بناء مزرعة الطاقة الشمسية. ومع ذلك، يعتمد ذلك على العديد من العوامل، بما في ذلك استهلاك الكهرباء، وأسعار الكهرباء المحلية، وحجم نظام الطاقة الشمسية.

 

كيفية صيانة محطة الطاقة الشمسية

يمكن أن تضمن الصيانة الصحيحة كفاءة محطة الطاقة الشمسية فحسب، بل أيضًا تطيل عمرها. يمكن تلخيص تدابير الصيانة لمحطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على النحو التالي:

• صيانة الألواح الشمسية والدعامات:

  يجب أن تبقى سطح الألواح الشمسية نظيفًا ويجب مسحه بقطعة قماش ناعمة ونظيفة سواء كانت جافة أو مبللة. تحقق بانتظام من استقرار الحامل واستبدل الأجزاء التالفة في الوقت المناسب.

• صيانة العاكس:

  فحص إيقاف التشغيل للتأكد من أن الوحدات، والمفاعلات، وقواطع الدائرة في جانب الخرج AC (جانب الشبكة)، ومراوح التبريد للمحول في العاكس يمكن أن تبدأ وتوقف تلقائيًا وفقًا لدرجة الحرارة. إذا كانت مكثفات حافلة التيار المستمر قد تجاوزت عمرها الافتراضي، يجب استبدالها في الوقت المناسب.

• صيانة الكابلات:

  قم بتوصيل الكابلات بالمعدات بشكل صحيح. يجب ألا تحتوي عوازل الكابلات على ثقوب أو شقوق أو عدم انتظام واضح، ويجب ألا تكون درجة حرارة الكابل مرتفعة جداً.

 

كم عدد الأفدنة التي أحتاجها لمحطة طاقة شمسية بقدرة 5 ميغاوات؟

نحن عادةً نحتاج إلى مساحة لا تقل عن 30 إلى 40 فدانًا لطاقة شمسية بقدرة 5 ميغاوات، ولكن من المستحسن زيادة حجم النظام بنسبة 15-20% لتجنب نقص مصادر الضوء الشمسي وفقدان الطاقة من نقل التيار مما يؤدي إلى عدم كفاية الكهرباء لتلبية احتياجات الطاقة المنزلية.