ما هو نظام الطاقة الشمسية؟

تعمل جميع أنظمة الطاقة الشمسية على نفس المبادئ الأساسية. تستخدم الألواح الشمسية أولاً تأثير الخلايا الكهروضوئية (PV) لتحويل الطاقة الشمسية أو ضوء الشمس إلى كهرباء تيار مستمر. يمكن بعد ذلك تخزين التيار المستمر في البطاريات أو تحويله إلى تيار متردد من خلال محولات الطاقة الشمسية لتشغيل الأجهزة المنزلية. اعتمادًا على نوع النظام، يمكن تغذية الطاقة الشمسية الزائدة إلى الشبكة لكسب أرصدة أو تخزينها في مجموعة متنوعة من أنظمة تخزين البطاريات المختلفة.

كقاعدة عامة، يمكن استخدام أنظمة التيار المستمر فقط عند تصنيفات طاقة منخفضة أو في التطبيقات التي يعمل فيها الحمل الكهربائي على التيار المستمر بشكل افتراضي، مثل أضواء LED، مراوح التيار المستمر، أنظمة الاتصالات، أنظمة الحماية الكاثودية، إلخ. يمكن لنظام الطاقة الشمسية المحمول بقدرة 300 واط تحمل الأحمال ذات التيار الابتدائي الكبير.

التطبيق:

• إمداد الطاقة الشمسية للمستخدم. مضخة مياه كهروضوئية لحل مشكلة المياه العميقة بدون كهرباء والشرب والري؛ يمكن لمنقي المياه الشمسي حل مشكلة مياه الشرب وتنقية جودة المياه في المناطق التي لا تتوفر فيها الكهرباء.
• مجال الاتصالات. محطة تكرار ميكروويف شمسية غير مراقبة، محطة صيانة كابل بصري، نظام إمداد الطاقة للبث/الاتصالات/النداء، جهاز اتصال صغير.
• إمداد الطاقة للإضاءة المنزلية. مثل مصباح الشارع، المصباح اليدوي، مصباح الحديقة، مصباح توفير الطاقة، إلخ.
• أخرى. سيارة شمسية/سيارة كهربائية، مروحة تهوية؛ إمداد الطاقة لمعدات تحلية المياه؛ الأقمار الصناعية، المركبات الفضائية، محطات الطاقة الشمسية الفضائية.

في كثير من الحالات، قد لا تحصل الألواح الشمسية على ضوء الشمس المباشر. قد تحجبها المباني أو الأشجار المحيطة، أو تكون بعيدة عن ضوء الشمس، أو تتأثر ببساطة بالظروف الجوية مثل الغيوم أو المطر أو الثلج. يمكن للألواح الشمسية توليد الطاقة في الطقس الغائم والمغيم، لكن كمية الطاقة تعتمد على "سمك" وارتفاع السحابة، مما يحدد مقدار الضوء الذي يمكن أن يمر. تُسمى كمية طاقة الضوء بالإشعاع الشمسي وعادةً ما يتم حساب متوسطها على مدار اليوم باستخدام مصطلح ساعات الذروة الشمسية (PSH). تعتمد ساعات الذروة الشمسية أو متوسط ساعات سطوع الشمس اليومية بشكل أساسي على الموقع والفصل من السنة.

تعمل الألواح الشمسية بشكل أفضل في ضوء الشمس المباشر، لكنها يمكن أن تعمل أيضًا بدونه. تستخدم مزيجًا من ضوء الشمس المباشر وغير المباشر كمصدر لإنتاج الكهرباء. كلا النوعين من ضوء الشمس يحمل فوتونات، والتي تقوم الألواح الشمسية بتحويلها إلى كهرباء. إذا لم يكن هناك ضوء شمس مباشر، ستستخدم الألواح الشمسية ضوء الشمس غير المباشر لتوليد الكهرباء فقط. ومع ذلك، في غياب ضوء الشمس المباشر، يتدهور الأداء. ذلك لأن الألواح الشمسية تحتاج إلى 1000 واط/متر مربع من ضوء الشمس للوصول إلى أقصى إنتاج لها؛ ولا تحصل على هذه الكمية إلا إذا كنت تحت ضوء الشمس المباشر.