Techniques And Methods Of Cleaning Solar Cells

قام العلماء بالاستعانه ببيانات الإشعاع السطحي طويل المدى المراقَب بالعديد من أنظمة الأقمار الصناعية من أجل دراسة تأثير الجسيمات العالقة على الإشعاع الشمسي و مدي الطاقة المنتجة بناء علي كمية الجسيمات و مدي تأثيرها من الناحية الاقتصادية و قاموا بتجميع هذة البيانات لمدة  12 سنة في الفترة بين 2003 و 2014، إذ أظهرت تلك البيانات انه هناك وفرة في الموارد الشمسية في المناطق شبه الاستوائية حيث تتميز مناطق غرب الصين والشرق الأوسط وشمال إفريقيا وجنوب إفريقيا وأستراليا وغرب الولايات المتحدة والساحل الغربي لأمريكا الجنوبية بكميات إشعاع شمسي أكبر من 7 كيلووات ساعة/متر٢ حيث يتوقف كمية الإشعاع على المنطقة وعدد ساعات السطوع الشمسي فيها. وتتسبب ايضاً السُحب في خفض نسبة الإشعاع الشمسي في المناطق الاستوائية بنسبة من 15 إلى 40٪ مقارنةً بالمناطق شبه الاستوائية، حيث تسجل كميات الاشعاع الشمسي التى تتراوح بين 4.5 و 6 كيلو وات ساعة/متر٢ في بلدان مثل الهند والبرازيل وتنخفض نسبة الإشعاع الشمسي في مناطق اخرى مثل أوروبا، وكندا وشمالي الولايات المتحدة، حيث يبلغ المتوسط ​​السنوي أقل من 4 كيلووات ساعة/متر٢، يوضح الباحث شياو يوان لي، الباحث في الهندسة المدنية والبيئية في جامعة برينستون الأمريكية، انه يقدم دراسه بدأت فى عام 2017، حيث يقول انه تم الاستعانه بالإشعاع السطحي طويل المدى المراقَب بالعديد من أنظمة الأقمار الصناعية لدراسة تأثير هذة الجسيمات علي قوة الاشعاع الشمسي, حيث ركزت  تلك الدراسة على مناطق في الولايات المتحدة والهند والصين، وايضاً أوضحت أنه لجزيئات الغبار تأثيراً كبيراً جداً في المناطق الصحراوية قليلة الأمطار مثل شمال إفريقيا ومنطقة الشرق الأوسط"ويقول  الباحث "لي": انه من خلال تلك الدراسه تم تطوير خوارزمية خاصة باستخدام كلٍّ من معدلات ترسيب الهباء الجوي وهطول الأمطار؛ لتقدير مدى تأثير التلوث على الإشعاع الشمسي ومن ثم استخدام نموذج أداء الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PVLIB) لتقييم التأثير الكلي لتلك المواد العالقة على قدرة الألواح الشمسية على توليد الطاقة".   افضل و اسهل طرق تنظيف الالواح الشمسية      و ينصح الباحثون بأن أفضل طرق التنظيف وأسهلها هى استخدام الماء والصابون مع استخدام قطعة إسفنج أو قماش ناعم ، ولكن هذا  يتوقف بالأساس على نوع اللوحات الشمسية و لكن أن تم اعتماد تقنيات التنظيف التقليدية على المياه من المحتمل أن يواجه تحديات في مناطق الإجهاد المائي مثل بلدان الشرق الأوسط. ويقول خبير الطاقة الشمسية الأردني "ماهر ميمون" الحائز علي جائزة أفضل مخترع لعام 2017 من جمعية مهندسي الطاقة العالمية أن عدم تنظيف الألواح لمدة طويلة قد يتسبب في تجمُّع الغبار وتَشكُّل طبقة طينية تلتصق بالألواح يصعب إزالتها وبالتالى تؤثر على كفاءة النظام بشكل دائم، لذلك فانه يجب تنظيف تلك الألواح مرةً أو مرتين شهرياً وبالاخص في المناطق الصحراوية، و المناطق التي تكون محاطة بمصادر غبار كثيف، ويقول ايضاً أنه من الصعب القول إنه هناك في الوقت الحالي تكنولوجيا واحدة تعتبر الأفضل و لكن هناك عدة طرق لتنظيف الألواح الشمسية، تنقسم إلى نوعين من حيث استخدام المياه: فهناك التنظيف الجاف والتنظيف بالمياه. وهناك أربع طرق للتنظيف: ·     التنظيف الأوتوماتيكي :  وهو يتم عن طريق استخدام روبوتات تعمل على تنظيف الخلايا بشكل تلقائي دون تدخل بشرى وهي الأسرع تطوراً، ولكن من عيوب تلك الطريقه يرجع الى صعوبه صيانه هذه الروبوتات و ارتفاع ثمنها .  ·     التنظيف اليدوي :  وهو الأكثر شيوعاً في الدول العربية،  ويتم هذا التنضيف عن طريق استعمال أدوات تنظيف بسيطة وتكون كفاءتها جيدة ولا تحتاج إلى استثمار،ولكن من عيوب هذه الطريقه هو اهدار كميات كبيرة من المياه, كما انها تحتاج إلى جهد و وقت كبير جداً .  ·     التنظيف شبه الأوتوماتيكي :  وهو من الطرق التي تجمع بين التنظيف الأوتوماتيكي الكامل والتنظيف اليدوي، حيث يتم استعمال ماكينات دوارة أو فرش تعمل بالكهرباء أو البطاريات ويستعملها العامل للتنظيف، وتتميز هذه الطريقه، بأن سعرها مقبول، وكفاءتها عالية، وسرعتها أضعاف التنظيف اليدوي.   التنظيف الذاتي:  وتقوم هذه الطريقة بجعل اللوح الشمسي يقوم بتنظيف نفسه ذاتياً، ولكن هذه الطريقه ما زالت بمراحل البحث والتطوير والتجربة.     

How To Choose Best Solar Batteries ?

كيف يتم اختيار أفضل بطاريات الطاقة الشمسية يوجد بعض العوامل يجب وضعها في الاعتبار عند اختيار أفضل بطاريات الطاقة الشمسية وهي: ·     سعة البطارية الشمسية وهى من أهم الأشياء التي يجب ان نراعيها قبل ان نشترى أي بطارية شمسية ويجب ان تتناسب سعتها مع احتياجاتك. وتقاس سعة البطارية عادةً بوحدة -Amp-Hour -Ah ، وهي تقوم بتوضيح مقدار الطاقة التي تحتفظ بها البطارية في ظل ظروف محددة، على سبيل المثال ، يمكن لبطارية 12 فولت 18 أمبير توصيل ساعة واحدة من 18 أمبير من التيار عند 12 فولت. ·     وقت شحن البطارية الشمسية إذا كنت قلقًا بسبب مقدار الشمس والوقت الذى يستغرق لشحن البطارية الشمسية المعنية ، فقد تكون أفضل حالًا في استخدام الـ gel، حيث تشحن بسرعة كبيرة، كما أن بطاريات الليثيوم أيون لا تأخذ وقتًا طويلاً في الشحن فى الغا لب حوالي 3 ساعات.  · سهولة التثبيت  هناك شيء آخر يجب وضعه في الاعتبار قبل ان تشترى بطارية شمسية وهو مدى سهولة تثبيتها. ·     التكلفة التى تتحملها يجب أن تضع ايضا في اعتبارك التكلفة الأولية للبطارية الشمسية ، وعادة كلما كانت البطارية الشمسية تكلفتها اكبر، كلما كان أداؤها أفضل وأطول. ·     عمر البطارية  الشمسية   يجب ان تضع في اعتبارك أنه مع مرور الأيام، ستقل قدرة بطاريتك على ان تحتفظ بالشحن،  وكل بطارية لها عدد ساعات معين والأيام والسنوات التي تستخدم حتى تصبح عديمة الفائدة إلى حد ما أو لم تعد لديها القدرة على الاحتفاظ بالشحن بشكل جيد، وذلك يعتمد على حجم البطارية والنوع واسم العلامة التجارية، ولكن عاما كلما أردت امتلاك بطارية تدوم لفترة أطول، كل ما زاد سعرها ، وتستطيع ان تعتمد على معرفة هذه المعلومة بشكل واضح من المعلومات المكتوبة على البطارية.  ·      ضمان المصنع الشيء الأخير الذى يجب معرفته قبل الشراء هو جودة ضمان الشركة المصنعة للبطارية، فكلما زاد أنفاقك على بطاريتك، وكلما كان اسم العلامة التجارية اشهر، كلما كان هذا الضمان أفضل.وبشكل عام الرائج بين الشركات. فإن الضمان لمدة 20 أو 30 عاماً · بطاريات الطاقة الشمسية والسيارات من أشهر الأسئلة المنتشرة عند البحث عن أفضل بطاريات الطاقة الشمسية هو هل من الممكن ان تستخدم بطارية السيارة لتخزين الطاقة الشمسية،  في النقاط القادمة سنقوم بالرد على هذا السؤال بالتفصيل: لا يمكننا ان نستخدم بطارية السيارة لتخزين الطاقة الشمسية، وفى هذا الصدد تم إجراء بعض التجارب واتضح أنها تعمل ولكن لفترة مؤقتة، وهذا لا يعني نجاحها في العمل وهذا لأن بطارية السيارة لو تم استخدامها في نظام شمسي سوف تفسد بعد فترة قصير جداً و لم يكن لديها القدرة على استكمال المسيرة والصمود لتلبية احتياج السيارة من الكهرباء لفترة طويلة أثناء غياب الشمس.من المعروف أن بطاريات السيارات تصمم لكي تعطيك كمية كبيرة من الشحنة الكهربية في فترة قصيرة وهي فترة بداية دوران المحرك ثم تشحن فيما بعد عن طريق الدينامو في السيارة.وذلك يكون عكس بطاريات الطاقة الشمسية التي تم تصميمها لكي تشحن طوال فترة سطوع الشمس ثم تفرغ شحنتها طوال الليل.وحقيقة بطاريات الطاقة الشمسية هي ما يسميه المتخصصون Deep cycle batteries أو بطاريات دورة الشحن العميقة .وهي التي تشحن وتفرغ بنسبة تصل إلى 50% لتعيش 3000 دورة، وهذا الرقم كبير جداً اذا تم مقارنته ببطارية السيارة التي لا يمكن ان تعيش أكثر من 100 دورة عند تفريغها بنسبة 50% كما أن بطارية الشحن العميق تستطيع تفريغ شحنتها كاملة دون ان تتلف 200 مرة أما بطارية السيارة العادية قد تتحمل تفريغ ما بين 12 الي 15 مرة فقط.    

Best Solar Batteries

اولاً شرح كيفية عمل بطاريات الطاقة الشمسية : تقوم بطاريات الطاقة الشمسية بتخزين الطاقة الكهربائية التي تم توليدها عن طريق الألواح الشمسية الفولتوضوئية Photovoltaic panels  وقت النهار اثناء سطوع الشمس، وتُستخدم تلك الطاقة الكهربائية المخزنة أثناء فترة غياب الشمس فى المساء.ومن الممكن أستخدام أفضل بطاريات الطاقة الشمسية في المنازل ولكن في حالة أنفراد النظام ، بمعنى أن يكون غير متصل اتصال عكسي بشبكة الكهرباء العمومية، ولكن هذا موضوع آخر يتضمن مكونات النظام الشمسي وانظمة التوصيل في الطاقة الشمسية للمنازل، ولكن في هذا الموضوع نقصد بطاريات الطاقة الشمسية.في أفضل بطاريات الطاقة الشمسية يعمل مبدأ ألواح الطاقة الشمسية على تحويل ضوء الشمس الي تيار مستمر، وبعد ذلك يتم مرور التيار عن طريق أسلاك التوصيل الي منظم الشحن Regulator أو أحياناً ما يُسمى بـ Charge controller وهو ينظم الجهد قبل تمريره إلى بطاريات الطاقة الشمسية وتلك هى وظيفته، التي بدورها تخزن الطاقة الكهربائية طوال فترة عمل الألواح الشمسية في فترة النهار و بعد ذلك يمر التيار إلى محول التيار او الانفرتر الذي بدوره يقوم بتحويل التيار من مستمر الى متردد ويقوم بتنظيم الجهد حتى يناسب الاستخدام بالنسبة للادوات الكهربائية داخل المنزل.وكما تم الذكر أن بطاريات الطاقة الشمسية يتم شحنها طوال فترة النهار ثم تفرغ شحنتها طوال الليل، وهى تقوم بعملية الشحن في وقت طويل وبتيار منخفض وهذا ما يميزها وتستطيع ايضاً ان تفرغ الشحنة في وقت طويل. أفضل أنواع بطاريات الطاقة الشمسية : لكي تقوم بمعرفة أفضل بطاريات الطاقة الشمسية المناسبة لك يجب أن تتعرف على أنواعها أولاً، فمن المهم جداً ان تختار البطاريات التى تناسب أنظمتك الشمسية وذلك لأن البطاريات المختلفة مستوياتها تتفاوت من حيث كفاءة الطاقة وإمكانيات التخزين وفعالية التكلفة، كما أنه هناك بعض التحديات المتعلقة باختيار البطارية الشمسية المناسبة، كسهولة التركيب ومساحة التخزين والتكلفة وعمر البطارية وغير ذلك، في هذه الفقرة نقوم بمساعدتك على معرفة كيف تختار أفضل بطارية لنظام الألواح الشمسية، وذلك عن طريق معرفة الأنواع تفصيلياً، و أنواع بطاريات الطاقة الشمسية تنقسم الى قسمين، قسم من حيث غُمُرها،والقسم الآخر من حيث شكل شرائح الرصاص: أولاً من حيث غُمُرها تنقسم الى: 1-          بطارية الرصاص المغمورة FLA – Flooded Lead Acid: ويعد هذا النوع من أفضل بطاريات الطاقة الشمسية حيث تكون ألواح الرصاص مغمورة بها تماماً بسائل قابل للتأين الكهربي، لهذا السبب اطلق عليها ذلك الاسم لأن بها سائل لابد من تغييره كل فترة معينة مثل بطاريات السيارة.وبطاريات الرصاص المغمورة تعتبر هي النوع الأقدم و الأكثر استعمالاً .و قدرة البطاريات المغمورة تتراوح بين 100 و 500 AH.قد يصل عمرها الافتراضي الى 10 سنوات. 2-   البطاريات الغير مغمورة VRLA – Valve Regulated Lead Acid H3    والفرق بين البطاريات الغير مغمورة و بطارية الرصاص المغمورة أنه لا يجب تغيير السائل بداخلها فالبطاريات الغير مغمورة لا تحتاج لصيانة كما أنها تقوم باطلاق كمية مهملة من غاز الهيدروجين وهذا ما يجعلها أسهل في النقل و التركيب ولا يكون التعامل معها خطير ويأتي هذا النوع من البطاريات بثلاث أنواع رئيسية وهم : Wet : وهذا النوع يتميز أنه يستطيع القيام بعمل ما يقرب من 500 عملية تفريغ عميقة لما يقرب من 50% من شحنتها وهو فى الاساس تم تصميمه لأغراض ملاحية ولكن يستخدم ايضاً في الأنظمة الفوتوضوئية وهو يعد حل اقتصادي.AGM : أختصار Absorbed Glass Mat  ويعني هذا السائل القابل للتأين الكهربي امتص في حصيرة اسفنجية.Gel : الرصاص مغمور في سائل حول إلى ما يشبه الجيلي وهذا يعنى انه اصبح أقل ميوعة وأكثر تماسكا.ونوضح أن النوعين AGM أو Gel نوعان جيدان جداً ويمكن ان يعملوا تحت أي ضغط وفي أي ظرف.أما النوع Gel هو الأفضل والأكثر كفاءة ويعد عمره الافتراضي اكبر، كما انه يستطيع القيام بعمل دورة تفريغ عميقة قد يصل فيها إلى تفريغ 60% من الشحنة الموجودة بها. ثانياً من حيث شرائح الرصاص : 1- شرائح مسطحة Flat Platesوتكون ألواح الرصاص فيها شرائح متراصة، و عمرها الافتراضي يتراوح= بين 10 إلى 12 سنة. 2- ألواح اسطوانية الشكل Tubular plateوتكون فيه الرصاص اسطوانات متداخلة و يتراوح عمرها الافتراضي ما بين 20 إلى 25 سنة. ونستطيع ان نفرق بين النوعين بمجرد النظر وذلك لان البطاريات ذات الالواح الاسطوانية أطول من الالواح المسطحة بشكل ملحوظ. 

Inverters For Solar Energy

 ما هو الانفرتر ؟  الانفرتر هو جهاز كهربائى يقوم بتحويل التيار المستمر الذي يتم توليده من الالواح الشمسية إلى تيار متردد يتم تغذيته الى  الشبكة الكهربائية لتشغيل أجهزة المنزل أو المضخات أو ربط نظام الطاقة الشمسية بشبكة الكهرباء القومية وهناك نوعين من الانفرتر هناك نوع منخفض التردد ونوع عالى التردد ·  الانفرتر المنخفض التردد يتم استخدام الملفات النحاسية الكبيرة  به لتحويل التيار و لذلك هويعتبر ثقيل و غالي التكلفه كما انه كبير و ثقيل وكذلك يسبب ضوضاء كبيرة·  الانفرتر عالى التردد يتم استخدام الترانزات الألكترونية به  لتحويل التيارالكهربائى وهو ايض صغير و خفيف الوزن مقارنه بالانفرتر المنخفض التردد وهو ايضاتكلفته رخيصه و لا يصدر عنه ضوضاء و صوته منخفض جدآ مقارنه بالمنخفض التردد وهناك انواع للانفرتر وهى كما يلى : 1-   عاكس انفرتر المتصل بالشبكة ( On Grid Inverter)   يستخدم هذا النوع من عواكس انفرتر في الانظمه المتصلة بشبكة الكهرباء حيث يوجد منه مقاسات تبداء من 2 كيلو وات و حتي 1 ميجاوات وهذا النوع  ايضاً من الأنفرتر يقوم بفصل التيار الكهربائي تلقائياً عند انقطاع التيار الكهربائى في الشبكة, و هذه الخاصية  مفيدة لانها تحقق الأمان للعمال اثناء قيامهم باعمال الصيانة بشبكة الكهرباء وذلك عمد انقطاع التيار ايضاً هذا النوع من الانفرتر يعمل على اخراج تيار ذو موجة جيبية نقية  و ذلك بسبب تطابق الكهرباء الخارجة من العاكس مع كهرباء الشبكة في كافة الخصائص. 2-   عاكس انفرتر المنفصل عن الشبكة (Off Grid Inverter) ياتى هذا النوع من عاكس انفرتر بمنظم شحن داخلى كما ان مخرج التيار  فى هذا النوع من الانفرتر يكون عن طريق موجة جيبية معدله او نقيه، حيث  اصبحت العواكس ذات الموجة النقية هى الأكثر انتشاراً حالياً في جميع العواكس وذلك بسبب  انخفاض اسعارها, ما عدا بعض العواكس الصغيرة المخصصة لتشغيل وحدات الأضاءة فقط. ويقوم هذا النوع ايضاً بالتحويل التلقائي عند انقطاع الكهرباء أو عودتها وهو ما يسمى ب UPS وهذه الخاصية تكون مفيدة في حالة تشغيل جهاز معين على الانفرتر ولا ترغب في أن يتوقف عن التشغيل مثل سرفر أو جهاز طبي  كما يقوم هذا النوع من الانفرتر بأمكانية برمجة الاولوية في التشغيل سواﺀ عن طريق الالواح او البطاريات او الكهرباﺀ الرئيسية كما ان بعض الأنواع يوجد بها ايضاً دائرة لتشغيل مولد ديزل في اثناء غياب الشمس اوالكهرباﺀ الرئيسية اوانخفاض شحن البطاريات. 3-   عاكس  انفرتر متصل بالشبكة و مزود ببنك بطاريات هذا النوع من الانفرتر هو نوع يجمع بين النوعين المتصل والمنفصل عن الشبكه  حيث يقوم هذا النوع بضخ الكهرباء الي الشبكة بالأضاقة الي استخدام الكهرباء من الشبكة اي ان التيار المتردد يسير في الأتجاهين من و إلي الشبكة وهو ما لا يقدمه العاكس المنفصل الذى يقوم بأخذ التيار من الشبكة في اتجاه واحد فقط ولا يمكنه ضخ كهرباء الي الشبكة ويعمل هذا النوع ايضاً بمزامنة تردد التيار الخارج مع تردد تيار الشبكة باستخدام مذبذب داخلي, و ظبط الجهد مع نفس جهد الشبكة وهذا مايقوم به العاكس المتصل بالشبكه. 4. عاكس المضخات الشمسية و يتميز هذا النوع من الانفرتر بالقدرة علي التحكم في سرعة مضخات التيار المتردد AC من لحظة تشغيلها اثناء شروق الشمس إلى لحظة إيقافها في غروب الشمس مروراً بفترة تشغيلها العادية اثناء النهار ويعمل هذا النوع بالطاقه الشمسيه التى تستقبل سلسله من الخلايا المتصل مع بعضها على التوالى بجهد يصل الى 800 فولت وهذا النوع ايضاً مزود بجهاز السوفت الذي يعمل على التقويم الناعم للمواتير ذات القدرات الكبيرة والمتوسطة وذلك لتقليل تيار البدء والذي يكون عالياً عند التشغيل المباشر للموتور وذلك من خلال كونتاكتور الذى يعمل على رفع سرعة الحمل تدريجياً من الصفر حتى السرعة القصوى وتعمل هذه الخاصية عن الاستغناء عن استخدام عاكس كبير لتحمل التيار الأبتدائي الكبير الذي يحدث في بداية تشغيل المواتير .